modelos foto-realistas para reflexo pupilar à luz e deformação dos padrões da íris
DESCRIPTION
Apresentação que ganhou o segundo lugar do Concurso de Teses e Dissertações do SBC.TRANSCRIPT
Modelos Foto-realistas para o Reflexo Pupilar à Modelos Foto-realistas para o Reflexo Pupilar à Luz e Deformação dos Padrões da ÍrisLuz e Deformação dos Padrões da Íris
Gladimir V. G. BaranoskiGladimir V. G. BaranoskiNatural Phenomena Simulation – WaterlooNatural Phenomena Simulation – Waterloo
Co-orientadorCo-orientador
Manuel M. OliveiraManuel M. OliveiraInstituto de Informática – UFRGSInstituto de Informática – UFRGS
OrientadorOrientador
Vitor F. PamplonaVitor F. Pamplona
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 22
Animações RealistasAnimações Realistas
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 33
DesafiosDesafios● Sob variações de iluminaçãoSob variações de iluminação
● Como Como varia o diâmetro pupilarvaria o diâmetro pupilar??
● Como Como se se deformam os padrões írisdeformam os padrões íris??
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 44
ContribuiçõesContribuições● Primeiro modelo prático Primeiro modelo prático para simular para simular dinâmica pupilardinâmica pupilar
sob condições de iluminação variáveis sob condições de iluminação variáveis
● Primeiro Primeiro modelo integradomodelo integrado com suporte a variabilidade com suporte a variabilidade individual, latência e velocidades de dilatação e individual, latência e velocidades de dilatação e contraçãocontração
● Primeiro modelo para Primeiro modelo para deformação dos padrões da írisdeformação dos padrões da íris validado em humanosvalidado em humanos
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 55
Modelos PropostosModelos Propostos
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 66
Estrutura da ApresentaçãoEstrutura da Apresentação● Modelos existentesModelos existentes
● Modelo para o Reflexo Pupilar a Luz (RPL)Modelo para o Reflexo Pupilar a Luz (RPL)● Definição e ValidaçãoDefinição e Validação
● Modelo para a deformação da írisModelo para a deformação da íris● Definição e ValidaçãoDefinição e Validação
● Considerações finaisConsiderações finais
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 77
Estrutura da ApresentaçãoEstrutura da Apresentação● Modelos existentesModelos existentes
● Modelo para o Reflexo Pupilar a Luz (RPL)Modelo para o Reflexo Pupilar a Luz (RPL)● Definição e ValidaçãoDefinição e Validação
● Modelo para a deformação da írisModelo para a deformação da íris● Definição e ValidaçãoDefinição e Validação
● Considerações finaisConsiderações finais
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 88
Modelos TeóricosModelos Teóricos● Modelos baseados em fisiologiaModelos baseados em fisiologia
Privitera, C. M., Stark L. W. A. Binocular Pupil Model for Simulation of RelativePrivitera, C. M., Stark L. W. A. Binocular Pupil Model for Simulation of RelativeAfferent Pupil Defects and the Swinging Flashlight Test. Bio. Cyber. 2006.Afferent Pupil Defects and the Swinging Flashlight Test. Bio. Cyber. 2006.
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 99
Modelos TeóricosModelos Teóricos● Modelo de Longtin e MiltonModelo de Longtin e Milton
Longtin, A. and Milton, J. G.. Modelling autonomous oscilations in the human pupil light reflex Longtin, A. and Milton, J. G.. Modelling autonomous oscilations in the human pupil light reflex using non-linear delay-differential equations. Bulletin of Math. Bio. 1989. using non-linear delay-differential equations. Bulletin of Math. Bio. 1989.
dgdA
dAdt
gAmm2= ln[t−min ]
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 1010
Modelos TeóricosModelos Teóricos● Modelo de Longtin e MiltonModelo de Longtin e Milton
Intensidade de LuzIntensidade de Luz
Longtin, A. and Milton, J. G.. Modelling autonomous oscilations in the human pupil light reflex Longtin, A. and Milton, J. G.. Modelling autonomous oscilations in the human pupil light reflex using non-linear delay-differential equations. Bulletin of Math. Bio. 1989. using non-linear delay-differential equations. Bulletin of Math. Bio. 1989.
dgdA
dAdt
gAmm2= ln[t−min ]
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 1111
Modelos TeóricosModelos Teóricos● Modelo de Longtin e MiltonModelo de Longtin e Milton
LatênciaLatência
Longtin, A. and Milton, J. G.. Modelling autonomous oscilations in the human pupil light reflex Longtin, A. and Milton, J. G.. Modelling autonomous oscilations in the human pupil light reflex using non-linear delay-differential equations. Bulletin of Math. Bio. 1989. using non-linear delay-differential equations. Bulletin of Math. Bio. 1989.
Intensidade de LuzIntensidade de Luz
dgdA
dAdt
gAmm2= ln[t−min ]
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 1212
Modelos TeóricosModelos Teóricos● Modelo de Longtin e MiltonModelo de Longtin e Milton
Variação da Área PupilarVariação da Área Pupilar
Área PupilarÁrea Pupilar
Longtin, A. and Milton, J. G.. Modelling autonomous oscilations in the human pupil light reflex Longtin, A. and Milton, J. G.. Modelling autonomous oscilations in the human pupil light reflex using non-linear delay-differential equations. Bulletin of Math. Bio. 1989. using non-linear delay-differential equations. Bulletin of Math. Bio. 1989.
LatênciaLatência
Intensidade de LuzIntensidade de Luz
dgdA
dAdt
gAmm2= ln[t−min ]
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 1313
Modelos ExperimentaisModelos Experimentais● Modelo estático de Moon e SpencerModelo estático de Moon e Spencer
Dmm=4.9−3∗tanh0.4∗log10Lb−0.5
Moon, P. and Spencer, D.. On the stiles-crawford effect. J. Opt. Soc. Am. 1944Moon, P. and Spencer, D.. On the stiles-crawford effect. J. Opt. Soc. Am. 1944
Luminância (L)
Diâ
met
ro d
a P
upil
a (D
)
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 1414
Modelos ExistentesModelos Existentes● Modelo teórico de Longtin e MiltonModelo teórico de Longtin e Milton
● Dinâmico Dinâmico
● Constantes e funções não definidasConstantes e funções não definidas
● Modelo experimental de Moon e SpencerModelo experimental de Moon e Spencer● EstáticoEstático
● Simula um indivíduo médioSimula um indivíduo médio
Dmm=4.9−3∗tanh0.4∗log10Lb−0.5
dgdA
dAdt
gAmm2= ln[t−min ]
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 1515
Modelos ExistentesModelos Existentes● Modelo teórico de Longtin e MiltonModelo teórico de Longtin e Milton
● Dinâmico Dinâmico
● Constantes e funções não definidasConstantes e funções não definidas
● Modelo experimental de Moon e SpencerModelo experimental de Moon e Spencer● EstáticoEstático
● Simula um indivíduo médioSimula um indivíduo médio
Dmm=4.9−3∗tanh0.4∗log10Lb−0.5
dgdA
dAdt
gAmm2= ln[t−min ]
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 1616
Modelo de Reflexo Pupilar à LuzModelo de Reflexo Pupilar à Luz
● DinâmicoDinâmico
● Latência Latência [Link e Stark][Link e Stark]
● Velocidades de dilatação e contração Velocidades de dilatação e contração [Ellis, Bergamin et al.][Ellis, Bergamin et al.]
● Variabilidade individualVariabilidade individual
dMdD
dDdt
2.3M Dmm=5.2−0.45ln[ t−
4.8118×10−10 ]
MDmm=atanhDmm−4.9
3
ms=253−14lnLfL70RHz−29RlnLfL
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 1717
Validação do Modelo PLRValidação do Modelo PLR● Filmamos pessoas enquanto a iluminação era alteradaFilmamos pessoas enquanto a iluminação era alterada
● Medimos a iluminaçãoMedimos a iluminação com um luxímetro com um luxímetro
● Medimos o tamanho da pupilaMedimos o tamanho da pupila nos quadros do vídeo nos quadros do vídeo
● Comparamos as medidasComparamos as medidas com o resultado do modelo com o resultado do modelo ● Para as mesmas condições de iluminação.Para as mesmas condições de iluminação.
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 1818
ValidaçãoValidação
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 1919
Modelo PLR: Variabilidade IndividualModelo PLR: Variabilidade Individual
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 2020
Estrutura da ApresentaçãoEstrutura da Apresentação● Modelos existentesModelos existentes
● Modelo para o Reflexo Pupilar a Luz (RPL)Modelo para o Reflexo Pupilar a Luz (RPL)● Definição e ValidaçãoDefinição e Validação
● Modelo para a deformação da írisModelo para a deformação da íris● Definição e ValidaçãoDefinição e Validação
● Considerações finaisConsiderações finais
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 2121
Modelo de Deformação da ÍrisModelo de Deformação da Íris
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 2222
Rastreamento de SaliênciasRastreamento de Saliências
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 2323
Rastreamento de SaliênciasRastreamento de Saliências
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 2424
Rastreamento de SaliênciasRastreamento de Saliências
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 2525
Rastreamento de SaliênciasRastreamento de Saliências
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 2626
Rastreamento de SaliênciasRastreamento de Saliências
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 2727
Análise do RastreamentoAnálise do Rastreamento
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 2828
Posição Relativa a Largura do DiscoPosição Relativa a Largura do Disco
rp
R=pr
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 2929
Posição Relativa a Largura do DiscoPosição Relativa a Largura do Disco
rp
R=pr
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 3030
Posição Relativa a Largura do DiscoPosição Relativa a Largura do Disco
R=pr
rp
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 3131
Posição Relativa a Largura do DiscoPosição Relativa a Largura do Disco
R=pr
rp
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 3232
Posição Relativa a Largura do DiscoPosição Relativa a Largura do Disco
R=pr
rp
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 3333
Simulação com Mapeamento de TexturaSimulação com Mapeamento de Textura
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 3434
Validação do Modelo de DeformaçãoValidação do Modelo de Deformação
Resultado do ModeloResultado do Modelo FotografiaFotografia
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 3535
Validação do Modelo de DeformaçãoValidação do Modelo de Deformação
FotografiaFotografiaResultado do ModeloResultado do Modelo
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 3636
Estrutura da ApresentaçãoEstrutura da Apresentação● Modelos existentesModelos existentes
● Modelo para o Reflexo Pupilar a Luz (RPL)Modelo para o Reflexo Pupilar a Luz (RPL)● Definição e ValidaçãoDefinição e Validação
● Modelo para a deformação da írisModelo para a deformação da íris● Definição e ValidaçãoDefinição e Validação
● Considerações finaisConsiderações finais
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 3737
ContribuiçõesContribuições● Modelo baseado em fisiologia para RPLModelo baseado em fisiologia para RPL com suporte a: com suporte a:
● Latência Latência
● Velocidades de dilatação e contraçãoVelocidades de dilatação e contração
● Variabilidade individualVariabilidade individual
● Modelo baseado em imagem para deformação da írisModelo baseado em imagem para deformação da íris● Deformação radial e linearDeformação radial e linear
● Devidamente validadosDevidamente validados
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 3838
Aplicações para os ModelosAplicações para os Modelos● AnimaçõesAnimações
● Animação Animação realista e automática realista e automática do conjunto do conjunto íris-pupilaíris-pupila
● Auxílio no Auxílio no diagnóstico de doençasdiagnóstico de doenças● Modelo baseModelo base para comparação para comparação
● Simulações oftalmológicasSimulações oftalmológicas
● Reconhecimento de írisReconhecimento de íris● Equipamentos Equipamentos sem iluminação controladasem iluminação controlada
Copyright Vitor PamplonaCopyright Vitor Pamplona 3939
ACM Transactions On GraphicsACM Transactions On Graphics
(TOG) 2009, 28(4)(TOG) 2009, 28(4)
Qualis A1Qualis A1
Fator de impacto: 3.383Fator de impacto: 3.383
Convidado para apresentação Convidado para apresentação
no no ACM SIGGRAPHACM SIGGRAPH 20102010
PublicaçõesPublicações
Modelos Foto-realistas para o Reflexo Pupilar à Modelos Foto-realistas para o Reflexo Pupilar à Luz e Deformacão dos Padrões da ÍrisLuz e Deformacão dos Padrões da Íris
Manuel M. Oliveira NetoManuel M. Oliveira NetoGladimir V. G. BaranoskiGladimir V. G. Baranoski
Vitor F. PamplonaVitor F. [email protected]@vitorpamplona.com