Software deixa rostos de bebé ‘crescerem’ em segundos

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Universidade de Washington

Um novo software de progressão etária gera imagens do rosto de uma criança jovem à medida que envelhece ao longo da sua vida, e fá-lo em menos de um minuto.

A nova técnica é a primeira que funciona com iluminação variável, expressões, e poses, dizem os investigadores.

“O envelhecimento de fotografias de crianças muito pequenas a partir de uma única fotografia é considerado o mais difícil de todos os cenários, por isso queríamos concentrar-nos especificamente neste caso muito desafiante”, diz Ira Kemelmacher-Shlizerman, professor assistente de ciências informáticas e engenharia na Universidade de Washington.

“Tirámos fotografias de crianças em condições completamente desenfreadas e descobrimos que o nosso método funciona notavelmente bem.”

A equipa de investigação publicou um artigo sobre a nova técnica e apresentará os seus resultados na conferência de Junho do IEEE Computer Vision and Pattern Recognition em Columbus, Ohio.

Milhares de rostos

A forma e aparência do rosto de um bebé – e variedade de expressões – mudam muitas vezes drasticamente com a idade adulta, tornando difícil modelar e prever essa mudança. A nova técnica aproveita a média de milhares de rostos da mesma idade e sexo, depois calcula as alterações visuais entre grupos à medida que envelhecem para aplicar essas alterações ao rosto de uma nova pessoa.
br> Mais especificamente, o software determina a disposição média de pixels a partir de milhares de fotografias aleatórias de rostos na Internet em diferentes escalões etários e sexos.

Um algoritmo encontra então correspondências entre as médias de cada escalão e calcula a alteração média na forma e aparência facial entre as idades. As alterações são então aplicadas à fotografia de uma nova criança para prever como aparecerá para qualquer idade posterior até 80.

Real ou não?

Os investigadores testaram as suas imagens renderizadas contra as de 82 pessoas reais fotografadas durante um período de anos. Numa experiência em que se pedia aos utilizadores aleatórios que identificassem a fotografia envelhecida correcta para cada exemplo, descobriram que os utilizadores escolhiam as fotografias reproduzidas automaticamente tão frequentemente como as da vida real.

“Os nossos extensos estudos com utilizadores demonstraram resultados de progressão da idade que são tão convincentes que as pessoas não conseguem distingui-los da realidade”, diz o co-autor Steven Seitz, professor de ciências informáticas e engenharia. “Quando são mostradas imagens de uma foto de criança com idade avançada e uma foto da mesma pessoa que um adulto, as pessoas são incapazes de identificar de forma fiável qual é a verdadeira foto”

Utilizando uma foto de uma criança de 3 anos de idade, o software automaticamente produz imagens do seu rosto em várias idades enquanto mantém a sua identidade (e o bigode de leite). (Crédito: U. Washington)
Usando uma foto de uma criança de 3 anos, o software automaticamente produz imagens do seu rosto em múltiplas idades, mantendo a sua identidade (e o bigode de leite). (Crédito: U. Washington)

p>p>Fotos da vida real de crianças são difíceis de obter, em parte devido a iluminação variável, sombras, expressões engraçadas, e até mesmo bigodes de leite. Para compensar estes efeitos, o algoritmo primeiro corrige automaticamente para rostos inclinados, cabeças viradas, e iluminação inconsistente, depois aplica a forma computorizada e alterações de aparência ao novo rosto da criança.

Uma única fotografia de uma criança (extrema esquerda) é a idade avançada (esquerda em cada par) e comparada com fotografias reais da mesma pessoa na idade correspondente (direita em cada par). (Crédito: U. Washington)
Uma única fotografia de uma criança (extrema esquerda) tem a idade progredida (esquerda em cada par) e comparada com fotografias reais da mesma pessoa na idade correspondente (direita em cada par). (Crédito: U. Washington)

Missing children images

Talvez a aplicação mais comum do trabalho de progressão da idade seja a de render versões mais antigas de crianças desaparecidas. Estas renderizações são geralmente criadas manualmente por um artista que utiliza fotografias da criança, bem como de membros da família, e software de edição para dar conta de alterações comuns no rosto de uma criança à medida que envelhece, incluindo alongamentos verticais, rugas, e um nariz mais comprido.

Mas o processo leva tempo, e é significativamente mais difícil produzir uma imagem precisa para crianças menores de 5 anos, quando as feições faciais se assemelham mais às de um bebé.

O software de progressão automática da idade pode ser executado num computador padrão e leva cerca de 30 segundos a gerar resultados para um rosto. Enquanto que o método considerado género e idade, os investigadores esperam incorporar outros identificadores tais como etnia, e factores cosméticos tais como branqueamento de cabelo e rugas para construir um método suficientemente robusto para representar cada rosto humano.

“Estou realmente interessado em tentar encontrar alguma representação de todas as pessoas no mundo, aproveitando as enormes quantidades de fotografias de rosto capturadas”, diz Kemelmacher-Shlizerman. “O processo de envelhecimento é uma das muitas dimensões a considerar”

Google e a Intel Corporation financiaram a investigação.

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