Ανίχνευση χαρακτηριστικών προσώπου και ψηφιακή επεξεργασία εικόνας στην ανάπτυξη οπτικής μεθόδου μελέτης της προπαλμικής αναστολής

Βουρεκάς, Αλκιβιάδης; Vourekas, Alkiviadis

dc.contributor.author	Βουρεκάς, Αλκιβιάδης	el
dc.contributor.author	Vourekas, Alkiviadis	en
dc.date.accessioned	2016-12-21T10:54:39Z
dc.date.available	2016-12-21T10:54:39Z
dc.date.issued	2016-12-21
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/44188
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.13627
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/gr/	*
dc.subject	Προπαλμική αναστολή	el
dc.subject	Κατωφλίωση	el
dc.subject	Αλγόριθμος υδροκρίτη	el
dc.subject	Ανίχνευση χαρακτηριστικών προσώπου	el
dc.subject	Σύμπτωση προτύπων	el
dc.subject	Prepulse inhibition	en
dc.subject	Thresholding	en
dc.subject	Watershed algorithm	en
dc.subject	Face feature detection	en
dc.subject	Template matching	en
dc.title	Ανίχνευση χαρακτηριστικών προσώπου και ψηφιακή επεξεργασία εικόνας στην ανάπτυξη οπτικής μεθόδου μελέτης της προπαλμικής αναστολής	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Βιοϊατρική τεχνολογία και εμβιομηχανική	el
heal.classification	Ιατρική πληροφορική	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/889a79cd27f1653c233596d2ccc86569e4e1aae5
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/0900884d9dff1ad94a96b16224945b8c722aebf4
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-10-31
heal.abstract	Η μελέτη προπαλμικής αναστολής του αντανακλαστικού αιφνιδιασμού αποτελεί έναν βασικό τομέα της ιατροφαρμακευτικής έρευνας στο πεδίο της σχιζοφρένειας, διαδραματίζοντας σημαντικό ρόλο στο πλαίσιο ανάπτυξης και ελέγχου νέων τύπων αντιψυχωσικής αγωγής. Ως ενδοφαινοτυπικός δείκτης του κεντρικού αισθητικοκινητικού ηθμού, η προπαλμική αναστολή αποτελεί ταυτόχρονα εργαλείο έρευνας στο πλαίσιο μελέτης μιας ευρύτερης σειράς διαταραχών. Η ισχύουσα μέθοδος εργαστηριακής καταγραφής και ανάλυσης της προπαλμικής αναστολής στον άνθρωπο αξιοποιεί τη λήψη μετρήσεων μέσω ηλεκτρομυογραφήματος (ΗΜΓ). Τα ηλεκτρόδια τοποθετούνται στον περιοφθαλμικό μυ και καταγράφουν τους βλεφαρικούς σπασμούς. Οι προκύπτουσες χρονοσειρές βαθμονομούνται κατάλληλα και αναλύονται για την εκτίμηση των ευρημάτων. Δεδομένου ότι το ισχύον πρότυπο χαρακτηρίζεται από σχετική επεμβατικότητα και καθώς η εξέταση αφορά πληθυσμούς που ελέγχονται για εκδήλωση ψυχικών διαταραχών, προτείνεται η ανάπτυξη μιας νέας οπτικής μεθόδου εξ αποστάσεως καταγραφής των αντιδράσεων του εξεταζομένου ατόμου. Η πειραματική μέθοδος χρησιμοποιεί κάμερα υψηλής χρονικής δειγματοληψίας για τη χρονικά λεπτομερή απεικόνιση των αντιδράσεων του προσώπου κατά τη διάρκεια της συνεδρίας, με σκοπό να ελαττώσει σημαντικά τον βαθμό δυσφορίας. Στην παρούσα εργασία, περιγράφεται η διαδικασία εκτέλεσης της νέας πειραματικής μεθόδου από το στάδιο εφαρμογής της σε εργαστηριακές συνθήκες μέχρι την εξαγωγή των συμπερασμάτων από την ψηφιακή επεξεργασία των εικόνων. Ταυτόχρονα, αναπτύσσεται η αρχή λειτουργίας της ισχύουσας μεθόδου του ΗΜΓ, όπου οι παράλληλες μετρήσεις των δύο μεθόδων κατευθύνονται σε συγκρίσιμες μορφές. Γίνεται ειδικότερη αναφορά στο στάδιο εφαρμογής του κατάλληλου αλγορίθμου κατάτμησης της ψηφιακής εικόνας. Οι προτεινόμενες μέθοδοι που ακολουθούνται είναι η κατωφλίωση και ο αλγόριθμος watershed. Περιγράφεται το στάδιο προεργασίας των εικόνων, συγκεκριμένες τροποποιήσεις και βελτιστοποιήσεις για την εκτέλεση των αλγορίθμων και παρουσιάζονται τα αποτελέσματα σε πρότυπες εικόνες προσώπων, ενώ εξάγονται συμπεράσματα από τη σύγκριση των διαφορετικών μεθοδολογιών. Επιπλέον, αναλύεται η διαδικασία ανίχνευσης χαρακτηριστικών προσώπου με βάση τη μέθοδο της σύμπτωσης προτύπων. Παρουσιάζεται η ανάγκη της σταδιακής (κλιμακωτής) ανίχνευσης χαρακτηριστικών, όπου γίνεται χρήση της τεχνικής κλιμακωτών συνελίξεων. Για τον έλεγχο αξιοπιστίας της νέας οπτικής μεθόδου, πραγματοποιείται στάθμιση των αποτελεσμάτων σε σχέση με τα αντίστοιχα του ισχύοντος προτύπου του ΗΜΓ. Η εξαγωγή συμπερασμάτων από την αντιπαραβολή των μεθόδων επιτρέπει τη διατύπωση προτάσεων και εκτιμήσεων για τις μελλοντικές δυνατότητες ανάπτυξης και χρήσης της πειραματικής μεθόδου.	el
heal.abstract	The study of prepulse inhibition of startle response is an essential part of pharmaceutical research in the field of schizophrenia, contributing significantly to the development and testing of new types of antipsychotic drugs. As an endophenotype of sensorimotor gating, prepulse inhibition is also a useful tool for research on a broad spectrum of disorders. The current method utilized for prepulse inhibition analysis uses measurements from electromyography (EMG). Needle electrodes are placed on the eye muscle, recording eyelid activity. The resulting time series are calibrated and analyzed for estimation of results. Taking into account the fact that the current standard can be considered somewhat intrusive and that the testing sessions involve patients examined for psychological disorders, we suggest a new visual method, in which reactions of subjects are recorded from a distance. This experimental method uses a high frame rate camera for the detailed depiction of facial reactions during the session, in order to significantly reduce the degree of discomfort. In this work , an outline of all stages, from the laboratory tests on subjects to the processing of images and the subsequent results, is included. To facilitate the comparison, we also present the standard EMG method, adjusting the results of both methods to similar forms. A detailed outline of the implementation of the appropriate image segmentation algorithm follows. Thresholding and watershed algorithm are the recommended methods to be utilized. We report on the appropriate preparation of images, modifications and optimizations to the algorithms , the results of the implementation in standardized pictures of faces and the conclusions of comparing both methods. A report on the process of facial feature detection is also included. Template matching is implemented by the use of a gradual detection routine. Throughout the process, successive convolutions are executed with a scaling factor. The efficiency of the experimental visual method is examined by comparing the results of the new method with those of the standard EMG model, in order to estimate the potential of its development and application.	en
heal.advisorName	Γιόβα, Διδώ	el
heal.committeeMemberName	Γιόβα, Διδώ	el
heal.committeeMemberName	Πολιτόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Κουτσούρης, Δημήτρης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Ηλεκτρομαγνητικών Εφαρμογών Ηλεκτροοπτικής και Ηλεκτρονικών Υλικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	136 σ.
heal.fullTextAvailability	true