Software de Identificación Dactilar
Tecnología para desarrollar Sistemas de Identificación Biométrica de gran escala. MegaMatcher está disponible como Kit de Desarrollo (SDK), que le permite desarrollar un sistema local o una Completa Red (Cluster) basada en AFIS.
Es un sistema Automático a Gran Escala de Identificación Biométrica En los últimos años, la demanda para sistemas para sistemas biométricos nacionales a gran escala, ha aumentado exponencialmente. Muchos países incluyendo Estados Unidos, Europa y otros, incluyen sistemas biométricos en pasaportes, identificaciones, visas y otros documentos. Un gran número de aplicaciones como aduanas, sistemas de control electoral, verificación de transacciones bancarias, control de tráfico y otros, se hacen posibles implementando Sistemas Automáticos a Gran Escala de Identificación Biométrica.
Estos sistemas de gran escala tiene un número de requerimientos especiales, que los hace diferentes de aquellos sistemas biométricos de pequeño o mediano alcance:
- El sistema debe realizar una identificación confiable sobre grandes bases de datos.
- El sistema debe mostrar alta productividad y eficiencia correspondiente a su escala:
- La escalabilidad del sistema es importante, mientras el sistema se extienda en el futuro, se debe mantener el nivel de productividad con sólo agregar nuevas unidades al sistema existente.
- La capacidad de proceso diario de consultas debe ser bastante alto.
- La identificación debe ser realizada en un período de tiempo muy corto. (preferiblemente – en tiempo real)
- Se requiere soporte para grandes bases de datos (decenas o cientos de millones de huellas).
- Robusto y Confiable. El sistema debe ser tolerante a fallos de hardware; pausas temporales en su trabajo pueden causar grandes problemas tomando en cuenta el tamaño de la aplicación.
- El sistema debe soportar Los estándares biométricos comúnes. Esto permitirá el uso de plantillas o bases de datos de otros fabricantes y viceversa.
- El sistema debe ser capaz de comparar huellas planas con huellas completas (roladas), porque muchas instituciones utilizan huellas roladas.
- El sistema debe ser capaz de operar sobre redes, porque en muchos casos, las estaciones de trabajo se encuentran lejos del servidor que contiene la base de datos central.
A pesar de todos estos requerimientos, el precio del sistema debe ser lo más bajo posible. Muchos AFIS (Automatic Fingerprint Identification Systems) que se especializan en criminalística y otras aplicaciones similares, son bastante costosos. Ábaco Services & Consulting, C. A. le ofrece un producto que cumple todos los requisitos mencionados anteriormente por un precio competitivo.
¿Por qué MegaMatcher?
Ábaco Services & Consulting, C. A. tiene experiencia de colaboración con integradores de sistemas biométricos que han estado desarrollando sistemas de gran escala. Atendiendo a sus necesidades, se desarrolla la tecnología MegaMatcher orientada precisamente a este tipo de desarrollo. MegaMatcher posee una colección de características especiíficas que lo hacen muy atractivo para desarrolladores de AFIS a gran escala:
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Desempeño. Ábaco Services & Consulting, C. A. posee un algoritmo completamente nuevo para introducirlo en el MegaMatcher. Este algoritmo permite alcanzar alto desempeño en aplicaciones a gran escala.
Curva de operación del Receptor (ROC), obtenida en prueba con bases de datos de escáneres Cross Match Verifier 300 y Identix DFR 2090, comparación MegaMatcher (rojo) y VeriFinger 4.2 (verde) Desempeño bajo las mismas condiciones. Estas ROC muestran que MegaMatcher proporciona alto desempeño en sistemas a gran escala.
- Velocidad de Compración. MegaMatcher es capaz de comparar de 9,000 a 60,000 huellas por segundo Utilizando un PC stand-alone. La velocidad de comparación puede ser aumentada significativamente utilizando un cluster (Ver esquema inferior).
- MegaMatcher incluye software de cluster para ejecutar comparaciones paralelas, lo que permite alcanzar alta productividad y eficiencia:
- La velocidad efectiva de comparación aumenta proporcionalmente al número de nodos de cluster y puede ser escalable para alcanzar el rendimiento requerido del sistema. Por ejemplo, un cluster con 10 nodos es capaz de comparar hasta 600,000 huellas por segundo, un cluster con 100 nodos – hasta 6 millones de huellas por segundo, etc. Esta arquitectura escalable permite mantener una respuesta rápida del sistema a medida que la base de datos se hace más grande.
- Un gran número de peticiones de comparación puede ser procesado por el cluster. Supongamos, que hay una base de datos con 10 millones de huellas y un cluster de 100 nodos (PCs con CPU de 3GHz). Dependiendo del problema, éste cluster será capaz de procesar desde 8,000 hasta 50,000 peticiones por día con la mencionada base de datos.
- Rápido proceso de peticiones. La arquitectura del cluster permite escalarlo para alcanzar procesos en tiempo real de los requisitos de identificación.
- El cluster es capaz de manejar bases de datos de tamaño prácticamente ilimitado.
- El cluster computacional es tolerante a fallas, así que en caso de que un elemento del cluster se averíe, la velocidad de comparación disminuye un poco, pero el cluster continúa trabajando ininterrumpidamente.
- MegaMatcher soporta los estándares biométricos: ANSI/NIST ITL-1-2000 y ANSI/INCIST 378 2004. Así, la plantilla dactilar de MegaMatcher puede ser exportada a otro sistema de identificación y viceversa. Adicionalmente, MegaMatcher soporta el formato de compresión de imágen WSQ para almacenamiento.
- El sistema permite comparar huellas roladas y planas entre ellas. Usualmente los algoritmos convencionales de identificación de huellas "planas" realizan comparaciones entre huellas planas y roladas, menos confiables debido a las deformaciones específicas de las huellas roladas. MegaMatcher permite comparar huellas planas-planas, planas-roladas o roladas-roladas con alta confiabilidad.
- MegaMatcher incluye soporte de redes, porque los componentes del MegaMatcher están desarrollados para ser distribuidos sobre una red.
- Evaluación del desempeño independiente. Un módulo de MegaMatcher utiliza un algoritmo, que ha sido probado en la FpVTE 2003. Luego de la participación en FpVTE se desarrolló un nuevo y más confiable algoritmo y fue incluído en el MegaMatcher SDK como algortimo principal..
- Efectiva relación precio/Beneficio. MegaMatcher ejecuta sobre PC y puede trabajar con Windows y Linux. ésta configuración proporciona la mejor relación precio/beneficio para todos los equipos que conforman en sistema. De ésta forma, el desarollo con MegaMatcher SDK significa que el precio del sistema será relativamente bajo tanto para la parte software como para el hardware.
Esquema AFIS, basado en MegaMatcher
Algoritmo
MegaMatcher utiliza un algoritmo completamente nuevo para la identificación dactilar, que ha sido especialmente elaborado para los problemas de identificación a gran escala. El algortimo sigue los esquemas de comparación comúnmente aceptados, que utilizan una colección de puntos característicos (minutiae) específicos.
MegaMatcher contiene muchas soluciones algortimicas propietarias. Parte de ellas fueron especialmente diseñadas para MegaMatcher, y otra parte fue heredada del algoritmo VeriFinger. Algunas de esas soluciones se mencionan a continuación:
- Una tecnología de cluster computacional tolerante a fallas, que fue desarrollada para ejecutar comparación en paralelo. La tecnología de cluster permite incrementar la velocidad de comparación significativamente así como manipular grandes bases de datos y procesar un gran número de peticiones de consulta e identificación.
- MegaMatcher es tolerante a transposición, rotación y deformación de la huella. Utiliza un algortimo propietario de comparación de huellas, que permite comparar actualmente, de 9,000 a 60,000 huellas por segundo e identificar huellas incluso si están rotadas, reposicionadas o si tienen deformaciones.
- El algoritmo de MegaMatcher es capaz de comparar huellas roladas, huellas planas, y también roladas y planas entre sí. Debido a la técnica específica de gitialización (rotación de uña a uña) las huellas roladas, usualmente tienen mucha más deformación que aquellas tomasdas utilizando la técnica "plana". MegaMatcher compara muy iben las huellas roladas, porque es tolerante a dofrmaciones dactilares.
- MegaMatcher no requiere la presencia del punto Centro o el Delta de la huella en la imágen, y puede reconocer una huella a partir de cualquier parte de ella.
- MegaMatcher puede utilizar los registros de la Base de Datos, para pre-organizarlos utilizando ciertas características globales. La comparación de huellas se realiza primero, con los registros de la base de datos que poseen las características globales más similiares a las de la huella buscada. Si la comparación con este grupo no arroja un resultado positivo, se selecciona el siguiente grupo que posea las características globales más similares, y así sucesivamente, hasta conseguir un resultado positivo o hasta llegar al final de la base de datos. En la mayoría de los casos hay una gran posibilidad de que el resultado positivo se encuentre al principio de la búsqueda. Como resultado, el número de comparaciones requeridas para realizar una identificación dactilar disminuye drásticamente, y la y la velocidad efectiva incrementa proporcionalmente.
- El algoritmo de Filtro adaptado de imágen permite eliminar ruidos, rupturas de crestas y crestas unidas (falsas bifurcaciones), y extraer puntos característicos confiables y reales incluso a partir de huellas de baja calidad en la imágen, con un tiempo de proceso de menos de 1 segundo (todos los tiempos están calculados para un procesador Pentium 4, 3 GHz).
Especificaciones Técnicas
Otras especificaciones del algoritmo se mencionan a continuación. Estos parámetros fueron determinados para un PC con procesador Pentium IV de 3 GHZ:
Resolución Requerida de la Huella |
> 250 dpi;
recomendado 500dpi |
Tiempo de Proceso |
menos de 1 segundo |
Velocidad de Comparación |
hasta 60,000 huellas por segundo
Multiplicado por el número de nodos del cluster |
Tamaño de un registro en la base de datos |
300-1000 bytes
(configurable) |
Tamaño Máximo de la Base de Datos |
Unlimited |
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