RELATÓRIO DE PROGRESSO

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1 PROJECTOS DE INVESTIGAÇÃO CIENTÍFICA E DESENVOLVIMENTO TECNOLÓGICO RELATÓRIO DE PROGRESSO Relatório de Execução Material Relatório de Execução Financeira REFERÊNCIA DO PROJECTO Nº POSC/EEA-SRI/55386/2004 RELATÓRIO REFERENTE AO ANO CIVIL 2006

2 NORMAS PARA A ELABORAÇÃO DO RELATÓRIO DE PROGRESSO Os Relatórios de Progresso, apresentados no final de cada ano civil, fazem o ponto da situação sobre o andamento dos trabalhos e devem conter todos os dados que se mostrem necessários à apreciação e avaliação da execução do projecto. Os relatórios de progresso são compostos por duas partes: 1. A parte referente à EXECUÇÃO MATERIAL descreve de forma pormenorizada (incluindo tabelas, quadros ou mapas) a execução dos trabalhos do projecto ao longo do período considerado, de acordo com a programação e calendarização constante na proposta aprovada, bem como uma análise dos desvios verificados face ao programado, a fim de permitir a avaliação dos trabalhos de investigação desenvolvidos. Deve igualmente incluir cópia das publicações ou de outras formas de divulgação efectuadas no âmbito do projecto, preferencialmente apresentadas em CD-ROM. 2. A parte referente à EXECUÇÃO FINANCEIRA discrimina a forma como foram aplicados os quantitativos atribuídos ao projecto aprovado, independentemente de já terem sido objecto de pedidos de pagamento. Para tal deve-se proceder ao preenchimento dos quadros constantes neste formulário. Com vista a uma sistematização de procedimentos relativamente à elaboração do relatório de execução financeira, as despesas efectuadas no âmbito do projecto devem ser apresentadas por rubricas e discriminadas nos quadros em anexo. Os documentos comprovativos das despesas efectuadas apenas deverão ser enviados em casos excepcionais em que não tenham sido anexados aos respectivos pedidos de pagamento apresentados à FCT. Devem ser rigorosamente observadas as cláusulas do Regulamento para Atribuição de Financiamento a Projectos de Investigação Científica e as Normas de Execução Financeira em vigor na FCT. SPP DEZEMBRO 2006

3 Data de Entrada Data de Verificação Nº de Registo Assinatura Espaço reservado à Fundação para a Ciência e a Tecnologia Referência do projecto: POSC/EEA-SRI/55386/2004 Título do projecto: Segmentação, seguimento e análise do movimento de objectos deformáveis (2D/3D) usando princípios físicos Data de Início do Projecto: 25/Maio/2005 Duração: 36 Meses Identificação da instituição proponente Nome ou designação social Instituto de Engenharia Mecânica e Gestão Industrial Morada Rua Dr. Roberto Frias, s/n Localidade Porto Código postal Telefone Fax inegi@inegi.up.pt Unidade responsável pela execução do projecto Nome Mecânica Experimental e Novos Materiais Morada Rua Dr. Roberto Frias, s/n Localidade Porto Código postal Telefone Fax tavares@fe.up.pt Identificação do investigador responsável Nome João Manuel Ribeiro da Silva Tavares Telefone Fax tavares@fe.up.pt

4 Instituições que participam no projecto (preencher só em caso de haver alterações) DESIGNAÇÃO Instituição 1 Instituição 2 Instituição 3 Instituição 4 Equipa de investigação (preencher apenas em caso de haver alterações devidamente autorizadas pela FCT) NOME DATA DE AUTORIZAÇÃO CARGO/ FUNÇÃO TAREFAS %TEMPO Esforço global do projecto, expresso na unidade pessoa*mês (referente ao ano civil 2º ) Unidade: em número Instituição Proponente P 22.6 R 22.6 Instituição Instituição 2 Instituição 3 Instituição 4 (P - Previsto / R - Realizado)

5 Resumo dos trabalhos desenvolvidos 1 - Introdução Nesta secção são descritas, de forma resumida, as tarefas desenvolvidas durante o ano de 2006 no âmbito deste projecto; nomeadamente: identificadas as actividades realizadas; enumeradas e descritas as metodologias computacionais desenvolvidas e implementadas; indicados os softwares desenvolvidos; referido um Estágio Científico realizado, e enumeradas as Dissertações de Mestrado e as Teses de Doutoramento finalizadas e em desenvolvimento; Encontros/Seminários/Workshops/Conferências nos quais participaram elementos da equipa de investigação; identificados os eventos científicos que contaram na sua realização com a participação de elementos da equipa de investigação; identificadas as actividades de edição de publicações científicas realizadas com a participação de elementos da equipa de investigação; e por último, são enumeradas as tarefas futuras imediatas. 2 - Actividades Realizadas Em total concordância com o previsto, na proposta inicial do presente projecto, e também tendo em conta as recomendações dos Exmos. avaliadores da mesma, foram desenvolvidas, durante o período a que se refere este relatório, as seguintes grandes tarefas: a) Desenvolvimento da plataforma computacional (finalização) No âmbito desta tarefa procedeu-se ao término do desenvolvimento da plataforma computacional para desenvolvimento, ensaio e análise de metodologias computacionais para objectos deformáveis representados em imagens. A referida plataforma foi desenvolvida usando a linguagem de programação C/C++, o ambiente de desenvolvimento Microsoft Visual.Net, a biblioteca computacional de visualização, processamento e análise de imagem VTK - The Visualization Toolkit, e a biblioteca de cálculo matricial Newmat. As referidas bibliotecas computacionais são de domínio público. A plataforma desenvolvida apresenta uma arquitectura modular e aberta, e dispõe de uma interface gráfica adequada para o utilizador, possibilitando assim a implementação, ensaio e análise de novas metodologias, de forma fácil e cómoda. b) Desenvolvimento de metodologias para a segmentação de objectos em imagens (em curso) Durante o ano de 2006, foi iniciado o desenvolvimento de metodologias computacionais para a segmentação de objectos representados em imagens. No referido desenvolvimento, estão a ser considerados princípios físicos de forma a efectuar-se a segmentação dos objectos de forma adequada ao comportamento físico esperado para os mesmos. Assim, é utilizada uma modelação física dos objectos, por intermédio do método dos elementos finitos, e resolvida a equação dinâmica de equilíbrio de forma a segmentar-se iterativamente os objectos. Neste desenvolvimento, está a ser utilizada a plataforma computacional desenvolvida na tarefa anterior. Na mesma plataforma, foram também já disponibilizas metodologias de segmentação de objectos representados em imagens baseadas em contornos activos; nomeadamente, no modelo de Kass. Relacionadas com esta tarefa, podem ser consideradas as seguintes publicações: [9, 10, 12, 16] Metodologias Desenvolvidas e Implementadas Durante 2006, foram também desenvolvidas e implementadas as seguintes metodologias relacionadas com o tema deste projecto: a) Protótipos deformáveis para identificação e caracterização de faces em imagens Foi continuado o desenvolvimento de um protótipo deformável para o olho humano que, após colocação automática na imagem a considerar, segmenta o olho em causa e quantificando-o através da deformação verificada pelo protótipo.

6 Para a colocação automática do protótipo usado na imagem original é considerada informação resultante da identificação das zonas de pele existentes, agrupamento dessas zonas e identificação das mesmas como pertencentes a uma face. Relacionadas com este desenvolvimento, podem ser consideradas as seguintes publicações: [11, 14, 18, 29]. b) Métodos estocásticos, técnicas de optimização e modelos de gestão de entidades, para o seguimento de objectos representados em sequências de imagem Nesta abordagem as entidades seguidas são parametrizadas pelas suas coordenadas, é utilizado um filtro de Kalman para estimar o seu comportamento temporal, a partir de um modelo cinemático definido para o sistema e das medidas obtidas ao longo da sequência. Para o emparelhamento entre as entidades e as medidas é usado um procedimento de optimização global, sendo assim obtidas as melhores correspondências para todo o conjunto de entidades. No processo implementado são usados modelos de gestão das entidades seguidas, que resolvem adequadamente casos de oclusão temporal, desaparecimento e a entrada de novas entidades ao longo da sequência de imagens. A metodologia desenvolvida e implementada foi já experimentada, entre outras aplicações, em imagens de marcha de vários indivíduos, sendo os resultados obtidos são bastante satisfatórios. Relacionadas com este desenvolvimento, podem ser consideradas as seguintes publicações: [2, 4, 5, 7, 13, 15, 21, 22]. c) Metodologia física para o emparelhamento de objectos em imagens, simulação e quantificação da deformação existente Nesta metodologia os objectos em causa são modelizados fisicamente, por intermédio do Método dos Elementos Finitos, os emparelhamentos entre duas imagens são obtidos por Análise Modal e Técnicas de Optimização Global, a simulação da deformação envolvida é conseguida pela resolução temporal da Equação Dinâmica de Equilíbrio de Lagrange e a mesma é quantificada pela energia de deformação. Situações nas quais os dados dos objectos em causa não estão todos emparelhados de forma satisfatória são também consideradas com sucesso pela metodologia desenvolvida. Relacionadas com este desenvolvimento, podem ser consideradas as seguintes publicações: [3, 17, 25]. d) Modelos pontuais de distribuição para quantificar, segmentar e simular objectos representados em imagens Na metodologia computacional desenvolvida são usados modelos pontuais de distribuição - modelos estatísticos construídos a partir de um conjunto de estâncias de treino do objecto em causa, para quantificar, segmentar e simular o mesmo objecto em novas imagens. Foram usados modelos que consideram unicamente a informação das coordenadas dos pontos-chave que descrevem os objectos em estudo, e modelos que também consideram a informação dos níveis de cinzento dos mesmos pontos. Para objectos do tipo mão e face, foram desenvolvidas novas metodologias computacionais para a determinação automática dos pontos-chave a considerar na sua modelização, o que permite que a metodologia global seja totalmente automática. Para este tipo de objectos, os resultados obtidos são bastante promissores. Relacionadas com este desenvolvimento, podem ser consideradas as seguintes publicações: [14, 29]. e) Metodologias para a reconstrução 3D de objectos a partir de imagens Durante 2006, foram desenvolvidas e implementadas metodologias computacionais para a reconstrução tridimensional total de objectos a partir de imagens. Assim, foram desenvolvidas metodologias para calibrar câmaras de imagem, segmentar objectos em imagens, reconstruir tridimensionalmente os objectos usando técnicas de Visão Activa e de escavação espacial. Relacionadas com o referido desenvolvimento, podem ser consideradas as seguintes publicações: [6, 8, 19, 24, 26].

7 f) Metodologias para a análise de marcha Durante o ano de 2006, foram estudadas e desenvolvidas metodologias e técnicas computacionais para a análise da marcha. Nomeadamente, a partir do seguimento dos indivíduos em análise ao longo de sequências de imagem. O seguimento é efectuado usando-se filtragem de Kalman, emparelhamento baseado em optimização global e modelos de gestão das entidades seguidas (marcas corporais). Relacionadas com o este desenvolvimento, podem ser consideradas as seguintes publicações: [4, 5, 7, 13, 15, 21, 22, 27]. g) Metodologias para a segmentação e reconstrução 3D de estruturas representadas em imagens médicas Durante 2006, foram estudas, desenvolvidas e usadas, técnicas computacionais para a segmentação de estruturas representadas em imagens médicas, posterior reconstrução tridimensional e pósprocessamento da malha geométrica obtida. Relacionadas com esta tarefa, podem ser consideradas as seguintes publicações: [9, 10, 12, 16, 20] Software Desenvolvido Durante 2006, relacionados com o presente projecto, foram implementados novos módulos de software e continuados outros: - Usando a ferramenta de desenvolvimento Matlab, foram desenvolvidas e melhoradas funções computacionais para segmentar e identificar faces em imagens; nomeadamente, para realizar a correlação cruzada entre imagens, a segmentação das zonas de pele existentes em imagens, com posterior agrupamento e identificação das zonas associadas às faces presentes, e a utilização de protótipos deformáveis para segmentar e quantificar o olho humano. Relacionadas com estes desenvolvimentos, podem ser consideradas as seguintes publicações: [11, 14, 18, 29]. - Usando a linguagem de programação C/C++ e a biblioteca computacional para processamento e análise de imagem OpenCV de domínio público, foram desenvolvidas e melhoradas metodologias para o seguimento de entidades em sequências de imagem. Assim foram consideradas metodologias para segmentar entidades em imagens, para o seguimento das entidades usando filtragem de Kalman, para o emparelhamento das entidades usando técnicas de optimização global e distâncias de Mahalanobis, e para gerir adequadamente as entidades em seguimento considerando diferentes modelos de gestão. Relacionadas com estes desenvolvimentos, podem ser consideradas as seguintes publicações: [2, 4, 5, 13, 21, 22]. - Usando a ferramenta de desenvolvimento Matlab, foi concluído o desenvolvimento de funções computacionais para quantificar, segmentar e simular objectos representados em imagens usando modelos de distribuição pontual. Estas funções foram aplicadas a objectos do tipo faces e mãos, tendo sido implementadas funções computacionais para determinar de forma automática os pontos-chave a usar na sua modelização. Foram considerados modelos activos de forma (consideração da informação geométrica dos objectos) e de aparência (consideração da informação geométrica e dos níveis de cinzento dos pontos dos objectos). Relacionadas com estes desenvolvimentos, podem ser consideradas as seguintes publicações: [14, 29]. - Usando a linguagem de programação C/C++ e a biblioteca computacional para processamento e análise de imagem OpenCV de domínio público, foi concluído o desenvolvimento de uma plataforma computacional para a reconstrução da forma 3D de objectos e recuperação do movimento envolvido, usando técnicas de Visão Activa. Nesta plataforma estão incorporadas várias técnicas de determinação de pontos característicos de objectos e imagens, de emparelhamento de pontos entre imagens, de rectificação de imagens, de emparelhamento denso e de reconstrução 3D, incluindo reconstrução 3D densa. Relacionadas com estes desenvolvimentos, podem ser consideradas as seguintes publicações: [6, 24].

8 - Usando a linguagem de programação C/C++ e a biblioteca computacional para processamento e análise de imagem OpenCV de domínio público, está a ser desenvolvida uma nova plataforma computacional para a reconstrução da forma 3D de objectos usando metodologias de escavação espacial. Na referida plataforma foram já integradas funções para calibrar câmaras de imagem, estimar a pose de câmaras a partir de imagens, segmentar objectos em imagens, reconstruir a forma 3D de objectos, pós-processar a malha geométrica da forma reconstruída e caracterizar a mesma. Relacionadas com estes desenvolvimentos, podem ser consideradas as seguintes publicações: [8, 19, 26]. - Usando a linguagem de programação C/C++, o ambiente de desenvolvimento Microsoft Visual.Net, e as bibliotecas computacionais VTK e Newmat de domínio público, conclui-se o desenvolvimento da plataforma computacional para desenvolvimento e análise de metodologias computacionais para objectos deformáveis representados em imagens. Foram implementadas na referida plataforma várias funções computacionais que uma ferramenta base, de processamento e análise de imagem e de objectos gráficos, deverá integrar, como por exemplo: detectores de orlas de intensidade, funções aritméticas e matemáticas entre objectos, filtros de suavização, etc. Nesta plataforma computacional, estão a ser integradas todas as metodologias desenvolvidas no âmbito deste projecto. - Na referida plataforma computacional, para o desenvolvimento e a análise de metodologias computacionais para objectos deformáveis representados em imagens, referida no ponto anterior, foram integradas metodologias para emparelhar objectos deformáveis representados, estimar/simular e quantificar a deformação existente entre os mesmos segundo princípios físicos. Nestas metodologias, os objectos são modelados fisicamente pelo método dos elementos finitos, os emparelhamentos são obtidos por Analise Modal e Técnicas de Optimização global, a simulação é conseguida resolvendo-se a Equação Dinâmica de Equilíbrio de Lagrange, e a deformação existente é quantificada pela energia de deformação elástica. Relacionadas com estes desenvolvimentos, podem ser consideradas as seguintes publicações: [3, 17, 25]. - Usando a linguagem de programação C/C++, foram desenvolvidas técnicas computacionais para a detecção automática de vértebras em imagens de Raio-X. Relacionada com estes desenvolvimentos, pode ser considerada a seguinte publicação: [20]. 3 - Estágios, Dissertações de Mestrado e Teses de Doutoramento Concluídas e em Curso No âmbito do tema do presente projecto e envolvendo elementos da equipa de investigação do mesmo, durante 2006, foi realizado um estágio de investigação, foi concluída uma Dissertação de Mestrado e estão em curso várias Dissertações de Mestrado e Teses de Doutoramento: Estágio de Investigação - Desenvolvimento de novos Algoritmos para o Seguimento de Características de Nuvens para a Análise de Campos de Ventos Aluno(a): Pedro Russo, aluno de Doutoramento no Max Planck Institute for Solar System Research, Germany Estagio realizado no Laboratório de Óptica e Mecânica Experimental do Instituto de Engenharia Mecânica e Gestão Industrial, no âmbito Europlanet project - Personnel Exchange, em 18 a 22 de Dezembro de Dissertação de Mestrado Concluída Modelos Pontuais de Distribuição em Visão Computacional - Estudo, Desenvolvimento e Aplicação Aluno(a): Maria João Medeiros de Vasconcelos Curso de Mestrado em Estatística Aplicada e Modelação da Universidade do Porto, provas públicas em 7 de Março de 2006

9 3.3 - Dissertações de Mestrado em Curso Emparelhamento de Objectos Representados em Imagens usando Técnicas de Optimização Aluno(a): Francisco Paulo Marques de Oliveira Curso de Mestrado em Métodos Computacionais em Ciências e Engenharia da Universidade do Porto Seguimento do Movimento Humano Usando Visão Computacional - Aplicação na Análise da Marcha Aluno(a): Daniela Sofia Seixas Sousa Co-orientador: Miguel Velhote Correia Curso de Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores da Universidade do Porto Reconstrução e caracterização de estruturas anatómicas exteriores usando Visão Activa Aluno(a): Teresa Cristina de Sousa Co-orientador: Mário Augusto Pires Vaz Curso de Mestrado em Engenharia Biomédica da Universidade do Porto Segmentação e Reconstrução 3D de Estruturas Representadas em Imagens Médicas e Posterior Reprodução por Prototipagem Rápida Aluno(a): Gonçalo Nuno da Costa Ferreira Co-orientador: Renato Manuel Natal Jorge do Departamento de Engenharia Mecânica e Gestão Industrial da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Curso de Mestrado em Automação, Instrumentação e Controlo da Universidade do Porto Métodos Estocásticos no Seguimento de Pontos em Sequências de Imagem Aplicação no Seguimento do Movimento Humano Aluno(a): Ana Sílvia da Rocha Alves Co-orientador: Miguel Velhote Correia Curso de Mestrado em Estatística Aplicada e Modelação da Universidade do Porto Estudo, Comparação e Aplicação de Metodologias para Imagens de Faces Aluno(a): Fernando Jorge Soares Carvalho Curso de Mestrado em Métodos Computacionais em Ciências e Engenharia da Universidade do Porto Teses de Doutoramento em Curso Análise de Movimento usando Visão Computacional Aluno(a): Raquel Ramos Pinho (Bolseira FCT) Co-orientador: Miguel Velhote Correia Doutoramento em Ciências de Engenharia pela Universidade do Porto, desde Abril de 2003 com inscrição definitiva em Abril de 2004 Modelação Geométrica e Computacional em Biomecânica do Corpo Humano Aluno(a): Nelson Ricardo Perdigão Pereira (Bolseiro FCT) Orientador: Renato Manuel Natal Jorge do Departamento de Engenharia Mecânica e Gestão Industrial da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Co-orientador: João Manuel R. S. Tavares Doutoramento em Ciências de Engenharia pela Universidade do Porto, desde Abril de 2004 com inscrição definitiva em Abril de 2005 Aplicação de Princípios Físicos na Análise de Objectos Representados em Imagens Aluno(a): Patrícia Carla Teixeira Gonçalves (Bolseira de Investigação neste projecto)

10 Co-orientador: Renato Manuel Natal Jorge do Departamento de Engenharia Mecânica e Gestão Industrial da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Doutoramento em Ciências de Engenharia pela Universidade do Porto, desde Fevereiro de 2006 Modelação Computacional para a Análise do Comportamento Mecânico de Estruturas em Sequências de Imagem: Aplicações em Imagens Médicas Aluno(a): Ilda Marisa de Sá Reis (Bolseira FCT) Co-orientadores: Renato Manuel Natal Jorge, do Departamento de Engenharia Mecânica e Gestão Industrial da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, e Adelino F. Leite-Moreira, do Grupo de Fisiologia e Farmacologia, Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Doutoramento em Ciências de Engenharia pela Universidade do Porto, desde Julho de 2006 Modelação Geométrica e Física da Torção Vertebral Aluno(a): Daniel Cardoso de Moura (Bolseiro FCT) Orientador: Jorge Gomes Barbosa Co-orientador: João Manuel R. S. Tavares Programa Doutoral em Engenharia Informática da Universidade do Porto, desde Setembro de 2006 Modelação da Forma e do Movimento de Objectos em Sequências de Imagem: Aplicações em Biomecânica do Corpo Humano Aluno(a): Maria João Medeiros de Vasconcelos (Bolseira FCT) Co-orientador: Miguel Velhote Correia Doutoramento em Ciências de Engenharia pela Universidade do Porto, desde Outubro de 2006 Levantamento da Forma 3D de Objectos usando Visão Computacional: Aplicações na Reconstrução e Caracterização de Estruturas Anatómicas Exteriores Aluno(a): Teresa Cristina de Sousa Azevedo (Bolseira FCT) Co-orientador: Mário Augusto Pires Vaz Doutoramento em Ciências de Engenharia pela Universidade do Porto, desde Outubro de Participação em Encontros/Seminários/Workshops/Conferências Durante o período referente ao presente relatório, elementos da equipa de investigação deste projecto participaram nos seguintes eventos relacionados com o mesmo: - CompIMAGE - Computational Modelling of Objects Represented in Images: Fundamentals, Methods and Applications, Coimbra, Portugal, October VIPSI-2006 VENICE VIP Symposia on Internet related research with elements of M+I+T++, Venice, Italy, October 12-15, The 6th WSEAS International Conference on Signal Processing, Computational Geometry & Artificial Vision (ISCGAV'06), Crete Island, Greece, August 18-20, M2D - 5th International Conference on Mechanics & Materials in Design, FEUP, Porto, July AMDO IV Conference on Articulated Motion and Deformable Objects, Andratx, Mallorca, Spain, July, CISTI Conferência Ibérica de Sistemas e Tecnologias de Informação, de Junho de 2006, Esposende, Portugal - BioEng' ª Conferência Portuguesa de Engenharia Biomédica, 9-10 de Junho de 2006, Reitoria da Universidade Nova de Lisboa, Lisboa, Portugal - VISAPP First International Conference on Computer Vision Theory and Applications, February 2006, Setubal, Portugal

11 5 - Organização e Propostas de Encontros, Seminários, Workshops, Palestras e Conferências No ano de 2006, elementos da equipa de investigação deste projecto estiveram envolvidos na organização e na proposta dos seguintes eventos: - MiniSimpósio "Computational Methods in Image Analysis" inserido no The ninth U.S. National Congress on Computational Mechanics (USNCCM IX), San Francisco, CA, USA, July Organizadores: João Manuel R. S. Tavares, Renato Natal Jorge, do Departamento de Engenharia Mecânica e Gestão Industrial da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Yongjie Zhang USA e Dinggang Shen USA - Posposta para a realização do Mini-simpósio "Computational Bioimaging and Visualization" no âmbito dos congressos conjuntos VIII World Conference on Computational Mechanics (WCCM VIII) e V European Congress on Computational Methods in Applied Science and Engineering (ECCOMAS V), Venice, Italy, 30 June - 5 July 2008, em Novembro de 2006 Preponentes: João Manuel R. S. Tavares, Renato Natal Jorge, do Departamento de Engenharia Mecânica e Gestão Industrial da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Thomas Hughes - USA e Chandrajit Bajaj - USA - Sessão temática "Processamento de Imagem e Visualização" inserida nos congressos conjuntos Métodos Numéricos em Engenharia (CMNE) e XXVIII CILAMCE - Congresso Ibero Latino- Americano sobre Métodos Computacionais em Engenharia, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Porto, Portugal, Junho de 2007 Organizadores: João Manuel R. S. Tavares, Francisco Perales - Espanha e Hemerson Pistori - Brasil - VIPimage - I ECCOMAS Thematic Conference on Computational Vision and Medical Image Processing, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Porto, Portugal, October 2007 Organizadores: João Manuel R. S. Tavares, Renato Natal Jorge, do Departamento de Engenharia Mecânica e Gestão Industrial da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto - Workshop: Aplicações de um Laboratório de Análise de Movimento e Função Exemplos e Discussão 23 de Março 2007, Centro de Reabilitação Profissional de Gaia, Gaia, Portugal Organizadores: João Manuel R. S. Tavares, Miguel Velhote Correia, Emília Mendes, do Centro de Reabilitação Profissional de Gaia - Palestra "Contour detection by surround suppression of texture" pelo Prof. Nicolai Petkov, do Institute of Mathematics and Computing Science University of Groningen - Netherlands, Porto, Portugal, 23 de Outubro de 2006 Organizadores: João Manuel R. S. Tavares, Renato Natal Jorge, do Departamento de Engenharia Mecânica e Gestão Industrial da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto - Simpósio Internacional CompIMAGE - Computational Modelling of Objects Represented in Images: Fundamentals, Methods and Applications, Hotel D. Luís, Coimbra, Portugal, October 2006 Organizadores: João Manuel R. S. Tavares, Renato Natal Jorge, do Departamento de Engenharia Mecânica e Gestão Industrial da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Este evento contou com cerca de 70 trabalhos e 80 participantes de 22 países Actividades de Edição de Publicações Cientificas No ano de 2006, elementos da equipa de investigação deste projecto estiveram envolvidos na edição das seguintes publicações científicas: - Proceedings of the International Symposium CompIMAGE 2006

12 (Coimbra, Portugal, October 2006) Editor(s) - João Manuel R.S. Tavares, Jorge R.M. Natal ISBN: , ISBN-10: , Publisher: Taylor and Francis, Publication Date: 20/02/2007, Pages: Revista Internacional International Journal for Computational Vision and Biomechanics (IJCV&B), ISSN: , Serials Publications - New Delhi, Índia, desde Dezembro de 2006 Editores Chefe: João Manuel R. S. Tavares, R. M. Natal Jorge do Departamento de Engenharia Mecânica e Gestão Industrial da Faculdade e Engenharia da Universidade do Porto - Número especial do International Journal of Simulation Modelling, ISSN , DAAAM International Vienna, Austria, dedicado ao CompIMAGE - Computational Modelling of Objects Represented in Images: Fundamentals, Methods and Applications, realizado em Coimbra, Portugal, October 2006 Editores Convidados: João Manuel R. S. Tavares, R. M. Natal Jorge do Departamento de Engenharia Mecânica e Gestão Industrial da Faculdade e Engenharia da Universidade do Porto Edição prevista para o primeiro semestre de Trabalho Futuro Segundo as tarefas agendadas para este projecto, nos tempos mais proximos serão desenvolvidas e implementadas metodologias baseadas em princípios físicos para segmentar objectos representados em imagens. Neste desenvolvimento, serão considerados elementos finitos adequados para grandes deformações e técnicas de optimização. O seguimento do movimento de objectos representados em sequências de imagem será também alvo de novos desenvolvimentos e implementações; nomeadamente, a consideração de outros filtros estocásticos, como o Filtro de Partículas. Serão também desenvolvidas funções para a adequada análise do movimento seguido ao longo de sequências de imagem. Todas as metodologias implementadas serão integradas na plataforma computacional de desenvolvimento, e as que apresentarem elevado custo computacional poderão ser alvo de posteriores implementações mais eficientes, usando técnicas de paralelização.

13 Indicadores de realização física (Referente ao ano civil_2º ) Unidade: em número A- Publicações Livros Artigos em revistas internacionais Artigos em revistas nacionais P R B- Comunicações Em congressos científicos internacionais 3 18 Em congressos científicos nacionais C- Relatórios D- Organização de seminários e conferências E- Formação Avançada Teses de Doutoramento Teses de Mestrado Outra F- Modelos G- Aplicações computacionais H- Instalações Piloto I- Protótipos laboratoriais J- Patentes L- Outros (apresentações internas) (P - Previsto / R - Realizado) Notas: O livro indicado fui publicado em 2007; Relativamente a artigos em Revistas Internacionais, um dos artigos está submetido, outro foi aceite mas ainda não publicado; Relativamente a artigos em Conferências Internacionais, seis dos artigos apenas foram submetidos estando já três aceites; Relativamente a artigos em Conferências Nacionais, dois foram apresentados em 2007.

14 Publicações (listar as publicações com origem no projecto) (incluídas no CD Rom em anexo) Livros: [1] - Proceedings of the International Symposium CompIMAGE 2006 (Coimbra, Portugal, October 2006) Editor(s) - João Manuel R.S. Tavares, Jorge R.M. Natal ISBN: , ISBN-10: Publisher: Taylor and Francis, Publication Date: 20/02/2007, Pages: 480 Revistas Internacionais: [2] - Efficient Approximation of the Mahalanobis Distance for Tracking with the Kalman Filter Pinho, R. R., Tavares, J. M. R. S, Correia, M. F. V. Aceite para publicação no International Journal of Simulation Modelling, ISSN [3] - Simulation of Objects Represented in Images Using the Dynamic Equilibrium Equation Patrícia C. T. Gonçalves, Raquel R. Pinho, João Manuel R. S. Tavares Submetido ao Mathematical and Computer Modelling, Elsevier B.V., ISSN , em Novembro 2006 [4] - An Improved Management Model for Tracking Missing Features in Computer Vision Long Image Sequences Raquel Ramos Pinho, João Manuel R. S. Tavares, Miguel F.P.V. Correia WSEAS Transactions on Information Science and Applications, ISSN , Issue 1, Volume 4, pp , January 2007 [5] - An Improved Management Model for Tracking Multiple Features in Long Image Sequences Raquel Ramos Pinho, João Manuel R. S. Tavares, Miguel F.P.V. Correia WSEAS Transactions on Information Science and Applications, ISSN , Issue 11, Volume 3, pp , November 2006 Revistas Nacionais: [6] - Desenvolvimento de uma Plataforma Computacional para Obtenção da Forma 3D de Objectos usando Técnicas de Visão Activa Teresa Azevedo, João Manuel R. S. Tavares, Mário A. Vaz Revista Mecânica Experimental da Associação Portuguesa de Análise Experimental de Tensões (APAET), ISSN , nº 12, pp. 121/128, 2006 Congressos Internacionais: [7] - Selecting Biomechanical Variables for Detect Gait Events using Computational Vision Daniela Sofia S. Sousa, João Manuel R. S. Tavares, Miguel Velhote Correia Submetido ao ICCB2007 III International Congress on Computational Bioengineering, September 2007, Isla de Margarita, Venezuela [8] - Building External Anatomical Structures from Images using a Single Off-The-Shelf Camera Teresa C. S. Azevedo, João M. R. S. Tavares, Mário A. P. Vaz Submetido ao ICCB2007 III International Congress on Computational Bioengineering, September 2007, Isla de Margarita, Venezuela [9] - Segmentation of Objects Represented in Images using Physical Principles Patrícia C. T. Gonçalves, João Manuel R. S. Tavares, Renato Natal Jorge Submetido ao ICCB2007 III International Congress on Computational Bioengineering, September 2007, Isla de Margarita, Venezuela

15 [10] - Segmentação e Reconstrução 3D de Estruturas em Imagens Médicas: Comparação entre uma metodologia automática e uma outra manual Fátima Alexandre, Soraia Pimenta, R. Natal Jorge, João Manuel R. S. Tavares, Teresa Mascarenhas, Rania F. El Sayed, A. A. Fernandes, Pedro Martins, A. J. M. Ferreira Submetido e Aceite para o Congresso de Métodos Numéricos em Engenharia (CMNE) / XXVIII CILAMCE - Congresso Ibero Latino-Americano sobre Métodos Computacionais em Engenharia, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Porto, Portugal, Junho de 2007 [11] - Utilização de um Modelo Protótipo Deformável para a Detecção do Olho Humano em Imagens Fernando J. S. Carvalho, João Manuel R. S. Tavares Submetido e Aceite para o Congresso de Métodos Numéricos em Engenharia (CMNE) / XXVIII CILAMCE - Congresso Ibero Latino-Americano sobre Métodos Computacionais em Engenharia, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Porto, Portugal, Junho de 2007 [12] - Segmentação de Objectos Representados um Imagens Segundo Princípios Físicos Patrícia C. T. Gonçalves, João Manuel R. S. Tavares, Renato Natal Jorge Submetido e Aceite para o Congresso de Métodos Numéricos em Engenharia (CMNE) / XXVIII CILAMCE - Congresso Ibero Latino-Americano sobre Métodos Computacionais em Engenharia, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Porto, Portugal, Junho de 2007 [13] - An Efficient and Robust Tracking System using Kalman Filter Raquel R. Pinho, João Manuel R. S. Tavares, Miguel V. Correia VIPSI-2006 VENICE VIP Symposia on Internet related research with elements of M+I+T++, 8 pag., Venice, Italy, October 12-15, 2006 [14] - Methodologies to Build Automatic Point Distribution Models for Faces Represented in Images Maria João M. Vasconcelos, João Manuel R. S. Tavares CompIMAGE - Computational Modelling of Objects Represented in Images: Fundamentals, Methods and Applications, ISBN: , 6 pag., Hotel D. Luís, Coimbra, Portugal, October 2006 [15] - A Gait Analysis Laboratory for Motion Rehabilitation of Patients with Musculoskeletal Impairments Daniela Sofia S. Sousa, João Manuel R. S. Tavares, Miguel Velhote Correia, Jorge G. Barbosa, Carolina Vila Chã, Emília Mendes CompIMAGE - Computational Modelling of Objects Represented in Images: Fundamentals, Methods and Applications, ISBN: , 6 pag., Hotel D. Luís, Coimbra, Portugal, October 2006 [16] - Reconstruction of 3D Models from Medical Images: Application to Female Pelvic Organs Soraia Pimenta, João Manuel R. S. Tavares, Renato Natal Jorge, Fátima Alexandre, Teresa Mascarenhas, Rania F El Sayed CompIMAGE - Computational Modelling of Objects Represented in Images: Fundamentals, Methods and Applications, ISBN: , 5 pag., Hotel D. Luís, Coimbra, Portugal, October 2006 [17] - Physical Simulation using FEM, Modal Analysis and the Dynamic Equilibrium Equation Patrícia C. T. Gonçalves, Raquel R. Pinho, João Manuel R. S. Tavares CompIMAGE - Computational Modelling of Objects Represented in Images: Fundamentals, Methods and Applications, ISBN: , 6 pag., Hotel D. Luís, Coimbra, Portugal, October 2006 [18] - Two Methodologies for Iris Detection and Location in Face Images Fernando Jorge Soares Carvalho, João Manuel R. S. Tavares CompIMAGE - Computational Modelling of Objects Represented in Images: Fundamentals, Methods and Applications, ISBN: , 5 pag., Hotel D. Luís, Coimbra, Portugal, October 2006 [19] - External Anatomical Shapes Reconstruction from Turntable Image Sequences using a Single off-the-shelf Camera

16 Teresa C. S. Azevedo, João Manuel R. S. Tavares, Mário A. P. Vaz CompIMAGE - Computational Modelling of Objects Represented in Images: Fundamentals, Methods and Applications, ISBN: , 5 pag., Hotel D. Luís, Coimbra, Portugal, October 2006 [20] - Automatic Vertebra Detection in X-Ray Images Daniel C. Moura, Miguel V. Correia, Jorge G. Barbosa, Ana M. Reis, Manuel Laranjeira, Eusébio Gomes CompIMAGE - Computational Modelling of Objects Represented in Images: Fundamentals, Methods and Applications, ISBN: , 5 pag., Hotel D. Luís, Coimbra, Portugal, October 2006 [21] - Efficient Approximation of the Mahalanobis Distance for Tracking with the Kalman Filter Raquel R. Pinho, João Manuel R. S. Tavares, Miguel V. Correia CompIMAGE - Computational Modelling of Objects Represented in Images: Fundamentals, Methods and Applications, ISBN: , 6 pag., Hotel D. Luís, Coimbra, Portugal, October 2006 [22] - An Improved Management Model for Tracking Multiple Features in Long Image Sequences Raquel R. Pinho, João Manuel R. S. Tavares, Miguel V. Correia The 6th WSEAS International Conference on Signal Processing, Computational Geometry & Artificial Vision (ISCGAV'06), 6 pag., Crete Island, Greece, August 18-20, 2006 [23] - Uma Interface de Parametrização e Visualização para o programa FastComp Patrícia C. T. Gonçalves, João Manuel R. S. Tavares CISTI Conferência Ibérica de Sistemas e Tecnologias de Informação, pp , de Junho de 2006, Esposende, Portugal [24] - Development of a Computer Platform for Object 3D Reconstruction using Active Vision Techniques Teresa Azevedo, João Manuel R. S. Tavares, Mário A. Vaz VISAPP First International Conference on Computer Vision Theory and Applications, pp , February 2006, Setubal, Portugal Congressos Nacionais: [25] - Simulação da Deformação de Objectos em Imagens segundo Princípios Físicos Patrícia C. T. Gonçalves, Raquel R. Pinho e João Manuel R. S. Tavares 2º Encontro Nacional de Biomecânica, Évora, Portugal, 8-9 de Fevereiro 2007 [26] - Obtenção da Forma Tridimensional de Estruturas Anatómicas Externas a Partir de Imagens Teresa C. S. Azevedo, João Manuel R. S. Tavares e Mário A. P. Vaz 2º Encontro Nacional de Biomecânica, Évora, Portugal, 8-9 de Fevereiro 2007 [27] - Processamento e Análise de Imagem na Análise Clínica da Marcha Daniela Sofia S. Sousa, João Manuel R. S. Tavares, Miguel Velhote Correia, Emília Mendes 2º Encontro Nacional de Biomecânica, Évora, Portugal, 8-9 de Fevereiro 2007 [28] - Actividades Desenvolvidas e Perspectivas Futuras na área da Engenharia Biomédica João Manuel R. S. Tavares BioEng' ª Conferência Portuguesa de Engenharia Biomédica, 2 pag., 9-10 de Junho de 2006, Reitoria da Universidade Nova de Lisboa, Lisboa, Portugal Dissertações: [29] - Dissertação de Mestrado: Modelos Pontuais de Distribuição em Visão Computacional - Estudo, Desenvolvimento e Aplicação Licenciada Maria João Medeiros de Vasconcelos DEMEGI/FEUP Curso de Mestrado em Estatística Aplicada e Modelação da Universidade do Porto Provas públicas realizadas em 7 de Março de 2006