Por Mayson Nogueira*
O Laboratório de Qualidade de Imagem, do Instituto de Computação (IComp) da Universidade Federal do Amazonas (Ufam), realiza desde 2021 pesquisas relacionadas à qualidade fotográfica de câmeras DSLR e de celulares ao alinhar inteligência artificial e fotografia computacional, coordenado pelo professor do curso de Ciência da Computação, João Marcos Cavalcanti.
O espaço é fruto de uma parceria entre o IComp e a Motorola, como forma de incentivo as pesquisas relacionadas às qualidades imagéticas. A parceria vigorou entre 2021 e 2024 e recebeu o nome de Impact-Lab.
Além da parte técnica, o projeto realiza também cursos de capacitação e formação profissional, entre eles o de fotografia computacional, que oferece uma base sólida para os estudantes realizarem os processamentos imagéticos com apoio da inteligência artificial e reconhecimento de padrões.
Para o professor coordenador, João Marcos Cavalcanti, o laboratório possui importância significativa para o curso de Ciência da Computação, sendo local para realização de atividades práticas e desenvolvimento de pesquisas tecnológicas. Confira no vídeo:
O que é feito no laboratório?
O trabalho realizado no Laboratório de Qualidade de Imagem consiste na captura fotográfica de objetos do cotidiano para inserir em diferentes contextos de iluminação. A finalidade desse processo é de avaliar como as lentes de câmeras DSLR e de celulares se comportam diante da quantidade de luz no ambiente.
“O principal equipamento que a gente tem são os painéis de iluminação. Eles permitem à gente tirar fotos com diferentes tipos de iluminação, por exemplo, iluminação branca, amarela e além disso, com diferentes intensidades”, pontou o professor João Cavalcanti.
Com diferentes intensidades e cores, o trabalho permite fazer inferições acerca da qualidade fotográfica das imagens, boas ou ruins, dos equipamentos utilizados no laboratório e realizar comparações e calibragem entre os itens. Confira abaixo.
Confira o resultado de fotografias sob iluminação branca com quatro variações de intensidade sobre os objetos:
Veja o resultado de fotografias sob iluminação amarela com quatro variações de intensidade sobre os objetos:
O coordenador comentou sobre a necessidade de realizar esse estudo sobre qualidade fotográfica, para criação de bases e fazer avaliações técnicas para além da percepção subjetiva do usuário.
“Por que é importante esse negócio de base de imagens? Porque para a gente fazer experimentos, por exemplo, desenvolver uma nova técnica de melhoria de qualidade de imagem, eu tenho que ter, em alguns casos várias ou até mesmo milhares de imagens, para poder testar e fazer avaliação para dizer se melhorou ou não. Vai de encontro com a percepção pessoal de alguém que observa as fotos e pontua que uma ficou melhor e a outra não”, afirmou João.
Para a análise técnica das imagens, é utilizada a Similaridade Estrutural de Imagens, na sigla SSMI em inglês, no qual consiste na soma da diferença entre todos os pixels nas posições correspondentes, chamadas de coordenadas.
“Então você pega todas as posições de duas imagens e calcula a diferença e soma essas diferenças. Por exemplo, se o valor do SSIM for zero, significa que as imagens são absolutamente iguais, tendo o mesmo valor de pixels nas suas posições. Quando há uma pequena diferença de iluminação, o valor do SSIM muda, podendo ser positivo ou negativo”, explicou.
Pesquisas desenvolvidas no Laboratório
No Laboratório de Qualidade de Imagem, são desenvolvidas duas pesquisas sobre questões imagéticas, uma realizada pelo Programa de Pós-Graduação em Informática (PPGI) e outra sendo um Projeto de Iniciação Científica (PIBIC), ambas realizadas no laboratório.
Entre essas pesquisas, está a dissertação de mestrado da estudante Jade Santos, do PPGI, ao relacionar as deep fakes com imagens manipuladas por inteligência artificial e os desafios como desinformação, fraudes e até ataques à reputação de indivíduos. A proposta do trabalho é desenvolver métodos automáticos capazes de analisar e identificar manipulações, com apoio de tecnologias de ponta e aprendizado profundo na área. Além disso, outro objetivo do trabalho é treinar sistemas inteligentes que consigam reconhecer padrões sutis deixados pela falsificação, mesmo sendo extremamente sofisticados.
“Hoje eu tenho essa dissertação, que consiste basicamente na manipulação de imagens. Por exemplo, no processo de pegar uma imagem original e realizar uma manipulação nela, adicionar ou tirar coisas presentes nela. Inclusive, é uma coisa que é muito disseminada hoje, você consegue ver isso muito presente em redes sociais. Então, meu foco é tentar detectar essas manipulações e realizar processos de detecção ou técnicas disso com sistemas inteligentes”, pontuou Jade sobre a sua pesquisa.
O segundo trabalho desenvolvido é da Gabrielly Rodrigues, estudante do curso de Ciência da Computação, que aborda a dificuldade de enxergar em ambientes com pouca iluminação e como isso altera diretamente sistemas que dependem da visão, como robôs, no contexto onde a máquina “não entende” corretamente o ambiente ao seu redor quando a imagem captada é escura ou com baixa qualidade.
O objetivo do trabalho é desenvolver soluções inteligentes capazes de melhorar essas imagens, e o grande diferencial é o uso de tecnologias de ponta em Inteligência Artificial, bem como a criação de bases de imagens próprias desenvolvidas no Laboratório de Qualidade de Imagem, onde permite que sistemas aprendem com dados reais e se adapte a diferentes cenários, com variação de luminosidade e intensidade. Confira mais no áudio:
As pesquisas desenvolvidas e os trabalhos realizados pelo Laboratório de Qualidade de Imagem permitem maior integração entre o conteúdo teórico aprendido em sala e a prática para compreensão acerca da qualidade fotográfica de câmeras DSLR e de celulares, bem como as imagens utilizadas em aspectos positivos ou negativos e o uso de painéis para imergir experimentos em diferentes contextos luminosos.
“Uma coisa importante de perceber sobre o laboratório é a qualidade [que ele possui]. Temos alunos, professores que utilizam o espaço. Trabalhos desenvolvidos aqui e o próximo passo desse lugar é poder atender demandas da própria indústria, de produção de câmeras, de smartphones, conseguir suprir a demanda local da indústria”, finalizou o professor coordenador do laboratório, João Marcos Cavalcanti.
*Repórter do Portal da Ciência sob a supervisão do Prof. Me. Gabriel Ferreira
Fotos e vídeos: Mayson Nogueira/ Portal da Ciência
