FACE - Um Ambiente de Montagem e Reconhecimento de Face


Objetivos e Resultados Esperados

O projeto produzirá como resultados: um estudo teórico sobre as técnicas de reconhecimento de imagens e também uma ferramenta de montagem e reconhecimento de faces obtidas por retratos falados ou por imagens capturadas de scanners ou câmeras de vídeo.

            Entre os objetivos e as contribuições esperados, destacam-se:

·        A automação de um processo manual (a composição de retratos falados), através de  uma ferramenta gráfica que também dê apoio ao processamento das imagens e ao reconhecimento automatizado;

·        A análise da eficiência de redes neurais no reconhecimento de faces por retratos falados e por fotos digitalizadas (câmera ou scanner);

·        Uma análise comparativa entre métodos tradicionais de classificação de padrões e modelos de redes neurais;

·        A modelagem de arquiteturas de redes neurais otimizadas para a tarefa de reconhecimento de faces;

·        A possibilidade de definição de novos algoritmos de processamento de imagens específicos para imagens de faces.

O resultado prático deste projeto poderá servir de protótipo para um sistema de montagem e reconhecimento de retratos falados, podendo ser de utilidade em instituições do judiciário e/ou policiais e também como sistema de segurança, identificação e restrição de acesso.

Descrição do Projeto

Sabe-se que o sucesso de um sistema, atualmente, está intimamente vinculado à sua interface, que deve ser clara e da fácil manuseio para que o sistema não seja sub-utilizado. O protótipo terá uma interface gráfica com manipulação direta e baseada em menus, fácil de aprender, de apelo visual e, principalmente, análoga, em uso, às tarefas que antes eram realizadas manualmente.

Do ponto de vista de uso pelo usuário, o sistema estará dividido em duas partes: o editor e  o classificador de faces.

Editor: Estarão disponíveis operações para auxiliar a montagem de uma face a partir de componentes individuais, da mesma forma que o processo manual. O editor permitirá que o usuário mude o padrão de um determinado componente e realize operações gráficas nas faces montadas. Estas operações são necessárias, pois, por mais rica e diversificada que seja a biblioteca de padrões disponíveis, quase sempre haverá, por parte do usuário, o desejo de ajustar o aspecto geral da face montada ou de um componente em especial. Assim, será possível desenhar cicatrizes ou outros sinais denunciadores que poderão ser indispensáveis na caracterização do suspeito.

A pesquisa sobre a biblioteca de padrões será seqüencial, mas o universo de padrões disponíveis poderá ser especializado para um grupo que possua uma característica em comum. Assim, será possível pesquisar um padrão de olhos apenas  sobre os olhos  do tipo “grande”. Como resultado, agiliza-se o processo de montagem da face, eliminando-se um dos problemas encontrados na técnica de montagem de retratos falados baseada em fotos: a possível incapacidade da testemunha de apontar precisamente para o padrão mais semelhante, visto que, após algum tempo de procura num universo muito grande e variado de padrões, a tendência é esquecer ou confundir os aspectos fisionômicos do suspeito.

Além da montagem, estão previstas operações  para uniformizar a cor e os traços do rosto. Como os encaixes dos componentes não são perfeitos nem suas cores são idênticas, o rosto final poderá parecer um tanto “artificial” ou “andrógino”. É possível que, num mesmo rosto, coexistam narizes de tez clara com um queixo tez escura e boca  num tom intermediário, por exemplo. A unificação para uma cor aproximada à indicada pela testemunha é um recurso que aumentará a precisão e caracterização do retrato montado.

Classificador:  Uma vez obtida a imagem da face (seja por montagem do retrato falado, seja por captura da foto) e dados os retoques necessários, o usuário poderá pedir ao software que tente um reconhecimento daquela face entre as já aprendidas pelo sistema. Esta operação será realizada pelo subsistema de reconhecimento de imagens baseado em redes neurais e técnicas convencionais de classificação de padrões. A rede será implementada  e treinada com diversas faces já prontas, e estará apta a reconhecer qualquer face montada pelo usuário que se aproxime das que lhe foram ensinadas. O sistema responderá afirmativamente dando o grau de semelhança  entre a imagem apresentada e a reconhecida . Caso não exista nenhuma face aprendida próxima o suficiente da apresentada, o sistema declarar-se-á inapto para realizar o reconhecimento. A etapa de reconhecimento só estará disponível ao usuário quando a imagem a ser reconhecida estiver totalmente definida. O sistema rejeitará o reconhecimento de uma face onde só existam os olhos, como, por exemplo, no caso de uma montagem incompleta.