Metodologia

Para viabilizar o desenvolvimento da plataforma SIGUS no tempo previsto, reaproveitaremos alguns pacotes livres já existentes, como o ImageJ, para processamento digital de sinais, o WEKA, para aprendizagem de máquina, o JMF, para manipulação de filmadoras digitais e o AdapTools, para tecnologia adaptativa. Todos esses pacotes são constituídos de programas na linguagem Java, o que facilitará a portabilidade do sistema resultante, que também será desenvolvido em Java.

Em uma primeira fase determinaremos todas as funcionalidades dos pacotes já existentes que deverão estar disponíveis ao programador através da interface gráfica da plataforma integrada SIGUS. Depois serão projetados os módulos que permitirão uma integração transparente entre o JMF, ImageJ, WEKA e AdapTools.

A implementação da interface gráfica e dos módulos de integração ocorrerá paralelamente ao desenvolvimento de dois aplicativos, um protótipo de um editor de textos para sinais libras e um protótipo de uma interface para um controlador de cadeira de rodas. Em um processo de retro-alimentação, as dificuldades na implementação destes protótipos, utilizando o SIGUS, será utilizada para melhorar o sistema. Equipes diferentes deverão trabalhar no desenvolvimento da plataforma SIGUS e dos protótipos, aumentando assim as possibilidades de troca de informações e de uma avaliação mais independente dos resultados.

Paralelamente ao desenvolvimento da plataforma, será criado um banco de imagens de sinais LIBRAS, para utilização em experimentos com algoritmos de aprendizagem e reconhecimento. Esse banco de imagens será público e disponibilizado através da Internet. A equipe do projeto conta com um especialista em LIBRAS que, em parceria com uma associação de surdos do Mato Grosso do Sul, irá determinar o conjunto de sinais e os sinalisadores que irão realizar os sinais em diferentes situações de iluminação e ambiente.

Com o projeto geral da plataforma SIGUS determinado, abriremos seu desenvolvimento para a participação de programadores e usuários externos, através do cadastro do sistema em um website de apoio ao desenvolvimento cooperativo de software, como por exemplo, o codigolivre.org.br. É claro que a execução do projeto continuará sendo responsabilidade do nosso grupo. No entanto, a participação da comunidade de desenvolvimento de software livre, principalmente através da utilização e testes de protótipos, poderá ser bastante útil, tanto na fase de desenvolvimento, quanto de divulgação.

Definimos abaixo as etapas metodológicas relacionadas com cada um dos objetivos específicos definidos na seção 3.2. As letras A, H, J, M, P e T, entre colchetes, referem-se aos pesquisadores Amaury de Castro, Hemerson Pistori, João José Neto, Mauro Conti Pereira, Priscila Silva Martins e Tania Regina Vilela dos Santos, respectivamente, e estão sendo utilizadas para indicar os responsáveis por cada tarefa.

1. Complementação e integração das bibliotecas ImageJ e Weka.
   1. Análise das funcionalidades das ferramentas Weka e ImageJ que deverão ser disponibilizadas através da plataforma SIGUS. [H,A,M]
   2. Projeto do módulo de integração ImageJ-Weka. [H]
   3. Projeto da interface da plataforma SIGUS. [H]
   4. Implementação do módulo de integração ImageJ-Weka. [H]
   5. Testes do módulo de integração ImageJ-Weka. [H]
   6. Integração dos módulos da plataforma SIGUS e da interface do sistema. [H]
   7. Elaboração do manual de utilização da plataforma SIGUS. [H]
   8. Testes com a plataforma. [H]

2. Desenvolvimento de ferramentas de análise estatística.
   1. Estudo das ferramentas estatísticas disponíveis no pacote Weka [H]
   2. Integração do módulo estatístico do Weka ao ambiente SIGUS. [H]
   3. Aprimoramento da visualização dos dados estatísticos disponibilizados pelo Weka, que atualmente se dá na forma de texto. [H]
   4. Inclusão de opções para análise incremental de algoritmos de aprendizagem. [H,A]
   5. Desenvolvimento de ferramentas visuais que facilitem a análise empírica de algoritmos de aprendizagem computacional e processamento de imagens. [H,A]

3. Construção de filtros
   1. Estudo de teorias e tecnologias disponíveis para segmentação e rastreamento de partes do corpo humano. [H]
   2. Estudo de teorias e tecnologias disponíveis para segmentação e rastreamento utilizando informações sobre movimento. [P,M]
   3. Determinação dos filtros a serem implementados na Plataforma SIGUS. [P,H,M]
   4. Implementação dos filtros. [P,M]
   5. Teste dos filtros. [P,M]

4. Facilitar a utilização de webcams no desenvolvimento de aplicativos Java.
   1. Estudar a biblioteca JMF que permite a utilização de webcam em sistemas escritos em Java [M]
   2. Avaliar a portabilidade efetiva da biblioteca JMF em relação à diferentes sistemas operacionais [M]
   3. Avaliar a portabilidade efetiva da biblioteca JMF em relação à diferentes webcams [M]
   4. Elaboração de material com resultados da avaliação de portabilidade do pacote JMF [M]
   5. Complementação do pacote JMF para permitir a solução de problemas com portabilidade [M]
   6. Projeto do módulo de integração JMF e SIGUS [M]
   7. Implementação do módulo de integração JMF e SIGUS [M]
   8. Testes com o módulo de integração JMF e SIGUS. [M]
   9. Elaboração de manuais sobre a utilização de o manual de utilização da plataforma SIGUS. [M]

5. Integração da plataforma SIGUS com a ferramenta de apoio à aplicação de tecnologia adaptativa AdapTools.
   1. Análise das funcionalidades e alterações na ferramenta AdapTools necessárias para integração com a plataforma SIGUS. [A,J]
   2. Otimização do Adaptools visando integração com a plataforma SIGUS [A]
   3. Estudos sobre não-determinismo e execução distribuída do AdapTools [A,J]
   4. Implementação da versão distribuída e com tratamento de não-determinísmos do AdapTools [A]
   5. Projeto do módulo de integração SIGUS-AdapTools. [A,J]
   6. Implementação do módulo de integração SIGUS-AdapTools. [A]
   7. Testes com o módulo de integração SIGUS-AdapTools. [A,J]

6. Implementação de um protótipo de editor de textos para a Língua Brasileira de Sinais (LIBRAS)
   1. Projeto das funcionalidades e interface do editor. [A,P]
   2. Implementação do editor utilizando protótipos da plataforma SIGUS. [P]
   3. Testes com protótipos do editor. [A,P]
   4. Elaboração de artigo e apresentação sobre o protótipo. [A,P]

7. Criar um banco de imagens de sinais LIBRAS
   1. Levantamento do conjunto de sinais a serem gravados. [T,H,M]
   2. Estudo das diferentes condições de iluminação e ambiente para gravação dos sinais, visando a geração de uma base de imagens suficientemente representativa[T,H,M]
   3. Determinação dos sinalizadores que irão emitir os sinais a serem gravados. Esse grupo deverá também ser o mais representativo possível (diferentes etnias, faixa etária, etc) [T,H,M]
   4. Preparação do ambiente computacional a ser utilizado na captura das imagens [H,M]
   5. Treinamento dos sinalizadores para utilização do ambiente computacional [T,H]
   6. Gravação das imagens [T]
   7. Pré-processamento manual das imagens para selecionar o conjunto final que fará parte do banco de imagens e corrigir eventuais falhas, como a classificação incorreta de determinado sinal [T,H]
   8. Disponibilização do banco de imagens através da Internet [H,M]

8. Implementação de um protótipo de uma interface para um controlador de cadeira de rodas guiado pela direção do olhar
   1. Projeto das funcionalidades e interface do protótipo. [M,H]
   2. Implementação do protótipo utilizando plataforma SIGUS. [H]
   3. Testes com o protótipo. [M,H]
   4. Elaboração de artigo e apresentação sobre o protótipo. [M,H]

9. Produção de material didático e de divulgação para sistemas guiados por sinais visuais e plataforma SIGUS
   1. Criação do website do projeto. [H,A]
   2. Manutenção do website do projeto. [A]
   3. Preparação de mini-curso sobre sistemas guiados por sinais visuais e SIGUS. [H,A]
   4. Elaboração de artigos com resultados intermediários. [H,A,M,P]
   5. Elaboração de artigos com resultados finais. [H,A,M,P]