O que a face revela? – Agência UFC
Pesquisadores do Laboratório de Teleinformática trabalham com nuvens de pontos, uma forma de representação de uma imagem capturada que pode dar origem a uma imagem tridimensional (Foto: Viktor Braga/UFC)
Pelo rosto se lê o homem. A afirmação de Aristóteles que atravessa milênios ganha novos sentidos, nos dias de hoje, com as chamadas tecnologias de reconhecimento facial. Utilizado para diversas finalidades, esse tipo de sistema biométrico tem se popularizado e chega aos smartphones mais recentes, ao controle de acesso a edifícios e até a alguns processos seletivos, com o objetivo de evitar fraudes.
No Departamento de Engenharia de Teleinformática da Universidade Federal do Ceará, o grupo InterFACES, coordenado pelos professores José Marques Soares e George Thé, desenvolve no Laboratório de Teleinformática um conjunto de pesquisas que envolve reconhecimento de faces e expressões através de nuvens de pontos, uma forma de representação de uma imagem capturada que pode dar origem a uma imagem tridimensional.
As nuvens de pontos apresentam certas vantagens com relação ao 2–D, pois conservam características geométricas da superfície e são independentes de iluminação. No formato bidimensional, as sombras fazem diferença, assim como a própria orientação: a pessoa precisa estar encarando a câmera para que o reconhecimento seja feito mais facilmente. Também são aspectos que limitam o reconhecimento, por exemplo, a presença de maquiagem e a de instrumentos de oclusão, como óculos.
Professores George Thé e José Marques Soares coordenam o grupo InterFACES (Foto: Viktor Braga/UFC)
"As restrições sempre vão existir em qualquer imagem, mas elas são diferentes. No caso do 3-D, a gente tem, por exemplo, menos dependências em relação à iluminação, além de acesso imediato a informações de profundidade que não são tão facilmente extraídas em imagens 2-D. Isso permite que, para o reconhecimento, possamos trabalhar com medidas de superfície, como a distância entre pontos particulares, ou com outras propriedades de regiões específicas e identificáveis da face, como características de curvatura e momentos espaciais", revela o Prof. Marques.
O reconhecimento como objeto de investigação reúne muitas técnicas e tecnologias e alguns pré-requisitos, como a seleção dos pontos da face a serem utilizados e da orientação do rosto do qual vão ser extraídas as informações requeridas.
BIBLIOTECA DE FUNÇÕES E BANCO DE FACES
O grupo explora medidas de superfície do rosto, como a distância entre pontos particulares, ou com outras propriedades de regiões específicas e identificáveis, como características de curvatura e momentos espaciais (Foto: Viktor Braga/UFC)
Um dos trabalhos ao qual o grupo se dedica hoje se chama Pontu, uma biblioteca de funções que servirá para a análise e manipulação de imagens tridimensionais. "É um produto superabrangente que a gente vai entregar para a comunidade científica utilizar nos seus próprios processos de pesquisa", descreve o professor George Thé. Uma das vantagens da biblioteca é ser portável: foi criada para ser compilada em dispositivos de diversos portes e de diferentes arquiteturas. Além disso, é compacta e veloz.
A Pontu, que foi concebida e construída somente com recursos da UFC, poderá ter funções, por exemplo, para segmentar as nuvens de pontos 3-D, suavizar superfícies e compor novas nuvens a partir de conjuntos de pontos diferentes. A biblioteca deve passar por um processo de concretização e acabamento para ser registrada e, enfim, disponibilizada ao público.
Outro caminho promissor aberto pelo InterFACES é a criação de um banco de dados de faces 3-D. Tudo é feito com muita criatividade, já que os pesquisadores contam, no momento, apenas com sensores 3-D de baixa resolução – os mesmos usados em videogames – e computadores que não são de última geração para realizar a pesquisa. "Não é só dos sensores que a gente precisa, mas também da definição de protocolos de captura, além da concepção e programação de algoritmos que permitam a composição e o ajuste das imagens capturadas por mais de um sensor", detalha Marques.
A ideia surge da própria dificuldade de acesso a outros bancos de dados (muitas vezes pagos), da burocracia para conseguir autorização de uso das imagens, (já que envolve o rosto das pessoas), e ainda da necessidade de liberdade de pesquisa.
No Laboratório de Teleinformática, os pesquisadores desenvolvem biblioteca para análise e manipulação de imagens tridimensionais e um banco de dados de faces 3-D (Foto: Viktor Braga/UFC)
"Usando base de dados predefinidos, por mais elementos que ela contenha, ficamos sempre restritos às possibilidades de pesquisas em torno das imagens já capturadas e disponibilizadas na base, como posição, expressão, postura e resolução. Se quisermos desenvolver trabalhos mais específicos, precisamos capturar nossos próprios dados", explica Marques.
No entanto, o professor ressalta que o acesso às bases de dados de outras instituições é imprescindível. "Para pesquisar nesse domínio, é necessário comparar os resultados com os de outros grupos. É preciso aplicar a sua técnica no mesmo conjunto de informações utilizado por outros pesquisadores. Além disso, as condições devem ser equivalentes para que a comparação seja justa", complementa.
Um dos objetivos do InterFACES, que nasceu em 2018 a partir do projeto de extensão Grupo de Trabalho e Estudo em Técnicas e Tecnologias Aplicadas ao Reconhecimento de Indivíduos e Expressões Faciais em Imagens 3-D, é prospectar aplicações no contexto da computação afetiva. O termo cunhado por Rosalind Picard, fundadora e diretora do Grupo de Pesquisas em Computação Afetiva do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), está ligado ao estudo e desenvolvimento de sistemas capazes de reconhecer, interpretar, processar e simular emoções.
"Como uma grande área de aplicação, a gente pretende utilizar isso com questões afetivas eticamente louváveis, porque existem as aplicações eticamente questionáveis, invasivas, como o sistema de reconhecimento de emoção para ver se você gostou ou não do que viu na loja enquanto estava navegando na Internet. É como tudo na vida: determinado conhecimento, inspiração ou intuição pode ser usado para o bem ou para o mal", explica o Prof. Marques.
A pesquisa do InterFACES tem sido reconhecida. A aluna de mestrado Gilderlane Ribeiro Alexandre ganhou o prêmio de melhor artigo na 18ª Conferência Internacional sobre Análise Computacional de Imagens e Padrões, realizada na Itália, no ano passado. O trabalho, produzido em coautoria com os professores José Marques Soares e George Thé, discutiu a confiabilidade dos resultados que a literatura apresenta para o problema de reconhecimento de expressões faciais 3-D.
Outra mestranda, Patrícia Jamile de Oliveira Martins, recebeu menção honrosa na Conferência Brasileira de Sistemas Inteligentes, que ocorreu em conjunto com o Simpósio de Tecnologia da Informação e Linguagem Humana, realizado em Salvador, no ano passado. A pesquisa, também em coautoria com Marques e Thé, tratou do fatiamento do rosto e da seleção de regiões da face no reconhecimento facial.
Os encontros do InterFACES ocorrem às sextas-feiras, em duas sessões: manhã e tarde. Quem quiser colaborar ou participar do grupo, pode enviar e-mail para interfaces@ufc.br.
Fontes: Prof. José Marques Soares, do Departamento de Engenharia de Teleinformática – e-mail: marques@ufc.br; Prof. George Thé, do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Teleinformática – e-mail: george.the@ufc.br