Biometria Codi:  M1.708    Crèdits:  6
Consulta de les dades generals   Descripció   L'assignatura en el conjunt del pla d'estudis   Camps professionals en què es projecta   Coneixements previs   Informació prèvia a la matrícula   Objectius i competències   Continguts   Consulta dels recursos d'aprenentatge de què disposa l'assignatura   Recursos d'aprenentatge i eines de suport   Bibliografia i fonts d'informació   Metodologia   Informació sobre l'avaluació a la UOC   Consulta del model d'avaluació   Avaluació continuada   Avaluació final   Feedback  
Aquest és el pla docent de l'assignatura. Us servirà per planificar la matrícula (consulteu si l'assignatura s'ofereix aquest semestre a l'espai del Campus Més UOC / La Universitat / Plans d'estudis). Un cop comenci la docència, heu de consultar-lo a l'aula. El pla docent pot estar subjecte a canvis.

La Biometria, en un punt de vista general, és la ciència que estudia les característiques biològiques relacionades amb les distàncies. I fent anàlisis estadístics, arriba a conclusions de la pertinença de l'objecte a una classe. La biometria es pot aplicar en molts camps diferents. Per exemple, per saber el dia que es va engendrar un fetus, s'amida el fetus i es dedueix el nombre de dies que fa que es va engendrar assumint un creixement segons un funció estadística. També s'usa per a deduir l'existència de malalties. O fins i tot, saber quina subclasse pertany una flor, tot amidant els pètals o fulles. Però en aquesta assignatura no parlarem d'aquest tipus de biometria i des d'ara, ja no comentarem res més sobre la biometria aplicada a aquest objectius. Usarem la biometria només per a la identificació de les persones. La definició de biometria en aquesta assignatura és: "La biometria és la ciència relacionada amb les tecnologies que analitzen les característiques humanes per automàticament reconèixer o verificar la seva identitat".

En aquesta assignatura estudiarem els mètodes bàsics usats en la identificació o classificació de les persones mitjançant la biometria. En el primer mòdul detallarem els conceptes bàsics per a poder entendre com funciona un sistema biomètric. En el següent mòdul expliquem quines eines disposem per a poder avaluar la seva bondat i mostrem aplicacions reals basades en la biometria. A la resta de mòduls entrarem en detall en varis trets biomètrics. Els trets biomètrics més usats actualment són la ditada, la cara i l'iris que s'estudiaran en més detall en aquesta assignatura. Finalment, a l'últim mòdul expliquem com augmentar la seguretat als sistemes biomètrics.

Amunt

Aquesta assignatura està ubicada en l'especialitat de seguretat en serveis i aplicacions. Això és degut a que els sistemes biomètrics sempre s'han de veure com a sistemes que per ells sols no existirien, sinó que sempre estan acoblats a altres sistemes i serveixen per a garantir la seguretat a aquests altres sistemes. Mirat des d'aquest punt de vista, l'assignatura està composta de tres punts bàsics: Explicar com funcionen i s'avaluen per a garantir la seguretat, explicar com són específicament els sistemes biomètrics basats en la ditada, la cara i l'iris (els més usats actualment) i explicar com garantim la seguretat al propi sistema biomètric.

Amunt

L'assignatura permet als estudiants adquirir les competències pròpies de professionals especialitzats en la seguretat a través de la biometria. Aquesta ciència està avançant molt ràpidament els últims darrers anys. Per aquest motiu, quan es proposen tècniques específiques en la biometria a través de la ditada, cara o iris no es pretén explicar les últimes tecnologies que s'estan presentant als congressos sinó que l'alumne entengui el procés general de tot el sistema. Per altra banda, si que s'intenta entrar en detall en les tècniques de seguretat aplicada a la biometria.

Amunt

En aquesta assignatura no es considera que sigui necessari haver cursat altres assignatures d'aquest màster. No obstant, hi ha dos punts importants a comentar. El primer és que la majoria de tècniques aplicades a la biometria usen algorismes de visió per computador o reconeixement de patrons. Com que aquests coneixements no s'imparteixen en aquest màster (ni a la majoria de graus en informàtica), llavors estan incorporats a les pròpies explicacions dels mòduls que us lliurem. I el segon aspecte està relacionat amb les tècniques de seguretat que s'expliquen al mòdul 6. Encara que el coneixement d'aquestes tècniques forma part del pla docent d'altres assignatures, s'ha cregut convenient explicar-les (adaptant-se al cas de la biometria) per així aconseguir un material auto contingut.

Amunt

En aquest punt, volem destacar dos aspectes. El primer és que per tal que els estudiants segueixin adequadament l'assignatura, es recomana que tinguin algunes nocions d'estadística. No obstant, quan aquests conceptes apareixen, no es donen per explicats, sinó que es comenten de forma detallada. El segon és que no es demana a l'estudiant que facin pràctiques a casa. Això és degut a que els sensors de ditada o iris no són habituals. En el cas de la cara, es podrien fer algunes parts amb una senzilla web-cam. A més, comportaria dedicar molt temps a fer rutines que són més de visió per computador que de biometria i aquest no és l'objectiu de l'assignatura. Encara que donéssim un paquet de rutines ja fetes, l'estudiant dedicaria massa temps al programari en lloc de dedicar temps a comprendre les tècniques i la seva aplicació en la seguretat.

Amunt

Els objectius de l'assignatura de Biometria són explicar els fonaments bàsics de la biometria per a la identificació de les persones, així com explicar els trets biomètrics més usats en la indústria i en instal·lacions civils i militars:

  • Definir les característiques bàsiques dels sistemes biomètrics.
  • Definir les eines per a avaluar la bondat dels sistemes biomètrics.
  • Explicar el reconeixement de les persones a través de la ditada.
  • Explicar el reconeixement de les persones a través de la imatge de la cara.
  • Explicar el reconeixement de les persones a través de la imatge de l'iris.
  • Explicar els mètodes per garantir la seguretat en els sistemes biomètrics.

Amunt

Mòdul 1: La Biometria per la Identificació de les Persones

1    Els inicis

2    Reconeixement Biomètric

3    Els sistemes biomètrics

4    Els Trets Biomètrics

5    Aplicacions dels Sistemes Biomètrics

6    Història de la Biometria

7    Biometria, Cinema i Art

8    Reflexions sobre una Societat Biomètrica

 

Mòdul 2: Avaluació dels Sistemes Biomètrics en Aplicacions Reals

1. Errors dels Sistemes Biomètrics

2    Avaluació d'un Sistema Biomètric

3    Primeres Grans Aplicacions Reals

 

Mòdul 3: Reconeixement de les Persones per la Ditada

1    Dispositius de Captura de la Ditada

2    Anàlisi i Representació de la Ditada

3    Processat de la Imatge de la Ditada

4    Detecció de Singularitats i del Nucli

5    Millora de la Imatge de la Ditada

6    Detecció de les Minutiae

7    Comparació de Ditades

8    Classificació de les Ditades

 

Mòdul 4: Reconeixement de les Persones per la Cara

1    Etapes dels sistemes de reconeixement de persones per la cara

2    Detecció de les cares

3    Normalització de la cara

4    Extracció de les característiques

5    Verificació d'una cara

6    Identificació d'una cara

7    Generació de cares

 

Mòdul 5: Reconeixement de les Persones per l'Iris

1    Anatomia de l'Iris

2    Història de la Biometria basada en l'Iris

3    El mètode de Daugman

4    Obtenció de la Imatge de l'Ull

5    Localització de l'Iris

6    Normalització de la Regió de l'Iris

7    Generació del codi de l'Iris

8      Comparació d'Iris

 

Mòdul 6: Seguretat en els Sistemes Biomètrics

1               Objectius de l'atac a un sistema biomètric

2               Punts febles dels sistemes biomètrics

3               Defenses especifiques per millorar la seguretat en sistemes biomètrics

4               Atacs Directes

5               Atacs indirectes

6               Atacs Side channel

Amunt

Material Suport

Amunt

En cada mòdul es lliurarà la documentació corresponent escrita pel professor de l'assignatura. A més, hi haurà alguns fulls excel per explicar alguns detalls i practicar alguns algorismes. També es disposarà d'algunes aplicacions lliures pel reconeixement de les persones a través de les ditades, cares o iris. Aquestes aplicacions funcionen a través de sensors biomètrics específics (ditada i iris) o amb una web-cam estàndard (cara). Però a més, també accepten que l'entrada sigui un fitxer. D'aquesta manera es pot analitzar el seu funcionament sense la necessitat de tenir aquests sensors específics. Es penjaran bases de dades conegudes d'aquests tres trets biomètics.   

Amunt

Llibres 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

Llibres d'un tret biomètric específic

-                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

Llibres de reconeixement de patrons

-                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

Llibres de visió per 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

Amunt

El període docent de l'assignatura és de 15 setmanes que repartirem de la següent manera:

Unitat 1. Descripció i Avaluació dels Sistemes Biomètrics. 5 setmanes

Mòdul 1: La Biometria per la Identificació de les Persones. 3 setmanes

Mòdul 2: Avaluació dels Sistemes Biomètrics en Aplicacions Reals. 2 setmanes

Unitat 2. Reconeixement a través de la ditada, cara i iris. 7 setmanes

                  Mòdul 3: Reconeixement de les persones per la ditada. 3 setmanes

                  Mòdul 4: Reconeixement de les persones per la cara. 2 setmanes

                  Mòdul 5: Reconeixement de les persones per l'iris. 2 setmanes

Unitat 3. Seguretat en els Sistemes Biomètrics. 3 setmanes

                  Mòdul 6: Seguretat en els Sistemes Biomètrics. 3 setmanes

Amunt

El procés d'avaluació es fonamenta en el treball personal de l'estudiant i pressuposa l'autenticitat de l'autoria i l'originalitat dels exercicis realitzats.

La manca d'autenticitat en l'autoria o d'originalitat de les proves d'avaluació; la còpia o el plagi; l'intent fraudulent d'obtenir un resultat acadèmic millor; la col·laboració, l'encobriment o l'afavoriment de la còpia, o la utilització de material o dispositius no autoritzats durant l'avaluació, entre d'altres, són conductes irregulars que poden tenir conseqüències acadèmiques i disciplinàries greus.

D'una banda, si es detecta alguna d'aquestes conductes irregulars, pot comportar el suspens (D/0) en les activitats avaluables que es defineixin en el pla docent -incloses les proves finals- o en la qualificació final de l'assignatura, sigui perquè s'han utilitzat materials o dispositius no autoritzats durant les proves, com ara xarxes socials o cercadors d'informació a internet, perquè s'han copiat fragments de text d'una font externa (internet, apunts, llibres, articles, treballs o proves d'altres estudiants, etc.) sense la citació corresponent, o perquè s'ha practicat qualsevol altra conducta irregular.

De l'altra, i d'acord amb les normatives acadèmiques, les conductes irregulars en l'avaluació, a més de comportar el suspens de l'assignatura, poden donar lloc a la incoació d'un procediment disciplinari i a l'aplicació, si escau, de la sanció que correspongui.

Amunt

Aquesta assignatura només es pot superar a partir de l'avaluació contínua (AC). La nota final d'avaluació contínua esdevé la nota final de l'assignatura. La fórmula d'acreditació de l'assignatura és la següent: AC.


Ponderació de les qualificacions

Opció per superar l'assignatura: AC

Nota final d'assignatura: AC

Amunt

L'avaluació continuada consta de quatre PACs.  Nota Final = 25% PAC1 +30% PAC2 + 30% PAC3+ 15% PAC4.

Amunt

L'assignatura s'aprova a través de l'Avaluació Continuada. És a dir, l'assignatura s'aprova si la nota mitjana de les quatre PACs és superior o igual a 5.

Amunt

Comunicació a través dels forums

Amunt