Cuestiones prácticas sobre la elección de un SAID (AFIS) eficaz

Una característica también importante de un SAID (AFIS) es su velocidad de operación, es decir, el número de comparaciones realizadas por unidad de tiempo. Para la misma fiabilidad y precisión, un sistema de baja velocidad de operación es más caro de utilizar: requiere más matchers, equipos más potentes, y, además, incrementa los costos de instalación y mantenimiento del complejo.

Puesto que los parámetros mencionados son los principales indicadores de las capacidades de búsqueda de un SAID (AFIS), también se utilizan para comparar la eficacia de diferentes sistemas.

Es importante señalar que los indicadores de fiabilidad y precisión no son valores constantes para un mismo SAID (AFIS), ya que, como se desprende de las definiciones, se calculan en función de los resultados de búsquedas realizadas en un conjunto específico de fichas dactiloscópicas y huellas latentes. No todos los sistemas que muestran un alto rendimiento de búsqueda en conjuntos de prueba o de tamaño ilimitado son capaces de verificar estos resultados cuando operan con bases de datos dactiloscópicas reales, que contienen cientos de miles, y mucho más, millones y decenas de millones de fichas dactiloscópicas y cientos de miles de huellas latentes. Mientras tanto, para un funcionamiento práctico eficaz del sistema, son importantes la estabilidad de los valores de sus características de búsqueda en bases de datos de cualquier tamaño y la resistencia a distorsiones de carácter objetivo (diferencias en la composición cualitativa de los conjuntos dactiloscópicos) y subjetivo (influencia del factor humano).

Un SAID (AFIS) eficaz es un sistema fiable con alta selectividad de búsqueda, que muestra resultados estables y consistentes en bases de datos de cualquier tamaño y calidad de conjuntos, y que genera breves listas de candidatos con el candidato «nativo» en las primeras posiciones. Estas listas deben requerir un tiempo mínimo para su revisión por parte de un experto y para la toma de una decisión final. 

En la práctica de nuestra empresa, se han dado casos de sustitución de los SAID (AFIS) de otros fabricantes, utilizados en los departamentos de investigación del Ministerio del Interior de Rusia y de la policía de otros países, por el SAID (AFIS) PAPILLON. Durante esta sustitución, en algunos casos se llevó a cabo una reverificación de las fichas dactiloscópicas y huellas latentes: en las bases de datos del SAID (AFIS) PAPILLON se introdujeron todas las fichas dactiloscópicas y huellas latentes en papel que existían en las bases de datos de los predecesores, lo que convirtió estas verificaciones en un análogo de pruebas comparativas a escala real. En cada caso se identificaron muchas huellas latentes sin resolver cuyas fichas dactiloscópicas estaban en el SAID (AFIS) reemplazado, pero que fueron omitidas por el sistema. El análisis de los resultados mostró que la fiabilidad de cada uno de los SAID (AFIS) reemplazados no superaba el 55-70% de la fiabilidad del SAID (AFIS) PAPILLON, aunque anteriormente varios de los sistemas reemplazados compitieron con el SAID (AFIS) PAPILLON y mostraron resultados comparables.

La estabilidad y la consistencia de las características de búsqueda de un SAID (AFIS) dependen de varios factores interrelacionados, los más significativos son:

• El método matemático utilizado para la descripción y comparación de los dibujos papilares
• La perfección de los algoritmos de reconocimiento y codificación de los dibujos papilares 
• El nivel de automatización de la entrada de la información dactiloscópica 
• La capacidad del sistema para operar con imágenes dactiloscópicas de diferente calidad

Examinaremos brevemente estos factores:

— El método de descripción matemática de los dibujos papilares y el algoritmo de comparación determinado por él son la base de la cual dependen la fiabilidad y la precisión de la búsqueda en el SAID (AFIS). Tres grupos de características han encontrado aplicación práctica para describir los dibujos papilares:

• Estructura integral del dibujo papilar: un conjunto de direcciones formadas por las crestas papilares. Los centros y las deltas pueden utilizarse como puntos clave para describir el dibujo papilar. 
• Detalles que forman el dibujo papilar: terminaciones y bifurcaciones de las líneas de las crestas papilares. Se utilizan sus ubicaciones y, posiblemente, los vectores direccionales (direcciones de las crestas papilares en los puntos de las minucias).
• Conteo de crestas y relación entre crestas (características topológicas del dibujo papilar): describen la disposición mutua de las minucias vecinas a lo largo y ancho del flujo de las crestas papilares. Estas características son el criterio más potente para comparar dibujos papilares. 

Diversos sistemas utilizan uno de estos grupos de características o su combinación para describir un dibujo papilar. Cuanto más completa sea la descripción del dibujo papilar, mayor será el rendimiento de búsqueda del sistema, siempre que los algoritmos de reconocimiento de imágenes y el codificador automático detecten la información requerida con la precisión necesaria. Los métodos de descripción completa de los dibujos papilares tienen los requisitos más elevados de precisión y codificación, y solo funcionan a pleno rendimiento en una solución altamente cualitativa de un complejo problema de reconocimiento automático de imágenes dactiloscópicas, de localización y de codificación precisa de minucias en el dibujo papilar. 

El SAID (AFIS) PAPILLON utiliza el enfoque más completo, basado en los tres grupos de características  para describir y comparar dibujos papilares. El método topológico patentado garantiza una altísima selectividad de búsqueda que supera la selectividad de los sistemas que describen solo la estructura integral y/o la posición y dirección de las minucias.

— El algoritmo de reconocimiento y codificación de imágenes en el SAID (AFIS) debe garantizar la alta autenticidad de la información utilizada por el sistema para crear un modelo matemático de búsqueda del dibujo papilar. De los dos SAID (AFIS) con métodos similares de descripción del dibujo papilar, el que tenga los mejores algoritmos de reconocimiento y codificación tendrá el mayor rendimiento de búsqueda. 

La calidad de los algoritmos de procesamiento de imágenes implementados en el sistema puede juzgarse indirectamente por el grado de participación del operador en el proceso de entrada de la información dactiloscópica en el SAID (AFIS). Un alto nivel de automatización significa que el sistema puede extraer de forma autónoma y con la precisión requerida los datos necesarios para describir el dibujo papilar y realizar las búsquedas. 

Por ejemplo, el SAID (AFIS) PAPILLON codifica automáticamente todas las huellas en fichas dactiloscópicas, incluidas las huellas palmares, y al mismo tiempo garantiza una fiabilidad total de la búsqueda de ficha a ficha. La codificación de huellas latentes es interactiva; el grado de participación del operador depende de la calidad de la huella latente. Para las huellas latentes de buena y moderada calidad, la codificación automática garantiza que el 80% de las minucias se ubiquen correctamente.

— En un SAID (AFIS) de alta calidad, el alto nivel de automatización del procesamiento de imágenes durante la introducción de fichas dactiloscópicas y huellas latentes minimiza los riesgos de una interpretación subjetiva de la información introducida, garantizando una consistencia de las características de búsqueda frente a la influencia del factor humano. El funcionamiento de un SAID (AFIS) de este tipo es más barato debido a que el operador dedica menos tiempo a la introducción de objetos y, en consecuencia, al mayor rendimiento del sistema, además de que se exigen menos requisitos de calificación a los operadores de entrada.

— La calidad de las fichas dactiloscópicas y huellas latentes introducidas en el SAID (AFIS) influye directamente en los resultados de la búsqueda. Cuanto mayor sea la calidad de las imágenes dactiloscópicas, más informativas serán, menos tiempo se requerirá para su procesamiento y más preciso será el matcher del sistema, lo que garantiza una alta selectividad de la búsqueda y reduce el tamaño de las listas de candidatos.

En la práctica, una gran parte de los conjuntos dactiloscópicos reales en papel y la mayoría de las huellas latentes extraídas de las escenas del crimen no se encuentran en la categoría de fuentes de información de alta calidad. Se puede excluir la influencia de este factor en la eficacia del SAID (AFIS), preseleccionando las fichas dactiloscópicas y huellas latentes y no introduciendo las imágenes de baja calidad en el sistema, pero en realidad esto equivale a reducir la fiabilidad del sistema debido al porcentaje de objetos «rechazados», por lo que es inaceptable. El sistema debe ser capaz de operar con objetos complejos y poco informativos, incluyendo imágenes capturadas en una escala desconocida, compensar cualquier distorsión geométrica y de calidad: debida a la edad, post mortem, o causada por traumas o enfermedades.

Los indicadores de que el sistema puede operar efectivamente con imágenes de calidad heterogénea son:

• La ausencia de requisitos de preselección de fichas dactiloscópicas o huellas latentes por su calidad (en comparación con la tecnología manual de su procesamiento)
• La ausencia de requisitos de entrada de imágenes a escala uniforme
• La posibilidad de introducir imágenes con un número reducido (<15) de minucias (por ejemplo, huellas latentes de baja calidad con un pequeño fragmento del dibujo papilar conservado)
• La disponibilidad de funciones para facilitar el trabajo con objetos complejos, como por ejemplo:
  • el reemplazo de huellas rodadas de baja calidad de las fichas dactiloscópicas por impresiones de control o la posibilidad de búsqueda por impresiones de control
  • herramientas para mejorar la visualización de las imágenes
  • herramientas y filtros para mejorar la calidad de las imágenes, separar huellas superpuestas, eliminar la textura del sustrato, etc.

Además, los principales desarrolladores del SAID (AFIS) ofrecen soluciones para mejorar la calidad de los conjuntos dactiloscópicos generados.

En Papillon, estas son algunas de las soluciones:

• La tecnología de escaneo dactiloscópico digital «Escáner en Vivo» y una gama de escáneres dactiloscópicos que garantizan la creación de fichas dactiloscópicas de alta calidad y su exportación automática a las bases de datos del SAID (AFIS)
• Un sistema de captura de vídeo con una cámara de alta resolución para introducir imágenes de huellas palmares en el SAID (AFIS), así como FOSKO y ExpertLab para la captura digital de huellas palmares con varios modos de iluminación
• El sistema RASTR con potentes capacidades para procesar imágenes dactiloscópicas y mejorar su calidad

Además, cabe señalar otros indicadores que determinan la eficacia del SAID (AFIS):

• La capacidad del sistema para trabajar con huellas palmares y huellas palmares latentes. Los especialistas saben que entre el 15% y el 30% de las huellas latentes obtenidas de escenas del crimen corresponden a huellas palmares. La experiencia de los departamentos del Ministerio del Interior de Rusia que pasaron de la versión «dactilar» a la versión «palmar» del SAID (AFIS) demostró que la eficacia de la automatización del registro dactiloscópico aumentó entre un 20% y un 35%.
• La fiabilidad y precisión iguales de las búsquedas de huella latente a ficha dactiloscópica y de ficha a huella latente. El problema de baja precisión de las búsquedas de ficha a huella latente es común en la mayoría de los SAID (AFIS) forenses. La manifestación de este problema en grandes bases de datos es una longitud inaceptable de las listas de ficha a huella latente, una posición impredecible del candidato verdadero en la lista, enormes gastos de tiempo en el trabajo con las listas y, como resultado, la ausencia de eficacia en la resolución de delitos.
• La capacidad del sistema para procesar automáticamente las solicitudes de estaciones remotas y dispositivos móviles para la identificación rápida de una persona por su impresión dactilar en tiempo real (en el SAID (AFIS) PAPILLON esta tecnología se denomina «verificaciones rápidas»).
• La interoperabilidad del sistema y el cumplimiento de los estándares internacionales vigentes en el ámbito de la identificación/verificación dactiloscópica de personas y la transmisión de datos.

Resumiendo todo lo anterior, podemos hacer una lista de criterios significativos para la evaluación comparativa preliminar de diferentes SAID (AFIS):

• Exhaustividad del método matemático para la descripción del dibujo papilar implementado en el sistema
• Precisión del codificador automático, evaluada indirectamente por el grado de participación del operador en el proceso de codificación de fichas dactiloscópicas y huellas latentes
• La velocidad de operación del sistema (número de comparaciones por segundo: de ficha a ficha, de ficha a huella latente, de huella latente a ficha y de huella latente a huella latente)
• Tamaño de las listas de candidatos generadas
• Posición de los candidatos «nativos» en las listas 
• Eficiencia igual de las búsquedas de huella latente a ficha y de ficha a huella latente
• Capacidad del sistema para trabajar con conjuntos reales de fichas dactiloscópicas y huellas latentes sin necesidad de preselección por calidad
• Capacidad del sistema para trabajar con imágenes de diferentes escalas y con distorsiones 
• Capacidad del sistema para trabajar con huellas palmares y huellas palmares latentes
• Disponibilidad de soluciones tecnológicas y de software y hardware para la introducción de información de alta calidad en el SAID (AFIS) (escaneo dactiloscópico y entrada digitales)
• Posibilidad de realizar identificaciones rápidas en la base de datos del SAID (AFIS) en tiempo real
• Interoperabilidad del sistema, cumplimiento de los estándares internacionales vigentes
• Distribución del sistema y magnitud de los proyectos realizados con el uso del SAID (AFIS) (tamaño de bases de datos)

La evaluación comparativa objetiva y oficial de los sistemas automatizados de identificación dactiloscópica solo se puede obtener como resultado de pruebas comparativas a escala real de dos o más SAID (AFIS) utilizando conjuntos reales de fichas dactiloscópicas y huellas latentes, siguiendo métodos cuidadosamente elaborados que garanticen condiciones absolutamente iguales para todos los sistemas bajo prueba.