Nuevas Tecnologías BiométricasInstituto Nacional de Ciencias PenalesProcuraduría General de la República
Versión 1.0
Índice
Sección Tema
1 Introducción: Conceptos Básicos
2 Reconocimiento de Huellas
3 Reconocimiento de Venas
4 Reconocimiento Facial
5 Reconocimiento de Iris
6 Reconocimiento de Tatuajes
7 Multi-Biometría
8 Prototipos
Sección
Introducción:
Conceptos Básicos
1
Conceptos Básicos
Identificación
Búsqueda de una persona dentrode una base de datos; Tambiénconocida como 1:N.• Aplicaciones Forenses:
• Identidad de una persona• Encontrar al propietario deuna latente en una escena delcrimen no resuelta
• Aplicaciones Civiles:• Identificar a una persona(credencial para votar,identidad ciudadana, etc.)
Autenticación
Verifica la identidad de unapersona; También conocida como1:1.• Aplicaciones Civiles:
• Credencial para votar• Identidad Ciudadana• Tarjetas bancarias• Cheques• Celulares• Laptops• Autos• Etc.…
Medidas del Desempeño Biométrico
• FTE• Falla de Enrolamiento• Porcentaje de la poblaciónque no puede ser enroladapor el sistema
• FTA• Falla de Adquisición• Porcentaje de intentos deadquisición sin éxito
• FRR• Tasa de Falso Rechazo• Probabilidad de que unusuario autorizado searechazado por el sistema
• FAR• Tasa de Falsa Aceptación• Probabilidad de que unapersona (aleatoria) seareconocida como alguien másen el sistema• También llamada “Tasa deCotejo Falso (FMR)”
Principios de la Identificación Biométrica
InmutabilidadNo cambia durante la vida de la persona.
UnicidadNunca se ha encontrado que dos personas sean idénticas.
!Soy único¡
!Yo también¡
Clasificación de Sistemas de Autenticación
Lo que tienes… Lo que sabes… Lo que eres…
• Lo que tienes / sabes No es confiable • Lo que eres Más Seguro (si se combina con las 2 anteriores, se obtiene mayor seguridad)
Las Diferentes Biometrías
Lo que
somos...
Aprendizaje
Anatomía
Voz
Firma
...
Golpe de teclado
dinámico
Cosas que se pueden aprender con el tiempo
Mano
Huellas
Dactilares
Venas
Iris
...
Rostro
Cosas con las que naces y te hacen único
Procesos Generales en un Sistema Biométrico
AdquisiciónExtracción de
CaracterísticasClasificación
Cotejo
(1:N ó 1:1)Decisión
Automática Manual
NO HIT
NO
Posible
HIT
SI
HIT
SI
Sección
Reconocimiento de Huellas
2
Niveles de Identificación
Niveles de Identificación
La identificación de huellasdactilares se puede separar en tresniveles:
1. Primer Nivel Se refiere a laclasificación de la huella, alflujo de las crestas.
2. Segundo Nivel Se utilizanlos puntos característicos parala identificación.
3. Tercer Nivel Se utilizandetalles microscópicos, comola forma de la cresta, los poros,etc.
1
2
3
Principios Fundamentales de las Huellas
Primer Principio
Una huella es unacaracterística individual.No hay dos huellas concaracterísticas en lascrestas que seanidénticas.
Segundo Principio
Una huella permanecesin cambios durantetoda la vida de unindividuo (sin embargopuede adquirircicatrices).
Tercer Principio
Las huellas tienenpatrones que se formancon sus crestas, lo quehace posible clasificarlassistemáticamente paraagilizar las búsquedas.
Puntos Característicos
Un punto característico o minucia,puede ser clasificado de lasiguiente manera:
• Punto• Fin de Línea• Bifurcación• Encierro• Islote• Empalme• Horquilla
Otras características propias deuna huella dactilar es la presenciao no de:
• Núcleo/s• Delta/s
Codificación de Puntos Característicos
Codificación de Puntos Característicos
La representación matemática deun punto característico o minuciaes en la forma de un vector.
Un vector se representa en unplano cartesiano como un puntoen el espacio con un ángulo:
• (x, y, Ө)
De esta manera conocemos laubicación de la minucia y sudirección.
La minucia se representa con uncírculo y una línea.
• El círculo nos da la posición x,y.• La línea nos da el ángulo Ө, estadebe de estar colocada a la mitadde la distancia entre las crestas.
Origen de la minucia: x,y
Angulo de la minucia: Ө
Clasificación de Henry
Henry clasifico las huellasdactilares dependiendo del flujode las crestas en:
• Presilla Derecha• Presilla Izquierda• Arco Simple• Arco Tendido• Verticilo
Morpho utiliza la clasificación deHenry de la siguiente manera:
• Presilla Derecha• Presilla Izquierda• Arco• Verticilo• Desconocido
Distribución de Clases
5%
60%
34%
1%
Arcos Presillas Verticilo Desconocido
Clasificación en el APFIS
Clasificación en el APFIS
Ya vimos que cada huellatiene una clasificación deacuerdo al patrón queforman sus crestas.
Morpho en sus sistemasAPFIS puede clasificar (D,I,A,V,X) una sola huella conhasta 3 tipos declasificación.
Por ejemplo, esta huella sepodría clasificar en el APFIScómo…
D , V , .
Ficha Decadactilar
Ficha Decadactilar
Una ficha decadactilar (10huellas) es un registro, en elque se captura lainformación alfanumérica ybiométrica de las manos deuna persona.
Información en la ficha:
• Datos alfanuméricos• Huellas rodadas• Huellas simultáneas• Huellas palmares• Huellas hipotenares
Ficha Decadactilar (Frente)
Datos Alfanuméricos
HuellasRodadas
HuellasSimultáneas
Aparte de los datos de lapersona, también se escribe laclasificación de la ficha para sualmacenamiento en el archivode papel (diferente a APFIS).
Se toman las huellas rodadasporque contienen una mayorcantidad de minucias. Son lashuellas rodadas las que seutilizan para el cotejo.
Las huellas simultáneas sirvenpara corroborar que las huellasrodadas se hayan colocado enla casilla del dedo y manocorrespondientes sin errores.
Ficha Decadactilar (Anverso)
Palma e Hipotenar Derechos
Las huellas palmares se utilizanprincipalmente para resoluciónde casos criminales, y asípoder asociar un fragmento dehuella con un registro o unregistro con un fragmento.
Palma e HipotenarIzquierdos
Las huellas hipotenaresigualmente se utilizan paraasociación de casoscriminales. Son comúnmenteencontradas, por ejemplo encartas de secuestro donde elcriminal apoyo su hipotenarpara escribir.
Confronta Dactilar
Una confronta dactilar es un documento preparado por undactiloscopista, en donde compara dos huellas que supuestamentepertenecen a una misma persona. Este documento junto con eltestimonio o dictamen del experto tienen validez jurídica.
Confronta Dactilar
Huella de la escena
del crimen
Huella de la ficha dactilar
Áre
a d
e la
hu
ella
id
enti
fica
da
Minucias en la huella de la escena del crimen
Minucias en la huella de la ficha dactilar
Tipo y ampliación de minucias
Información de la ficha
Información del caso
Algoritmos
Una nueva familia de extractor de características.Utilización de los mismos algoritmos en todos nuestros productos:
• Decadactilares, latentes, palmares• Huellas rodadas, planas• Adaptables a cualquier dispositivo de captura (cámaras, escáner, bloquesópticos)
Algoritmos personalizables dependiendo de la aplicación para ser más precisos/ rápidos.
Es un producto de software completo que permite una evolución rápida ysencilla.
Los algoritmos de cotejo dentro del MetaMatcher de Morpho:• Alta Precisión• Multi-Etapa (mejora la eficiencia de la velocidad / precisión)• Multi-Algoritmo• Cotejador Dinámico
Diferentes Tipos de Cotejo
• Persona vs. Personas FD/FD• Permite identificar a una persona contra un registro de persona previamentealmacenado en el APFIS.
• Persona vs. Casos Criminales Sin Resolver FD/LNR & FP/LPNR• Permite relacionar a una persona contra una latente (evidencia) de una escenadel crimen previamente almacenada en el APFIS.
• Caso Criminal vs. Personas LT/FD & LP/FP• Permite relacionar una latente (evidencia) de una escena del crimen contra unregistro de persona previamente almacenado en el APFIS.
• Caso Criminal vs. Casos Criminales Sin Resolver LT/LNR & LP/LPNR• Permite relacionar una latente (evidencia) de una escena del crimen contra otralatente (evidencia) de una escena del crimen diferente.
Algoritmo Juvenil
Con menores de edad son necesarios los siguientes requisitos:
• Adquisición con una resolución mayor o igual a 500 dpi• Codificación con un codificador específico (para fichas decadactilares de menores de 12años de edad)• Cotejo (para fichas decadactilares de menores de 18 años de edad) es necesarionormalizar la base de datos.
Requisitos: Adultos > 18 años Jóvenes entre 12 y 18 años Menores de 12 años
Uso de Codificador Juvenil NECESARIO
Uso de Cotejador Juvenil NECESARIO NECESARIO
Características de los Algoritmos de MORPHO
Características Principales:
• Completamente independientes del núcleo de la huella y de su orientación
• Permite búsquedas de latentes de mala calidad
• Permite la búsqueda de latentes con orientación desconocida• Tiene una tolerancia de ±180°, equivalente a una rotación de 360°
• Tolerancia al desplazamiento de minucias, cuando la piel se contrae o expande
• Algoritmo juvenil, que permite identificar a un adulto con su huella juvenil
Herramientas de Mejoramiento de Imagen: Superficies Curvas
Imagen Original Imagen Reconstruida
Herramientas de Mejoramiento de Imagen: Huellas Sobrepuestas
Huellas Sobrepuestas
Huella Vertical
Huella Horizontal
Evaluación Tecnológica de Fabricantes AFIS por NIST
Evaluación de Tecnologías de Latentes Dactilares por NIST en Febrero/2010
Morpho, fue evaluado como #1.Con lo que mantiene su liderazgo mundial.
Sección
Reconocimiento de Venas
3
Reconocimiento de Venas
• Es el primer captormultimodal, capaz deprocesar la vena y lahuella dactilar almismo tiempo.• Utilizado paraaplicaciones deenrolamiento, accesológico y físico, pagoseguro, etc…
Funcionamiento
Luz infrarroja es trasmitida a través del dedo y ésta es parcialmente absorbida por la hemoglobinaque se encuentra en las venas, captando un patrón de vena único, el cual es cotejado con unregistro previo para verificar la identidad de la persona.
Codificación
• Durante la adquisición se extrae la información biométrica de la huella dactilar y de la vena.• Se codifica cada biometría para extraer sus puntos característicos.• Se hace una fusión de ambas biometrías para generar una sola plantilla de puntos característicos.
Sección
Reconocimiento Facial
4
Reconocimiento Facial
Iluminación Edad
Expresión / Posición Resolución / Distancia / Ángulo
Reconocimiento Facial:Normas y Estándares
Por medio de loscriterios ISO de ICAOse ha estandarizado laadquisición deimágenes faciales parasu uso en sistemas dereconocimiento facial.
Herramientas de Mejoramiento de Imágenes
Codificación y Cotejo
Proceso de EnrolamientoEnrolamiento: Inserción a
la BD
Detección del Rostro Detección de los Ojos Extracción de
Características
Inserción de plantilla a
la Base de Datos
Proceso de Búsqueda
Identificación 1:N Detección del Rostro Detección de los Ojos Extracción de
Características
Cotejo BD
HIT
NO
HIT
Ventajas Claves
Características Principales:
• Gran cantidad de base de datos existentes
• Velocidad: 2.5 millones de comparaciones por segundo
• Escalabilidad: Hardware estándar
• Herramientas avanzadas: Rotación en 3D, mejoramiento de imagen, etc.…
Sección
Reconocimiento de Iris
5
¿Qué es el Iris?
• El iris es la parte de color que se encuentraentre la pupila (lo negro) y la parte blanca del ojo.
• Esta formado por tubos de colores, cada unocon un diámetro menor al de un cabello.
• Los datos son tan densos que detallesindividuales solo pueden ser distinguidos a travésde un microscopio.
• El iris contiene un patrón biométrico. El ojoderecho es diferente del izquierdo. Los ojos degemelos idénticos son diferentes.
• El iris se crea inclusive varios meses antes delnacimiento hasta 6 meses después de nacido. Elcolor puede variar durante la vida de una personapero su patrón y radio externo no.
Adquisición
• Obstrucción: pestañas, cejas, cabello, reflejos, etc.…• Lentes
Morpho ha desarrollado un software específico.
Codificación
La codificación se realiza en 3 pasos:
• La imagen es filtrada para quitar ruido y reflejos• El borde del iris es ubicado• Se aplica una transformación de Gabor que genera una plantilla de 512 octetos
Cotejo
• La comparación de plantillas se lleva a cabo bit por bit.• Se calcula el número de bits correspondientes.
Sección
Reconocimiento de Tatuajes
6
Reconocimiento de Tatuajes
Características:
• Al no tratarse de una biometría, carece de lapermanencia o distinción como el de las huellasdactilares u otra biometría• Los tatuajes contienen un significado para elque lo porta, e incluso pueden indicar lapertenencia a una pandilla• El FBI a recomendado su uso para las fuerzasque ejercen la ley, como un método para asistiren la identificación (FBI EBTS / ANSI-NIST ITL)
Casos de Uso:
• Identificación de víctimas cuando no hay otromedio de identificación• Investigación de crímenes, vinculando a losperpetradores cuando no hay otro medio deidentificación
Adquisición
• El enrolamiento normalmente proviene de un archivo,originalmente adquirido con una cámara.• Posteriormente se aplica una “mascara” al área de interés.
Imagen a enrolar Mascara
Codificación
Ventajas de usar la mascara:
•Menor cantidad de puntoscaracterísticos falsos• Mejor discriminación de formadurante el cotejo
¿Cómo dibujar una mascara?
• ¿Enmascarar un solo tatuaje?• ¿Enmascarar una parte delcuerpo?
Seguir las directrices de NIST
Imagen a enrolar Uso de mascara
Sin el uso de mascara Con el uso de mascara
Cotejo
• Líneas Puntoscorrespondientes en elcotejo• Puntos verdes Puntoscaracterísticos detectadosen la imagen• Puntos blancos Puntosutilizados en el cotejo
Observe:
• Diferentes escalas entreambas imágenes• Condiciones deiluminación distintas• Calidad de la imagen Imagen de búsqueda Imagen hallada en la base de datos
Para Estudio y Discusión…
¿Existe alguna diferencia en lostatuajes de la población criminal con lapoblación en general?
Criminal:• Son monocromáticos• Es un esqueleto (solo orillas)• Símbolos• …
Civil:• Uso de color• Son artísticos• …
Sección
Multi-Biometría
7
Reconocimiento Facial Reconocimiento de Huellas Dactilares
Procuraduría General de la República
Inse
rció
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Actu
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Co
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n 1
:N
Au
ten
tica
ció
n 1
:1
Sagem Middleware Biométrico (SBM)
SO
AP
SO
AP
SO
AP
SO
AP
Controlador de
Cotejo SOAP
Controlador de
Verificación de
Secuencia
SOAP
Controlador de
Autenticación
SOAP
Controlador de
Codificación
SOAP BD Log
Oracle
BD SMC
Oracle
MetaMatcher
Unidad de
Cotejo
BD del
Cotejador
Oracle
Unidad de
Codificación
SOAP
SO
AP
SO
AP
SO
AP
Controlador de
Cotejo SOAP
Controlador de
Autenticación
SOAP
Controlador de
Codificación
SOAP
BD SMC
Oracle
MetaMatcher
Unidad de
Cotejo
BD del
Cotejador
Oracle
Unidad de
Codificación
SOAP
Reconocimiento de Iris
SO
AP
SO
AP
SO
AP
Controlador de
Cotejo SOAP
Controlador de
Autenticación
SOAP
Controlador de
Codificación
SOAP
BD SMC
Oracle
MetaMatcher
Unidad de
Cotejo
BD del
Cotejador
Oracle
Unidad de
Codificación
SOAP
Multi-Biometría
Nueva arquitectura del MetaMatcher capaz de cotejar con 2 o más biometrías,de acuerdo a las necesidades del cliente.
Cotejador Multibiométrico
La arquitectura delMetaMatcher es modular,es decir que puede ircreciendo dependiendo delcrecimiento de la base dedatos para seguirmanteniendo los mismostiempos de respuesta conflujos de trabajo mayores.
Controlador de Cotejo
SOAP
Unidades de Control Unidades de Datos
BD de
plantillas
Unidad de
Cotejo
Unidad de
Cotejo
Unidad de
Cotejo
Unidad de
Cotejo
Unidad de
Cotejo
Unidad de
Cotejo
Unidad de
Cotejo
Unidad de
Cotejo
Unidad de
Cotejo
Unidad de
Cotejo
Unidad de
Cotejo
Unidad de
Cotejo
String 1 String 2 String 3 String N
Unidad de
Reserva
Unidad de
Reserva
Unidad de
Reserva
Incremento de Disponibilidad
Incre
me
nto
de
Ta
ma
ño
de
Ba
se
de
Da
tos
Incremento de Flujo de Trabajo
Incre
me
nto
de
Ve
locid
ad
de
Co
tejo
Fusión de Biometría: Huella con Facial
El uso de algoritmos de fusión para la consolidación de resultados debúsquedas, permite alcanzar mayor precisión.
Facial Huella
Consolidación: Huella, Facial
FAR
FRR
Estándares
Solución basada en estándares internacionales para facilitar los intercambios desolicitudes/respuestas biométricas entre sistemas con bases de datos a gran escala.
FBI
Solución basada en estándares internacionales para facilitar los intercambios desolicitudes/respuestas biométricas entre sistemas.
Acerca del FBI
Datos de interés
Posicionamiento del sistema IAFIS del FBIcomo Sistema AFIS federal conprocesamientos criminales y civiles
El NGI es un sistema de identificaciónmulti-modal (huellas, latentes, palmas,facial, iris)
Los proveedores de biometría sonseleccionados utilizando series de“Algorithm Trade Studies”
Morpho es el proveedor de latecnología biométrica dactilar de“Lockheed Martin” para el programaNGI
Contrato firmado en 2010 para laidentificación dactilar
Fidelity, Bravery and Integrity
Cuartel general delFBI Washington, D.C.
FBI Criminal Justice Information Services en West Virginia
Ges
tió
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Just
icia
C
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inal
Co
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ol d
e Fr
on
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nTa
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Ch
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n
Tran
spo
rte
Térm
inal
es
bio
mé
tric
os
Co
ntr
ol d
e
Acc
eso
Sección
Prototipos
8
Face On The Fly
Detección del rostro por medio de 4 cámaras sin la necesidad de detenerse en ningúnmomento, a partir de esas imágenes se genera una imagen tridimensional que seconvierte a 2D la cuál es utilizada para el cotejo.
Finger On The Fly
Detección de huellas pasando la mano por el sensor sin necesidad de contacto, evitandola propagación de enfermedades, captura el 100% de las huellas, de las cuales el 98%son de buena calidad.
Iris On The Fly
Detección del iris a distancia, sin la necesidad de detenerse en ningún momento.
¡Gracias por su atención!
Comentarios, dudas y/o sugerenciasdiríjase a Edgar Montes López:E-mail: [email protected] Sucursal México