Desenvolvimento de Uma Metodologia Para Reconstrução da Superficie do Pe Humano Por Videogrametria

Por: José Alberto Provenzano.

2002 26/02/2002

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Resumo

O estudo das características do pé humano é área de grande interesse na Biomecânica, este trabalho tem como objetivo a reconstrução tridimensional de pontos na superficie do pé humano por meio de um procedimento metodológico baseado em videogrametria. A reconstrução tridimensional do pé humano neste trabalho é realizada a partir de uma projeção estruturada de luz sobre o pé obtendo-se uma grande densidade de pontos sobre a superficie. Utilizando câmeras digitais de vídeo é feito o registro das imagens do pé sob esta projeção. Cada ponto a ser reconstruí do tem que ser registrado no mínimo por duas câmeras, essa uma exigência da reconstrução tridimensional. Para reconstrução tridimensional foi utilizado o software Dvideow, desenvolvido no Laboratório de Instrumentação para Biomecânica - UNICAMP. Após o registro das imagens faz-se necessário conhecer as coordenadas de tela de todos os pontos de interesse, para isto realiza-se o tracking de marcadores em ambiente Dvídeow. Este processo inicia-se pela definição de algoritrnos de segmentação das imagens adquiridas. A seleção dos algoritrnos dá-se de acordo com a necessidade do experimento e com o tamanho dos marcadores nas imagens, portanto, pode haver uma variação na seqüência de aplicação dos algoritrnos nas imagens registradas. Os algoritrnos operam em alterar níveis de intensidade de cor, detectar os contornos dos marcadores, determinar o número máximo de marcadores para o tracking, selecionar regiões de maior contraste de intensidade e selecionar os contornos por números máximos e mínimos de pixels. Realizado o tracking automático de marcadores, tem-se as coordenadas de tela (x,y) dos pontos nas imagens. Assim temos um par de imagens contendo as coordenadas bidimensionais dos pontos. No entanto, a ordem e a quantidade de pontos nos conjuntos de dados das duas imagens não são os mesmos. Usando rotinas matemáticas elaboradas no software Matlab realizam-se a rotulagem dos pontos resultantes do tracking, deixando assim os conjuntos de dados que contém as coordenadas bidimensionais com a mesma quantidade de pontos em ambos os conjuntos e também indexados numa mesma ordem. Em seguida em ambiente Dvideow realiza-se a reconstrução tridimensional de pontos sobre a superficie. Como resultados da reconstrução têm-se os pontos reconstruídos sobre a superficie do pé sendo possível a visualização através de gráficos. Foram feitas aplicações da metodologia em pés de três sujeitos e a um modelo de pé utilizado como parte integrante de prótese em amputados. Também foram realizadas sobre o modelo do pé, medições de distâncias entre pontos usando o método por videogrametria e medições diretas entre os pontos marcados sobre a superficie do modelo. Obteve-se como resultado para a metodologia proposta um valor para bias de 1,77 mm, para precisão do método de 0,31 mm e um erro padrão estimado em 1,80 mm. Concluí-se assim, que a metodologia desenvolvida neste trabalho permite uma forma de reconstrução tridimensional da superficie do pé humano baseado em videogrametria, através da qual se obtém informações analíticas e biomecânicas de interesse 

Endereço: http://www.bibliotecadigital.unicamp.br/document/?code=vtls000385209&opt=1

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