Diferencia entre revisiones de «Geometría de la mano»

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==Reconocimiento de la Geometría de la mano==
 
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La forma de la mano humana no es una característica altamente distintiva, los sistemas basados en la geometría de la mano sirven en aplicaciones para control físico de acceso, pero más bien son utilizadas en combinación con otras. Los sistemas que utilizan la geometría de la mano, como su nombre lo sugiere, se basan en la extracción de un conjunto de características geométricas entre las que se pueden mencionar: el ancho de los dedos y localización, ancho de la palma, longitud de los dedos, etc. Este tipo de métodos normalmente tienen una etapa de preprocesado (en la que se utilizan filtros para la reducción de ruidos, binarización de la imagen, detección de bordes sobre la imagen binarizada) donde se extrae el contorno de la mano, a partir del cual se generan las características. Los diferentes métodos existentes se diferencian tanto por el número de rasgos extraídos como por las técnicas utilizadas en la etapa de clasificación.
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La forma de la mano humana no es una característica altamente distintiva, los sistemas basados en la geometría de la mano sirven en aplicaciones para [[control físico de acceso]], pero más bien son utilizadas en combinación con otras. Los sistemas que utilizan la geometría de la mano, como su nombre lo sugiere, se basan en la extracción de un conjunto de características geométricas entre las que se pueden mencionar: el ancho de los dedos y localización, ancho de la palma, longitud de los dedos, etc. Este tipo de métodos normalmente tienen una etapa de preprocesado (en la que se utilizan filtros para la reducción de ruidos, binarización de la imagen, detección de bordes sobre la imagen binarizada) donde se extrae el contorno de la mano, a partir del cual se generan las características. Los diferentes métodos existentes se diferencian tanto por el número de rasgos extraídos como por las técnicas utilizadas en la etapa de clasificación.
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Los sistemas de autenticación basados en el análisis de la geometría de la mano son sin duda los más rápidos dentro de los biométricos: con una probabilidad de error aceptable en la mayoría de ocasiones, en aproximadamente un segundo son capaces de determinar si una persona es quien dice ser.  
 
Los sistemas de autenticación basados en el análisis de la geometría de la mano son sin duda los más rápidos dentro de los biométricos: con una probabilidad de error aceptable en la mayoría de ocasiones, en aproximadamente un segundo son capaces de determinar si una persona es quien dice ser.  
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El uso de la geometría de diversas partes del cuerpo para identificar a las personas se inició en la época de los antiguos egipcios. En el siglo [[XIX]], alrededor de [[1870]] el antropólogo francés [[Alphonse Bertillon]] propuso un sistema de identificación de personas basado en el registro de las medidas de diversas partes del cuerpo. Este método conocido como [[Sistema Bertillon]] o[[ Bertillonaje]] fue adoptado por las policías de Francia y otras partes del mundo. En [[1903]] el sistema colapsa al ser sentenciado un hombre inocente en la penitenciaria norteamericana de [[Leavenworth]], [[Kansas]] que tenía el mismo conjunto de medidas del hombre que había cometido el crimen. Desde el abandono de dicho sistema no se ha avanzado mucho en esta técnica biométrica.  
 
El uso de la geometría de diversas partes del cuerpo para identificar a las personas se inició en la época de los antiguos egipcios. En el siglo [[XIX]], alrededor de [[1870]] el antropólogo francés [[Alphonse Bertillon]] propuso un sistema de identificación de personas basado en el registro de las medidas de diversas partes del cuerpo. Este método conocido como [[Sistema Bertillon]] o[[ Bertillonaje]] fue adoptado por las policías de Francia y otras partes del mundo. En [[1903]] el sistema colapsa al ser sentenciado un hombre inocente en la penitenciaria norteamericana de [[Leavenworth]], [[Kansas]] que tenía el mismo conjunto de medidas del hombre que había cometido el crimen. Desde el abandono de dicho sistema no se ha avanzado mucho en esta técnica biométrica.  
La Real Academia Española define a la mano como una parte del cuerpo humano unida a la extremidad del antebrazo y que comprende desde la muñeca hasta la punta de los dedos. Anatómicamente la mano consta de un esqueleto óseo provisto de veintisiete huesos articulados entre sí, tiene los movimientos de pronación (palma hacia abajo), supinación (palma hacia arriba), extensión y flexión. Esta última da a la mano la posibilidad de tomar objetos, que es la base de la actividad manual propia del humano y presenta además la posibilidad de oposición del dedo pulgar a los otros dedos que le permiten realizar trabajos de precisión.  
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La [[Real Academia Española]] define a la mano como una parte del cuerpo humano unida a la extremidad del antebrazo y que comprende desde la muñeca hasta la punta de los dedos. Anatómicamente la mano consta de un esqueleto óseo provisto de veintisiete huesos articulados entre sí, tiene los movimientos de pronación (palma hacia abajo), supinación (palma hacia arriba), extensión y flexión. Esta última da a la mano la posibilidad de tomar objetos, que es la base de la actividad manual propia del humano y presenta además la posibilidad de oposición del dedo pulgar a los otros dedos que le permiten realizar trabajos de precisión.  
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En la mano existen fundamentalmente tres grupos de huesos: los del carpo, metacarpo y dedos. El carpo es la parte más próxima de la mano, cercana a la muñeca, y consta de ocho huesos dispuestos en dos filas, cuatro en cada una. El segundo grupo está formado por los cinco metacarpianos y forman la parte más distal del esqueleto de la palma. El tercer grupo, los dedos, está constituido por los huesos de los dedos, las falanges, pequeñas y cortas, de las que hay tres en cada dedo, exceptuando el pulgar que tiene dos.  
 
En la mano existen fundamentalmente tres grupos de huesos: los del carpo, metacarpo y dedos. El carpo es la parte más próxima de la mano, cercana a la muñeca, y consta de ocho huesos dispuestos en dos filas, cuatro en cada una. El segundo grupo está formado por los cinco metacarpianos y forman la parte más distal del esqueleto de la palma. El tercer grupo, los dedos, está constituido por los huesos de los dedos, las falanges, pequeñas y cortas, de las que hay tres en cada dedo, exceptuando el pulgar que tiene dos.  
Los músculos de la mano se dividen fundamentalmente en dos grupos: flexores, los de la cara palmar, y extensores, los de la dorsal. Existen también los músculos propios de la mano, dispuestos en tres regiones: eminencia tenar, o del pulgar, eminencia hipotenar, o del bordel cubital, y región palmar o media de la mano. En conjunto, los músculos de la mano son: cuatro de la eminencia tenar (flexor corto del pulgar, oponente del pulgar, abductor del pulgar, abductor corto del pulgar), cuatro de la eminencia hipotenar y once de la palma, cuatro lubrícales, cuatro interóseos dorsales y tres interóseos ventrales. En total, diecinueve músculos propios, más otros quince músculos del antebrazo.  
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Fisiológicamente la mano está dotada de la posibilidad de realizar una gran cantidad de movimientos gracias a la riquísima disposición muscular y del esqueleto óseo. Como ya se mencionó, la posibilidad de oposición del pulgar es una de las principales características de la mano del hombre.  
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Los músculos de la mano se dividen fundamentalmente en dos grupos: flexores, los de la cara palmar, y extensores, los de la dorsal. Existen también los músculos propios de la mano, dispuestos en tres regiones: eminencia tenar, o del pulgar, eminencia hipotenar, o del bordel cubital, y región palmar o media de la mano. En conjunto, los músculos de la mano son: cuatro de la eminencia tenar (flexor corto del pulgar, oponente del pulgar, abductor del pulgar, abductor corto del pulgar), cuatro de la eminencia hipotenar y once de la palma, cuatro lubrícales, cuatro interóseos dorsales y tres interóseos ventrales. En total, diecinueve [[músculos]] propios, más otros quince músculos del antebrazo.  
El primer sistema comercial para reconocimiento de geometría de mano estuvo disponible a principios de los años 70. La [[Universidad de Georgia]] fue una de las primeras instituciones en utilizarlo en [[1974]]. El ejército de [[Estados Unidos]] lo probó para su uso en bancos en 1984, pero el concepto no fue patentado hasta [[1985]]. [[David Sidlauskas]] desarrolló y patentó el concepto de geometría de la mano en [[1985]] creando al mismo tiempo la empresa Recognition Systems Inc., cuyo primer sistema comercial estuvo disponible al año siguiente. En los [[Juegos Olímpico]] de [[1996]] se hizo uso de este tipo de sistemas para controlar y proteger el acceso físico a la [[Villa Olímpica]].  
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Fisiológicamente la mano está dotada de la posibilidad de realizar una gran cantidad de movimientos gracias a la riquísima disposición muscular y del [[esqueleto óseo]]. Como ya se mencionó, la posibilidad de oposición del pulgar es una de las principales características de la mano del hombre.  
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El primer sistema comercial para reconocimiento de geometría de mano estuvo disponible a principios de los años 70. La [[Universidad de Georgia]] fue una de las primeras instituciones en utilizarlo en [[1974]]. El ejército de [[Estados Unidos]] lo probó para su uso en bancos en 1984, pero el concepto no fue patentado hasta [[1985]]. [[David Sidlauskas]] desarrolló y patentó el concepto de geometría de la mano en [[1985]] creando al mismo tiempo la empresa [[Recognition Systems Inc]]., cuyo primer sistema comercial estuvo disponible al año siguiente. En los [[Juegos Olímpico]] de [[1996]] se hizo uso de este tipo de sistemas para controlar y proteger el acceso físico a la [[Villa Olímpica]].  
  
 
==Método de captura==
 
==Método de captura==
  
Para obtener los datos biométricos necesarios en este tipo de tecnología se hace uso de una cámara digital de baja resolución. La mano se coloca con la palma hacia abajo sobre una superficie plana que tiene 5 clavijas, que ayudan a alinear los dedos de la mano para asegurar una lectura exacta. La cámara captura entonces la imagen de la palma de la mano y su sombra. En la parte izquierda de la superficie plana, se coloca un espejo formando un ángulo de 60 grados; este espejo refleja hacia la cámara el perfil lateral de la mano.  
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Para obtener los datos biométricos necesarios en este tipo de tecnología se hace uso de una [[cámara digital]] de baja resolución. La mano se coloca con la palma hacia abajo sobre una superficie plana que tiene 5 clavijas, que ayudan a alinear los dedos de la mano para asegurar una lectura exacta. La cámara captura entonces la imagen de la palma de la mano y su sombra. En la parte izquierda de la superficie plana, se coloca un espejo formando un ángulo de 60 grados; este espejo refleja hacia la cámara el perfil lateral de la mano.  
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==Preprocesado de la Imagen==
 
==Preprocesado de la Imagen==
Una vez capturada una foto de la mano se inicia el bloque de preprocesado, en que se van a extraer los bordes de la imagen para su posterior entrada en el bloque de extracción de características.  
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El preprocesado empieza traduciendo la imagen de color a una imagen en blanco y negro con alto contraste entre la mano y el fondo. Para conseguir este resultado se opera con las distintas componentes de color de la imagen y aprovechando que la piel posee una débil componente de azul. La operación realizada es:  
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Una vez capturada una foto de la mano se inicia el bloque de preprocesado, en que se van a extraer los bordes de la [[imagen]] para su posterior entrada en el bloque de extracción de características.
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El preprocesado empieza traduciendo la imagen de color a una imagen en blanco y negro con alto contraste entre la mano y el fondo. Para conseguir este resultado se opera con las distintas componentes de color de la imagen y aprovechando que la piel posee una débil componente de azul. La operación realizada es:
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IByN= h(h(IR + IV)-IA)  
 
IByN= h(h(IR + IV)-IA)  
Donde IByN, IR, IV e IA son, respectivamente, la imagen en blanco y negro resultante y las componentes roja, azul y verde de la imagen original. La función h representa la función de estiramiento del histograma. Esta operación intenta eliminar aquellas zonas de la imagen con mayor componente azul que roja y verde, ya que la diferencia dará negativa (en la operación de estiramiento re realiza una eliminación de los valores negativos, igualándolos a 0). Con esta operación todo el fondo pasará a ser negro (valor 0) mientras que la mano, al tener una componente azul muy inferior a las otras dos componentes, pasará a tener valores cercanos la 1 (cercano al blanco).  
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Donde IByN, IR, IV e IA son, respectivamente, la imagen en blanco y negro resultante y las componentes roja, azul y verde de la imagen original. La función h representa la función de estiramiento del histograma. Esta operación intenta eliminar aquellas zonas de la imagen con mayor componente azul que roja y verde, ya que la diferencia dará negativa (en la operación de estiramiento re realiza una eliminación de los valores negativos, igualándolos a 0). Con esta operación todo el fondo pasará a ser negro (valor 0) mientras que la mano, al tener una componente azul muy inferior a las otras dos componentes, pasará a tener valores cercanos la 1 (cercano al blanco).
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Tras realizar el paso a blanco y negro, la imagen se pasa a valores binarios utilizando un umbral. Este umbral ha sido seleccionado [[heurísticamente]] para que se eliminen valores no necesarios dados por brillos o ruidos en la imagen. A la imagen resultante se le puede aplicar un algoritmo de extracción de bordes basado en el [[operador de Sobel]]. Con esta última operación se obtiene una imagen binaria que representa el borde de la imagen y, por lo tanto, el contorno del dorso de la mano y el de su perfil.  
 
Tras realizar el paso a blanco y negro, la imagen se pasa a valores binarios utilizando un umbral. Este umbral ha sido seleccionado [[heurísticamente]] para que se eliminen valores no necesarios dados por brillos o ruidos en la imagen. A la imagen resultante se le puede aplicar un algoritmo de extracción de bordes basado en el [[operador de Sobel]]. Con esta última operación se obtiene una imagen binaria que representa el borde de la imagen y, por lo tanto, el contorno del dorso de la mano y el de su perfil.  
  
 
==Extracción de Características==
 
==Extracción de Características==
  
Una vez obtenidos los contornos del dorso y del perfil de la mano, se realizan una serie de medidas que darán como resultado el vector de características correspondiente. Estas medidas se pueden dividir en cuatro tipos principales:  
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Una vez obtenidos los contornos del dorso y del perfil de la mano, se realizan una serie de medidas que darán como resultado el vector de características correspondiente. Estas medidas se pueden dividir en cuatro tipos principales:
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* Anchuras de cada uno de los dedos salvo el pulgar (w11, w12, w13 y w14, para el dedo índice; w21, w22, w23, w24 y w25, para el dedo medio w31, w32 y w33, para el dedo anular w34 y para el dedo meñique w41, w42, w43 y w44). También se mide la anchura de la palma de la mano (w0) y las distancias entre los tres puntos inter –dedo P1, P2 Y p3 , en coordenadas tanto horizontales como verticales (P1x-P2x, P1x-P3x, P1x-P2y, P1x-P3y, donde los superíndices indican la coordenada tomada).  
 
* Anchuras de cada uno de los dedos salvo el pulgar (w11, w12, w13 y w14, para el dedo índice; w21, w22, w23, w24 y w25, para el dedo medio w31, w32 y w33, para el dedo anular w34 y para el dedo meñique w41, w42, w43 y w44). También se mide la anchura de la palma de la mano (w0) y las distancias entre los tres puntos inter –dedo P1, P2 Y p3 , en coordenadas tanto horizontales como verticales (P1x-P2x, P1x-P3x, P1x-P2y, P1x-P3y, donde los superíndices indican la coordenada tomada).  
 
* Alturas del dedo medio (h3), del dedo meñique (h2) y de la palma de la mano (h1).  
 
* Alturas del dedo medio (h3), del dedo meñique (h2) y de la palma de la mano (h1).  
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* Desviaciones de los dedos con respecto a la línea recta ideal que deberían formar las falanges. Estas distancias se miden como la distancia del punto medio del contorno del dedo (por ejemplo P12 para el caso del dedo índice) y el punto medio de la recta definida entre el punto inter-dedo correspondiente (P1 en el mismo caso) y el punto más alto del contorno de ese dedo, en el que se hacen medidas (P14). De forma matemática para el dedo índice sería:  
 
* Desviaciones de los dedos con respecto a la línea recta ideal que deberían formar las falanges. Estas distancias se miden como la distancia del punto medio del contorno del dedo (por ejemplo P12 para el caso del dedo índice) y el punto medio de la recta definida entre el punto inter-dedo correspondiente (P1 en el mismo caso) y el punto más alto del contorno de ese dedo, en el que se hacen medidas (P14). De forma matemática para el dedo índice sería:  
 
Donde los subíndices indican el punto medio y los superíndices la coordenada utilizada. De esta forma se obtiene desv1, desv2, desv3 y desv4 para los dedos índice, medio, anular y meñique respectivamente.  
 
Donde los subíndices indican el punto medio y los superíndices la coordenada utilizada. De esta forma se obtiene desv1, desv2, desv3 y desv4 para los dedos índice, medio, anular y meñique respectivamente.  
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Después de extraer las características necesarias, se lleva a cabo el proceso de inscripción, en el módulo de inscripción, que para un sistema de geometría de la mano requiere de la captura de tres o cuatro imágenes de la mano, debido a que un número mayor implicaría una gran molestia al usuario y un número menor sería insuficiente para poder crear un patrón con garantías. Este tipo de tecnología biométrica cuenta con un [[estándar Biométrico]] Internacional, creado por la ANSI, que es el ANSI INCITS 396-2005 Hand Geometry Interchange Format, que define el formato de intercambio de información para almacenamiento y transmisión de la información recolectada de la silueta de la mano. Define el contenido y el formato de la información así como las unidades usadas para hacer la medición de las características de la geometría de la mano. Sin embargo este estándar aún no ha sido aprobado como un estándar oficial.  
 
Después de extraer las características necesarias, se lleva a cabo el proceso de inscripción, en el módulo de inscripción, que para un sistema de geometría de la mano requiere de la captura de tres o cuatro imágenes de la mano, debido a que un número mayor implicaría una gran molestia al usuario y un número menor sería insuficiente para poder crear un patrón con garantías. Este tipo de tecnología biométrica cuenta con un [[estándar Biométrico]] Internacional, creado por la ANSI, que es el ANSI INCITS 396-2005 Hand Geometry Interchange Format, que define el formato de intercambio de información para almacenamiento y transmisión de la información recolectada de la silueta de la mano. Define el contenido y el formato de la información así como las unidades usadas para hacer la medición de las características de la geometría de la mano. Sin embargo este estándar aún no ha sido aprobado como un estándar oficial.  
  
==Vease tambien ==
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==Fuente ==
 
 
* [[Estándar Biométricos]]
 
* [[Sistemas Biométricos]]
 
  
==Fuente ==
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* [http://redyseguridad.fi-p.unam.mx/proyectos/biometria/clasificacionsistemas/recomano.html redyseguridad.fi-p.unam.mx]
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* [http://www.cenatav.co.cu/doc/RTecnicos/RT%20SerieAzul_023web.pdf cenatav.co.cu ]
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* [http://www.ibiblio.org/pub/linux/docs/LuCaS/Manuales-LuCAS/doc-unixsec/unixsec-html/node120.html ibiblio.org ]
  
* [http://redyseguridad.fi-p.unam.mx/proyectos/biometria/clasificacionsistemas/recomano.html] redyseguridad.fi-p.unam.mx
+
[[Category: Autentificación_biométrica]][[Category: Biometría]]
* [http://www.cenatav.co.cu/doc/RTecnicos/RT%20SerieAzul_023web.pdf] cenatav.co.cu
 
* [http://www.ibiblio.org/pub/linux/docs/LuCaS/Manuales-LuCAS/doc-unixsec/unixsec-html/node120.html] ibiblio.org
 
[[Category: Ciencias_informáticas]]
 

última versión al 22:21 26 ene 2017

Geometría de la mano
Información sobre la plantilla
Geometria mano.jpeg
Concepto:Los sistemas que utilizan la geometría de la mano, como su nombre lo sugiere, se basan en la extracción de un conjunto de características geométricas que se encuentran en las manos.

Los sistemas de autenticación basados en el análisis de la geometría de la mano son sin duda los más rápidos dentro de los biométricos.

Reconocimiento de la Geometría de la mano

La forma de la mano humana no es una característica altamente distintiva, los sistemas basados en la geometría de la mano sirven en aplicaciones para control físico de acceso, pero más bien son utilizadas en combinación con otras. Los sistemas que utilizan la geometría de la mano, como su nombre lo sugiere, se basan en la extracción de un conjunto de características geométricas entre las que se pueden mencionar: el ancho de los dedos y localización, ancho de la palma, longitud de los dedos, etc. Este tipo de métodos normalmente tienen una etapa de preprocesado (en la que se utilizan filtros para la reducción de ruidos, binarización de la imagen, detección de bordes sobre la imagen binarizada) donde se extrae el contorno de la mano, a partir del cual se generan las características. Los diferentes métodos existentes se diferencian tanto por el número de rasgos extraídos como por las técnicas utilizadas en la etapa de clasificación.


Los sistemas de autenticación basados en el análisis de la geometría de la mano son sin duda los más rápidos dentro de los biométricos: con una probabilidad de error aceptable en la mayoría de ocasiones, en aproximadamente un segundo son capaces de determinar si una persona es quien dice ser.

Quizás uno de los elementos más importantes de reconocimiento mediante analizadores de geometría de la mano es que éstos son capaces de aprender: a la vez que autentican a un usuario, actualizan su base de datos con los cambios que se puedan producir en la muestra (un pequeño crecimiento, adelgazamiento, el proceso de cicatrizado de una herida...); de esta forma son capaces de identificar correctamente a un usuario cuya muestra se tomó hace años, pero que ha ido accediendo al sistema con regularidad. Este hecho, junto a su rapidez y su buena aceptación entre los usuarios, hace que los autenticadores basados en la geometría de la mano sean los más extendidos dentro de los biométricos a pesar de que su tasa de falsa aceptación se podría considerar inaceptable en algunas situaciones: no es normal, pero sí posible, que dos personas tengan la mano lo suficientemente parecida como para que el sistema las confunda. Para minimizar este problema se recurre a la identificación basada en la geometría de uno o dos dedos, que además puede usar dispositivos lectores más baratos y proporciona incluso más rapidez.

Historia

El uso de la geometría de diversas partes del cuerpo para identificar a las personas se inició en la época de los antiguos egipcios. En el siglo XIX, alrededor de 1870 el antropólogo francés Alphonse Bertillon propuso un sistema de identificación de personas basado en el registro de las medidas de diversas partes del cuerpo. Este método conocido como Sistema Bertillon oBertillonaje fue adoptado por las policías de Francia y otras partes del mundo. En 1903 el sistema colapsa al ser sentenciado un hombre inocente en la penitenciaria norteamericana de Leavenworth, Kansas que tenía el mismo conjunto de medidas del hombre que había cometido el crimen. Desde el abandono de dicho sistema no se ha avanzado mucho en esta técnica biométrica.

La Real Academia Española define a la mano como una parte del cuerpo humano unida a la extremidad del antebrazo y que comprende desde la muñeca hasta la punta de los dedos. Anatómicamente la mano consta de un esqueleto óseo provisto de veintisiete huesos articulados entre sí, tiene los movimientos de pronación (palma hacia abajo), supinación (palma hacia arriba), extensión y flexión. Esta última da a la mano la posibilidad de tomar objetos, que es la base de la actividad manual propia del humano y presenta además la posibilidad de oposición del dedo pulgar a los otros dedos que le permiten realizar trabajos de precisión.

En la mano existen fundamentalmente tres grupos de huesos: los del carpo, metacarpo y dedos. El carpo es la parte más próxima de la mano, cercana a la muñeca, y consta de ocho huesos dispuestos en dos filas, cuatro en cada una. El segundo grupo está formado por los cinco metacarpianos y forman la parte más distal del esqueleto de la palma. El tercer grupo, los dedos, está constituido por los huesos de los dedos, las falanges, pequeñas y cortas, de las que hay tres en cada dedo, exceptuando el pulgar que tiene dos.

Los músculos de la mano se dividen fundamentalmente en dos grupos: flexores, los de la cara palmar, y extensores, los de la dorsal. Existen también los músculos propios de la mano, dispuestos en tres regiones: eminencia tenar, o del pulgar, eminencia hipotenar, o del bordel cubital, y región palmar o media de la mano. En conjunto, los músculos de la mano son: cuatro de la eminencia tenar (flexor corto del pulgar, oponente del pulgar, abductor del pulgar, abductor corto del pulgar), cuatro de la eminencia hipotenar y once de la palma, cuatro lubrícales, cuatro interóseos dorsales y tres interóseos ventrales. En total, diecinueve músculos propios, más otros quince músculos del antebrazo.

Fisiológicamente la mano está dotada de la posibilidad de realizar una gran cantidad de movimientos gracias a la riquísima disposición muscular y del esqueleto óseo. Como ya se mencionó, la posibilidad de oposición del pulgar es una de las principales características de la mano del hombre.

El primer sistema comercial para reconocimiento de geometría de mano estuvo disponible a principios de los años 70. La Universidad de Georgia fue una de las primeras instituciones en utilizarlo en 1974. El ejército de Estados Unidos lo probó para su uso en bancos en 1984, pero el concepto no fue patentado hasta 1985. David Sidlauskas desarrolló y patentó el concepto de geometría de la mano en 1985 creando al mismo tiempo la empresa Recognition Systems Inc., cuyo primer sistema comercial estuvo disponible al año siguiente. En los Juegos Olímpico de 1996 se hizo uso de este tipo de sistemas para controlar y proteger el acceso físico a la Villa Olímpica.

Método de captura

Para obtener los datos biométricos necesarios en este tipo de tecnología se hace uso de una cámara digital de baja resolución. La mano se coloca con la palma hacia abajo sobre una superficie plana que tiene 5 clavijas, que ayudan a alinear los dedos de la mano para asegurar una lectura exacta. La cámara captura entonces la imagen de la palma de la mano y su sombra. En la parte izquierda de la superficie plana, se coloca un espejo formando un ángulo de 60 grados; este espejo refleja hacia la cámara el perfil lateral de la mano.

Preprocesado de la Imagen

Una vez capturada una foto de la mano se inicia el bloque de preprocesado, en que se van a extraer los bordes de la imagen para su posterior entrada en el bloque de extracción de características.

El preprocesado empieza traduciendo la imagen de color a una imagen en blanco y negro con alto contraste entre la mano y el fondo. Para conseguir este resultado se opera con las distintas componentes de color de la imagen y aprovechando que la piel posee una débil componente de azul. La operación realizada es:

IByN= h(h(IR + IV)-IA) Donde IByN, IR, IV e IA son, respectivamente, la imagen en blanco y negro resultante y las componentes roja, azul y verde de la imagen original. La función h representa la función de estiramiento del histograma. Esta operación intenta eliminar aquellas zonas de la imagen con mayor componente azul que roja y verde, ya que la diferencia dará negativa (en la operación de estiramiento re realiza una eliminación de los valores negativos, igualándolos a 0). Con esta operación todo el fondo pasará a ser negro (valor 0) mientras que la mano, al tener una componente azul muy inferior a las otras dos componentes, pasará a tener valores cercanos la 1 (cercano al blanco).

Tras realizar el paso a blanco y negro, la imagen se pasa a valores binarios utilizando un umbral. Este umbral ha sido seleccionado heurísticamente para que se eliminen valores no necesarios dados por brillos o ruidos en la imagen. A la imagen resultante se le puede aplicar un algoritmo de extracción de bordes basado en el operador de Sobel. Con esta última operación se obtiene una imagen binaria que representa el borde de la imagen y, por lo tanto, el contorno del dorso de la mano y el de su perfil.

Extracción de Características

Una vez obtenidos los contornos del dorso y del perfil de la mano, se realizan una serie de medidas que darán como resultado el vector de características correspondiente. Estas medidas se pueden dividir en cuatro tipos principales:

  • Anchuras de cada uno de los dedos salvo el pulgar (w11, w12, w13 y w14, para el dedo índice; w21, w22, w23, w24 y w25, para el dedo medio w31, w32 y w33, para el dedo anular w34 y para el dedo meñique w41, w42, w43 y w44). También se mide la anchura de la palma de la mano (w0) y las distancias entre los tres puntos inter –dedo P1, P2 Y p3 , en coordenadas tanto horizontales como verticales (P1x-P2x, P1x-P3x, P1x-P2y, P1x-P3y, donde los superíndices indican la coordenada tomada).
  • Alturas del dedo medio (h3), del dedo meñique (h2) y de la palma de la mano (h1).
  • Ángulos entre la línea de unión de los puntos inter-dedo y la horizontal: a2, para el ángulo entre P1-P2 y la horizontal; a3, para el ángulo entre P1-P3 y la horizontal.
  • Desviaciones de los dedos con respecto a la línea recta ideal que deberían formar las falanges. Estas distancias se miden como la distancia del punto medio del contorno del dedo (por ejemplo P12 para el caso del dedo índice) y el punto medio de la recta definida entre el punto inter-dedo correspondiente (P1 en el mismo caso) y el punto más alto del contorno de ese dedo, en el que se hacen medidas (P14). De forma matemática para el dedo índice sería:

Donde los subíndices indican el punto medio y los superíndices la coordenada utilizada. De esta forma se obtiene desv1, desv2, desv3 y desv4 para los dedos índice, medio, anular y meñique respectivamente.

Después de extraer las características necesarias, se lleva a cabo el proceso de inscripción, en el módulo de inscripción, que para un sistema de geometría de la mano requiere de la captura de tres o cuatro imágenes de la mano, debido a que un número mayor implicaría una gran molestia al usuario y un número menor sería insuficiente para poder crear un patrón con garantías. Este tipo de tecnología biométrica cuenta con un estándar Biométrico Internacional, creado por la ANSI, que es el ANSI INCITS 396-2005 Hand Geometry Interchange Format, que define el formato de intercambio de información para almacenamiento y transmisión de la información recolectada de la silueta de la mano. Define el contenido y el formato de la información así como las unidades usadas para hacer la medición de las características de la geometría de la mano. Sin embargo este estándar aún no ha sido aprobado como un estándar oficial.

Fuente