As interfaces com o usuário são tradicionalmente unimodais, i.e., oferecem apenas uma modalidade de entrada ao usuário (e.g., teclado e mouse). Por outro lado, as MUI integram informações de “vários modos”, oferecendo “múltiplas modalidades de interação” (e.g., fala, gestos, escrita manual, movimentos de cabeça ou mouse, rastreamento de movimentos oculares), cada uma das quais pode corresponder a um dos cinco sentidos físicos utilizados na comunicação. E a seleção dos pares adequados modalidade/técnica de interação (e.g., fala/reconhecimento de voz, escrita manual/manipulação direta (interação via caneta)).
As MUI processam um conjunto de modalidades de entrada do usuário de uma maneira integrada e sincronizada com a saída multimídia do sistema (Oviatt & Cohen, 2000 apud Inácio Jr., 2007).
Apesar de multimodalidade está geralmente associada com a possibilidade de o usuário utilizar vários dispositivos de entrada, multimodalidade refere-se também à saída de um processo interativo usuário-sistema. Um aspecto específico das MUI é que as técnicas de interação, os dispositivos de entrada e saída e os canais sensoriais estão intimamente relacionados (Bernhaupt et al., 2007). Uma técnica de interação pode envolver um ou mais dispositivos de entrada ou combinações de dispositivos, e.g., uma tela sensível ao toque pode
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ser utilizada como um dispositivo de entrada para várias técnicas de interação, tais como reconhecimento de escrita, manipulação direta, teclado virtual e interação por gestos.
A ISO/IEC TR 24722 (2007) faz a proposição de termos e definições aplicados para caracterização de sistemas multimodais e outros sistemas multibiométricos, tais como: características biométricas, modalidade, processo e fusão biométrica, dentre outros.
Características biométricas são definidas como características biológicas e comportamentais de um indivíduo que podem ser detectadas e distinguidas, o que não implica necessariamente individualização (e.g., feições faciais, as impressões digitais, os padrões da íris). Características biométricas repetíveis podem ser extraídas com a finalidade de reconhecimento automático dos indivíduos. Características biológicas e comportamentais são propriedades físicas das partes do corpo, processos fisiológicos e comportamentais criados pelo corpo e combinações de quaisquer destes.
Modalidade biométrica é um termo que se aplica à utilização de uma característica biométrica em um processo biométrico. O processo biométrico é o processo automatizado que utiliza uma ou mais características biométricas de uma única pessoa com a finalidade de registro, verificação ou identificação. A fusão biométrica é a combinação de informações de várias fontes, i.e., sensores, modalidades, algoritmos, instâncias ou apresentações.
Multibiométrico tem cinco subcategorias distintas: multimodal, multiinstância, multisensorial, multialgoritmo e multiapresentação. Processos multibiométricos envolvem a utilização de dados da fusão biométrica. Diz-se que o reconhecimento automatizado de indivíduos é multibiométrico quando se fundamenta nas características comportamentais e biológicas dos indivíduos ou em características que envolvam a utilização de dados da fusão biométrica.
Para promover a compreensão da distinção entre as categorias multibiométricas, são ilustradas na Quadro 1 as distinções entre as categorias de implementação multibiométricas básicas. O aspecto essencial da categoria que a torna “multi” aparece destacado pelo texto em itálico.
O termo multimodal está associado a sistemas que adotam múltiplas modalidades biométricas distintas (e.g. impressão digital + reconhecimento facial). Multimodal é o sistema biométrico que tem um ou múltiplos sensores de entrada que capturam duas ou mais modalidades de diferentes características biométricas. Por exemplo, um único sistema, combinando informações da face e
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da íris para o reconhecimento biométrico seria considerado um sistema multimodal, independentemente das imagens da face e da íris serem capturas por meio de diferentes dispositivos ou por um mesmo dispositivo.
Quadro 1 – Ilustração de categorias multibiométricos pelo caso mais simples.
Categoria Modalidade Algoritmo Característica
Biométrica Sensor Multimodal 2 (sempre) 2 (sempre) 2 (sempre) 2 (usualmente) Multialgoritmo 1 (sempre) 2 (sempre) 1 (sempre) 1 (sempre) Multiinstância 1 (sempre) 1 (sempre) 2 instâncias para 1 característica (sempre) 1 (usualmente) Multisensorial 1 (sempre) 1 (usualmente) 1 (sempre, e mesma instância) 2 (sempre) Multiapresentação 1 1 1 1
Fonte: Traduzido de ISO/IEC TR 24722 (2007).
O termo multiinstância está associado a sistemas que adotam múltiplas instâncias biométricas no contexto de uma modalidade biométrica (e.g., íris esquerda + íris direita, impressão digital esquerda + impressão digital direita). O sistema biométrico utiliza um (ou possivelmente múltiplos) sensor(es) para capturar amostras de duas ou mais diferentes instâncias da mesma característica biométrica, e.g., sistemas que captam imagens de vários dedos são considerados multiinstâncias e não multimodais. No entanto, sistemas que capturam, por exemplo, quadros sequenciais de imagens da face ou da íris são considerados multiapresentações e não multiinstâncias.
O termo multisensorial está associado a sistemas que utilizam vários sensores biométricos para capturar amostras de uma instância biométrica. O processamento da amostra múltipla pode ser feito com um algoritmo ou alguma combinação de vários algoritmos, e.g., uma aplicação de reconhecimento de face poderia utilizar tanto uma câmara de luz visível quanto uma câmera de infravermelho acopladas, com uma freqüência específica ou várias frequências de iluminação infravermelha.
O termo multialgoritmo está relacionado a sistemas que utilizam vários algoritmos para o processamento da mesma amostra biométrica, i.e., sistemas biométricos recebem uma única amostra de um único sensor e processa essa amostra a partir de dois ou mais algoritmos. Esta técnica pode ser aplicada em qualquer modalidade. O benefício máximo (teoricamente) deriva-se de
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algoritmos que se baseiam em princípios muito diferentes e independentes (tais algoritmos são denominados ortogonais).
O termo multiapresentação está relacionado a sistemas que utilizam múltiplas amostras de um exemplo de uma característica biométrica ou uma única apresentação que resulta na captura de várias amostras (e.g., diversos quadros de uma imagem facial capturados por uma câmera de vídeo).