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Type: Tese de Doutorado
Title: Sistema de recuperação de informação visual em desenhos técnicos de engenharia e arquitetura: modelo conceitual, esquema de classificação e protótipo
Authors: Renata Maria Abrantes Baracho Porto
First Advisor: Beatriz Valadares Cendon
First Co-advisor: Lidia Alvarenga
First Referee: Arnaldo de Albuquerque Araujo
Second Referee: Ligia Maria Moreira Dumont
Third Referee: Madalena Martins Lopes Naves
metadata.dc.contributor.referee4: Frederico Torres Fonseca
Abstract: O objetivo da tese foi desenvolver um modelo conceitual, um esquema de classificação e um protótipo de um sistema para organização e recuperação eficaz de desenhos técnicos de engenharia. A dificuldade constatada na recuperação da informação em desenhos técnicos nas empresas de projetos foi a motivação para o desenvolvimento da pesquisa que interfere na melhoria de serviços e na tomada de decisão nas áreas de infra-estrutura, de segurança, de saúde e de educação. O estudo resultou em um sistema que integra conceitos e técnicas de ciência da informação com ciência da computação, unindo a interpretação humana ao processamento automatizado, utilizando metadados textuais e visuais. Priorizando a pesquisa por imagens-chave em uma base de dados de desenhos, o método desenvolvido responde a perguntas tais como: quantos extintores de incêndio existem em um determinado local? A fundamentação teórica engloba conceitos e técnicas de organização e recuperação da informação em imagens na ciência da informação, ciência da computação e engenharia/arquitetura. O estado da arte indica uma lacuna na literatura com a presença de linhas distintas de pesquisa, nas quais a ciência da informação estuda a recuperação de imagens baseada na sua descrição textual, enquanto a ciência da computação o faz com base no conteúdo visual. O método desenvolvido começa com a interpretação do desenho por um indexador que extrai metadados textuais e classifica o desenho segundo três categorias (tipo, processo e forma), que levam a uma tabela de metadados visuais (ícones), os quais são automaticamente localizados, indexados e armazenados. Os arquivos contendo os desenhos e os metadados textuais e visuais compõem o banco de dados do sistema. O usuário recupera a informação através da definição das categorias e da seleção de uma imagem-chave como, por exemplo, de um ícone referente a um extintor de incêndio. O sistema localiza todos os desenhos que contêm essa imagem-chave e, através da interface, os apresenta destacando as ocorrências encontradas. Para validação e verificação do sistema, realizou-se um estudo de caso junto ao Corpo de Bombeiros Militar de Minas Gerais e utilizou-se de um corpus de 332 desenhos técnicos de projetos de segurança contra incêndio. Apresenta como resultado o tempo de 6,2 segundos, gasto pelo indexador para interpretar, classificar e indexar cada desenho. Com a utilização do modelo, tem-se uma redução de 84% no tempo de processamento computacional, comprovando a eficiência da integração entre o processamento humano e o computacional. A taxa de 98,7% de recuperação da informação através da definição da imagem-chave prova a eficiência do sistema. Dentre as contribuições teóricas e metodológicas, tem-se a união de duas áreas do conhecimento, a qual viabilizou um sistema para recuperação de imagem pela imagem, através do uso de um esquema de classificação, do pré-processamento dos documentos e da criação de um método de desenvolvimento do protótipo, a qual envolveu um processo iterativo entre teoria e prática. O protótipo representa uma contribuição prática para a recuperação de desenhos técnicos em qualquer área da engenharia. O modelo desenvolvido pode ser adaptado para outras situações que envolvam necessidade de recuperação de imagens. Exemplos de aplicações para o CBMMG, utilizados para testar o protótipo, incluem maior facilidade para: calcular a quantidade de extintores de incêndio, calcular o volume de reserva de água, localizar e mapear os extintores, traçar rotas de fuga, orientar o pessoal durante o deslocamento, e mostrar, através dos desenhos, o posicionamento estratégico de cada integrante da guarnição. Assim, as guarnições ganham maior poder de resposta e maior agilidade no atendimento de ocorrências e, com isto, têm maior eficácia em encontrar e resgatar pessoas com vida.
Abstract: The objective of this thesis was the development of a conceptual model, a classification scheme and a prototype for the efficient organization and retrieval of engineering technical drawings. The need and difficulty to retrieve technical drawings more efficiently was the motivation to develop this research which can result in better services and decision making in areas such as infrastructure (sanitation, energy and road), security, health and education. The study resulted in a system that integrates concepts and techniques of information science and computer science, joining human interpretation with automatic processing and using textual and visual metadata. Prioritizing image search in a database of technical drawings, the method answers questions such as: how many fire extinguisher are there in a given place? The literature review presents concepts and techniques of organization and information retrieval of images in information science, computer science and engineering/architecture. The state of the art indicates a gap in the literature with the presence of two distinct lines of research, in which information science studies image information retrieval based in textual descriptions while in computer science the research focuses in content-based image retrieval. The method developed starts with the interpretation of the technical drawing by an indexer that extracts textual metadata and classifies the drawing according to three categories (type, process and form) which lead to a specific table of visual metadata (icons) that are automatically located, indexed and stored. Technical drawing files and their textual and visual metadata constitute the database. The user retrieves the information through the definition of the three categories (type, process and form) and the selection of a key-image, for example, the icon of a fire extinguisher. The system retrieves all the drawings that contain the key-image and presents them through the interface, highlighting the hits. To validate and verify the system, a case study at the Corpo de Bombeiros Militar de Minas Gerais was conducted and a corpus of 332 technical drawings of security projects was used. The research results shows the time of 6.2 seconds, used by an indexer to interpret, to classify and to index the technical drawing. By using the model, an 84% reduction is occurs in the processing time proving the efficiency of the integration human and computer processing. The 98.7% drawing retrieval rate through key-image definition proves the efficiency of the system. Among the theoretical and methodological contributions, is the union of two areas of knowledge which made feasible an image retrieval system based on a classification scheme, on the of key-images, the pre-processing of the drawing and the creation of a method of development of the prototype that involved an iterative process between theory and practice. The prototype is a practical contribution to the recovery of technical drawings in any field of engineering. The model developed can be adapted to other situations involving need for retrieval of images. Examples of applications for Corpo de Bombeiros Militar de Minas Gerais are greater efficiency to calculate the number of fire extinguishers, calculate the volume of water reserve, find the position of extinguishers, trace escape routes, instruct the staff during dislocation and show the strategic positioning of equipment thus achieving more agility in responding to emergency calls and increasing the possibility to find live people in fire accidents.
Subject: Computação gráfica
Desenho tecnico Indexação
Ciência da informação
Sistemas de recuperação da informação
Processamento de imagens
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/ECID-79CP7G
Issue Date: 26-Oct-2007
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