Videovigilancia Inteligente, el proyecto INVISUM

Hace ya casi un año desde la última entrada en este blog. Una de las razones principales por las que no he escrito durante todo este tiempo es que me embarqué en un proyecto nuevo llamado INVISUM (INtelligent VIdeo SUrveillance SysteM).

El objetivo principal de este proyecto es crear un sistema avanzado de videovigilancia inteligente que sea flexible y fácilmente escalable. Lo que a la mayoría le sonará a un montón de palabras técnicas vacías de significado, así que voy a explicarlo un poco más.

Un sistema de videovigilancia generalmente se compone de un conjunto más o menos grande de cámaras conectadas a una serie de pantallas. En el mejor de los casos, detrás de estas pantallas se encuentra una persona, que por lo general, ve como no pasa absolutamente nada relevante, lo cual es bastante aburrido. Además está demostrado que tras un tiempo más o menos largo, como es lógico, esa persona se cansa, y deja de prestar atención a lo que está viendo.

Vigilante observando las pantallas de un sistema de videovigilancia

Con la videovigilancia inteligente lo que tratamos es que esa persona no tenga que estar constantemente delante de las pantallas y pueda hacer otra cosa más productiva. Pero entonces, ¿cómo se va a enterar cuando sí ocurra algo relevante? La respuesta es sencilla, mediante el uso de inteligencia artificial.

Conectamos las cámaras a un conjunto de ordenadores, que mediante visión artificial, procesan e interpretan las imágenes captadas y nos dicen si está pasando algo reseñable. De este modo ya no hace falta que nadie mire constantemente, únicamente cuando el software detecta una situación anómala. A día de hoy somos capaces de detectar una amplia gama de situaciones anormales, como el abandono de mochilas y bolsas o la detección de personas en áreas restringidas. Sin embargo es importante señalar que no son sistemas totalmente autónomos, necesitan cierta supervisión, pero siempre significativamente menor que los sistemas tradicionales.

Hoy en día ya existen algunos productos con estas características, pero generalmente han sido diseñados para dar solución a un problema muy específico en un lugar muy concreto, lo que hace que sean poco flexibles. En nuestro proyecto hemos apostamos por soluciones generalistas, que puedan ser utilizados en lugares muy diferentes con problemas muy diversos. Por eso mismo, para este proyecto hemos optado por un sistema en la nube, permitiendo por un lado que se puedan conectar una gran cantidad de cámaras, y por otro que el personal de seguridad pueda ver las notificaciones desde cualquier lugar del planeta a través de Internet.

Diagrama ejemplo de un sistema en la nube.

INVISUM es por tanto un proyecto en el que confluyen tecnologías muy diversas como son la inteligencia artificial, la visión artificial, el cloud computing, el big data o el Internet de las cosas.

Biometría Informática

Hay mucha gente que no lo sabe, pero la biometría informática está estrechamente ligada con la visión artificial. Y es que hay una gran diversidad de rasgos físicos que pueden ser utilizados para identificar a una persona, y la mayoría necesitan de algún tipo de procesado de imagen. Cara, huella dactilar, iris, retina, firma manuscrita... Son algunos ejemplos de rasgos físicos utilizados hoy en día para la identificación de personas que necesitan de estas técnicas. Algunos parecen más de ciencia ficción, o de película de acción, otros están más extendidos en nuestro día a día, como por ejemplo la identificación de huella dactilar, que ya es posible encontrarla en un sin fin de dispositivos. Aunque la mayoría de estas técnicas parezcan futuristas, el estado del arte en estos temas está bastante avanzado, y cada vez se ven más productos comerciales que nos ofrecen sistemas de identificación.

Sistema biométrico comercial de huella dactilar

Como he dicho, muchos de estos sistemas se basan en visión artificial. Es decir, en el procesado de imágenes para obtener la información necesaria que identifique a nuestro usuario. Las imágenes se pueden capturar de muchas formas, no necesariamente con una cámara convencional, sin embargo, el proceso que se sigue a partir de estas imágenes siempre es parecido. Primero se extraen una serie de características o descriptores que diferencian a cada persona. Por ejemplo, en huellas dactilares, se descompone el dibujo en distintas figuras que se ha observado que son muy comunes y se guarda su posición y orientación, ya que estas sí son únicas de cada individuo. Para que os quede más claro echadle un vistazo a la siguiente imagen.

Ejemplo de la descomposición de una huella dactilar

A la hora de elegir un sistema biométrico, para por ejemplo restringir el acceso a una zona  o para acceder a unos documentos informáticos, hay que tener en cuenta una serie de aspectos. Para empezar hay que tener claras las características del rasgo físico elegido. Que todo el mundo lo tenga (universalidad), que no existan dos personas con un rasgo idéntido (unicidad), el período de tiempo en el que el rasgo no cambia (permanencia) y por su puesto que sea medible de alguna forma (cuantificable), son las principales a tener en cuenta. La elección dependerá de lo que queramos proteger y de quién lo queramos proteger.

Aparte de las características del rasgo físico hay que tener en cuenta otros aspectos relacionados con el sistema que se va a implantar. El primero es la fiabilidad del método, o cómo de bueno es distinguiendo a una persona de otra. Se pueden medir con una serie de parámetros como FAR, FRR... No entraré en detalle porque podría dedicar un post entero a este tema. Después hay que tener en cuenta aspectos relacionados con la usabilidad. Si es cómdoo de usar y el grado de aceptación de la gente hacia el sistema. No es lo mismo poner un dedo en una superficie para que el sistema te lea la huella dactilar a tener que someterse a un lector de retina, que suelen ser mucho más intrusivos ya que se necesita que el sensor mire dentro del ojo.

Otro tema muy importante a tener en cuenta es el de la seguridad. Para que un sistema biométrico funcione necesita una base de datos con los usuarios registrados. Esto supone tener información sensible de un grupo más o menos grande de gente (nombres, los datos biométricos, quizás edad, sexo...), por lo que hay que implementar sistemas de seguridad para que estos datos no sean robados o manipulados sin nuestro consentimiento.

Resumiendo, a la hora de elegir un sistema biométrico, hay que tener presentes una serie de aspectos. Desde las características de los rasgos físico con los que se puede identificar a una persona, hasta la seguridad de los datos que se almacenarán , pasando lógicamente por las características del propio sistema.