Sistemas Biometricos

Biometria Facial o Cara

El rostro de la persona es una característica física que permite la identificación de la persona de manera única y estable. Existen equipos que capturan el patrón 2D (proyección en el plano) y equipos que capturan el patrón 3D (descripción volumétrica del rostro).

La desventaja de los equipos 2D es que el sistema no distinge si lo que está capturando es realmente un rostro o una fotografía de un rostro, por lo que no ofrecen un nivel de seguridad suficiente en la mayoría de aplicaciones de control de acceso.

Los equipos 3D ofrecen una seguridad mucho más elevada ya que necesitan un rostro real (no una fotografía) para identificar el usuario. Por esta razón en aplicaciones de control de acceso y control de presencia es aconsejable usar equipos de reconocimiento facial 3D.

El reconocimiento facial se ha convertido en los últimos años en una área de investigación activa que abarca diversas disciplinas, como procesado de imágenes, reconocimiento de patrones, visión por ordenador y redes neuronales. Involucra tanto a investigadores del área de informática como a neurocientíficos y psicólogos. Se podría considerar también dentro del campo de reconocimiento de objetos, donde la cara es un objeto tridimensional sujeto a variaciones de iluminación, pose, etc., y ha de ser identificada basada en su proyección 2D (excepto cuando se utilizan técnicas 3D).

El objetivo de un sistema de reconocimiento facial es, generalmente, el siguiente: dada una imagen de una cara "desconocida", o imagen de test, encontrar una imagen de la misma cara en un conjunto de imágenes "conocidas", o imágenes de entrenamiento. La gran dificultad añadida es la de conseguir que este proceso se pueda realizar en tiempo real. El sistema identificará las caras presentes en imágenes o videos automáticamente. Puede operar en dos modos:

• Verificación o autentificación de caras: compara una imagen de la cara con otra imagen con la cara de la que queremos saber la identidad. El sistema confirmará o rechazará la identidad de la cara.

• Identificación o reconocimiento de caras: compara la imagen de una cara desconocida con todas las imágenes de caras conocidas que se encuentran en la base de datos para determinar su identidad.

Por su naturaleza amigable, este tipo de sistemas siguen siendo atractivos a pesar de la existencia de otros métodos muy fiables de identificación personal biométricos, como el análisis de huellas dactilares y el reconocimiento del iris.

Aplicaciones

Áreas Aplicaciones específicas

Biometria Licencia de Conducir, Programas de Derecho, Inmigración, DNI, Pasaportes, Registro de Votantes, Fraude

Seguridad de la información Inicio de Sessión, Seguridad en Aplicaciones, Seguridad en Bases de Datos, Cifrado de Información, Seguridad en Internet, Acceso a Internet, Registros Médicos, Terminales de Comercio Seguro, Cajeros Automáticos

Cumplimiento de la ley y vigilancia Videovigilancia Avanzada, Control CCTV, Control Portal, Análisis Post-event, Hurto, Seguimiento de Sospechosos, Investigación

Tarjetas inteligentes Valor Almacenado, Autenticación de usuarios

Control de acceso Acceso a Instalaciones, Acceso a Vehículos

Aplicaciones Actuales

Se utiliza principalmente en sistemas de seguridad para el reconocimiento de usuarios. En estos sistemas se utiliza un lector que define las características del rostro, y cuando este solicita el acceso, se verifica comparando los datos obtenidos con la base de datos. Sin embargo, estos sistemas no son útiles a largo plazo ya que, a medida que pasan los años, los rasgos faciales varían y al solicitar el acceso ya no coinciden con la imagen en la base de datos. Para solucionar este problema se puede utilizar un algoritmo que interprete el paso de los años, aunque igualmente sigue sin ser del todo fiable), o bien, renovar frecuentemente la base de datos.

También se utiliza en aplicaciones de interacción persona-ordenador, en gestión multimedia, y en software como Google's Picasa, Apple iPhoto, Sony's Picture Motion Browser (PMB), Facebook y Asus Smart Logon.

Posibles aplicaciones futuras

Una aplicación de reconocimiento facial futura se basa en establecer esta técnica a nivel de usuario. Por ejemplo, en un supermercado o en un establecimiento pequeño se podría llevar a cabo un control sobre quien abre la caja registradora mediante un reconocimiento facial previo, de esta manera también se pueden evitar intentos de robo ya que, al no reconocer el rostro, la caja permanecería cerrada. Un caso más extremo sería en los cajeros automáticos donde, para poder operar, fuese necesario un reconocimiento facial en vez del actual PIN.

Funcionamiento

El proceso consta de cuatro módulos principales:

1. Detección de la cara: detecta que hay una cara en la imagen, sin identificarla. Si se trata de un video, también podemos hacer un seguimiento de la cara. Proporciona la localización y la escala a la que encontramos la cara.

2. Alineación de la cara: localiza las componentes de la cara y, mediante transformaciones geométricas, la normaliza respecto propiedades geométricas, como el tamaño y la pose, y fotometricas, como la iluminación. Para normalizar las imágenes de caras, se pueden seguir diferentes reglas, como la distancia entre las pupilas, la posición de la nariz, o la distancia entre las comisuras de los labios. También se debe definir el tamaño de las imágenes y la gama de colores. Normalmente, para disminuir la carga computacional del sistema, se acostumbra a utilizar imágenes pequeñas en escala de grises. A veces también se realiza una ecualización del histograma.

3. Extracción de características: proporciona información para distinguir entre las caras de diferentes personas según variaciones geométricas o fotométricas.

4. Reconocimiento: el vector de características extraído se compara con los vectores de características extraídos de las caras de la base de datos. Si encuentra uno

...