Caracterização de um sistema digital de aquisição de imagens radiográficas utilizando nêutrons térmicos e raios gama para a inspeção de componentes mecânicos.

Ensaio não destrutivo é uma ferramenta essencial quando um equipamento, dispositivo ou componente não pode ser submetido a procedimentos destrutivos ou invasivos devido a razões de segurança, alto custo ou outras restrições físicas ou logísticas. Dentro deste quadro radiografias por transmissão com raios gama e nêutrons térmicos são técnicas singulares para inspecionar um objeto e desvendar sua estrutura interna devido à capacidade de atravessar uma vasta gama de materiais utilizados na indústria. Grosso modo, raios gama são mais atenuados por materiais pesados enquanto nêutrons térmicos são mais atenuados por materiais mais leves, tornando-as ferramentas complementares. Este trabalho apresenta os resultados obtidos na inspeção de vários componentes mecânicos, através da radiografia por transmissão com nêutrons térmicos e raios gama. O fluxo de nêutrons térmicos de 4,46x105 n.cm-2.s-1 disponível no canal principal do reator de pesquisa Argonauta do Instituto de Engenharia Nuclear foi usado como fonte para as imagens radiográficas com nêutrons. Raios dekeV emitidos pelo 198Au, também produzido no reator, foram usados como fonte de radiação para radiografias . Imaging Plates, especificamente produzidos para operar com nêutrons térmicos ou com raios X, foram empregados como detectores e dispositivos de armazenamento e captação de imagens para cada uma dessas radiações. Esses dispositivos exibem varias vantagens quando comparados ao filme radiográfico convencional. Com efeito, além de maior sensibilidade e serem reutilizáveis não são necessários câmaras escuras e processamento químico para a revelação. Em vez disso, ele é lido por um feixe de laser que libera elétrons armadilhados na rede cristalina durante a exposição à radiação, fornecendo uma imagem final digital. O desempenho de ambos os sistemas de aquisição de imagens, assim constituído, foi avaliado com respeito à sensibilidade, resolução espacial, linearidade e range dinâmico, incluído uma comparação com sistemas radiográficos com nêutrons empregando filmes e folhas de gadolínio como conversor de nêutrons em partículas carregadas. Além desta caracterização, diversos equipamentos e componentes foram radiografados com ambos os sistemas visando-se avaliar suas capacidades de desvendar a estrutura interna desses objetos e detectar estruturas e estados anormais. Dentro desta abordagem, uma neutrongrafia detectou a presença de material cerâmico remanescente empregado como molde no processo de fabricação nos canais de refrigeração de uma aleta do estator de uma turbina tipo turbo-fan, que deveria estar livre desse material. O reostato danificado de um sensor de pressão automotivo, foi identificado por neutrongrafia, embora nesse caso a radiografia também conseguiu realizar essa tarefa com melhor resolução, corroborando assim as curvas de resolução espacial obtidas na caracterização dos dois sistemas. A homogeneidade da distribuição do material encapsulado em uma gaxeta explosiva de chumbo utilizada na indústria aeroespacial foi igualmente verificada por neutrongrafia porque esse metal é relativamente transparente para nêutrons, mas suficientemente opaco para o explosivo rico em hidrogênio. Diversos outros instrumentos e componentes tais como variômetro, altímetro, bússola aeronáutica, injetor automotivo de combustível, foto-camera, disco rígido de computador, motor de passo, conectores eletrônicos e projéteis foram radiografados com ambos os sistemas visando avaliar suas habilidades em desvendar diferentes peculiaridades em função do agente interrogador.

Mapeamento digital do uso da terra da cobertura vegetal no Parque Estadual da Serra da Tiririca (PESET) a partir de imagens orbitais de alta resolução.

No Brasil, entre as áreas protegidas e regulamentadas por lei estão às denominadas Unidades de Conservação (UC) e são definidas assim por possuírem características ambientais, estéticas, históricas ou culturais relevantes, importantes na manutenção dos ciclos naturais, demandando regimes especiais de preservação, conservação ou exploração racional dos seus recursos. O Parque Estadual da Serra da Tiririca (PESET), criado pela Lei 1.901, de 29 de novembro de 1991 localizado entre os municípios de Niterói e Maricá no Estado do Rio de Janeiro, enquadra-se na categoria de UC de Proteção Integral abrigando uma extensa faixa de Mata Atlântica em seus limites. Para a presente pesquisa foi feita uma classificação de Uso da terra e cobertura vegetal, refinada por pesquisas feitas através do trabalho de campo, que subsidiou a elaboração da proposta de Zoneamento Ambiental para o parque. O processamento digital da imagem foi feito utilizando-se o sistema SPRING desenvolvido pelo Instituto de Pesquisas Espaciais (INPE). A confecção dos mapas temáticos foi feita com apoio do sistema Arcgis desenvolvido pela ESRI. O Sistema de Informação Geográfica (SIG) foi empregado para as modelagens ambientais. Nessa etapa foram consideradas, de forma integrada, a variabilidade taxonômica, a expressão territorial e as alterações temporais verificáveis em uma base de dados georreferenciada. A tecnologia SIG integra operações convencionais de bases de dados, relativas ao armazenamento, manipulação, análise, consulta e apresentação de dados, com possibilidades de seleção e busca de informações e suporte à análise geoestatística, conjuntamente com a possibilidade de visualização de mapas sofisticados e de análise espacial proporcionada pelos mapas. A opção por esta tecnologia busca potencializar a eficiência operacional e permitir planejamento estratégico e administração de problemas, tanto minimizando os custos operacionais como acelerando processos decisórios. O estudo feito através da modelagem computacional do PESET apresentará o emprego das técnicas amplamente utilizadas no monitoramento ambiental, sendo úteis aos profissionais destinados à gestão e aos tomadores de decisão no âmbito das políticas públicas relacionadas à gestão ambiental de Unidades de Conservação.

Digital pathology and image analysis in tissue biomarker research

Digital pathology and the adoption of image analysis have grown rapidly in the last few years. This is largely due to the implementation of whole slide scanning, advances in software and computer processing capacity and the increasing importance of tissue-based research for biomarker discovery and stratified medicine. This review sets out the key application areas for digital pathology and image analysis, with a particular focus on research and biomarker discovery. A variety of image analysis applications are reviewed including nuclear morphometry and tissue architecture analysis, but with emphasis on immunohistochemistry and fluorescence analysis of tissue biomarkers. Digital pathology and image analysis have important roles across the drug/companion diagnostic development pipeline including biobanking, molecular pathology, tissue microarray analysis, molecular profiling of tissue and these important developments are reviewed. Underpinning all of these important developments is the need for high quality tissue samples and the impact of pre-analytical variables on tissue research is discussed. This requirement is combined with practical advice on setting up and running a digital pathology laboratory. Finally, we discuss the need to integrate digital image analysis data with epidemiological, clinical and genomic data in order to fully understand the relationship between genotype and phenotype and to drive discovery and the delivery of personalized medicine.

Análise comparativa entre o sistema digital Digora e a digitalização da radiografia convencional na avaliação da densidade radiográfica do processo de reparo alveolar

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

AVALIAÇÃO DA COMPRESSÃO DA IMAGEM DIGITAL DA TELERRADIOGRAFIA LATERAL NA REPRODUTIBILIDADE DA MARCAÇÃO DE PONTOS CEFALOMÉTRICOS

A imagem digital adquirida pelo sistema da placa de fósforo foto ativada é visualizada no monitor do computador em um formato denominado DICOM. Este formato ocupa muito espaço para armazenamento, o que dificulta o arquivamento e transmissão da imagem pela Internet. O objetivo deste estudo foi avaliar a influência da compressão JPEG, nos Fatores de Qualidade 100, 80 e 60 na reprodutibilidade da marcação de pontos cefalométricos em imagens de telerradiografias em norma lateral comparadas com o formato DICOM. A amostra consistiu de 120 imagens de telerradiografias em norma lateral obtidas a partir de 30 indivíduos, dos quais se obteve uma radiografia digital no formato DICOM. Essas imagens foram convertidas para o formato JPEG. Após o cegamento e randomização da amostra, três Ortodontistas calibrados marcaram a localização de 12 pontos cefalométricos em cada imagem utilizando o sistema de coordenadas X e Y. Esse procedimento foi repetido após 1 mês. A reprodutibilidade intra e inter observador foi calculada usando o teste de correlação intraclasse. Para comparação entre os grupos de compressão e DICOM na reprodutibilidade de marcação dos pontos utilizou se a Análise de Variância (ANOVA) a um critério para medidas repetidas. Os resultados mostraram que as marcações dos pontos cefalométricos foram bastante reprodutíveis, exceto para o ponto Órbita na coordenada X. Os diferentes formatos de arquivo mostraram estatisticamente iguais para cada ponto e eixo aferido. As compressões JPEG estudadas das imagens de telerradiografias em norma lateral não tiveram efeito na reprodutibilidade da marcação dos pontos cefalométricos testados.

AVALIAÇÃO DA COMPRESSÃO DA IMAGEM DIGITAL DA TELERRADIOGRAFIA LATERAL NA REPRODUTIBILIDADE DA MARCAÇÃO DE PONTOS CEFALOMÉTRICOS

A imagem digital adquirida pelo sistema da placa de fósforo foto ativada é visualizada no monitor do computador em um formato denominado DICOM. Este formato ocupa muito espaço para armazenamento, o que dificulta o arquivamento e transmissão da imagem pela Internet. O objetivo deste estudo foi avaliar a influência da compressão JPEG, nos Fatores de Qualidade 100, 80 e 60 na reprodutibilidade da marcação de pontos cefalométricos em imagens de telerradiografias em norma lateral comparadas com o formato DICOM. A amostra consistiu de 120 imagens de telerradiografias em norma lateral obtidas a partir de 30 indivíduos, dos quais se obteve uma radiografia digital no formato DICOM. Essas imagens foram convertidas para o formato JPEG. Após o cegamento e randomização da amostra, três Ortodontistas calibrados marcaram a localização de 12 pontos cefalométricos em cada imagem utilizando o sistema de coordenadas X e Y. Esse procedimento foi repetido após 1 mês. A reprodutibilidade intra e inter observador foi calculada usando o teste de correlação intraclasse. Para comparação entre os grupos de compressão e DICOM na reprodutibilidade de marcação dos pontos utilizou se a Análise de Variância (ANOVA) a um critério para medidas repetidas. Os resultados mostraram que as marcações dos pontos cefalométricos foram bastante reprodutíveis, exceto para o ponto Órbita na coordenada X. Os diferentes formatos de arquivo mostraram estatisticamente iguais para cada ponto e eixo aferido. As compressões JPEG estudadas das imagens de telerradiografias em norma lateral não tiveram efeito na reprodutibilidade da marcação dos pontos cefalométricos testados.

AVALIAÇÃO DA COMPRESSÃO DA IMAGEM DIGITAL DA TELERRADIOGRAFIA LATERAL NA REPRODUTIBILIDADE DA MARCAÇÃO DE PONTOS CEFALOMÉTRICOS

A imagem digital adquirida pelo sistema da placa de fósforo foto ativada é visualizada no monitor do computador em um formato denominado DICOM. Este formato ocupa muito espaço para armazenamento, o que dificulta o arquivamento e transmissão da imagem pela Internet. O objetivo deste estudo foi avaliar a influência da compressão JPEG, nos Fatores de Qualidade 100, 80 e 60 na reprodutibilidade da marcação de pontos cefalométricos em imagens de telerradiografias em norma lateral comparadas com o formato DICOM. A amostra consistiu de 120 imagens de telerradiografias em norma lateral obtidas a partir de 30 indivíduos, dos quais se obteve uma radiografia digital no formato DICOM. Essas imagens foram convertidas para o formato JPEG. Após o cegamento e randomização da amostra, três Ortodontistas calibrados marcaram a localização de 12 pontos cefalométricos em cada imagem utilizando o sistema de coordenadas X e Y. Esse procedimento foi repetido após 1 mês. A reprodutibilidade intra e inter observador foi calculada usando o teste de correlação intraclasse. Para comparação entre os grupos de compressão e DICOM na reprodutibilidade de marcação dos pontos utilizou se a Análise de Variância (ANOVA) a um critério para medidas repetidas. Os resultados mostraram que as marcações dos pontos cefalométricos foram bastante reprodutíveis, exceto para o ponto Órbita na coordenada X. Os diferentes formatos de arquivo mostraram estatisticamente iguais para cada ponto e eixo aferido. As compressões JPEG estudadas das imagens de telerradiografias em norma lateral não tiveram efeito na reprodutibilidade da marcação dos pontos cefalométricos testados.

Applications of fractals to image data compression

Digital image processing is exploited in many diverse applications but the size of digital images places excessive demands on current storage and transmission technology. Image data compression is required to permit further use of digital image processing. Conventional image compression techniques based on statistical analysis have reached a saturation level so it is necessary to explore more radical methods. This thesis is concerned with novel methods, based on the use of fractals, for achieving significant compression of image data within reasonable processing time without introducing excessive distortion. Images are modelled as fractal data and this model is exploited directly by compression schemes. The validity of this is demonstrated by showing that the fractal complexity measure of fractal dimension is an excellent predictor of image compressibility. A method of fractal waveform coding is developed which has low computational demands and performs better than conventional waveform coding methods such as PCM and DPCM. Fractal techniques based on the use of space-filling curves are developed as a mechanism for hierarchical application of conventional techniques. Two particular applications are highlighted: the re-ordering of data during image scanning and the mapping of multi-dimensional data to one dimension. It is shown that there are many possible space-filling curves which may be used to scan images and that selection of an optimum curve leads to significantly improved data compression. The multi-dimensional mapping property of space-filling curves is used to speed up substantially the lookup process in vector quantisation. Iterated function systems are compared with vector quantisers and the computational complexity or iterated function system encoding is also reduced by using the efficient matching algcnithms identified for vector quantisers.

Task-based annotation and retrieval for image information management

Continuing advances in digital image capture and storage are resulting in a proliferation of imagery and associated problems of information overload in image domains. In this work we present a framework that supports image management using an interactive approach that captures and reuses task-based contextual information. Our framework models the relationship between images and domain tasks they support by monitoring the interactive manipulation and annotation of task-relevant imagery. During image analysis, interactions are captured and a task context is dynamically constructed so that human expertise, proficiency and knowledge can be leveraged to support other users in carrying out similar domain tasks using case-based reasoning techniques. In this article we present our framework for capturing task context and describe how we have implemented the framework as two image retrieval applications in the geo-spatial and medical domains. We present an evaluation that tests the efficiency of our algorithms for retrieving image context information and the effectiveness of the framework for carrying out goal-directed image tasks. © 2010 Springer Science+Business Media, LLC.

Digital Preservation and Web Access to the Konkoly Observatory Schmidt Telescope Plate Archive

ACM Computing Classification System (1998): J.2.

Digital surveillance based on video CODEC System-on-a-Chip (SoC) platforms

Today, most conventional surveillance networks are based on analog system, which has a lot of constraints like manpower and high-bandwidth requirements. It becomes the barrier for today's surveillance network development. This dissertation describes a digital surveillance network architecture based on the H.264 coding/decoding (CODEC) System-on-a-Chip (SoC) platform. The proposed digital surveillance network architecture includes three major layers: software layer, hardware layer, and the network layer. The following outlines the contributions to the proposed digital surveillance network architecture. (1) We implement an object recognition system and an object categorization system on the software layer by applying several Digital Image Processing (DIP) algorithms. (2) For better compression ratio and higher video quality transfer, we implement two new modules on the hardware layer of the H.264 CODEC core, i.e., the background elimination module and the Directional Discrete Cosine Transform (DDCT) module. (3) Furthermore, we introduce a Digital Signal Processor (DSP) sub-system on the main bus of H.264 SoC platforms as the major hardware support system for our software architecture. Thus we combine the software and hardware platforms to be an intelligent surveillance node. Lab results show that the proposed surveillance node can dramatically save the network resources like bandwidth and storage capacity.

Robust image hashing using higher order spectral features

Robust image hashing seeks to transform a given input image into a shorter hashed version using a key-dependent non-invertible transform. These image hashes can be used for watermarking, image integrity authentication or image indexing for fast retrieval. This paper introduces a new method of generating image hashes based on extracting Higher Order Spectral features from the Radon projection of an input image. The feature extraction process is non-invertible, non-linear and different hashes can be produced from the same image through the use of random permutations of the input. We show that the transform is robust to typical image transformations such as JPEG compression, noise, scaling, rotation, smoothing and cropping. We evaluate our system using a verification-style framework based on calculating false match, false non-match likelihoods using the publicly available Uncompressed Colour Image database (UCID) of 1320 images. We also compare our results to Swaminathan’s Fourier-Mellin based hashing method with at least 1% EER improvement under noise, scaling and sharpening.