| Biometría | Código: M1.808 Créditos: 6 |
La Biometría, en un punto de vista general, es la ciencia que estudia las características biológicas relacionadas con las distancias. Y haciendo análisis estadísticos, llega a conclusiones de la pertenencia del objeto a una clase. La biometría se puede aplicar en muchos campos diferentes. Por ejemplo, para saber el día que se engendró un feto, se mide el feto y se deduce el número de días que hace que se engendró asumiendo un crecimiento según un función estadística. También se usa para deducir la existencia de enfermedades. O incluso, saber qué subclase pertenece una flor, midiendo los pétalos u hojas. Pero en esta asignatura no hablaremos de este tipo de biometría y desde ahora, ya no comentaremos nada más sobre la biometría aplicada a este objetivos. Usaremos la biometría sólo para la identificación de las personas. La definición de biometría en esta asignatura es: "La biometría es la ciencia relacionada con las tecnologías que analizan las características humanas para automáticamente reconocer o verificar su identidad".
En esta asignatura estudiaremos los métodos básicos usados en la identificación o clasificación de las personas mediante la biometría. En el primer módulo detallaremos los conceptos básicos para poder entender como funciona un sistema biométrico. En el siguiente módulo explicamos qué herramientas disponemos para poder evaluar su bondad y muestramos aplicaciones reales basadas en la biometría. Al resto de módulos entraremos en detalle en varios disparos biométricos. Los disparos biométricos más usados actualmente son el dedo, la cara y el iris que se estudiarán en más detalle en esta asignatura. Finalmente, al último módulo explicamos como aumentar la seguridad a los sistemas biométricos.
Esta asignatura está ubicada en la especialidad de seguridad en servicios y aplicaciones. Esto es debido a que los sistemas biométricos siempre se tienen que ver como sistemas que por ellos sólo no existirían, sino que siempre están acoplados a otros sistemas y sirven para garantizar la seguridad en estos otros sistemas. Mirado desde este punto de vista, la asignatura está compuesta de tres puntos básicos: Explicar como funcionan y se evalúan para garantizar la seguridad, explicar cómo son específicamente los sistemas biométricos basados en el dedo, la cara y el iris (los más usados actualmente) y explicar como garantizamos la seguridad al propio sistema biométrico.
La asignatura permite a los estudiantes adquirir las competencias propias de profesionales especializados en la seguridad a través de la biometría. Esta ciencia está avanzando muy rápidamente los últimos últimos años. Por este motivo, cuando se proponen técnicas específicas en la biometría a través del dedo, cara o iris no se pretende explicar las últimas tecnologías que se están presentando en los congresos sino que el alumno entienda el proceso general de todo el sistema. Por otro lado, si que se intenta entrar en detalle en las técnicas de seguridad aplicada a la biometría.
En esta asignatura no se considera que sea necesario haber cursado otras asignaturas de este máster. No obstante, hay dos puntos importantes a comentar. El primero es que la mayoría de técnicas aplicadas a la biometría usan algoritmos de visión por computador o reconocimiento de patrones. Cómo que estos conocimientos no se imparten en este máster (ni a la mayoría de grados en informática), entonces están incorporados a las propias explicaciones de los módulos que os entregamos. Y el segundo aspecto está relacionado con las técnicas de seguridad que se explican al módulo 6. Aunque el conocimiento de estas técnicas forma parte del plan docente otras asignaturas, se ha creído conveniente explicarlas (adaptándose al caso de la biometría) para así conseguir un material auto contenido.
En este punto, queremos destacar dos aspectos. El primero es que para que los estudiantes sigan adecuadamente la asignatura, se recomienda que tengan algunas nociones de estadística. No obstante, cuando estos conceptos aparecen, no se dan por explicados, sino que se comentan de forma detallada. El segundo es que no se pide al estudiante que hagan prácticas en casa. Esto es debido a que los sensores de dedo o iris no son habituales. En el caso de la cara, se podrían hacer algunas partes con una sencilla web-cam. Además, comportaría dedicar mucho tiempo a hacer rutinas que son más de visión por computador que de biometría y este no es el objetivo de la asignatura. Aunque diéramos un paquete de rutinas ya hechas, el estudiante dedicaría demasiado tiempo al software en lugar de dedicar tiempo a comprender las técnicas y su aplicación en la seguridad.
Los objetivos de la asignatura de Biometría son explicar los fundamentos básicos de la biometría para la identificación de las personas, así como explicar los disparos biométricos más usados en la industria y en instalaciones civiles y militares:
- Definir las características básicas de los sistemas biométricos.
- Definir las herramientas para evaluar la bondad de los sistemas biométricos.
- Explicar el reconocimiento de las personas a través del dedo.
- Explicar el reconocimiento de las personas a través de la imagen de la cara.
- Explicar el reconocimiento de las personas a través de la imagen del iris.
- Explicar los métodos para garantizar la seguridad en los sistemas biométricos.
Módulo 1: La Biometría por la Identificación de las Personas
1 Los inicios
2 Reconocimiento Biométrico
3 Los sistemas biométricos
4 Los Disparos Biométricos
5 Aplicaciones de los Sistemas Biométricos
6 Historia de la Biometría
7 Biometría, Cine y Arte
8 Reflexiones sobre una Sociedad Biométrica
Módulo 2: Evaluación de los Sistemas Biométricos en Aplicaciones Reales
1. Errores de los Sistemas Biométricos
2 Evaluación de un Sistema Biométrico
3 Primeras Grandes Aplicaciones Reales
Módulo 3: Reconocimiento de las Personas por el Dedo
1 Dispositivos de Captura del Dedo
2 Análisis y Representación del Dedo
3 Procesado de la Imagen del Dedo
4 Detección de Singularidades y del Núcleo
5 Mejora de la Imagen del Dedo
6 Detección de las Minutiae
7 Comparación de Dedos
8 Clasificación de los Dedos
Módulo 4: Reconocimiento de las Personas por la Cara
1 Etapas de los sistemas de reconocimiento de personas por la cara
2 Detección de las caras
3 Normalización de la cara
4 Extracción de las características
5 Verificación de una cara
6 Identificación de una cara
7 Generación de caras
Módulo 5: Reconocimiento de las Personas por Iris
1 Anatomía de Iris
2 Historia de la Biometría basada en Iris
3 El método de Daugman
4 Obtención de la Imagen del Ojo
5 Localización de Iris
6 Normalización de la Región de Iris
7 Generación del código de Iris
8 Comparación de Iris
Módulo 6: Seguridad en los Sistemas Biométricos
1 Objetivos del ataque a un sistema biométrico
2 Puntos débiles de los sistemas biométricos
3 Defensas especificas para mejorar la seguridad en sistemas biométricos
4 Ataques Directos
5 Ataques indirectos
6 Ataques Side channel
| Material | Soporte |
| Redes neuronales para usos biométricos |
En cada módulo se entregará la documentación correspondiente escrita por el profesor de la asignatura. Además, habrá algunas hojas excel para explicar algunos detalles y practicar algunos algoritmos. También se dispondrá de algunas aplicaciones libres por el reconocimiento de las personas a través de los dedos, caras o iris. Estas aplicaciones funcionan a través de sensores biométricos específicos (dedo e iris) o con una web-cam estándar (cara). Pero además, también aceptan que la entrada sea un fichero. De este modo se puede analizar su funcionamiento sin la necesidad de tener estos sensores específicos. Se colgarán bases de datos conocidas de estos tres disparos biomètics.
Llibros de Biometria
- Anil K. Jain, Patrick Flynn i Arun A. Ros (editors), "Handbook of Biomtrics", Editorial Springer, Any 2008, ISBN 978-0-387-71040-2
- David D. Zhang, "Automated Biometrics. Technologies and Systems", Editorial: Kluweer Academic Publishers, Any 2000, ISBN 0-7923-7856-3
- Anil Jain, Ruud Bolle i Sharath Pankanti, "Biometrics. Personal Identification in Networked Society", Editorial Kluweer Academic Publishers, Any 1999, ISBN 0-7923-8345-1
- James Wayman, Anil Jain, Davide Maltoni i Dario Maio (editors), "Biometric Systems. Technology, Design and Performance Evaluation", Editorial Springer, Any 2005, ISBN 1-85233-596-3
- Samir Nanavati, Michael Thieme i Raj Nanavati, "Biometrics. Identity Verification in a Networked World". Editorial Wiley Computer Publishing, Any 2002, ISBN 0471-09945-7
- Arun A. Ross, Karthik Nandakumar i Anil K. Jain, "Handbook of Multibiometrics", Springer, Any 2006, ISBN 0-387-22296-0
- H. Li, L. Li & K-A. Toh, "Advanced Topics in Biometrics", WorldScientific, Any 2011, ISBN: 978-981-4287-84-5
Llibros de una característica biométrica
- Davide Maltoni, Dario Maio, Anil K. Jain & Salil Prabhakar, "Handbook of Fingerprint Recognition", Editorial Springer, Any 2009, ISBN 978-1-84882-253-5
- Li et al., "Handbook of Face Recognition", Springer, Any 2005, ISBN 0-387-40595-X
- Kaushik Roy & Prabir Bhattacharya, "Iris Recognition. A Machine Learning Approach", Editorial Verlag Dr. Muller, Any 2008, ISBN 978-3-639-08259-3
- Mark S. Nixon, Tieniu N. Tan i Rama Chellappa, "Human Identification based on Gait", Springer, Any 2006, ISBN 978-0-387-24424-2
- Bir Bhanu i Hue Chen, "Human Ear Recognition by Computer", Springer, Any 2008, ISBN 978-1-84800-128-2
- David D. Zhang, "Palmprint Authentication", Any 2004, Editorial: Kluweer Academic Publishers, ISBN 1-4020-8096-4
Llibros de reconocimiento de patrones
- Richard O. Duda, Peter E. Hart i David G. Stork, "Pattern classification", Editorial Wiley, Any 2001, ISBN 978-0-471-05669-0
- Tony Jebara, "Machine Learning. Discriminative and Generative", Editorial Kluweer Academic Publishers, Any 2004, ISBN 1-4020-7647-9
- Elzbieta Pekalska i Robert P. W. Duin, "The Dissimilarity representation for pattern recognition", Editorial World Scientific, Any 2005, ISBN 981-256-530-2
- Francisco Escolano, Pablo Suau i Boyán Bonev, "Information Theory in Computer Vision and Pattern Recognition", Editorial Springer, Any 2009, ISBN 978-1-84882-296-2
Llibros de visión por computador
- Richard Szeliski, "Computer vision : algorithms and applications", Editorial Springer, Any 2011, ISBN 978-1-84882-934-3
- C H Chen, "Handbook of pattern recognition and computer vision", Editorial Springer, Any 2010, ISBN 978-9-81427-338-1
El periodo docente de la asignatura es de 15 semanas que repartiremos de la siguiente manera:
Unidad 1. Descripción y Evaluación de los Sistemas Biométricos. 5 semanas
Módulo 1: La Biometría por la Identificación de las Personas. 3 semanas
Módulo 2: Evaluación de los Sistemas Biométricos en Aplicaciones Reales. 2 semanas
Unidad 2. Reconocimiento a través del dedo, cara e iris. 7 semanas
Módulo 3: Reconocimiento de las personas por el dedo. 3 semanas
Módulo 4: Reconocimiento de las personas por la cara. 2 semanas
Módulo 5: Reconocimiento de las personas por el iris. 2 semanas
Unidad 3. Seguridad en los Sistemas Biométricos. 3 semanas
Módulo 6: Seguridad en los Sistemas Biométricos. 3 semanas
La Normativa académica de la UOC dispone que el proceso de evaluación se fundamenta en el trabajo personal del estudiante y presupone la autenticidad de la autoría y la originalidad de los ejercicios realizados.
La falta de originalidad en la autoría o el mal uso de las condiciones en las que se hace la evaluación de la asignatura es una infracción que puede tener consecuencias académicas graves.
El estudiante será calificado con un suspenso (D/0) si se detecta falta de originalidad en la autoría de alguna actividad evaluable (práctica, prueba de evaluación continua (PEC) o final (PEF), o la que se defina en el plan docente), ya sea porque ha utilizado material o dispositivos no autorizados, ya sea porque ha copiado de forma textual de internet, o ha copiado de apuntes, de materiales, manuales o artículos (sin la citación correspondiente) o de otro estudiante, o por cualquier otra conducta irregular.
La calificación de suspenso (D/0) en la evaluación continua (EC) puede conllevar la obligación de hacer el examen presencial para superar la asignatura (si hay examen y si superarlo es suficiente para superar la asignatura según indique este plan docente).
Cuando esta mala conducta se produzca durante la realización de las pruebas de evaluación finales presenciales, el estudiante puede ser expulsado del aula, y el examinador hará constar todos los elementos y la información relativos al caso.
Además, esta conducta puede dar lugar a la incoación de un procedimiento disciplinario y la aplicación, si procede, de la sanción que corresponda.
La UOC habilitará los mecanismos que considere oportunos para velar por la calidad de sus titulaciones y garantizar la excelencia y la calidad de su modelo educativo.
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Esta asignatura puede superarse por una doble vía: por una parte, a partir de la evaluación continua (EC) y, por otra parte, mediante la realización de un examen final (EX) virtual. La fórmula de acreditación de la asignatura es la siguiente: EC o EXVir. |
Nota final de asignatura: EC
Nota final de asignatura: EX + EC
EX = 65 %
EC = 35 %
Notas mínimas:
· EX = 4
Esta fórmula de ponderación sólo se aplicará cuando la nota resultante mejore la obtenida en el EX. Cuando la nota obtenida en el EX sea inferior a 4 o la calificación resultante de la fórmula de ponderación no permita mejorar la nota obtenida en el EX, la calificación final de la asignatura será la nota obtenida en el EX.
En el caso de asignaturas con prácticas (Pr) que cruzan con el examen (EX), la fórmula de ponderación sólo se aplicará cuando la nota resultante mejore la obtenida en FE (FE=EX+Pr). Cuando la nota obtenida en el EX sea inferior a 4, la calificación resultante de la asignatura será la nota obtenida en el EX. Cuando la calificación resultante de la fórmula de ponderación no permita mejorar la nota obtenida en FE, la calificación final de la asignatura será la nota obtenida en FE.
La evaluación continuada consta de tres Pacs, una por cada unidad. El peso a la nota es proporcional a las semanas que dedicamos a cada unidad. Así, la nota final es: Nota Final = 5/15 PEC1 + 7/15 PEC2 + 3/15 PEC3. Al final de cada unidad se colgarán los enunciados de las Pacs.
Los estudiantes que hayan obtenido una nota de AC igual o más elevada que 5 no tienen que hacer el EX y su nota final de asignatura será igual a la nota de AC. Si el estudiante hace examen, se aplicará la fórmula siguiente: AC 35% - EX 65% Este cruzamiento sólo se aplicará cuando la nota resultante mejore la nota de EX (que tiene que ser, como mínimo, de 4). Cuando no sea aplicable el cruzamiento, la nota final de la asignatura será la nota obtenida al Ej. Si no se ha aprobado el AC, la nota final de la asignatura será la nota obtenida al Ej.
Comunicación a través de los forums