LoCoBoard: quadro interactivo de baixo custo recorrendo a algoritmos de visão por computador

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Soares, Christophe Pinto de Almeida
Data de Publicação: 2009
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10284/1228
Resumo: Dissertação de Mestrado apresentada à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Informática, especialização em Computação Móvel.
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spelling LoCoBoard: quadro interactivo de baixo custo recorrendo a algoritmos de visão por computadorDissertação de Mestrado apresentada à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Informática, especialização em Computação Móvel.Na actual era digital, a adopção de interfaces naturais entre o homem e a máqui-na, torna-se cada vez mais pertinente. Na educação, em particular, a utilização de ferra-mentas interactivas para melhorar as práticas pedagógicas, auxiliar a compreensão de conceitos complexos e permitir o trabalho colaborativo, constitui uma vantagem inequí-voca. Em particular os quadros interactivos (QI) são uma ferramenta muito útil cujo uso está cada vez mais disseminado por vários níveis de ensino. Neste aspecto, a panóplia de soluções comerciais disponíveis é vasta, mas o custo associado é geralmente elevado, para equipar de forma generalizada os estabelecimentos de ensino, principalmente nos países de economia mais débil. Este trabalho propõe neste contexto, um sistema de quadro interactivo de código aberto, com requisitos de hardware muito reduzidos (i.e., um computador com uma câmara de vídeo WEB, um videoprojector e um dispositivo emissor de infravermelhos com o formato de caneta), o que poderá contribuir para a massificação do seu uso. Neste trabalho apresenta-se a estrutura física e lógica de um protótipo de Quadro Interactivo de baixo custo designado por LoCoBoard (Low Cost Interactive Board). O desenvolvimento deste sistema baseou-se na implementação de vários módulos, desde a captura de imagens, pré-processamento das frames, detecção e seguimento de pontos de interesse (PI) e distribuição de coordenadas através do protocolo Tangible UI Object Protocol (TUIO). Apresenta-se ainda a avaliação de desempenho dos diferentes algo-ritmos de detecção de pontos de interesse uma vez que estes fazem parte de um dos módulos centrais da arquitectura do sistema. Finalmente, estrutura-se ainda uma ferra-menta de análise que nos permite comparar o protótipo LoCoBoard com sistemas afins. In the current digital age, the integration of natural interfaces between humans and machines is becoming important than ever. This is particularly relevant in education as the utilisation of interactive tools can provide clear advantages by improving teaching practices, facilitating the comprehension of complex concepts and permitting collabora-tive work. More particularly, interactive whiteboards are very useful tools that are being increasingly used in various levels of education. There is a vast catalogue of business solutions available for interactive whiteboards. However, these solutions are often costly which can deter their full implementation in all types of schools, especially in countries with more fragile economies. In this context, this dissertation proposes the adoption of an open source interac-tive whiteboard, which have low-cost hardware requirements such as a webcam-equipped computer, a video projector and an infrared device. Such solution will easy the access to interactive whiteboards and consequently increase its widespread. This dissertation discusses the physical and logical structure of a low cost inter-active framework prototype called LoCoBoard (Low Cost Interactive Board). The de-velopment of this system was based on the implementation of several modules includ-ing the capture of images, pre-processing of frames, detection and tracking of points of interest (POI) and coordinated distribution through the Tangible UI Object Protocol (TUIO). Additionally, the performance of different algorithms, used to detect points of interest, are evaluated and presented, as they are part of one of the core modules of the system. Finally, an analysis framework is used for comparing the LoCoBoard prototype with related systems. Dans l'ère numérique actuelle, l'adoption d'interfaces naturelles entre l'homme et la machine prend une place de plus en plus importante. C'est le cas dans l'éducation où l'utilisation d'outils interactifs s'avère d'une très grande utilité que ce soit pour améliorer les pratiques pédagogiques, aider à la compréhension de concepts complexes ou faciliter le travail collaboratif. Les tableaux interactifs (TI) par exemple sont des outils de plus en plus répandu dans le milieu de l’éducation et ce à tous les niveaux (e.g., Ecole, Col-lège, Universités). Il existe d'ailleurs à ce jour un grand éventail de solutions dispo-nibles, mais leurs coûts généralement élevés ne permettent pas d’équiper toutes les insti-tutions et plus particulièrement dans les pays pauvres. Cette thèse présente donc dans ce contexte un prototype de tableau interactif à bas prix, basé sur une solution open-source et composé d’un hardware simple (un ordi-nateur, une caméra vidéo, un vidéoprojecteur et un émetteur infrarouge IR) tout ceci dans le but de le rendre facilement réutilisable et surtout abordable à tous. Il s'intitule LoCoBoard (Low Cost Interactive Whiteboard). Toute la structure logique et physique de ce prototype est expliquée dans cette thèse. La conception de ce système repose sur le développement de divers éléments comme la capture d’image, le prétraitement d’images, la détection et le suivi (cf. trac-king) de points d’intérêt (PI) et la distribution de coordonnées à travers le protocole Tangible UI Object Protocol (TUIO). Pour mettre en évidence la performance des diffé-rents algorithmes développés pour détecter les points considérés d'intérêt capturés par la caméra vidéo, une étude comparative a été effectuée et est présenté dans cette thèse. Ces algorithmes constituent l'un des éléments essentiels de l'architecture du système LoCo-Board. Pour finir, les caractéristiques du système LoCoBoard sont détaillées par le biais d’une analyse comparative avec celles d’une série de systèmes identiques.[s.n.]Moreira, Rui SilvaTorres, JoséRepositório Institucional da Universidade Fernando PessoaSoares, Christophe Pinto de Almeida2010-01-20T09:08:05Z2009-01-01T00:00:00Z2009-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10284/1228porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2022-09-06T02:00:16Zoai:bdigital.ufp.pt:10284/1228Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T15:38:03.961727Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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