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Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10198/6558

Título: Dispositivos móveis para a percepção cromática em deficientes dicromáticos
Autor: Ferraz, Gilberto de Sousa
Orientador: Rodrigues, Pedro
Issue Date: 2011
Editora: Instituto Politécnico de Bragança, Escola Superior de Tecnologia e Gestão
Citação: Ferraz, Gilberto de Sousa (2011) - Dispositivos móveis para a percepção cromática em deficientes dicromáticos. Bragança: Escola Superior de Tecnologia e Gestão. Dissertação em Sistemas de Informação
Resumo: The inability of perceive all the color spectrum is a deficiency known as color blindness. Generally, this kind of disease is caused by anomalies in the retinal cells or by their absence. These cells are photoreceptors that show sensitivity to three different spectral light bands. In this thesis specific color blindness type, known as Dichromacy, is treated. The Dichromacy is a color vision defect in which, one of the three basic color mechanisms is lacking or not functioning. It is the most significant colorblindness disease, having in account the incapacity caused and knowing that it affects 3% of the world population. Protanopia, Deuteranopia and Tritanopia are Dichromacy subclasses, each one affecting the perception of one of the tree primary colors. This disease is normally caused by a genetic source and has no treatment, neither based on drugs nor based on surgery. It causes important limitations on the daily tasks execution and can lead to several danger situations. For instance, buying fruits at the supermarket, choosing clothes at the shop or in the traffic identifying the light colors. There are several image processing algorithms that allow minimizing this problem. The used methods are able to remap the original colors, which are not perceived by the color blindness people, to the colors that are recognized by them. This is done trying not modifying the original visual semantic. The most important methods that are able to perform those transformations will be presented and discussed in this thesis, especially in what concerns to their advantages and disadvantages to the image recognition by the color blind person. Beyond the algorithms, a practical approach to the use of those techniques in mobile devices is showed. Their ability to capture images (e.g. phone devices) can improve the everyday life of the color blindness people and enrich their perception of reality. The Human visual system is a very complex functional structure. From the retinal eye cells to the visual cortex layers one can find a large number of physical phenomena contributing to the performance of this mechanism. This fact makes the image processing tasks demand for large computational power. The usually methods are able to map the pixels of the original image to the corrected image concerning the color blindness spectral range. This process is supported by an optimization task that allows keeping the visual semantic and, at the same time, increases the number of perceived regions. However, these methods do not consider the spatial relation among the color pixels, but only the relation among the color pixels values. This fact, in some images, leads to an incorrect mapping, joining some regions that are separated in the original image. The process presented in this thesis pretends to overcome this issue increasing the number of visual situations that this type of algorithms is able to treat. The method is based on a texture analysis process to demarcate the different colors of an image, thereby ensuring that the mappings are not made to existing colors in the original image, which are belonging to adjoining regions. Estamos tão acostumados ao nosso sistema visual que raramente nos apercebemos da complexidade envolvida numa simples tarefa como abrir os olhos e visualizar o que nos rodeia. Apesar de usarmos este sentido todos os dias, a visão é na realidade um fenómeno bastante complicado e o olho é provavelmente um dos órgãos mais complexos do corpo humano. Estudos recentes indicam que cerca de 8% da população europeia apresenta anomalias ao nível de algumas das células (cones) da retina. A nossa ferramenta primária de visão são os olhos, são eles também um instrumento biológico de captura que, como uma simples câmara fotográfica, recolhe, foca e processa a luz. A incapacidade do processo visual diferenciar todas ou algumas cores é denominada de daltonismo; a ausência de um grupo de cones sensíveis aos três comprimentos de onda (Longo, Médio e Curto) é chamado de dicromância e pode apresentar-se sob a forma de protanopia, deuteranopia e tritanopia, respectivamente. Esta perturbação tem normalmente origem genética, ocorre mais frequentemente nos indivíduos de sexo masculino, pois está directamente ligado a uma anomalia no cromossoma X. Até à data não existe cura nem com a ajuda de fármacos nem com intervenções cirúrgicas. Torna-se então evidente desenvolver algoritmos (soluções) e implementá-los em mecanismos que possam melhorar o dia-a-dia destas pessoas. A forte penetração de dispositivos móveis (p.e. telemóveis, PDAs) nos mercados mundiais, equipados com sistemas de captação de vídeo e imagem e com processadores mais rápidos, fazem deles uma opção estratégica, pois acompanham, também eles, as pessoas no seu quotidiano. As tentativas de aumentar a complexidade e o desempenho funcional dos algoritmos de correcção daltónica deparam-se com as limitações ao nível da sua implementação física, este problema agrava-se quando implementados em dispositivos móveis. A dissertação actual apresenta dois métodos de correcção de imagens para deficientes de percepção da cor, no âmbito do processamento de imagens, que permitem, por um lado, manter as cores naturais da imagem original e, por outro lado, tornar perceptíveis as cores que são confundidas. No primeiro método, recorrendo ao algoritmo proposto por Giovane R. Kuhn em 2008, são usados processos de quantização da imagem original e recorre posteriormente a analogias físicas (mass-spring) para manter a distância original entre as cores. No segundo método é sugerido um processo de análise de textura para demarcar as diferentes regiões de uma imagem garantindo assim que os mapeamentos não serão feitos para cores, espacialmente adjacentes, já existentes na imagem original.
Arbitragem científica: yes
yes
URI: http://hdl.handle.net/10198/6558
Appears in Collections:SI - Sistemas de Informação

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