RECONOCIMIENTO DE ROSTRO OSCAR ALEJANDRO ZAPATA ARTEAGA

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1 2012 RECONOCIMIENTO DE ROSTRO OSCAR ALEJANDRO ZAPATA ARTEAGA PROGRAMA DE INGENIERIA DE SISTEMAS Y TELECOMUNICACIÓN FABIÁN ALBEIRO LÓPEZ CASTAÑO PROGRAMA DE INGENIERIA DE SISTEMAS Y TELECOMUNICACIÓN UNIVERSIDAD CATÓLICA DE PEREIRA COLOMBIA 21/12/2012

2 PROYECTO RECONOCIMIENTO DE ROSTRO FABIÁN ALBEIRO LÓPEZ CASTAÑO OSCAR ALEJANDRO ZAPATA ARTEAGA ASESOR: JULIO CESAR CANO RAMIREZ UNIVERSIDAD CATÓLICA DE PEREIRA PROGRAMA DE INGENIERÍA DE SISTEMAS Y TELECOMUNICACIONES PEREIRA

3 DEDICATORIA Primerio damos gracias a Dios por ayudarnos a terminar nuestros objetivos, nuestro proyecto de grado. A tener un buen conocimiento para lograr la terminación de este proyecto. Gracias a los administrativos por colaborarnos con la terminación de nuestro proyecto de vida, al decano de la facultad el Ingeniero Luis Alejandro Fletscher Bocanegra, al director del Programa, el ingeniero Juan Luís Arias Vargas. Hay personas muy especiales que nos marcan para toda la vida, en consejos, en valores, por la motivación constante que nos ha permitido llegar a ser personas de bien, pero más que nada en su sabiduría y su voluntad para trasmitirla a nosotros, y esas personas, con esas grandes cualidades son: Él Ingeniero Luis Eduardo Peláez Valencia, que es una de las personas que influye la perspectiva de cómo debe verse la vida y nos enseña a tener objetivos en nuestra profesión y a ser personas de bien. La Ingeniería Paula Milena Ríos González, excelente profesional y humana. El Licenciado Jorge Luis Muñoz Montaño, nos dio sabiduría y ética en nuestra profesión y nuestro querido tutor que fue un guía espiritual, un guía de sabiduría, un excelente amigo en nuestra carrera profesional, el Ingeniero Julio César Cano Ramírez. 2

4 A nuestros padres porque sin ellos no tendríamos un motor de vida y estaríamos a la deriva en nuestro proyecto de vida, sin ellos no tendríamos formación de estudio, ya que fueron muchas las desveladas y madrugadas que debieron realizar por nosotros para que lográramos salir adelante. A nuestras esposas que nos ayudaron en el estudio, a tenernos paciencia en esas desveladas o en las madrugadas a continuar estudiando. A nuestra hermosa universidad Católica de Pereira que amamos tanto y siempre la llevaremos en nuestros corazón, y pondremos siempre en alto el nombre de la misma. 3

5 AGRADECIMIENTOS Agradecemos a las personas que de alguna manera nos aportaron en conocimiento, recursos técnicos o financieros y asesoría para lograr llevar este proyecto a su buen término. Presbítero Álvaro Eduardo Betancur Jiménez, rector de la Universidad Católica de Pereira. Ingeniero Luis Alejandro Fletscher Bocanegra, decano de la faculta de ciencias básicas e Ingeniería. Ingeniero Juan Luis Arias Vargas, director de programa de ingeniería de sistemas y telecomunicaciones. Ingeniero Julio César Cano Ramírez, facultad de ciencias básicas e ingeniería. Ingeniero Luis Eduardo Peláez Valencia, facultad de ciencias básicas e ingeniería. Ingeniería Paula Milena Ríos González, facultad de ciencias básicas e ingeniería. Licenciado Jorge Luis Muñoz Montaño, departamento de Humanidades. 4

6 TABLA DE CONTENIDO DEDICATORIA... 2 AGRADECIMIENTOS... 4 TABLA DE CONTENIDO... 5 TABLA DE ILUSTRACIONES TABLA DE CUADROS TABLA DE APÉNDICES TABLA DE ANEXOS RESUMEN SUMMARY INTRODUCCIÓN JUSTIFICACIÓN PRESENTACIÓN DE LA ORGANIZACIÓN RESEÑA HISTÓRICA MISIÓN VISIÓN VALORES ORGANIGRAMA UCP PROPÓSITO PROCESOS DE LA ORGANIZACIÓN FACTORES QUE INFLUYEN EN EL ENTORNO: FACTORES ENTORNO ECOLÓGICO, MEDIOAMBIENTAL Y DE RECURSOS NATURALES FACTORES ENTORNO SOCIOCULTURAL FACTORES ENTORNO LEGAL Y POLÍTICO FACTORES ENTORNO SECTORIAL

7 1.12. FACTORES ENTORNO TECNOLÓGICO OBJETIVOS Requerimientos de la Organización PLANTILLA DE REQUERIMIENTOS Formato de requerimientos Formato de requerimientos Formato de requerimientos Formato de requerimientos Formato de requerimientos Formato de requerimientos Formato de requerimientos Formato de requerimientos PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DEFINICIÓN DEL PROBLEMA VENTAJAS DESVENTAJAS Viabilidad del Proyecto Impacto MARCO TEORICO MARCO CONCEPTUAL EL POTENCIAL DEL SOFTWARE EIGENFACES IMAGEN DIGITAL IMAGEN ESTÁTICA IMÁGENES VECTORIALES

8 1.26. IMÁGENES BITMAPS IMAGEN DINÁMICA LA RESOLUCIÓN DE UNA IMAGEN TRANSFORMADA DE LA IMAGEN LA TRANSFORMADA DE HOUGH SEGMENTACIÓN DE IMÁGENES UMBRALIZACIÓN RECONOCIMIENTO DE PATRONES RECONOCIMIENTO DE ROSTRO CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES PLANEADAS Metodología a desarrollar PMBOK Etapas del proceso de gestión METODOLOGÍA SCRUM Las actividades de scrum Que es scrum Premisas principales Ciclo de trabajo scrum Roles MODELO PROTOTIPO Modelo recomendado Ventajas Etapas CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES SCRUM PLANIFICACIÓNSCRUM

9 Estimación del Proyecto Cocomo TRES MODOS DE DESARROLLO Orgánico Semi-acoplado Empotrado MODELOS QUE DEFINE COCOMO Modelo básico Modelo intermedio Modelo avanzado FÓRMULAS Definicion de Requerimientos TABLA DE REQUERIMIENTOS MODELACIÓN CASOS DE USOS REALES DIAGRAMACION DE CASOS DE USOS ACTORES DIAGRAMACION DE CASOS DE USOS DIAGRAMAS DE SECUENCIAS DIAGRAMAS DE CLASES PROTOTIPOS Prototipo no funcional Prototipo Funcional Versión Beta Dispositivo del Hardware REPRESENTACIÓN DE LA ARQUITECTURA METAS Y RESTRICCIONES DE LA ARQUITECTURA

10 Metas Restricciones del Sistema Gestión de la documentación Gestión de versiones del proceso Gestión de incidencias ALTA DE INCIDENCIA PROCESO DE INCIDENCIA Aseguramiento de la calidad (SQA) La Gestión de configuraciones del software (GCS) PLAN DE LA CONFIGURACIÓN CONCLUSIONES Referencia Bibliográfica APÉNDICES APÉNDICE A ANEXOS ANEXO A ANEXO B

11 TABLA DE ILUSTRACIONES Ilustración 1. Organigrama UCP Ilustración 2. Sala sistemas UCP Ilustración 3. Procesos de la organización UCP Ilustración 4. Plantilla de Requerimientos Ilustración 5. Imágenes Ilustración 6. Caras Ilustración 7. Software de Rostro Ilustración 8. Software de emociones Ilustración 9. Cara Ilustración 10. PNUD Ilustración 11. Etapas Proceso Gestión Ilustración 12. Scrum Ilustración 13. Ciclo Scrum Ilustración 14. Roles Ilustración 15. Modelo Prototipado Ilustración 16. Diagrama de caso de uso Ilustración 17. Diagrama de caso de uso Ilustración 18. Diagrama de caso de uso Ilustración 19. Diagrama de caso de uso Ilustración 20. Diagrama de caso de uso Ilustración 21. Diagrama de caso de uso

12 Ilustración 22. Diagrama de Secuencia Ilustración 23. Diagrama de Clases Ilustración 24. Prototipo no Funcional Ilustración 25. Prototipo Funcional Ilustración 26. Versión Beta Ilustración 27. Dispositivo del Hardware Serial Ilustración 28. Dispositivo del Hardware Serial Ilustración 29. Dispositivo del Hardware Serial Ilustración 30. Dispositivo del Hardware Serial Ilustración 31. SCH Ilustración 32. Componentes Ilustración 33. PCB Ilustración 34. Monolítica Ilustración 35. Reconocimiento Facial Ilustración 36. Programa Keylemon

13 TABLA DE CUADROS Tabla 1. Requerimiento Tabla 2. Requerimiento Tabla 3. Requerimiento Tabla 4. Requerimiento Tabla 5. Requerimiento Tabla 6. Requerimiento Tabla 7. Requerimiento Tabla 8. Requerimiento Tabla 9. Actividades Planeadas Tabla 10. Planificación Scrum Tabla 11. Proyecto Software Tabla 12. Conductores de Costo Tabla 13. Resumen de Tabla de Requerimientos Tabla 14. Caso de Uso Usuario Tabla 15. Caso de Uso Sistema Tabla 16. Caso de Uso Cámara WEB Tabla 17. Tabla de Uso Tabla 18. Tabla de Uso Tabla 19. Tabla de Uso Tabla 20. Tabla de Uso Tabla 21. Tabla de Uso

14 Tabla 22. Tabla de Uso Tabla 23. Gestión de la Documentación Tabla 24. Gestión de Versiones del Proceso Tabla 25. Alta de Incidencias Tabla 26. Proceso de Incidencias Tabla 27. Aseguramiento de la Calidad Tabla 28. Tabla Gestión de la Configuración Tabla 29. Tabla Gestión de Versiones

15 TABLA DE APÉNDICES APÉNDICE A. TERMINILOGIA

16 TABLA DE ANEXOS ANEXO A. RECONOCIMIENTO FACIAL 149 ANEXO B. PROGRAMA DE KEYLEMON

17 RESUMEN Se propone un desarrollo de un prototipo de software para el reconocimiento de rostro, el cual será capaz de reconocer rostros a partir de imágenes faciales capturadas a través de una cámara web. Este desarrollo de software compara paramétricamente la imagen adquirida con las que estén almacenadas en un archivo plano que el mismo software crea, se alimenta con imágenes de rostros. Se pretende desarrollar en la plataforma Microsoft conocida como.net la cual sirve para desarrollar software, y hacer el diseño en base al procesamiento de imágenes EIGENFACES (Vision and Modeling Group, Media Laboratory, 1991) PALABRAS CLAVES: Sistema biométrico, seguridad, control, imagines, rostro, EIGENFACES, software, metodología. Scrum, estimación, modelos, requerimientos, diagramas, prototipos, gestión software, incidencias. 16

18 SUMMARY We propose a development of a software prototype for face recognition, which will be able to recognize faces from facial images captured through a webcam. This software development parametrically compare the acquired image with which they are stored in a flat file that creates the same software, is fed with images of faces. To develop on the Microsoft platform known as. NET which serves to develop software, and make the design based on image processing "eigenfaces". KEYWORDS: Biometric system, security, control, images, face, eigenfaces, software, methodology. Scrum, estimation, models, requirements, diagrams, prototypes, software management, incidents, 17

19 INTRODUCCIÓN Los sistemas de seguridad han sido utilizados por la humanidad durante la edad media, y sobre todo durante el renacimiento, la criptografía (Islam; Sayeed & Samraj, 2000, p. 12) y el criptoanálisis ganaron importancia, aunque no se dieron grandes innovaciones durante esta época. En la década de los 70 fue cuando se publicó el primer algoritmo de cifrado público (DES) poco después surgieron los primeros algoritmos de clave pública (RSA). En la actualidad los sistemas basados en reconocimiento biométrico han cobrado gran relevancia en la seguridad en entornos que requieren la identificación de usuarios o para dar accesos a sitios restringidos. Por otro lado en los sistemas de verificación (o autentificación de la identidad) el usuario indica al sistema cuál es su pretendida identidad (dice quién es) y además aporta sus características biométricas que el sistema captura y compara únicamente con las que tiene almacenadas de ese individuo que dice ser, para producir un resultado de aceptación. 18

20 En los sistemas de reconocimiento se presenta la característica biométrica (cara, voz, firma...) de un individuo desconocido y el sistema proporciona la identidad de esa persona. Para ello, compara dicha característica biométrica con las de todas las personas conocidas por el sistema. La Universidad Católica de Pereira viendo la necesidad de seguridad en el laboratorio del software, desea implementar un sistema de seguridad biométrico que permita el reconocimiento de rostro; finalmente así se ha dado al desarrollo titulado reconocimiento de rostro que intenta dar solución al problema de seguridad planteado por la Universidad Católica de Pereira. 19

21 JUSTIFICACIÓN Hoy en día surge el avance tecnológico, las personas se sienten atraídas por las facilidades que se pueden obtener al momento de realizar diversas investigaciones, ya que en la actualidad se cuenta con ayudas para tales casos, especialmente Internet, por medio de la cual es posible conseguir casi cualquier cosa que se necesite. En las universidades, colegios y demás instituciones educativas, se cuenta con una numerosa tecnología ejemplo computadores, Router, video beam hasta cámaras de seguridad etc. Con los cuales se ayudan para la realización de tareas, clase, red interna, externa vigilar etc. Prácticamente todas las empresas utilizan este medio para determinados fines empresariales, como la base de datos de sus clientes, la cual es de suma importancia para el control de los mismos. La tecnología es una herramienta que sirve para la investigación, el desarrollo, comunicación, la seguridad etc. Desde hace mucho tiempo el ser humano ha querido desarrollar sistemas biométricos, con los cuales se pueda llegar a identificar a las persona. 20

22 El tema de la seguridad, es un tema de gran preocupación a nivel mundial. En Colombia se ha incrementado la delincuencia informática, robos en los hogares, en las empresas. Y debido a este fenómeno las empresas privadas, públicas y personas naturales requieren una mayor protección a su seguridad. Con aplicaciones de seguridad y aparatos biométricos disminuirá la delincuencia común, la delincuencia organizada y la delincuencia informática, ya que podrán las autoridades determinar por medio de cámaras, las identidades de los delincuentes y sus delitos. La tecnología de reconocimiento facial es algo cada vez más cotidiano, como podemos comprobar en teléfonos en redes sociales en GPS donde sirve como sistema de desbloqueo, o en el control de disturbios, pero en otros ámbitos tampoco para de evolucionar. El caso Disney se basan en ordenadores, cámaras de alta definición y complejos sistemas como el que se enseña hoy. Se trata de un sistema de reconocimiento facial realmente avanzado, ya que incluye un algoritmo capaz de identificar la barba, transformarla en 3D y reconstruir la superficie de la piel que el pelo no deja ver. De esta forma, la animación en tres dimensiones podría recrearse con y sin pelo. (Reconocimiento de rostro, 2008) Existe también un Software para medir en rating de televisión por medio de reconocimiento de ánimo muy relacionado con el reconocimiento facial, sin 21

23 embargo, en esta ocasión la utilidad está enfocada para su uso con los robots animatrónicos. La idea es capturar los movimientos de una cara humana con todo lujo de detalles para luego traspasar todos los gestos al robot, ofreciendo así un resultado mucho más fiel al original (prácticamente un clon) y acelerando todo el proceso de creación, reconocimiento de siluetas utilizado para inventarios de partes. Este tema de reconocimiento de rostros tiene un sin número de aplicaciones en las cuales se podrá seguir investigando por muchos años. 22

24 1. PRESENTACIÓN DE LA ORGANIZACIÓN 1.1. RESEÑA HISTÓRICA La Universidad Católica de Pereira (antes Universidad Católica Popular del Risaralda) nació gracias a la iniciativa, la capacidad emprendedora y la decisión de un grupo de estudiantes que deseaban una alternativa académica diferente a las existentes en la ciudad de Pereira, para su formación profesional. En medio de grandes limitaciones financieras y académicas lograron crear un centro de estudios que llamaron "Fundación Autónoma Popular del Risaralda", en el cual se ofrecían los programas de Derecho y Economía Industrial. Este grupo de estudiantes que, empleando sus propios recursos, lograron reunir fondos para asumir el sostenimiento de la institución, enfrentando para este fin grandes dificultades y retos en los aspectos pedagógicos y académicos. En 1973 pidieron al entonces Obispo Coadjutor de Pereira Monseñor Darío Castrillón Hoyos que fuese el Rector de la Institución quien con gusto aceptó. Posteriormente, en el año de 1974, los estudiantes solicitaron a los sacerdotes Francisco Arias Salazar y Francisco Nel Jiménez Gómez que prestaran sus servicios como docentes de la Universidad y de esta forma se estrecharon aún más los vínculos entre la Diócesis de Pereira y la Fundación COPESA. Ese mismo 23

25 año, el Señor Obispo y los dos sacerdotes vinculados a la Fundación como docentes, llevaron a cabo un examen crítico de la situación de la Institución concluyendo que las circunstancias en las cuales se desarrollaba y las condiciones externas que afrontaba no le permitían asegurar su viabilidad futura. No obstante, persistían en su deseo de apoyar tan importante proyecto. En el proceso de reflexión y discusión interna con los estudiantes integrantes de la Fundación, se acordó por unanimidad que la dirección de la Fundación Autónoma Popular del Risaralda estuviese a cargo de la Diócesis; este hecho ratificó la vocación Católica que tendría la Institución, bajo la premisa de respeto por la libertad de conciencia de quienes ingresaran a ella, dando vida a nuevo nombre de Universidad Católica Popular del Risaralda. Por iniciativa del entonces Señor Obispo Castrillón, se invitó a la Corporación para el Progreso Económico y Social del Risaralda -COPESA- a figurar como cofundadora de la Universidad, invitación que fue aceptada. Por consenso, se decidió la continuación de Monseñor Castrillón como Rector de la nueva Alma Mater; así mismo, como Vicerrector con funciones de Rector, el Señor Obispo nombró al Padre Francisco Arias Salazar, quien con un equipo calificado de colaboradores se dio la tarea de diseñar estatutos y reglamentación necesaria para dar vida jurídica a la Institución y fue así como el 14 de febrero de 1975, mediante Decreto N. 865 expedido por la Diócesis de Pereira, se creó la Universidad Católica Popular del Risaralda (Hoy Universidad Católica de Pereira). 24

26 1.2. MISIÓN La Universidad Católica de Pereira es una institución de Educación Superior inspirada en los principios de la fe católica, que asume con compromiso y decisión su función de ser apoyo para la formación humana, ética y profesional de los miembros de la comunidad universitaria y mediante ellos, de la sociedad en general. La Universidad existe para el servicio de la sociedad y de la comunidad universitaria. El servicio a los más necesitados, es una opción fundamental de la institución, la cual cumple formando una persona comprometida con la sociedad, investigando los problemas de la región y comprometiéndose interinstitucionalmente en su solución. Es así como se entiende su carácter de Popular VISIÓN La Universidad inspirada por los principios y valores cristianos será líder en los procesos de construcción y apropiación del conocimiento y en los procesos de formación humana, ética y profesional de sus estudiantes, de todos los miembros de la comunidad universitaria y de la sociedad. Será un escenario permanente para el diálogo riguroso y constructivo de la fe con la razón, en el contexto de la evangelización de la cultura y la inculturación del Evangelio. 25

27 Será reconocida por su capacidad para actuar como agente dinamizador del cambio y promover en la comunidad y en la familia sistemas armónicos de convivencia. La Universidad tendrá un claro sentido institucional de servicio orientado hacia sus estudiantes, profesores, personal administrativo y la comunidad VALORES Ética. Verdad. Dignidad Humana. Servicios. Calidad. Compromiso. 26

28 1.5. ORGANIGRAMA UCP Ilustración 1. Organigrama UCP Fuente: Departamento de Planeación Organigrama de la Universidad Católica de Pereira 27

29 1.6. PROPÓSITO Estas políticas tienen como propósito establecer las directrices para administrar los pedidos de compra e instalación de software, para obtener el mayor beneficio de este recurso y optimizar el presupuesto disponible Alcance. Esta política es aplicable a todas las dependencias académicas y administrativas de la UCP que requieran cualquier tipo de software Políticas. a. Es política de la UCP prohibir el uso y la duplicación de cualquier software del que no se posea una licencia legítima. Bajo ninguna circunstancia la UCP tolerará la piratería de software en las dependencias académicas y administrativas, ni en las salas de sistemas, por lo tanto no se permite realizar copias no autorizadas de software en los computadores pertenecientes a la institución. b. La única dependencia autorizada para adquirir e instalar software en las diferentes dependencias académicas, administrativas y salas de sistemas, es el departamento de sistemas. 28

30 c. Los medios originales, las claves de acceso para descarga y la documentación que acredita el licenciamiento del software, estará a cargo únicamente del departamento de sistemas, quien tendrá la responsabilidad de conservarlos en un lugar apropiado y de mantener actualizado el inventario. d. El departamento de sistemas deberá llevar un registro del software autorizado para cada dependencia y las salas de sistemas. e. El departamento de sistemas realizará dos revisiones anuales (receso intersemestral de mitad de año, vacaciones de final de año) del software instalado en todos los computadores propiedad de la UCP, y procederá a la desinstalación del software no autorizado que se encuentre. Sin embargo, esporádicamente se harán revisiones de forma aleatoria y se procederá de igual manera. f. La aprobación de una solicitud de adquisición de software debe cumplir con los siguientes requisitos: Que vaya a ser utilizado por más de un año. Que sea compatible y funcione adecuadamente en los equipos disponibles de la UCP. Que no haya algún software equivalente instalado. 29

31 Que no exista software de uso libre que cumpla con las mismas funciones que el solicitado. Que se disponga del presupuesto necesario para su adquisición. g. El departamento de sistemas, en conjunto con las diferentes dependencias académicas y administrativas de la UCP, determinará anualmente cuáles son sus necesidades de software, lo cual permitirá establecer un presupuesto general para la compra. Procedimiento para la solicitud de instalación de Software. Ilustración 2. Sala sistemas UCP Fuente: Sala de sistemas de la UCP h. En salas de sistemas. El docente que requiera la instalación de software para sus clases deberá solicitar al departamento de sistemas con mínimo una 30

32 semana de anticipación a la fecha de su utilización. La solicitud debe contener la siguiente información: Nombre del docente. Nombre y versión del software y una breve descripción del mismo. Clase para la que se solicita. Tiempo estimado de uso. i. Una vez recibida la solicitud, el departamento de sistemas hará la respectiva verificación de disponibilidad y cantidad de las licencias para su uso, en el caso de software libre, de la disponibilidad de la versión solicitada, y se procederá a su instalación. Si no se cuenta con el software solicitado por el docente, se procederá a informarle oportunamente. j. En dependencias académicas y/o administrativas. El director de la dependencia que requiera la instalación de software, deberá solicitar el servicio al departamento de sistemas. La solicitud debe contener la siguiente información: Nombre de la dependencia. Nombre y versión del software y una breve descripción del mismo. Proceso y/o actividad que requiere el software. Tiempo estimado de uso. 31

33 k. Una vez recibida la solicitud, el departamento de sistemas hará la respectiva verificación de disponibilidad y cantidad de las licencias para su uso, en el caso de software libre, de la disponibilidad de la versión solicitada, y se coordinará con el director de la dependencia solicitante su instalación. l. Si no se cuenta con el software solicitado por la dependencia, se procederá a informar oportunamente y se estudiarán otras alternativas de software PROCESOS DE LA ORGANIZACIÓN Ilustración 3. Procesos de la organización UCP Fuente: UCP 32

34 1.8. FACTORES QUE INFLUYEN EN EL ENTORNO: FACTORES ENTORNO ECOLÓGICO, MEDIOAMBIENTAL Y DE RECURSOS NATURALES Son las condiciones de recursos naturales y físicas que pueden afectar a un software. Por ejemplo, el clima, el terreno, el suministro de recursos naturales, las catástrofes naturales. (Evaluar el entorno, 2009) El desarrollo del software no afecta el entorno ecológico, como es un desarrollo intangible, sus efectos serían mínimos, ya que para desarrollo de un software se necesita unos requisitos, como un computador, energía, etc. O sea, que se necesita recursos naturales. Otro punto que lo afectara ya sería cuando se implementa el sistema, de que el clima no sea apropiado y dañe los equipos FACTORES ENTORNO SOCIOCULTURAL Son las condiciones sociales y culturales en el que se va a desempeñar el software. Por ejemplo el tamaño de la población, características por edades, género, actividad familiar, hábitos y costumbres, nivel educativo, mercado laboral, habilidades disponibles, organizaciones laborales o sindicatos y ética laboral de los empleados, entre otros. (Evaluar el entorno, 2007) La tecnología tiene un alcance muy grande en dos aspectos, aspecto negativo y positivo, el positivo se tendrá un mejor control, hoy en día, la seguridad es un tema a nivel mundial. 33

35 En Colombia se ha estado viendo mucho el aumento de la delincuencia y robos. Y debido a este fenómeno las empresas privadas, públicas y personas naturales optan por un sistema de seguridad que sea mucho más eficaz. Hay que promover la cultura como en estados unidos primero la seguridad, hacer entender a las empresas que es muy importante tener un control de las personas, a nivel de gobierno, a nivel de empresas privadas, a nivel de empresas públicas y personas naturales. Los negativos FACTORES ENTORNO LEGAL Y POLÍTICO Se refieren a las instituciones políticas y legales, leyes, normas y regulaciones que afectan a la empresa. Por ejemplo la Ley 1341 de (Ley 1341, 2009) por la cual se definen principios y conceptos sobre la sociedad de la información y la organización de las tecnologías de la información y las comunicaciones TIC, se crea las agencias nacional de espectro y se dictan otras disposiciones. Ley 527 del 1999 (Ley 0527, 1999) por el medio de la cual se define y reglamenta el acceso y uso de los mensajes de datos, del comercio electrónico y de las firmas digitales, se establecen las entidades de certificación y se dictan otras disposiciones. Ley 201 del 2012 por medio de la cual se implementan compromisos adquiridos por virtud del acuerdo de promoción comercial suscrito entre la república de Colombia y los Estados Unidos de América y su protocolo modificatorio, en el marco de la política de comercio exterior e integración económica. 34

36 1.11. FACTORES ENTORNO SECTORIAL Se refieren a los clientes y consumidores, competidores y productos sustitutos, facilidad o dificultad de introducirse y abandonar el sector. (Emprende, 2007) El sistema es un producto difícil de introducir al mercado debido que las empresas no le ven las ventajas, hay que dar a conocer más ventajas del desarrollo del software estas son algunas empresas desarrolladoras de software biométricos en Colombia. Sisbiocolhttp://sistemasbiometricos.co/ Solutekhttp://www.solutekcolombia.com/sistemas_biometricos_bogota.htm Solución biométricahttp://solucionbiometrica.wordpress.com/tag/sistemas-biometricos-en-colombia/ High class FACTORES ENTORNO TECNOLÓGICO Se refieren a la tecnología disponible en el mercado que pueda facilitar los procesos operativos y administrativos. Por ejemplo, máquinas de mejor rendimiento, software administrativo, sistemas de control, automatización, facilidad de adquirir y crear conocimiento, entre otros. (Emprende, 2007) En la actualidad se puede contar con la tecnología necesaria a nivel de hardware y software para realizar el proyecto propuesto, el mayor inconveniente es la poca y difusa 35

37 información que se encuentra respecto a los algoritmos para el reconocimiento de rostros y su aplicación OBJETIVOS Objetivo General. Desarrollar un prototipo funcional de software que permita el reconocimiento de rostro para la identificación del personal que ingresa al laboratorio de software de la Universidad Católica de Pereira Objetivos Específicos. Diagnosticar el problema que presenta la organización respecto a los temas de seguridad. Levantar los requerimientos adecuados. Modelar la posible solución o el prototipo. Construir un prototipo inicial. Hacer las pruebas de los caso de uso. 36

38 Requerimientos de la Organización. La universidad Católica de Pereira requiere un aplicativo para el control e identificación requerida de ingreso del personal al laboratorio del software. Hacer un sistema para minimizar errores de identificación del personal que ingresa al laboratorio. Que no pida usuario ni contraseña para el ingreso. Que la autenticación del usuario sea por medio del rostro. Utilizar opciones alternativas por si la cámara funciona mal. Un nivel de efectividad de un 80 por ciento en la identificación para la plataforma Windows. Que funcione con cualquier tipo de cámara web. La base datos sea gratuita si se utiliza. 37

39 PLANTILLA DE REQUERIMIENTOS 38

40 1.14. PLANTILLA DE REQUERIMIENTOS Ilustración 4. Plantilla de Requerimientos FUENTE: UCP 39

41 Formato de requerimientos 1 UNIVERSIDAD CATÓLICA DE PEREIRA Fecha: Vienes, 16 de noviembre de 2012CÓDIGO DEL FORMATO: 001 Tabla 1. Requerimiento 1 Medio por el cual fue recibido Oral X Teléfono Medio Electrónico Otro: Hacer un sistema para minimizar errores de reconocimiento de rostro. PLANTEAMIENTO PROBLEMA REQUERIMIENTOS Nombre del Requerimiento Hacer un sistema para minimizar errores de identificación del personal que ingresa al laboratorio Código del Requerimiento RE 1 Prioridad del Requerimiento según el Cliente Alta/Esencial X Media/Deseado Baja/ Opcional Prioridad Requerimiento Equipo Alta/Esencial X Media/Deseado Baja/ Opcional Desarrollador Tipo de requerimiento Funcional X No Proceso Negocio Producto funcional X X Entorno Usuario Sistema Interfaz Interface Estado Recibido X En Estudio Viable No Viable En construcción En pruebas Implementado Tiempo Estimado Ponderación Requerimiento (%) 80% Descripción del Requerimiento Este requerimiento le permitirá al usuario consultar y editar la información de los subalternos de forma rápida. Complemento de Requerimientos Interfaces de Usuario: Fácil de entrar al Desarrollar del prototipo funcional Requerimientos de Hardware: Las computadoras que brindarán el servicio cliente del sistema no deberán de presentar potencias menores a las brindadas por una dual Corel, con al menos 1g de RAM y 500 gb de espacio en el disco, con un Sistema Operativo Windows. Cámara web de 12 mega pixeles Requerimientos de Software: Compatibilidad con cualquier Windows. El Desarrollar del prototipo funcional, debe estar desarrollado en.net. Requerimientos de comunicación: 40

42 Cliente NOMBRES Y FIRMAS Analistas Nombre: CC. Nombre: Oscar Alejandro Zapata y Fabián Albeiro López CC Control Requerimientos N N Requerimiento Fecha de Recepción Tiempo Estimado Fecha Solución Estado Solución 1 <ej. RF 10, RF 10.1, RF 10.2> 2 3 <29 Agosto 2012> <1 semana> <5 Sept 2012> <Recibido, No Viable, Aprobado, Construcción, Finalizado> FIRMAS Responsable Proceso: Oscar Alejandro Zapata y Fabián Albeiro López VB Coordinador del Proceso: Oscar Alejandro Zapata y Fabián Albeiro López Personal Involucrado Nombre Oscar Alejandro Zapata y Fabián Albeiro López Rol Categoría profesional Ingeniero de sistemas y telecomunicaciones Responsabilidades Levantamiento de requerimientos, Diseño análisis y desarrollo del proyecto software Información de contacto Aprobación Relación de personas involucradas en el desarrollo del sistema, con información de contacto. Esta información es útil para que el gestor del proyecto pueda localizar a todos los participantes y recabar la información necesaria para la obtención de requisitos, validaciones de seguimiento, etc. 41

43 Formato de requerimientos 2 UNIVERSIDAD CATÓLICA DE PEREIRA Fecha: Vienes, 16 de noviembre de 2012CÓDIGO DEL FORMATO: 002 Tabla 2. Requerimiento 2 Medio por el cual fue recibido Oral X Teléfono Medio Electrónico Otro: No pida usuario ni contraseña. PLANTEAMIENTO PROBLEMA REQUERIMIENTOS Nombre del Requerimiento Que no pida usuario ni contraseña para el ingreso Código del Requerimiento RE 2 Prioridad del Requerimiento según el Cliente Alta/Esencial X Media/Deseado Baja/ Opcional Prioridad Requerimiento Equipo Desarrollador Alta/Esencial X Media/Deseado Baja/ Opcional Tipo de No Proceso Negocio Funcional X Producto requerimiento funcional X X Entorno Usuario Sistema Interfaz Interface Estado Recibido X En Estudio Viable No Viable En construcción En pruebas Implementado Tiempo Estimado Ponderación Requerimiento (%) 50% Descripción del Requerimiento no pida usuario ni contraseña Complemento de Requerimientos Interfaces de Requerimientos de Hardware: Requerimientos de Software: Usuario: Las computadoras que brindarán el servicio cliente del sistema no Compatibilidad con cualquier Requerimientos de Fácil de entrar deberán de presentar potencias menores a las brindadas por una Windows. comunicación: al Desarrollar dual Corel, con al menos 1g de RAM y 500 gb de espacio en el El Desarrollar del prototipo del prototipo funcional disco, con un Sistema Operativo Windows. Cámara web de 12 mega pixeles funcional, debe estar desarrollado en.net. 42

44 Cliente NOMBRES Y FIRMAS Analistas Nombre: CC. Nombre: Oscar Alejandro Zapata y Fabián Albeiro López CC Control Requerimientos N N Requerimiento Fecha de Recepción Tiempo Estimado Fecha Solución Estado Solución 1 <ej. RF 10, RF 10.1, RF 10.2> 2 3 <29 Agosto 2012> <1 semana> <5 Sept 2012> <Recibido, No Viable, Aprobado, Construcción, Finalizado> FIRMAS Responsable Proceso: Oscar Alejandro Zapata y Fabián Albeiro López VB Coordinador del Proceso: Oscar Alejandro Zapata y Fabián Albeiro López Nombre Rol Categoría profesional Responsabilidades Información de contacto Aprobación Personal Involucrado Oscar Alejandro Zapata y Fabián Albeiro López Ingeniero de sistemas y telecomunicaciones Levantamiento de requerimientos, Diseño análisis y desarrollo del proyecto software Relación de personas involucradas en el desarrollo del sistema, con información de contacto. Esta información es útil para que el gestor del proyecto pueda localizar a todos los participantes y recabar la información necesaria para la obtención de requisitos, validaciones de seguimiento, etc. 43

45 Formato de requerimientos 3 UNIVERSIDAD CATÓLICA DE PEREIRA Fecha: Vienes, 16 de noviembre de 2012CÓDIGO DEL FORMATO: 003 Tabla 3. Requerimiento 3 Medio por el cual fue recibido Oral X Teléfono Medio Electrónico Otro: La autenticación del usuario sea por medio del rostro. PLANTEAMIENTO PROBLEMA REQUERIMIENTOS Nombre del Requerimiento Que La autenticación del usuario sea por medio del rostro Código del Requerimiento RE 3 Prioridad del Requerimiento según el Cliente Alta/Esencial X Media/Deseado Baja/ Opcional Prioridad Requerimiento Equipo Desarrollador Alta/Esencial X Media/Deseado Baja/ Opcional Tipo de No Proceso Negocio Funcional X Producto requerimiento funcional X X Entorno Usuario Sistema Interfaz Interface Estado Recibido X En Estudio Viable No Viable En construcción En pruebas Implementado Tiempo Estimado Ponderación Requerimiento (%) 90% Descripción del Requerimiento Autenticación por rostro Complemento de Requerimientos Interfaces de Requerimientos de Hardware: Requerimientos de Software: Usuario: Las computadoras que brindarán el servicio cliente del sistema no Compatibilidad con cualquier Requerimientos de Fácil de entrar deberán de presentar potencias menores a las brindadas por una Windows. comunicación: al Desarrollar dual Corel, con al menos 1g de RAM y 500 gb de espacio en el El Desarrollar del prototipo del prototipo funcional disco, con un Sistema Operativo Windows. Cámara web de 12 mega pixeles funcional, debe estar desarrollado en.net. 44

46 Cliente NOMBRES Y FIRMAS Analistas Nombre: CC. Nombre: Oscar Alejandro Zapata y Fabián Albeiro López CC Control Requerimientos N N Requerimiento Fecha de Recepción Tiempo Estimado Fecha Solución Estado Solución 1 <ej. RF 10, RF 10.1, RF 10.2> 2 3 <29 Agosto 2012> <1 semana> <5 Sept 2012> <Recibido, No Viable, Aprobado, Construcción, Finalizado> FIRMAS Responsable Proceso: Oscar Alejandro Zapata y Fabián Albeiro López VB Coordinador del Proceso: Oscar Alejandro Zapata y Fabián Albeiro López Nombre Rol Categoría profesional Responsabilidades Información de contacto Aprobación Personal Involucrado Oscar Alejandro Zapata y Fabián Albeiro López Ingeniero de sistemas y telecomunicaciones Levantamiento de requerimientos, Diseño análisis y desarrollo del proyecto software Relación de personas involucradas en el desarrollo del sistema, con información de contacto. Esta información es útil para que el gestor del proyecto pueda localizar a todos los participantes y recabar la información necesaria para la obtención de requisitos, validaciones de seguimiento, etc. 45

47 Formato de requerimientos 4 UNIVERSIDAD CATÓLICA DE PEREIRA Fecha: Vienes, 16 de noviembre de 2012CÓDIGO DEL FORMATO: 004 Tabla 4. Requerimiento 4 Medio por el cual fue recibido Oral X Teléfono Medio Electrónico Otro: Utilizar opciones alternativas por si la cámara funciona mal. PLANTEAMIENTO PROBLEMA REQUERIMIENTOS Nombre del Requerimiento utilizar opciones alternativas por si la cámara funciona mal Código del Requerimiento RE 4 Prioridad del Requerimiento según el Cliente Alta/Esencial X Media/Deseado Baja/ Opcional Prioridad Requerimiento Equipo Alta/Esencial X Media/Deseado Baja/ Opcional Desarrollador Tipo de requerimiento Funcional X No Proceso Negocio Producto funcional X X Entorno Usuario Sistema Interfaz Interface Estado Recibido X En Estudio Viable No Viable En construcción En pruebas Implementado Tiempo Estimado Ponderación Requerimiento (%) 80% Descripción del Requerimiento opciones alternativas Complemento de Requerimientos Interfaces de Requerimientos de Hardware: Requerimientos de Software: Usuario: Las computadoras que brindarán el servicio cliente del sistema no Compatibilidad con cualquier Requerimientos de Fácil de entrar deberán de presentar potencias menores a las brindadas por una Windows. comunicación: al Desarrollar dual Corel, con al menos 1g de RAM y 500 gb de espacio en el El Desarrollar del prototipo del prototipo funcional disco, con un Sistema Operativo Windows. Cámara web de 12 mega pixeles funcional, debe estar desarrollado en.net. 46

48 Cliente NOMBRES Y FIRMAS Analistas Nombre: CC. Nombre: Oscar Alejandro Zapata y Fabián Albeiro López CC Control Requerimientos N N Requerimiento Fecha de Recepción Tiempo Estimado Fecha Solución Estado Solución 1 <ej. RF 10, RF 10.1, RF 10.2> 2 3 <29 Agosto 2012> <1 semana> <5 Sept 2012> <Recibido, No Viable, Aprobado, Construcción, Finalizado> FIRMAS Responsable Proceso: Oscar Alejandro Zapata y Fabián Albeiro López VB Coordinador del Proceso: Oscar Alejandro Zapata y Fabián Albeiro López Personal Involucrado Nombre Oscar Alejandro Zapata y Fabián Albeiro López Rol Categoría profesional Ingeniero de sistemas y telecomunicaciones Responsabilidades Levantamiento de requerimientos, Diseño análisis y desarrollo del proyecto software Información de contacto Aprobación Relación de personas involucradas en el desarrollo del sistema, con información de contacto. Esta información es útil para que el gestor del proyecto pueda localizar a todos los participantes y recabar la información necesaria para la obtención de requisitos, validaciones de seguimiento, etc. 47

49 Formato de requerimientos 5 UNIVERSIDAD CATÓLICA DE PEREIRA Fecha: Vienes, 16 de noviembre de 2012 CÓDIGO DEL FORMATO: 005 Tabla 5. Requerimiento 5 Medio por el cual fue recibido Oral X Teléfono Medio Electrónico Otro: un nivel de efectividad de un 80 por ciento en la identificación PLANTEAMIENTO PROBLEMA REQUERIMIENTOS Nombre del Requerimiento un nivel de efectividad de un 80 por ciento en la identificación Código del Requerimiento RE 5 Prioridad del Requerimiento según el Cliente Alta/Esencial X Media/Deseado Baja/ Opcional Prioridad Requerimiento Equipo Desarrollador Alta/Esencial X Media/Deseado Baja/ Opcional Tipo de No funcional Proceso Negocio Funcional Producto requerimiento X X X Entorno Usuario Sistema Interfaz Interface Estado Recibido X En Estudio Viable No Viable En construcción En pruebas Implementado Tiempo Estimado Ponderación Requerimiento (%) 80% Descripción del Requerimiento nivel identificación Complemento de Requerimientos Interfaces de Usuario: Fácil de entrar al Desarrollar del prototipo funcional Requerimientos de Hardware: Las computadoras que brindarán el servicio cliente del sistema no deberán de presentar potencias menores a las brindadas por una dual Corel, con al menos 1g de RAM y 500 gb de espacio en el disco, con un Sistema Operativo Windows. Cámara web de 12 mega pixeles Requerimientos de Software: Compatibilidad con cualquier Windows. El Desarrollar del prototipo funcional, debe estar desarrollado en.net. Requerimientos de comunicación: 48

50 Cliente NOMBRES Y FIRMAS Analistas Nombre: CC. Nombre: Oscar Alejandro Zapata y Fabián Albeiro López CC Control Requerimientos N N Requerimiento Fecha de Recepción Tiempo Estimado Fecha Solución Estado Solución 1 <ej. RF 10, RF 10.1, RF 10.2> 2 3 <29 Agosto 2012> <1 semana> <5 Sept 2012> <Recibido, No Viable, Aprobado, Construcción, Finalizado> FIRMAS Responsable Proceso: Oscar Alejandro Zapata y Fabián Albeiro López VB Coordinador del Proceso: Oscar Alejandro Zapata y Fabián Albeiro López Nombre Rol Categoría profesional Responsabilidades Información de contacto Aprobación Personal Involucrado Oscar Alejandro Zapata y Fabián Albeiro López Ingeniero de sistemas y telecomunicaciones Levantamiento de requerimientos, Diseño análisis y desarrollo del proyecto software Relación de personas involucradas en el desarrollo del sistema, con información de contacto. Esta información es útil para que el gestor del proyecto pueda localizar a todos los participantes y recabar la información necesaria para la obtención de requisitos, validaciones de seguimiento, etc. 49

51 Formato de requerimientos 6 UNIVERSIDAD CATÓLICA DE PEREIRA Fecha: Vienes, 16 de noviembre de 2012 CÓDIGO DEL FORMATO: 006 Tabla 6. Requerimiento 6 Medio por el cual fue recibido Oral X Teléfono Medio Electrónico Otro: para la plataforma Windows PLANTEAMIENTO PROBLEMA REQUERIMIENTOS Nombre del Requerimiento para la plataforma Windows Código del Requerimiento RE 6 Prioridad del Requerimiento según el Cliente Alta/Esencial X Media/Deseado Baja/ Opcional Prioridad Requerimiento Equipo Desarrollador Alta/Esencial X Media/Deseado Baja/ Opcional Tipo de No Proceso Negocio Funcional Producto requerimiento funcional X X EntornoX Usuario Sistema Interfaz Interface Estado Recibido X En Estudio Viable No Viable En construcción En pruebas Implementado Tiempo Estimado Ponderación Requerimiento (%) 90% Descripción del Requerimiento plataforma Complemento de Requerimientos Interfaces de Requerimientos de Hardware: Requerimientos de Software: Usuario: Las computadoras que brindarán el servicio cliente del sistema no Compatibilidad con cualquier Requerimientos de Fácil de entrar deberán de presentar potencias menores a las brindadas por una Windows. comunicación: al Desarrollar dual Corel, con al menos 1g de RAM y 500 gb de espacio en el El Desarrollar del prototipo del prototipo funcional disco, con un Sistema Operativo Windows. Cámara web de 12 mega pixeles funcional, debe estar desarrollado en.net. 50

52 Cliente NOMBRES Y FIRMAS Analistas Nombre: CC. Nombre: Oscar Alejandro Zapata y Fabián Albeiro López CC Control Requerimientos N N Requerimiento Fecha de Recepción Tiempo Estimado Fecha Solución Estado Solución 1 <ej. RF 10, RF 10.1, RF 10.2> 2 3 <29 Agosto 2012> <1 semana> <5 Sept 2012> <Recibido, No Viable, Aprobado, Construcción, Finalizado> FIRMAS Responsable Proceso: Oscar Alejandro Zapata y Fabián Albeiro López VB Coordinador del Proceso: Oscar Alejandro Zapata y Fabián Albeiro López Nombre Rol Categoría profesional Responsabilidades Información de contacto Aprobación Personal Involucrado Oscar Alejandro Zapata y Fabián Albeiro López Ingeniero de sistemas y telecomunicaciones Levantamiento de requerimientos, Diseño análisis y desarrollo del proyecto software Relación de personas involucradas en el desarrollo del sistema, con información de contacto. Esta información es útil para que el gestor del proyecto pueda localizar a todos los participantes y recabar la información necesaria para la obtención de requisitos, validaciones de seguimiento, etc. 51

53 Formato de requerimientos 7 UNIVERSIDAD CATÓLICA DE PEREIRA Fecha: Vienes, 16 de noviembre de 2012CÓDIGO DEL FORMATO: 007 Tabla 7. Requerimiento 7 Medio por el cual fue recibido Oral X Teléfono Medio Electrónico Otro: PLANTEAMIENTO PROBLEMA Que funcione con cualquier tipo de cámara web. REQUERIMIENTOS Nombre del Requerimiento Que funcione con cualquier tipo de cámara web Código del Requerimiento RE 7 Prioridad del Requerimiento según el Cliente Alta/Esencial X Media/Deseado Baja/ Opcional Prioridad Requerimiento Equipo Desarrollador Alta/Esencial X Media/Deseado Baja/ Opcional Tipo de No funcional Proceso Negocio Funcional Producto requerimiento X X X Entorno Usuario Sistema Interfaz Interface Estado Recibido X En Estudio Viable No Viable En construcción En pruebas Implementado Tiempo Estimado Ponderación Requerimiento (%) 60% Descripción del Requerimiento Que funcione con cualquier tipo de cámara web Complemento de Requerimientos Interfaces de Requerimientos de Hardware: Requerimientos de Software: Usuario: Las computadoras que brindarán el servicio cliente del sistema no Compatibilidad con cualquier Requerimientos de Fácil de entrar deberán de presentar potencias menores a las brindadas por una Windows. comunicación: al Desarrollar dual Corel, con al menos 1g de RAM y 500 gb de espacio en el El Desarrollar del prototipo del prototipo funcional disco, con un Sistema Operativo Windows. Cámara web de 12 mega pixeles funcional, debe estar desarrollado en.net. 52

54 Cliente NOMBRES Y FIRMAS Analistas Nombre: CC. Nombre: Oscar Alejandro Zapata y Fabián Albeiro López CC Control Requerimientos N N Requerimiento Fecha de Recepción Tiempo Estimado Fecha Solución Estado Solución 1 <ej. RF 10, RF 10.1, RF 10.2> 2 3 <29 Agosto 2012> <1 semana> <5 Sept 2012> <Recibido, No Viable, Aprobado, Construcción, Finalizado> FIRMAS Responsable Proceso: Oscar Alejandro Zapata y Fabián Albeiro López VB Coordinador del Proceso: Oscar Alejandro Zapata y Fabián Albeiro López Nombre Rol Categoría profesional Responsabilidades Información de contacto Aprobación Personal Involucrado Oscar Alejandro Zapata y Fabián Albeiro López Ingeniero de sistemas y telecomunicaciones Levantamiento de requerimientos, Diseño análisis y desarrollo del proyecto software Relación de personas involucradas en el desarrollo del sistema, con información de contacto. Esta información es útil para que el gestor del proyecto pueda localizar a todos los participantes y recabar la información necesaria para la obtención de requisitos, validaciones de seguimiento, etc. 53

55 Formato de requerimientos 8 UNIVERSIDAD CATÓLICA DE PEREIRA Fecha: Vienes, 16 de noviembre de 2012CÓDIGO DEL FORMATO: 008 Tabla 8. Requerimiento 8 Medio por el cual fue recibido Oral X Teléfono Medio Electrónico Otro: La base datos sea gratuita si se utiliza PLANTEAMIENTO PROBLEMA REQUERIMIENTOS Nombre del Requerimiento base de datos sea gratuita Código del Requerimiento RE 8 Prioridad del Requerimiento según el Cliente Alta/Esencial X Media/Deseado Baja/ Opcional Prioridad Requerimiento Equipo Desarrollador Alta/Esencial X Media/Deseado Baja/ Opcional Tipo de No Proceso Negocio Funcional Producto requerimiento funcional X X Entorno X Usuario Sistema Interfaz Interface Estado Recibido X En Estudio Viable No Viable En construcción En pruebas Implementado Tiempo Estimado Ponderación Requerimiento (%) 90% Descripción del Requerimiento base de datos Complemento de Requerimientos Interfaces de Requerimientos de Hardware: Requerimientos de Software: Usuario: Las computadoras que brindarán el servicio cliente del sistema no Compatibilidad con cualquier Requerimientos de Fácil de entrar deberán de presentar potencias menores a las brindadas por una Windows. comunicación: al Desarrollar dual Corel, con al menos 1g de RAM y 500 gb de espacio en el El Desarrollar del prototipo del prototipo funcional disco, con un Sistema Operativo Windows. Cámara web de 12 mega pixeles funcional, debe estar desarrollado en.net. 54

56 Cliente NOMBRES Y FIRMAS Analistas Nombre: CC. Nombre: Oscar Alejandro Zapata y Fabián Albeiro López CC Control Requerimientos N N Requerimiento Fecha de Recepción Tiempo Estimado Fecha Solución Estado Solución 1 <ej. RF 10, RF 10.1, RF 10.2> 2 3 <29 Agosto 2012> <1 semana> <5 Sept 2012> <Recibido, No Viable, Aprobado, Construcción, Finalizado> FIRMAS Responsable Proceso: Oscar Alejandro Zapata y Fabián Albeiro López VB Coordinador del Proceso: Oscar Alejandro Zapata y Fabián Albeiro López Nombre Rol Categoría profesional Responsabilidades Información de contacto Aprobación Personal Involucrado Oscar Alejandro Zapata y Fabián Albeiro López Ingeniero de sistemas y telecomunicaciones Levantamiento de requerimientos, Diseño análisis y desarrollo del proyecto software Relación de personas involucradas en el desarrollo del sistema, con información de contacto. Esta información es útil para que el gestor del proyecto pueda localizar a todos los participantes y recabar la información necesaria para la obtención de requisitos, validaciones de seguimiento, etc. 55

57 1.15. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Descripción del Problema. La Universidad católica de Pereira no cuenta con un sistema de Biometría facial que le permita tener una mayor seguridad y control en el ingreso al laboratorio de software DEFINICIÓN DEL PROBLEMA La Universidad UCP no cuenta con una base de datos que permita almacenar la información donde pueda contrastar de manera veraz y confiable el ingreso y control del personal que ingresa al laboratorio del software. Una base de datos de imágenes faciales 2D permitirá lograr plasmar las posibles variaciones (en cuanto a pose, cambios de iluminación, expresiones faciales, etc.) entre las diferentes imágenes de un mismo individuo y así lograr la identificación requerida del mismo Solución Propuesta. Desarrollar un prototipo de software para el reconocimiento de rostro obteniendo fotografías digitales almacenadas en un archivo plano. Que como resultado el prototipo de reconocimiento alcance la identificación requerida de dicha persona si ésta está en las fotografías almacenadas en el archivo plano. 56

58 1.17. VENTAJAS No requiere contacto. Sensores disponibles fácilmente (cámaras). Grandes cantidades de datos existentes para permitir chequeos de antecedentes. Chequeo fácil por parte de los humanos para verificar resultados DESVENTAJAS El rostro puede ser obstruido por el cabello, anteojos, sombreros, pañuelos, etc. Sensible a los cambios en la luz, la expresión y la pose. Los rostros se modifican conforme pasa el tiempo. Los usuarios son propensos a capturar imágenes de baja calidad aun esperando resultados de buena precisión. 57

59 Viabilidad del Proyecto. Teniendo en cuenta las diferentes tecnologías con las que actualmente se cuenta, y la necesidad cada vez más apremiante de organizaciones y personas de contar con sistemas que ofrezcan un nivel mejor de seguridad y control, este proyecto será presentando a los directivos de la Universidad UCP para que lo evalúen y consideren su aplicación para la solución en los problemas de control de acceso, teniendo en cuenta que el uso del control biométrico y más el reconocimiento de rostros ofrece un nivel muy alto de identificación, por encima del sensor de huella o el de iris los cuales son de más fácil falsificación. El avance tecnológico se da en nuestro país seguramente va a permitir que este tipo de proyectos tengan una importante proyección, porque su aplicación se puede dar en muchos sectores y campos donde se requiera el control de acceso y mejoramiento de la seguridad. Este sistema nos genera mayor congestión ya que después de que el sistema este puesto a punto el reconocimiento del rostro no toma más de 5 segundos Impacto. Es un proyecto que tiene gran impacto desde el punto de vista de la Universidad UCP ya que el lograr tener una mayor seguridad y control en el ingreso al 58

60 laboratorio del software disminuirá en gran porcentaje los problemas de pérdida de información, equipos y mal uso del mismo, pues de alguna manera el hecho de que el personal que ingresa al laboratorio sepa que está siendo identificado, además de otra información como fecha, hora de ingreso y salida seguramente hará que se abstenga de cometer acciones indebidas. Por otro lado si el uso de este tipo de tecnología y proyectos de masifica, pues como ya se ha mencionado puede ser aplicado en muchos sectores, empresas y medida la seguridad de los ciudadanos Adicional el impacto puede llegar también al cuerpo estudiantil y docente, como para el cuerpo científico, ya que es un aporte más para el proceso de investigación y desarrollo MARCO TEORICO Antecedentes. El reconocimiento facial automatizado es relativamente un concepto nuevo. Desarrollado en los años 60, el primer sistema semiautomático para reconocimiento facial requería del administrador para localizar rasgos (como ojos, orejas, nariz y boca) en las fotografías antes de que este calculara distancias a 59

61 puntos de referencia en común, los cuales eran comparados luego con datos de referencia. En los años 70 Goldstein, Harmon, & Lesk, (1971) usaron 21 marcadores subjetivos específicos tales como el color del cabello y grosor de labios para automatizar el reconocimiento facial. (pp ) El problema con estas soluciones previas era que se computaban manualmente. En 1988 Kirby & Sirobich aplicaron análisis de componentes principales, una técnica estándar del álgebra lineal, al problema del reconocimiento facial. Esto fue considerado algo así como un hito al mostrar que eran requeridos menos de 100 valores para cifrar acertadamente la imagen de una cara convenientemente alineada y normalizada. (Sirovich; Kirby, 1987, pp ). En 1991 Turk & Pentland utilizando las técnicas Eigenfaces, el error residual podía ser utilizado para detectar caras en las imágenes (Turk; Pentland, 1991, pp ) -un descubrimiento que permitió sistemas automatizados de reconocimiento facial en tiempo real fidedignos. Si bien la aproximación era un tanto forzada por factores ambientales, creó sin embargo un interés significativo en posteriores desarrollos de éstos sistemas. El 4 de abril del Los investigadores Juan Bekios-Calfa, José M. Buena Posada y Luis Baumela, del ComputationalIntelligenceGroup de la Facultad de Informática de la Universidad Politécnica de Madrid, han desarrollado 60

62 Un dispositivo identifica si el usuario de un ordenador es hombre o mujer. (Sybil, 2009) Desarrollado en la Facultad de Informática de la UPM, ha sido objeto de una patente y tiene numerosas aplicaciones industriales. Un nuevo dispositivo, consistente en una cámara de adquisición de imágenes digitales conectada a un sistema de procesamiento de imágenes, permite a un ordenador identificar si el usuario es un hombre o una mujer. El dispositivo, que ha sido objeto de concesión de una patente, permite construir dispositivos de medición de audiencia de televisión o videos publicitarios, entre otras aplicaciones industriales. (p. 12) Ilustración 5. Imágenes Fuente: FIUPM. 61

63 Los investigadores Juan Bekios-Calfa, José M. Buena Posada y Luis Baumela, pertenecientes a la ComputacionalIntelligenceGroup de la Facultad de Informática de la Universidad Politécnica de Madrid. Han creado un sistema, el cual tiene la capacidad de analizar en tiempo real una señal de vídeo, además de calcular el género, si es hombre o mujer. Este dispositivo, ha sido objeto de concesión de una patente (ES B2) por parte de la Oficina Española de Patentes y Marcas a favor de la Universidad Politécnica de Madrid y de la Universidad Rey Juan Carlos. (RDiPress, 2011) Mediante este algoritmo se construyen dispositivos de medición de audiencia de televisión o vídeos publicitarios, para obtener de los espectadores información demográfica. Otra ventaja es que facilita la creación de quioscos interactivos con un vendedor virtual, ya que consigue información sobre el usuario extraída automáticamente, como puede ser el género de la persona, para mejorar la interacción. Por su parte, desde mayo del 2006 un equipo de investigación norteamericano, (ha desarrollado una máquina que ha superado totalmente al hombre en el reconocimiento facial. (2010) Estos algoritmos son bastante eficaces para reconocer rostros. Este descubrimiento supone un estímulo para la creación de nuevos programas de seguridad, tanto para el gobierno como para las empresas. 62

64 Ilustración 6. Caras Fuente: FIUPM A partir de los hechos lamentables que ocurrieron el 11 de Septiembre de 2001, los gobiernos de prácticamente la mitad del mundo, no han cesado en su empeño por mejorar la seguridad de sus territorios; esto se puede observar especialmente en los Estados Unidos, quienes no han escatimados esfuerzos y empeño por blindar el espacio aéreo a personas potencialmente peligrosas. 63

65 Su lucha por mantener una imagen segura, ha sido un camino tanto de aciertos como de equivocaciones, ya que las constantes alarmas que en su mayoría resultan falsas, se han constituido en una forma de atentar contra la intimidad de las personas, que también desde aquel día, sienten la zozobra rondando de forma continua sus espacios. Todo esto ha llevado a que se busquen soluciones inmediatas para tratar de aminorar los peligros, y entre estas soluciones se encuentra la mejora en los software de reconocimiento facial, la cual, y de acuerdo a numerosas investigaciones se convierte en un arma de lucha, ya que ella permitirá a los trabajadores de los aeropuertos, por ejemplo, a saber con certeza si la persona que tienen en frente es un terrorista o sólo un turista acobardado. Alice O Toole, profesora de la Escuela de Ciencias Conductuales y Cerebrales de la Institución Norteamericana, junto con un equipo de científicos, han evaluado la eficacia de los programas de reconocimiento facial realizando comparaciones con los índices de éxito de diferentes software y aquellos obtenidos por medios no tecnológicos, que en este caso corresponde a personas expertas en la evaluación humana. A través de los algoritmos que en sí son fórmulas que tienen la capacidad de permitir a los ordenadores el reconocimiento de rostros. Estos algoritmos varían 64

66 mucho entre los distintos desarrolladores de software, y la mayoría nunca han sido comparados entre sí. Tanto la profesora O Toole (Profiles) y su equipo de científicos, se encuentran trabajando en la tarea de examinar de manera cuidadosa el punto exacto en el cual aciertan y fallan estos algoritmos. Para tal fin examinan las similitudes en gran cantidad de rostros capturados en una base de datos, los cuales contrastan después con los resultados que han sido determinados por los algoritmos. Los seres humanos y las máquinas deciden por separado si pares de imágenes faciales, tomadas bajo distintas condiciones de iluminación, fueron fotos hechas a la misma persona o a sujetos diferentes. (Higueras, 2010, p. 2) En este mismo orden, en junio del 2008 se puede hacer referencia a un sistema desarrollado por un estudiante (notas de mercado, 2008) de Ingeniería Informática de la Universidad de California, el cual permite a un usuario controlar la velocidad de reproducción de un video sin usar ningún interfaz, solamente utiliza para tal fin las expresiones de su rostro. Este novedoso sistema regula la velocidad de reproducción de una videoconferencia en función de las reacciones del rostro del usuario, según sean de aburrimiento o interés, y así optimiza el aprendizaje. El sistema tendrá importantes aplicaciones pedagógicas, tanto en sistemas de autorización inteligente como en el ámbito general de la enseñanza. 65

67 Ilustración 7. Software de Rostro Fuente: FIUPM. Jacob Whitehill durante la demostración. Universidad de California Según Gutiérrez, (2008) Jacob Whitehill de la Universidad de California, realizó una demostración que causó gran asombro, ya que sin pulsar ningún botón, sin ningún mando a distancia ni cualquier otro tipo de instrumento de control en sus manos, la velocidad de reproducción de un vídeo se modulaba según sus deseos en menos tiempo del que se tarda en pronunciar la palabra PLAY gracias a las expresiones de su rostro. Es decir, en tiempo real, ya que la respuesta del aparato tiene lugar antes de que dichos deseos se conviertan en una orden. 66

68 Este sistema ha sido diseñado con el fin de reconocer las expresiones faciales con bastante o total precisión, el cual utiliza las disciplinas de la informática, la pedagogía además de la teoría de la evolución determinada por Darwin, cuya importancia en el tema radica en que fue el propulsor de la similitud y la universalidad de expresiones no verbales en individuos de culturas diferentes. Mediante su intervención, años después los estudios sistemáticos que estaban en relación con la expresión facial, fueron divulgados por Paul Ekman y Wallace Friesen, quienes retomando las ideas de Darwin se dieron a la tarea de perfeccionar sus hallazgos por medio de las Huellas. Este sistema a través del tiempo ha ido mejorando, lo cual ha permitido una ampliación considerable en la cantidad de huellas, todo gracias al trabajo de Ekman (1972), cuyas contribuciones incluyen la interpretación de investigaciones científicas acerca de los fundamentos de la compasión, el altruismo y las relaciones humanas pacíficas. Estas contribuciones fueron utilizadas por Whitehill quien llevó este reconocimiento a través de la visión computarizada de varias de ellas para su estudio, si bien el equipo informático utilizado estaba dotado también de un detector de sonrisa y se sometieron además a observación y cuantificaron otras variables gestuales como el ritmo de pestañeo. (Whitehill, 2011, p. 13) 67

69 En el 2005, otro gran descubrimiento informático fue realizado por los alemanes del FraunhoferInstituteforIntegratedCircuits (IIS), el cual consiste en un software que reconoce el estado de ánimo de las personas. Para tal fin se hizo uso de una cámara de vídeo, el software hace una descripción exacta de los cambios que se producen en algunas partes del rostro como ojos, cejas, entre otros, lo cual permite reconocer el cómo se encuentra la persona en el momento real. Determina si la persona que se encuentra al frente a la cámara de vídeo es hombre o una mujer, si está triste o alegre. Estas aplicaciones serán llevadas como primer medida al mundo de la publicidad, donde conocer cómo reacciona el consumidor ante, por ejemplo, un cartel, es determinante. (Morales, 2007) Ilustración 8. Software de emociones Fuente: PNUD. Software de reconocimiento de emociones. 68

70 Para el mundo publicitario es esencial reconocer el comportamiento de la gente ante sus diferentes herramientas, la manera en como lo observan, si giran tratando de reconocer sus mensajes o si no les causa ninguna impresión, todo ello es importante ya que de las reacciones dependerá el éxito de sus campañas. A través de este novedoso sistema informático de análisis facial, todas estas inquietudes podrán ser resueltas, ya que es algo de gran utilidad poder determinar el grado de humor de las personas al momento de estar al frente de una de sus herramientas, como por ejemplo una valla o un cartel informativo. Resulta de gran utilidad este sistema, ya que es como meterse en la cabeza de las personas y determinar lo que están sintiendo en ese momento, qué pensamientos llegan a sus mentes al momento de estar frente al anuncio. Es algo que los publicitas desean con gran intensidad, ya que es la posibilidad de llevar a la empresa a la cual representan hacia el éxito y la popularidad. Conectarse con las emociones de los demás, lleva indiscutiblemente al aumento en las ventas, ya que esto llevará a que todos los que estén ante el anuncio inmediatamente se decidan a la adquisición del producto. Hasta ahora, los publicistas lo único que podían hacer para saber si una campaña era efectiva o no, era esperar. Este nuevo sistema les va a proporcionar los datos que necesitan en tiempo real. 69

71 Mediante este sistema informático su cámara de vídeo localiza el rostro de cualquier persona que se encuentra cerca de los anuncios publicitarios determinando la reacción que le produce la imagen, además de reconocer su estado real, triste, alegre, preocupado, en fin, todas aquellas emociones que el hombre, aunque no sea de forma involuntaria, presenta ante determinada situación. La característica especial de este software es que opera en tiempo real, está capacitado para localizar y analizar un gran número de caras simultáneamente. El software está pasando un periodo de entrenamiento en el que se le presenta una gran cantidad de datos conteniendo imágenes de rostros. En una operación normal, el ordenador compara características faciales con la información que aprendió previamente. En un ordenador normal, los cálculos se generan con tanta rapidez que los cambios en los gestos de la cara se pueden seguir en tiempo real, explica Küblbeck (2010). 70

72 Ilustración 9. Cara Fuente: PNUD. Software de reconocimiento de emociones Explica Calderón (2008) que normalmente, los sistemas ideados para reconocer rostros han sido entrenados mediante una base de datos que contiene una gran colección de imágenes de caras en diferentes circunstancias de iluminación y gestuales. Conseguir esa cantidad de imágenes para que un ordenador pueda identificar la cara de una persona lleva mucho tiempo y es muy caro. Aun así, los sistemas actuales tienen problemas muchas veces debido a la mala calidad de las fotos o la variedad de ángulos o iluminaciones. Se requiere 71

73 entonces más investigación, nuevos proyectos y perfeccionamiento de las grandes obras de los grandes estudiosos. Son investigaciones que han permitido avanzar mucho en el desarrollo de software para reconocimiento de los rostros por parte de los ordenadores MARCO CONCEPTUAL Tendencias informáticas. EL IIS ha terminado ya un prototipo básico (Tendencias, 2007) que es capaz de distinguir si quien está al frente de la pantalla está triste o alegre. Por otro lado, el índice de acierto del software respecto a saber si quien está frente a la cámara es un hombre o una mujer es ya del 90%. Las primeras aplicaciones del sistema, se tienen previstas para el mundo de la publicidad, ya que se va a poder conocer de manera exacta cómo piensa la gente, cuáles son sus reacciones frente a determinado anuncio o producto, pero se sigue en la búsqueda de mejores aplicaciones. Por ejemplo se tiene la idea de utilizarlo para comprobar si un programa de ordenador o un dispositivo electrónico es fácil de usar o no. El sistema monitoriza las expresiones faciales del usuario para determinar qué aspectos de ese programa o dispositivo le están planteando problemas o le desagradan. 72

74 El software analiza los datos sólo desde bases puramente estadísticas. Es decir, no identifica individuos ni guarda información para después usarla. Sencillamente compila información y la proporciona después como estadística. No se guardan patrones para después intentar identificar a cada persona que ha pasado frente a la cámara, simplemente se trata de identificar situaciones que sean relevantes para situaciones determinadas EL POTENCIAL DEL SOFTWARE Se prevé que el primer uso que se dé a este nuevo programa sea en el mundo de la publicidad, para saber, por ejemplo, cómo reacciona un consumidor frente a un cartel ubicado en su calle o frente a determinado rostro en una gaseosa. De esta forma, la efectividad de una campaña tardará menos tiempo en ser comprobada y los datos que reciban los publicistas serán en tiempo real. La característica especial de nuestro software es que opera en tiempo real dice el doctor Christian Küblbeck, jefe del proyecto en el IIS, en un comunicado hecho público por el Instituto Fraunhofer. Además, Küblbeck agrega que es más, el programa es capaz de localizar y analizar un gran número de caras simultáneamente. 73

75 Para mejorar el desempeño del producto creado en el IIS se está realizando un periodo de entrenamiento en el que se le presenta una gran cantidad de datos conteniendo imágenes de rostros EIGENFACES Son un conjunto de vectores utilizados en el problema de la visión por ordenador de reconocimiento de rostros humanos. (Image Processing: Principles and Applications, 2005) El enfoque de utilizar eigenfaces para el reconocimiento fue desarrollado por Sirovich y Kirby (1987) y utilizado por Matthew Turk y Alex Pentland en la clasificación de la cara. Es considerado el primer ejemplo exitoso de la tecnología de reconocimiento facial. Estos vectores se derivan de la matriz de covarianza de la distribución de probabilidad del espacio vectorial de alta dimensión de las caras posibles de los seres humanos. Un conjunto de eigenfaces se puede generar mediante la realización de un Proceso matemático llamado análisis de componentes principales (PCA) en un Gran conjunto de imágenes que muestran diferentes rostros humanos. Informalmente, eigenfaces puede ser considerado como un conjunto de ingredientes cara estandarizada, derivado de un análisis estadístico de muchas imágenes de rostros. Cualquier rostro humano puede ser considerado como una combinación de estas caras estándar. Esta técnica también se utiliza para el 74

76 análisis de la escritura, la lectura de labios, el reconocimiento de voz, el lenguaje de signos / mano interpretación gestos y análisis de imágenes médicas. Ilustración 10. PNUD Fuente: PNUD. Software de reconocimiento de emociones 75

77 1.23. IMAGEN DIGITAL Imagen Digital (Esqueda; Palafox, 2005, p. 420) es una representación gráfica, generada por computador o creada a través de algún dispositivo de captura como cámara digital, cámara web, escáner, etc. Y que se almacena en forma binaria. Las imágenes digitales pueden ser icónicas (tener diferentes grados de figuración y realismo) o a icónicas (ser abstractas o esquemáticas), bidimensionales o tridimensionales, con o sin movimiento IMAGEN ESTÁTICA Es una representación de un objeto u objeto, reales o ficticios, en un instante en el tiempo. Este tipo de imágenes se clasifican en dos categorías: imágenes vectoriales e imágenes de mapa bit o bitmapsimágenes vectoriales. Las imágenes vectoriales están compuestas por entidades geométricas simples: segmentos y polígonos básicamente (de hecho, una curva se reduce a una sucesión de segmentos). Cada una de estas entidades está definida matemáticamente por un grupo de parámetros (coordenadas inicial y final, grosor y color del contorno, color del relleno, etc.) Por compleja que pueda parecer una imagen, puede reducirse a una colección de entidades geométricas simples. 76

78 1.25. IMÁGENES VECTORIALES Las imágenes vectoriales están compuestas por entidades geométricas simples: segmentos y polígonos básicamente (de hecho, una curva se reduce a una sucesión de segmentos). Cada una de estas entidades está definida matemáticamente por un grupo de parámetros (coordenadas inicial y final, grosor y color del contorno, color del relleno, etc.) Por compleja que pueda parecer una imagen, puede reducirse a una colección de entidades geométricas simples IMÁGENES BITMAPS Las imágenes de mapa de bits están construidas mediante una gran cantidad de cuadraditos, llamados pixel. Cada uno de estos cuadraditos está relleno de un color uniforme, pero la sensación obtenida es el resultado de integrar visualmente, en la retina, las variaciones de color y luminosidad entre píxeles vecinos. Las imágenes de mapa de bits, también llamadas bitmaps, son la alternativa ideal para reproducir objetos sutilmente iluminados y escenas con gran variación tonal. De hecho, es el tipo de imagen utilizado para la fotografía y el cine. Obviamente, la calidad de la imagen dependerá de la cantidad de píxeles utilizados para representarla. 77

79 Las imágenes bitmaps no permiten el cambio de escala. Observa, en la imagen siguiente, lo que pasa al hacer zoom sobre las flores de la imagen anterior: los píxeles son evidentes y la representación es totalmente irreal. Este efecto, que se conoce con el nombre de pixelado se hace más evidente en las líneas curvas y en las zonas en las que hay cambios bruscos de luminosidad IMAGEN DINÁMICA La imagen dinámica o en movimiento es en realidad un conjunto de imágenes estáticas denominadas cuadros de video que mostrados en secuencia rápida dan la idea de movimiento continuo LA RESOLUCIÓN DE UNA IMAGEN La resolución de una imagen es la cantidad de píxeles que la componen. Suele medirse en píxeles por pulgada (ppi) o píxeles por centímetro (pcm). Cuanto mayor es la resolución de una imagen más calidad tendrá su presentación pero, desgraciadamente, más espacio ocupará en el disco el archivo gráfico que la contiene. 78

80 1.29. TRANSFORMADA DE LA IMAGEN Son operaciones que convierten imágenes desde una representación hacia otra diferente con el objetivo de hacer más evidente algún tipo de información existente de la imagen. Generalmente luego de una transformación sigue un proceso de umbralización para extraer las características más relevantes de la nueva representación LA TRANSFORMADA DE HOUGH La transformada de Hough es una herramienta que permite detectar curvas en una imagen. Es una técnica muy robusta frente al ruido y a la existencia de huecos en la frontera del objeto. A la hora de aplicar la transformada de Hough a una imagen es necesario obtener primero una imagen binaria de los píxeles que forman parte de la frontera del objeto SEGMENTACIÓN DE IMÁGENES Es un proceso que permite extraer información de una imagen; consiste en dividir a dicha imagen en diferentes regiones o áreas de acuerdo a un criterio que esta dado en función de lo que se busca en la imagen, con esto se trata de separar las regiones de interés para posteriormente someterlas a un análisis o simplemente presentarlas. 79

81 1.32. UMBRALIZACIÓN Es una técnica de segmentación de manera rápida y sencilla y conveniente de separar las regiones de interés de las demás regiones en una imagen RECONOCIMIENTO DE PATRONES Un patrón es un conjunto de descripciones o características que define a un objeto determinado. Por lo tanto el reconocimiento de patrones es la clasificación de éstos ya sea en base a un conocimiento a priori (clasificación supervisada) o mediante su agrupamiento con otros patrones (clasificación no supervisada) RECONOCIMIENTO DE ROSTRO Es un área que forma parte del reconocimiento de patrones. En los últimos años ha cobrado un gran interés especialmente por la amplia gama de aplicaciones que tiene en distintos campos tales como seguridad, vigilancia tarjetas inteligentes etc. Las metodologías para el reconocimiento de rostro han sido divididas de acuerdo al tipo de imágenes utilizadas, así existen metodologías de reconocimiento de rostros estáticas y metodologías para reconocimiento de rostro mediante video. 80

82 CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES PLANEADAS Tabla 9. Actividades Planeadas Eta DESARROLLO APLICATIVO RECONOCIMIENTO DE ROSTRO TIEMPO 1 Investigación sobre eigenfaces. Manejo de aplicativos que estén en el entorno. Desarrollo probabilidad del espacio vectorial de alta dimensión de las caras posibles. Algoritmo matemático. Diseño de base de datos. 4 MESES Algoritmo del aplicativo. Desarrollo del documento en esta etapa. Revisión del desarrollo de esta etapa y del documento por el asesor Julio Cesar. Correcciones del documento. 2 Integración.NET Diseño aplicativo. Desarrollo del documento en esta etapa. 3 MESES Revisión del desarrollo de esta etapa y del documento por el asesor Julio Cesar. Correcciones del documento. 3 Pruebas y ensayos del aplicativo. Pre lanzamiento del aplicativo en la Universidad Católica de Pereira. Desarrollo del documento en esta etapa. 2 MESES Revisión del desarrollo de esta etapa y del documento por el asesor Julio Cesar. Correcciones del documento. 4 Entrega final del aplicativo con sus respetivos instaladores. DE 1ª 2 Entrega del documento corregido por las tres etapas anteriores. MESES Lanzamiento del aplicativo en la Universidad Católica de Pereira. 81

83 Metodología a desarrollar. Las metodologías para la gestión del proyecto de desarrollo de software para reconocimiento de rostro por medio de webcam que se desena son la propuesta por PMI (Project Management Institute) en el PMBOK (Project Management Book of Knowledge), la metodología Scrum y modelo prototipo PMBOK Significa en español guía de fundamentos de la dirección de proyectos, es una publicación del Instituto de Dirección de Proyectos (PMI) que es una organización sin fines de lucro de origen estadounidense y de presencia actual mundial PMBOK [PMB2004] define proyecto como un esfuerzo temporal tomado para crear un producto, servicio o resultado único. Se escogió debido a que contiene prácticas que han sido copiladas y mejoradas durante los últimos años gracias al esfuerzo de ingenieros, casi toda la gerencia de proyectos escoge este tipo debido a que es un documento muy bien direccionado, soportado y gestionado. Otro punto aporta todas las bases para una gestión adecuada. 82

84 Para enfocar el análisis de la gestión, plantea la idea de la restricción desde tres perspectivas: Alcance: Describe claramente el objetivo del proyecto. Tiempo: Enfoca el tiempo asignado al proyecto Costo: Observa el costo involucrado Etapas del proceso de gestión Ilustración 11. Etapas Proceso Gestión Fuente 83

85 Áreas de Conocimiento Gestión de Integración del Proyecto Gestión del Alcance del Proyecto Gestión de Tiempos del Proyecto Gestión de Costos del Proyecto Gestión de la Calidad del Proyecto Gestión de los Recursos Humanos del Proyecto Gestión de las Comunicaciones del Proyecto Gestión de Riesgos del Proyecto Gestión de las Adquisiciones del Proyecto METODOLOGÍA SCRUM Debido a que los requerimientos del cliente son pocos y se quiere que el desarrollo del software se ágil y que hayan varios prototipos, nos definimos por este tipo de metodología en su defecto se llega a las siguientes ventajas para el cliente. 84

86 Ilustración 12. Scrum Fuente:http://www.proyectosagiles.org/que-es-scrum Las actividades de scrum. Planificación de la iteración (sprint planning). Ejecución de la iteración (sprint). Reunión diaria de sincronización del equipo (ScrumDaily Meeting). Demostración de los requisitos completados (Sprint Review). Retrospectiva (Sprint Retrospectiva) Mantenimiento. Planificación del proyecto. Cierre 85

87 Que es scrum. Es un marco de trabajo ágil que se basa en las iteraciones y entrega incrementales de desarrollo de un producto o servicio. Las metodologías ágiles se centran es aspectos como la flexibilidad en la introducción de cambios y nuevos requisitos durante el proyecto, el factor humano, el producto final, la colaboración con el cliente y el desarrollo incremental como formas de asegurar los buenos resultados en proyectos con requisitos muy cambiantes o cuando se exige, como es habitual, reducir los tiempos de desarrollo manteniendo una alta calidad. SCRUM surge a mediados de los 80 y se desarrolla originalmente en el sector TIC, pero es aplicable en cualquier proyecto en el que exista una lista de funcionalidades o bloques de trabajo por realizar, un entorno complejo con requisitos cambiantes y un equipo de desarrollo asignado a dicha tarea. (Proyectalis, 2005) 86

88 Ilustración 13. Ciclo Scrum Fuente: Premisas principales A los individuos y su interacción por encima de los procesos y las herramientas. Al software que funciona, por encima de la documentación exhaustiva. A la colaboración con el cliente, por encima de la negociación contractual. A la respuesta al cambio por encima del seguimiento de un plan. 87

89 Ciclo de trabajo scrum. Toma de requisitos al cliente. Para cada requisito principal se crea un bloque de trabajo, llamado historia El cliente ordena los bloques de trabajo en una pila de producto según su prioridad de entrega. El equipo de trabajo toma un grupo de historias, con el que trabajan durante una iteración o sprint. Una vez finalizado un sprint entregan al cliente el resultado del trabajo. Se vuelve al punto 2 hasta terminar la pila de producto Roles Cada persona que interviene en el proceso de creación de un producto o servicio tiene un rol específico en Scrum. En el ejemplo práctico veremos el papel que desarrolla cada uno y sus funciones. (Caso práctico, 2005) 88

90 a. Roles Principales ProductOwner: representa la voz del cliente. Se asegura de que el equipo Scrum trabaja de forma adecuada desde la perspectiva del negocio. Escribe historias de usuario, las prioriza, y las coloca en el ProductBacklog. ScrumMaster (o Facilitador): cuyo trabajo primario es eliminar los obstáculos que impiden que el equipo alcance el objetivo del sprint. El ScrumMaster no es el líder del equipo (porque ellos se auto-organizan), sino que actúa como una protección entre el equipo y cualquier influencia que le distraiga. El ScrumMaster se asegura de que el proceso Scrum se utiliza como es debido. El ScrumMaster es el que hace que las reglas se cumplan. Equipo de desarrollo. El equipo tiene la responsabilidad de entregar el producto. Un pequeño equipo de 2 a 9 personas con las habilidades transversales necesarias para realizar el trabajo (análisis, diseño, desarrollo, pruebas, documentación, etc.). b. Roles Auxiliares Los roles auxiliares en los "equipos Scrum" son aquellos que no tienen un rol formal y no se involucran frecuentemente en el "proceso Scrum", sin embargo deben ser tomados en cuenta. Un aspecto importante de una aproximación ágil es 89

91 la práctica de involucrar en el proceso a los usuarios, expertos del negocio y otros interesados (stakeholders). c. Stakeholders (Clientes, Proveedores, Vendedores, etc.) Se refiere a la gente que hace posible el proyecto y para quienes el proyecto producirán el beneficio acordado que justifica su producción. Sólo participan directamente durante las revisiones del sprint. Administradores (Managers) Es la gente que establece el ambiente para el desarrollo del producto. (Slideshare, 2003) Ilustración 14. Roles Fuente: 90

92 1.37. MODELO PROTOTIPO Se implementó en la idea de ayudar a comprender los requisitos que plantea el usuario sobre todo si este no tiene una idea acabada de lo que se desea. Además puede utilizarse cuando el ingeniero en software tiene dudas acerca de la viabilidad de la solución pensada Modelo recomendado. Los requerimientos no son conocidos al principio. Coloca énfasis en la etapa de Especificación de Requerimientos a través de la construcción de Prototipos que aproximan al usuario a la idea final del sistema con el propósito de poder clarificar los requerimientos. Los usuarios lo prueban y añaden requerimientos. Se hace una implementación parcial del sistema y se prueba. 91

93 Ilustración 15. Modelo Prototipado Fuente Ventajas. Reducción de incertidumbre y del riesgo, reducción de tiempo y de costos. Incrementos en la aceptación del nuevo sistema. Mejoras en la administración de proyectos. Mejoras en la comunicación entre desarrolladores y clientes. Este modelo es útil cuando el cliente conoce los objetivos generales para el software, pero no identifica los requisitos detallados de entrada, procesamiento o salida. 92

94 También ofrece un mejor enfoque cuando el responsable del desarrollo del software está inseguro de la eficacia de un algoritmo, de la adaptabilidad de un sistema operativo o de la forma que debería tomar la interacción humano-máquina Etapas. Comunicación: Ingeniero de software y el cliente definen los objetivos globales para el software, los requisitos conocidos Plan rápido: Del uso general del prototipo se empieza con una iteración de construcción de prototipos. Modelado, diseño rápido: presenta el modelado. Construcción del Prototipo: lo evalúa el usuario. Desarrollo, entrega y retroalimentación: satisfacer las necesidades del cliente. 93

95 Act. DETALLES CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES SCRUM PLANIFICACIÓNSCRUM Tabla 10. Planificación Scrum SPRINT. 1 SPRINT. 2 SPRINT. 3 SPRINT. 4 SPRINT. 5 DESCRIPCIÓN El sistema Planificación El performance de El sistema permitirá contara con estrategia y El nivel de la aplicación no capturar imágenes dos compromiso seguridad no es debe exceder los y almacenarlas operacione para prioritario en la 10 segundos en el desde el prototipo s básicas desarrollar aplicación. reconocimiento de funcional. capturar y el proyecto rostro. autenticar. (1 semana) (1 mes 08/08/2012 hasta 31/08/2012) FECHA (1 mes 03/09/2012 hasta 29/09/2012) (1 mes 01/10/2012 hasta 29/10/2012) (01/11/2012 hasta 26/11/2012) Act. 1 Planificación de la iteración (Sprint Planning) x x x X x Act. 2 Ejecución de la iteración (Sprint) x x x X x Act. 3 Reunión diaria de sincronización del equipo (ScrumDaily Meeting) x x x X x Act. 4 Demostración de los requisitos completados (Sprint Review) x x x X x Act. 5 Retrospectiva (Sprint Retrospectiva) x x x X x Act. 6 planificación del proyecto x x x X x Act. 7 Cierre x x x X x 94

96 Estimación del Proyecto Cocomo. El Modelo Constructivo de Costos (COCOMO, por su acrónimo del ingleses COnstructiveCOstMOdel) es un modelo matemático de base empírica utilizado para estimación de costos de software. Incluye tres sub modelos, cada uno ofrece un nivel de detalle y aproximación, cada vez mayor, a medida que avanza el proceso de desarrollo del software: básico, intermedio y avanzado. (Proyecto Cocomo, 1970) Este modelo fue desarrollado por Barry W. Boehm a finales de los años 70 y comienzos de los 80, exponiéndolo detalladamente en su libro "Software EngineeringEconomics". (1981) TRES MODOS DE DESARROLLO Orgánico. Proyectos relativamente sencillos, menores de 50 KDLC líneas de código, en los cuales se tiene experiencia de proyectos similares y se encuentran en entornos estables. 95

97 Semi-acoplado. Proyectos intermedios en complejidad y tamaño (menores de 300 KDLC), donde la experiencia en este tipo de proyectos es variable, y las restricciones intermedias Empotrado. Proyectos bastantes complejos, en los que apenas se tienen experiencia y se engloban en un entorno de gran innovación técnica. Además se trabaja con unos requisitos muy restrictivos y de gran volatilidad MODELOS QUE DEFINE COCOMO Modelo básico. Se basa exclusivamente en el tamaño expresado en LDC Modelo intermedio. Además del tamaño del programa incluye un conjunto de medidas subjetivas llamadas conductores de costes. 96

98 Modelo avanzado. Incluye todo lo del modelo intermedio además del impacto de cada conductor de coste en las distintas fases de desarrollo FÓRMULAS E = Esfuerzo = a KLDC e * FAE (persona x mes). T = Tiempo de duración del desarrollo = c Esfuerzo d (meses). P= Personal = E/T (personas). Para calcular el Esfuerzo, necesitaremos hallar la variable KDLC (Kilo-líneas de código), donde los PF y las líneas por cada PF. Cocomo intermedio modo semilibre. KLDC= 5 Tabla 11. Proyecto Software Proyecto Software a e c d Orgánico 3,2 1,05 2,5 0,38 Semi-acoplado 3,0 1,12 2,5 0,35 Empotrado 2,8 1,20 2,5 0,32 97

99 Tabla 12. Conductores de Costo Conductores de coste VALORACIÓN Muy bajo Bajo Nominal Alto Muy alto Extr. alto Fiabilidad requerida del software 0,75 0, ,15 1,40 - Tamaño de la base de datos - 0, ,08 1,16 - Complejidad del producto 0,70 0, ,15 1,30 1,65 Restricciones del tiempo de ejecución ,11 1,30 1,66 Restricciones del almacenamiento principal ,06 1,21 1,56 Volatilidad de la máquina virtual - 0, ,15 1,30 - Tiempo de respuesta del ordenador - 0, ,07 1,15 - Capacidad del analista 1,46 1, ,86 0,71 - Experiencia en la aplicación 1,29 1, ,91 0,82 - Capacidad de los programadores 1,42 1, ,86 0,70 - Experiencia en S.O. utilizado 1,21 1, , Experiencia en el lenguaje de programación 1,14 1, , Prácticas de programación modernas 1,24 1, ,91 0,82 - Utilización de herramientas software 1,24 1, ,91 0,83 - Limitaciones de planificación del proyecto 1,23 1, ,04 1,10-98

100 - FAE= Esfuerzo = (5.000MM) (0.6295)= 3.147MM - Cálculo del esfuerzo del desarrollo: E = a KLDC e * FA = 3,2 * (5)^1,12 * = personas/mes - Cálculo tiempo de desarrollo: T = c Esfuerzo d = 2,5 * (12.21) ^0,38 = 6.46 meses - Productividad: PR = LDC/Esfuerzo = 5000/12.21 = 409,50 LDC/personas mes - Personal promedio: P = E/T = 12.21/6.46 = 1,89 personas 99

101 Definicion de Requerimientos. Para trabajar el proyecto definimos los siguientes requerimientos: - El nivel de seguridad no es prioritario en la aplicación. - El sistema permitirá capturar imágenes y almacenarlas desde el prototipo funcional. - El performance de la aplicación no debe exceder los 10 segundos en el reconocimiento de rostro. - El sistema contara con una operación básica de capturar. - El sistema contara con una operación básica de autenticar. 100

102 baja media alta Ref. Funcional No funcional Proceso Producto Negocio Entorno Usuario Sistema Interfaz Interface Ponderación TABLA DE REQUERIMIENTOS Tabla 13. Resumen de Tabla de Requerimientos PRIORIDAD TIPO DE REQUERIMIENTO REQUERIMIENTO El nivel de seguridad no es prioritario en la aplicación. El sistema permitirá capturar imágenes y almacenarlas desde el prototipo funcional. El performance de la aplicación no debe exceder los 10 segundos en el reconocimiento de rostro. El sistema contara con una operación básica de capturar. El sistema contara con una operación básica de autenticar X X 4 X X 30 X X 30 X X 18 X X 18 Total de Ponderación (%)

103 MODELACIÓN CASOS DE USOS REALES Ilustración 16. Diagrama de caso de uso - 0 Fuente: imagen propia 102

104 Ilustración 17. Diagrama de caso de uso - 1 Fuente: imagen propia 103

105 Ilustración 18. Diagrama de caso de uso - 2 Fuente: imagen propia 104

106 Ilustración 19. Diagrama de caso de uso - 3 Fuente: imagen propia 105

107 Ilustración 20. Diagrama de caso de uso - 4 Fuente: imagen propia 106

108 Ilustración 21. Diagrama de caso de uso - 5 Fuente: imagen propia 107

109 1.44. DIAGRAMACION DE CASOS DE USOS ACTORES Tabla 14. Caso de Uso Usuario Actor Caso de uso descripción comentarios Usuario Ingresar al programa Representa a un usuario cualquiera No hace falta que esté dado de alta en el sistema Tabla 15. Caso de Uso Sistema Actor Caso de uso descripción comentarios Sistema Proceso Representa el proceso del sistema para reconocer patrones Reconocer patrones Tabla 16. Caso de Uso Cámara WEB Actor Caso de uso descripción comentarios Cámara web Dispositivo Representa el dispositivo de imágenes Este usuario es el que da la opción para capturar imágenes 108

110 AUTORES: DIAGRAMACION DE CASOS DE USOS Tabla 17.Tabla de Uso - 0 FABIÁN ALBEIRO LÓPEZ OSCAR ALEJANDRO ZAPATA FECHA: 27 OCTUBRE DEL 2012 ACTOR: CASO DE USO: 0 Usuario, sistema, cámara web Sistema reconocimiento de rostro DESCRIPCIÓN: En este punto miramos completamente el funcionamiento lógico de nuestro sistema SECUENCIA NORMAL: SECUENCIA ALTERNA: Se carga la foto Se procesa la imagen Características de la imagen Generar reporte Tabla 18. Tabla de Uso - 1 AUTORES: FABIÁN ALBEIRO LÓPEZ OSCAR ALEJANDRO ZAPATA FECHA: 27 OCTUBRE DEL 2012 ACTOR: CASO DE USO: 1 Usuario, sistema, cámara web Cargar foto DESCRIPCIÓN: En este punto capturamos la foto con su respectivo nombre. SECUENCIA NORMAL: SECUENCIA ALTERNA: Damos clic detectar rostro Se activa la cámara Detecta el rostro y coloca un cuadro azul Digitamos el nombre Damos clic en guardar No hay imágenes capturadas Tabla 19. Tabla de Uso - 2 AUTORES: FABIÁN ALBEIRO LÓPEZ OSCAR ALEJANDRO ZAPATA FECHA: 27 OCTUBRE DEL 2012 ACTOR: CASO DE USO: 2 Usuario, sistema Procesar imagen DESCRIPCIÓN: En este punto es un sistema lógico interno. SECUENCIA NORMAL: SECUENCIA ALTERNA: Pasa la imagen a colores grises Se crea una imagen bmp Se graba la imagen en un archivo plano Imprime la imagen de la foto en gris 109

111 AUTORES: Tabla 20. Tabla de Uso - 3 FABIÁN ALBEIRO LÓPEZ OSCAR ALEJANDRO ZAPATA FECHA: 27 OCTUBRE DEL 2012 ACTOR: CASO DE USO: 3 Sistema Extraer características DESCRIPCIÓN: En este punto el actor es el sistema es un proceso interno SECUENCIA NORMAL: SECUENCIA ALTERNA: Cargar librería en cascada de imágenes Hace un reconocimiento de patrones La imagen la trasforma en bits para que el sistema pueda procesar la imagen. Hace una seria de reconocimientos de patrones con fórmulas matemáticas. Buscar la imagen en proceso de bits en el archivo plano AUTORES: Tabla 21. Tabla de Uso - 4 FABIÁN ALBEIRO LÓPEZ OSCAR ALEJANDRO ZAPATA FECHA: 27 OCTUBRE DEL 2012 ACTOR: CASO DE USO: 4 Usuario, sistema Generar reporte DESCRIPCIÓN: En este punto nos da un reporte de la persona que está en la cámara y numero de rostros detectados SECUENCIA NORMAL: SECUENCIA ALTERNA: Nos dice el nombre Nos da el número de rostros detectados AUTORES: Tabla 22. Tabla de Uso - 5 FABIÁN ALBEIRO LÓPEZ OSCAR ALEJANDRO ZAPATA FECHA: 27 OCTUBRE DEL 2012 ACTOR: CASO DE USO: 5 Sistema Datos puerto DESCRIPCIÓN: En este punto nos da para mandar datos por el puerto serial SECUENCIA NORMAL: SECUENCIA ALTERNA: Librería IO Abrir puerto serial Velocidad de transmisión Datos enviados String 110

112 1.46. DIAGRAMAS DE SECUENCIAS Ilustración 22. Diagrama de Secuencia Fuente: imagen propia 111

113 1.47. DIAGRAMAS DE CLASES Ilustración 23. Diagrama de Clases Fuente: imagen propia 112

114 1.48. PROTOTIPOS Prototipo no funcional Ilustración 24. Prototipo no Funcional Fuente: imagen propia 113

115 Prototipo Funcional Ilustración 25. Prototipo Funcional Prototipo funcional Fuente: imagen propia 114

116 Versión Beta Ilustración 26. Versión Beta Versión Beta Fuente: imagen propia Dispositivo del Hardware Puerto serial, datos enviados OPEN com1 115

117 Ilustración 27. Dispositivo del Hardware Serial 1 Fuente: imagen propia 116

118 Ilustración 28. Dispositivo del Hardware Serial 2 Fuente: imagen propia 117

119 Ilustración 29. Dispositivo del Hardware Serial 3 Fuente: imagen propia 118

120 Ilustración 30. Dispositivo del Hardware Serial 4 Fuente: imagen propia 119

121 Ilustración 31. SCH Fuente: imagen propia 120

122 Ilustración 32. Componentes Fuente: imagen propia 121

123 Ilustración 33. PCB Fuente: imagen propia 122

124 1.49. REPRESENTACIÓN DE LA ARQUITECTURA Definición de la arquitectura. La Arquitectura a utilizar será monolítica. El cliente es la aplicación que será implementada en el lugar donde se encuentra. Se desarrollará una sola aplicación integrada, en la que solo se permitirá el acceso a los usuarios registrados en el sistema. Ilustración 34. Monolítica FUENTE:imaganes de google METAS Y RESTRICCIONES DE LA ARQUITECTURA La meta principal de la arquitectura del sistema es mostrar los aspectos principales que influirán en la etapa de desarrollo. 123

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