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IntroduçãoObjetivo do exame:
Comparar a imagem de uma face desconhecida (questionada) com um indivíduo conhecido ou a imagem de uma face conhecida (padrão)
Exceção(ões)?
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IntroduçãoQual o termo correto?
Reconhecimento facialIdentificação facialIdentificação de indivíduos por imagensVerificação facialComparação facial
Reconhecimento biométrico:Eu sou quem eu digo que sou? = verificação
(1:1)Quem sou eu? = identificação (1:n)
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IntroduçãoPorque não usar métodos automáticos?
Geralmente usados para identificação (1:n)Precisão x capacidade discriminatóriaImplicações no processo criminal
Características do exame pericialComparação 1 : 1Conclusão: positiva (identidade), negativa
(exclusão) ou indefinida (não aponta a identidade, mas também não a exclui)
Possui caráter subjetivo, baseado nas observações do perito criminal
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Aspectos do reconhecimento facial por humanosDe onde vem nossa capacidade de reconhecer rostos?
Aspectos relativos à sobrevivênciaÁrea dedicada no cérebro para esta finalidade
Psicologia cognitivaO que sabemos do processo cognitivo?O exame pode ser influenciado por estes aspectos?
Artigo: Face Recognition by Humans- Nineteen Results All Computer Vision Researchers Should Know About, Proceedings of the IEEE, vol. 94, nº 11, 2006.
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Reconhecimento em função da resolução espacial“Seres humanos são capazes de reconhecer
faces familiares em imagens com muito pouca resolução”
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Reconhecimento em função da resolução espacial“A habilidade de tolerar degradações
aumenta com a familiaridade”O reconhecimento de indivíduos familiares é
fortemente baseado no rosto!
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Reconhecimento em função da resolução espacialAlta frequência é importante para o
reconhecimento facial?
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Reconhecimento em função da resolução espacialAlta frequência é importante para o
reconhecimento facial?
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Reconhecimento em função da resolução espacial“Informação de alta frequência por si só não
leva a um bom desempenho para reconhecimento da face”
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Reconhecimento em função da resolução espacial“Informação de alta frequência por si só não
leva a um bom desempenho para reconhecimento da face”
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Natureza do processamento“As características faciais são processadas
holisticamente”
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Natureza do processamento“As características faciais são processadas
holisticamente”
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Natureza do processamento“As características faciais são processadas
holisticamente”
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Natureza do processamento“As características faciais são processadas
holisticamente”
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Natureza do processamento“As características faciais são processadas
holisticamente”
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Natureza do processamento“As características faciais são processadas
holisticamente”
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Natureza do processamento“Das diferentes características da face, as
sobrancelhas são uma das mais importantes para o reconhecimento”São seguidas pelos olhos, boca e nariz.
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Natureza do processamento
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Natureza do processamento“Importantes relações de configuração
aparentam ser independentes nas dimensões horizontais e verticais”Porque isso acontece se as técnicas de
fotografia são recentes?
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Natureza das pistas: pigmentação, forma e movimento“A forma da face aparenta estar codificada
em uma maneira levemente caricaturizada”
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Natureza das pistas: pigmentação, forma e movimento“As pistas sobre pigmentação são tão
importantes quanto as pistas sobre a forma”
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Natureza das pistas: pigmentação, forma e movimento“As pistas de cor
possuem um papel importante, especialmente quando as pistas de forma estão degradadas”.
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Natureza das pistas: pigmentação, forma e movimento“A inversão de contraste prejudica
drasticamente o desempenho no reconhecimento”.Transformação radiométrica de inversão:
nenhuma informação é perdida!Resultados recentes sugerem que o
reconhecimento de faces usa representações que são sensíveis à direção do contraste, e que pigmentação e sombras são importantes no reconhecimento.
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Natureza das pistas: pigmentação, forma e movimento
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Natureza das pistas: pigmentação, forma e movimento
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Natureza das pistas: pigmentação, forma e movimento“Mudanças na iluminação influenciam a
generalização”
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Natureza das pistas: pigmentação, forma e movimento“O movimento da face aparenta facilitar o
reconhecimento subsequente”Movimento não rígido (expressões faciais ou
fala) são mais importantes que visualizar um “modelo 3D”
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Progressão do desenvolvimento“O sistema visual começa com uma
preferência rudimentar por padrões de face”.Pareidolia
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Progressão do desenvolvimento“O sistema visual começa com uma
preferência rudimentar por padrões de face”.Pareidolia
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Progressão do desenvolvimento“O sistema visual começa com uma
preferência rudimentar por padrões de face”.Pareidolia
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Progressão do desenvolvimento“O sistema visual começa com uma
preferência rudimentar por padrões de face”.Pareidolia
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Progressão do desenvolvimento“O sistema visual começa com uma
preferência rudimentar por padrões de face”.Pareidolia
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Progressão do desenvolvimento“O sistema visual começa com uma
preferência rudimentar por padrões de face”.Pareidolia
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Progressão do desenvolvimento“O sistema visual evolui de uma estratégia de
análise por partes para uma estratégia de análise holística nos primeiros anos de vida”
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Progressão do desenvolvimento“Thatcher illusion” ou “Efeito Thatcher”
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Progressão do desenvolvimento“Thatcher illusion” ou “Efeito Thatcher”
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Progressão do desenvolvimento“Thatcher illusion” ou “Efeito Thatcher”
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Bases neurais“O sistema visual humano aparenta dedicar
recursos neurais especializados para percepção de faces”
“A latencia de respostas a faces no Córtex IT é de cerca de 120ms, sugerindo muita computação direta (feedforward)”
“A identidade facial e a expressão facial parecem ser processadas por sistemas separados”
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ObjetivosDefinição do método a ser empregadoAnálise da viabilidade do exameAnálise e/ou coleta de material padrãoPreparação para o exameRealização do exame
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Tipos de ExameSegundo o FISWG:
HolísticosMorfológicosAntropométricosPor Superposição
O método empregado aqui será do tipo morfológico!
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Métodos HolísticosBaseados na habilidade humana de
reconhecer e diferenciar rostosA face é analisada como um todo, observando
aspectos geraisUsado quando o tempo é um fator de restrição
(por exemplo, check-in no aeroporto usando documento com foto)
Estudos na área de psicologia mostram que a precisão é limitada e sofre influência de vários fatores
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Métodos MorfológicosBaseados na anatomia facial, as
características das faces são descritas e comparadas subjetivamente, subsidiando a conclusão.É o método recomendado para exame de
reconhecimento facial pelo FISWGO resultado depende da identificação de
características individualizadoras (alto poder discriminatório)
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Métodos AntropométricosMétodos baseados em medições de pontos
cefalométricos específicos da faceNÃO é recomendado para uso pelo FISWG,
tanto para identificação positiva quanto para exclusão, mesmo em conjunto com outros métodos
As medidas estão sujeitas a variações devido a condições não controláveis (ângulos, iluminação, etc.)
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Métodos por SuperposiçãoMétodos visuais, a partir da criação de
composições de imagens com as faces examinadasSeu uso é meramente ilustrativoÉ necessário “registrar” (alinhar) as faces para
que possam ser criadas as composições de maneira adequada
Podem ser usados em conjunto com o método morfológico
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Viabilidade do exameA primeira etapa do exame de
reconhecimento facial se dá com a análise e avaliação preliminar do material questionado, com vistas a determinar a viabilidade de realização da comparação facialTriagemDevolução ou solicitação de
complementação
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Viabilidade do exameCaracterísticas gerais avaliadas:
Tipo de suporte ou mídia: VHS Vídeo digital Imagem digital Fotografia impressa
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Viabilidade do exameCaracterísticas gerais avaliadas:
Definição inequívoca da face questionada: indivíduo de boné
Sugestão: “... Solicita-se que seja apontada no material questionado a face a ser utilizada para fins de comparação com o material padrão encaminhando.”
Indicar o instante em vídeoSe possível, imprimir alguns imagens no expediente
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Viabilidade do exameCaracterísticas gerais avaliadas:
Posicionamento da face
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Viabilidade do exameCaracterísticas gerais avaliadas:
Se o material apresenta indícios de montagem ou edição fraudulenta
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Viabilidade do exameCaracterísticas gerais avaliadas:
Se o material apresenta indícios de montagem ou edição fraudulenta
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Viabilidade do exameCaracterísticas gerais avaliadas:
Se o material apresenta indícios de montagem ou edição fraudulenta
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Viabilidade do exameCaracterísticas gerais avaliadas:
CONTEMPORANEIDADE!!!!!!!!
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Viabilidade do exameCaracterísticas gerais avaliadas:
CONTEMPORANEIDADE!!!!!!!!
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Viabilidade do exameCaracterísticas gerais avaliadas:
CONTEMPORANEIDADE!!!!!!!!
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Viabilidade do exameCaracterísticas gerais avaliadas:
CONTEMPORANEIDADE!!!!!!!!
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Viabilidade do exameCaracterísticas gerais avaliadas:
CONTEMPORANEIDADE!!!!!!!!
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Viabilidade do exameCaracterísticas gerais avaliadas:
Qualidade geral da imagem Nitidez Riqueza de detalhes Presença de manchas no papel Ruído Freqüência de amostragem espacial (“resolução”) Artefatos de algoritmos de compressão de
imagem/vídeo Etc.;
Observar a existência de fatores de degradação, que podem comprometer a realização dos exames!
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Fatores de Degradação da ImagemArtefatos de compressão em imagens digitais
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Fatores de Degradação da ImagemDistorções de lente: quando é que inviabiliza
o exame?
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Fatores de Degradação da ImagemPresença de manchas ou marcas no papel
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Fatores de Degradação da ImagemRelação de aspecto em registros de vídeo
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Fatores de Degradação da ImagemPresença de ruído na imagem
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Fatores de Degradação da ImagemQualidade do foco
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Fatores de Degradação da ImagemFreqüência de amostragem espacial
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Fatores de Degradação da ImagemRelação brilho/contraste e presença de
sombras (iluminação em geral)
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Fatores de Degradação da ImagemEfeito skew em vídeos com movimento
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Inviabilidade de Realização do ExameEm geral, o exame não é realizado quando
ocorre uma das seguintes situações:Obstrução/oclusão da face ou parte delaPresença severa de algum fator de degradaçãoIndefinição da face questionada e/ou da face
padrãoEm tais situações, o expediente é devolvido
com a devida justificativaAvaliar a possibilidade de exclusão por altura
ou outra característica presente no corpo (tatuagem, deficiência, etc.)
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Inviabilidade de Realização do ExameObstrução/oclusão da face ou parte dela
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Inviabilidade de Realização do ExamePresença severa de um ou mais fatores de
degradação
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Inviabilidade de Realização do ExameIndefinição da face questionada
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Devolução do ExpedienteA devolução deve conter uma justificativa
técnica da inviabilidade do exame.Qual a diferença entre inviável e inconclusivo?Informação ou Laudo inconclusivo?E os quarenta pixels?
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Material PadrãoAs imagens da face padrão devem possuir
características que permitam a realização do exame:O posicionamento da face deve ser similar ao
da face questionadaÉ possível visualizar, com razoável nível de
nitidez, detalhes morfológicos e marcas diversas
Não deve haver expressões exarcebadasNão deve haver oclusão (cabelo solto, boné,
etc.)
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Material Padrão
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Material Padrão
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Coleta de Material PadrãoSe há um indivíduo conhecido, recomenda-se
realizar a coleta de padrão motivada pelos seguintes fatores:A imagem da face padrão apresenta baixíssima
qualidadeA face padrão se apresenta em um ângulo de
incidência incompatível a face questionadaAlguma característica morfológica importante
não pode ser observada nas imagens da face padrão
E se o material questionado é limitado? Adianta coletar padrão?
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Coleta de Material PadrãoProcedimentos:
Informar à autoridade policial a necessidade de intimação do indivíduo detentor da face padrão
Deve ser informado com antecedência ao perito a data e hora agendadas
Fornecedor deve assinar termo de livre consentimento
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Equipamentos e MetodologiaSala ideal para coleta
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Equipamentos e MetodologiaNo registro, observar os seguintes aspectos:
Usar tripé (obrigatório!)Modo retratoBonés, chapéus, etc.ÓculosOlhos niveladosOrelhas visíveisExpressão facialBocaAcessórios (piercing)MaquiagemFotos específicas de outras características
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Equipamentos e MetodologiaExemplo:
Expressão facialÓculos
• Oclusão das orelhas• Maquiagem• Sobrancelhas
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Equipamentos e MetodologiaAjustes básicos da câmera
Exposição Abertura do diafragma Velocidade do obturador ISO
Balanço de brancoFoco
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Ajustes Básicos da CâmeraAbertura do diafragma
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Ajustes Básicos da CâmeraAbertura do diafragma
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Ajustes Básicos da CâmeraVelocidade do obturador
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Ajustes Básicos da CâmeraISO
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Ajustes Básicos da CâmeraBalanço de branco
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Ajustes Básicos da CâmeraFoco e profundidade de campo
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Ajustes Básicos da CâmeraRecomendações:
Câmera DSLR ou câmera convencional com ajuste manual de parâmetros de exposição, apoiada em tripé estável
Resolução mínima: 4 MP efetivos (sem interpolação ou zoom digital)
ISO: menor valor ajustável possívelFoco manual ou automático, exceto foco fixoDistância focal entre 90mm e 130mmAbertura do diafragma: f/5.6 a f/11Formato: JPEG, qualidade máxima
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Preparação para o ExameEm geral, os seguintes passos são executados
nas etapas iniciais dos exames:Digitalização de registros analógicosCorreção de alinhamento e escalaOtimização de contraste e brilhoOutros ajustes com técnicas de processamento
de imagens
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Digitalização de Registros AnalógicosFitas VHS
Equipamento necessário: computador dotado de placa de captura e vídeo-cassete
Mínimo de 720 x 576 pixelsCodificador com melhor qualidade possível
(MPEG, AVI, DV, etc.)
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Digitalização de Registros AnalógicosImagens impressas
Equipamento necessário: scanner com resolução mínima de 1200 x 1200 dpi para fotos 3 x 4 cm
Resoluções menores podem ser usadas em fotografias maiores Mínimo de 400 pixels entre os centros dos olhos
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Correção de Alinhamento e EscalaObjetivo: realizar composições unindo partes
da face questionada com partes da face padrãoA linha que passa pelo centro dos olhos deve
estar na horizontalA distância entre os centros dos olhos deve ser
a mesma em ambas as imagensOs centros dos olhos devem estar na mesma
posição espacial em ambas as imagens
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Correção de Alinhamento e EscalaPrimeiro passo: rotação
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Correção de Alinhamento e EscalaSegundo passo: escalonamento
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Correção de Alinhamento e EscalaTerceiro passo: translação
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Otimização de Contraste/BrilhoAjuste manual
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Otimização de Contraste/BrilhoEqualização de histograma
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Outros AjustesEqualização local de histogramaFiltros para remoção de ruído: com cautela!
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ExameIdentificação de convergências e/ou
divergênciasExemplos:
Distância relativa entre características relevantes;
Formato do rosto, contorno e linhas da região bucomandibular e mentoniana;
Forma da boca, olhos, nariz, orelhas, etc.Linhas, verrugas, sinais, cicatrizes, etc.,
presentes na face.
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ExameClassificação das características:
Atributo: semelhante ou divergenteGrau:
Semelhante em detalhes Semelhante Não comparável Divergente Divergente em detalhes
Capacidade discriminatória Fraca Moderada Forte
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ExameExemplo
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ExameMorfologia facial (regiões)
1. frontal2. nasal3. labial4. mentoniana5. orbital6. zigomaxilar7. bucomandibular8. auricular
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ExameO que procurar?
Região frontal: linha de implantação do cabelopresença de calvície, forma e extensãoprotuberâncias ósseas linhas transversas horizontais (de expressão)forma e padrão de crescimento das
sobrancelhas
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ExameO que procurar?
Região nasalraiz nasal (estreita ou larga)perfil nasal (reto, côncavo ou convexo)forma das asas do narizabertura dos orifícios nasais (simétricas ou
assimétricas)ápice nasal arrebitado ou curvado para baixo,
centralizado ou voltado para um dos ladossulco naso-labial
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ExameO que procurar?
Região labial desenho formado pelo limite mucoso dos lábios proporção entre largura e altura da boca (quadrilátero
labial) diferença de espessura dos lábios superior e inferior nitidez do filtro do lábio e suas colunas (ou sua não
visualização) desenho formado pelo arco de cupido (ou sua não
visualização) proporção entre a distancia entre as cristas do arco de
cupido e largura da boca disposição das comissuras labiais, estudo dos sulcos
presentes na mucosa do lábio - (queiloscopia).
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ExameO que procurar?
Região mentoniana formato do mento (quadrado, triangular,
arredondado) presença/ausência de assimetria altura do mento em relação a outras distâncias
verticais da face presença/ausência de fóvea mentoniana (covinha) nitidez do sulco mentolabial altura do sulco mentolabial (quando presente) padrão de pilosidade.
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ExameO que procurar?
Região orbitalforma dos olhosAssimetriaspadrão de abertura das pálpebrasCíliossulco orbital superior e sulco orbital inferior linhas palpebraiscanto lateral do olho mais baixo do que o
canto medial ou vice-versa;
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ExameO que procurar?
Região zigomaxilarpresença ou ausência de prognatismo
maxilar;
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ExameO que procurar?
Região bucomandibularsuporte ósseo para os lábiosdimensão verticaldiastemas entre os dentes linha do sorriso lábios superior e inferior protuídos ou
retruídosforma mandibular (pontuda, quadrada)queixo com ou sem fendasmandíbula retrusiva ou protusiva;
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ExameO que procurar?
Região auricularárea de implantação da orelhaborda superior da hélice da orelha levemente
ou pronunciadamente enroladatrágus curto e delicado ou longo e
proeminente lóbulo preso ou soltograu de protusão da orelha
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SuperposiçãoTécnica de comparação visualTransições entre face questionada e face
padrãoAlinhamento entre as facesBastante útil em fotografias em norma frontalTipos de composição
VerticaisHorizontaisÁreas aleatórias
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Superposição
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Superposição
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Vamos à prática!