SISTEMA DE RECONOCIMIENTO FACIAL AUTOMATIZADO PARA EL CONTROL DE ASISTENCIA DE RECURSOS HUMANOS Tatiana Maricela Ortiz Pesantes Ing. Waldemar Victorino Ezpinoza Tituana, Mg.Sc CERTIFICACIÓN DEL DIRECTOR Ing. Waldemar Victorino Espinoza Tituana, Mg.Sc. DOCENTE DE LA CARRERA DE INGENIERÍA EN SISTEMAS CERTIFICA: Haber dirigido, revisado y corregido en todas sus partes el desarrollo del proyecto de titulación de Ingeniería en Sistemas titulado: “SISTEMA DE RECONOCIMIENTO FACIAL AUTOMATIZADO PARA EL CONTROL DE ASISTENCIA DE RECURSOS HUMANOS”, con autoría de Tatiana Maricela Ortiz Pesantes. En razón de que la misma reúne a satisfacción los requisitos de fondo y forma, exigidos para una investigación de este nivel, autorizo su presentación, sustentación y defensa ante el tribunal designado para el efecto. Loja, noviembre de 2014 ………………..…………………………. Ing. Waldemar Victorino Espinoza Tituana, Mg.Sc. DIRECTOR DEL TRABAJO DE TITULACIÓN ~ i ~ AUTORÍA Yo, Tatiana Maricela Ortiz Pesantes declaro ser autora del presente trabajo de tesis y eximo expresamente a la Universidad Nacional de Loja y a sus representantes jurídicos los posibles reclamos o acciones legales por el contenido de la misma. Adicionalmente acepto y autorizo a la Universidad Nacional de Loja, la publicación de mi tesis en el Repositorio Institucional – Biblioteca Virtual. Autora: Tatiana Maricela Ortiz Pesantes Firma: Cédula: 1104488653 Fecha: 16 de diciembre de 2014 ~ ii ~ CARTA DE AUTORIZACIÓN DE TESIS POR PARTE DE LA AUTORA, PARA LA CONSULTA, REPRODUCCIÓN PARCIAL O TOTAL Y PUBLICACIÓN ELECTRÓNICA DEL TEXTO COMPLETO. Yo, Tatiana Maricela Ortiz Pesantes, declaro ser autora de la tesis titulada: Sistema de Reconocimiento Facial Automatizado para el Control de Asistencia de Recursos Humanos, como requisito para optar el grado de: Ingeniero en Sistemas; autorizo al Sistema Bibliotecario de la Universidad Nacional de Loja para que con fines académicos, muestre al mundo la producción intelectual de la Universidad, a través de la visibilidad de su contenido de la siguiente manera en el Repositorio Digital Institucional: Los usuarios pueden consultar el contenido de este trabajo en el RDI, en las redes de información del país y del exterior, con las cuales tenga convenio la Universidad. La Universidad Nacional de Loja, no se responsabiliza por el plagio o copia de la tesis que realice un tercero. Para constancia de esta autorización, en la ciudad de Loja, dieciséis días del mes de diciembre del dos mil catorce. Firma: Autora: Tatiana Maricela Ortiz Pesantes Cédula: 1104488653 Dirección: Loja (Barrio El Capulí, Prolongación de la Av. Eduardo Kigman) Correo Electrónico: [email protected] Teléfono: 07 2546484 Celular: 0986718615 DATOS COMPLEMENTARIOS Director de Tesis: Ing. Waldemar Victorino Espinoza Tituana, Mg.Sc. Tribunal de Grado: Ing. Henry Patricio Paz Arias, Mg.Sc. Ing. Marco Augusto Ocampo Carpio, Mg.Sc. Ing. Alex Vinicio Padilla Encalada, Mg.Sc. ~ iii ~ AGRADECIMIENTO El primer agradecimiento es a Dios porque me dio la oportunidad de vivir y por haberme regalado una madre maravillosa quien me ha brindado su apoyo incondicional para poder realizar mis sueños, de la misma forma quiero expresar mi agradecimiento sincero a la Universidad Nacional de Loja y a través de ella al Área de la Energía de las Industrias y los Recursos Naturales no Renovables, Carrera de Ingeniería en Sistemas; y a cada uno de los docentes quienes supieron impartir sus valiosos conocimientos, contribuyendo así con mi preparación profesional. De igual manera al Presidente de la Asociación de Desarrollo Comunitario y Medio Ambiente “Namanda” quien permitió el acceso a la información necesaria para el desarrollo del presente trabajo de tesis. Expreso también un agradecimiento al Ing. Waldemar Espinoza, Director del presente trabajo de titulación quien se constituyó en un pilar fundamental en la dirección y revisión del mismo. La Autora ~ iv ~ DEDICATORIA El presente trabajo lo dedico a Dios quien supo guiarme por el buen camino, darme fuerzas para seguir adelante y no desmayar en los problemas que se me presentaban enseñándome a encarar las adversidades. A ti madre, que tienes algo de Dios por la inmensidad de tu amor, y mucho de ángel por ser mi guarda y por tus incansables cuidados. Porque si hay alguien que está detrás de todo este trabajo, eres tú que has sido, eres y serás el pilar de mi vida. A mis familiares y amigos quienes sumaron en mi vida compañía y me han enseñado que las diferencias se convierten en riqueza cuando existe respeto y verdadera amistad. Tatiana Maricela Ortiz Pesantes ~ v ~ CESIÓN DE DERECHOS Tatiana Maricela Ortiz Pesantes, en calidad de autora intelectual de cada una de las ideas, conceptos y soluciones planteadas en el presente trabajo de tesis, autorizo a la Universidad Nacional de Loja, hacer uso del mismo en lo que se considere pertinente. ….…………….................................. Tatiana Maricela Ortiz Pesantes ~ vi ~ Índice de Contenidos Índice General CERTIFICACIÓN DEL DIRECTOR…………………………………………………….….. i AUTORÍA……………………………………………………………………………………… ii CARTA DE AUTORIZACIÓN DE TESIS POR PARTE DE LA AUTORA, PARA LA CONSULTA, REPRODUCCIÓN PARCIAL O TOTAL Y PUBLICACIÓN ELECTRÓNICA DEL TEXTO COMPLETO……………………………………………….. iii AGRADECIMIENTO…………………………………………………………………………. iv DEDICATORIA……………………………………………………………………………….. v CESIÓN DE DERECHOS…………………………………………………………………… vi Índice de Contenidos…………………………………………………………………………. vii Índice General………………………………………………………………………………… vii Índice de Figuras……………………………………………………………………………… xii Índice de Tablas………………………………………………………………………………. xiv a. Título……………………………………………………………………………………… 1 b. Resumen…………………………………………………………………………………. 2 Summary………………………………………………………………………………….. 3 c. Introducción……………………………………………………………......................... 4 d. Revisión de Literatura…………………………………………………………………. 6 CAPÍTULO 1. SISTEMAS BIOMÉTRICOS………..……………………………………… 6 1.1. Introducción…………………………………………………………………….......... 6 1.2. Sistemas Biométricos……………………………………………………................. 6 1.2.1. Autenticación Biométrica………………………................................................... 7 1.2.1.1. Identificación………………………………………………………………………… 7 1.2.1.2. Verificación…………………………………………………………………………... 7 1.2.1.3. Factores de Autenticación…………………………………….............................. 7 1.2.2. Indicadores biométricos actuales……………………………………………………. 8 1.2.2.1. Características de un indicador biométrico……………………………………… 9 1.2.3. Proceso de un Sistema Biométrico………………………………………………….. 9 1.2.4. Rendimiento de los Sistemas Biométricos…………………………………………. 10 1.2.5. Principales Sistemas Biométricos…………………………………………………… 11 1.2.5.1. Huella dactilar……………………………………………………………………….. 11 1.2.5.2. Patrones oculares…………………………………………………………………… 11 1.2.5.3. Voz……………………………………………………………………………………. 12 ~ vii ~ 1.2.5.4. Rostro………………………………………………………………………………… 12 1.2.6. Comparación de Sistemas Biométricos………………………………………….. 12 CAPÍTULO 2. DETECCIÓN E IDENTIFICACIÓN DE ROSTROS…………………....... 13 2.1. Introducción…………………………………………………………………………. 13 2.2. Detección de Rostros…………………………………………………………….... 13 2.2.1. Métodos Basados en Rasgos Faciales………………………………….………. 14 2.2.2. Métodos Basados en la Imagen…………………………………………….……. 15 2.2.2.1. Sub-espacios lineales……………………………………………………………… 16 2.2.2.2. Redes neuronales……………………………………………............................... 16 2.2.2.3. Análisis probabilístico……………………………………………………………… 16 2.3. Detección de caras: Viola & Jones……………………………………………….. 16 2.3.1. Características de Método Viola & Jones……………………………………….. 17 2.3.2. Cascada de Clasificadores Haar…………………………………………………. 18 2.4. Detección de Rostro con OpenCV……………………………………………….. 19 CAPÍTULO 3. RECONOCIMIENTO FACIAL……………………………………………... 21 3.1. Introducción…………………………………………………………………………. 21 3.2. Definición de Reconocimiento Facial……………………………………............ 21 3.3. Fundamentos del reconocimiento facial…………………………………………. 22 3.4. Etapas de un sistema de reconocimiento facial………………………………… 23 3.4.1. Adquisición de la imagen………………………………………………………….. 23 3.4.2. Detección……………………………………………………………………………. 23 3.4.3. Preprocesado y Normalización…………………………………………………… 24 3.4.4. Extracción de características…………………………………………………….. 25 3.4.5. Comparación y Reconocimiento………………………………………………….. 25 3.5. Ventajas e inconvenientes del reconocimiento facial…………………………. 26 3.6. Aplicaciones de los sistemas de reconocimiento facial………………………. 26 3.7. Métodos de Extracción de Características…………………………………....... 27 3.7.1 Métodos holísticos o basados en apariencia……………………………….…... 27 3.7.1.1. PCA (Análisis de Componentes Principales)………………………..…………... 28 3.7.1.2. LDA (ANÁLISIS DE DISCRIMINANTE LINEAL)………………………………… 29 3.7.2. Métodos locales o basados en puntos característicos de la cara……………. 30 3.7.2.1. Análisis de distancias a puntos característicos…………………………………. 30 3.7.2.2. Locality Preserving Projections (LPP)……………………………………………. 30 3.7.2.3. Local Binary Pattern (LBP)………………………………………………………… 31 3.7.2.4. EBGM (ELASTIC BUNCH GRAPH MATCHING) Correspondencia entre ~ viii ~ agrupaciones de grafos elásticos……………………………………................................ 32 CAPITULO 4. METODOLOGÍAS DE DESARROLLO DE SOFTWARE……............... 32 4.1. Metodología de desarrollo de software Programación Extrema (XP)………… 32 4.1.1. Roles de la Programación Extrema (XP)……………………………………........ 33 4.1.2. Ventajas de XP……………………………………………………………………… 34 4.1.3. Desventajas de XP………………………………………………………………….. 34 4.2. Metodología de desarrollo de software ICONIX……………………………....... 34 4.2.1. Las Tareas de ICONIX……………………………………………………………... 35 4.2.2. Ventajas de ICONIX………………………………………………………………… 39 4.2.3. Desventajas de ICONIX……………………………………………………………. 39 4.3. Metodología de desarrollo de Software en Espiral…..…………………………. 40 4.3.1. Fases de la metodología en espiral………………………………………………. 40 4.3.2. Ventajas de la metodología en espiral…….……………………………………… 40 4.3.3. Desventajas de la metodología en espiral…..…………………………………… 41 e. Materiales y Métodos…………………………………………………………………... 42 1. Métodos…………………………………………………………………………………….. 42 2. Técnicas…………………………………….………………………………………………. 42 3. Metodología de desarrollo de software ICONIX……………………………………….. 43 f. Resultados……………………………………………………………………...………… 46 1. Elicitación de requerimientos de software……………………………………….. 46 1.1. Descripción del Sistema Actual…………..………………………………………. 46 2. Análisis de Requerimientos……………...………………………………………... 50 2.1. Matriz de Interacción……………………………………………………………..... 50 2.2. Especificación de Requisitos de Software……………………………………... 52 2.2.1. Introducción…………………………………………………………………………. 52 2.2.1.1. Propósito…………………………………………………………………………….. 52 2.2.1.2. Alcance……………………………………………………………………………… 52 2.2.1.3. Personal involucrado………………………………………………………………. 53 2.2.1.4. Definiciones, acrónimos y abreviaturas…………………………………………. 54 2.2.1.5. Referencias…………………………………………………………………………. 55 2.2.1.6. Resumen……………………………………………………………………………. 55 2.2.2. Descripción general………………………………………………………………... 55 2.2.2.1. Perspectiva del producto………………………………………………………….. 55 2.2.2.2. Funcionalidad del producto……………………………………………………….. 56 2.2.2.3. Características de los usuarios…………………………………………………... 57 ~ ix ~