Captura facial VKIST: Software de coleta de dados de imagens faciais multiangulares para pesquisa e desenvolvimento em IA.

No contexto da crescente aplicação da tecnologia de reconhecimento facial e da modelagem facial 3D em diversas áreas, como segurança, saúde , comércio eletrônico e segurança pessoal, a necessidade de construir um banco de dados de imagens faciais estruturado, diversificado e em larga escala torna-se urgente. Um dos principais desafios atuais é como coletar dados de imagem com qualidade consistente, sob diferentes condições de iluminação e em vários ângulos de captura, garantindo ao mesmo tempo a precisão na classificação e no armazenamento dos dados.

Para solucionar esse problema, a equipe de pesquisa do Instituto de Ciência e Tecnologia Vietnã-Coreia (VKIST) desenvolveu o software de captura facial VKIST, uma ferramenta que permite o controle simultâneo de um sistema composto por múltiplas câmeras digitais e módulos de iluminação, possibilitando a coleta, rotulagem e armazenamento de dados de imagens faciais em tempo real.

Solução para coleta e processamento de dados de imagens faciais

O VKIST para captura facial é programado em linguagem C#, apresentando uma interface amigável em vietnamita, fácil de integrar e expandir.

O VKIST Face Capture permite o controle remoto de câmeras DSLR populares da Nikon e Canon, como 5D Mark II, 5D Mark III, 6D Mark II, 1500D, 2000D, D60, D3000, D5100, D7100, D4, D800..., através da interface USB e do protocolo RS232. Os usuários podem realizar operações como visualizar imagens ao vivo (Live View), ajustar parâmetros técnicos (abertura, velocidade do obturador, ISO), comandar a captura simultânea de fotos e transferir fotos para o computador em tempo real.

Em particular, o software suporta o controle simultâneo de múltiplas câmeras – uma funcionalidade essencial em sistemas de coleta de dados de imagem multiangulares. A interface do software está em vietnamita e foi projetada em blocos funcionais separados para facilitar o uso e a integração em sistemas complexos.

A interface do software de captura facial VKIST (Figura 1) é dividida em blocos separados com funções descritas na Figura 2. O idioma exibido no software é o vietnamita.

Interface do software de captura facial VKIST.

Diagrama dos principais blocos funcionais do software.

O VKIST Face Capture também integra a capacidade de controlar a intensidade da luz do sistema de iluminação, transmitindo dados de arquivos de configuração para o circuito de controle de luz. Graças a isso, o ambiente de iluminação durante o processo de captura é controlado com precisão, garantindo uma qualidade de imagem consistente, o que é um fator crucial em aplicações de IA.

Além disso, a função de controle de intensidade luminosa também está integrada a este software. Os usuários só precisam inserir o arquivo de parâmetros de intensidade luminosa disponível e, em seguida, usar o software para ler os dados e transmitir os parâmetros para o circuito de controle de intensidade luminosa. A partir daí, é possível controlar com precisão a quantidade de luz no ambiente ao redor.

Outro destaque é a capacidade de rotular automaticamente os dados de acordo com sua estrutura, tornando o processo de gerenciamento, recuperação e treinamento de modelos de IA mais eficiente. O software oferece opções de modo de armazenamento de dados (localmente na câmera ou salvo no computador) e classificação de dados de acordo com cenários predefinidos.

Outra funcionalidade excepcional é a capacidade de rotular automaticamente as imagens de acordo com uma estrutura predefinida, o que economiza significativamente tempo de classificação manual. O VKIST Face Capture permite configurar como salvar as imagens: por pasta, por objeto, por tipo de expressão ou outras variações, como uso de óculos, uso de máscaras, mudança de penteado...

Além disso, o software também suporta múltiplos modos de salvamento de dados, incluindo gravação sequencial, sobrescrita ou salvamento na câmera antes da transferência para o servidor. Isso ajuda o sistema a ser flexível no gerenciamento de grandes quantidades de imagens, minimizando o risco de perda de dados ou gargalos durante a operação.

Plataforma de pesquisa em inteligência artificial e construção de banco de dados faciais em larga escala

O software está sendo usado atualmente no sistema de coleta de dados de imagens faciais implantado pelo VKIST, que inclui 33 câmeras DSLR Canon, 20 módulos de iluminação ajustáveis, uma estrutura de ferro para posicionar as câmeras e a iluminação ao redor de um hemisfério e três PCs potentes com monitores e software de controle do sistema. Com esse sistema, o Laboratório Conjunto VKIST-Nacentech/Departamento de Tecnologia da Informação do VKIST vem coletando e construindo um banco de dados de imagens faciais de cerca de 500 pessoas (aproximadamente 5 milhões de fotos) e continua coletando mais dados.

*A amostragem de dados de imagem facial multiangular foi realizada pelo software de captura facial VKIST.*

O software foi utilizado em projetos de colaboração com o Instituto Coreano de Ciência e Tecnologia (KIST) para coletar dados de imagens faciais de mais de 1.000 vietnamitas. Este banco de dados inclui cerca de 10 milhões de fotos com diferentes expressões faciais, como normal, feliz, triste, assustada, zangada, surpresa, irritada e com acessórios que ocultam o rosto, como máscaras, óculos, chapéus e perucas, sob diferentes condições de iluminação.

*Interface de software com especificações completas.*

Os dados coletados pelo sistema usando o software de captura facial VKIST foram e continuam sendo aplicados em diversas áreas de pesquisa e desenvolvimento tecnológico:

Modelagem facial 3D a partir de fotos 2D multiângulo.

Aumentar a precisão da tecnologia de reconhecimento facial em condições de deformação (obscuridade, iluminação complexa).

Gravação a laser 3D de rostos em vidro como lembranças.

Reconstrução de imagens de rostos de pessoas falecidas a partir de fotos antigas, com o objetivo de preservar o patrimônio cultural.

Aplicações em comércio eletrônico, estética médica e realidade aumentada.

O desenvolvimento e a aplicação da tecnologia de captura facial do VKIST não só ajudam o VKIST a tomar a iniciativa na construção de grandes bases de dados, como também contribuem para o aprimoramento da capacidade de pesquisa em visão computacional e inteligência artificial no Vietnã – áreas centrais da quarta revolução industrial.

Dominar e aprimorar a tecnologia de software para controlar sistemas de hardware especializados – especialmente sistemas ópticos com múltiplos dispositivos – desempenha um papel importante na construção de plataformas de IA nacionais adequadas às características antropométricas da população vietnamita.

A captura facial VKIST é uma demonstração do desenvolvimento de ferramentas de software de alta tecnologia para pesquisa e implementação de sistemas de visão computacional no Vietnã. Dominar a tecnologia de controle e sincronização de sistemas de coleta de dados de imagem em larga escala será fundamental para promover a capacidade de desenvolvimento de inteligência artificial no país, especialmente em áreas que requerem dados antropométricos com características regionais ou etnográficas.

O departamento de TI registrou os direitos autorais do software "VKIST face capture" imediatamente após a conclusão e os testes de todo o programa.

*Certificado de registro de direitos autorais para o software de captura facial VKIST.*

Instituto de Ciência e Tecnologia Vietnã-Coreia

Fonte: https://mst.gov.vn/vkist-face-capture-phan-mem-thu-thap-du-lieu-anh-khuon-mat-da-goc-phuc-vu-nghien-cuu-va-phat-trien-ai-197250927011551324.htm