Sistema de substituição sensorial para auxílio a deficientes visuais via técnicas de processamento de imagens e estimulação cutânea.

• Main Author: Mauro Conti Pereira
• Other Authors: Fuad Kassab Junior
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2006
• Subjects: Engenharia de reabilitação; Estimulação elétrica; Estimulação tátil; Processamento de imagens; Visão; Electrical stimulation; Image processing; Rehabilitation engineering; Tactile stimulation; Vision
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3139/tde-19092006-164118/

Este trabalho visou desenvolver e integrar técnicas, algoritmos e equipamentos para o auxílio a deficientes visuais em sua familiarização para orientação e mobilidade, permitindo uma maior autonomia de locomoção e, em uma segunda etapa, a leitura de cartazes e sinais. Para tal, foi proposta a substituição sensorial da visão pelo tato, permitindo que imagens sejam capturadas, tratadas digitalmente para detecção de bordas, com simplificação da imagem e diminuição de sua resolução. Estas imagens simplificadas são posteriormente transmitidas ao usuário por meio de eletroestimulação cutânea no abdome. Foi desenvolvido um protótipo de hardware, firmware para comandá-lo e software em um microcomputador para tratar a imagem capturada, além de uma matriz de eletrodos e estimação de distância por ultra-som, para compensar a falta de estereoscopia. Este protótipo foi projetado para ser o mais flexível possível para permitir o teste de diferentes maneiras de estímulo. Foram realizados testes preliminares comprovando a viabilidade do conceito, e um segundo protótipo maior foi então projetado e construído. Este sistema provou ser útil também como equipamento para pesquisas em psicologia experimental, na área de cognição e aprendizagem. === This work intended to develop and integrate techniques, algorithms and equipments to aid visually handicapped people with the familiarization of unknown environments, as involved in orientation and mobility techniques, making locomotion an easier task. In a second phase, it allowed the blind user to receive signals corresponding to signs with letters, allowing them to \"read\" these signs. In order to do that, it was proposed the sensory substitution of vision by touch. Images were captured, processed digitally to be simplified, have their edges detected (contours of objects) and have their resolution reduced. This reduced image was then passed to the user by cutaneous electro-stimulation on the abdomen. A hardware prototype was developed, as well as firmware to control it, software to digitally process the image, a flexible matrix of electrodes, and an ultrasonic distance estimation system, to compensate for the lack of stereoscopy. The system was designed to be as flexible as possible to allow several stimuli tests. Preliminary tests were conducted that proved the feasibility of this concept. A second prototype, larger, was then designed and built. This device proved valuable also as a tool for research in experimental psychology, in cognition and learning.