Hand gesture recognition system based in computer vision and machine learning : applications on human-machine interaction

Sendo uma forma natural de interação homem-máquina, o reconhecimento de gestos implica uma forte componente de investigação em áreas como a visão por computador e a aprendizagem computacional. O reconhecimento gestual é uma área com aplicações muito diversas, fornecendo aos utilizadores uma forma mais natural e mais simples de comunicar com sistemas baseados em computador, sem a necessidade de utilização de dispositivos extras. Assim, o objectivo principal da investigação na área de reconhecimento de gestos aplicada à interacção homemmáquina é o da criação de sistemas, que possam identificar gestos específicos e usálos para transmitir informações ou para controlar dispositivos. Para isso as interfaces baseados em visão para o reconhecimento de gestos, necessitam de detectar a mão de forma rápida e robusta e de serem capazes de efetuar o reconhecimento de gestos em tempo real. Hoje em dia, os sistemas de reconhecimento de gestos baseados em visão são capazes de trabalhar com soluções específicas, construídos para resolver um determinado problema e configurados para trabalhar de uma forma particular. Este projeto de investigação estudou e implementou soluções, suficientemente genéricas, com o recurso a algoritmos de aprendizagem computacional, permitindo a sua aplicação num conjunto alargado de sistemas de interface homem-máquina, para reconhecimento de gestos em tempo real. A solução proposta, Gesture Learning Module Architecture (GeLMA), permite de forma simples definir um conjunto de comandos que pode ser baseado em gestos estáticos e dinâmicos e que pode ser facilmente integrado e configurado para ser utilizado numa série de aplicações. É um sistema de baixo custo e fácil de treinar e usar, e uma vez que é construído unicamente com bibliotecas de código. As experiências realizadas permitiram mostrar que o sistema atingiu uma precisão de 99,2% em termos de reconhecimento de gestos estáticos e uma precisão média de 93,7% em termos de reconhecimento de gestos dinâmicos. Para validar a solução proposta, foram implementados dois sistemas completos. O primeiro é um sistema em tempo real capaz de ajudar um árbitro a arbitrar um jogo de futebol robótico. A solução proposta combina um sistema de reconhecimento de gestos baseada em visão com a definição de uma linguagem formal, o CommLang Referee, à qual demos a designação de Referee Command Language Interface System (ReCLIS). O sistema identifica os comandos baseados num conjunto de gestos estáticos e dinâmicos executados pelo árbitro, sendo este posteriormente enviado para um interface de computador que transmite a respectiva informação para os robôs. O segundo é um sistema em tempo real capaz de interpretar um subconjunto da Linguagem Gestual Portuguesa. As experiências demonstraram que o sistema foi capaz de reconhecer as vogais em tempo real de forma fiável. Embora a solução implementada apenas tenha sido treinada para reconhecer as cinco vogais, o sistema é facilmente extensível para reconhecer o resto do alfabeto. As experiências também permitiram mostrar que a base dos sistemas de interação baseados em visão pode ser a mesma para todas as aplicações e, deste modo facilitar a sua implementação. A solução proposta tem ainda a vantagem de ser suficientemente genérica e uma base sólida para o desenvolvimento de sistemas baseados em reconhecimento gestual que podem ser facilmente integrados com qualquer aplicação de interface homem-máquina. A linguagem formal de definição da interface pode ser redefinida e o sistema pode ser facilmente configurado e treinado com um conjunto de gestos diferentes de forma a serem integrados na solução final.

ERICA: prevalence of common mental disorders in Brazilian adolescents

ABSTRACT OBJECTIVE To describe the prevalence of common mental disorders in Brazilian adolescent students, according to geographical macro-regions, school type, sex, and age. METHODS We evaluated 74,589 adolescents who participated in the Cardiovascular Risk Study in Adolescents (ERICA), a cross-sectional, national, school-based study conducted in 2013-2014 in cities with more than 100,000 inhabitants. A self-administered questionnaire and an electronic data collector were employed. The presence of common mental disorders was assessed using the General Health Questionnaire (GHQ-12). We estimated prevalence and 95% confidence intervals of common mental disorders by sex, age, and school type, in Brazil and in the macro-regions, considering the sample design. RESULTS The prevalence of common mental disorders was of 30.0% (95%CI 29.2-30.8), being higher among girls (38.4%; 95%CI 37.1-39.7) when compared to boys (21.6%; 95%CI 20.5-22.8), and among adolescents who were from 15 to 17 years old (33.6%; 95%CI 32.2-35.0) compared to those aged between 12 and 14 years (26.7%; 95%CI 25.8-27.6). The prevalence of common mental disorders increased with age for both sexes, always higher in girls (ranging from 28.1% at 12 years to 44.1% at 17 years) than in boys (ranging from 18.5% at 12 years to 27.7% at 17 years). We did not observe any significant difference by macro-region or school type. Stratified analyses showed higher prevalence of common mental disorders among girls aged from 15 to 17 years of private schools in the North region (53.1; 95%CI 46.8-59.4). CONCLUSIONS The high prevalence of common mental disorders among adolescents and the fact that the symptoms are often vague mean these disorders are not so easily identified by school administrators or even by health services. The results of this study can help the proposition of more specific prevention and control measures, focused on highest risk subgroups.

Vision based obstacle detection for all-terrain robots

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Une vision systémique de la formation continue universitaire

Res-Systemica, Volume N°5, Numéro Spécial

Importância do rastreio visual precoce nas crianças: impacto nos cuidados de saúde secundários

Tendo como ponto de partida os objectivos do Programa Nacional para a Saúde da Visão 2004-2010 relativos à prevenção primária e à detecção precoce das alterações oftalmológicas, a tese de mestrado do Ortoptista Jorge Lameirinha sob o tema “Importância do Rastreio Visual Precoce nas Crianças: Impactos nos Cuidados de Saúde Secundários” procura abrir um campo de reflexão e validação de como é feita a detecção precoce de alterações oftalmológicas e a respectiva referenciação dos cuidados de saúde primários para a consulta de especialidade hospitalar. De forma a enquadrar a saúde visual infantil, identificar a importância da sua vigilância e dos critérios de referenciação de alterações oftalmológicas entre diferentes níveis de cuidados de saúde em Portugal – nível primário e secundário -, considerou-se pertinente para efeitos de investigação proceder-se à análise de um universo circunscrito no tempo e no espaço. Esta investigação parte da observação e análise de (1) um universo de 845 crianças com idades compreendidas entre os 0 e os 14 anos que realizaram um rastreio visual na consulta de oftalmologia pediátrica do Hospital de São Bernardo – Centro Hospitalar de Setúbal -, e (2) dos resultados de um inquérito por questionário acerca de como é desenvolvida a vigilância visual infantil, aplicado aos Directores dos Centros de Saúde do Concelho de Setúbal. Da apresentação e discussão dos principais resultados, este estudo traz algumas recomendações para a resolução de determinados bloqueios, identificados na realização do rastreio visual infantil, e propostas para reforçar a implementação das directivas expostas no Programa Nacional para a Saúde Visual.

A questão visual na oftalmologia pediátrica da região de Lisboa

RESUMO: Na parte inicial incluem-se algumas notas sucintas com base no panorama científico,histórico e cultural da visão considerada segundo três abordagens - o olho (o olho humano na especificidade da sua posição filogenética, elemento anátomo-funcional básico do sistema visual ao qual o cérebro pertence), os olhos (unidades gémeas essenciais do rosto na sua actividade consensual e conjugada da binocularidade), o olhar (carregado de expressão psicológica e o seu efeito sobre o observador, sinal para o comportamento e criador de sentimentos, sedimentado em obras de arte e em formas de superstição dos povos). Segue-se a apresentação de um estudo descritivo transversal, como contribuição para o conhecimento do estado de saúde visual da população infantil da região de Lisboa e determinar factores que o influenciam. Entre Outubro de 2005 e Agosto de 2006 examinaram-se 649 crianças com idade inferior a 10 anos da Consulta de Oftalmologia Pediátrica dos Serviços de Assistência Médico-Social do Sindicato dos Bancários do Sul e Ilhas (SAMS). Colheram-se dados respeitantes a mais de 250 variáveis primárias que cobriram a maior parte dos itens do exame oftalmológico habitual. Na análise dos dados teve-se especialmente em conta a idade, com um papel decisivo nas principais fases de desenvolvimento do sistema visual. No caso das crianças de 6 a 7 anos de idade põem-se lado a lado resultados dos SAMS e das Escolas. A profusão de dados numéricos ditou a necessidade da determinação frequente da significância estatística dos resultados de subgrupos. Alguns resultados do estudo, na sua maioria do grupo SAMS: Crianças de 6-7 anos, 71,1% (SAMS) e 91,5% (Escolas) não tinham sido examinadas com menos de 4 anos. Frequência global de alterações miópicas 9,4%, de alterações hipermetrópicas 25,3%, umas e outras com variações acentuadas com a idade. Estrabismo convergente 3,9%. Ambliopia 2,6% (13/491 crianças >=4 anos de idade), mais frequente no sexo feminino, naquelas que tiveram a sua 1ª observação depois dos 4 anos e em que os pais não aderiam à terapêutica prescrita. Objectivos específicos ocuparam-se da acuidade visual e da refracção ocular. O estudo comparativo da refractometria automática sem e com cicloplegia permitiu evidenciar que o teste da acuidade visual é insuficiente, por si só, para fazer o diagnóstico correcto. A análise dos antecedentes familiares oftalmológicos demonstrou a importância do seu conhecimento e pôs em evidência, entre outras, as seguintes relações: 10 pag1.qxp 27-11-2001 18:28 Page 10 Índice Geral 11 Crianças com antecedentes de alterações miópicas têm maior frequência de diagnóstico de alterações miópicas e de refracção negativa, uma taxa mais elevada de correspondência quantitativa diagnóstico/refracção nas alterações miópicas. Estas crianças também têm, em geral, características inversas no que diz respeito a alterações hipermetrópicas. Crianças com antecedentes de alterações hipermetrópicas têm maior frequência de diagnóstico de alterações hipermetrópicas. Crianças com antecedentes de estrabismo têm maior frequência de diagnóstico de estrabismo convergente manifesto e de esodesvios no seu todo. Crianças com antecedentes familiares de astigmatismo têm maior frequência de diagnóstico de astigmatismo. Traçam-se alguns perfis oftalmológicos infantis que permitem apreciar de forma sinóptica um conjunto de parâmetros da saúde da visão. Os dados colhidos sobre a aderência dos pais à terapêutica prescrita e sobre a atitude em relação ao uso de óculos assim como os dados sobre o comportamento da criança na sala de aula e dificuldades de aprendizagem foram em geral escassos para permitirem tirar conclusões, embora mostrem indícios a investigar futuramente. Paralelamente ortoptistas e enfermeiras efectuaram um rastreio escolar da acuidade visual <0,8 e de alterações da motilidade ocular extrínseca que abrangeu 520 alunos do 1º ano do 1º ciclo do ensino básico (2005/2006) das escolas públicas da cidade de Lisboa. 101 destas crianças foram observadas no consultório da autora, umas referidas a partir do rastreio, outras como controlo deste. Quanto à acuidade visual o valor preditivo do teste negativo foi de 91% mas o do teste positivo de apenas 67% (33% de falsos positivos, consequentemente uma alta taxa de sobrerreferenciação). A qualidade do rastreio efectuado por ortoptistas foi inferior à do efectuado por enfermeiras. O rastreio não teve qualidade aceitável. Foi feito um inquérito a médicos e enfermeiros de centros de saúde sobre conhecimentos, atitudes e práticas em relação com os cuidados de oftalmologia pediátrica. Discutem-se os resultados, tiram-se conclusões e fazem-se recomendações susceptíveis de contribuir para uma melhor saúde visual das crianças. ABSTRACT: Firstly some brief remarks are made based on the scientific, historical and cultural panorama of the human vision with regard to three approaches: the eye (the human eye in its specific filogenetic place, fundamental anatomofunctional element of the visual system in interaction with the brain), the eyes (essential twin units of the face with their consensual and conjugated binocular activity), the gaze (psychologicaly overloaded, a means to express oneself and to influence the observer, a guide to other persons' behaviour, consolidated in works of art and in people's traditional superstitious believes and ways of thinking). A report is made on a cross-sectional descriptive study whose goal is to contribute to the knowledge of the level of visual health of children in the Lisbon Region and to identify factors which determine it. Between October 2005 and August 2006 649 children under 10 years were observed at the pediatric ophthalmologic consultation in the SAMS (Serviços de Assistência Médico-Social do Sindicato dos Bancários do Sul e Ilhas). Data were collected concerning more than 250 primary variables covering most itens of the usual ophthalmological examination. Special attention was paid to children's age since it plays a crucial role in main stages of visual system development. In the case of children age 6 to 7 SAMS and school results are often put side by side. On account of the great number of numerical data it was often necessary to look at the degree of statistical significancy of differencies between subgroups. Some of the study's results (mostly SAMS): Children age 6 to 7 - 71,1% (SAMS) and 91,5% (Schools) had not an ophthalmologic examination before 4 years old. Total frequency of myopic disorders 9,4%, of hypermetropic disorders 25,3%, both showing great differences between age groups; convergent strabismus 3,9%; amblyopia 2,6% (13/491 children over 3 years old), more frequent among little girls, in those with 1st examination after 4 years old and in those whose parents didn´t complied to the therapy ordered for the child. Specific objectives dealt with visual acuity and ocular refraction. The comparison of automatic refractometry without and with cycloplegy showed that visual acuity testing is often not enough for a correct diagnosis. Eye disorders in the family history proved to be a very important information. Analysis of corresponding data disclosed a lot of relationships among others: 12 pag1.qxp 27-11-2001 18:28 Page 12 Índice Geral 13 Children with a family history of myopic disorders have more frequently a diagnosis of myopic disorders and a negative refraction, a higher rate of quantitative diagnosis/refraction matching concerning myopic disorders. Those children have in general inverse characteristics regarding hypermetropic disorders. Children with a family history of hypermetropic disorders have more frequently a diagnosis of hypermetropic disorders. Children with a family history of strabismus have more frequently a diagnosis of manifest convergent strabismus and all forms of esodeviations. Children with a family history of astigmatism have more frequently a diagnosis of astigmatism. Ophthalmologic profiles are drawn allowing to take into account in a synoptic way a set of visual health parameters. Data on parents' compliance with therapy ordered for the child, and attitudes regarding child's glass wearing, as well as data on child's behaviour in the classroom and learning difficulties were as a rule too few to allow conclusions but still need more studies in the future. Orthoptists and nurses performed in the same study period a screening of visual acuity <0,8 and of ocular motility disorders addressed to children of 1srt degree of public schools (term 2005/2006) in the town of Lisbon. 520 of such children were screened. 101 of them were examined by the author in her medical office; some were refered, the others taken as a control. Regarding visual acuity the predictive value of a negative test was 91% but the predictive value of a positive test was only 67% (33% of false positive results, consequently a too high rate of overreferal). Performed by orthoptists screening quality was inferior in comparison with screening done by nurses. On the whole this screening had not the required quality. A survey on physicians' and nurses' knowledge, attitudes and practices related to pediatric ophthalmologic care was carried out in health centers. Results are discussed, conclusions drawn. Some suggestions are made aiming at a better children's visual health.

Vision based trail detection for all-terrain robots

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Defective protein folding and function in metabolic disorders: studies on the mitochondrial flavoenzyme ETF

Dissertation presented to obtain the PhD degree in Biochemistry at the Instituto de Tecnologia Química e Biológica, Universidade Nova de Lisboa

Vision based context categorization for all-terrain robot

Dissertation presented at the Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa to obtain the Master degree in Electrical and Computer Engineering.

Detection of enteroviruses in cases of neurological disorders in the State of Pará, Brazil

Eighty-one cerebrospinal fluid (CSF) samples mainly from cases of aseptic meningitis and motor deficiency syndrome were sent to the Virology Section of Evandro Chagas Institute, Belém Pará, in the period of January 1995 to January 1996 in order to isolate viruses. All samples were inoculated onto HEp-2 cell culture and newborn mice, with negative results. The probability of isolating viruses by these methods is reduced because of the low concentration of viral particles in these specimens. In order to obtain more information about the etiology of these cases, a group of 23 samples were selected to be tested by a more sensitive technique than the virus isolation - the reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR). Specific primers directed to conserved regions in the enterovirus genome were used, considering that this group of viruses is frequently associated with these neurological disorder. The age of the patients ranged from 1 to 55 years and nearly all of them lived in Belém, State of Pará, North of Brazil. Of 15 samples analyzed by RT PCR nine (60%) were positive; of these, 6 (66.6%) had motor deficiency and 3 (33.3%) developed aseptic meningitis. These results show that it is important to investigate enterovirus as cause of these syndromes.

Evaluation of hemostasis disorders and anticardiolipin antibody in patients with severe leptospirosis

A prospective study was designed to evaluate disorders of hemostasis and levels of anticardiolipin antibodies (ACL) in 30 patients with severe leptospirosis and acute renal failure (ARF) (ARF was defined as serum creatinine > or = 1.5 mg/dL). The patients had been admitted to the Walter Cantídio University Hospital, São José Infectious Diseases Hospital and General Hospital of Fortaleza, Ceará, from August 1999 to July 2001. They all were male, with a mean age of 32 ± 14 years and with clinical and laboratory diagnoses of ARF leptospirosis. The time elapsed between onset of symptoms and the first hemorrhagic manifestation was 9 ± 4 days. Bleeding was observed in 86% of the patients. Laboratory tests showed significantly high levels of urea (181 ±95 mg/dl), fibrinogen, (515 ± 220 mg/dl), prothrombin time (13.3 ± 0.9 seconds) and low platelet counts (69 ± 65x10³/mm³) on admission. There was no elevation in activated partial thromboplastin time or thrombin time. Levels of IgM and IgG ACL concentrations were significantly increased (p < 0.05) in leptospirosis patients when compared to control patients (28.5 ± 32.4 vs. 11.5 ± 7.9MPL U/ml and 36.7 ± 36.1 vs. 6.5 ± 2.5 GPL U/ml), respectively. Vasculitis, thrombocytopenia and uremia should be considered important factors for the pathogenesis of hemorrhagic disturbances and the main cause of death in severe leptospirosis.

Vision providencialista de la actividad politica en la America septentrional durante el primer renacimiento

pp. 185-203

Behavioral and synaptic circuit analysis in models of neuropsychiatric disorders: Dissecting the in vivo role of the postsynaptic density proteins nArgBP2 and Shank3 using genetic engineered mice

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Biology

Human T-cell lymphotropic virus types I and II infections in a cohort of patients with neurological disorders in Belém, Pará, Brazil

Serum- and/or- cerebrospinal fluid (CSF) samples obtained from 190 patients suffering from chronic, progressive neurological disease were screened for the presence of human T-cell lymphotropic viruses type I (HTLV-I) and type II (HTLV-II) antibodies over a six-year period (1996 to 2001) in Belém, Pará, Brazil. Patients were of both sexes (male subjects, 52%) with ages ranging from 2 to 79 years (mean, 35.9). Overall, 15 (7.9%) subjects - of whom 12 (80%) were female adults - reacted HTLV-I/II-seropositive when screened by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Serum samples from 14 of these patients were also analyzed using a recombinant Western blot (WB) assay that yielded HTLV-I-, HTLV-II-, and HTLV-I/II- reactivities for 10 (71.4%), 3 (21.4%) and 1 (7.2%) of them, respectively. The yearly rates of HTLV-I/II antibodies ranged from 2.6% (2001) to 21.7% (2000), with progressively increasing seropositivities from 1998 to 2000. Altogether, walking difficulty (n = 5 subjects), spasticity (n = 4) and leg weakness (n = 3) accounted for 80% of symptoms recorded among the 15 patients whose sera had antibodies to HTLV-I/II as detected by ELISA. These findings provide evidence that both HTLV-I and HTLV-II play a role in the development of chronic myelopathy in Belém, Pará, Northern Brazil.

Mutilations Due to Medical Disorders in Children

Soft-tissue and bone necrosis, although rare in childhood, occasionally occur in the course of infectious diseases, either viral or bacterial, and seem to be the result of hypoperfusion on a background of disseminated intravascular coagulation. Treatment consists in correction of septic shock and control of necrosis. Necrosis, once started, shows extraordinarily rapid evolution, leading to soft-tissue and bone destruction and resulting in anatomic, functional, psychological, and social handicaps. Ten mutilated children were treated from January 1986 to January 1999 in Hospital de Dona Estefaˆ nia, Lisbon, Portugal. One was recovering from hemolytic-uremic syndrome with a severe combined immunodeficiency, another malnourished, anemic child had malaria, and three had chicken pox (in one case complicated by meningococcal septicemia). There were three cases of meningococcal and two of pyocyanic septicemia (one in a burned child and one in a patient with infectious mononucleosis). The lower limbs (knee,leg, foot) were involved in five cases, the face (ear, nose, lip) in four, the perineum in three, the pelvis (inguinal region, iliac crest) in two, the axilla in one, and the upper limb (radius, hand) in two. Primary prevention is based on early recognition of risk factors and timely correction. Secondary prevention consists of immediate etiologic and thrombolytic treatment to restrict the area of necrosis. Tertiary prevention relies on adequate rehabilitation with physiotherapy and secondary operations to obtain the best possible functional and esthetic result.