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Classificação de ferimentos por armas de fogo com redes neurais convolucionais

Bibliographic Details
Main Author: Lira, Renato Queiroz Nogueira
Publication Date: 2024
Format: Doctoral thesis
Language: por
Source: Repositório Institucional da UnB
Download full: http://repositorio.unb.br/handle/10482/51916
Summary: No Brasil e no mundo, o uso de armas de fogo representa a maior causa de mortes violentas. Assim, visando a apuração dessas mortes, é imprescindível a compreensão de toda dinâmica relacionada e sobre como o crime ocorreu. Porém, em muitos casos, as equipes periciais, tanto do local de encontro cadavérico quanto do exame necroscópico, não conseguem recuperar elementos que sejam suficientes para conclusões mais robustas, restando somente os vestígios na vítima para serem observados e analisados. Além disso, para que ocorra a correta tipificação da infração penal, é necessário que as análises realizadas pelos peritos indiquem as circunstâncias em que os tiros foram realizados, como quais feridas correspondem a entradas e saídas e as suas distâncias em relação às vítimas. Com o objetivo de colaborar com essas análises foi desenvolvido um estudo que resultou em um artigo. Nesse artigo, com o objetivo de automatizar a classificação de ferimentos por armas de fogo, foram treinadas 59 redes neurais convolucionais para diferenciar ferimentos de entrada e saída e determinar a distâncias de tiro por meio de fotografias e documentos de casos de vítima fatais, examinadas pelas equipes de peritos da Polícia Civil do Distrito Federal entre os anos de 2012 e 2022. Uma base de dados abrangente foi construída com 2.551 imagens, incluindo 1.883 feridas de entrada e 668 de saída. A arquitetura ResNet152 demonstrou desempenho superior tanto na classificação de feridas de entrada e saída quanto na categorização médico-legal da distância de tiro. Para a primeira, alcançou precisão, recall, F1-score e especificidade de até 86,90% e uma AUC de 82,09%. Para a classificação médico-legal da distância de tiro, a ResNet152 mostrou uma precisão de até 92,48%, embora o desequilíbrio de amostras tenha afetado outras métricas como recall e F1-score. Os achados do estudo ressaltam os desafios de padronizar as imagens das feridas devido às diferentes condições de captura, mas refletem as realidades práticas do trabalho forense. Esta pesquisa destaca o potencial significativo do aprendizado profundo de máquinas em aprimorar as práticas de medicina forense, corroborando que a inteligência artificial é uma ferramenta de suporte para complementar a expertise humana nas investigações forenses.
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Com o objetivo de colaborar com essas análises foi desenvolvido um estudo que resultou em um artigo. Nesse artigo, com o objetivo de automatizar a classificação de ferimentos por armas de fogo, foram treinadas 59 redes neurais convolucionais para diferenciar ferimentos de entrada e saída e determinar a distâncias de tiro por meio de fotografias e documentos de casos de vítima fatais, examinadas pelas equipes de peritos da Polícia Civil do Distrito Federal entre os anos de 2012 e 2022. Uma base de dados abrangente foi construída com 2.551 imagens, incluindo 1.883 feridas de entrada e 668 de saída. A arquitetura ResNet152 demonstrou desempenho superior tanto na classificação de feridas de entrada e saída quanto na categorização médico-legal da distância de tiro. Para a primeira, alcançou precisão, recall, F1-score e especificidade de até 86,90% e uma AUC de 82,09%. Para a classificação médico-legal da distância de tiro, a ResNet152 mostrou uma precisão de até 92,48%, embora o desequilíbrio de amostras tenha afetado outras métricas como recall e F1-score. Os achados do estudo ressaltam os desafios de padronizar as imagens das feridas devido às diferentes condições de captura, mas refletem as realidades práticas do trabalho forense. Esta pesquisa destaca o potencial significativo do aprendizado profundo de máquinas em aprimorar as práticas de medicina forense, corroborando que a inteligência artificial é uma ferramenta de suporte para complementar a expertise humana nas investigações forenses.In Brazil and around the world, the use of firearms represents the leading cause of violent deaths. Therefore, to investigate these deaths, it is crucial to understand the entire dynamic related to how the crime occurred. However, in many cases, forensic teams, both at the crime scene and during the autopsy, are unable to recover elements sufficient for more robust conclusions, leaving only the traces on the victim to be observed and analyzed. Furthermore, to correctly classify the criminal offense, it is necessary for the analyses performed by the experts to indicate the circumstances under which the shots were fired, such as which wounds correspond to entries and exits and their distances from the victims. With the aim of contributing to these analyses, a study was developed, resulting in an article. In this article, with the goal of automating the classification of gunshot wounds, 59 convolutional neural networks were trained to differentiate entry and exit wounds and to determine shooting distances through photographs and case documents of fatal victims examined by forensic teams from the Civil Police of the Federal District between 2012 and 2022. A comprehensive database was constructed with 2,551 images, including 1,883 entry wounds and 668 exit wounds. The ResNet152 architecture demonstrated superior performance in both entry and exit wound classification and medico-legal shooting distance categorization. For the first, it achieved accuracy, recall, F1-score, and specificity of up to 86.90% and an AUC of 82.09%. For the medico-legal shooting distance classification, the ResNet152 showed an accuracy of up to 92.48%, although sample imbalance affected other metrics such as recall and F1-score. Our findings highlight the challenges of standardizing wound images due to varying capture conditions but reflect the practical realities of forensic work. This research underscores the significant potential of deep learning in enhancing forensic medicine practices, advocating for artificial intelligence as a supportive tool to complement human expertise in forensic investigations.Faculdade de Ciências da Saúde (FS)Programa de Pós-Graduação em OdontologiaLeite, André FerreiraLira, Renato Queiroz Nogueira2025-03-17T16:41:47Z2025-03-17T16:41:47Z2025-03-172024-12-13info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfLIRA, Renato Queiroz Nogueira. Classificação de ferimentos por armas de fogo com redes neurais convolucionais. 2024. 88 f. Tese (Doutorado em Odontologia) — Universidade de Brasília, Brasília, 2024.http://repositorio.unb.br/handle/10482/51916porA concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.unb.br, www.ibict.br, www.ndltd.org sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra supracitada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2025-03-17T16:41:47Zoai:repositorio.unb.br:10482/51916Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2025-03-17T16:41:47Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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