Tesis doctoral de Judith Liu Jiménez
Actualmente la identificación usuarios para el acceso a recintos o servicios está cobrando importancia no solo para poder permitir el acceso, sino además para asignar los correspondientes privilegios según el usuario del que se trate. La biometría es una tecnología emergente que además de realizar estas funciones de identificación, aporta mayores niveles de seguridad que otros métodos empleados, además de resultar más cómodo para el usuario. La mayoría de los sistemas biométricos están basados en ordenadores personales o servidores, sin embargo, la microelectrónica puede aportar soluciones adecuadas para estos sistemas, con un menor coste y complejidad. la microelectrónica es un campo de la electrónica, que como su nombre sugiere, se basa en el estudio, desarrollo y/o fabricación de componentes electrónicos, también denominados circuitos integrados. Hemos centrado nuestra investigación en un campo específico de la microelectrónica llamado co-diseño hardware/software. Esta técnica se emplea en el desarrollo de dispositivos específicos que requieren un alto gasto computacional. Se basa en la división de tareas a realizar entre hardware y software, consiguiendo dispositivos más rápidos que aquellos únicamente basados en una de las dos plataformas, y más pequeños que aquellos que se basan únicamente en hardware. las cuestiones sobre como podemos crear soluciones aplicables a la biometría son las que intentan ser cubiertas en esta tesis. en esta tesis, hemos propuesto dos importantes contribuciones: una para aquellos sistemas de verificación que se apoyan en dispositivos de identificación y una segunda que propone el desarrollo de un sistema de búsqueda masiva. la primera aportación es la metodología para el desarrollo de un sistema distribuido basado en dispositivos de identificación. En nuestra propuesta, el sistema de identificación está formado por un proveedor central de servicios, terminales y dichos dispositivos. Los terminales propuestos únicamente tienen la función de adquirir la muestra necesaria para la identificación, ya que son los propios dispositivos quienes realizan este proceso. Los dispositivos se apoyan en una arquitectura basada en co-diseño hardware/software, donde los procesos biométricos se realizan en una de las dos plataformas, independientemente de la modalidad biométrica que se trate. El reparto de tareas se realiza de tal manera que el diseñador pueda elegir que parámetros le interesa más enfatizar, y por tanto se puedan obtener distintas arquitecturas según se quiera optimizar el tiempo de procesado, el área o consumo, minimizar los errores de identificación o incluso aumentar la seguridad del sistema por medio de la implementación en hardware de aquellos módulos que sean más susceptibles a ser atacados por intrusos. para demostrar esta propuesta, hemos implementado uno de estos dispositivos basándonos en un algoritmo de reconocimiento por iris. Hemos desarrollado todos los módulos de dicho algoritmo tanto en hardware como en software, para posteriormente realizar combinaciones de ellos, en busca de arquitecturas que cumplan ciertos requisitos. Hemos estudiado igualmente distintas alternativas para la solucionar el problema propuesto, basándonos en algoritmos genéticos, enfriamiento simulado y búsqueda tabú. con los datos obtenidos del estudio previo y los procedentes de los módulos implementados, hemos obtenido una arquitectura que minimiza el tiempo de ejecución en un 30%, otra que reduce el área y el consumo del dispositivo, dos arquitecturas distintas que evitan la pérdida de precisión y por tanto minimizan los errores en la identificación: una que busca reducir el área al máximo posible y otra que pretende que el tiempo de procesado sea mínimo; dos arquitecturas que buscan aumentar la seguridad, minimizando ya sea el tiempo o el área y por último, una arquitectura donde todos los factores antes nombrados son considerados por igual. la segunda contribución de la tesis se refiere al desarrollo de un motor de búsqueda para identificación masiva. La premisa seguida en esta propuesta es la de minimizar el tiempo lo más posible para que los usuarios no deban esperar mucho tiempo para ser identificados. Para ello hemos propuesto dos alternativas: una arquitectura clásica donde las memorias están conectadas a un microprocesador central, el cual a su vez se comunica con un co-procesador que realiza las funciones de comparación. Una segunda alternativa, donde las memorias se conectan directamente a dicho co-procesador, evitándose el uso del microprocesador en el proceso de comparación. Ambas propuestas son comparadas y analizadas, mostrando la importancia de una correcta y apropiada conexión de los distintos elementos que forman un sistema.
Datos académicos de la tesis doctoral «Hardware/software architectures for iris biometrics«
- Título de la tesis: Hardware/software architectures for iris biometrics
- Autor: Judith Liu Jiménez
- Universidad: Carlos III de Madrid
- Fecha de lectura de la tesis: 11/01/2010
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Raúl Sánchez Reíllo
- Tribunal
- Presidente del tribunal: andrzej Pacut
- bernadette Dorizzi (vocal)
- marcos Faundez zanuy (vocal)
- María no López García (vocal)