Algoritmo aprende a simular envelhecimento do rosto humano

Uma equipa de investigadores franceses desenvolveu um programa informático capaz de envelhecer (e rejuvenescer) fotografias tipo-passe automaticamente.

A rede artificial foi treinada ao analisar cinco mil imagens de rostos disponíveis em repositórios online
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A rede artificial foi treinada ao analisar cinco mil imagens de rostos disponíveis em repositórios online DR

À medida que os anos passam, o rosto que vemos ao espelho muda: é o motivo de se tirar uma fotografia nova de cada vez que actualizamos o passe, ou o cartão de cidadão. Há que registar as mudanças do rosto, como a chegada do cabelo branco e o aparecimento das rugas. Agora, há outra opção.

Uma equipa de investigadores franceses, liderada por Grigory Antipov, está a desenvolver um sistema automático para actualizar as nossas fotografias. Utiliza um novo algoritmo que percebe como é que um rosto envelhece, conseguindo produzir imagens digitais da cara de alguém com uns anos a mais ou a menos.

O sistema foi desenvolvido em parceria pelos laboratórios Orange e pelo centro de investigação Eurecom. Combina dois programas: um gerador de caras e um discriminador. O primeiro utiliza traços característicos de uma determinada faixa etária para envelhecer ou rejuvenescer o rosto de uma fotografia. Depois, o discriminador verifica se a nova imagem se assemelha à pessoa na fotografia original (quando não é, a imagem é rejeitada).

“As duas redes melhoram ao serem utilizadas repetidamente uma contra a outra. É a razão de o sistema se chamar rede geradora adversária [Generative Adversarial Network]”, explica um dos investigadores, Jean-Luc Dugelay, ao PÚBLICO. O novo sistema permite renovar bases de dados automaticamente, sem necessitar de fotografias originais. “Um dos problemas que temos visto com os sistemas de identificação facial biométrica [utilizados para aceder a edifícios através da imagem física] é que a qualidade do sistema diminui rapidamente à medida que os anos passam, se a base de dados não é actualizada regularmente”, diz Dugelay, que trabalha na secção de sistemas de segurança do Eurecom.

O investigador juntou-se ao projecto por acreditar que também pode ser utilizado para procurar pessoas desaparecidas. As autoridades já empregam especialistas forenses em técnicas de envelhecimento facial computadorizado, mas um sistema autónomo – feito exclusivamente por máquinas – pouparia tempo. “[Com os sistemas tradicionais] na maioria dos casos, a imagem gerada é parecida com a pessoa original, mas é pouco realista. Ou seja, percebe-se que é uma imagem recriada”, acrescenta Dugelay.

A rede desenvolvida pelos investigadores franceses utiliza inteligência artificial para aprender a determinar a idade de um indivíduo a partir de bases de dados em evolução. Na fase inicial, foi treinada com cinco mil imagens de rostos disponíveis nos repositórios de imagens da Wikipédia e do IMDb (site especializado em cinema e televisão) que os investigadores dividiram por seis faixas etárias (0-18, 19-29, 30-39, 40-49, 50-59, 60+). O objectivo era que o programa aprendesse como é os rostos dos seres humanos evoluem ao longo da vida.

Os investigadores testaram o sistema com uma nova base de dados composta por dez mil rostos. Os resultados foram avaliados pelo programa informático de código aberto OpenFace, que concluiu que 80% dos pares de imagens apresentados mostravam a mesma pessoa. Segundo a equipa, é uma melhoria de cerca de 30% face a imagens que são desenvolvidas através de outros sistemas.

Contudo, os investigadores admitem que é provável que o sistema também seja utilizado para projectos de entretenimento e animação digital. Afinal, as máquinas não conseguem interpretar algumas subtilezas relacionadas com o passar do tempo pelos seres humanos. “Em casos de uso na vida real, o envelhecimento facial tem de ser combinado com outras alterações faciais, como a adição de óculos ou barba”, escrevem os investigadores no relatório do projecto.