Digital image correlation analysis of the load transfer by implant-supported restorations

This study compared splinted and non-splinted implant-supported prosthesis with and without a distal proximal contact using a digital image correlation method. An epoxy resin model was made with acrylic resin replicas of a mandibular first premolar and second molar and with threaded implants replacing the second premolar and first molar. Splinted and non-splinted metal-ceramic screw-retained crowns were fabricated and loaded with and without the presence of the second molar. A single-camera measuring system was used to record the in-plane deformation on the model surface at a frequency of 1.0 Hz under a load from 0 to 250 N. The images were then analyzed with specialist software to determine the direct (horizontal) and shear strains along the model. Not splinting the crowns resulted in higher stress transfer to the supporting implants when the second molar replica was absent. The presence of a second molar and an effective interproximal contact contributed to lower stress transfer to the supporting structures even for non-splinted restorations. Shear strains were higher in the region between the molars when the second molar was absent, regardless of splinting. The opposite was found for the region between the implants, which had higher shear strain values when the second molar was present. When an effective distal contact is absent, non-splinted implant-supported restorations introduce higher direct strains to the supporting structures under loading. Shear strains appear to be dependent also on the region within the model, with different regions showing different trends in strain changes in the absence of an effective distal contact. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

An automatic correction method for the heel effect in digitized mammography images

The most significant radiation field nonuniformity is the well-known Heel effect. This nonuniform beam effect has a negative influence on the results of computer-aided diagnosis of mammograms, which is frequently used for early cancer detection. This paper presents a method to correct all pixels in the mammography image according to the excess or lack on radiation to which these have been submitted as a result of the this effect. The current simulation method calculates the intensities at all points of the image plane. In the simulated image, the percentage of radiation received by all the points takes the center of the field as reference. In the digitized mammography, the percentages of the optical density of all the pixels of the analyzed image are also calculated. The Heel effect causes a Gaussian distribution around the anode-cathode axis and a logarithmic distribution parallel to this axis. Those characteristic distributions are used to determine the center of the radiation field as well as the cathode-anode axis, allowing for the automatic determination of the correlation between these two sets of data. The measurements obtained with our proposed method differs on average by 2.49 mm in the direction perpendicular to the anode-cathode axis and 2.02 mm parallel to the anode-cathode axis of commercial equipment. The method eliminates around 94% of the Heel effect in the radiological image and the objects will reflect their x-ray absorption. To evaluate this method, experimental data was taken from known objects, but could also be done with clinical and digital images.

An entropy-based approach to automatic image segmentation of satellite images

An entropy-based image segmentation approach is introduced and applied to color images obtained from Google Earth. Segmentation refers to the process of partitioning a digital image in order to locate different objects and regions of interest. The application to satellite images paves the way to automated monitoring of ecological catastrophes, urban growth, agricultural activity, maritime pollution, climate changing and general surveillance. Regions representing aquatic, rural and urban areas are identified and the accuracy of the proposed segmentation methodology is evaluated. The comparison with gray level images revealed that the color information is fundamental to obtain an accurate segmentation. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Machine vision for the automatic classification of images acquired from Non-destructive tests

This project is based on Artificial Intelligence (A.I) and Digital Image processing (I.P) for automatic condition monitoring of sleepers in the railway track. Rail inspection is a very important task in railway maintenance for traffic safety issues and in preventing dangerous situations. Monitoring railway track infrastructure is an important aspect in which the periodical inspection of rail rolling plane is required.Up to the present days the inspection of the railroad is operated manually by trained personnel. A human operator walks along the railway track searching for sleeper anomalies. This monitoring way is not more acceptable for its slowness and subjectivity. Hence, it is desired to automate such intuitive human skills for the development of more robust and reliable testing methods. Images of wooden sleepers have been used as data for my project. The aim of this project is to present a vision based technique for inspecting railway sleepers (wooden planks under the railway track) by automatic interpretation of Non Destructive Test (NDT) data using A.I. techniques in determining the results of inspection.

Videography as production nexus : digital film cameras, media mangement and the distribution of creativity

This thesis is about new digital moving image recording technologies and how they augment the distribution of creativity and the flexibility in moving image production systems, but also impose constraints on how images flow through the production system. The central concept developed in this thesis is ‘creative space’ which links quality and efficiency in moving image production to time for creative work, capacity of digital tools, user skills and the constitution of digital moving image material. The empirical evidence of this thesis is primarily based on semi-structured interviews conducted with Swedish film and TV production representatives.This thesis highlights the importance of pre-production technical planning and proposes a design management support tool (MI-FLOW) as a way to leverage functional workflows that is a prerequisite for efficient and cost effective moving image production.

Redefining the Academic Library Managing the Migration to Digital Information Services

Academic libraries are faced with a daunting series of challenges brought on by the digital revolution. In an era when millions of books, articles, images, and videos available instantaneously via the web, libraries across all institutional types are experiencing declining demand for their traditional services, built around the storage and dissemination of physical resources. At the same time, new demand for digital information services and collaborative learning spaces promise new areas of opportunity and engagement with patrons. A rapid and orderly transition to “the library of the future” requires difficult trade-offs, however, as no institution can afford to continue expanding both its commitment to comprehensive, local print collections as well as new investments in staff, technology, and renovations. This report illustrates how progressive academic libraries are evolving in response to these challenges, providing case studies and best practices in managing library space, staff, and resources.

Estudo morfométrico e estereológico digital da mucosa do intestino delgado de crianças eutróficas e desnutridas com diarréia

Objetivos: Testar a hipótese de que a mucosa do intestino delgado proximal de crianças com diarréia persistente apresenta alterações morfométricas e estereológicas proporcionais ao estado nutricional. Métodos: estudo transversal, incluindo 65 pacientes pediátricos internados no período de maio de 1989 a novembro de 1991, com idade entre 4 meses e 5 anos , com diarréia de mais de 14 dias de duração, que necessitaram realizar biópsia de intestino delgado como parte do protocolo de investigação. A avaliação nutricional foi realizada pelos métodos de Gomez, Waterlow e pelos escores z para peso/ idade (P/I), peso/estatura (P/E) e estatura/idade (E/I), divididos em: eutróficos = z ≥ 2 DP e desnutridos z < -2dp; eutróficos = z ≥ 2 DP, risco nutricional = z < -1DP e desnutridos = z < -2DP; e de maneira contínua em ordem decrescente, utilizando-se as tabelas do NCHS. A captura e análise das imagens por programa de computador foi efetuada com o auxílio do patologista. Nos fragmentos de mucosa do intestino delgado, foram medidas a altura dos vilos, a profundidade das criptas, a espessura da mucosa, a espessura total da mucosa e a relação vilo/cripta, com aumento de 100 vezes. Com aumento de 500 vezes, foram medidas a altura do enterócito, a altura do núcleo e do bordo em escova. O programa computadorizado utilizado foi o Scion Image. A análise estereológica, foi feita com o uso de arcos ciclóides. Resultados: Para os escores z P/I, P/E e E/I, divididos em duas categorias de estado nutricional, não houve diferença estatisticamente significante quanto às medidas da altura dos vilos, profundidade das criptas, espessura da mucosa, espessura total da mucosa e relação vilo/cripta. A altura do enterócito foi a característica que apresentou maior diferença entre os grupos eutrófico e desnutrido, para os índices P/I e P/E, em 500 aumentos, sem atingir significância estatística. Quando os escores z foram divididos em 3 categorias de estado nutricional, a análise morfométrica digitalizada mostrou diferença estatisticamente significante para a relação vilo/cripta entre eutróficos e desnutridos leves e entre eutróficos e desnutridos moderados e graves (p=0,048). A relação vilo/cripta foi maior nos eutróficos. A avaliação nutricional pelos critérios de Waterlow e a análise estereológica não mostraram associação com o estado nutricional. Pelo método de Gomez, houve diferença estatisticamente significante para a altura do enterócito entre eutróficos e desnutridos de Grau III: quanto maior o grau de desnutrição, menor a altura do enterócito (r= -.3330; p = 0,005). As variáveis altura do enterócito, altura do núcleo do enterócito e do bordo em escova apresentaram uma clara associação com os índices P/I (r=0,25;p=0,038), P/E (r=0,029;p=0,019) e com o critério de avaliação nutricional de Gomez (r=-0,33;p=0,007), quando foram avaliadas pelo coeficiente de correlação de Pearson. A altura do núcleo mostrou associação com o índice P/I (r=0,24;p=0,054). A altura do bordo em escova mostrou associação com o índice P/I (r=0,26;p=0,032) e a avaliação nutricional de Gomez (r=-0,28;p=0,020). Conclusões: As associações encontradas entre o estado nutricional - avaliado de acordo com Gomez e os índices P/I e P/E - e as variáveis da mucosa do intestino delgado mostraram relação com o peso dos pacientes. Embora estas associações tenham sido de magnitude fraca a moderada, há uma tendência à diminuição do tamanho do enterócito, seu núcleo e seu bordo em escova à medida que aumenta o grau de desnutrição.

Caracterização de núcleos celulares no adenocarcinoma primário de reto por análise de imagem digital

O câncer colorretal é um tumor maligno freqüente no mundo ocidental. É o terceiro em freqüência e o segundo em mortalidade nos países desenvolvidos. No Brasil está entre as seis neoplasias malignas mais encontradas e a quinta em mortalidade. Dos tumores colorretais, aproximadamente 40% estão localizados no reto. A sobrevida, em cinco anos, dos pacientes operados por câncer do reto varia entre 40% e 50%, estando os principais fatores prognósticos, utilizados na prática clínica corrente, baseados em critérios de avaliação clínico-patológicos. A avaliação das alterações morfométricas e densimétricas nas neoplasias malignas tem, recentemente, sido estudadas e avaliadas através da análise de imagem digital e demonstrado possibilidades de utilização diagnóstica e prognóstica. A assinatura digital é um histograma representativo de conjuntos de características de textura da cromatina do núcleo celular obtida através da imagem computadorizada. O objetivo deste estudo foi a caracterização dos núcleos celulares neoplásicos no adenocarcinoma primário de reto pelo método da assinatura digital e verificar o valor prognóstico das alterações nucleares da textura da cromatina nuclear para esta doença. Foram avaliados, pelo método de análise de imagem digital, 51 casos de pacientes operados no Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA) entre 1988 e 1996 e submetidos à ressecção eletiva do adenocarcinoma primário de reto, com seguimento de cinco anos pós-operatório, ou até o óbito antes deste período determinado pela doença, e 22 casos de biópsias normais de reto obtidas de pacientes submetidos a procedimentos endoscópicos, para controle do método da assinatura digital. A partir dos blocos de parafina dos espécimes estocados no Serviço de Patologia do HCPA, foram realizadas lâminas coradas com hematoxilina e eosina das quais foram selecionados 3.635 núcleos dos adenocarcinomas de reto e 2.366 núcleos dos controles da assinatura digital, totalizando 6.001 núcleos estudados por análise de imagem digital. De cada um destes núcleos foram verificadas 93 características, sendo identificadas 11 características cariométricas com maior poder de discriminação entre as células normais e neoplásicas. Desta forma, através da verificação da textura da cromatina nuclear, foram obtidos os histogramas representativos de cada núcleo ou conjunto de núcleos dos grupos ou subgrupos estudados, também no estadiamento modificado de Dukes, dando origem às assinaturas digitais correspondentes. Foram verificadas as assinaturas nucleares, assinaturas de padrão histológico ou de lesões e a distribuição da Densidade Óptica Total. Houve diferença significativa das características entre o grupo normal e o grupo com câncer, com maior significância para três delas, a Área, a Densidade Óptica Total e a Granularidade nuclear. Os valores das assinaturas médias nucleares foram: no grupo normal 0,0009 e nos estadiamentos; 0,9681 no A, 4,6185 no B, 2,3957 no C e 2,1025 no D e diferiram com significância estatística (P=0,001). A maior diferença do normal ocorreu no subgrupo B de Dukes-Turnbull. As assinaturas nucleares e de padrão histológico mostraram-se distintas no grupo normal e adenocarcinoma, assim como a distribuição da Densidade Óptica Total a qual mostra um afastamento progressivo da normalidade no grupo com câncer. Foi possível a caracterização do adenocarcinoma de reto, que apresentou assinaturas digitais específicas. Em relação ao prognóstico, a Densidade Óptica Total representou a variável que obteve o melhor desempenho, além do estadiamento, como preditor do desfecho.

Análise da imagem digital para estimativa da área foliar em plantas de laranja Pêra

Objetivou-se, com o trabalho, avaliar dois métodos de estimativa da área foliar, em plantas de laranja Pêra, pela análise da imagem digital obtida com scanner e câmera fotográfica digital. Para determinar a área das folhas, um grupo de discos foi colocado sobre um leitor de scanner, sendo que a imagem obtida foi armazenada. Os mesmos grupos de discos foram fixados sobre cartolina branca e fotografados com câmera fotográfica digital. As imagens obtidas da câmera fotográfica e do scanner foram processadas utilizando ferramentas de um editor de imagem que permite a contagem de pixels de determinada cor, no caso verde. Para a comparação dos métodos, os discos foram submetidos a integrador óptico de área foliar modelo LICOR-3100, utilizando os mesmos agrupamentos. Foram coletadas 20 folhas (cinco em cada quadrante da planta) por parcela de um experimento para comparação de fertilizantes comerciais e doses de zinco, aplicados via foliar, em plantas de sete anos de idade. O experimento foi composto de sete tratamentos e quatro repetições, num total de 28 parcelas. Os dois métodos apresentaram alta correlação com a área estimada pelo integrador óptico de área, considerado como método de referência. O método da análise da imagem obtida com câmera fotográfica, na resolução de 5.0 megapixel, foi mais precisa quando comparada à área estimada pelo integrador óptico de área.

Digital monitoring of mycelium growth kinetics and vigor of shiitake (Lentinula edodes (Berk.) Pegler) on agar medium

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Fractal analysis of eroded surfaces by digital image processing

Jet impingement erosion test rig has been used to erode titanium alloy specimens (Ti-4Al-4V). Eroded surface profiles have been obtained by vertical sectioning method for light microscopy observation. Mixed fractals have been measured from profile images by a digital image processing and analysis technique. The use of this technique allows glimpsing a quantitative correlation among material properties, fractal surface topography and erosion phenomena. (C) 2002 Elsevier B.V. B.V. All rights reserved.

Quantitative characterization of multi-phase materials by digital image processing

An automatic image processing and analysis technique has been developed for quantitative characterization of multi-phase materials. For the development of this technique is used the Khoros system that offers the basic morphological tools and a flexible, visual programming language. These techniques are implemented in a highly user oriented image processing environment that allows the user to adapt each step of the processing to his special requirements.To illustrate the implementation and performance of this technique, images of two different materials are processed for microstructure characterization. The result is presented through the determination of volume fraction of the different phases or precipitates.

Quantitative fractography under light microscopy: A digital image processing approach

This work is an example of the improvement on quantitative fractography by means of digital image processing and light microscopy. Two techniques are presented to investigate the quantitative fracture behavior of Ti-4Al-4V heat-treated alloy specimens, under Charpy impact testing. The first technique is the Minkowski method for fractal dimension measurement from surface profiles, revealing the multifractal character of Ti-4Al-4V fracture. It was not observed a clear positive correlation of fractal values against Charpy energies for Ti-4Al-4V alloy specimens, due to their ductility, microstructural heterogeneities and the dynamic loading characteristics at region near the V-notch. The second technique provides an entire elevation map of fracture surface by extracting in-focus regions for each picture from a stack of images acquired at successive focus positions, then computing the surface roughness. Extended-focus reconstruction has been used to explain the behavior along fracture surface. Since these techniques are based on light microscopy, their inherent low cost is very interesting for failure investigations.