@PHDTHESIS{ 2023:849737872, title = {Uma Abordagem Multi-Nível Baseada em Redes Neurais Convolucionais para Redução do Viés Algorítmico na Localização de Pontos Faciais}, year = {2023}, url = "https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/5108", abstract = "A localização de pontos de referência facial é uma desafiadora tarefa no contexto da Visão Computacional cujo resultado é aproveitado em diversas aplicações faciais de alto-nível. Para a solução desse problema, modelos baseados em redes neurais convolucionais já atingem níveis de desempenho próximos à anotação humana. O principal critério adotado para a avaliação de desempenho desses modelos é a média da distância ponto-a-ponto, considerando a totalidade de um dataset, entre a anotação de um especialista e o valor estimado. Contudo, estudos recentes lançaram luz sobre um problema ainda pouco explorado na avaliação desses modelos relativos a aplica- ções faciais. Ele consiste na existência de significativas diferenças de desempenho dos modelos de análise facial quando avaliados os resultados entre diferentes grupos demográficos. Isso caracteriza um viés algorítmico que pode levar a uma discriminação ou favorecimento na análise de um grupo em relação aos outros. Este trabalho propõe uma abordagem de localização de pontos faciais que visa a redução das diferenças de desempenho entre grupos demograficamente distintos. A abordagem concentra-se em uma estratégia multi-nível baseada em redes neurais convolucionais para modelagem dos atributos faciais. O nível de cima é composto por um modelo de regressão de coor- denadas para detecção de subunidades da face. O nível de baixo utiliza as respostas de detecção para modelar a localização de cada ponto que compõe a subunidade correspondente. Os modelos foram treinados a partir dos datasets Helen, LFPW, AFW, e 300W desbalanceados com respeito a indivíduos com problemas neurológicos, e aplicados ao Toronto Neuroface, balanceado com portadores de ELA (Esclerose Lateral Amiotrófica), sobreviventes de derrame, e um grupo de controle. A comparação com o estado da arte de localização de pontos faciais revelou dois avanços significativos: a aplicação dos modelos do nível de baixo isolados e em condições de detecção de subunidades ideal foi capaz de reduzir as diferenças de desempenho entre todos os grupos, além de reduzir significativamente o erro geral; e a aplicação da abordagem multi-nível reduziu as diferenças de desempenho entre os grupos de controle e portado- res de ELA a níveis insignificantes, além de manter os resultados gerais comparáveis ao estado da arte. A abordagem demonstrou ser capaz de atenuar o viés algorítmico presente em modelos preditivos gerados a partir de um dataset desbalanceado.", publisher = {Universidade Federal do Maranhão}, scholl = {PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO DOUTORADO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO}, note = {DEPARTAMENTO DE INFORMÁTICA/CCET} }