Aluno de Iniciação Científica: DIEGO FRANCO MARTINS (IC-Voluntária)
Curso: Engenharia Elétrica
Orientador: GISELLE LOPES FERRARI
Departamento: Engenharia Elétrica
Setor: Tecnologia
Palavras-chave: Pupilometria dinâmica , Algoritmo de RANSAC , C Sharp
Área de Conhecimento: 31300006 - ENGENHARIA BIOMÉDICA

A pupilometria dinâmica, isto é, a variação do diâmetro da pupila por meio da aplicação de uma luz externa, mostra-se como uma opção de recurso atraente para aplicações na área de engenharia biomédica, enquadrando-se para uso de diagnóstico ou terapêutico para doenças com disfunções no sistema nervoso autonômico. Desta forma, foi desenvolvido um algoritmo em linguagem C#, que faz o tratamento de vídeos registrados por um pupilômetro, a fim de obter a resposta do raio da pupila humana em relação ao tempo após estímulo luminoso. No algoritmo proposto, inicialmenteo usuário seleciona o vídeo através da interface gráfica do software. Feito isto, o algoritmo irá começar a análise quadro a quadro do vídeo. Primeiramente se converte a imagem do quadro em tons de cinza e na sequência são calculados os valores do histograma. Logo é utilizada uma lógica de máquina de estados para encontrar o valor do histograma que representa o limiar da pupila, com isto a imagem é binarizada e apenas os pixels com valor menor ou igual a este limiar serão apresentados. Desta forma a imagem mostrará principalmente a pupila e com esta, calcula-se o seu centróide através da distância e concentração de pixels. Na etapa seguinte, a imagem digital do olho é tratada por um detector de borda de Canny que extrai as bordas dos objetos presentes. Adotando o ponto do centro da pupila localizado como origem do plano, são traçados 24 semi-retas separadas entre si por um ângulo de 15º. Cada semi-reta inicia no centróide e se afasta em direção as bordas da imagem até encontrar o primeiro ponto branco, que representa a pupila. Para a estimativa do modelo de círculo, sabe-se que a cada três pontos de teste não colineares é possível determinar um círculo único. Sendo assim, caso todos os pontos encontrados pertençam à pupila, quaisquer três amostras formariam um círculo; porém não é o que ocorre. Então, 32 grupos de pontos (8 equidistantes entre si e 12 distanciados por 90º) são enviados para o algoritmo de RANSAC que determinará qual conjunto de pontos melhor representa a envoltória da pupila. Com isto, é obtido o valor do centro do círculo e seu raio, tendo assim a pupila detectada. Estes valores são salvos até o algoritmo processar todos os quadros do vídeo e ao término são apresentados em forma de gráfico para o usuário. O método proposto comprovou ser eficiente apresentando como resultado a reação pupilar, realizando oprocessamento em 2 minutos para um vídeo com duração de 5segundos, taxa de amostragem de 95 quadros por segundo e dimensões de 659 pixels de comprimento e 494 pixels de altura.

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