Publicado em: 14/03/2013

Dissertação de Mestrado em Computação Gráfica

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
INSTITUTO DE INFORMÁTICA
PROGRAMA DE POS-GRADUAÇÃO EM COMPUTAÇÃO
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DEFESA DE DISSERTAÇÃO DE MESTRADO

Aluno: Renan Sales Barros
Orientador: Prof. Dr. Marcelo Walter

Título: Simulation of Human Skin Pigmentation Disorders
Linha de Pesquisa: Computação Gráfica

Data: 15/03/2013
Hora: 10h
Local: Sala 215 Prédio 43412 – Instituto de Informática

Banca Examinadora:
Profa. Dra. Carla Maria Dal Sasso Freitas (UFRGS)
Prof. Dr. Carlos Hitoshi Morimoto (IME-USP) Por Videoconferência
Prof. Dr. Manuel Menezes de Oliveira Neto (UFRGS)

Presidente da Banca: Prof. Dr. Marcelo Walter

Resumo:

Esse trabalho apresenta um modelo de simulação de transtornos de pigmentação humana. Esse modelo é formado por um conjunto de equações diferenciais que definem um sistema reação-difusão que reproduzem algumas características do sistema pigmentar humano. Alterações nesse sistema podem levar a desequilíbrios na distribuição de melanina na pele resultando em artefatos conhecidos como lesões de pigmentação. Nosso modelo tem como objetivo reproduzir essas alterações e, assim, sintetizar lesões de pigmentação humanas. Esse sistema reação-difusão foi elaborado tomando como base dados biológicos a respeito da pele humana, do sistema pigmentar e do ciclo de vida dos melanócitos, que são as principais células envolvidas nesse tipo de transtorno.
A simulação desse tipo de transtorno apresenta diversas aplicações em dermatologia como, por exemplo, suporte para o treinamento de dermatologistas e auxílio no diagnóstico dos diferentes tipos de transtornos de pigmentação. Contudo, nesse trabalho nós nos concentramos em aplicações relacionadas à computação gráfica. Assim, nós também apresentamos um método para transferir os resultados do nosso modelo de simulação para texturas e imagens de pele humana. Nesse contexto, esse modelo de simulação contribui para a geração de texturas de pele mais realistas e consequentemente para a geração de modelos de serem humanos mais realistas em computação gráfica.
Além disso, nós também comparamos os resultados da nossa simulação com lesões de pigmentação reais objetivando avaliar a qualidade das lesões geradas pelo nosso modelo. Para realizar essa comparação nós extraímos métricas das lesões sintetizadas e das lesões reais e comparamos os valores dessas métricas. Com base nessa comparação, nós observamos que as lesões sintetizadas apresentam as mesmas características das lesões reais. Ainda, para efeito de comparações visuais, nós também apresentamos imagens de leões reais lado a lado com imagens sintetizadas onde nós também podemos observar que o método utilizado para produzir imagens de lesões a partir do resultado do modelo de simulação gera resultados que são indistinguíveis das imagens reais.

Palavras-Chave: Computação gráfica, cor da pele, lesões de pigmentação, melanócito, melanossomo, pele humana, simulação, simulação de pele, sistema pigmentar, textura, textura de pele, transtornos de pigmentação.