Biometría de Huellas Dactilares: Conceptos básicos

El término biometría se usa para designar una serie de tecnologías y análisis estadísticos, cuyo propósito es reconocer de manera única a los seres humanos, basando en algunos de sus rasgos físicos, como por ejemplo las huellas dactilares, el rostro, la retina, etc.

El término biometría proviene de los térmios griegos bio que significa vida y metron que siginifca medida.

Biometría de huellas digitales
Biometría de huellas digitales

Te invitamos a seguir leyendo en las siguientes páginas algunos aspectos básicos de la tecnología de biometría de huellas digitales:


¿Qué es una huella digital o dactilar?


Es una característica de los  dedos de los seres humanos  que contiene información única e intransferible que identifica a cada persona.

Para poder estudiar esta información se deben conocer sus características básicas:

En la huella dactilar esencialmente encontramos el nucleo que es la parte central de la huella, crestas que son las protuberancias en forma de líneas curvas, y finalmente las terminaciones y bifurcaciones de estas crestas.

Características de una huella digital
Biometría de huellas dactilares
Características de una huella digital

A las terminaciones y bifurcaciones de las crestas se les denominia minucias de la huella digital. Son estas minucias la que determinan la caracterización de una huella y su calidad para una identificación plena.


Estructura de la huella Digital


En una huella digital se discriminan tres áreas a saber: Area nuclear, que es cerca del núcleo o centro de la huella; Area marginal ubicada encima del área nuclear; y el Area basilar que está ubicada debajo del área nuclear.

Estructura de la huella digital

Biometría de huellas dactilares
Estructura de la huella digital

En la figura de abajo se resaltan tres partes de la huella, el núcleo que es el punto más alto del ciclo interno, y delta que es la intersección de las tres áreas.

El núcleo y el delta de la huella digital

Biometría de huellas dactilares
El núcleo y el delta de la huella digital

Una de las medidas que discriminan una huella, es la cantidad de crestas que hay entre el núcleo y la delta.

Cantidad de crestas entre el núcleo y delta

Biometría de huellas dactilares
Cantidad de crestas entre el núcleo y delta

Clasificación de las huellas dactilares


Las huellas se clasifican de acuerdo a las características de las crestas con relación al núcleo y su(s) delta(s). Así pues econtramos los siguientes tipos de huellas digitales:

Clasificación de las huellas digitales
Clasificación de las huellas digitales
  • Arcos: Este tipo de huellas se caracterizan porque no tienen delta, mientras que las crestan forman arcos que no regresan sobre sí mismas.
  • Presilla: Son huellas que tienen el delta al lado izquierdo o derecho del núcleo, mientras que las crestas que nacen del nucleo se desplazan en sentido opuesto al delta.
  • Verticilos: En estas huellas dactilares se encuentran dos deltas una a cada lado del núcleo. Mientras que el núcleo adopta una forma circular o en espiral.
  • Otras: Son huellas con patrones diferentes que no encajan en la clasificación de arriba.

Razones para usar las huellas digitales


¿Porqué decidirnos por las huellas dactilares en vez de otros sistemas biométricos como el rostro o la retina para la identificación de las personas?:

  • La tecnología de reconocimiento por huella digital tiene una baja probabilidad de error, aproximadamente de 1 en 100 millones.
  • Es una tecnología que se ha usado en el mundo desde hace más de 100 años, con gran éxito por parte de las agencias policiales en casos criminales.
  • Finalmente la biometría con huella dactilar se puede masificar fácilmente, con bajos costos de implementación en sus versiones más livianas, siendo exacta y sin ser intrusiva en términos de la medición de las características físicas del humano.

Calidad de las huellas dactilares


Para que una huella dactilar pueda ser considerada de buena calidad, se deben considerar los siguientes aspectos:

  • El núcleo debe ser identificado muy claramente.
  • No deben existir deformaciones en las crestas.
  • La huella digital tomada debe contener por lo menos 63 minucias .
Detalle de huellas dactilares de baja calidad
Detalle de huellas dactilares de baja calidad

En estos ejemplos se ven deformaciones en las crestas.

Huellas dactilares con pocas minucias

En estos otros ejemplos no se puede identificar con claridad el núcleo de la huella:

Huellas dactilares sin núcleo
Huellas dactilares sin núcleo

La no identificación del núcleo hace que una huella no pueda ser caracterizada en el modelo matemático:

Huellas dactiales con núcleo borroso
Huellas dactiales con núcleo borroso

En este tipo de huellas con mala calidad, donde hay zonas que no quedan claras, que no se puede reconocer bien el núcleo, fácilmente los sistemas reconocen falsas minucias:

Huellas dactiales con imágenes borrosas y falsas minucias
Huellas dactiales con imágenes borrosas y falsas minucias

Cuando tenemos imágenes de huellas de buena calidad, el núcleo se identica claramente, las crestas son nítidas, con lo que fácilmente se logran identificar las 63 minucias.

Huellas dactilares de buena calidad
Huellas dactilares de buena calidad
Buenas minucias en huellas dactiales
Buenas minucias en huellas dactiales

Una huella de buena calidad entonces se identifica por la posición del núcleo y todas sus minucias, las cuales son convertidas en un modelo matemático, que al representar numéricamente la huella en función de sus características más importantes, permite compararlas fácilmente con otras huellas en el proceso de cotejamiento. Esto quiere decir que la comparación de las huellas digitales no se realiza entre las imágenes, sino entre los modelos matemáticos que la representan.

Esta cotejación de las huellas se pueden encontrar de dos formas:

  • 1:1 : Cuando se compara una huella de un dedo en particular de una persona, con la huella almacenada de ese mismo dedo de la misma persona. Este es un proceso rápido y sencillo.
  • 1:N: En este caso la cotejación se realiza entre una huella capturada con todas las huellas almacenadas de muchos individuos. Este proceso se usa para buscar si una persona no está registrada en un sistema, o en un proceso de peritaje criminalístico.

Tipos de escáners para huellas dactilares


En esta sección vamos a describir algunos tipos de lectores de huellas digitales existentes en el mercado:


Lectores de huellas dactilares Capacitivos


Gracias a que la piel es buena conductora de la electricidad, este tipo de lector tiene un arreglo de capacitores que generan una imagen de la huella.

Así pues las crestas de la huella en contacto con el arreglo de capacitores tienen más alta capacitancia, mientras que los valles la tienen más baja.

Lectores de huellas dactilares capacitivos
Lectores de huellas dactilares capacitivos

Ventajas:

  • Tienen un tamaño pequeño.
  • Son de bajo costo
  • Puede manejar huellas secas y húmedas.
Lector de huellas dactilares capacitivo
Lector de huellas dactilares capacitivo

Desventajas:

  • Son muy sensibles a la electricidad estática.
  • Y se caracterizan por una baja precisión

Lectores de huellas dactilares Ultrasónicos


Se caracterizan por usar ultrasonido para la detección de las huellas digitales.

Ventajas:

  • Adicionalmente de leer la huella digital, permiten reconoger si se trata de un dedo vivo o no.
  • Entregan muy buena información biomética de la huella digital.
Lectores de huella digital  ultrasónicos
Lectores de huella digital ultrasónicos

Desventajas:

  • Son más grandes que los lectores capacitivos.
  • Lectores de alto costo.
  • Son lentos en el proceso de escaneo de la huella.

Lectores de huellas dactilares Opticos

Este tipo de lectores se caracterizan porque usan un array de fototransistores o fotodiodos que convierten la energía luminosa en energía eléctrica para caracterizar una huella digital.

La huella digital es entonces iluminada por un conjunto de leds en el proceso de escaneo del dedo.

Ventajas:

  • Las imágenes que se obtienen con este tipo de lectores es de muy buena calidad.
Lectores de huellas dactilares ópticos
Lectores de huellas dactilares ópticos

Desventajas:

  • Este tipo de lectores tienen un costo elevado .

De acuerdo a estas características, los lectores se clasifican en compatilbes o no con FBI, gracias a sus condicones de precisión y calidad de imagen.

Lectores de tipo FBI Compatible y NO FBI Compatible
Lectores de tipo FBI Compatible y NO FBI Compatible

Aplicaciones usando la biometría de huellas dactilares


Gracias a la precisión, rapidez y baja intrusión del uso de las huellas dactilares en el reconocimiento de las personas, encontramos un sinnúmero de aplicaciones para la biometría con huella digital, como son los siguientes ejemplos:

  • Como identificación de las personas en mesas de votación en procesos electorales o en otros procesos de votación en los congresos de los países.
  • Se usa mucho en el sistemas de control de acceso de personas, porque no permite la suplantación de las personas en el momento del ingreso o la salida.
  • En el medio bancario que se presta mucho para la suplantación de personas para todo tipo de fraudes, se ha vuelto infaltable el registro y cotejación de las huellas digitales para la identificación personal.
  • Identificación personal en celulares: Ultimamente se ha expandido el uso de la huella digital para el desbloqueo de los teléfonos celulares, al igual que para aprobar las compras en línea desde el dispositivo móvil.

En conclusión, la biometría de huellas dactilares sigue siendo actualmente uno de los procesos más fiables en la detección única de personas, ampliamente usado por diferentes agencias y aplicaciones a nivel mundial, de ahí la gran importancia de conocer su funcionamiento y características.

Este artículo hace parte del sistema de divulgación de conocimiento de ITSoftware SAS.

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* Artículo basado en el curso del sistema de biometría NEC AFIS-DMA de Necar.

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