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Categoría: Biometrica

La oreja como método biométrico de identificación. Club Ciencias Forenses.

Estimados suscriptores y seguidores del Club de las Ciencias Forenses, en esta ocasión les presentamos un resumen del artículo “Human Ear Recognition Using Geometrical Features Extraction”, de los autores Asmaa Sabet Anwar, Kareem Kamal A.Ghany, y Hesham Elmahdy, de la facultad de Informática e Información de la Universidad del Cairo, que presentan un novedoso algoritmo para el reconocimiento de las orejas basado en la extracción de características geométricas de la misma.

Los métodos tradicionales de identificación personal se basan en lo que conoce la persona como PIN, contraseñas, tarjetas de identificación y claves específicas. Estos métodos tienen muchas desventajas, como dificultad para recordar, fácil de perder, falta de seguridad, las tarjetas y las claves a menudo se roban y las contraseñas se pueden descifrar. Debido a la desventaja de los métodos tradicionales de identificación, en los últimos años el reconocimiento biométrico ha recibido una mayor atención por parte de las personas gracias a los avances tecnológicos. Como ya sabemos, la biometría es una tecnología de identificación o verificación basada en el reconocimiento de una característica física e intransferible de las personas, como por ejemplo, la huella digital, el reconocimiento del patrón venoso del dedo o el reconocimiento facial. En general, se cree que la biometría se convertirá en un componente importante de la tecnología de identificación.

En el presente estudio, los investigadores presentan un algoritmo que permite la identificación biométrica a través de las orejas. La oreja humana es una fuente perfecta de datos para la identificación pasiva de personas, ya que es visible, sus imágenes son fáciles de tomar y la estructura de la oreja no cambia radicalmente con el tiempo, además satisface las características biométricas: Universalidad (toda persona tiene orejas), distintividad (no hay dos iguales), permanencia (no cambia en el tiempo) y capacidad de colección (se puede medir cuantitativamente).

La forma de realizarlo es a través de las fases de preprocesamiento, detección de la oreja, detección de bordes, post-procesamiento, extracción de características y finalmente clasificación.

Durante la fase de preprocesamiento, se cambia el tamaño de las imágenes a 272×204 píxeles (dimensiones de las imágenes de la base de datos) y se aplica a la imagen técnicas de alisamiento usando el filtro gaussiano. Posteriormente, se realiza la detección de la oreja especificando todos aquellos puntos de control referentes a elasticidad, rigidez, tamaño, bordes y terminación (registrando un total de siete valores). Se realiza posteriormente una detección de los bordes de la oreja, fase en la cual se detectan los bordes fuertes y débiles, e incluye los bordes débiles en la salida solo si están conectados a bordes fuertes. Finalmente en el post-procesamiento, se eliminan todos los píxeles no deseados y se cierran los contornos y bordes que puedan afectar a la detección.

Una vez ha sido procesada la imagen, en la fase de extracción de características, se detecta el objeto más grande y se obtiene la distancia euclidiana mínima entre cada píxel y todos los píxeles, obteniendo así los límites. El centroide del objeto más grande y la media de la imagen del oído también se toman como valores de características para garantizar la singularidad entre las imágenes del oído, y posteriormente se agregan valores adicionales que mejoran la precisión del reconocimiento.

Para la creación y prueba de este algoritmo, se creó la base de datos del “IIT Delhi Ear” , con fotografías de orejas tomadas a sujetos con edades entre 14 y 58 años. Usando esta base de datos, se realizó el experimento con 50 personas usando para ello 3 imágenes de sus orejas. Los resultados fueron exitosos: 49 casos fueron identificados como verdaderos y tan solo uno de ellos como falso (no se produjo reconocimiento). Esto indica una precisión de reconocimiento de un 98%, tratándose de unos resultados experimentales muy positivos que pueden abrir un camino hacia la posibilidad real de usar la oreja como identificación biométrica en un futuro.

Subjetividad y sesgos en la interpretación forense de las pruebas de ADN. Club Ciencias Forenses.

Estimados suscriptores y seguidores del Club de las Ciencias Forenses, en esta ocasión les presentamos un resumen del artículo “Subjectivity and bias in forensic DNA mixture interpretation”, de los autores Itiel E. Dror y Greg Hampikian, de la Universidad de Londres, que estudian la influencia de los sesgos y la subjetividad en los análisis de ADN.

A día de hoy, la ciencia ha avanzado mucho y se ha convertido en un importante apoyo en el sistema legal. Aceptamos que los seres humanos cometen fallos y por eso elegimos creer la grabación de una cámara de vigilancia antes que el testimonio de un testigo. Y, en esta competición por la credibilidad entre las ciencias forenses, los testimonio y otros, la joya de la corona es la famosa prueba de ADN.

En los últimos años, se ha antepuesto el resultado de esta prueba por encima de cualquier testigo, prueba u opinión de cualquier experto forense. Incluso la Academia Nacional de Ciencias (NAS) hace distinción entre las disciplinas de las ciencias forenses basadas en pruebas de laboratorio y las que son la interpretación de expertos de los patrones observables (como en análisis grafológico, las huellas dactilares, etc.).

Sin embargo, olvidamos que, aunque las pruebas de laboratorio puedan parecer objetivas y carentes de cualquier sesgo, aquellos que son encargados de interpretarlas no lo son. Una prueba de ADN no es tan simple como un código de barras que pasado por una máquina nos delata al culpable, y esa creencia es la que nos lleva a la peligrosa aceptación de dichos análisis sin ningún recelo.

Por ello, el objetivo de este estudio es mostrar la subjetividad que podemos encontrar en los análisis de ADN.  Para ello, se realizó el estudio con 17 analistas cualificados y expertos en la materia que realizan esta misma labor como oficio en laboratorios acreditados. Además, se creó una información contextual como parte del montaje experimental para comprobar si esos datos influían en el análisis. La evidencia de ADN utilizada estaba relacionada con un caso de violación en grupo en el que uno de los asaltantes testificó en contra de los otros sospechosos a cambio de una sentencia menor como parte de su cooperación en un acuerdo de negociación mientras que los otros lo negaron. En este caso, la prueba del ADN era definitiva para condenar a los violadores: sin ella, la declaración del que había confesado sería insuficiente.

Cada uno de los analistas examinó las pruebas de manera independiente y debía dar su veredicto entre los tres posibles: si la prueba no le incriminaba, si no se podía ser incriminado con ella o si no era concluyente.  Si la prueba de ADN fuera objetiva todos los examinadores habrían ofrecido el mismo resultado; sin embargo, lo que encontramos es que un examinador concluyó que el sospechoso “no puede ser incriminado”, 4 examinadores concluyeron “no concluyentes”, y 12 examinadores concluyeron “que la prueba no le incriminaba”. El hecho de que los 17 examinadores de ADN no fueran consistentes en sus conclusiones, por sí mismo, sugiere que hay un elemento de subjetividad en la interpretación del ADN. Si fuera totalmente objetivo, todos los examinadores habrían llegado a la misma conclusión, sobre todo porque todos trabajan en el mismo laboratorio y siguen las mismas pautas de interpretación. Las inconsistencias observadas dentro de los 17 examinadores que llevaron a cabo su análisis sobre la misma evidencia, ‘libre de contexto’, demostraron subjetividad en el análisis de la mezcla de ADN que pueden reflejar diferencias individuales (por ejemplo:  entrenamiento, experiencia, personalidad, y motivación).

Además, encontramos que sólo 1 de los 17 coincidió con el veredicto de los analistas que realizaron la interpretación original para el juicio real. Lo cual demuestra que tener o no los datos de lo que se está analizando influye en el análisis que se realiza de ello. Por tanto, todo indica que, aunque el análisis de ADN es una herramienta realmente importante y útil en este campo, debemos recordar que quienes la utilizan sí son humanos y ellos sí son falibles.

 

La huella de la oreja como método de identificación. Club Ciencias Forenses.

La huella de la oreja como método de identificación. Club Ciencias Forenses.

La huella de la oreja como método de identificación. Club Ciencias Forenses.

Estimados suscriptores y seguidores del Club de las Ciencias Forenses, esta semana les sugerimos un resumen del artículo “Identificación a través de la oreja: un estudio piloto” de los autores Roberto Cameriere de la Universidad de Macerata (Italia), Danilo DeAngelis de la Universidad de Milan (Italia) y Luigi Ferrante de la Universidad Politécnica de Las Marcas (Italia), acerca de los métodos de identificación de personas en las ciencias forenses.

A pesar de que la identificación a través de la huella de la oreja e incluso de imágenes de vídeo de orejas ha sido empleada en los tribunales, normalmente es rechazada porque, tal y como declaró el Tribunal de Apelación holandés: “De acuerdo a la corte el resultado de la investigación (identificación por medio de la huella de la oreja) no encuentra base suficiente en los principios probatorios aceptados”. Bertillon (1896) determinó que cada parte de la anatomía humana, incluyendo la oreja, era tan única que cualquier persona podría ser identificada midiendo y comparando debidamente esa parte del cuerpo. Algunos estudios se han dedicado a establecer la validez de la identificación mediante la oreja, en particular, las impresiones de la oreja. La mayoría de ellos hacen referencia a la fiabilidad de la identificación por la huella de la oreja en base a un proceso de comparación del contorno de la estructura de la oreja y comparaciones de anotaciones anatómicas mediante programas de sofisticados equipos. Los estudios más importantes que utilizan fotografías de orejas para la identificación, se desarrollaron a partir del trabajo de Iannarelli. Creó una escala de 12 puntos de medición llamada el “Sistema Iannarelli”, en el que el oído derecho de los individuos está especialmente alineado y normalizado con las fotografías. Las imágenes se normalizan por ampliación hasta que se ajustan a la plantilla predefinida. La distancia entre cada uno de los puntos numerados se mide y se le asigna un valor numérico entero. El objetivo del presente estudio es analizar las características anatómicas de la oreja más simples, mínimas, y más fácilmente reproducibles que sean de utilidad para la identificación de personas a través de imágenes grabadas por cámaras de vigilancia.

Para el análisis se utilizaron fotografías de la oreja de sujetos italianos (105 mujeres, 118 hombres) de una edad comprendida entre 18 y 60 años. Los sujetos con malformaciones de la oreja o con pendientes, y las fotografías borrosas o poco claras han sido excluidos. Las imágenes se registraron y procesaron con un programa de delineación asistido por ordenador (Adobe Photoshop 7). La orientación de la oreja y la determinación del helix, el antihelix, la concha, y los bordes de los lóbulos se obtuvieron mediante la técnica descrita a continuación. Las imágenes de la oreja se examinaron en alta ampliación, para seguir los bordes de la zona de interés con la herramienta poligonal, que se mueve de un punto a otro sobre el perfil, de modo que el borde seleccionado corresponde a una línea recta trazada por la herramienta poligonal entre dos clics. La imagen de partida es una imagen de la oreja izquierda o derecha desde la vista lateral del perfil de un sujeto. Las mediciones se llevaron a cabo por dos observadores diferentes. La evaluación de la reproducibilidad intra e inter-jueces se comprobó en una muestra independiente de 40 fotografías elegidas al azar (20 sujetos masculinos y 20 femeninos). Se analizó la variabilidad de la muestra mediante la comparación de los números de código obtenidos por el mismo codificador con dos fotografías diferentes de la misma oreja en una muestra al azar de 21 orejas.

En los últimos años, se ha estudiado la identificación de individuos por sus orejas con especial atención a los métodos de análisis de impresiones de la oreja. La mayoría de los métodos aplicados han resultado fiables, excepto las técnicas de procesamiento de imágenes muy complejas, que son difíciles de manejar sin programas de ordenador adecuados. En su trascendental trabajo, Iannarelli propuso un nuevo método basado en la medición de la distancia entre algunos puntos anatómicos. Sin embargo, la ubicación de estos puntos, sobre todo del primero, es difícil de determinar, con el consiguiente aumento de la variabilidad inter-jueces. Como en la mayoría de los métodos de identificación biométrica (por ejemplo, huellas/impresiones de la oreja, huellas dactilares, reconocimiento facial, y pruebas de ADN), las conclusiones categóricas sobre la unicidad son igualmente difíciles de sostener desde un punto de vista científico en el campo de la identificación mediante fotografías de la oreja, incluso cuando se lleva a cabo la superposición directa de las dos imágenes. Aunque la técnica basada en la superposición de dos imágenes de la oreja se considera el método más sencillo y concluyente para identificar una oreja, puede sufrir una ligera variabilidad intra-sujeto. Además, siempre se ha de tener en cuenta la característica de la “distancia” entre el auténtico órgano tridimensional y su imagen en dos dimensiones, al igual que la pérdida de información de la imagen. Asimismo, un fallo en la superposición puede producir un número significativo de falsos negativos. Los autores concluyen afirmando que la singularidad de la oreja sólo puede inferirse tras desarrollar un modelo de patrones del oído externo y estimar la probabilidad de ocurrencia de la singularidad en la población. En la misma línea, se ha expuesto la distribución del helix, la concha, el lóbulo, y el antihelix, expresada en partes de la oreja. En este estudio, se propone una técnica para la identificación de personas basado en características anatómicas sencillas y reproducibles de la oreja. Con respecto a los falsos positivos, el método muestra una alta especificidad, aunque sólo se ha examinado un pequeño número de características anatómicas. En futuras investigaciones se podría tratar de estudiar la diferencia entre un conjunto cerrado o abierto. Los resultados alcanzados y la facilidad con la que se puede analizar el limitado número de características anatómicas fomentan el uso de este método para identificar imágenes de la oreja obtenidas de las cámaras de vigilancia. Por ejemplo, el método aquí propuesto podría aplicarse con otras características cualitativas, como tubérculos de Darwin, lunares, piercings, y otros detalles minuciosos.

Fundación Universitaria Behavior & Law – Club de Ciencias Forenses

Traducción y edición: Leticia Moreno

Identificación de las regiones de la cara en los escenarios forenses. Club de las Ciencias Forenses.

IDENTIFICACION DE LAS REGIONES FACIALES. CLUB DE LAS CIENCIAS FORENSES.

Identificación de las regiones faciales. Club de las Ciencias Forenses.

Estimados amigos del Club de las Ciencias Forenses, en esta ocasión les invitamos a disfrutar del interesante artículo elaborado por Pedro Tome, Julián Fierrez, Rubén Vera-Rodríguez y Daniel Ramos, todos ellos integrantes del Biometric Recognition Group – ATVS de la Universidad Autónoma de Madrid, que versa sobre la importancia en el campo forense de la identificación de las regiones de la cara. Efectivamente, el reconocimiento automático de la cara ha sido un ámbito de análisis forense muy estudiado a lo largo de las últimas décadas. Este interés se debe, sobre todo, a la facilidad de toma de muestras, y a la importancia de la aplicación biométrica en cada vez más numerosos escenarios, como el control de acceso, la videovigilancia, el pasaporte o el permiso de conducir. Dentro del ámbito forense sirve incluso para probar, o no, la culpabilidad de un sospechoso, utilizándose por el sistema judicial.
Es cierto que tanto el ADN como las huellas dactilares son los dos métodos más fiables de identificación en ciencias forenses, pero la tecnología de reconocimiento automático del rostro está avanzando enormemente en los últimos años, pudiendo determinar la identidad de una persona, incluso en imágenes de vídeo vigilancia. Así, la mejora de estas técnicas es uno de los objetivos actuales del Programa de Identificación de Próxima Generación del FBI.

Cierto es, que todavía hay que mejorar mucho la investigación y su técnica, sobre todo en el área de la videovigilancia, ya que son muchas las variables que están presentes a la hora de realizar, por este método, un reconocimiento facial. Los principales sistemas de reconocimiento de caras están diseñados para que sean capaces de comparar rostros completos, pero en la práctica los investigadores forenses se encuentran que pocas son las ocasiones en las que se dispone de una cara completa para realizar dicha comparativa. Así, se demuestra la importancia del análisis y comparación morfológica exhaustiva de una parte concreta del rostro, dentro del análisis forense (nariz, boca, ojos, cejas… o rasgos como marcas, lunares o arrugas). De hecho, cuando los examinadores forenses comparan dos imágenes de la cara, no solamente se centran en la similitud global de los rostros, sino que llevan a cabo una comparación morfológica de las diferentes partes de la cara (nariz, boca, cejas…). Así, podemos preguntarnos en qué medida cada región de la cara puede ayudar a la identificación de una persona, mediante la utilización de una base de datos.

Con todo, los autores de este artículo se preguntan, ¿cuáles son las zonas más discriminativas de la cara, en su reconocimiento?

El primer paso se centra en extraer un conjunto predefinido de puntos de referencia antropométrica, bajo dos configuraciones distintas, manual y automática. Esta tarea es complicada debido a la gran variabilidad de apariencias faciales. Se utiliza el Luxand FaceSDK, que es capaz de detectar automáticamente 65 puntos de referencia faciales. A continuación, se seleccionan puntos de referencia de cada región facial (cejas, ojos, nariz, boca y barbilla) y se eliminan el resto. Los 13 puntos de referencia faciales fueron seleccionados siguiendo los protocolos de reconocimiento forense del rostro utilizado por la Guardia Civil. En el enfoque manual, además de los 13 puntos de referencia, se marcan hasta 21 puntos, incluidos los oídos y el extremo superior de la cabeza. A continuación se realiza la extracción de las proporciones faciales, hasta 15 regiones faciales. El segundo extractor, basado en rasgos faciales antropométricos, nos ayuda a extraer regiones faciales con mayor precisión. Una región facial se extrae mediante la estimación del centro entre cada uno de los dos puntos de referencia faciales por rasgo facial, generando un cuadro delimitador que contiene la región facial concreta. Este procedimiento se sigue con las 15 regiones faciales forenses delimitadas.

Los autores, utilizaron una colección de fichas policiales y un circuito cerrado de televisión, y los rostros de 130 sujetos de dos bases de datos diferentes, la SCface y MOPRH. El SCface (surveillance cameras face database) es una base de datos de imágenes estáticas de rostros humanos con 4.160 imágenes, correspondientes a 130 sujetos.

Con todo, se observó que en todos los casos el rendimiento del reconocimiento de las regiones faciales depende de la distancia a la que se adquirieron las imágenes. Las tres regiones faciales mejores con alto poder de discriminación en la corta distancia son la cara, la nariz y la frente. Sin embargo, en la media distancia, el mejor rendimiento se logra por la frente. Esta región facial, la frente, adquiere un importante papel en los escenarios con una distancia similar a la existente en el visionado de un circuito cerrado de televisión.

Club del las Ciencias Forenses

Traducción: Nahikari Sánchez.

Edición: Belén Alcázar.