The human eye as human-machine interface

Eye tracking as an interface to operate a computer is under research for a while and new systems are still being developed nowadays that provide some encouragement to those bound to illnesses that incapacitates them to use any other form of interaction with a computer. Although using computer vision processing and a camera, these systems are usually based on head mount technology being considered a contact type system. This paper describes the implementation of a human-computer interface based on a fully non-contact eye tracking vision system in order to allow people with tetraplegia to interface with a computer. As an assistive technology, a graphical user interface with special features was developed including a virtual keyboard to allow user communication, fast access to pre-stored phrases and multimedia and even internet browsing. This system was developed with the focus on low cost, user friendly functionality and user independency and autonomy.

Sistema de visão robótico baseado no sensor kinect para orientação no espaço e contorno de obstáculos

Dissertação de mestrado em Engenharia Eletrónica Industrial e Computadores (área de especialização em Robótica)

Capturing the essence of shape of polygonal meshes

Polygonal meshes, essential shape representation, feature detection, external skeleton, mesh decimation, progrssive meshes, silhouettes, hidden line removal, non-photorealistic rendering, OpenNPAR

Markup Test Reader: eina de creació i lectura de formularis de test

El projecte exposat en aquestes pàgines és un document d'estudi, anàlisi, disseny, programació i procés de proves en la confecció d'una aplicació de creació i lectura de formularis de test. Aquesta aplicació parteix de les possibilitats de millora de les prestacions, usabilitat i escalabilitat que poden oferir les tècniques de visió en computador en aquest camp. El projecte s'ha basat en un exemple en concret per tal d'oferir una eina vàlida per a la automatització de les tasques que en una empresa de recursos humans es poden donar a l'hora de gestionar la informació dels test psicotècnics que necessiten gestionar. El projecte parteix d'unes premisses bàsiques tals com: l'ús de tècniques en visió per computador, la modularitat, el compliment d'estàndards, la facilitat d'ús i la facilitat en la gestió de canvis.

Setting boundaries: brain dynamics of modal and amodal illusory shape completion in humans.

Normal visual perception requires differentiating foreground from background objects. Differences in physical attributes sometimes determine this relationship. Often such differences must instead be inferred, as when two objects or their parts have the same luminance. Modal completion refers to such perceptual "filling-in" of object borders that are accompanied by concurrent brightness enhancement, in turn termed illusory contours (ICs). Amodal completion is filling-in without concurrent brightness enhancement. Presently there are controversies regarding whether both completion processes use a common neural mechanism and whether perceptual filling-in is a bottom-up, feedforward process initiating at the lowest levels of the cortical visual pathway or commences at higher-tier regions. We previously examined modal completion (Murray et al., 2002) and provided evidence that the earliest modal IC sensitivity occurs within higher-tier object recognition areas of the lateral occipital complex (LOC). We further proposed that previous observations of IC sensitivity in lower-tier regions likely reflect feedback modulation from the LOC. The present study tested these proposals, examining the commonality between modal and amodal completion mechanisms with high-density electrical mapping, spatiotemporal topographic analyses, and the local autoregressive average distributed linear inverse source estimation. A common initial mechanism for both types of completion processes (140 msec) that manifested as a modulation in response strength within higher-tier visual areas, including the LOC and parietal structures, is demonstrated, whereas differential mechanisms were evident only at a subsequent time period (240 msec), with amodal completion relying on continued strong responses in these structures.

Entorn de desenvolupament de realitat augmentada

La Realitat Augmentada és un camp en ple auge investigador. En aquest projecte proposem un entorn amb el qual poder prototipar tant aplicacions d'usuari com algoritmes associats a aquesta tecnologia. En aquesta memòria es recullen l'estudi previ, el disseny i els detalls d'implementació de l'entorn proposat així com una solució específica de Realitat Augmentada associada a aquest entorn basada en visió per computador. Finalment, es presenten els resultats d'una anàlisi de rendiment i de disseny del projecte.

Motion analysis in terms of wireless video capsule endoscopy

El treball presentat suposa una visió general de l'"Endoscopia amb Càpsula de Vídeo Wireless" i la inspecció de sequències de contraccions intestinals amb les últimes tecnologies de visió per computador. Després de la observació preliminar dels fonaments mèdics requerits, la aplicació de visió per computador es presenta en aquestos termes. En essència, aquest treball proveïx una exhaustiva selecció, descripció i avaluació de cert conjunt de mètodes de processament d'imatges respecte a l'anàlisi de moviment, en el entorn de seqüències d'imatges preses amb una càpsula endoscòpica. Finalment, es presenta una aplicació de software per configurar i emprar de forma ràpida i fàcil un entorn experimental.

ETIKETAGGER: herramienta para el etiquetaje de secuencias de imágenes

La adaptación del reconocimiento de objetos sobre la robótica móvil requiere un enfoque y nuevas aplicaciones que optimicen el entrenamiento de los robots para obtener resultados satisfactorios. Es conocido que el proceso de entrenamiento es largo y tedioso, donde la intervención humana es absolutamente necesaria para supervisar el comportamiento del robot y la dirección hacia los objetivos. Es por esta razón que se ha desarrollado una herramienta que reduce notablemente el esfuerzo humano que se debe hacer para esta supervisión, automatizando el proceso necesario para obtener una evaluación de resultados, y minimizando el tiempo que se malgasta debido a errores humanos o falta de infraestructuras.

Simulador de conducció enfocat a la investigació

El desenvolupament de sistemes d’assistència a la conducció (ADAS) és, avui dia, una de les àrees de recerca de més interès pel Centre de Visió per Computador. A partir de la informació adquirida per sensors instal·lats en un vehicle, els ADAS assisteixen al conductor per tal d’evitar situacions de perill. La validació d’aquests sistemes però, requereix de l’obtenció "manual" de les dades que defineixen l’entorn de conducció de forma precisa: una tasca costosa i subjecta a l’error humà. Per tal de resoldre aquest problema, en aquest projecte s’ha implementat IOCS, un simulador de conducció creat a partir d’un de robots, capaç de crear entorns realistes de conducció i d’obtenir, simultàniament, les dades sobre l’entorn inferides per un ADAS i les que el descriuen objectivament. Aquesta funcionalitat facilita extremadament el procés de validació actual dels sistemes d’assistència a la conducció.

Estudi d'interfícies multitàctils i multiusuàri

Actualment, les interfícies multitàctils estan guanyant popularitat, tant entre els usuaris com entre els desenvolupadors i fabricants. En aquest projecte s'estudien les interfícies multitàctils basades en visió per computador: el seu funcionament, la seva construcció i la implementació del software que permet la interacció amb més d'un dit simultàniament. En la memòria es presenta aquest estudi, com s'ha construït una taula i els resultats que s'han obtingut amb ella.

Developmental critical period in gentic redox dysregulation: animal and human studies in schizophrenia

Converging evidence favors an abnormal susceptibility to oxidative stress in schizophrenia. Decreased levels of glutathione (GSH), the major cellular antioxidant and redox regulator, was observed in cerebrospinal-fluid and prefrontal cortex of patients. Importantly, abnormal GSH synthesis of genetic origin was observed: Two case-control studies showed an association with a GAG trinucleotide repeat (TNR) polymorphism in the GSH key synthesizing enzyme glutamate-cysteine-ligase (GCL) catalytic subunit (GCLC) gene. The most common TNR genotype 7/7 was more frequent in controls, whereas the rarest TNR genotype 8/8 was three times more frequent in patients. The disease associated genotypes (35% of patients) correlated with decreased GCLC protein, GCL activity and GSH content. Similar GSH system anomalies were observed in early psychosis patients. Such redox dysregulation combined with environmental stressors at specific developmental stages could underlie structural and functional connectivity anomalies. In pharmacological and knock-out (KO) models, GSH deficit induces anomalies analogous to those reported in patients. (a) morphology: spine density and GABA-parvalbumine immunoreactivity (PV-I) were decreased in anterior cingulate cortex. KO mice showed delayed cortical PV-I at PD10. This effect is exacerbated in mice with increased DA from PD5-10. KO mice exhibit cortical impairment in myelin and perineuronal net known to modulate PV connectivity. (b) physiology: In cultured neurons, NMDA response are depressed by D2 activation. In hippocampus, NMDA-dependent synaptic plasticity is impaired and kainate induced g-oscillations are reduced in parallel to PV-I. (c) cognition: low GSH models show increased sensitivity to stress, hyperactivity, abnormal object recognition, olfactory integration and social behavior. In a clinical study, GSH precursor N-acetyl cysteine (NAC) as add on therapy, improves the negative symptoms and decreases the side effects of antipsychotics. In an auditory oddball paradigm, NAC improves the mismatched negativity, an evoked potential related to pre-attention and to NMDA receptors function. In summary, clinical and experimental evidence converge to demonstrate that a genetically induced dysregulation of GSH synthesis combined with environmental insults in early development represent a major risk factor contributing to the development of schizophrenia Conclusion Based on these data, we proposed a model for PSIP1 promoter activity involving a complex interplay between yet undefined regulatory elements to modulate gene expression.

Anàlisi i resolució de puzzles

Aquest projecte és una anàlisi d'algunes tècniques de reconeixement d'objectes en 2D, la seva comparació i equivalència. La solució presentada en aquesta memòria ha estat implementada en C++ per a poder avaluar els resultats així com les diferents problemàtiques aparegudes durant tot el procés. La resolució de puzzles és tan sols un exemple dels múltiples casos d'objectes bidimensionals que ens podem trobar que necessiten tècniques de matching per obtenir un objecte global.

Extracció del mapa de profunditat a partir d'una seqüència d'imatges

Aquest projecte resol les fases inicials d'un altre projecte més gran que té com a objectiu la conversió automàtica de seqüències d'imatges a 3D. El projecte s'ha centrat en la reconstrucció calibrada de col·leccions d'imatges mitjançant la tècnica anomenada structure from motion. Aquesta tècnica forma part de l'àmbit de la visió per computador i s'utilitza per obtenir la posició i l'orientació de les diferents càmeres juntament amb una reconstrucció 3D de l'escena en forma de núvol de punts.

The efficacy of single-trial multisensory memories.

This review article summarizes evidence that multisensory experiences at one point in time have long-lasting effects on subsequent unisensory visual and auditory object recognition. The efficacy of single-trial exposure to task-irrelevant multisensory events is its ability to modulate memory performance and brain activity to unisensory components of these events presented later in time. Object recognition (either visual or auditory) is enhanced if the initial multisensory experience had been semantically congruent and can be impaired if this multisensory pairing was either semantically incongruent or entailed meaningless information in the task-irrelevant modality, when compared to objects encountered exclusively in a unisensory context. Processes active during encoding cannot straightforwardly explain these effects; performance on all initial presentations was indistinguishable despite leading to opposing effects with stimulus repetitions. Brain responses to unisensory stimulus repetitions differ during early processing stages (-100 ms post-stimulus onset) according to whether or not they had been initially paired in a multisensory context. Plus, the network exhibiting differential responses varies according to whether or not memory performance is enhanced or impaired. The collective findings we review indicate that multisensory associations formed via single-trial learning exert influences on later unisensory processing to promote distinct object representations that manifest as differentiable brain networks whose activity is correlated with memory performance. These influences occur incidentally, despite many intervening stimuli, and are distinguishable from the encoding/learning processes during the formation of the multisensory associations. The consequences of multisensory interactions that persist over time to impact memory retrieval and object discrimination.

D-JNKi, a peptide inhibitor of c-Jun N-terminal kinase, promotes functional recovery after transient focal cerebral ischemia in rats

The c-Jun-N-terminal kinase (JNK) pathway has been shown to play an important role in excitotoxic neuronal death and several studies have demonstrated a neuroprotective effect of D-JNKi, a peptide inhibitor of JNK, in various models of cerebral ischemia. We have now investigated the effect of D-JNKi in a model of transient focal cerebral ischemia (90 min) induced by middle cerebral artery occlusion (MCAo) in adult male rats. D-JNKi (0.1 mg/kg), significantly decreased the volume of infarct, 3 days after cerebral ischemia. Sensorimotor and cognitive deficits were then evaluated over a period of 6 or 10 days after ischemia and infarct volumes were measured after behavioral testing. In behavioral studies, D-JNKi improved the general state of the animals as demonstrated by the attenuation of body weight loss and improvement in neurological score, as compared with animals receiving the vehicle. Moreover, D-JNKi decreased sensorimotor deficits in the adhesive removal test and improved cognitive function in the object recognition test. In contrast, D-JNKi did not significantly affect the infarct volume at day 6 and at day 10. This study shows that D-JNKi can improve functional recovery after transient focal cerebral ischemia in the rat and therefore supports the use of this molecule as a potential therapy for stroke.