Приложение С (справочное). Факторы, влияющие на эксплуатационные характеристики

Приложение С
(справочное)

Факторы, влияющие на эксплуатационные характеристики

С.1 Общие положения

В настоящем приложении приведено описание особенностей пользователя и факторов окружающей среды, влияющих на эксплуатационные характеристики биометрических систем. Данные факторы должны контролироваться и/или фиксироваться в процессе сбора данных.

При составлении плана испытания для каждого фактора определяют:

a) какие настройки биометрической системы необходимы для минимизации влияния (или выяснения влияния) какого-либо фактора на эксплуатационные характеристики биометрических систем. Настройки могут содержать требования, например такие, чтобы погрешность была постоянной при всех опытах или случайной, или чтобы влияние данного фактора было распределено равномерно среди пользователей и попыток;

b) какие факторы необязательно контролировать. Например, при сценарном испытании какой-либо фактор оказывает такое же воздействие на биометрическую систему, как и при ее целевом применении. В других случаях предварительные испытания могут показать, что воздействие конкретных факторов является минимальным для данной системы;

c) какая информация должна быть записана при испытании:

1) для определения значимости (или незначимости) любого воздействующего фактора;

2) для определения особых случаев, при которых воздействующие факторы могут вносить систематическую ошибку в результаты.

Если проблема связана с опознаванием подмножества субъектов, то следует сравнить вероятности ошибок данных для этого подмножества по отношению к остальным субъектам.

Такая контрольная таблица может быть включена в протокол испытания.

Воздействующие факторы влияют в основном только на подмножества биометрических модальностей. Например, изменение освещения влияет только на биометрические системы, работающие в оптическом диапазоне длин волн (например, такие, которые регистрируют изображения лица, отпечатка пальца, сетчатки, радужной оболочки глаза или сосудов), а акустические помехи влияют на системы, основанные на звуке (например, верификация диктора). Некоторые биометрические системы обеспечивают контроль данных факторов. Также могут быть выявлены другие факторы окружающей среды и воздействия на биометрические системы.

Влияние данных факторов может снизить качество образца, при этом увеличивается ВОР, ВОСД или ВЛНС. Кроме того, в случае зашумленных и некачественных изображений и сигналов возрастает ВЛС.

С.2 Список факторов

С.2.1 Демография выборки

Демографические факторы включают в себя:

- возраст. Дети (характеризующиеся быстрым ростом) и пожилые люди (у которых биометрические характеристики могут долго восстанавливаться после повреждения) имеют тенденцию к большему количеству ложных несоответствий и отказов в сборе данных, чем в среднем по выборке;

- социальное положение, пол и род занятий. Качество биометрической характеристики человека (для конкретной биометрической системы) может зависеть от социального положения, пола и рода занятий человека. Биометрическая система, настроенная на определенную целевую выборку, может работать хуже, если будет использоваться для различных сочетаний социальных слоев или полов.

С.2.2 Применение

Факторы применения включают в себя:

- время между регистрацией и верификацией. Старение шаблона, то есть изменения биометрического образца пользователя и метода представления данных, будет происходить в период времени между созданием регистрируемого шаблона и попыткой верификации или идентификации. Для некоторых модальностей эксплуатационные характеристики, определяемые в течение короткого промежутка времени после регистрации, когда внешность пользователя и его поведение изменились незначительно, будут лучше полученных через несколько недель или месяцев;

- время суток. Поведение и физиологические особенности пользователя могут изменяться в течение суток;

- осведомленность пользователя. Когда пользователи начинают понимать работу биометрической системы, они более подготовлены к тому, чтобы самостоятельно правильно располагаться, а также могут самостоятельно решить многие из возможных проблем, возникающих при верификации;

- мотивация пользователя. Пользователи будут действовать по-разному согласно значимости биометрической транзакции.

С.2.3 Физиология пользователя

Физиологические факторы включают в себя:

- бороду и усы (оказывают влияние на системы идентификации по изображению лица);

- облысение;

- инвалидность, заболевание, например:

- ампутация (невозможно использовать системы идентификации по изображению руки или пальца),

- артрит (трудно использовать системы идентификации по изображению руки или пальца),

- слепота (невозможно использовать системы идентификации по изображению радужной оболочки глаза или сетчатки; для других биометрических систем слепота влияет на расположение пользователя),

- подкожные кровоизлияния (временно влияют на изображения лица или руки),

- простуда или ларингиты (временно влияют на голос),

- костыли (могут вызвать затруднение с устойчивостью),

- опухоль (временно влияет на изображения лица или руки),

- инвалидные кресла (для людей в инвалидных креслах биометрическая система может быть расположена на неподходящей высоте);

- изменение состояния здоровья (может происходить быстрее, чем нормальные эффекты старения);

- ресницы (длинные ресницы могут уменьшить видимость радужной оболочки глаза);

- длинные ногти (влияют на расположение руки и пальца);

- состояние подушечки пальца, например:

- интервалы между гребнями кожи и их глубина,

- сухой, потрескавшийся или влажный палец;

- рост (очень высокие или очень низкие люди, или находящиеся в инвалидных креслах, могут испытывать затруднения с правильным расположением);

- интенсивность цвета радужной оболочки глаза;

- цвет кожи (может влиять на возможность биометрической системы правильно определять местонахождение лица или радужной оболочки глаза).

С.2.4 Поведение пользователя

Факторы поведения пользователя включают в себя:

- диалект, акцент и родной язык (могут влиять на системы идентификации по голосу);

- выражение, интонация и громкость голоса (влияют на системы идентификации по голосу);

- выражение лица;

- алфавит языка (влияет на системы идентификации, основанные на характерных признаках почерка);

- неправильная речь или неправильное чтение фраз (влияет на системы идентификации по голосу);

- движение (для некоторых биометрических систем необходимо, чтобы субъект сохранял неподвижность, в то время как другие работают лучше с движущимся субъектом);

- поза и расположение, например:

- расположение перед камерой, профиль, угол,

- наклон головы (влияет на системы идентификации по лицу и радужной оболочке глаза),

- смещения и повороты (влияют на системы идентификации по отпечатку пальца и руки),

- расстояние до камеры,

- слишком высокое или слишком низкое расположение, отклонение влево или вправо;

- предшествующая деятельность, например:

- одышка (влияет на системы идентификации по голосу),

- потливость (влияет на системы идентификации по отпечатку пальца),

- плавание (сморщивание пальцев влияет на системы идентификации по отпечатку пальца);

- стресс, напряжение, настроение или отвлекаемость.

С.2.5 Внешность пользователя

Факторы внешности включают в себя:

- бинты или пластыри (могут изменять или маскировать части руки, лица или подушечки пальцев);

- одежда:

- головные уборы, сережки и шарфы (влияют на системы идентификации по изображению лица),

- рукава (влияют на системы идентификации по изображениям руки),

- высота каблука (изменяет рост пользователя),

- брюки, юбки и обувь (влияют на опознавание походки);

- контактные линзы (влияют на распознавание радужной оболочки глаза);

- косметика (временно изменяет лицо);

- очки, солнечные очки (частично скрывают лицо или радужную оболочку глаза);

- искусственные ногти (изменяют расположение рук для систем идентификации по изображениям руки и пальца);

- прическа и окраска волос (временно изменяют лицо);

- кольца;

- татуировка.

С.2.6 Влияние окружающей среды

Факторы окружающей среды включают в себя:

- задний план:

- цвет, структура, лишние лица или тени (влияют на эксплуатационные характеристики систем нахождения лиц),

- помехи и другие голоса (изменяют зарегистрированный сигнал в системах идентификации по голосу, влияют на способность пользователя слышать инструкции);

- уровень, направление освещенности или отражений (влияют на биометрические системы, в состав которых входит камера);

- погодные условия:

- температура и влажность (влияют на влажность подушечки пальца, видимость сосудов на инфракрасных изображениях),

- дождь и снег (влажные волосы изменяют лицо).

С.2.7 Датчик и аппаратура

Факторы датчика и аппаратуры включают в себя:

- оставшиеся отпечатки, загрязнение:

- на объективе камеры,

- на печатающем валике;

- фокусное расстояние;

- качество датчика (качество микрофона в системах передачи речевых сигналов и качество камеры в системах формирования изображения);

- изменения датчика:

- изменения положения датчиков (при различных положениях одни и те же датчики могут работать по-разному. Различий будет больше, если применяются различные модели или типы датчиков);

- износ датчика;

- перемещение датчика;

- канал передачи (может добавлять помехи к сигналу. Характеристики канала передачи могут изменяться между испытаниями. Например, маршрут сигнала и сети, используемые для разговора по телефону, могут изменяться и качество может зависеть от канала передачи).

С.2.8 Интерфейс пользователя

Факторы интерфейса пользователя включают в себя:

- обратную связь (эксплуатационные характеристики могут зависеть от результатов, получаемых пользователями по обратной связи. Например, пользователи видят свой представленный отпечаток пальца, что дает им возможность изменить положение пальца для получения биометрического образца лучшего качества);

- инструкцию;

- наблюдателя (различные способы регистрации, привыкание наблюдателя и индивидуальные особенности наблюдателя).

С.3 Примеры протоколов

С.3.1 Положение пальца

Наблюдение: ориентиры на сканере показывают положение пальцев в допустимых для алгоритма пределах.

Контроль: не проводят.

Запись: не применяют.

С.3.2 Освещенность

Наблюдение: изменения освещенности из-за колебаний дневного света являются причиной проблем, возникающих при регистрации и верификации.

Контроль: опыты должны проводиться в комнате без дневного освещения с постоянным уровнем освещенности.

Запись: не применяют.

Наблюдение: случайное освещение отражается на радужной оболочке глаза.

Контроль: регулируют блок для предохранения датчика от посторонних источников света.

Запись: не применяют.

С.3.3 Очки

Наблюдение: установлено, что система идентификации по изображениям лица X практически неспособна регистрировать людей в очках.

Контроль: чтобы использовать эту систему, людей в очках попросили снять их.

Запись: число людей, носящих очки, может быть включено в ВОР.

С.3.4 Грязь на валике

Наблюдение: накопление масел на валике снижает эксплуатационные характеристики биометрической системы отпечатка пальца.

Контроль: регулярная очистка системы (график очистки).

Запись: записывают время проведения очистки системы.

С.3.5 Климатические условия

Наблюдение: влажные пальцы вызывали трудности с регистрацией или верификацией.

Контроль: не проводят, так как погодные условия предполагаются нормальными.

Запись: записывают температуру окружающей среды и влажность воздуха во время проведения испытания.