Classificação semântica de imagens com k-NN e RN

Um dos maiores desafios tecnológicos no presente é o de se conseguir gerar e manter, de uma maneira eficiente e consistente, uma base de dados de objectos multimédia, em particular, de imagens. A necessidade de desenvolver métodos de pesquisa automáticos baseados no conteúdo semântico das imagens tornou-se de máxima importância. MPEG-7 é um standard que descreve o contudo dos dados multimédia que suportam estes requisitos operacionais. Adiciona um conjunto de descritores audiovisuais de baixo nível. O histograma é a característica mais utilizada para representar as características globais de uma imagem. Neste trabalho é usado o “Edge Histogram Descriptor” (EHD), que resulta numa representação de baixo nível que permite a computação da similaridade entre imagens. Neste trabalho, é obtida uma caracterização semântica da imagem baseada neste descritor usando dois métodos da classificação: o algoritmo k Nearest Neighbors (k-NN) e uma Rede Neuronal (RN) de retro propagação. No algoritmo k-NN é usada a distância Euclidiana entre os descritores de duas imagens para calcular a similaridade entre imagens diferentes. A RN requer um processo de aprendizagem prévia, que inclui responder correctamente às amostras do treino e às amostras de teste. No fim deste trabalho, será apresentado um estudo sobre os resultados dos dois métodos da classificação.

Sistema de digitalização, detecção e classificação automática de recibos em dispositivos móveis

Ao longo dos últimos anos tem-se assistido a uma rápida evolução dos dispositivos móveis. Essa evolução tem sido mais intensa no poder de processamento, na resolução e qualidade das câmaras e na largura de banda das redes móveis de nova geração. Outro aspecto importante é o preço, pois cada vez mais existem dispositivos móveis avançados a um preço acessível, o que facilita a adopção destes equipamentos por parte dos utilizadores. Estes factores contribuem para que o número de utilizadores com “computadores de bolso” tenda a aumentar, possibilitando cada vez mais a criação de ferramentas com maior complexidade que tirem partido das características desses equipamentos. Existem muitas aplicações que exploram estas características para facilitar o trabalho aos utilizadores. Algumas dessas aplicações conseguem retirar informação do mundo físico e fazer algum tipo de processamento, como por exemplo, um leitor de códigos QR ou um OCR (Optical Character Recognizer). Aproveitando o potencial dos dispositivos móveis actuais, este trabalho descreve o estudo, a implementação e a avaliação de uma aplicação de realidade aumentada para adquirir e gerir recibos em papel de forma automática e inteligente. A aplicação utiliza a câmara do dispositivo para adquirir imagens dos recibos de forma a poder processá-las recorrendo a técnicas de processamento de imagem. Tendo uma imagem processada do recibo é efectuado um reconhecimento óptico de caracteres para extracção de informação e é utilizada uma técnica de classificação para atribuir uma classe ao documento. Para um melhor desempenho do classificador é utilizada uma estratégia de aprendizagem incremental. Após a correcta classificação é possível visualizar o recibo com informação adicional (realidade aumentada). O trabalho proposto inclui também a avaliação da interface e dos algoritmos desenvolvidos.

Avaliação de um sistema CAD na deteção de lesões em imagens mamográficas

Mestrado em Radiações Aplicadas às Tecnologias da Saúde - Área de especialização: Imagem Digital por Radiação X.

Da literatura electrónica com letras que fogem, sons que ensurdecem e imagens que cegam

Depois de mais quinhentos anos de literatura impressa (e de tradições orais e manuscritas anteriores), nas últimas décadas, as tecnologias da informação e comunicação estimularam uma diáspora textual do suporte impresso para o suporte digital e, pela primeira vez, a literatura passou a estar presente nas várias plataformas digitais (computador, e-readers, telemóvel, tablet, etc). Os meios audiovisuais e multimédia tornaram-se veículos de uma literatura digitalizada (obras impressas e digitalizadas eletronicamente), e parceiros ágeis de uma literatura eletrónica, a qual inclui, de uma forma completamente inovadora, produções originalmente criadas com o computador para serem lidas, quase, exclusivamente em ambiente digital. Esta comunicação pretende discutir as singularidades desta nova forma de literatura partindo do princípio de que a hibridez das formas e da inovação tecnológica que os artistas trazem para os trabalhos obrigam, de facto, a um nível elevado de experimentação que pode, no início, ofuscar o conteúdo literário e resistir às tentativas de categorização e classificação clássicas baseadas no impresso. Se a literatura também é tornar estranho o que é conhecido e fazer-nos olhar para as coisas de maneira diferente; se sempre existiram formas diferentes de escrever e de ler, será necessário perceber as características deste novo tipo de escrita eletrónica. A partir de alguns exemplos de trabalhos de literatura eletrónica, pretende-se colocar questões essenciais às práticas anteriores de criação e perceção através de propostas híbridas que compreendem modalidades visuais, sonoras, fílmicas, cinestésicas feitas, por exemplo, de letras que fogem do lugar, sons que ensurdecem, e imagens que cegam.

Classificação não-supervisionada de dados hiperespectrais usando análise em componentes independentes

No passado recente foram desenvolvidas v árias t écnicas para classi ca ção de dados hiperspectrais. Uma abordagem tí pica consiste em considerar que cada pixel e uma mistura linear das reflectancias espectrais dos elementos presentes na c élula de resolu ção, adicionada de ru ído. Para classifi car e estimar os elementos presentes numa imagem hiperespectral, v ários problemas se colocam: Dimensionalidade dos dados, desconhecimento dos elementos presentes e a variabilidade da reflectância destes. Recentemente foi proposta a An álise em Componentes Independentes,para separa ção de misturas lineares. Nesta comunica ção apresenta-se uma metodologia baseada na An álise em Componentes Independentes para detec ção dos elementos presentes em imagens hiperespectrais e estima ção das suas quantidades. Apresentam-se resultados desta metodologia com dados simulados e com dados hiperespectrais reais, ilustrando a potencialidade da t écnica.

Influência da escala de cores na avaliação qualitativa das imagens de cintigrafia de perfusão do miocárdio

Introdução – A cintigrafia de perfusão do miocárdio (CPM) é utilizada no diagnóstico e seguimento de pacientes com doença arterial coronária, sendo a sua avaliação frequentemente realizada através da análise visual dos cortes tomográficos. A escala de cores selecionada é essencial na interpretação clínica das imagens de perfusão do miocárdio. Objetivo – Avaliar a influência de diferentes escalas de cores na avaliação qualitativa das imagens de CPM e estudar quais as mais adequadas para análise visual. Métodos – Trinta e cinco estudos de CPM foram avaliados visualmente por 16 estudantes da licenciatura em medicina nuclear nas escalas de cores Cool, Gray, Gray Invert, Thermal e Warm. Para a escala de cores Cool, a análise das imagens de CPM foi realizada através de um sistema de classificação semiquantitativo por scores. As restantes escalas de cores foram avaliadas por comparação com a análise das imagens efetuada com escala de cores Cool. Resultados/Discussão – Para a escala de cores Cool, a variabilidade interoperador revelou a existência de diferenças estatisticamente significativas entre todos os participantes (p<0,05), o que se pode atribuir à subjetividade da avaliação visual. Os resultados relativos às escalas de cores Gray e Gray Invert foram os mais próximos da perfusão do miocárdio observada com a escala Cool, considerando-se escalas de cores alternativas na análise visual dos estudos de CPM. Para as escalas de cores Thermal e Warm os resultados foram mais divergentes, não se considerando adequadas para a avaliação visual dos estudos de CPM. Conclusão – A escala de cores influencia a avaliação qualitativa da perfusão na CPM.

Bobinas de radiofrequência em estudos mamários por ressonância magnética: modelos e qualidade de imagem

Em três equipamentos de Ressonância Magnética [1,5T] avaliaram-se e compararam-se 3 modelos de bobinas dedicadas para estudos mamários. A variável qualidade de imagem foi avaliada quantitativamente através dos indicadores: (i) relação entre o sinal e o ruído (SNR) e (ii) uniformidade do sinal (U). Na avaliação qualitativa consideram-se as variáveis: (iii) conforto proporcionado às voluntárias durante o exame, (iv) acessibilidade à mama para procedimentos de intervenção, (v) manipulação e posicionamento pelos Técnicos de Radiologia, (vi) possibilidade de selecção uni ou bilateral na aquisição da imagem e (vii) orientação da paciente dentro do magneto. Para a obtenção das imagens, 3 mulheres voluntárias, sem história conhecida de patologia mamária que representavam os padrões mamários 1, 2 e 3 da classificação BIRADS (35, 53 e 72 anos) foram submetidas a uma sequência RM utilizando-se a técnica de saturação espectral da gordura (SPIR), em ponderação T2. Procedeu-se a uma análise de variância factorial com cinco factores fixos sem réplicas e verificou-se que existiam diferenças significativas nas imagens relativamente aos valores médios da SNR e U nas três bobinas [SNR (valor-p=0, F=277,193) e U (valor-p=0, F=1487,95)]. A análise das comparações múltiplas de Tukey, permitiu verificar que existem diferenças significativas entre os valores médios da SNR e da U entre todas as combinações de pares de bobinas, sendo a bobina Z a que apresentou os valores médios da SNR e da U significativamente mais elevados [SNR (15,08u.a.) e U (0,58u.a.)] e, por isso, permitindo obter melhores imagens. Quanto à bobina X verificaram-se os valores de (SNR=4,77 e U=0,30u.a.) e para a bobina Y o SNR (2u.a.) e a U (0,06u.a). Verificou-se que a posição da ROI nos procedimentos de medida (correlação de Spearman) não influencia a qualidade da imagem (valor-p≥0 em todas as bobinas). A classificação mais elevada relativamente ao conforto foi atribuída à bobina X, seguindo-se a bobina Z. A escolha do modelo da bobina é importante para promover o aumento da qualidade das imagens, do conforto da paciente e manipulação nas manobras de posicionamento. Este estudo poderá contribuir como regulador dos aspectos financeiros e comerciais desenvolvidos entre marcas concorrentes no mercado.

Procura de padrões em documentos para extracção e classificação de informação

A limitada capacidade dos computadores em processar documentos de texto e consequente di culdade de extracção de informação desses documentos deve-se à dificuldade de processamento de informação não-estruturada. De modo a reduzir essa limitação é necessário aumentar a estrutura dos documentos com que os computadores trabalham. Este trabalho propõe um modelo de classificação de documentos através de um processo de refinamento sucessivo da informação. A cada iteração a informação presente no documento é melhor caracterizada através da aplicação de um classi cador apropriado. O processo de classificação recorre a informação estatística, usando o modelo de classificação de Bayes, sobre documentos ou fragmentos de documentos. O processo de classificação também recorre a técnicas para especificação de padrões de texto, usando expressões regulares para extrair informação que exibe um padrão conhecido. A informação obtida é armazenada em XML, que permite a interrogação de colecções de documentos de modo automático (recorrendo a bases de dados de suporte nativo XML). O XML também é usado para transformar a informação original noutros formatos, como por exemplo o HTML. Este formato pode ser usado para sintetizar a informação de modo melhorar a sua apresentação.

Compressão de imagens em sistemas de videovigilância

As características dos vídeos recolhidos num sistema de videovigilância são bastante diferentes dos vídeos recolhidos para filmes. Cada sistema de videovigilância é único. Este trabalho trata a implementação, e especialização, de um algoritmo de codificação de vídeo para um sistema particular de videovigilância composto por três câmaras fixas. O algoritmo desenvolvido tira partido do facto de se conhecer previamente as características físicas e de utilização do local. Utilizando uma codificação inteligente, a codificação das imagens recolhidas depende do dia da semana, hora, câmara e da detecção de alterações na área que se encontra sob vigilância. A especialização é realizada através da configuração do codificador, tendo em conta critérios pré-definidos, de modo a obter uma relação adequada entre a qualidade de imagem e a compressão dos dados. As imagens são independentemente codificadas pela seguinte ordem de operações: transformada discreta do co-seno, quantização, run-length e codificação de Huffman. São armazenadas todas as imagens onde for detectado movimento, não a totalidade da imagem, mas apenas as regiões onde foi detectado movimento sendo utilizado uma decomposição em árvore quaternária. Foi implementado um protótipo de modo a avaliar o desempenho do algoritmo de codificação. O algoritmo, quando comparado com a técnica de codificação usada no sistema de videovigilância, apresenta uma maior taxa de compressão As imagens descodificadas apresentam qualidade suficiente para identificar as pessoas em pontos críticos e seguir os seus movimentos ao longo do corredor.

Conceito, classificação e quantificação da fiabilidade humana na relação homem-máquina

O estudo da fiabilidade é um tema imprescindível para qualquer sistema homem-máquina que pretenda adquirir os melhores índices de segurança e rendimento. Se a fiabilidade dos equipamentos é um campo onde já muito foi estudado, debatido e provado no terreno e onde os novos desenvolvimentos irão apenas acontecer devido aos avanços tecnológicos que permitam melhor predizer as potenciais falhas dos equipamentos, já a fiabilidade humana é uma área de estudo relativamente nova e onde muito há a desenvolver, particularmente devido ás características inatas do ser humano. Ao contrário da evolução tecnológica, onde a melhoria dos materiais e processos obedece a um aperfeiçoamento relativamente gradual e crescente e que pode ser avaliado e melhorado, o comportamento e o aperfeiçoamento do ser humano apresentam dificuldades e complexidades variadas porque o mesmo é único e sofre influências adversas e imprevisíveis do meio em que vive, as quais têm influência directa no seu comportamento. Assim este trabalho académico propõe-se estudar e identificar as principais causas de erros humanos, através do conhecimento adquirido acerca dos processos cognitivos mais comuns do Homem, bem como definir os conceitos e procedimentos adjacentes à fiabilidade humana e às suas principais ferramentas de avaliação.

Classificação de empreendimentos super prime: aplicação ao caso prático - Palácio Estoril Residências

O tema deste trabalho visa abordar a Construção de Edifícios Residenciais de características singulares no mercado da Construção / Imobiliário, nomeadamente no que diz respeito à garantia das características a eles implícitas. Assim, abordam-se conseitos como a diferenciação e customização na construção, a especialização da equipa de trabalho e a classificação de empreendimentos, aqui designados como Super Prime. Um empreendimento Super Prime deve permitir alcançar um modo de vida bastante particular, movido pelo gosto, pela ostentação e pelo prazer. Um produto com estas características deve ser definido pela sua qualidade, exclusividade, criatividade, marca, emoção, autenticidade, prestígio e glamour. Num sector em constante mudança, cada vez mais exigente e competitivo e altamente dependente do mercado económico, facilmente se compreende a necessidade de diferenciação na construção de imóveis e da consciencialização do consumidor para a qualidade dos produtos. No entanto, não existe nenhuma metodologia, quer a nível nacional, quer a nível internacional, que garanta este conceito de classificação de edifícios residenciais. Este facto levou à proposta de uma Metodologia de Classificação de Empreendimentos Super Prime, que se designou por MCESP, e que tem como objectivo principal a verificação do cumprimento dos requisitos técnicos implícitos a estes empreendimentos, possibilitando a sua classificação dentro desse segmento. Desta forma, identificaram-se esses requisitos técnicos, definiu-se uma hierarquia lógica de exigências a cumprir, procedeu-se à distinção qualitativa de cada característica apresentada e obteve-se uma avaliação numérica, gráfica e justificativa. De uma forma geral, a proposta deste método de classificação surge como um critério de diferenciação e de notoriedade para empreiteiros, donos de obra e promotores, aumentando a rentabilidade e competitividade de uma empresa. A sua adopção possibilita a optimização de soluções, o aumento do nível de confiança dos clientes e o aumento de prestígio das suas empresas. Procurou-se igualmente, contribuir para o avanço do conhecimento no campo da tecnologia de construção residencial Super Prime, apoiando a inovação, o desenvolvimento e a personalização, contribuindo para um melhor produto final.

A luz do desejo : a fotografia publicitária face à fotografia artística e à fotografia jornalística

Este ensaio reflecte sobre os factores que presidem à distinção da Fotografia Publicitária face às categorias da Fotografia Artística e da Fotografia Jornalística. As diferentes formas de utilizar a fotografia podem traduzir-se em várias categorias cujas fronteiras são muitas vezes ténues e extremamente difíceis de situar. No entanto, a existência destas categorias é comummente aceite e reconhecida, dando origem a uma classificação hierarquizada que acarreta uma diferença de estatutos. Os anos de exercício em diversas funções da Publicidade, a par da prática de investigação académica, permitiram uma análise realista do “lugar” ocupado por esta categoria a partir de uma interrogação acerca das diferenças de estatuto subjacentes a estas três categorias. Na sociedade contemporânea as imagens da Publicidade são um reflexo dos desejos de consumo e a Fotografia Publicitária possui uma conotação marcadamente mercantil que a coloca numa espécie de categoria à parte, que importa ser analisada. Eis porque nos propomos interrogar ao longo deste trabalho acerca dos eventuais pontos de contacto entre a Fotografia Publicitária, a Fotografia Artística e a Fotografia Jornalística, para então determinar possíveis factores que presidem à sua distinção. Igualmente, como forma de “testar” as conclusões, apresenta-se um conjunto de exercícios que visam provar a tese defendida.

Radiological imaging in digital systems: the effect of exposure parameters in diagnostic quality and patient dose

Esta tese pretende contribuir para o estudo e análise dos factores relacionados com as técnicas de aquisição de imagens radiológicas digitais, a qualidade diagnóstica e a gestão da dose de radiação em sistema de radiologia digital. A metodologia encontra-se organizada em duas componentes. A componente observacional, baseada num desenho do estudo de natureza retrospectiva e transversal. Os dados recolhidos a partir de sistemas CR e DR permitiram a avaliação dos parâmetros técnicos de exposição utilizados em radiologia digital, a avaliação da dose absorvida e o índice de exposição no detector. No contexto desta classificação metodológica (retrospectiva e transversal), também foi possível desenvolver estudos da qualidade diagnóstica em sistemas digitais: estudos de observadores a partir de imagens arquivadas no sistema PACS. A componente experimental da tese baseou-se na realização de experiências em fantomas para avaliar a relação entre dose e qualidade de imagem. As experiências efectuadas permitiram caracterizar as propriedades físicas dos sistemas de radiologia digital, através da manipulação das variáveis relacionadas com os parâmetros de exposição e a avaliação da influência destas na dose e na qualidade da imagem. Utilizando um fantoma contraste de detalhe, fantomas antropomórficos e um fantoma de osso animal, foi possível objectivar medidas de quantificação da qualidade diagnóstica e medidas de detectabilidade de objectos. Da investigação efectuada, foi possível salientar algumas conclusões. As medidas quantitativas referentes à performance dos detectores são a base do processo de optimização, permitindo a medição e a determinação dos parâmetros físicos dos sistemas de radiologia digital. Os parâmetros de exposição utilizados na prática clínica mostram que a prática não está em conformidade com o referencial Europeu. Verifica-se a necessidade de avaliar, melhorar e implementar um padrão de referência para o processo de optimização, através de novos referenciais de boa prática ajustados aos sistemas digitais. Os parâmetros de exposição influenciam a dose no paciente, mas a percepção da qualidade de imagem digital não parece afectada com a variação da exposição. Os estudos que se realizaram envolvendo tanto imagens de fantomas como imagens de pacientes mostram que a sobreexposição é um risco potencial em radiologia digital. A avaliação da qualidade diagnóstica das imagens mostrou que com a variação da exposição não se observou degradação substancial da qualidade das imagens quando a redução de dose é efectuada. Propõe-se o estudo e a implementação de novos níveis de referência de diagnóstico ajustados aos sistemas de radiologia digital. Como contributo da tese, é proposto um modelo (STDI) para a optimização de sistemas de radiologia digital.

Quantificação do movimento respiratório em lesões pulmonares de imagens microPET

Porquê imagem PET em pequeno animal? Estudos longitudinais do mesmo animal; ferramenta de valor inestimável em imagem molecular (estudos biológicos, desenvolvimento de novos fármacos, expressão genética, etc.); ligação entre o modelo animal e o Homem. Porquê simulações Monte Carlo? Desenvolvimento e optimização de métodos de reconstrução; validação de metodologias de correcção; desenvolvimento e optimização do design de novos scanners; ferramenta de análise quantitativa.

Sistema de apoio à decisão para a classificação de risco em projectos de tecnologias de informação

O trabalho que a seguir se apresenta tem como objectivo descrever a criação de um modelo que sirva de suporte a um sistema de apoio à decisão sobre o risco inerente à execução de projectos na área das Tecnologias de Informação (TI) recorrendo a técnicas de mineração de dados. Durante o ciclo de vida de um projecto, existem inúmeros factores que contribuem para o seu sucesso ou insucesso. A responsabilidade de monitorizar, antever e mitigar esses factores recai sobre o Gestor de Projecto. A gestão de projectos é uma tarefa difícil e dispendiosa, consome muitos recursos, depende de numerosas variáveis e, muitas vezes, até da própria experiência do Gestor de Projecto. Ao ser confrontado com as previsões de duração e de esforço para a execução de uma determinada tarefa, o Gestor de Projecto, exceptuando a sua percepção e intuição pessoal, não tem um modo objectivo de medir a plausibilidade dos valores que lhe são apresentados pelo eventual executor da tarefa. As referidas previsões são fundamentais para a organização, pois sobre elas são tomadas as decisões de planeamento global estratégico corporativo, de execução, de adiamento, de cancelamento, de adjudicação, de renegociação de âmbito, de adjudicação externa, entre outros. Esta propensão para o desvio, quando detectada numa fase inicial, pode ajudar a gerir melhor o risco associado à Gestão de Projectos. O sucesso de cada projecto terminado foi qualificado tendo em conta a ponderação de três factores: o desvio ao orçamentado, o desvio ao planeado e o desvio ao especificado. Analisando os projectos decorridos, e correlacionando alguns dos seus atributos com o seu grau de sucesso o modelo classifica, qualitativamente, um novo projecto quanto ao seu risco. Neste contexto o risco representa o grau de afastamento do projecto ao sucesso. Recorrendo a algoritmos de mineração de dados, tais como, árvores de classificação e redes neuronais, descreve-se o desenvolvimento de um modelo que suporta um sistema de apoio à decisão baseado na classificação de novos projectos. Os modelos são o resultado de um extensivo conjunto de testes de validação onde se procuram e refinam os indicadores que melhor caracterizam os atributos de um projecto e que mais influenciam o risco. Como suporte tecnológico para o desenvolvimento e teste foi utilizada a ferramenta Weka 3. Uma boa utilização do modelo proposto possibilitará a criação de planos de contingência mais detalhados e uma gestão mais próxima para projectos que apresentem uma maior propensão para o risco. Assim, o resultado final pretende constituir mais uma ferramenta à disposição do Gestor de Projecto.