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Clase: Trabalho de Conclusão de Curso
Título : Classificação de sinais dinâmicos de Libras relacionados ao contexto hospitalar utilizando redes neurais recorrentes
Autor(es): Bittencourt, Pedro de Araújo Bhering
Orientador: Maciel, Luiz Maurílio da Silva
Miembros Examinadores: Marcelo Bernardes Vieira, Marcelo Bernardes
Miembros Examinadores: Villela, Saulo Moraes
Resumo: A comunicação limitada entre profissionais de saúde e pacientes surdos ainda representa um obstáculo significativo para a garantia de um atendimento inclusivo e equitativo, especialmente em contextos clínicos nos quais a rapidez e a precisão das informações são essenciais. Nesse cenário, este trabalho propõe um método para a classificação de dez sinais dinâmicos da Língua Brasileira de Sinais (Libras) relacionados ao domínio da saúde, abrangendo desde a construção de um conjunto de dados até o desenvolvimento e a avaliação de modelos de aprendizado de máquina. O conjunto de dados elaborado contou com a participação de profissionais fluentes em Libras, assegurando qualidade linguística e diversidade de execução. Foram gravados 492 vídeos correspondentes a dez sinais comumente utilizados em contextos hospitalares, executados por nove indivíduos sob condições controladas, com variações de vestimenta, aparência e repetição dos gestos, de modo a ampliar a variabilidade das amostras. O pré-processamento incluiu a seleção de quadros por amostragem probabilística e a extração de marcos tridimensionais das mãos e da pose corporal, os quais correspondem a pontos de referência anatômicos que descrevem a configuração e o movimento do corpo ao longo do tempo. Esses marcos foram organizados em sequências temporais, preservando a dinâmica dos gestos. A partir desses dados, foram investigadas diferentes abordagens de classificação baseadas em modelos de redes neurais com camadas de memória de longo e curto prazo (Long Short-Term Memory - LSTM), capazes de modelar as dependências temporais presentes nas sequências de movimentos dos sinais. Inicialmente, o problema foi formulado com dez classes. A análise das matrizes de confusão revelou confusões pontuais entre pares específicos de sinais, o que motivou a adoção de uma estratégia hierárquica baseada em modelos especialistas, na qual o problema foi reorganizado em sete classes, complementadas por classificadores dedicados aos pares conflituosos. Essa estratégia resultou em melhorias significativas na acurácia e na estabilidade dos resultados, alcançando média de 92,44% nos experimentos. A avaliação em um conjunto de dados de dados de teste adicional confirmou a boa capacidade de generalização do sistema, com média de acurácia de 98,92% e baixo desvio padrão. Os resultados indicam que a combinação de um conjunto de dados bem estruturado, técnicas adequadas de pré-processamento e uma arquitetura hierárquica de modelos especialistas constitui uma solução promissora para o reconhecimento de sinais de Libras, contribuindo para a redução de barreiras comunicacionais e com potencial aplicação em sistemas de apoio à comunicação em ambientes de saúde.
Resumen : Limited communication between healthcare professionals and deaf patients still represents a significant obstacle to ensuring inclusive and equitable care, especially in clinical contexts in which the speed and accuracy of information are essential. In this scenario, this work proposes a method for the classification of ten dynamic signs of Brazilian Sign Language (Libras) related to the healthcare domain, encompassing the construction of a dataset as well as the development and evaluation of machine learning models. The constructed dataset involved the participation of professionals fluent in Libras, ensuring linguistic quality and diversity of execution. A total of 492 videos were recorded, corresponding to ten signs commonly used in hospital contexts, performed by nine individuals under controlled conditions, with variations in clothing, appearance, and gesture repetition in order to increase sample variability. The preprocessing stage included frame selection through probabilistic sampling and the extraction of three-dimensional hand and body pose landmarks, which correspond to anatomical reference points that describe the configuration and movement of the body over time. These landmarks were organized into temporal sequences, preserving the dynamics of the gestures. Based on this data, different classification approaches were investigated using neural network models with Long Short-Term Memory (LSTM) layers, capable of modeling the temporal dependencies present in the sequences of sign movements. Initially, the problem was formulated with ten classes. The analysis of confusion matrices revealed specific confusions between pairs of signs, which motivated the adoption of a hierarchical strategy based on specialist models, in which the problem was reorganized into seven classes, complemented by classifiers dedicated to the conflicting pairs. This strategy resulted in significant improvements in accuracy and result stability, achieving an average accuracy of 92.44% in the experiments. Evaluation on an additional test dataset confirmed the system's good generalization capability, with an average accuracy of 98.92% and a low standard deviation. The results indicate that the combination of a well-structured dataset, appropriate preprocessing techniques, and a hierarchical architecture of specialist models constitutes a promising solution for Libras sign recognition, contributing to the reduction of communication barriers and with potential application in healthcare communication support systems.
Palabras clave : Aprendizado de máquina
Inclusão social
Visão computacional
Língua de sinais
Machine learning
Social inclusion
Computer vision
Sign language
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
Idioma: por
País: Brasil
Editorial : Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Sigla de la Instituición: UFJF
Departamento: Faculdade de Engenharia
Clase de Acesso: Acesso Aberto
Licenças Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/br/
URI : https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/21476
Fecha de publicación : 13-ene-2026
Aparece en las colecciones: Engenharia Computacional - TCC Graduação



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