Sistemas Afis
El concepto biometria proviene de las palabras bio (vida) y metria (medida), por lo tanto con ello se infiere que todo equipo biometrico mide e identifica alguna caracteristica propia de la persona.
La biometria es una tecnologia de seguridad basada en el reconocimiento de una caracteristica de seguridad y en el reconocimiento de una caracteristica fisica e intransferible de las personas, como por ejemplo la huella digital.
Los sistemas biometricos incluyen un dispositivo de captacion y un software biometrico que interpreta la muestra fisica y la transforma en una secuencia numerica. En el caso del reconocimiento de la huella digital, se ha de tener en cuenta que en ningun caso se extrae la imagen de la huella, sino una secuencia de numeros que la representan. Sus aplicaciones abarcan un gran numero de sectores: con la identificacion de personas y el acceso seguro a computadores, redes, proteccion de archivos electronicos, hasta el control horario y control de acceso fisico a una sala de acceso restringido.
Por esta razon la definen como una rama de las matematicas estadisticas que se ocupa del analisis de datos biologicos y que comprende temas como indice poblacional, censos ciudadanos de grupos especificos), poblacion penitenciaria (reos y visitantes), resenados judiciales (antecedentes penales), control de pacientes y medicinas relacionadas y otros por su estilo.
Todos los seres humanos tenemos caracteristicas morfologicas unicas que nos diferencian. El ADN, la forma de la cara, la geometria de partes de nuestro cuerpo como las manos, nuestros ojos (iris), voz, pabellon de las orejas entre otros y tal vez la mas conocida, la huella digital, son algunos rasgos que nos diferencian del resto de los seres humanos.
La medicion biometrica se ha venido estudiando desde tiempo atras y es considerada en la actualidad como el metodo ideal de identificacion humana.
Las identificacion por medio de huellas digitales constituye una de las forma mas representativa de la utilizacion de la biometria. Una huella digital esta formada por una serie de surcos. Las terminaciones o bifurcaciones de los mismos son llamados puntos de minucia. Cada uno de estos puntos tiene una caracteristica y una posicion unica, que puede ser medida. Comparando esta distribucion es posible obtener la identidad de una persona.
En los ultimos anos, la demanda de sistemas biometricos de gran escala se ha intensificado, muchos paises ya estan incluyendo informacion biometrica en pasaportes, tarjetas de identidad, visas y otros documentos. Muchas aplicaciones tales como cruce de fronteras, sistemas de elecciones, verificacion de transacciones de tarjetas de credito entre otras se vuelven posibles de implementar con un Sistema Automatico de Identificacion Biometrica (AFIS) de gran escala.
Un sistema con estas caracteristicas debe de tener requerimientos especiales, los cuales son diferentes a los sistemas de mediana o pequena escala:
El sistema debe de tener un desempeno de identificacion altamente confiable con grandes bases de datos.
El sistema debe ser de alta productividad y eficiencia, el cual corresponde a su escala.
La escalabilidad del sistema es importante, ya que puede ser expandido en el futuro, por lo que un nivel alto de productividad debe mantenerse, anadiendo nuevas unidades al sistema.
El numero diario de requerimientos de identificacion puede ser extremadamente alto.
El requerimiento de informacion debe ser procesado en un tiempo muy corto (idealmente en tiempo real), por lo que el poder de computo es exigible y requerido.
Soporte comprobado a grandes motores de bases de datos (decenas o cientos de millones de huellas digitales).
Sistema robusto, el sistema debe ser tolerante a fallas de hardware, ya que las mas pequenas fallas puedes significar un problema enorme debido al alto numero de transacciones que son manejadas.
El sistema debe soportar el estandar biometrico internacional: Automatic Fingerprint Identification Systems (AFIS).
El sistema debe operar en red, ya que en la mayoria de los casos las estaciones de los clientes estan de forma remota respecto a la base de datos central.
Otros aspectos tecnicos importantes
Confiabilidad.- El algoritmo de SisAFIS es eficiente, habiendo ya demostrado una mejor confiabilidad con diferentes marcas de scanners.
Velocidad.- SisAFIS puede identificar mas de 60,000 huellas por segundo usando una PC, pero esta velocidad puede incrementarse drasticamente usando un Cluster de PC's.
Cluster Software.- SisAFIS puede incluir un software de cluster para hacer identificacion paralela, lo que permite alcanzar alta productividad y eficiencia:
La velocidad efectiva de identificacion incrementa proporcionalmente al numero de nodos del cluster y puede ser escalable para alcanzar el desempeno deseado. Por ejemplo un cluster con 10 nodos puede identificar hasta 600,000 huellas en un segundo, un cluster con 100 nodos puede lograr 6 millones de huellas por segundo, etc. Esta arquitectura permite mantener una respuesta veloz si el sistema se vuelve mas grande.
El cluster puede procesar un alto numero de requisiciones de identificacion. Supongamos que hay una base de datos con 10 millones de huellas y un cluster de 100 nodos (PC's con un CPU de 3 Ghz). Dependiendo del problema, el nodo sera capaz de procesar de 10,000 a 50,000 requisiciones por dia en la base de datos.
La arquitectura del cluster permite un procesamiento rapido de requisiciones pudiendo ser escalado hasta lograr una respuesta en tiempo real. Puede manejar bases de datos con un tamano practicamente ilimitado. es tolerante a fallas, por lo que si un nodo del cluster se cae, la velocidad se reduce pero el sistema continua funcionando.
SisAFIS tiene soporte en red, ya que sus componentes estan pensados para este servicio.
Un excelente precio/beneficio.- SisAFIS usa una PC y puede operar con Windows y/o Linux. Esta configuracion brinda la mejor relacion de costo y beneficio en todos los componentes, incluyendo hardware y software.
SisAFIS incluye componentes de .NET para un desarrollo veloz en la parte del cliente y todos ellos pueden ser utilizados tanto en Windows como en Linux.
Componentes del servidor
Software de cluster
Software de server para Linux y Windows
Software del Nodo para Linux y Windows
Software de administracion del cluster para Linux
Herramienta para extraccion de imagenes e insercion en una base de datos MySQL, para Linux
Modulo de comparacion SisAFIS para windows y Linux
Componentes del Cliente
Modulo SisAFIS de extraccion para Windows y Linux
Cliente de cluster ejemplo para Linux
Componentes .NET
Componente para visualizacion de huella
Wrapper para el modulo SisAFIS de extraccion
Componente de soporte de Scanners
Componente de comunicacion del cluster
Aplicacion de ejemplo de un cliente de cluster para .NET
Componentes Adicionales
Libreria WSQ para Windows
Convertidor de templates.
El por que de SisAFIS
Velocidad: El tiempo de enrolamiento o carga de las huellas es entre 0,2 y 0,5 segundos y puede comparar + de 60.000 huellas por segundo en modo de identificacion 1:n.
Memoria Requerida: Este parametro es importante cuando el algoritmo sea implementado en procesadores de senal digital (Digital Signal Processor, DSP) o otros microchips. El tamano del codigo de SisAFIS es cercano a los 180kb (dependiendo de la plataforma y las opciones de cada compilador).
Los vectores de datos utilizados por SisAFIS solo utilizan 280kb de memoria haciendolo asi facilmente implementable en sistemas con poca memoria y hardware de bajo costo.
SisAFIS puede ser facilmente integrado dentro del sistema de seguridad del usuario. El integrador del mismo posee un control completo sobre el sistema de entrada y salida de datos, las funciones del mismo pueden ser utilizadas para la conexion de cualquier escaner, cualquier base de datos y cualquier tipo de interfaz de usuario.
El codigo fuente de SisAFIS esta escrito en ANSI C bien estructurado y documentado. La documentacion del codigo fuente principal se encuentra en “codigo fuente y descripcion del algoritmo” con la descripcion del codigo, las tecnicas de optimizacion, la representacion matematica de la funcion, los ejemplos de operaciones etc.
Caracteristicas del algoritmo:
El algoritmo de reconocimiento de huellas SisAFIS utiliza un esquema de identificacion a partir de un conjunto de puntos especificos de la huella (minutia). Empleando una serie de soluciones algoritmicas originales mejora el rendimiento y la confiabilidad de la metodologia. Para ello, entre otros recursos utiliza:
Algoritmo de filtrado de imagen adaptativo que permite la eliminacion de ruidos, ruptura de crestas y crestas cortadas, lo cual logra extraer minutias confiable aun desde imagenes de baja calidad, con un tiempo de procesamiento de entre 0,2 y 0,5 segundos (todos los tiempos fueron tomados con el sistema corriendo bajo un procesador Pentium III a 733 Mhz.) . A continuacion se puede observar, en dos ventanas, la imagen original de la huella y la misma imagen luego del filtrado y procesamiento por SisAFIS, con la posicion y direccion de la minutia marcada por circulos rojos y lineas.
SisAFIS es ampliamente tolerante a traslacion y rotacion de las imagenes de huellas. Esta tolerancia es alcanzada usualmente utilizando un algoritmo basado en transformacion (Hough), pero este metodo es bastante lento y poco confiable. SisAFIS utiliza un algoritmo original que permite comparar +60.000 huellas por segundo e identificar huellas aun si estan rotadas, o trasladadas con solo 5 a 7 minutias similares (usualmente dos huellas del mismo dedo contienen 20 a 40 minutias similares). SisAFIS no requiere la presencia del centro o delta de la huella en la imagen, y puede reconocer una huella a partir de cualquier parte de la misma. De todas maneras si estas caracteristicas estan presentes, la utiliza para un reconocimiento mas confiable.
Con SisAFIS toda la base de datos esta preordenada utilizando ciertas caracteristicas globales. La comparacion es realizada primero contra las huellas almacenadas que contienen similares caracteristicas globales a la que se esta evaluando. Si la comparacion contra este grupo no arroja resultados positivos, el proximo registro con caracteristicas globales similares es seleccionado, y asi continua hasta que el reconocimiento es positivo o hasta que se llega al final de la base de datos. En la mayoria de los casos hay una alta probabilidad de que el reconocimiento exitoso se alcance al comienzo de la busqueda. Como resultado, la cantidad de comparaciones requeridas para alcanzar un reconocimiento exitoso decrece drasticamente, y consecuentemente, la velocidad de respuesta efectiva es mayor.
SisAFIS enrola por generalizacion de caracteristicas a partir de tres imagenes de la misma huella. Cada imagen es procesada y sus caracteristicas son extraidas. Luego las tres colecciones de caracteristicas son analizadas y combinadas en una sola coleccion de caracteristicas combinadas, que es la que se escribe en la base de datos. De esta manera la minutia enrolada es mas confiable y la calidad y confiabilidad del reconocimiento son incrementadas.
Vease que, el algoritmo de SisAFIS provee parametros de optimizacion para los scanners, pero no provee interfaz para los mismos (ello depende de cada fabricante – drivers).
Estos y otros algoritmos implementados en SisAFIS, mejoran su calidad de reconocimiento y velocidad.
Reconocimiento de Rostros
Esta garantiza usando funciones de una Libreria SisAFIS/rostros, las cuales aseguran una alta confiabilidad en la identificacion del rostro. SisAFIS/rostros permite compartaciones 1:1 y 1:N en modos de reconocimiento, deteccion de multiples rostros simultaneos, procesando e identificando con una velocidad de comparacion de + de 40,000 rostros por segundo.
SisAFIS/rostros puede ser facil de integrar en los sistemas de seguridad del cliente. El integrador tiene control total sobre las entradas y salidas de datos; por lo tanto las funciones pueden ser utilizadas con la mayoria de las camaras fotograficas (incluyendo webcams), con cualquier base de datos y con cualquier interfaz de usuario.
SisAFIS/rostros permite el desarrollo de sistemas de reconocimiento de rostro para las plataformas de Sistemas Operativos de Microsoft Windows o Linux.
