Desenvolvimento de Protótipo de Óculos com Câmeras e Algoritmo para Rastreamento Ocular

Abstract

O diagnóstico de doenças e alterações no sistema visual de crianças recém-nascidas e prematuras atualmente envolve um protocolo de exames de difícil execução para o profissional da saúde e desconfortável para o paciente. Esses exames são realizados por meio da observação do sistema visual da criança. Para isto, pode ser utilizado tecnologias de Visão Computacional (CV) e rastreamento ocular. O rastreamento ocular, do inglês eye tracking, pode ser feito através de outras técnicas, como eletro-oculografia (EOG) porém, com o avanço de tecnologias de Inteligência Artificial, tornou-se mais eficiente a utilização de CV para este fim. Neste contexto, este trabalho apresenta o desenvolvimento de um protótipo de óculos equipado com câmeras e de um algoritmo de rastreamento ocular para auxiliar a realização desse tipo de exame. O protótipo utiliza microcontroladores ESP para transmitir, via Wi-Fi, as imagens capturadas para um computador, responsável pelo armazenamento e pela gravação dos vídeos. Além do desenvolvimento do protótipo, foi implementado um algoritmo de rastreamento ocular capaz de processar os vídeos capturados para identificar a posição das pupilas ao longo do tempo. Com base nessas informações, o sistema gera gráficos contendo as coordenadas x e y e a circunferência das íris durante toda a duração do vídeo. O protótipo foi projetado considerando as características faciais de crianças prematuras. Nos testes realizados, os microcontroladores ESP transmitiram as imagens para o computador via Wi-Fi de forma estável, permitindo a gravação dos vídeos. O algoritmo identificou corretamente a posição das pupilas em todos os vídeos utilizados na avaliação, embora tenham sido observadas limitações em situações específicas. Além disso, o sistema gerou corretamente os gráficos das coordenadas e da circunferência das pupilas para todos os vídeos analisados. Os resultados demonstram a viabilidade do protótipo para aquisição de imagens e do algoritmo para o rastreamento ocular, constituindo uma base para o desenvolvimento de sistemas de apoio à avaliação do sistema visual neonatal.