Proposta e avaliação de métodos ativos para detecção de falsificação facial eletrônica

Abstract

Em nossa sociedade, a aparência de uma pessoa é a forma mais direta de tentar reconhecê-la. Baseado neste comportamento humano, o reconhecimento facial é uma importante área de estudo que busca a identificação de uma pessoa por suas características faciais. Entretanto, ameaças a sistemas do tipo podem ser facilmente reproduzidas, utilizando imagens individuais obtidas em redes sociais, gerando resultados falso positivos para impostores. Assim, associada à pesquisa de técnicas de reconhecimento facial, está a busca de métodos de prevenção a essas ameaças. A falsificação facial indireta é uma conhecida ameaça que levanta maior interesse na prevenção de ataques a sistemas de reconhecimento. Trata-se da reprodução da imagem de uma pessoa, por foto impressa ou reprodução digital, que é amplamente conhecida pela sua simplicidade de execução. Em grande parte, pesquisas relacionadas à prevenção desse tipo de ameaça são baseadas no reconhecimento de padrões por processamento de imagens 2D. Esta pesquisa propõe e avalia técnicas ativas de detecção de falsificação facial por apresentação de imagem em aparelhos eletrônicos com tela digital, que considere informações além da imagem 2D capturada, utilizando da reflexão da tela. Primeiramente é feita uma revisão teórica das ferramentas de processamento de imagens utilizadas e dos termos detecção, reconhecimento e falsificação faciais, assim como das técnicas atuais disponíveis em métodos ativos de detecção de falsificação eletrônica. Após isso, são apresentados os métodos propostos, baseados inicialmente na simplicidade de aplicação. O primeiro método consiste em um dispositivo com emissores e receptores na faixa do infravermelho para captação automática da reflexão. O segundo busca a detecção da reflexão de uma fonte luminosa, posicionada próxima à câmera, por ferramentas de processamento de imagens. O primeiro método foi analisado a partir da leitura de tensão no fototransistor receptor, por meio de um conversor analógico digital de 10 bits. Foram realizados testes iniciais em dois aparelhos eletrônicos, em distâncias na faixa de 4 a 15 centímetros. Os dispositivos captaram uma maior intensidade luminosa, de reflexão, em distâncias menores. Na distância máxima averiguada, de 15 centímetros, a leitura para um dos aparelhos foi de 941 e 878, para dois dispositivos desenvolvidos, em comparação com o valor de 953, lido na ausência dos aparelhos de apresentação. O segundo método foi considerado mais viável para aplicação e consequentemente mais experimentado. Os experimentos foram realizados alternando condições de iluminação, cor de fundo e distância, com o ajuste de duas variáveis, de limiarização da imagem e de decisão, obtendo um valor de acurácia máximo foi de 89,6% e de F1-score de 88,9%. O sistema foi capaz de diferenciar a foto real da reprodução de imagem na maior parte dos casos e a reflexão luminosa impossibilitou a detecção de face, em alguns casos, na tentativa de fraude em distâncias menores.