Publicação: Rastreamento em vídeo das características da pupila
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
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Resumo
O estudo dos movimentos da pupila tem interesse clínico relevante, pois essa atua como
um indicador objetivo da sensibilidade da retina à luz e, por consequência, do nervo óptico.
A sua oscilação permanente é resultado do equilíbrio entre os uxos opostos do sistema
nervoso simpático e parassimpático. O estado da pupila de um indivíduo permite o diagnóstico de varias doenças, entre as quais distúrbios do sono (narcolepsia), esquizofrenia,
Alzheimer, entre outras. Este trabalho apresenta o protótipo de um equipamento estável
capaz de rastrear, em vídeo, a área da pupila e detectar sua variação em uma escala temporal
devido à inuência da iluminação. O algoritmo de rastreamento implementado em
um programa de interface simples baseia-se no método de detecção de contorno, onde a
pupila é aproximada por circunferências frame a frame, utilizando a transformada circular
de Hough. Todas as variáveis observadas tiveram o comportamento esperado quando comparadas
com seus principais modelos teóricos. O tamanho inicial da pupila em relação à
íris, antes do estímulo luminoso, ficou entre 24 e 39%, sendo os maiores valores referentes a
iluminação em torno do vermelho (550-650 nm) e do verde (450-600 nm). A mesma relação para a situação de máxima constrição ficou entre 17 e 26%. O tempo médio de latência
variou de 388 a 110 ms, enquanto o tempo médio de latência para a máxima constrição
variou de 2 s a 500 ms. A velocidade de constrição variou de 0; 75 a 3; 6 mm=s enquanto
a velocidade de dilatação variou de 0; 25 a 1; 47 mm=s. Ambas as velocidades alcançaram
os maiores valores nas intensidades luminosas intermediarias, referentes as iluminações em
torno do vermelho (550-650 nm) e do verde (450-600 nm), comprovando a relação com
a máxima amplitude.
Abstract
The study of the pupil\'s movements has signicant clinical interest because it acts as an
objective indicator of retinal sensitivity to light and, consequently, of the optic nerve. Its
permanent oscillation is the result of balance between opposing
ows of the sympathetic and
parasympathetic nervous system. The pupil\'s state of an individual allows the diagnosis of
various diseases, including sleep disorders (narcolepsy), schizophrenia, Alzheimer\'s, among
others. This project presents a stable prototype device capable of tracking in video, the
pupil area and detects its variation on a time scale due to the lighting in
uence. The
implemented tracking algorithm in a simple interface program is based on the detection
method of contour, where the pupil is approximated by circles frame by frame, using
the Hough transform for circles. All observed variables had the expected behavior when
compared with their main theoretical models. The initial size of the pupil in relation to the
iris, before the light stimulus, was between 24 and 39%, and the highest values for lighting
around the red (550 - 650 nm) and green (450 - 600 nm). The same relationship for the
situation of maximum constriction was between 17 and 26%. The average latency time
ranged from 388 to 110 ms, while the average latency to maximum constriction ranged
from 2 s to 500 ms. The speed of constriction varied from 0:75 to 3:6 mm=s while the
speed of expansion ranged from 0:25 to 1:47 mm=s. Both rates reached the highest values
in the intermediate light intensities referring to the lights around the red (550 - 650 nm)
and green (450 - 600 nm), conrming the relationship with the maximum amplitude.
Palavras-chave
Matching, Pupila, Transformada de Hough, Vídeo tracking, Hough transform, Matching, Pupil, Video tracking, Pupila (Olhos)
Citação
BERNADELLI, Cláriton Rodrigues. Video tracking of pupil features. 2011. 149 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2011. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.di.2011.174