Introdução à Plataforma de Processamento e Análise de Imagem e Computação Gráfica - CMIS

Desde 1995 tem vindo a ser desenvolvida na FEUP uma plataforma de análise e processamento de imagem e de computação gráfica para sistemas operativos Microsoft Windows designada por CMIS.A linguagem utilizada para a referida plataforma foi a C++ e o ambiente de desenvolvimento foi o Microsoft Visual C++. Para aumentar as suas foram incorporadas algumas bibliotecas de domínio público: para operações com imagens bitmap as bibliotecas Cimage e Jpeglib, para cálculo matricial a biblioteca Newmat, e para objectos gráficos a biblioteca VTK.A filosofia utilizada no desenho da plataforma permite que a mesma seja facilmente configurável a diferentes géneros de utilizadores, e que os mais diversos tipos de investigadores a utilizem sem grande dificuldade no desenvolvimento e ensaio dos seus próprios algoritmos. Actualmente a plataforma é bastante utilizada por vários alunos da FEUP, quer ao nível da Licenciatura quer ao nível de Cursos de Mestrado, para desenvolverem os seus trabalhos, tendo-se verificado as boas condições que a mesma disponibiliza. Deste modo, o número de funções disponíveis na plataforma tem vindo a crescer rapidamente, tendo-se incluindo um grupo relevante de funções adequadas para objectos deformáveis o que também a torna bastante adequada para esse domínio.Neste relatório é realizada uma descrição da plataforma desenvolvida, assim é descrita a filosofia adoptada, indicadas as entidades actualmente suportadas, descritas de forma resumida algumas das funções já incorporadas de índole mais geral, são indicados os algoritmos disponíveis mais específicos aos objectos deformáveis e finalmente, em anexo, é descrito o processo de compilação do projecto CMIS no ambiente de desenvolvimento Microsoft Visual C++.Since 1995 it has been developed, in FEUP, a platform for analysis and image processing and for computer graphics for Microsoft Windows operative systems designed by CMIS.The used language for the platform is the C++ and the development system is the Microsoft Visual C++. To increase the capacities of the platform they were incorporate some public domain libraries: for bitmap images operations the Cimage and Jpeglib, for matrices computation the Newmat, and for graphics objects the VTK.The philosophy used in the platform drawing allows that the same is easily configured to different users, and that several types of investigators use it in the development and rehearsal of its own algorithms without great difficulty. Actually the platform is quite used by several students of FEUP, for their algorithms developing, having been verified the good conditions that the same offers. This way, the number of available functions in the platform has been coming to grow quickly, and an important group of functions adequate for deformable objects also was being included what turns it quite adapted for this domain.In this report a description of the developed platform is accomplished, the adopted philosophy is described, indicated the entities actually supported, briefly described some of the generally functions already incorporated, the available algorithms more suitable for deformable objects are presented and finally, in appendix, the CMIS project compilation process in the Microsoft Visual C++ development system is described

Actividades desenvolvidas e perspectivas futuras na área da Engenharia Biomédica

O LOME (www.fe.up.pt/~inegi/lome) é uma unidade do INEGI (www.inegi.pt) situada no campus da FEUP, criada com subsídios do programa CIÊNCIA (1991-1993), integrando a Unidade de Novos Materiais e Mecânica Experimental classificada como Excelente e financiada pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia - FCT. Actualmente, integra seis investigadores Doutorados e vários alunos de Mestrado e de Doutoramento.Em 2001, o Prof. João Manuel R. S. Tavares passou a ser Investigador Sénior e Coordenador de Projecto no LOME, passando a desenvolver várias actividades de investigação em conjunto com diversos colaboradores resumidamente apresentados neste documento

Obtenção de informação 3D a partir de movimento de câmara : calibração, detecção e simplificação de entidades, seguimento temporal, triangulação

A obtenção de informação tridimensional (3D) de objectos apresenta importância extrema em muitas aplicações de Visão Computacional. Como exemplos, podem ser citados:inspecção industrial, guiamento de veículos, reconstrução, seguimento e identificação de objectos. Neste artigo, é apresentada uma metodologia para obter informação 3D a partir do movimento de uma câmara, constituída pelas fases: calibração, detecção e simplificação de entidades, seguimento temporal das mesmas e obtenção de coordenadas 3D

Image processing and analysis : applications and trends

The computational analysis of images is challenging as it usually involves tasks such as segmentation, extraction of representative features, matching, alignment, tracking, motion analysis, deformation estimation, and 3D reconstruction. To carry out each of these tasks in a fully automatic, efficient and robust manner is generally demanding.The quality of the input images plays a crucial role in the success of any image analysis task. The higher their quality, the easier and simpler the tasks are. Hence, suitable methods of image processing such as noise removal, geometric correction, edges and contrast enhancement or illumination correction are required.Despite the challenges, computational methods of image processing and analysis are suitable for a wide range of applications.In this paper, the methods that we have developed for processing and analyzing objects in images are introduced. Furthermore, their use in applications from medicine and biomechanics to engineering and materials sciences are presented

Introdução às Técnicas para Levantamento de Forma Tridimensional sem Contacto

As técnicas de levantamento de forma tridimensional (3D) sem contacto são hoje uma ferramenta muito usada para a obtenção da forma 3D de objectos ou cenas. Este artigo descreve, resumidamente, algumas dessas técnicas que têm sido utilizadas na aquisição de informação 3D no domínio de Visão Tridimensional, bem como as vantagens e dificuldades que lhes são apontadas

Uma Abordagem para a Segmentação 2D de Segmentos de Recta, Simplificação e Seguimento em Sequências de Imagens 2D

Nesta comunicação é apresentada uma abordagem para a segmentação 2D de segmentos de recta, simplificação dos segmentos resultantes da segmentação e o seu seguimento em sequências de imagens 2D. Na segmentação é utilizado um detector de orlas de intensidade, seguimento das linhas resultantes do detector e uma aproximação poligonal das mesmas utilizando faixas dinâmicas. Para a simplificação dos segmentos de recta resultantes da segmentação são fundidos os segmentos que sejam suficientemente próximos e possuam direcções e comprimentos similares. No seguimento ao longo da sequência de imagens 2D ossegmentos de recta são parametrizados pela posição do seu ponto médio, pela sua direcção e pelo seu comprimento, são utilizados três filtros de Kalman independentes e, como medida do emparelhamento, são utilizadas distâncias de Mahalanobis ou restrições geométricas.Também serão apresentados alguns resultados experimentais obtidos utilizando-se a abordagem descrita nesta comunicação

Apresentação de um Método para a Determinação da Transformação Rígida entre dois Contornos Constituídos por Pixels

Nesta comunicação é apresentado um método, proposto por Horn, para a determinação da transformação rígida (constituída por rotação em torno de um eixo que passa pela origem, escalonamento em relação à origem e translação) existente entre dois contornos. Cadacontorno é considerado como um conjuntos de pixels. Também são apresentados alguns resultados experimentais obtidos por uma implementação do referido método.Para a representação da rotação são utilizados quaternions unitários. Em apêndice, é apresentada a notação utilizada para os quaternions, as suas propriedades, algumas operações efectuadas com quaternions e a relação entre diferentes notações utilizadas para representarrotações

Webquests : um instrumento didáctico inovador

A comunicação, o trabalho em equipa, a resolução de problemas e as capacidades críticas e criativas são cada vez mais importantes na sociedade da informação. Por esse motivo, o construtivismo tem tomado um papel cada vez mais relevante no ensino, que privilegia agora as capacidades e os processos mentais dos alunos e não tanto a memória.Os webquests apresentam uma boa solução de apoio a este método de ensino: requerem esforços de procura, análise e síntese, desenvolvendo processos cognitivos simultâneos à aquisição de conhecimento. Por outro lado, a sua relevância reside também no facto de ser construído e talhado especialmente para cobrir áreas curriculares relativamente às quais os professores geralmente sentem lacunas em termos de material didáctico auxiliar.Neste artigo pretende-se demonstrar as potencialidades desta ferramenta, quer no ensino presencial quer no ensino à distância

Tracking moving objects in image sequences

The computational movement analysis of objects in temporal image sequences is very changeling,given that it usually involves tasks for image enhancement, features segmentation, objects matchingand registration, features tracking and motion analysis. Notwithstanding the difficulties, thiscomputational analysis has a wide range of prominent applications; for instance, in engineering,medicine, virtual reality, biology and sports.Difficulties that frequently appear while tracking moving objects include the simultaneous trackingof manifold objects, objects temporary occlusion or definitively disappearance, variations of theviewpoints considered in the imaging acquisition or of the illumination conditions, or even nonrigiddeformations or topological alterations that objects may undergo.In this presentation, we are going to introduce and discuss methods often considered incomputational movement analysis of objects in image sequences; in particularly, for theirsegmentation, tracking and matching in images, and for estimation of the deformation involvedamong images

Obtenção de estrutura tridimensional a partir de movimento de câmara

A obtenção da estrutura tridimensional de cenas tem um papel deveras importante na visão por computador, sendo imprescindível em todos os sistemas para os quais é absolutamente indispensável a determinação das coordenadas 3D das entidades que constituem a cena. Como exemplos de tais sistemas podem ser referidos veículos e robots guiados autonomamente, seguimento e identificação de objectos, sistemas de inspecção automática, etc.A abordagem global seguida e implementada ao longo desta dissertação é constituída pelas fases de calibração da câmara utilizada, de determinação das entidades a considerar em cada imagem da sequência, de seguimento das mesmas ao longo da sequência dada e, finalmente, de obtenção de coordenadas 3D de pontos particulares de cada entidade considerada, assim como de uma aproximação da profundidade dos restantes pontos.The acquisition of the three dimensional structure of a scene plays a major role in computer vision, where the knowledge of the 3D co-ordinates of specific scene components is often required. Examples of such instances occur in autonomously guided vehicles and robots, in the tracking and identification of moving objects, in automatic visual inspection, and so on.The general approach adopted in this thesis for capturing the three dimensional structure of a scene from a monocular image sequence includes the camera calibration, the detection of the selected entities in each frame of the sequence, the tracking of those entities along the sequence, and, finally, the computation of the 3D co-ordinates of specific points in the entities and the estimation of the depth co-ordinate of the other points