Dissertação
Reconstrução de um modelo 3D a partir de imagens térmicas 2D de uma mama via câmera infravermelha
Reconstruction of a 3D model from 2D thermal images of a breast via an infrared camera
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Author
Costa, Guilherme Ramalho
Institutions
Abstract
With the development of image processing algorithms and the arrival of thermal cameras, a new concept of temperature analysis emerged. Besides industrial processes, thermal images also started to play an important role in the evaluation of the temperature of human beings, being used for the diagnosis of diseases and other anomalies in which the body undergoes a change in its considered normal temperature. Having a metabolism different from the cells of the human body, the tumor cells cause the temperature of the region where they are to be, also, different from that found in non-tumor cells. This work aims to develop three-dimensional models with temperature information from two-dimensional thermal. With the three-dimensional thermal maps, we can have a closer view of the real geometries found in the images and, with this, new information for the application of the bio-heat transfer equations in numeric simulations also involving geometric parameters of the breast. Using the stereoscopic view, which is based on epipolar geometry, it was possible to develop a method of generating representative dense points clouds from thermal images, as well as verifying the developed method particularities and limitations. The developed three-dimensional maps showed well-defined and visible characteristics, although the input images had low spatial resolution, which limited the application of the method. CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Dissertação (Mestrado) Com o desenvolvimento dos algoritmos de processamento de imagens e a chegada das câmeras térmicas, um novo conceito de análise de temperatura surgiu. Além dos processos industriais, as imagens térmicas também passaram a desempenhar um papel importante na avaliação da temperatura de seres humanos, sendo utilizada para diagnóstico de doenças e outras anomalias nas quais o corpo sofre uma alteração na sua temperatura considerada normal. Possuindo um metabolismo diferente das células do corpo humano, as células dos tumores fazem com que a temperatura apresentada na região em que se encontram seja, também, diferente daquela encontrada nas células não tumorais. Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de modelos tridimensionais com informações de temperaturas a partir de imagens térmicas bidimensionais. Com os mapas tridimensionais térmicos, tem-se uma visualização mais próxima das reais geometrias que se encontram nas imagens e, com isso, novas informações para aplicação das equações de bio-transferência de calor em simulações numéricas também envolvendo parâmetros geométricos da mama. Utilizando-se da visão estereoscópica, que tem como base a geometria epipolar, foi possível desenvolver um método de geração de nuvens de pontos representativas provenientes das imagens térmicas, assim como verificar particularidades e limitações do método desenvolvido. Os mapas tridimensionais desenvolvidos apresentaram características bem definidas e visíveis, embora as imagens de entrada apresentassem baixa resolução espacial, o que limitou a aplicação do método.