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O LOME (www.fe.up.pt/~inegi/lome) é uma unidade do INEGI (www.inegi.pt) situada no campus da FEUP, criada com subsídios do programa CIÊNCIA (1991-1993), integrando a Unidade de Novos Materiais e Mecânica Experimental classificada como Excelente e financiada pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia - FCT. Actualmente, integra seis investigadores Doutorados e vários alunos de Mestrado e de Doutoramento.Em 2001, o Prof. João Manuel R. S. Tavares passou a ser Investigador Sénior e Coordenador de Projecto no LOME, passando a desenvolver várias actividades de investigação em conjunto com diversos colaboradores resumidamente apresentados neste documento.

O presente relatório pretende apoiar a decisão do CRPG - Centro de Reabilitação Profissional de Gaia, na escolha de um sistema de aquisição e análise das pressões plantares para o estudo clínico da marcha em indivíduos com limitações nos membros inferiores. This report aims to support CRPG - Centro de Reabilitação Profissional de Gaia in the selection of a commercial system for plantar pressure analyses for clinical analysis of human gait namely of person whose low members have some type of incapacity.

FastComp is a computational tool used in mechanical engineering for the determination of the forces that a composite bolted joint subjected to multiaxial loads supports until fracture occurs. The main intention of the present work was the development of a graphical user interface (GUI) for the referred software that allows its parameterization and the visualization of its results.Using VTK, a computational library for graphical objects, visualization and image processing; C#, an object-oriented programming language; and the design principles of a good human/computer interaction, a graphical interface was developed as an efficient and effective means of interaction with the FastComp software.

Este relatório tem por objectivo apresentar o estudo realizado sobre o software da Simi Reality Motion Systems tendo em conta as necessidades do CRPG - Centro de Reabilitação Profissional de Gaia para a análise da marcha. Assim, são apresentadas as características do software existente no CRPG e dos possíveis módulos Simi com interesse futuro para o mesmo Centro. This report presents a brief synthesis about the Simi Reality Motion Systems' software for clinical analysis of gait. Thus, it is made a study of some software modules that CRPG - Centro de Reabilitação Profissional de Gaia has now and about some others modules of Simi that could have future interest.

O movimento humano é complexo, não linear e varia com o tempo. Nos últimos tempos, inúmeros investigadores têm-se dedicado ao desenvolvimento de sistemas automáticos capazes de realizar o seguimento, a análise e o reconhecimento deste tipo de movimento, utilizando técnicas de Visão Computacional. Neste artigo, serão resumidamente enumeradas e descritas algumas das técnicas actualmente empregues neste domínio.

Uma das principais áreas de desenvolvimento, do domínio da Visão Computacional, é a detecção e reconhecimento de faces em imagens estáticas ou em sequências de imagens. Das várias metodologias existentes, salientam-se neste artigo: a que considera o algoritmo de correlação cruzada, a baseada na detecção de regiões de pele e aque utiliza modelos protótipos deformáveis. Assim, apresenta-se uma descrição sobre cada uma das referidas metodologias bem como alguns resultados experimentais obtidos pelas mesmas.

Neste artigo pretende-se descrever uma plataforma computacional que está a ser desenvolvida para obter a forma 3D de objectos usando técnicas de Visão Activa. Assim, partindo-se de uma sequência de imagens não calibradas do objecto a reconstruir, usando a referida plataforma, pretende-se extrair o movimento da câmara utilizada, proceder à calibração da mesma, e obter a geometria 3D do objecto em causa.

Neste trabalho é apresentada uma abordagem baseada no uso de um modelo protótipo deformável, que pode constituir um dos princípios base na detecção da face humana em imagens, mais concretamente na identificação de características faciais, como o olho, a boca, etc. O referido modelo é parametrizado, o que possibilita em dada imagem a extracção adequada do valor dos parâmetros associados ao modelo matemático considerado, caracterizando assim a sua escala, posição e orientação. Para além da descrição resumida da metodologia usada, são apresentados alguns resultados experimentais obtidos pela mesma, usando a plataforma MATLAB.

Este relatório aborda o problema de seguimento de entidades representadas em sequências de imagens usando Visão Computacional. Para tal utiliza-se um método estocástico, o filtro de Kalman, aliado a um método de optimização global, no sentido de obter os melhores conjuntos de correspondências, e portanto garantir a optimização global do seguimento. Nesta metodologia também se inclui um modelo de gestão de entidades seguidas que possibilita avaliar em cada instante se se deve continuar o seguimento de cada entidade considerado no modelo. Deste modo, a abordagem proposta permite lidar com casos de oclusão temporária, desaparecimento definitivo, aparecimento ou reaparecimento de entidades, mantendo um número controlado de entidades seguidas em cada instante, o que reduz o custo computacional associado ao estritamente necessário.A metodologia proposta é neste trabalho testada e validada em exemplos de seguimento de entidades representadas em imagens sintéticas e reais. This report contemplates feature tracking on image sequences using Computer Vision. To do so a stochastic method is used, the Kalman filter, allied to a global optimization method to obtain the best set of correspondences, and so to guarantee the global optimization of the tracking results. A management model is also included in this methodology to evaluate if each feature's tracking should be continued or not. By doing so, the proposed approach deals with temporary occlusion, permanent disappearance, appearance or reappearance of features, maintaining a controlled number of tracked features in each time instant, which reduces the computer cost to what is strictly necessary.The proposed methodology is here tested and validated with feature's tracking along synthetic and real image sequences.

A comunicação, o trabalho em equipa, a resolução de problemas e as capacidades críticas e criativas são cada vez mais importantes na sociedade da informação. Por esse motivo, o construtivismo tem tomado um papel cada vez mais relevante no ensino, que privilegia agora as capacidades e os processos mentais dos alunos e não tanto a memória. Os webquests apresentam uma boa solução de apoio a este método de ensino: requerem esforços de procura, análise e síntese, desenvolvendo processos cognitivos simultâneos à aquisição de conhecimento. Por outro lado, a sua relevância reside também no facto de ser construído e talhado especialmente para cobrir áreas curriculares relativamente às quais os professores geralmente sentem lacunas em termos de material didáctico auxiliar. Neste artigo pretende-se demonstrar as potencialidades desta ferramenta, quer no ensino presencial quer no ensino à distância.

Neste artigo revêem-se algumas técnicas de processamento da informação representada em imagens médicas digitais 2D, para obter malhas volúmicas de órgãos do corpo humano para fins computacionais. Os processos descritos neste trabalho são: segmentação de estruturas representadas em imagens médicas, geração de malhas superficiais e posterior pós-processamento (simplificação e suavização), e ainda a geração de malhas volúmicas a partir das malhas superficiais anteriores. São considerados dois exemplos práticos utilizando software não comercial. No primeiro exemplo comparam-se dois métodos de segmentação para o cérebro e no segundo reconstroem-se os ossos e os músculos do antebraço.

Neste artigo utiliza-se a biblioteca computacional VTK (Visualization ToolKit) em quatro domínios de aplicação distintos: imagiologia magnética, matéria condensada, oceanografia e campos eléctricos. Na área da imagiologia, a aplicação desenvolvida permite realizar algumas operações usuais de processamento de imagem, nomeadamente operações algébricas e de filtragem. No domínio da matéria condensada, foi elaborado um programa que facilita o estudo da estrutura cristalina, a simulação de transições de fase e a interligação entre estrutura cristalina e magnética, representando os momentos magnéticos dos átomos. Para a área da oceanografia, a aplicação desenvolvida permite a visualização de um conjunto de dados, simulando a propagação da ondulação num porto. Em relação à visualização de campos eléctricos, foram elaboradas quatro aplicações didácticas que permitem ilustrar a distribuição e dimensão relativa dos vectores de campo eléctrico em torno dos seguintes objectos: cilindro, esfera, plano e condensador; todos eles com uma determinada carga distribuída uniformemente.

Neste resumo, apresenta-se uma introdução a um método de modelização da forma de objectos, baseado em análise estatística, denominado por Modelos de Distribuição Pontual (PDMs). Os referidos modelos são construídos a partir de um conjunto de imagens de treino do objecto representado por um conjunto de pontos-chave. Estes modelos traduzem a forma média do objecto em estudo, os seus desvios permitidos e ainda quais os níveis de cinzento que as regiões à volta dos pontos-chave apresentam. Tanto os modelos da forma como os modelos da aparência, usam os PDMs para análise de imagem; um exemplo de aplicação, é a estimativa da localização dos objectos modelados em novas imagens.

A necessidade de contínua informação que a nossa sociedade exige tem o potencial de se tornar facilmente em poluição visual, caso não seja conceptual e graficamente bem disponibilizada. Está a cargo do produtor de aplicações criar veículos de comunicação que sejam fáceis e agradáveis de utilizar. Para isso, têm sido estudados, definidos e implementados, ao longo dos tempos, princípios que os auxiliam nesse sentido. A pertinência deste artigo reside numa necessidade de sistematização dos vários princípios relacionados com a ergonomia de sistemas multimédia, dispersos em vários estudos que avaliam na teoria e na prática a validade de algumas das questões da ergonomia destas aplicações. Assim, neste artigo, faz-se uma revisão incidente nos sete estados de acção segundo Norman, nas heurísticas relevantes de usabilidade, nos princípios de design de interfaces homem/máquina, nos princípios de navegação e nos testes de avaliação de usabilidade. Salienta-se a importância destes princípios no desenvolvimento de aplicações multimédia.

O presente relatório tem como principal objectivo descrever, resumidamente, os passos que foram seguidos para calibrar o sistema de aquisição tridimensional (3D) que está a ser desenvolvido no Laboratório de Óptica e Mecânica Experimental (LOME). Assim, o relatório é constituído por quatro secções: na primeira, é feita uma pequena introdução ao sistema de aquisição do LOME; na segunda, é descrito o setup utilizado para calibrar esse sistema; na terceira, são apresentados os valores, fornecidos pelos fabricantes da câmara e do projector, de alguns parâmetros intrínsecos; e na quarta e última secção, são apresentados os parâmetros de calibração estimados para a câmara e para o projector. The main goal of the present report is to briefly describe the steps that had been followed to calibrate the three-dimensional (3D) information acquisition system being developed in the Optical and Experimental Mechanics Laboratory (LOME). Thus, this report is composed by four sections: in the first one, a introduction to the LOME's acquisition system is presented; in the second, the setup used to calibrate that system is described; in the third, the values, supplied from the manufacturers, of some intrinsic parameters of the camera and of projector are indicated; and in the fourth and last section, all the estimated calibration parameters are presented.

This paper presents a methodology to obtain transitionalobjects' shapes by a physics-based simulation. Given two2D/3D images of different objects or of the same object atdifferent instants, using the Finite Element Method twomodels are built, and the Lagrange's equation is solved tosimulate the involved deformation. We used andcompared two different finite elements to build eachobjects' model: the Sclaroff's isoparametric element andthe linear axial element.

The main objective of this work was to improve a previously developed object matching methodology. This overall methodology includes: a modeling phase; followed by a modal analysis; the construction of a matrix that relates both sets of objects points; and the matching phase. The previously implemented matching phase is based on a local search; with this solution the relation between objects nodes (points) are not considered. To overcome this, we implemented a new matching solution, using optimization techniques, based on a global search. This solution is compared with the previous one allowing the verification of the results improvement. The local and the global search methods used in this work allow only matches of the usual type one to one. However, there are situations when this type of matches is not the most adequate, since it can imply loss of information. To avoid this problem, we developed a new algorithm applicable to contour objects that finds satisfactory matches of type one to many or vice-versa.

O presente relatório tem como principal objectivo descrever, resumidamente, as várias potencialidades da Toolbox de Calibração de Câmaras para Matlab, facilitando a sua utilização. Assim, descreve-se o método de calibração utilizado, os parâmetros de calibração a estimar e as várias funções implementadas na Toolbox, bem como os seus parâmetros de entrada e de saída.O relatório está dividido em três secções: na primeira, é feita uma pequena introdução à Toolbox de calibração e ao método por esta utilizado; na segunda, são apresentados os parâmetros de calibração a estimar e a classe na qual o método se insere; e na terceira e última secção, são descritas as várias funções implementadas na Toolbox que permitem a calibração de uma ou mais câmaras. The main goal of the present report is to briefly describe the several potentialities of the Camera Calibration Toolbox for Matlab, helping its use. Thus, the report describes the calibration method used; the calibration parameters to be estimated and the several functions implemented in the Toolbox, as well as its input and output parameters.The report is divided in three sections: in the first one, is presented a small introduction to the Toolbox and to the calibration method used; in the second, are presented the calibration parameters to be estimated and the class in which the method fits; and in the third and last section, are described the several functions implemented in the Toolbox that allow the calibration of one or more cameras.

O presente relatório tem como principal objectivo descrever, resumidamente, o método e o software de calibração proposto por Zhang, facilitando a sua posterior utilização. Assim, o relatório é constituído por três secções: na primeira, é feita uma pequena introdução ao método de calibração proposto; na segunda, são apresentados os parâmetros de calibração a estimar e a classe na qual o método se insere; e na terceira e última secção, são descritas as funções implementadas no software que permitem a calibração de uma câmara e a correcção de imagens com distorção. The main goal of the present report is to briefly describe the calibration method and software proposed by Zhang, facilitating its posterior use. Thus, this report is constituted by three sections: in the first one, a small introduction to the considered calibration method is presented; in the second, the calibration parameters to be estimated and the class in which the method fits are indicated; and in the third and last section, are described the implemented functions that allow cameras calibration and distorted images correction.

O tema desta tese está inserido no domínio da visão por computador e na área da análise de movimento de corpos deformáveis. O seu interesse tem vindo a aumentar consideravelmente nos últimos tempos devido, sobretudo, ao fracasso das tentativas de utilizar as metodologias normalmente associadas aos corpos rígidos para a análise do movimento não rígido, e também ao elevado número de aplicações que existem para tal análise. O enorme potencial de aplicação existente na área da imagem médica, nomeadamente na segmentação, no emparelhamento e na análise e seguimento do movimento de estruturas, é responsável por grande parte do trabalho realizado neste âmbito. Outras aplicações que podem ser referidas são o seguimento de sistemas articulados, a análise do escoamento de fluidos, do movimento de nuvens para a previsão meteorológica, do comportamento de materiais sob a acção de forças, a análise e reconhecimento de faces, de veículos e de caracteres, etc. Ao contrário do que sucede com os objectos rígidos, a representação da forma de um objecto deformável está fortemente relacionada com a análise e seguimento do seu movimento e, para se desenvolverem técnicas para resolver tais problemas, é necessário utilizar determinadas restrições sobre o movimento/forma o que, consequentemente, individualiza as abordagens desenvolvidas e as torna específicas para determinadas classes de problemas. The theme of this thesis is in the computer vision domain and more specifically in the area of motion analysis of deformable bodies. The interest in this field has risen significantly in the last few years due to the failure of adapting existing rigid-body methods and to the very wide range of potential applications. A strong impulse originated in the area of medical imaging for segmenting, matching and tracking body structures, but other application domains have also contributed, namely the tracking of articulate systems, the analysis of fluids flow, the movement of clouds for weather forecasting, the structural analysis of materials, the recognition of faces, vehicles and characters, etc. Unlike rigid objects, the shape representation of deformable objects is strongly related with the analysis and tracking of its motion and thus, in order to develop suitable approaches and techniques for analysis, certain restrictions and constraints on the shape/motion must be specific to the type of task under consideration.

A obtenção da estrutura tridimensional de cenas tem um papel deveras importante na visão por computador, sendo imprescindível em todos os sistemas para os quais é absolutamente indispensável a determinação das coordenadas 3D das entidades que constituem a cena. Como exemplos de tais sistemas podem ser referidos veículos e robots guiados autonomamente, seguimento e identificação de objectos, sistemas de inspecção automática, etc. A abordagem global seguida e implementada ao longo desta dissertação é constituída pelas fases de calibração da câmara utilizada, de determinação das entidades a considerar em cada imagem da sequência, de seguimento das mesmas ao longo da sequência dada e, finalmente, de obtenção de coordenadas 3D de pontos particulares de cada entidade considerada, assim como de uma aproximação da profundidade dos restantes pontos. The acquisition of the three dimensional structure of a scene plays a major role in computer vision, where the knowledge of the 3D co-ordinates of specific scene components is often required. Examples of such instances occur in autonomously guided vehicles and robots, in the tracking and identification of moving objects, in automatic visual inspection, and so on. The general approach adopted in this thesis for capturing the three dimensional structure of a scene from a monocular image sequence includes the camera calibration, the detection of the selected entities in each frame of the sequence, the tracking of those entities along the sequence, and, finally, the computation of the 3D co-ordinates of specific points in the entities and the estimation of the depth co-ordinate of the other points.

Nesta publicação é apresentado um conjunto de ferramentas para utilização em visão tridimensional por computador. Assim, são apresentadas as várias implementações desenvolvidas ao longo desta dissertação para os domínios: transformações geométricas; calibração de câmaras; seguimento de linhas e consequente aproximação poligonal utilizando faixas dinâmicas; fusão de segmentos de recta próximos e de direcções similares; seguimento de segmentos de recta ao longo de uma dada sequência de imagens; obtenção de informação tridimensional. As várias apresentações estão divididas em três fases; na primeira, são apresentados os vários módulos que constituem a implementação; na segunda, os respectivos fluxogramas dos mesmos; e, na terceira e última fase, é apresentada a listagem da implementação em linguagem C.

Neste artigo descrevem-se as actividades desenvolvidas no âmbito do projecto iD124 (Pos-C 242/4.2/C/REG) visando a criação de um centro de recursos computacionais e tecnologicos integrados para a avaliação do desempenho e funcionalidade associados ao movimento humano. São descritas as fases do projecto e a metodologia utilizada e apresentados os resultados das fases de validação e integração do equipamento considerando 5 sujeitos sem alterações do movimento bem como a preparação da fase de testes piloto a efectuar com 9 sujeitos com alterações do movimento. Descrevem-se também as características dos equipamentos integrados, protocolos e pressupostos de análise. Conclui-se que o centro de recursos computacionais Laboratório de Análise do Movimento dispõe do equipamento e metodologia de análise adequados aos fins previstos conforme divulgado no site do projecto em www.crpg.pt/actidef/.

Uma nutrição adequada é de extrema importância na manutenção óssea, especialmente nas mulheres após a menopausa, nas quais a incidência de doenças osteometabólicas é maior. Em grande maioria, apenas uma nutrição apropriada não é capaz de suprir os efeitos deletérios causados no tecido ósseo pelo déficit hormonal. Os exercícios físicos são altamente indicados como prevenção e tratamento por gerarem estímulos necessários aos ossos com mínimos efeitos colaterais. Sendo assim, o objetivo foi avaliar os efeitos do exercício físico de alto impacto como meio profilático e terapêutico em ossos osteopênicos de ratas submetidas à ovariectomia (OVX) e dieta hiperprotéica (DH). Foram utilizados 64 ratas Wistar, totalizando oito grupos (n=8), tratadas por 12 semana: os ratos submetidos a OVX foram divididos nos seguintes subgrupos: OVX, sedentárias e dieta padrão (DP); OVXE, treinadas e DP; OVXP, sedentárias e DH; OVXEP, treinados e DH; e os ratos submetidos a cirurgia simulada (SHAM): SH, sedentário e DP; SHE, treinados e DP; SHP, sedentárias e DH; SHEP, treinadas e DH. Foram realizadas no sangue as análises de imunoabsorção enzimática (RANKL e OPG), no fígado a glutationa reduzida (GSH), malondialdeido (MDA) e vitamina E, e no tecido ósseo densitometria, ensaio mecânico, histologia e imunoistoquimica (Osteocalcina e Osteopontina). Os dados foram analisados por teste estatístico em modelo linear generalizado (p