Reconstrução facial forense: comparação entre tabelas de espessuras de tecidos moles faciais

As Ciências Forenses empregam a técnica de Reconstrução Facial buscando aumentar as possibilidades de reconhecimento humano. Após análise antropológica, a face é esculpida sobre o crânio esqueletizado e divulgada na mídia. Existem várias metodologias para a modelagem do rosto e das características da face, bem como vários dados de espessuras de tecidos moles que auxiliam no contorno facial. Com o intuito de investigar se existe uma metodologia que favoreça mais reconhecimentos e que permita uma maior semelhança com o indivíduo, este trabalho buscou comparar reconstruções faciais manuais feitas com duas abordagens para o preenchimento dos tecidos moles (métodos Americano e de Manchester) e para a predição dos olhos, nariz, boca e orelhas. Também buscou comparar reconstruções realizadas com quatro tabelas de espessuras de tecidos moles, desenvolvidas para brasileiros por estudos prévios, observando a possibilidade de unir esses dados para auxiliar na reconstrução. Um quarto objetivo foi averiguar se existe influência do sexo e do conhecimento anatômico ou forense na frequência de reconhecimentos. O estudo foi dividido em duas fases. Na primeira, duas reconstruções foram realizadas para dois indivíduos alvos (um homem e uma mulher) com os métodos Americano e de Manchester, aplicando dois guias para olhos, nariz, boca e orelhas. As reconstruções foram avaliadas por quarenta indivíduos (homens e mulheres, divididos em 4 grupos - alunos de graduação em Odontologia que não passaram pela disciplina de Odontologia Legal, alunos de graduação em Odontologia que passaram pela disciplina, especialistas em Odontologia Legal e indivíduos que não possuíam conhecimento de anatomia humana) por meio dos testes de reconhecimento e semelhança. Para o alvo feminino, as frequências de reconhecimentos foram 20% e 10% para os métodos Americano e de Manchester, respectivamente; para o alvo masculino, as frequências foram 35% e 17,5%. Em relação à semelhança, as medianas foram menores que 3 (em uma escala de 1 a 5); entretanto, foi verificada uma exceção para a escultura feita com o método Americano para o alvo masculino, a qual apresentou mediana 3. Na segunda fase, reconstruções faciais para quatro alvos (dois homens e duas mulheres) foram obtidas com o método Americano, considerando as quatro tabelas de espessuras de tecidos moles para brasileiros. Dezesseis reconstruções foram avaliadas por cento e vinte indivíduos, também pelos testes de reconhecimento e semelhança. Assim como na fase I, foram considerados o sexo e o grupo dos avaliadores. Para o alvo 1, as proporções de acertos são significativamente maiores para reconstruções feitas com as tabelas de cadáveres (44% e 38%) em relação às com os dados de exames de imagem. Para o alvo 4, as proporções de acertos com os dados de cadáveres (Tedeschi-Oliveira et al.) e com os de ressonância magnética foram significativamente maiores comparados às reconstruções com dados de tomografias computadorizadas. Em relação à semelhança, somente o alvo 1 mostrou diferenças significativas de frequências de semelhança leve entre reconstruções. Além disso, não houve influência nem do sexo, nem do conhecimento de anatomia nas frequências de reconhecimentos corretos. Espera-se que a tabela proposta possa ser empregada para a população brasileira.

Aproximação fisionômica pericial através de função de base radial hermitiana

A aproximação fisionômica é o método que busca, a partir do crânio, simular a fotografia de um indivíduo quando em vida. Deve ser empregada como último recurso, na busca de desaparecidos, quando não houver possibilidade de aplicação de um método válido de identificação. O objetivo deste estudo foi obter a aproximação fisionômica, a partir de um crânio seco e de tomografia computadorizada multislice de indivíduos vivos, através da função de base radial hermitiana (FBRH). Constituiu-se também em avaliar o resultado da mesma quanto ao reconhecimento. Na primeira etapa do estudo, foi utilizada a imagem escaneada de um crânio seco, de origem desconhecida, com o intuito de avaliar se a quantidade de pontos obtidos seria suficiente para aplicação da FBRH e consequente reconstrução da superfície facial. Na segunda fase, foram utilizadas três tomografias de indivíduos vivos, para análise da semelhança alcançada entre a face escaneada e as aproximações faciais. Nesta etapa, foi aplicada uma associação de diferentes metodologias já publicadas, para reconstrução de uma mesma região da face, a partir de um mesmo crânio. Na última etapa, foram simuladas situações de reconhecimento com familiares e amigos dos indivíduos doadores das tomografias. Observou-se que a metodologia de FBRH pode ser empregada em aproximação fisionômica. Houve reconhecimento positivo nos três sujeitos estudados, sendo que, em dois deles, os resultados foram ainda mais significativos. Desta forma, conclui-se que a metodologia é rápida, objetiva e proporciona o reconhecimento. Esta permite a criação de múltiplas versões de aproximações fisionômicas a partir do mesmo crânio, o que amplia as possibilidades de reconhecimento. Observou-se ainda que a técnica não exige habilidade artística do profissional.

Retalho retroauricular em ilha a pedículo superior: estudo anatômico e novos conceitos

Pós-graduação em Bases Gerais da Cirurgia - FMB

Diagnóstico e planejamento em cirurgia parendodôntica: utilização da tomografia cone beam

The ability to tridimensionally evaluate pathological and anatomical areas, in apical surgery planning, presents a number of advantages. Cone beam computed tomography (CBCT) was developed for dental applications. This paper aims to present a literature review on CBCT, highlighting its advantages over both conventional computed tomography (CT) and radiography. Moreover, its clinical applications in apical surgery are discussed. LITERATURE REVIEW AND CONCLUSION: Unlikely CT, CBCT captures a volume of data in a single 360º rotation, providing benefits such as higher accuracy, better resolution, reduced scanning time and reduced radiation dose. In the maxillofacial region, CBCT has been mainly used in the assessment of dento-alveolar pathology and oral traumatology. CBCT provides a better diagnosis and quantitative information on periodontal bone levels than conventional radiography. It has also been used for patients requiring surgical facial reconstruction, orthognathic surgery, dental implants, and more complex tooth extractions. Besides that, it seems to be a significant tool in modern endodontic practice, presenting useful applications in apical surgery.

O impacto das próteses implantosuportadas na harmonia facial

Many patients seeking dental care wish to improve facial and smile aesthetics to be accepted in modern day society. In denture wearers, the physiological resorption causes atrophy mainly in the maxilla, being necessary to carry out reconstruction techniques and sometimes orthognathic surgery to improve occlusal stability and facial harmony. The aim of this study is to discuss the features related to the rehabilitation of edentulous patients with indication for reconstruction of the maxilla using bone grafts and orthognathic surgery by means of a clinical case. In the present case, after the prosthetic rehabilitation, the patient was full satisfied with obtained results and dismissed the initially proposed surgical protocol. Therefore, professionals should provide therapeutic options but the patient’s opinion should prevail provided its clinical feasibility.

O impacto das próteses implantossuportadas na harmonia facial

Many patients seeking dental care wish to improve facial and smile aesthetics to be accepted in modern day society. In denture wearers, the physiological resorption causes atrophy mainly in the maxilla, being necessary to carry out reconstruction techniques and sometimes orthognathic surgery to improve occlusal stability and facial harmony. The aim of this study is to discuss the features related to the rehabilitation of edentulous patients with indication for reconstruction of the maxilla using bone grafts and orthognathic surgery by means of a clinical case. In the present case, after the prosthetic rehabilitation, the patient was full satisfied with obtained results and dismissed the initially proposed surgical protocol. Therefore, professionals should provide therapeutic options but the patient’s opinion should prevail provided its clinical feasibility.

Aproximação facial forense: relação entre as estruturas ósseas e a porção inferior do nariz

Este trabalho teve o propósito de avaliar a relação entre a cartilagem alar e a abertura piriforme a partir de imagens de tomografia computadorizada cone-beam e a relação do nariz com o padrão esquelético vertical da face. A pesquisa foi realizada com 96 imagens de indivíduos de ambos os sexos (49 masculino e 47 feminino), com idades entre 18 e 65 anos classificados de acordo com sua tipologia facial. Para a realização das marcações e mensurações de interesse foi utilizado o software OsiriX. A tipologia facial foi acessada através de três metodologias: índice facial, ângulo goníaco e proporção entre as alturas faciais. No corte axial da imagem de tomografia computadorizada, foram aferidas quatro grandezas lineares: largura do nariz externo, distância entre as inserções alares, extensão da base da abertura piriforme e máxima largura da abertura piriforme. Todas as grandezas foram mensuradas por dois examinadores em concordância. A análise dos resultados obtidos mostrou que há correlação entre as larguras do nariz externo e da abertura piriforme e entre a base da cavidade nasal e a distância entre as inserções alares. A largura da abertura piriforme aumenta proporcionalmente mais que a do nariz. Além disso, a tipologia facial longa associa-se à largura nasal.

An application of fractal image-set coding in facial recognition

Faces are complex patterns that often differ in only subtle ways. Face recognition algorithms have difficulty in coping with differences in lighting, cameras, pose, expression, etc. We propose a novel approach for facial recognition based on a new feature extraction method called fractal image-set encoding. This feature extraction method is a specialized fractal image coding technique that makes fractal codes more suitable for object and face recognition. A fractal code of a gray-scale image can be divided in two parts – geometrical parameters and luminance parameters. We show that fractal codes for an image are not unique and that we can change the set of fractal parameters without significant change in the quality of the reconstructed image. Fractal image-set coding keeps geometrical parameters the same for all images in the database. Differences between images are captured in the non-geometrical or luminance parameters – which are faster to compute. Results on a subset of the XM2VTS database are presented.

Selecting, optimizing and fusing ‘salient’ Gabor features for facial expression recognition

This paper describes a novel framework for facial expression recognition from still images by selecting, optimizing and fusing ‘salient’ Gabor feature layers to recognize six universal facial expressions using the K nearest neighbor classifier. The recognition comparisons with all layer approach using JAFFE and Cohn-Kanade (CK) databases confirm that using ‘salient’ Gabor feature layers with optimized sizes can achieve better recognition performance and dramatically reduce computational time. Moreover, comparisons with the state of the art performances demonstrate the effectiveness of our approach.

Facial feature detection for in-car environment

Acoustically, vehicles are extremely noisy environments and as a consequence audio-only in-car voice recognition systems perform very poorly. Seeing that the visual modality is immune to acoustic noise, using the visual lip information from the driver is seen as a viable strategy in circumventing this problem. However, implementing such an approach requires a system being able to accurately locate and track the driver’s face and facial features in real-time. In this paper we present such an approach using the Viola-Jones algorithm. Using this system, we present our results which show that using the Viola-Jones approach is a suitable method of locating and tracking the driver’s lips despite the visual variability of illumination and head pose.

Exploring visual features through Gabor representations for facial expression detection

Gabor representations have been widely used in facial analysis (face recognition, face detection and facial expression detection) due to their biological relevance and computational properties. Two popular Gabor representations used in literature are: 1) Log-Gabor and 2) Gabor energy filters. Even though these representations are somewhat similar, they also have distinct differences as the Log-Gabor filters mimic the simple cells in the visual cortex while the Gabor energy filters emulate the complex cells, which causes subtle differences in the responses. In this paper, we analyze the difference between these two Gabor representations and quantify these differences on the task of facial action unit (AU) detection. In our experiments conducted on the Cohn-Kanade dataset, we report an average area underneath the ROC curve (A`) of 92.60% across 17 AUs for the Gabor energy filters, while the Log-Gabor representation achieved an average A` of 96.11%. This result suggests that small spatial differences that the Log-Gabor filters pick up on are more useful for AU detection than the differences in contours and edges that the Gabor energy filters extract.

Temporal-based support vector machines for facial expression recognition

When classifying a signal, ideally we want our classifier to trigger a large response when it encounters a positive example and have little to no response for all other examples. Unfortunately in practice this does not occur with responses fluctuating, often causing false alarms. There exists a myriad of reasons why this is the case, most notably not incorporating the dynamics of the signal into the classification. In facial expression recognition, this has been highlighted as one major research question. In this paper we present a novel technique which incorporates the dynamics of the signal which can produce a strong response when the peak expression is found and essentially suppresses all other responses as much as possible. We conducted preliminary experiments on the extended Cohn-Kanade (CK+) database which shows its benefits. The ability to automatically and accurately recognize facial expressions of drivers is highly relevant to the automobile. For example, the early recognition of “surprise” could indicate that an accident is about to occur; and various safeguards could immediately be deployed to avoid or minimize injury and damage. In this paper, we conducted initial experiments on the extended Cohn-Kanade (CK+) database which shows its benefits.

Person-independent facial expression detection using constrained local models

In automatic facial expression detection, very accurate registration is desired which can be achieved via a deformable model approach where a dense mesh of 60-70 points on the face is used, such as an active appearance model (AAM). However, for applications where manually labeling frames is prohibitive, AAMs do not work well as they do not generalize well to unseen subjects. As such, a more coarse approach is taken for person-independent facial expression detection, where just a couple of key features (such as face and eyes) are tracked using a Viola-Jones type approach. The tracked image is normally post-processed to encode for shift and illumination invariance using a linear bank of filters. Recently, it was shown that this preprocessing step is of no benefit when close to ideal registration has been obtained. In this paper, we present a system based on the Constrained Local Model (CLM) which is a generic or person-independent face alignment algorithm which gains high accuracy. We show these results against the LBP feature extraction on the CK+ and GEMEP datasets.

Toward a more robust facial expression recognition in occluded images using randomly sampled Gabor based templates

Occlusion is a big challenge for facial expression recognition (FER) in real-world situations. Previous FER efforts to address occlusion suffer from loss of appearance features and are largely limited to a few occlusion types and single testing strategy. This paper presents a robust approach for FER in occluded images and addresses these issues. A set of Gabor based templates is extracted from images in the gallery using a Monte Carlo algorithm. These templates are converted into distance features using template matching. The resulting feature vectors are robust to occlusion. Occluded eyes and mouth regions and randomly places occlusion patches are used for testing. Two testing strategies analyze the effects of these occlusions on the overall recognition performance as well as each facial expression. Experimental results on the Cohn-Kanade database confirm the high robustness of our approach and provide useful insights about the effects of occlusion on FER. Performance is also compared with previous approaches.