Video analysis and 3d detection simulation of jump shot precision for basketball players / Análise de vídeo e simulação de detecção 3d da precisão do arremesso de jogadores de basquete / Análisis de video y simulación tridimensional de la precisión de lanzamiento de los jugadores de baloncesto

ABSTRACT With the rapid development and application of computer technology, the application of computer science knowledge in basketball is also more and more extensive. Based on genetic algorithm and the background subtraction method, video analysis and 3D detection simulation model of shot jump action precision were constructed in this study. According to the genetic algorithm search method, jump shot precision was analyzed, and the problems encountered in the actual shooting process of basketball players were studied and solved. The results show that this study is necessary and feasible.

RESUMO Com o rápido desenvolvimento e aplicação da tecnologia da computação, a aplicação do conhecimento da ciência da computação no basquete também vem crescendo cada vez mais. Com base no algoritmo genético e no método da subtração de fundo, construiu-se um modelo de análise de vídeo e simulação de detecção 3D para a precisão de arremesso. De acordo com o método de busca do algoritmo genético, analisou-se a precisão do arremesso, e os problemas encontrados no processo de arremesso dos jogadores de basquete foram estudados e resolvidos. Os resultados mostram que este estudo é necessário e viável.

RESUMEN Con el rápido desarrollo y aplicación de la tecnología de la computación, la aplicación del conocimiento de la ciencia de la computación en el baloncesto también viene creciendo cada vez más. Basándose en el algoritmo genético y en el método de la sustracción de fondo, se construyó un modelo de análisis de video y simulación de detección 3D para la precisión de lanzamiento. De acuerdo con el método de búsqueda del algoritmo genético, se analizó la precisión del lanzamiento, y los problemas encontrados en el proceso de lanzamiento de los jugadores de baloncesto fueron estudiados y resueltos. Los resultados muestran que este estudio es necesario y viable.

Comparação de diferentes métodos de registro (a priori e a posteriori) na subtraçÆo radiográfica digital (SRD) para avaliação da produção de ruídos estruturais / Comparison of different recording methods (a priori and a posteriori) in the digital radiographic subtraction (DRS) to evaluate the production of structural noise

Objetivo: A Subtração Radiográfica Digital (SRD) é uma técnica utilizada para comparar duas radiografias de um mesmo objeto, realizadas em diferentes momentos, para demonstrar a existência de diferenças entre elas. Contudo, a reprodutibilidade da geometria de relação entre objeto, filme e fonte de raios X é indispensável para evitar a formação de ruídos estruturais. O objetivo deste trabalho foi comparar a aplicação de diferentes métodos de registros (a priori e a posteriori), em diferentes tempos de exposiçao (0,2 e 0,4 segundos), na produçÆo de ruído estrutural em imagens subtraídas. Método: dez mandíbulas foram radiografadas em duas situaçães: com uso de posicionadores convencionais sem registro e com registro a priori, sendo que ambos os métodos foram reproduzidos após 15 dias. O registro a posteriori foi realizado por meio do programa Regeemy© 0.2.43, e a subtraçÆo no programa Image Tool© 3.0. O ruído estrutural foi quantificado pelo programa Adobe Photoshop©7.0, que fornece valores de desvio padrÆo dos níveis de cinza na regiÆo de interesse (ROI). Esses valores foram submetidos à análise estatística ANOVA e teste Tukey a 5% de significância. Resultados: no tempo de exposiçÆo 0,4 s, os grupos obtiveram valores menores de desvio padrÆo em relaçÆo ao tempo de 0,2 s. Os grupos com registro a posteriori e a priori associados tiveram os menores valores de desvio padrÆo, seguidos pelos grupos com registro a posteriori. ConclusÆo: nas condiçães estudadas, o tempo de 0,4 s foi o mais adequado e a utilizaçÆo do registro a posteriori foi essencial na formaçÆo de imagens subtraídas com baixo ruído estrutural...

Objective: The Digital Radiographic Subtraction (DRS) is a technique used for comparing two radiographs of the same subject taken at different moments to demonstrate the differences between them. However, reproducibility of the geometry of relation among object, film and x-ray source is mandatory to avoid structural noise formation. The aim of this study was to compare the application of different recording methods (a priori and a posteriori) at different exposure times (0.2 and 0.4 s) on the production of structural noises in subtracted images. Method: Radiographs of 10 mandibles were taken using conventional film holders without and with a priori record, and then both methods were reproduced 15 days later. The a posteriori record was made using the Regeemy© 0.2.43 software and the subtraction was performed with Image Tool© 3.0. Results: with the 0.4 s exposure time, the groups presented lower standard deviation values compared with the 0.2 s exposure. The groups with a posteriori and a priori records had the lowest standard deviation values, followed by the groups with a posteriori record. Conclusion: Under the tested conditions, the 0.4 s exposure time was more appropriate and the use of a posteriori record was essential to obtain subtracted images with low structural noise...

Comparação entre subtração radiográfica digital e radiografia digital direta na detecção de reabsorções radiculares / Comparison between radiographic digital subtraction and direct digital radiography in the detection of root resorption

A reabsorção severa da raiz diagnosticada tardiamente pode acarretar a perda dentária. Devido ao fato de a técnica de subtração radiográfica digital ser um importante recurso para detecção precoce de alterações minerais, este estudo propôs avaliar a eficiência no diagnóstico precoce da reabsorção radicular externa simulada nas regiões apical e lingual, pelas técnicas de subtração radiográfica digital e radiografia digital. Foram utilizados 14 dentes incisivos de mandíbulas humanas maceradas com reabsorções de diferentes dimensões, simuladas nas regiões apical e lingual, e radiografados com variação de ângulos de projeção. As radiografias foram subtraídas pelo programa Regeemy®, e para avaliação de desempenho dos métodos de diagnóstico, pares de radiografias periapicais e imagens subtraídas foram apresentadas a dois radiologistas. De acordo com os resultados, não foram observadas diferenças estatisticamente significantes entre os métodos na detecção de reabsorções linguais, independentemente do tamanho da lesão. Também não houve diversidade entre os métodos na detecção de reabsorções apicais, com exceção do examinador dois quanto às variações angular vertical e horizontal de 10º, utilizando o maior nível de desgaste, que apresentou a radiografia digital como método superior na avaliação em relação à subtração radiográfica. Também foi observado que o aumento do nível de desgaste permitiu melhor avaliação nas regiões de reabsorções apicais e linguais, e a menor variação dos ângulos verticais e horizontais nas detecções de reabsorções apicais e linguais permitiu uma melhor avaliação da imagem, principalmente no menor nível de desgaste.

The delay on diagnose severe root resorption can lead to tooth loss. Due to the fact that digital subtraction radiography is an important resource to detect initial mineral changes, this study aimed at evaluating the effectiveness of the digital subtraction radiography and digital radiography in early diagnosis of the simulated apical and lingual external root resorption. Fourteen human lower incisors, submitted to simulated apical and lingual resorption cavities of different sizes, imaged with different angle projection variations were included in this study. The images were subtracted by the Regeemy® program, and receiver operating characteristic analysis was used to evaluate the diagnostic performance for each imaging system, and the diagnostic accuracy of both diagnosis methods for detecting lesions was conducted by the assessment of the pairs of radiography (digital and subtracted) by two radiologists. According to the results, there were no statistically significant differences between the methods in detecting lingual resorption, independently of the lesion dimension. There was also no difference on the apical resorption detection, except by the viewer two as to 10º horizontal and vertical angles, who related that on the larger cavity, the digital radiography was more reliable than the subtraction radiography. It was also further noticed that the deeper the cavity size, the better the apical and lingual resorption detection; and the radiography taken of the apical and lingual resorption, with the smaller vertical and horizontal angles variation ensured a better assessment of the image, mainly on the shallower cavity size.

Influência dos simuladores de tecidos moles na densidade óssea e dentária por meio de duas análises radiográficas: subtração digital e intensidade de pixel / Influence of soft tissue materials in bone and tooth density through two radiographic analyses: digital subtraction and pixel intensity

Esse estudo teve como objetivo avaliar a influência dos simuladores de tecidos moles na imagem radiográfica digital, da região óssea e dental, pela subtração radiográfica e análise da intensidade de pixel. 30 mandíbulas humanas com 2 dentes posteriores foram selecionadas. Um dispositivo para o posicionamento do cilindro de raios X, mandíbula e sensor CCD eHD Visualix Gendex foi confeccionado. As mandíbulas foram posicionadas no dispositivo e 5 materiais simuladores de tecido mole (Acrílico, Cera, Água, Madeira e Tecido bovino) nas espessuras de 10mm, 15mm e 20mm foram posicionados anteriormente a mandíbula, em seqüência para a realização das tomadas radiográficas com 65 kV, 7mA, distância foco-sensor de 30 cm, e 0,08s. As imagens foram exportadas em 8 e 16 bits para análise. A subtração foi realizada com o programa X-Poseit usando a imagem sem material como referência da imagem com o material, em duas regiões, osso e estrutura dental. A área de ganho de densidade óssea e dental foi avaliada quanto à influência dos materiais e espessuras. A análise por intensidade de pixel foi realizada tanto no osso quanto na estrutura dental, numa área de 100x100pixels, com o programa ImageJ. Foi adotado o nível de significância de 0,05. Os resultados da subtração radiográfica digital e intensidade de pixel mostraram que tanto os simuladores testados influenciaram o ganho de densidade na região do osso. Entretanto, não foi encontrada diferenças entre os materiais e espessuras testados. Na região dental, tanto a analise por subtração quanto a por intensidade de pixel mostraram que os simuladores de tecido mole não influenciaram a densidade dessas regiões. A avaliação da profundidade de bit mostrou que não houve diferença entre os resultados. Podemos concluir que os simuladores de tecido mole influenciaram na densidade óssea e dental.

This study aimed to evaluate the effect of soft tissue simulators in digital radiographic image, of tooth and bone, by digital subtraction radiography and pixel intensity analysis. 30 human mandibles with two posterior teeth were selected. A device for positioning the cylinder X-ray, jaw and EHD Visualix Gendex CCD sensor was manufactured. The jaws were positioned on the device and 5 soft tissue simulators materials (acrylic, wax, water, wood, and bovine tissue) in thicknesses of 10mm, 15mm and 20mm, were positioned in front of the jaw line, in sequence to perform the X-ray expositions at 65 kV, 7mA, plate-focus distance of 30 cm and the exposure time of 0.08 s. The images were exported in 8 and 16 bit for analysis. The subtraction was performed with the X-Poseit image without using the image as a reference material with the material in two regions, bone and tooth structure. The gain area in bone and tooth density was assessed and the difference between material and thickness were evaluated. The pixel intensity analysis was performed both in bone and tooth structure in an area of 100x100pixels with ImageJ. Significance level of 0,05 was adopted. The results of digital subtraction radiography showed that both the material and the thickness tested didn’t influence the gain of density in bone. Pixel intensity analisys in bone region didn’t show these differences, except for lower density observed in the 14 image without material comparing with the materials tested. In the dental region, both subtraction and pixel intensity showed that soft tissue simulators influence the density of these regions. However there was no difference between the materials and thicknesses tested. The evaluation of the bit depth, showed no difference between the results. We can conclude that soft tissue materials influence bone and dental density.

Influência das variações de ângulos de projeção na detecção de reabsorções radiculares linguais e apicais simuladas: comparação entre subtração radiográfica digital e radiografia digital direta / Influence of changing projection angle detection of root resorption apical and lingual simulated: comparison between subtraction digital radiography and direct digital radiography

A reabsorção severa da raiz diagnosticada tardiamente pode acarretar a perda dentaria, e sendo a técnica de subtração radiográfica digital (SDR) um importante recurso para detecção precoce de alterações minerais, este estudo avaliou a eficiência no diagnóstico precoce da reabsorção radicular externa simulada apical e lingual, pela técnica de subtração radiográfica digital (SRD) e radiografia digital (RD). Foram utilizados 14 dentes incisivos de mandíbulas humanas maceradas com reabsorções de diferentes dimensões, simuladas na região apical e lingual, e radiografados com variação de ângulos de projeção. As radiografias foram subtraídas pelo programa Regeemy®, e para avaliação do desempenho dos métodos de diagnóstico, pares de radiografias periapicais e imagens subtraídas foram apresentadas a 2 radiologistas. De acordo com os resultados, não foram observadas diferenças estatisticamente significativas entre os métodos na detecção de reabsorções linguais, independentemente do tamanho da lesão, assim como não houve diferença entre os métodos na detecção de reabsorções apicais, com exceção do examinador 2 com relação avariação angular vertical e horizontal de 100 utilizando o maior nível de desgaste, que apresentou a radiografia digital como método superior na avaliação em relação a subtração radiográfica. E o aumento no nível de desgastes e a menor variação dos ângulos verticais e horizontais permitiram melhor avaliação nas regiões de reabsorções apicais e linguais, para detecção das reabsorções apicais e linguais. Com estes resultados podemos concluir que a subtração radiográfica digital é um exame indicado para detecção de pequenas perdas minerais em radiografias que apresentem pouca ou nenhuma variação nas angulações verticais e horizontais.

The severe root resorption diagnosed late can lead to tooth loss, andbeing the technique of digital subtraction radiography (SDR) as animportant resource for early detection mineral changes, this studyevaluated the efficiency in the early diagnosis simulated external rootresorption apical and lingual by the technique of digital subtraction radiography (SRD) and digital radiography (DR). We used 14 human incisors jaw macerated with resorption different sizes, simulated in the apical and lingual, and radiographed with a range of projection angles.The radiographs were subtracted by the program Regeemy ®, andperformance evaluation diagnostic methods, pairs intraoral radiographs and subtracted images were presented to two radiologists. According tothe results, there were no statistically significant differences between methods in the detection lingual resorption, regardless of lesion size, as there was no difference between the methods in the detection of apical resorption, except the second examiner with respect to variation vertical and horizontal angle of 100 using the highest level of wear, which lodged the digital radiography as a method superior in the evaluation for subtraction radiography. And the increase in the level of wear and less variation vertical and horizontal angles allowed a better assessment resorption in the regions apical and lingual to detect and lingual apical resorption. With these results we conclude that the digital subtraction radiography is a test for the detection of small mineral loss in radiographs showing little or no variation in vertical and horizontal angles.

Avaliação da eficiência de dois programas na eliminação de ruído para técnica de subtração / Comparison between two programs of image register for subtract ion technique

O objetivo neste trabalho foi comparar, por meio da técnica de subtração radiográfica digital (SRD), a qualidade do registro a posteriori de 2 programas de computador. Para isso foi utilizada amostra de 294 radiografias periapicais digitais diretas. Essa amostra foi obtida de estudo anterior, no qual foram radiografados 49 dentes de mandíbulas maceradas, das regiões de incisivos centrais, laterais, caninos e pré molares. Cada dente foi radiografado com 6 diferentes ângulos de projeção, sendo: 0° de ângulo horizontal com 0°, 10° e 20° de ângulo vertical, e 10° de ângulo horizontal com 0°, 10° e 20° de ângulo vertical. As imagens radiográficas foram inseridas nos programas EMAGO® e Regeemy para os registros. Em seguida as SRD foram realizadas no programa Image Tool versão 1.27. A qualidade do registro das imagens foi avaliada por meio dos valores do desvio-padrão (DP) dos níveis de cinza das imagens subtraídas, o (DP) dos níveis de cinza serve como parâmetro para determinar o ruído nas imagens subtraídas. Para isso foi utilizado o programa Adobe Photoshop versão 7.0. A comparação dos valores do ruído das imagens subtraídas (desvio-padrão dos níveis de cinza) foi realizada pelo teste t pareado com nível de significância de 5%. Pelos resultados, verificou-se diferença estatisticamente significantes entre os 2 programas para todas as variações de ângulos de projeção estudadas, com valores maiores no DP quando se utilizou o programa EMAGO®. Visto que as imagens registradas pelo programa Regeemy resultaram em imagens subtraídas com menor desvio padrão de tons de cinza, conclui-se que esse programa apresentou melhor performance no registros de imagens para a técnica de subtração.

The aim of this study was to compare the quality of image registration of two computer programs by means of digital subtraction radiography(DSR). The sample comprised 294 direct digital periapical radiographs.This sample was obtained from a previous study in which 49 mandibularteeth (central incisors, laterals incisors, cuspids and bicuspids), wereradiographed with 6 different x-ray beam angles: 0° horizontal with 0°, 10°and 20° vertical, and 10° horizontal with 0°, 10° and 20° vertical. The radiographs were registered with EMAGO and Regeemy. The registered images were subtracted from their respective reference images with Image Tool 1.27. The quality of the registered images was evaluated by the mean values of the standard deviation (SD) of gray levels on the subtracted images, using the histogram tool of Adobe Photoshop 7.0. Paired t-testwas adopted to compare the mean SD for the gray levels between Reegemy and Emago. The results demonstrated statistically significant differences on the quality of image registrations of the programs for allvariations of angle. Higher SD was found for the subtractions obtained with registered images of EMAGO®. The SD for gray levels is the usual parameter for evaluation of image noise on subtracted images. Sincelower SD was observed for the gray levels of subtractions obtained with registered images from Reegemy, we concluded that Regeemy achieved better performance on image registration for the subtraction techinique.

Desenvolvimento de uma metodologia para avaliação longitudinal da densidade óptica mandibular em ratos / Development of a methodology for longitudinal evaluation of the optical density in the rat mandibular

Esta tese teve como proposta desenvolver uma metodologia para avaliação longitudinal da densidade óptica mandibular por subtração radiográfica em ratos, sendo apresentada na forma de três artigos. O primeiro testou a reprodutibilidade de um dispositivo posicionador para a obtenção de radiografias laterais oblíquas da mandíbula de ratos. Cinco cabeças de ratos preservadas em formol foram radiografadas três vezes cada. As imagens foram digitalizadas e a primeira (G1) foi mantida inalterada. Na segunda (G2) e terceira imagens (G3) foi digitalmente simulada perda óssea de 3% e 5%, respectivamente. As imagens do mesmo animal foram subtraídas na seguinte seqüência: G1 x G2 e G1 x G3. Foram, então, obtidos os valores médios e desvio-padrão da intensidade de pixel nas áreas de perda simulada e em uma área controle. A densidade óptica média das áreas teste, para ambas as intensidades de perda óssea simulada, foi significativamente menor que a da área controle. Concluiu-se que o dispositivo permitiu a realização de radiografias suficientemente padronizadas para identificar perdas ósseas incipientes em imagens de subtração. O segundo artigo avaliou os parâmetros ideais para a obtenção de radiografias laterais oblíquas da mandíbula de ratos, de forma a obter imagens de qualidade, que permitam visualizar as estruturas anatômicas. Foram radiografadas cabeças de quatro ratos mantidas em formol, expostas com 50 kV e 8 mA, filme número 2 de sensibilidades D e E, duas distâncias focais (30 e 60 cm) e sete tempos de exposição (0,6, 0,7, 0,8, 1, 1,5, 2,0 e 2,5 s). As imagens foram avaliadas por dois examinadores e classificadas de acordo com a qualidade: 1, muito ruim; 2, ruim; 3, aceitável; 4, boa e 5, excelente. A reprodutibilidade intra e interobservador foram substanciais. (continua)...