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Previous issue date: 2015-12-17 / Eye movement measurement is done through exams called videonystagmography. Equipment currently available captures horizontal and vertical displacement movements called nystagmus. This equipment, however, do not capture ocular torsion movements, which are also important because they provide indicators to diagnose diseases such as balance disorders, motion sickness, seasickness, dizziness, and even space sickness. Conventional methods used for these measurements capture videos of the eyes and determine the torsion angles in the eye based on the contrast of the iris characteristics or terminations of conjunctival blood vessels. In these methods, the circular image of the iris is converted into a rectangular image through a polar transformation. This process allows converting a twisting motion into a horizontal displacement, facilitating the administration of screening techniques such as Optical Flow and Template Matching (TM). These methods operate satisfactorily when, between two frames of a video, there is no displacement of the center of the eye. However, this displacement is quite common and reduces measurement accuracy, once displacements as small as one pixel between images of the torsional axes can lead to errors in the range of 1.0?. To solve this problem, this paper proposes a new method which minimizes these variations, enabling the measurement of ocular torsion angles more accurately than conventional methods. In this study, the images of the ocular rotational movements were captured in six subjects. For evaluation of the method, the results were compared with data obtained by assisted visual measurement. In the results, the proposed method was capable of measuring ocular torsional motions with an average error smaller or equal to 0.15 degrees at a processing speed near 30 FPS, even with reflexes and variation in pupil diameter. In this study, the proposed method has a maximum error of 0.69 degrees. These results indicate that the proposed method has higher accuracy and performance equivalent to conventional methods. / A medi??o de movimento dos olhos ? realizada atrav?s de exames chamados de Videonistagmografia. Os equipamentos dispon?veis atualmente, capturam movimentos de deslocamento horizontal e vertical chamados de nistagmos. Estes equipamentos, entretanto, n?o capturam o movimento da tor??o ocular, que ? tamb?m importante, pois fornece indicadores para diagnosticar doen?as do equil?brio, tonturas, enjoos em viagens terrestres, mar?timas e at? mesmo espaciais. Os m?todos convencionais usados para estas medi??es capturam v?deos dos olhos e determinam os ?ngulos de tor??o no globo ocular com base no contraste de caracter?sticas da ?ris ou de termina??es de vasos sangu?neos conjuntivais. Nesses m?todos a imagem circular da ?ris ? convertida em uma imagem retangular atrav?s de uma transforma??o polar. Esse processo permite converter um movimento de tor??o em um deslocamento horizontal, facilitando a aplica??o de t?cnicas de rastreamento, como Fluxo ?ptico e Template Matching (TM). Estes m?todos operam de maneira satisfat?ria quando, entre dois quadros de um v?deo, n?o ocorre o deslocamento do centro do olho. Entretanto, este deslocamento ? bastante comum, o que reduz a precis?o da medi??o, pois pequenos deslocamentos de 1 pixel entre os eixos de tor??o das imagens podem ocasionar erros na faixa de 1,0?. Para solucionar este problema, este trabalho prop?e um novo m?todo que permite minimizar essas varia??es, possibilitando a medi??o de ?ngulos de tor??o ocular com maior precis?o que os m?todos convencionais. O m?todo proposto aplica a t?cnica de fluxo ?ptico Lucas-Kanade Pyrm (LKP) diretamente na imagem da ?ris, gerando informa??es adicionais que permitem corrigir os deslocamentos dos olhos antes da realiza??o do c?lculo do ?ngulo de tor??o. Nesse estudo, as imagens dos movimentos oculares rotacionais foram capturados em seis indiv?duos. Para avalia??o do m?todo, os resultados foram comparados com dados obtidos por medi??o visual assistida. Nos resultados, o m?todo proposto foi capaz de medir movimentos de tor??o ocular com uma m?dia de erro menor ou igual a 0,15 graus a uma velocidade de processamento pr?ximo a 30 FPS, mesmo na presen?a de reflexos e varia??o no di?metro da pupila. Nesse estudo o m?todo proposto teve erro m?ximo de 0,69 graus. Esses resultados apontam que o m?todo proposto tem maior precis?o e desempenho equivalente aos m?todos convencionais.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2.pucrs.br:tede/7144 |
| Date | 17 December 2015 |
| Creators | Stahl, Bruno Konzen |
| Contributors | Pinho, M?rcio Sarroglia |
| Publisher | Pontif?cia Universidade Cat?lica do Rio Grande do Sul, Programa de P?s-Gradua??o em Ci?ncia da Computa??o, PUCRS, Brasil, Faculdade de Inform?tica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS, instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, instacron:PUC_RS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 1974996533081274470, 600, 600, 600, -3008542510401149144, 3671711205811204509 |
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