Diverse tecnologie biometriche sono state utilizzate per molti anni:
Scanner per impronte digitali.
La tecnologia più comune oggi è il riconoscimento delle impronte digitali. La polizia utilizza da tempo le impronte digitali per identificare i criminali. Ciò è dovuto al fatto che ogni impronta digitale è unica, il che consente di identificare ogni persona tramite le proprie impronte digitali. Negli scanner, il motivo di stampa viene convertito in un codice univoco. In questo caso, di solito non viene utilizzato l'intero disegno, ma solo luoghi caratteristici, in cui le linee, ad esempio, si uniscono, si biforcano o "si attorcigliano".
La scansione delle dita avviene utilizzando una sorgente luminosa, un laser o, più comunemente, un LED. Quindi l'immagine entra nella matrice CCD (la stessa utilizzata nelle videocamere digitali) o nella matrice CMOS. Infine, il resto dei chip genera un codice univoco basato sul modello di stampa. Questo codice è memorizzato in un database, su un computer remoto se lo scanner è un modello USB economico o nel dispositivo stesso. Infine, dopo che una persona ha messo il dito sullo scanner, il codice della sua impronta digitale viene confrontato con quelli memorizzati nel database per identificarlo. Gli algoritmi di conversione da impronta digitale a codice sono attentamente custoditi.
L'aspetto più interessante dell'utilizzo di questa tecnologia è il suo prezzo. Quindi, ad esempio, proteggere il tuo computer con un sistema simile a un mouse costa meno di $ 100. Tutto ciò rende la scansione delle impronte digitali la più richiesta tra tutte le tecnologie biometriche.
Tuttavia, questo sistema presenta anche degli svantaggi. Ad esempio, le dita possono essere callose o consumate dopo un duro lavoro; potrebbe esserci dello sporco su di loro; la pelle potrebbe staccarsi. Tutto ciò rende difficile la lettura dell'impronta digitale. Alcune persone hanno difficoltà con i modelli economici a causa del fatto che hanno un debole "ricciolo" centrale sul polpastrello (i dispositivi lo usano per trovare il centro dell'immagine e generare il codice). Inoltre, poiché le immagini vengono convertite in codice, è possibile che due immagini ricevano lo stesso codice. Per questo motivo, qualsiasi modello è limitato nel numero di stampe rilevate correttamente.
Attualmente è in fase di sviluppo una nuova tecnologia che legge fino a cinque strati di pelle in profondità nel dito, anche con le mani consumate o sporche. Di solito, gli scanner sono integrati con sistemi ausiliari (ad esempio, l'immissione di codici) per una sicurezza al 100%.
Di seguito sono riportati alcuni degli scanner:
Serratura biometrica.
Blocco biometrico basato sulle presenze.
Un sistema di protezione economico per un computer, collegato tramite una porta USB.
Scanner che utilizza una carta magnetica.
Scanner manuali.
I secondi dispositivi più popolari sono gli scanner manuali. Funzionano misurando i parametri delle mani di una persona, di solito le dita. Questo si basa sul fatto che ogni persona ha una lunghezza del dito diversa. Anche se ci sono due persone con la stessa lunghezza di un dito, la combinazione delle lunghezze di dita diverse sarà comunque unica.
I primi modelli di questi scanner utilizzavano retroilluminazione o laser, mentre quelli moderni si basano sulla misurazione della resistenza elettrica, che crea meno problemi tecnici e requisiti per il consumo di energia. In un tale dispositivo, una persona mette la mano su un substrato di metallo o plastica, quindi misura la corrente elettrica proveniente dalla mano. Grazie a ciò, lo scanner identifica le aree in cui la mano entra in contatto con il substrato e da esse calcola la lunghezza delle dita.
A differenza degli scanner di impronte digitali, gli scanner manuali non richiedono un computer: tutti i calcoli necessari vengono eseguiti internamente. La maggior parte dei modelli dispone anche di una tastiera in cui una persona può inserire dati o un numero di identificazione. I modelli in commercio possono memorizzare da 50 a 500 misurazioni di mani diverse.
Questa tecnologia a volte presenta anche falsi positivi, quando gli utenti posizionano il palmo in modo errato sul dispositivo di scansione. Per questo motivo, la maggior parte dei modelli richiede un numero di identificazione. In generale, tali dispositivi sono molto "senza pretese" e sono ideali per le persone con le mani sporche e consumate nelle fabbriche e nelle fabbriche.
Scanner oculari.
La tecnologia di scansione dell'iride è stata proposta per la prima volta nel 1936 dall'oftalmologo Frank Burch. Ha notato che l'iride di ogni persona è unica. Nel 1994, John Daugman di Iridian Technologies ha brevettato un algoritmo per rilevare tali differenze.
Scanner per gli occhi.
Gli scanner oculari analizzano vari dettagli del tessuto colorato che circonda la pupilla. Per la scansione viene utilizzata una normale videocamera. In questo caso, l'utente guarda il dispositivo e, dopo aver scansionato l'iride, confronta l'immagine risultante con quelle nel database. Il processo di identificazione varia, ma di solito dura meno di cinque secondi. Allo stesso tempo, per la scansione è sufficiente solo una rapida occhiata al dispositivo.
Per prevenire l'uso di occhi finti, alcuni modelli alterano il flusso di luce che entra nell'occhio e monitorano la risposta della pupilla: una dimensione fissa indica un falso.
Attualmente, questi scanner sono utilizzati in varie agenzie militari e di polizia. Tuttavia, non sono diventati così diffusi come gli scanner di impronte digitali, nonostante la loro maggiore sicurezza. Questi scanner sono generalmente ingombranti.
Gli scanner della retina funzionano in modo simile, ma la persona deve essere molto vicina alla telecamera. Questa fotocamera cattura immagini di minuscoli vasi sanguigni nella retina, illuminati da un debole laser. Si ritiene che tali scanner non possano essere ingannati e quindi sono installati in aree con sicurezza molto elevata. Il loro costo elevato e la necessità di avvicinare l'occhio alla telecamera ne ostacolano un più ampio utilizzo.
Riconoscimento facciale.
Non dimentichi mai una faccia? Come mai? Ciò è dovuto al fatto che il volto di ogni persona è unico, abbastanza da creare una nuova tecnologia per identificare le persone. Tuttavia, ci sono seri dubbi etici su di lei.
A differenza di tutte le altre tecnologie, in cui una persona deve eseguire alcune azioni, questa tecnologia può fare tutto da sola e una persona non sa nemmeno della sua esistenza. Il suo lavoro si basa sullo scattare una foto del viso, seguita dal calcolo della distanza tra gli occhi, la larghezza della bocca e fino a 50 altri parametri facciali. Successivamente, viene eseguita una ricerca nel database delle immagini disponibili.
Sistema di scansione facciale stereoscopica.
Durante le Olimpiadi di Sydney del 2000, la polizia ha identificato due trafficanti di droga del Messico ricercati dagli Stati Uniti. Li ha seguiti all'aeroporto e poi ha avvisato le forze statunitensi che li avevano catturati alle Hawaii. Queste persone sono cadute accidentalmente nelle mani della polizia mentre visitavano lo stadio. A quel tempo, le forze di sicurezza avevano appena installato un sistema di riconoscimento facciale per prevenire attacchi terroristici e vi avevano caricato un enorme database di terroristi e criminali. Di conseguenza, dopo che gli spacciatori hanno attraversato l'ingresso dello stadio - insieme a migliaia di altre persone - il sistema li ha trovati.
Un sistema simile è utilizzato dalla polizia di Londra per trovare i criminali. Anche i grandi supermercati hanno utilizzato sistemi di riconoscimento facciale per prevenire i furti, ma alcuni sono stati rimossi a seguito di denunce di avvocati e clienti.
Recenti studi hanno dimostrato che anche nelle migliori condizioni, il tasso di errore può raggiungere il 40%, il che richiede ulteriori forme di verifica dell'identità. Tuttavia, la loro capacità di lavorare con i sistemi di videosorveglianza esistenti li rende molto attraenti. Per fare ciò, è sufficiente installare un computer con un programma di riconoscimento e una base di fotografie e collegarlo alle videocamere.
I sistemi più affidabili utilizzano telecamere stereoscopiche. Questo crea un modello tridimensionale del viso. Pertanto, diventa possibile prendere in considerazione ulteriori caratteristiche facciali, il che riduce significativamente il rischio di errori.
La maggior parte dei sistemi è in grado di gestire cose come cappelli, occhiali e angoli acuti, ma ciò aumenta la probabilità di errore.
I difensori dei diritti umani citano il quarto emendamento alla costituzione degli Stati Uniti, che vieta la sorveglianza e l'arresto ingiustificati. Tuttavia, le forze dell'ordine affermano che questo è solo un aumento delle loro capacità di sorveglianza.
Riconoscimento del comportamento.
Una tecnologia spesso trascurata quando si considerano le tecnologie biometriche, ma che è ampiamente utilizzata e sta guadagnando popolarità, è il metodo di studio del comportamento umano. Sulla base di ciò, i programmi per computer tengono traccia di determinati comportamenti, come digitare sulla tastiera o effettuare acquisti.
Quindi, le società di prestito hanno una storia di acquisti delle persone. Di conseguenza, eventuali ordini anomali vengono monitorati da un programma informatico e viene emesso un avviso al personale per la verifica dell'identità dell'acquirente.
Sulle reti di computer, monitorare la velocità della digitazione è un modo efficace per tenere traccia degli utenti non autorizzati. A fini di tutela vengono utilizzate anche le informazioni sui siti Internet visitati dall'interessato, sui programmi e sui file utilizzati e sulle peculiarità del lavoro in genere.
I grandi vantaggi di questo approccio sono il basso costo, l'alta efficienza e il funzionamento discreto.
Conclusione.
Il forte aumento del furto di identità e della minaccia del terrorismo, insieme al calo dei prezzi per tutte le tecnologie biometriche, porterà a una crescita significativa del mercato della biometria nei prossimi 3-5 anni. Molte tecnologie sono già in uso e vengono inoltre costantemente migliorate per eliminare le false identificazioni.
Mentre le nuove invenzioni tendono ad essere insoddisfatte, la tecnologia biometrica ha portato a una tempesta di proteste da parte dei gruppi per i diritti umani. Tuttavia, questo può solo rallentare, ma non fermare l'introduzione della biometria. Gli esperti sottolineano che è necessario ulteriore lavoro per risolvere i problemi etici.
Di recente, molti articoli sono apparsi su Habré sui sistemi di identificazione del volto di Google. Ad essere onesti, da molti di loro porta giornalismo e, per usare un eufemismo, incompetenza. E volevo scrivere un buon articolo sulla biometria, non è il mio primo! Ci sono un paio di buoni articoli sulla biometria su Habré, ma sono piuttosto brevi e incompleti. Qui cercherò di delineare brevemente i principi generali dell'identificazione biometrica e le moderne conquiste dell'umanità in questa materia. Compresa l'identificazione tramite i volti.
L'articolo ha un seguito, che è, di fatto, il suo prequel.
L'articolo sarà basato su una pubblicazione congiunta con un collega della rivista (BDI, 2009), rivista per adattarsi alle realtà moderne. Habré non ha ancora colleghi, ma ha sostenuto la pubblicazione dell'articolo rivisto qui. Al momento della pubblicazione, l'articolo era una breve panoramica del moderno mercato della tecnologia biometrica, che abbiamo condotto per noi stessi prima di lanciare il nostro prodotto. I giudizi valutativi sull'applicabilità presentati nella seconda parte dell'articolo si basano sulle opinioni delle persone che hanno utilizzato e implementato i prodotti, nonché sulle opinioni delle persone coinvolte nella produzione di sistemi biometrici in Russia e in Europa.
Informazione Generale
Cominciamo con le basi. Nel 95% dei casi, la biometria è essenzialmente statistica matematica. E matstat è una scienza esatta, i cui algoritmi sono usati ovunque: nei radar e nei sistemi bayesiani. Errori del primo e del secondo tipo possono essere assunti come le due caratteristiche principali di qualsiasi sistema biometrico). Nella teoria dei radar, sono solitamente chiamati "falso allarme" o "bersaglio miss", e in biometria i concetti più affermati sono FAR (False Acceptance Rate) e FRR (False Rejection Rate). Il primo numero caratterizza la probabilità di una falsa coincidenza delle caratteristiche biometriche di due persone. Il secondo è la probabilità di negazione dell'accesso a una persona autorizzata. Il sistema è migliore, minore è il valore FRR per gli stessi valori FAR. A volte viene utilizzata anche la caratteristica comparativa EER, che determina il punto in cui si intersecano i grafici FRR e FAR. Ma non è sempre rappresentativo. Maggiori dettagli possono essere trovati, ad esempio,.Si può notare quanto segue: se FAR e FRR non sono indicati nelle caratteristiche del sistema basato su database biometrici aperti, allora qualunque cosa i produttori dichiarino sulle sue caratteristiche, questo sistema è molto probabilmente incompetente o molto più debole dei concorrenti.
Ma non solo FAR e FRR determinano la qualità del sistema biometrico. Se questo fosse l'unico modo, allora la tecnologia leader sarebbe il riconoscimento delle persone dal DNA, per cui FAR e FRR tendono a zero. Ma è ovvio che questa tecnologia non è applicabile allo stadio attuale dello sviluppo umano! Abbiamo sviluppato diverse caratteristiche empiriche che ci consentono di valutare la qualità del sistema. La “resistenza alla contraffazione” è una caratteristica empirica che riassume quanto sia facile ingannare un identificatore biometrico. "Resistenza all'ambiente" - una caratteristica che valuta empiricamente la stabilità del sistema in varie condizioni esterne, come cambiamenti di illuminazione o temperatura ambiente. "Facilità d'uso" mostra quanto sia difficile utilizzare uno scanner biometrico, se l'identificazione è possibile "in movimento". Una caratteristica importante è "Velocità di funzionamento" e "Costo del sistema". Non dimenticare che le caratteristiche biometriche di una persona possono cambiare nel tempo, quindi se è instabile, questo è uno svantaggio significativo.
L'abbondanza di metodi biometrici è sorprendente. I metodi principali che utilizzano le caratteristiche biometriche statiche di una persona sono l'identificazione tramite pattern papillare su dita, iride, geometria del viso, retina, pattern venoso della mano e geometria della mano. Esiste anche una famiglia di metodi che utilizzano caratteristiche dinamiche: identificazione tramite voce, dinamica della scrittura, frequenza cardiaca, andatura. Di seguito la distribuzione del mercato biometrico di un paio di anni fa. In ogni altra fonte, questi dati fluttuano del 15-20 percento, quindi questa è solo una stima. Anche qui sotto il concetto di "geometria della mano" ci sono due metodi diversi, che verranno discussi di seguito.
In questo articolo considereremo solo quelle caratteristiche applicabili nei sistemi di controllo degli accessi (ACS) o nelle attività correlate. A causa della loro superiorità, queste sono principalmente caratteristiche statiche. Delle caratteristiche dinamiche al momento, solo il riconoscimento vocale ha almeno un certo significato statistico (paragonabile ai peggiori algoritmi statici FAR ~ 0,1%, FRR ~ 6%), ma solo in condizioni ideali.
Per avere un'idea delle probabilità di FAR e FRR, puoi stimare la frequenza con cui si verificheranno false corrispondenze se installi un sistema di identificazione a un gateway con N personale. La probabilità di una falsa coincidenza di un'impronta digitale ricevuta da uno scanner per un database di N impronte digitali è FAR ∙ N. E ogni giorno circa N persone passano anche attraverso il punto di controllo accessi. Allora la probabilità di errore per un giorno lavorativo è FAR ∙ (N ∙ N). Naturalmente, a seconda degli obiettivi del sistema di identificazione, la probabilità di un errore per unità di tempo può variare notevolmente, ma se accettiamo come accettabile un errore per giorno lavorativo, allora:
(1)Quindi si ottiene che il funzionamento stabile del sistema di identificazione con FAR = 0,1% = 0,001 è possibile con il numero di personale N≈30.
Scanner biometrici
Oggi i concetti di "algoritmo biometrico" e "scanner biometrico" non sono necessariamente interconnessi. L'azienda può produrre questi elementi singolarmente o insieme. La maggiore differenziazione tra produttori di scanner e produttori di software è stata raggiunta nel mercato della biometria papillare delle dita. Il più piccolo scanner facciale 3D sul mercato. Infatti, il livello di differenziazione riflette in gran parte lo sviluppo e la saturazione del mercato. Maggiore è la scelta, più l'argomento viene elaborato e portato alla perfezione. Scanner differenti hanno un diverso insieme di capacità. Fondamentalmente si tratta di un insieme di test per verificare se un oggetto biometrico è stato manomesso o meno. Per i lettori d'impronte digitali può essere un bump check o un controllo della temperatura, per gli scanner oculari può essere un controllo dell'alloggio della pupilla, per gli scanner del viso può essere un movimento del viso.Gli scanner influenzano notevolmente le statistiche FAR e FRR ricevute. In alcuni casi, questi numeri possono cambiare decine di volte, soprattutto in condizioni reali. Di solito, le caratteristiche dell'algoritmo sono date per una base "ideale", o solo per una ben adatta, in cui vengono buttati fuori fotogrammi sfocati e sfocati. Solo pochi algoritmi indicano onestamente sia la base che l'output FAR / FRR completo per esso.
E ora più in dettaglio su ciascuna delle tecnologie
impronte digitali
L'impronta digitale (riconoscimento delle impronte digitali) è il metodo biometrico di identificazione personale più sviluppato oggi. Il catalizzatore per lo sviluppo del metodo è stato il suo uso diffuso nella scienza forense del XX secolo.
Ogni persona ha un modello di impronta papillare unico, che rende possibile l'identificazione. Tipicamente, gli algoritmi utilizzano punti caratteristici sulle impronte digitali: fine della linea del modello, ramificazione della linea, punti singoli. Inoltre, sono coinvolte informazioni sulla struttura morfologica dell'impronta digitale: la posizione relativa delle linee chiuse del modello papillare, delle linee "arcuate" e a spirale. Le caratteristiche del pattern papillare vengono convertite in un codice univoco che preserva il contenuto informativo dell'immagine di stampa. E sono i "codici delle impronte digitali" che vengono archiviati nel database utilizzato per la ricerca e il confronto. Il tempo per tradurre un'immagine dell'impronta digitale in un codice e la sua identificazione di solito non supera 1 s, a seconda delle dimensioni del database. Il tempo speso per alzare la mano non viene conteggiato. Le statistiche dell'SDK di VeriFinger ottenute con lo scanner di impronte digitali DP U.are.U sono state utilizzate come fonte di dati su FAR e FRR. Negli ultimi 5-10 anni, le caratteristiche del riconoscimento delle dita non sono migliorate molto, quindi le cifre fornite sono un buon esempio del valore medio dei moderni algoritmi. Lo stesso algoritmo VeriFinger ha vinto per diversi anni l'International Fingerprint Verification Competition, in cui gli algoritmi di riconoscimento delle dita hanno gareggiato.
Il tipico valore FAR per il metodo di riconoscimento delle impronte digitali è 0,001%.
Dalla formula (1) si ricava che il funzionamento stabile del sistema di identificazione con FAR = 0,001% è possibile con il numero di addetti N≈300. I vantaggi del metodo. Alta affidabilità: gli indicatori statistici del metodo sono migliori degli indicatori dei metodi di identificazione per viso, voce, pittura. Basso costo dei dispositivi che scansionano un'immagine dell'impronta digitale. Una procedura abbastanza semplice per la scansione di un'impronta digitale.
Svantaggi: il pattern papillare dell'impronta digitale è molto facilmente danneggiato da piccoli graffi e tagli. Le persone che hanno utilizzato scanner in fabbriche con diverse centinaia di dipendenti segnalano un'elevata percentuale di errori di scansione. Molti degli scanner sono inadeguati per la pelle secca e tengono fuori gli anziani. Durante la comunicazione all'ultima mostra MIPS, il capo del servizio di sicurezza di una grande impresa chimica ha affermato che il loro tentativo di introdurre lettori di impronte digitali nell'azienda (sono stati provati scanner di vari sistemi) è fallito: l'esposizione minima alle sostanze chimiche sulle dita dei dipendenti ha causato il fallimento dei sistemi di sicurezza degli scanner - gli scanner hanno dichiarato che le dita erano false. Manca inoltre la tutela contro la contraffazione dell'immagine dell'impronta digitale, anche a causa dell'ampio utilizzo del metodo. Naturalmente, non tutti gli scanner possono essere ingannati con i metodi dei Legend Busters, ma comunque. Per alcune persone con dita "non adatte" (in particolare temperatura corporea, umidità), la probabilità di negazione dell'accesso può raggiungere il 100%. Il numero di tali persone varia da una frazione di punto percentuale per scanner costosi al dieci per cento per quelli economici.
Certo, vale la pena notare che un gran numero di carenze è causato dalla diffusa prevalenza del sistema, ma queste carenze si verificano e compaiono molto spesso.
Situazione di mercato
Al momento, i sistemi di riconoscimento delle impronte digitali occupano più della metà del mercato biometrico. Molte aziende russe e straniere sono impegnate nella produzione di sistemi di controllo degli accessi basati sul metodo di identificazione delle impronte digitali. Poiché questa direzione è una delle più antiche, è la più diffusa ed è di gran lunga la più sviluppata. Gli scanner di impronte digitali hanno fatto molta strada per migliorare. I moderni sistemi sono dotati di vari sensori (temperatura, pressione, ecc.), Che aumentano il grado di protezione contro la contraffazione. I sistemi diventano ogni giorno più convenienti e compatti. In effetti, gli sviluppatori hanno già raggiunto un certo limite in quest'area e non c'è nessun posto dove sviluppare ulteriormente il metodo. Inoltre, la maggior parte delle aziende produce sistemi già pronti dotati di tutto il necessario, incluso il software. Gli integratori in quest'area semplicemente non hanno bisogno di assemblare il sistema da soli, poiché non è redditizio e richiederà più tempo e fatica rispetto all'acquisto di un sistema già pronto e già economico, più la scelta sarà davvero ampia.Tra le aziende estere che si occupano di sistemi di riconoscimento delle impronte digitali si possono citare SecuGen (scanner USB per PC, scanner installabili nelle aziende o incorporati nelle serrature, SDK e software per la connessione del sistema al computer); Bayometric Inc. (scanner di impronte digitali, TAA / Sistemi di controllo accessi, SDK di impronte digitali, moduli di impronte digitali incorporati); DigitalPersona, Inc. (scanner USB, SDK). In Russia, le seguenti aziende lavorano in questo settore: BioLink (scanner di impronte digitali, dispositivi di controllo degli accessi biometrici, software); Sonda (scanner di impronte digitali, dispositivi di controllo accessi biometrici, SDK); SmartLock (scanner e moduli di impronte digitali), ecc.
Iris
L'iride dell'occhio è una caratteristica unica dell'uomo. Il modello dell'iride si forma all'ottavo mese di sviluppo intrauterino, si stabilizza infine all'età di circa due anni e praticamente non cambia durante la vita, se non a seguito di gravi traumi o patologie acute. Il metodo è uno dei più precisi tra i metodi biometrici.
Il sistema di identificazione dell'iride è logicamente diviso in due parti: un dispositivo per catturare un'immagine, la sua elaborazione primaria e trasmissione a un computer, e un computer che confronta l'immagine con le immagini nel database e invia un comando per l'ammissione al dispositivo esecutivo .
Il tempo di elaborazione dell'immagine primaria nei sistemi moderni è di circa 300-500 ms, la velocità di confronto dell'immagine risultante con la base è al livello di 50.000-150000 confronti al secondo su un normale PC. Questa velocità di confronto non impone restrizioni all'applicazione del metodo nelle grandi organizzazioni quando viene utilizzato nei sistemi di accesso. Quando si utilizzano computer specializzati e algoritmi di ottimizzazione della ricerca, diventa persino possibile identificare una persona tra gli abitanti di un intero paese.
Rispondo subito che sono un po' di parte e ho un atteggiamento positivo nei confronti di questo metodo, visto che è in questo campo che abbiamo lanciato la nostra startup. Un paragrafo alla fine sarà dedicato ad una piccola autopromozione.
Caratteristiche statistiche del metodo
Le caratteristiche di FAR e FRR per l'iride sono le migliori nella classe dei moderni sistemi biometrici (con la possibile eccezione del metodo di riconoscimento retinico). L'articolo presenta le caratteristiche della libreria di riconoscimento dell'iride del nostro algoritmo - EyeR SDK, che corrispondono all'algoritmo VeriEye testato sulle stesse basi. Abbiamo utilizzato i database della società CASIA ottenuti dal loro scanner.
Il valore FAR tipico è 0,00001%.
Secondo la formula (1), N≈3000 è il numero di personale dell'organizzazione, al quale l'identificazione del dipendente è abbastanza stabile.
Vale la pena notare qui una caratteristica importante che distingue il sistema di riconoscimento dell'iride da altri sistemi. In caso di utilizzo di una fotocamera con una risoluzione di 1,3 MP o superiore, è possibile catturare due occhi in un fotogramma. Poiché le probabilità FAR e FRR sono probabilità statisticamente indipendenti, quando si riconosce da due occhi, il valore FAR sarà approssimativamente uguale al quadrato del valore FAR per un occhio. Ad esempio, per FAR 0,001%, quando si utilizzano due occhi, la probabilità di una falsa tolleranza sarà del 10-8%, con FRR è solo il doppio del valore FRR corrispondente per un occhio con FAR = 0,001%.
Vantaggi e svantaggi del metodo
I vantaggi del metodo. Affidabilità statistica dell'algoritmo. L'acquisizione di un'immagine dell'iride può essere eseguita a una distanza da pochi centimetri a diversi metri, mentre non vi è alcun contatto fisico tra la persona e il dispositivo. L'iride è protetta dai danni, il che significa che non cambierà nel tempo. È inoltre possibile utilizzare un gran numero di metodi anticontraffazione.Svantaggi del metodo. Il prezzo di un sistema basato sull'iride è superiore al prezzo di un sistema basato sul riconoscimento delle dita o sul riconoscimento facciale. Scarsa disponibilità di soluzioni pronte. Qualsiasi integratore che arriva oggi sul mercato russo e dice "dammi un sistema già pronto" rischia di rompersi. La maggior parte di loro vende costosi sistemi chiavi in mano installati da grandi aziende come Iridian o LG.
Situazione di mercato
Al momento, la quota delle tecnologie di identificazione dell'iride nel mercato biometrico mondiale è, secondo varie stime, dal 6 al 9% (mentre le tecnologie di riconoscimento delle impronte digitali occupano oltre la metà del mercato). Va notato che fin dall'inizio dello sviluppo di questo metodo, il suo rafforzamento nel mercato è stato rallentato dall'alto costo delle attrezzature e dei componenti necessari per assemblare un sistema di identificazione. Tuttavia, con lo sviluppo delle tecnologie digitali, il costo di un sistema separato ha iniziato a diminuire.Il leader nello sviluppo di software in questo settore è Iridian Technologies.
L'ingresso nel mercato di un gran numero di produttori è stato limitato dalla complessità tecnica degli scanner e, di conseguenza, dal loro costo elevato, nonché dal prezzo elevato del software dovuto alla posizione di monopolio di Iridian nel mercato. Questi fattori hanno permesso solo alle grandi aziende di svilupparsi nel campo del riconoscimento dell'iride, molto probabilmente già impegnate nella produzione di alcuni componenti adatti al sistema di identificazione (ottica ad alta risoluzione, telecamere miniaturizzate con illuminazione ad infrarossi, ecc.). Esempi di tali società possono essere LG Electronics, Panasonic, OKI. Hanno stipulato un accordo con Iridian Technologies e, come risultato del lavoro congiunto, sono comparsi i seguenti sistemi di identificazione: Iris Access 2200, BM-ET500, OKI IrisPass. In futuro, sono sorti modelli migliorati di sistemi, grazie alle capacità tecniche di queste aziende di svilupparsi autonomamente in quest'area. Va detto che le suddette società hanno anche sviluppato il proprio software, ma alla fine preferiscono il software Iridian Technologies nel sistema finito.
Il mercato russo è dominato dai prodotti di società straniere. Anche se difficilmente può essere acquistato. Per molto tempo, l'azienda Papillon ha assicurato a tutti di avere il riconoscimento dell'iride. Ma anche i rappresentanti di RosAtom, il loro acquirente diretto, per il quale hanno realizzato il sistema, affermano che questo non è vero. Ad un certo punto, si è presentata un'altra azienda russa che produceva scanner per l'iride. Ora non ricordo il nome. Hanno comprato l'algoritmo da qualcuno, forse dallo stesso VeriEye. Lo scanner stesso era un sistema vecchio di 10-15 anni, non senza contatto.
Nell'ultimo anno, un paio di nuovi produttori sono entrati nel mercato mondiale a causa della scadenza del brevetto principale per il riconoscimento di una persona dagli occhi. Il più affidabile di loro, secondo me, è AOptix. Almeno le loro anteprime e la documentazione non sono sospette. La seconda società è SRI International. Anche a prima vista, a una persona coinvolta nei sistemi di riconoscimento dell'iride, i loro video sembrano molto ingannevoli. Anche se non sarei sorpreso se in realtà potessero fare qualcosa. E questo e quel sistema non mostra dati su FAR e FRR e, a quanto pare, non è protetto dalla contraffazione.
Riconoscimento facciale
Esistono molti metodi di riconoscimento della geometria del viso. Tutti si basano sul fatto che le caratteristiche del viso e la forma del cranio di ogni persona sono individuali. Quest'area della biometria sembra attraente per molti, perché ci riconosciamo principalmente dai loro volti. Quest'area è suddivisa in due direzioni: riconoscimento 2-D e riconoscimento 3-D. Ognuno di essi presenta vantaggi e svantaggi, ma molto dipende anche dall'area di applicazione e dai requisiti per un particolare algoritmo.In breve, ti parlerò di 2-d e passerò a uno dei metodi più interessanti per oggi: 3-d.
Riconoscimento facciale 2D
Il riconoscimento facciale 2-D è una delle biometriche statisticamente più inefficaci. È apparso molto tempo fa ed è stato utilizzato principalmente nella scienza forense, che ha contribuito al suo sviluppo. Successivamente, sono apparse interpretazioni informatiche del metodo, a seguito delle quali è diventato più affidabile, ma, naturalmente, era inferiore e ogni anno sempre più inferiore ad altri metodi biometrici di identificazione della personalità. Attualmente, a causa di scarsi indicatori statistici, viene utilizzato in multimodale o, come viene anche chiamato, cross-biometrico, o nei social network.
Caratteristiche statistiche del metodo
Per FAR e FRR, sono stati utilizzati i dati degli algoritmi VeriLook. Di nuovo, ha caratteristiche molto comuni per gli algoritmi moderni. A volte gli algoritmi con un FRR dello 0,1% vengono lampeggiati con un FAR simile, ma le basi su cui sono stati ottenuti sono molto dubbie (sfondo ritagliato, stessa espressione facciale, stessa acconciatura, illuminazione).
Il valore FAR tipico è 0,1%.
Dalla formula (1) otteniamo N≈30 - il numero del personale dell'organizzazione, al quale l'identificazione del dipendente è abbastanza stabile.
Come puoi vedere, gli indicatori statistici del metodo sono piuttosto modesti: ciò nega il vantaggio del metodo che è possibile effettuare riprese segrete di volti in luoghi affollati. È divertente vedere come, un paio di volte all'anno, viene finanziato un altro progetto per individuare i criminali attraverso videocamere installate in luoghi affollati. Negli ultimi dieci anni, le caratteristiche statistiche dell'algoritmo non sono migliorate e il numero di tali progetti è cresciuto. Tuttavia, vale la pena notare che l'algoritmo è abbastanza adatto per guidare una persona in mezzo alla folla attraverso molte telecamere.
Vantaggi e svantaggi del metodo
I vantaggi del metodo. Con il riconoscimento 2D, a differenza della maggior parte dei metodi biometrici, non sono necessarie apparecchiature costose. Con l'apposita attrezzatura, possibilità di riconoscimento a notevoli distanze dalla telecamera.Screpolatura. Bassa significatività statistica. Sono imposti requisiti di illuminazione (ad esempio, non è possibile registrare i volti delle persone che entrano dalla strada in una giornata di sole). Per molti algoritmi, qualsiasi interferenza esterna è inaccettabile, ad esempio occhiali, barba, alcuni elementi di un'acconciatura. Un'immagine del viso frontale è obbligatoria, con lievi deviazioni. Molti algoritmi non tengono conto dei possibili cambiamenti nelle espressioni facciali, ovvero l'espressione deve essere neutra.
Riconoscimento facciale 3D
L'implementazione di questo metodo è un compito piuttosto difficile. Nonostante ciò, attualmente ci sono molti metodi per il riconoscimento facciale 3D. I metodi non possono essere confrontati tra loro, poiché utilizzano scanner e basi differenti. non tutti emettono FAR e FRR; vengono utilizzati approcci completamente diversi.
Un metodo di transizione da 2-d a 3-d è un metodo che implementa l'accumulo di informazioni su una persona. Questo metodo ha caratteristiche migliori rispetto al metodo 2D, ma proprio come utilizza una sola fotocamera. Quando il soggetto viene inserito nella base, il soggetto gira la testa e l'algoritmo unisce l'immagine, creando un modello 3d. E durante il riconoscimento, vengono utilizzati diversi frame del flusso video. Questo metodo è piuttosto sperimentale e non ho mai visto un'implementazione per i sistemi ACS.
Il metodo più classico è il metodo di proiezione del modello. Consiste nel fatto che una mesh viene proiettata su un oggetto (faccia). Quindi la fotocamera scatta immagini a una velocità di decine di fotogrammi al secondo e le immagini risultanti vengono elaborate da un programma speciale. Un raggio che cade su una superficie curva si piega: maggiore è la curvatura della superficie, maggiore è la curvatura del raggio. Inizialmente si utilizzava una sorgente di luce visibile, fornita attraverso le "griglie". Quindi la luce visibile è stata sostituita dall'infrarosso, che presenta numerosi vantaggi. Di solito, nella prima fase di elaborazione, vengono scartate le immagini in cui il volto non è affatto visibile o sono presenti oggetti estranei che interferiscono con l'identificazione. Sulla base delle immagini ottenute, viene ripristinato un modello 3D del volto, sul quale vengono evidenziate e rimosse le interferenze non necessarie (acconciatura, barba, baffi e occhiali). Quindi viene analizzato il modello: vengono evidenziate le caratteristiche antropometriche che, di conseguenza, vengono scritte in un codice univoco che viene inserito nel database. Il tempo di acquisizione ed elaborazione delle immagini è di 1-2 secondi per i modelli migliori.
Sta guadagnando popolarità anche il metodo di riconoscimento 3D dall'immagine ottenuta da diverse fotocamere. Un esempio è Vocord con il suo scanner 3D. Questo metodo offre una precisione di posizionamento, secondo le assicurazioni degli sviluppatori, superiore al metodo di proiezione del modello. Ma finché non vedrò FAR e FRR almeno sulla loro base, non ci crederò!!! Ma è già in fase di sviluppo da 3 anni e non si sono ancora visti progressi nelle mostre.
Indicatori statistici del metodo
I dati completi su FRR e FAR per algoritmi di questa classe non sono presentati pubblicamente sui siti Web dei produttori. Ma per i migliori modelli di Bioscript (3D EnrolCam, 3D FastPass), lavorando secondo il metodo di proiezione del modello con FAR = 0,0047%, FRR è 0,103%.Si ritiene che l'affidabilità statistica del metodo sia paragonabile a quella del metodo di identificazione delle impronte digitali.
Vantaggi e svantaggi del metodo
I vantaggi del metodo. Non è necessario contattare il dispositivo di scansione. Bassa sensibilità a fattori esterni, sia sulla persona stessa (l'aspetto degli occhiali, la barba, un cambiamento nell'acconciatura), sia nel suo ambiente (luce, rotazione della testa). Alto livello di affidabilità paragonabile al metodo di identificazione delle impronte digitali.Svantaggi del metodo. Attrezzature costose. I sistemi disponibili in commercio hanno superato anche gli scanner dell'iride. I cambiamenti nelle espressioni facciali e le interferenze sul viso peggiorano l'affidabilità statistica del metodo. Il metodo non è ancora ben sviluppato, soprattutto rispetto al fingerprinting da tempo utilizzato, che ne complica l'uso diffuso.
Situazione di mercato
Il riconoscimento facciale è considerato una delle "tre grandi biometriche" insieme al riconoscimento delle impronte digitali e dell'iride. Devo dire che questo metodo è abbastanza comune e per ora è preferito al riconoscimento dall'iride dell'occhio. La quota delle tecnologie di riconoscimento della geometria facciale nel volume totale del mercato biometrico mondiale può essere stimata al 13-18 percento. In Russia, questa tecnologia sta anche mostrando un interesse maggiore rispetto, ad esempio, all'identificazione tramite l'iride. Come accennato in precedenza, esistono molti algoritmi di riconoscimento 3D. La maggior parte delle aziende preferisce sviluppare sistemi già pronti, inclusi scanner, server e software. Tuttavia, ci sono anche quelli che offrono solo l'SDK al consumatore. Oggi si possono notare le seguenti aziende che sviluppano questa tecnologia: Geometrix, Inc. (scanner facciali 3D, software), Genex Technologies (scanner facciali 3D, software) negli Stati Uniti, Cognitec Systems GmbH (SDK, computer speciali, fotocamere 2D) in Germania, Bioscrypt (scanner facciali 3D, software) - una filiale dell'americana azienda L- 1 Soluzioni di identità.In Russia, le società del Gruppo Artec (scanner facciali 3D e software) lavorano in questa direzione: un'azienda con sede in California e lo sviluppo e la produzione sono effettuati a Mosca. Inoltre, diverse aziende russe possiedono una tecnologia di riconoscimento facciale 2D: Vocord, ITV, ecc.
Nel campo del riconoscimento facciale 2D, il software è l'oggetto principale dello sviluppo. le fotocamere convenzionali fanno un ottimo lavoro nell'acquisizione di immagini facciali. La soluzione al problema del riconoscimento facciale ha raggiunto in una certa misura un vicolo cieco: ormai da diversi anni non c'è stato praticamente alcun miglioramento negli indicatori statistici degli algoritmi. In questo settore c'è un "lavoro sugli errori" sistematico.
Il riconoscimento facciale 3D è ora un'area molto più attraente per gli sviluppatori. Molte squadre ci lavorano e sentono regolarmente parlare di nuove scoperte. Molte opere sono in stato “appena per il rilascio”. Ma finora sul mercato ci sono solo vecchie offerte, la scelta non è cambiata negli ultimi anni.
Uno dei punti interessanti a cui a volte penso e a cui Habr potrebbe rispondere: la precisione di Kinect è sufficiente per creare un sistema del genere? I progetti per tirare un modello 3d di una persona attraverso di esso sono abbastanza possibili.
Riconoscimento delle vene della mano
Questa è una nuova tecnologia nel campo della biometria, il suo uso diffuso è iniziato solo 5-10 anni fa. Una telecamera a infrarossi scatta immagini dell'esterno o dell'interno della mano. Il modello delle vene si forma a causa del fatto che l'emoglobina del sangue assorbe la radiazione IR. Di conseguenza, il grado di riflessione è ridotto e le vene sono visibili sulla fotocamera come linee nere. Un programma speciale basato sui dati ricevuti crea una convoluzione digitale. Non è necessario alcun contatto umano con il dispositivo di scansione.
La tecnologia è paragonabile in affidabilità con il riconoscimento dall'iride dell'occhio, in qualche modo superandola e in qualche modo inferiore.
I valori FRR e FAR sono per lo scanner Palm Vein. Secondo i dati dello sviluppatore, con un FAR dello 0,0008%, il FRR è dello 0,01%. Un grafico più accurato per diversi valori non è fornito da nessuna azienda.
Vantaggi e svantaggi del metodo
I vantaggi del metodo. Non è necessario contattare il dispositivo di scansione. Alta affidabilità: gli indicatori statistici del metodo sono paragonabili a quelli dell'iride. Caratteristiche nascoste: a differenza di tutte le precedenti, questa caratteristica è molto difficile da ottenere da una persona “per strada”, ad esempio fotografandola con una macchina fotografica.Svantaggi del metodo. L'illuminazione dello scanner dai raggi del sole e dai raggi delle lampade alogene è inaccettabile. Alcune malattie legate all'età, come l'artrite, peggiorano notevolmente FAR e FRR. Il metodo è meno studiato rispetto ad altri metodi biometrici statici.
Situazione di mercato
Il riconoscimento del modello delle vene della mano è una tecnologia abbastanza nuova, e quindi la sua quota nel mercato mondiale è piccola e ammonta a circa il 3%. Tuttavia, c'è un crescente interesse per questo metodo. Il fatto è che, essendo abbastanza accurato, questo metodo non richiede attrezzature così costose come, ad esempio, metodi di riconoscimento basati sulla geometria del viso o sull'iride. Ora molte aziende si stanno sviluppando in questo settore. Ad esempio, per ordine dell'azienda inglese TDSi, è stato sviluppato il software per il lettore biometrico delle vene del palmo PalmVein, presentato da Fujitsu. Lo scanner stesso è stato sviluppato da Fujitsu principalmente per combattere le frodi finanziarie in Giappone.Le seguenti società Veid Pte lavorano anche nel campo dell'identificazione per modello venoso. Ltd. (scanner, software), Hitachi VeinID (scanner)
In Russia non conosco aziende che si occupano di questa tecnologia.
Retina
Fino a poco tempo si riteneva che il metodo più affidabile di identificazione biometrica e autenticazione della personalità fosse un metodo basato sulla scansione della retina dell'occhio. Contiene le migliori caratteristiche di identificazione da parte dell'iride e delle vene del braccio. Lo scanner legge lo schema dei capillari sulla superficie della retina. La retina ha una struttura immobile che non cambia nel tempo, se non in conseguenza di una malattia, come la cataratta.
Le scansioni retiniche vengono eseguite utilizzando luce infrarossa a bassa intensità diretta attraverso la pupilla ai vasi sanguigni nella parte posteriore dell'occhio. Gli scanner retinici sono diventati molto diffusi nei sistemi di controllo accessi per oggetti altamente classificati, in quanto hanno una delle più basse percentuali di diniego di accesso per gli utenti registrati e non ci sono praticamente permessi di accesso errati.
Sfortunatamente, sorgono una serie di difficoltà quando si utilizza questo metodo biometrico. Lo scanner qui è un sistema ottico molto complesso e una persona non deve muoversi per un tempo considerevole mentre il sistema è guidato, il che provoca sensazioni spiacevoli.
Secondo EyeDentify, per lo scanner ICAM2001 con FAR = 0,001%, il valore FRR è 0,4%.
Vantaggi e svantaggi del metodo
Vantaggi. Elevato livello di affidabilità statistica. A causa della bassa prevalenza dei sistemi, c'è poca probabilità di sviluppare un modo per "imbrogliarli".Screpolatura. Sistema sofisticato con tempi di consegna elevati. L'alto costo del sistema. Mancanza di un ampio mercato di offerta e, di conseguenza, insufficiente intensità di sviluppo del metodo.
Geometria della mano
Questo metodo, abbastanza diffuso anche 10 anni fa, e originato dalla scienza forense negli ultimi anni, è in declino. Si basa sull'ottenimento delle caratteristiche geometriche delle mani: la lunghezza delle dita, la larghezza del palmo, ecc. Questo metodo, come la retina dell'occhio, sta morendo, e poiché ha caratteristiche molto inferiori, non lo introdurremo nemmeno più completamente.
A volte si ritiene che i metodi di riconoscimento geometrico siano utilizzati nei sistemi di riconoscimento delle vene. Ma in vendita non ne abbiamo mai visto uno così chiaramente dichiarato. E inoltre, spesso quando si riconosce per vene, viene scattata una foto del solo palmo, mentre quando si riconosce per geometria, viene scattata una foto delle dita.
Un po' di autopromozione
Un tempo, abbiamo sviluppato un buon algoritmo di riconoscimento degli occhi. Ma a quel tempo una cosa così high-tech non era necessaria in questo paese, e non volevo andare al borghese (dove siamo stati invitati dopo il primissimo articolo). Ma improvvisamente, dopo un anno e mezzo, c'erano investitori che volevano costruire da soli un "portale biometrico" - un sistema che mangiasse due occhi e usasse la componente cromatica dell'iride (per la quale l'investitore aveva un brevetto mondiale) . In realtà, ora lo stiamo facendo. Ma questo non è un articolo sull'autopromozione, questa è una breve digressione lirica. Se qualcuno è interessato ci sono alcune informazioni, ma in futuro, quando entreremo nel mercato (o meno), scriverò alcune parole sui colpi di scena di un progetto biometrico in Russia.conclusioni
Anche nella classe dei sistemi biometrici statici esiste un'ampia selezione di sistemi. Quale dovresti scegliere? Tutto dipende dai requisiti del sistema di sicurezza. I sistemi di accesso statisticamente più affidabili e a prova di manomissione sono l'iride e le vene del braccio. Per i primi, esiste un mercato più ampio per le proposte. Ma questo non è il limite. I sistemi di identificazione biometrica possono essere combinati per ottenere una precisione astronomica. I sistemi più economici e facili da usare, ma con buone statistiche, sono i fingertip. La tolleranza della faccia 2D è comoda ed economica, ma ha un'applicabilità limitata a causa delle scarse statistiche.Considerare le caratteristiche che avrà ciascuno dei sistemi: resistenza alla contraffazione, resistenza all'ambiente, facilità d'uso, costo, velocità, stabilità della caratteristica biometrica nel tempo. Mettiamo i segni da 1 a 10 in ogni colonna. Più il punteggio è vicino a 10, migliore è il sistema in questo senso. I principi per la scelta dei voti sono stati descritti all'inizio dell'articolo.
Considerare anche la relazione tra FAR e FRR per questi sistemi. Questo rapporto determina l'efficienza del sistema e l'ampiezza del suo utilizzo.
Vale la pena ricordare che per l'iride è possibile aumentare la precisione del sistema quasi quadraticamente, senza perdite di tempo, se si complica il sistema rendendolo due occhi. Per il metodo delle impronte digitali - combinando più dita e riconoscimento per vene, combinando due mani, ma un tale miglioramento è possibile solo con un aumento del tempo trascorso a lavorare con una persona.
Riassumendo i risultati per i metodi, possiamo dire che per oggetti medi e grandi, così come per oggetti con un requisito di massima sicurezza, l'iride dovrebbe essere utilizzata come accesso biometrico e, possibilmente, riconoscimento delle vene della mano. Per le strutture con un massimo di diverse centinaia di personale, l'accesso alle impronte digitali sarà ottimale. I sistemi di riconoscimento facciale 2D sono molto specifici. Possono essere richiesti nei casi in cui il riconoscimento richiede l'assenza di contatto fisico, ma è impossibile consegnare il sistema di controllo dell'iride. Ad esempio, se è necessario identificare una persona senza la sua partecipazione, una telecamera nascosta, o una telecamera di rilevamento esterna, ma ciò è possibile solo con un piccolo numero di soggetti nella base e un piccolo flusso di persone riprese dalla telecamera.
Nota per un giovane tecnico
Alcuni produttori, ad esempio Neurotechnology, hanno versioni demo dei metodi biometrici che rilasciano sul loro sito Web, quindi puoi facilmente collegarli e giocare. Per coloro che decidono di approfondire il problema più seriamente, posso consigliare l'unico libro che ho visto in russo - "A Guide to Biometrics" di R.M. Ball, J.H. Connel, S. Pancanti. Esistono molti algoritmi e i loro modelli matematici. Non tutto è completo e non tutto corrisponde alla modernità, ma la base non è cattiva e completa.P.S.
In quest'opera non ho approfondito il problema dell'autenticazione, ma solo accennato all'identificazione. In linea di massima, dalle caratteristiche del FAR/FRR e dalla possibilità di contraffazione, si suggeriscono tutte le conclusioni sul tema dell'autenticazione.Tag: Aggiungi tag
Zlodei Baal 11 agosto 2011 alle 21:54
Metodi moderni di identificazione biometrica
- Informazioni di sicurezza
Di recente, molti articoli sono apparsi su Habré sui sistemi di identificazione del volto di Google. Ad essere onesti, da molti di loro porta giornalismo e, per usare un eufemismo, incompetenza. E volevo scrivere un buon articolo sulla biometria, non è il mio primo! Ci sono un paio di buoni articoli sulla biometria su Habré, ma sono piuttosto brevi e incompleti. Qui cercherò di delineare brevemente i principi generali dell'identificazione biometrica e le moderne conquiste dell'umanità in questa materia. Compresa l'identificazione tramite i volti.
L'articolo ha, che è essenzialmente il suo prequel.
L'articolo sarà basato su una pubblicazione congiunta con un collega della rivista (BDI, 2009), rivista per adattarsi alle realtà moderne. Habré non ha ancora colleghi, ma ha sostenuto la pubblicazione dell'articolo rivisto qui. Al momento della pubblicazione, l'articolo era una breve panoramica del moderno mercato della tecnologia biometrica, che abbiamo condotto per noi stessi prima di lanciare il nostro prodotto. I giudizi valutativi sull'applicabilità presentati nella seconda parte dell'articolo si basano sulle opinioni delle persone che hanno utilizzato e implementato i prodotti, nonché sulle opinioni delle persone coinvolte nella produzione di sistemi biometrici in Russia e in Europa.
Informazione Generale
Cominciamo con le basi. Nel 95% dei casi, la biometria è essenzialmente statistica matematica. E matstat è una scienza esatta, i cui algoritmi sono usati ovunque: nei radar e nei sistemi bayesiani. Errori del primo e del secondo tipo possono essere assunti come le due caratteristiche principali di qualsiasi sistema biometrico). Nella teoria dei radar, sono solitamente chiamati "falso allarme" o "bersaglio miss", e in biometria i concetti più affermati sono FAR (False Acceptance Rate) e FRR (False Rejection Rate). Il primo numero caratterizza la probabilità di una falsa coincidenza delle caratteristiche biometriche di due persone. Il secondo è la probabilità di negazione dell'accesso a una persona autorizzata. Il sistema è migliore, minore è il valore FRR per gli stessi valori FAR. A volte viene utilizzata anche la caratteristica comparativa EER, che determina il punto in cui si intersecano i grafici FRR e FAR. Ma non è sempre rappresentativo. Maggiori dettagli possono essere trovati, ad esempio,.Si può notare quanto segue: se FAR e FRR non sono indicati nelle caratteristiche del sistema basato su database biometrici aperti, allora qualunque cosa i produttori dichiarino sulle sue caratteristiche, questo sistema è molto probabilmente incompetente o molto più debole dei concorrenti.
Ma non solo FAR e FRR determinano la qualità del sistema biometrico. Se questo fosse l'unico modo, allora la tecnologia leader sarebbe il riconoscimento delle persone dal DNA, per cui FAR e FRR tendono a zero. Ma è ovvio che questa tecnologia non è applicabile allo stadio attuale dello sviluppo umano! Abbiamo sviluppato diverse caratteristiche empiriche che ci consentono di valutare la qualità del sistema. La “resistenza alla contraffazione” è una caratteristica empirica che riassume quanto sia facile ingannare un identificatore biometrico. "Resistenza all'ambiente" - una caratteristica che valuta empiricamente la stabilità del sistema in varie condizioni esterne, come cambiamenti di illuminazione o temperatura ambiente. "Facilità d'uso" mostra quanto sia difficile utilizzare uno scanner biometrico, se l'identificazione è possibile "in movimento". Una caratteristica importante è "Velocità di funzionamento" e "Costo del sistema". Non dimenticare che le caratteristiche biometriche di una persona possono cambiare nel tempo, quindi se è instabile, questo è uno svantaggio significativo.
L'abbondanza di metodi biometrici è sorprendente. I metodi principali che utilizzano le caratteristiche biometriche statiche di una persona sono l'identificazione tramite pattern papillare su dita, iride, geometria del viso, retina, pattern venoso della mano e geometria della mano. Esiste anche una famiglia di metodi che utilizzano caratteristiche dinamiche: identificazione tramite voce, dinamica della scrittura, frequenza cardiaca, andatura. Di seguito la distribuzione del mercato biometrico di un paio di anni fa. In ogni altra fonte, questi dati fluttuano del 15-20 percento, quindi questa è solo una stima. Anche qui sotto il concetto di "geometria della mano" ci sono due metodi diversi, che verranno discussi di seguito.
In questo articolo considereremo solo quelle caratteristiche applicabili nei sistemi di controllo degli accessi (ACS) o nelle attività correlate. A causa della loro superiorità, queste sono principalmente caratteristiche statiche. Delle caratteristiche dinamiche al momento, solo il riconoscimento vocale ha almeno un certo significato statistico (paragonabile ai peggiori algoritmi statici FAR ~ 0,1%, FRR ~ 6%), ma solo in condizioni ideali.
Per avere un'idea delle probabilità di FAR e FRR, puoi stimare la frequenza con cui si verificheranno false corrispondenze se installi un sistema di identificazione a un gateway con N personale. La probabilità di una falsa coincidenza di un'impronta digitale ricevuta da uno scanner per un database di N impronte digitali è FAR ∙ N. E ogni giorno circa N persone passano anche attraverso il punto di controllo accessi. Allora la probabilità di errore per un giorno lavorativo è FAR ∙ (N ∙ N). Naturalmente, a seconda degli obiettivi del sistema di identificazione, la probabilità di un errore per unità di tempo può variare notevolmente, ma se accettiamo come accettabile un errore per giorno lavorativo, allora:
(1)Quindi si ottiene che il funzionamento stabile del sistema di identificazione con FAR = 0,1% = 0,001 è possibile con il numero di personale N≈30.
Scanner biometrici
Oggi i concetti di "algoritmo biometrico" e "scanner biometrico" non sono necessariamente interconnessi. L'azienda può produrre questi elementi singolarmente o insieme. La maggiore differenziazione tra produttori di scanner e produttori di software è stata raggiunta nel mercato della biometria papillare delle dita. Il più piccolo scanner facciale 3D sul mercato. Infatti, il livello di differenziazione riflette in gran parte lo sviluppo e la saturazione del mercato. Maggiore è la scelta, più l'argomento viene elaborato e portato alla perfezione. Scanner differenti hanno un diverso insieme di capacità. Fondamentalmente si tratta di un insieme di test per verificare se un oggetto biometrico è stato manomesso o meno. Per i lettori d'impronte digitali può essere un bump check o un controllo della temperatura, per gli scanner oculari può essere un controllo dell'alloggio della pupilla, per gli scanner del viso può essere un movimento del viso.Gli scanner influenzano notevolmente le statistiche FAR e FRR ricevute. In alcuni casi, questi numeri possono cambiare decine di volte, soprattutto in condizioni reali. Di solito, le caratteristiche dell'algoritmo sono date per una base "ideale", o solo per una ben adatta, in cui vengono buttati fuori fotogrammi sfocati e sfocati. Solo pochi algoritmi indicano onestamente sia la base che l'output FAR / FRR completo per esso.
E ora più in dettaglio su ciascuna delle tecnologie
impronte digitali
L'impronta digitale (riconoscimento delle impronte digitali) è il metodo biometrico di identificazione personale più sviluppato oggi. Il catalizzatore per lo sviluppo del metodo è stato il suo uso diffuso nella scienza forense del XX secolo.
Ogni persona ha un modello di impronta papillare unico, che rende possibile l'identificazione. Tipicamente, gli algoritmi utilizzano punti caratteristici sulle impronte digitali: fine della linea del modello, ramificazione della linea, punti singoli. Inoltre, sono coinvolte informazioni sulla struttura morfologica dell'impronta digitale: la posizione relativa delle linee chiuse del modello papillare, delle linee "arcuate" e a spirale. Le caratteristiche del pattern papillare vengono convertite in un codice univoco che preserva il contenuto informativo dell'immagine di stampa. E sono i "codici delle impronte digitali" che vengono archiviati nel database utilizzato per la ricerca e il confronto. Il tempo per tradurre un'immagine dell'impronta digitale in un codice e la sua identificazione di solito non supera 1 s, a seconda delle dimensioni del database. Il tempo speso per alzare la mano non viene conteggiato. Le statistiche dell'SDK di VeriFinger ottenute con lo scanner di impronte digitali DP U.are.U sono state utilizzate come fonte di dati su FAR e FRR. Negli ultimi 5-10 anni, le caratteristiche del riconoscimento delle dita non sono migliorate molto, quindi le cifre fornite sono un buon esempio del valore medio dei moderni algoritmi. Lo stesso algoritmo VeriFinger ha vinto per diversi anni l'International Fingerprint Verification Competition, in cui gli algoritmi di riconoscimento delle dita hanno gareggiato.
Il tipico valore FAR per il metodo di riconoscimento delle impronte digitali è 0,001%.
Dalla formula (1) si ricava che il funzionamento stabile del sistema di identificazione con FAR = 0,001% è possibile con il numero di addetti N≈300. I vantaggi del metodo. Alta affidabilità: gli indicatori statistici del metodo sono migliori degli indicatori dei metodi di identificazione per viso, voce, pittura. Basso costo dei dispositivi che scansionano un'immagine dell'impronta digitale. Una procedura abbastanza semplice per la scansione di un'impronta digitale.
Svantaggi: il pattern papillare dell'impronta digitale è molto facilmente danneggiato da piccoli graffi e tagli. Le persone che hanno utilizzato scanner in fabbriche con diverse centinaia di dipendenti segnalano un'elevata percentuale di errori di scansione. Molti degli scanner sono inadeguati per la pelle secca e tengono fuori gli anziani. Durante la comunicazione all'ultima mostra MIPS, il capo del servizio di sicurezza di una grande impresa chimica ha affermato che il loro tentativo di introdurre lettori di impronte digitali nell'azienda (sono stati provati scanner di vari sistemi) è fallito: l'esposizione minima alle sostanze chimiche sulle dita dei dipendenti ha causato il fallimento dei sistemi di sicurezza degli scanner - gli scanner hanno dichiarato che le dita erano false. Manca inoltre la tutela contro la contraffazione dell'immagine dell'impronta digitale, anche a causa dell'ampio utilizzo del metodo. Naturalmente, non tutti gli scanner possono essere ingannati con i metodi dei Legend Busters, ma comunque. Per alcune persone con dita "non adatte" (in particolare temperatura corporea, umidità), la probabilità di negazione dell'accesso può raggiungere il 100%. Il numero di tali persone varia da una frazione di punto percentuale per scanner costosi al dieci per cento per quelli economici.
Certo, vale la pena notare che un gran numero di carenze è causato dalla diffusa prevalenza del sistema, ma queste carenze si verificano e compaiono molto spesso.
Situazione di mercato
Al momento, i sistemi di riconoscimento delle impronte digitali occupano più della metà del mercato biometrico. Molte aziende russe e straniere sono impegnate nella produzione di sistemi di controllo degli accessi basati sul metodo di identificazione delle impronte digitali. Poiché questa direzione è una delle più antiche, è la più diffusa ed è di gran lunga la più sviluppata. Gli scanner di impronte digitali hanno fatto molta strada per migliorare. I moderni sistemi sono dotati di vari sensori (temperatura, pressione, ecc.), Che aumentano il grado di protezione contro la contraffazione. I sistemi diventano ogni giorno più convenienti e compatti. In effetti, gli sviluppatori hanno già raggiunto un certo limite in quest'area e non c'è nessun posto dove sviluppare ulteriormente il metodo. Inoltre, la maggior parte delle aziende produce sistemi già pronti dotati di tutto il necessario, incluso il software. Gli integratori in quest'area semplicemente non hanno bisogno di assemblare il sistema da soli, poiché non è redditizio e richiederà più tempo e fatica rispetto all'acquisto di un sistema già pronto e già economico, più la scelta sarà davvero ampia.Tra le aziende estere che si occupano di sistemi di riconoscimento delle impronte digitali si possono citare SecuGen (scanner USB per PC, scanner installabili nelle aziende o incorporati nelle serrature, SDK e software per la connessione del sistema al computer); Bayometric Inc. (scanner di impronte digitali, TAA / Sistemi di controllo accessi, SDK di impronte digitali, moduli di impronte digitali incorporati); DigitalPersona, Inc. (scanner USB, SDK). In Russia, le seguenti aziende lavorano in questo settore: BioLink (scanner di impronte digitali, dispositivi di controllo degli accessi biometrici, software); Sonda (scanner di impronte digitali, dispositivi di controllo accessi biometrici, SDK); SmartLock (scanner e moduli di impronte digitali), ecc.
Iris
L'iride dell'occhio è una caratteristica unica dell'uomo. Il modello dell'iride si forma all'ottavo mese di sviluppo intrauterino, si stabilizza infine all'età di circa due anni e praticamente non cambia durante la vita, se non a seguito di gravi traumi o patologie acute. Il metodo è uno dei più precisi tra i metodi biometrici.
Il sistema di identificazione dell'iride è logicamente diviso in due parti: un dispositivo per catturare un'immagine, la sua elaborazione primaria e trasmissione a un computer, e un computer che confronta l'immagine con le immagini nel database e invia un comando per l'ammissione al dispositivo esecutivo .
Il tempo di elaborazione dell'immagine primaria nei sistemi moderni è di circa 300-500 ms, la velocità di confronto dell'immagine risultante con la base è al livello di 50.000-150000 confronti al secondo su un normale PC. Questa velocità di confronto non impone restrizioni all'applicazione del metodo nelle grandi organizzazioni quando viene utilizzato nei sistemi di accesso. Quando si utilizzano computer specializzati e algoritmi di ottimizzazione della ricerca, diventa persino possibile identificare una persona tra gli abitanti di un intero paese.
Rispondo subito che sono un po' di parte e ho un atteggiamento positivo nei confronti di questo metodo, visto che è in questo campo che abbiamo lanciato la nostra startup. Un paragrafo alla fine sarà dedicato ad una piccola autopromozione.
Caratteristiche statistiche del metodo
Le caratteristiche di FAR e FRR per l'iride sono le migliori nella classe dei moderni sistemi biometrici (con la possibile eccezione del metodo di riconoscimento retinico). L'articolo presenta le caratteristiche della libreria di riconoscimento dell'iride del nostro algoritmo - EyeR SDK, che corrispondono all'algoritmo VeriEye testato sulle stesse basi. Abbiamo utilizzato i database della società CASIA ottenuti dal loro scanner.Il valore FAR tipico è 0,00001%.
Secondo la formula (1), N≈3000 è il numero di personale dell'organizzazione, al quale l'identificazione del dipendente è abbastanza stabile.
Vale la pena notare qui una caratteristica importante che distingue il sistema di riconoscimento dell'iride da altri sistemi. In caso di utilizzo di una fotocamera con una risoluzione di 1,3 MP o superiore, è possibile catturare due occhi in un fotogramma. Poiché le probabilità FAR e FRR sono probabilità statisticamente indipendenti, quando si riconosce da due occhi, il valore FAR sarà approssimativamente uguale al quadrato del valore FAR per un occhio. Ad esempio, per FAR 0,001%, quando si utilizzano due occhi, la probabilità di una falsa tolleranza sarà del 10-8%, con FRR è solo il doppio del valore FRR corrispondente per un occhio con FAR = 0,001%.
Vantaggi e svantaggi del metodo
I vantaggi del metodo. Affidabilità statistica dell'algoritmo. L'acquisizione di un'immagine dell'iride può essere eseguita a una distanza da pochi centimetri a diversi metri, mentre non vi è alcun contatto fisico tra la persona e il dispositivo. L'iride è protetta dai danni, il che significa che non cambierà nel tempo. È inoltre possibile utilizzare un gran numero di metodi anticontraffazione.Svantaggi del metodo. Il prezzo di un sistema basato sull'iride è superiore al prezzo di un sistema basato sul riconoscimento delle dita o sul riconoscimento facciale. Scarsa disponibilità di soluzioni pronte. Qualsiasi integratore che arriva oggi sul mercato russo e dice "dammi un sistema già pronto" rischia di rompersi. La maggior parte di loro vende costosi sistemi chiavi in mano installati da grandi aziende come Iridian o LG.
Situazione di mercato
Al momento, la quota delle tecnologie di identificazione dell'iride nel mercato biometrico mondiale è, secondo varie stime, dal 6 al 9% (mentre le tecnologie di riconoscimento delle impronte digitali occupano oltre la metà del mercato). Va notato che fin dall'inizio dello sviluppo di questo metodo, il suo rafforzamento nel mercato è stato rallentato dall'alto costo delle attrezzature e dei componenti necessari per assemblare un sistema di identificazione. Tuttavia, con lo sviluppo delle tecnologie digitali, il costo di un sistema separato ha iniziato a diminuire.Il leader nello sviluppo di software in questo settore è Iridian Technologies.
L'ingresso nel mercato di un gran numero di produttori è stato limitato dalla complessità tecnica degli scanner e, di conseguenza, dal loro costo elevato, nonché dal prezzo elevato del software dovuto alla posizione di monopolio di Iridian nel mercato. Questi fattori hanno permesso solo alle grandi aziende di svilupparsi nel campo del riconoscimento dell'iride, molto probabilmente già impegnate nella produzione di alcuni componenti adatti al sistema di identificazione (ottica ad alta risoluzione, telecamere miniaturizzate con illuminazione ad infrarossi, ecc.). Esempi di tali società possono essere LG Electronics, Panasonic, OKI. Hanno stipulato un accordo con Iridian Technologies e, come risultato del lavoro congiunto, sono comparsi i seguenti sistemi di identificazione: Iris Access 2200, BM-ET500, OKI IrisPass. In futuro, sono sorti modelli migliorati di sistemi, grazie alle capacità tecniche di queste aziende di svilupparsi autonomamente in quest'area. Va detto che le suddette società hanno anche sviluppato il proprio software, ma alla fine preferiscono il software Iridian Technologies nel sistema finito.
Il mercato russo è dominato dai prodotti di società straniere. Anche se difficilmente può essere acquistato. Per molto tempo, l'azienda Papillon ha assicurato a tutti di avere il riconoscimento dell'iride. Ma anche i rappresentanti di RosAtom, il loro acquirente diretto, per il quale hanno realizzato il sistema, affermano che questo non è vero. Ad un certo punto, si è presentata un'altra azienda russa che produceva scanner per l'iride. Ora non ricordo il nome. Hanno comprato l'algoritmo da qualcuno, forse dallo stesso VeriEye. Lo scanner stesso era un sistema vecchio di 10-15 anni, non senza contatto.
Nell'ultimo anno, un paio di nuovi produttori sono entrati nel mercato mondiale a causa della scadenza del brevetto principale per il riconoscimento di una persona dagli occhi. Il più affidabile di loro, secondo me, è AOptix. Almeno le loro anteprime e la documentazione non sono sospette. La seconda società è SRI International. Anche a prima vista, a una persona coinvolta nei sistemi di riconoscimento dell'iride, i loro video sembrano molto ingannevoli. Anche se non sarei sorpreso se in realtà potessero fare qualcosa. E questo e quel sistema non mostra dati su FAR e FRR e, a quanto pare, non è protetto dalla contraffazione.
Riconoscimento facciale
Esistono molti metodi di riconoscimento della geometria del viso. Tutti si basano sul fatto che le caratteristiche del viso e la forma del cranio di ogni persona sono individuali. Quest'area della biometria sembra attraente per molti, perché ci riconosciamo principalmente dai loro volti. Quest'area è suddivisa in due direzioni: riconoscimento 2-D e riconoscimento 3-D. Ognuno di essi presenta vantaggi e svantaggi, ma molto dipende anche dall'area di applicazione e dai requisiti per un particolare algoritmo.In breve, ti parlerò di 2-d e passerò a uno dei metodi più interessanti per oggi: 3-d.
Riconoscimento facciale 2D
Il riconoscimento facciale 2-D è una delle biometriche statisticamente più inefficaci. È apparso molto tempo fa ed è stato utilizzato principalmente nella scienza forense, che ha contribuito al suo sviluppo. Successivamente, sono apparse interpretazioni informatiche del metodo, a seguito delle quali è diventato più affidabile, ma, naturalmente, era inferiore e ogni anno sempre più inferiore ad altri metodi biometrici di identificazione della personalità. Attualmente, a causa di scarsi indicatori statistici, viene utilizzato in multimodale o, come viene anche chiamato, cross-biometrico, o nei social network.
Caratteristiche statistiche del metodo
Per FAR e FRR, sono stati utilizzati i dati degli algoritmi VeriLook. Di nuovo, ha caratteristiche molto comuni per gli algoritmi moderni. A volte gli algoritmi con un FRR dello 0,1% vengono lampeggiati con un FAR simile, ma le basi su cui sono stati ottenuti sono molto dubbie (sfondo ritagliato, stessa espressione facciale, stessa acconciatura, illuminazione).Il valore FAR tipico è 0,1%.
Dalla formula (1) otteniamo N≈30 - il numero del personale dell'organizzazione, al quale l'identificazione del dipendente è abbastanza stabile.
Come puoi vedere, gli indicatori statistici del metodo sono piuttosto modesti: ciò nega il vantaggio del metodo che è possibile effettuare riprese segrete di volti in luoghi affollati. È divertente vedere come, un paio di volte all'anno, viene finanziato un altro progetto per individuare i criminali attraverso videocamere installate in luoghi affollati. Negli ultimi dieci anni, le caratteristiche statistiche dell'algoritmo non sono migliorate e il numero di tali progetti è cresciuto. Tuttavia, vale la pena notare che l'algoritmo è abbastanza adatto per guidare una persona in mezzo alla folla attraverso molte telecamere.
Vantaggi e svantaggi del metodo
I vantaggi del metodo. Con il riconoscimento 2D, a differenza della maggior parte dei metodi biometrici, non sono necessarie apparecchiature costose. Con l'apposita attrezzatura, possibilità di riconoscimento a notevoli distanze dalla telecamera.Screpolatura. Bassa significatività statistica. Sono imposti requisiti di illuminazione (ad esempio, non è possibile registrare i volti delle persone che entrano dalla strada in una giornata di sole). Per molti algoritmi, qualsiasi interferenza esterna è inaccettabile, ad esempio occhiali, barba, alcuni elementi di un'acconciatura. Un'immagine del viso frontale è obbligatoria, con lievi deviazioni. Molti algoritmi non tengono conto dei possibili cambiamenti nelle espressioni facciali, ovvero l'espressione deve essere neutra.
Riconoscimento facciale 3D
L'implementazione di questo metodo è un compito piuttosto difficile. Nonostante ciò, attualmente ci sono molti metodi per il riconoscimento facciale 3D. I metodi non possono essere confrontati tra loro, poiché utilizzano scanner e basi differenti. non tutti emettono FAR e FRR; vengono utilizzati approcci completamente diversi.
Un metodo di transizione da 2-d a 3-d è un metodo che implementa l'accumulo di informazioni su una persona. Questo metodo ha caratteristiche migliori rispetto al metodo 2D, ma proprio come utilizza una sola fotocamera. Quando il soggetto viene inserito nella base, il soggetto gira la testa e l'algoritmo unisce l'immagine, creando un modello 3d. E durante il riconoscimento, vengono utilizzati diversi frame del flusso video. Questo metodo è piuttosto sperimentale e non ho mai visto un'implementazione per i sistemi ACS.
Il metodo più classico è il metodo di proiezione del modello. Consiste nel fatto che una mesh viene proiettata su un oggetto (faccia). Quindi la fotocamera scatta immagini a una velocità di decine di fotogrammi al secondo e le immagini risultanti vengono elaborate da un programma speciale. Un raggio che cade su una superficie curva si piega: maggiore è la curvatura della superficie, maggiore è la curvatura del raggio. Inizialmente si utilizzava una sorgente di luce visibile, fornita attraverso le "griglie". Quindi la luce visibile è stata sostituita dall'infrarosso, che presenta numerosi vantaggi. Di solito, nella prima fase di elaborazione, vengono scartate le immagini in cui il volto non è affatto visibile o sono presenti oggetti estranei che interferiscono con l'identificazione. Sulla base delle immagini ottenute, viene ripristinato un modello 3D del volto, sul quale vengono evidenziate e rimosse le interferenze non necessarie (acconciatura, barba, baffi e occhiali). Quindi viene analizzato il modello: vengono evidenziate le caratteristiche antropometriche che, di conseguenza, vengono scritte in un codice univoco che viene inserito nel database. Il tempo di acquisizione ed elaborazione delle immagini è di 1-2 secondi per i modelli migliori.
Sta guadagnando popolarità anche il metodo di riconoscimento 3D dall'immagine ottenuta da diverse fotocamere. Un esempio è Vocord con il suo scanner 3D. Questo metodo offre una precisione di posizionamento, secondo le assicurazioni degli sviluppatori, superiore al metodo di proiezione del modello. Ma finché non vedrò FAR e FRR almeno sulla loro base, non ci crederò!!! Ma è già in fase di sviluppo da 3 anni e non si sono ancora visti progressi nelle mostre.
Indicatori statistici del metodo
I dati completi su FRR e FAR per algoritmi di questa classe non sono presentati pubblicamente sui siti Web dei produttori. Ma per i migliori modelli di Bioscript (3D EnrolCam, 3D FastPass), lavorando secondo il metodo di proiezione del modello con FAR = 0,0047%, FRR è 0,103%.Si ritiene che l'affidabilità statistica del metodo sia paragonabile a quella del metodo di identificazione delle impronte digitali.
Vantaggi e svantaggi del metodo
I vantaggi del metodo. Non è necessario contattare il dispositivo di scansione. Bassa sensibilità a fattori esterni, sia sulla persona stessa (l'aspetto degli occhiali, la barba, un cambiamento nell'acconciatura), sia nel suo ambiente (luce, rotazione della testa). Alto livello di affidabilità paragonabile al metodo di identificazione delle impronte digitali.Svantaggi del metodo. Attrezzature costose. I sistemi disponibili in commercio hanno superato anche gli scanner dell'iride. I cambiamenti nelle espressioni facciali e le interferenze sul viso peggiorano l'affidabilità statistica del metodo. Il metodo non è ancora ben sviluppato, soprattutto rispetto al fingerprinting da tempo utilizzato, che ne complica l'uso diffuso.
Situazione di mercato
Il riconoscimento facciale è considerato una delle "tre grandi biometriche" insieme al riconoscimento delle impronte digitali e dell'iride. Devo dire che questo metodo è abbastanza comune e per ora è preferito al riconoscimento dall'iride dell'occhio. La quota delle tecnologie di riconoscimento della geometria facciale nel volume totale del mercato biometrico mondiale può essere stimata al 13-18 percento. In Russia, questa tecnologia sta anche mostrando un interesse maggiore rispetto, ad esempio, all'identificazione tramite l'iride. Come accennato in precedenza, esistono molti algoritmi di riconoscimento 3D. La maggior parte delle aziende preferisce sviluppare sistemi già pronti, inclusi scanner, server e software. Tuttavia, ci sono anche quelli che offrono solo l'SDK al consumatore. Oggi si possono notare le seguenti aziende che sviluppano questa tecnologia: Geometrix, Inc. (scanner facciali 3D, software), Genex Technologies (scanner facciali 3D, software) negli Stati Uniti, Cognitec Systems GmbH (SDK, computer speciali, fotocamere 2D) in Germania, Bioscrypt (scanner facciali 3D, software) - una filiale dell'americana azienda L- 1 Soluzioni di identità.In Russia, le società del Gruppo Artec (scanner facciali 3D e software) lavorano in questa direzione: un'azienda con sede in California e lo sviluppo e la produzione sono effettuati a Mosca. Inoltre, diverse aziende russe possiedono una tecnologia di riconoscimento facciale 2D: Vocord, ITV, ecc.
Nel campo del riconoscimento facciale 2D, il software è l'oggetto principale dello sviluppo. le fotocamere convenzionali fanno un ottimo lavoro nell'acquisizione di immagini facciali. La soluzione al problema del riconoscimento facciale ha raggiunto in una certa misura un vicolo cieco: ormai da diversi anni non c'è stato praticamente alcun miglioramento negli indicatori statistici degli algoritmi. In questo settore c'è un "lavoro sugli errori" sistematico.
Il riconoscimento facciale 3D è ora un'area molto più attraente per gli sviluppatori. Molte squadre ci lavorano e sentono regolarmente parlare di nuove scoperte. Molte opere sono in stato “appena per il rilascio”. Ma finora sul mercato ci sono solo vecchie offerte, la scelta non è cambiata negli ultimi anni.
Uno dei punti interessanti a cui a volte penso e a cui Habr potrebbe rispondere: la precisione di Kinect è sufficiente per creare un sistema del genere? I progetti per tirare un modello 3d di una persona attraverso di esso sono abbastanza possibili.
Riconoscimento delle vene della mano
Questa è una nuova tecnologia nel campo della biometria, il suo uso diffuso è iniziato solo 5-10 anni fa. Una telecamera a infrarossi scatta immagini dell'esterno o dell'interno della mano. Il modello delle vene si forma a causa del fatto che l'emoglobina del sangue assorbe la radiazione IR. Di conseguenza, il grado di riflessione è ridotto e le vene sono visibili sulla fotocamera come linee nere. Un programma speciale basato sui dati ricevuti crea una convoluzione digitale. Non è necessario alcun contatto umano con il dispositivo di scansione.
La tecnologia è paragonabile in affidabilità con il riconoscimento dall'iride dell'occhio, in qualche modo superandola e in qualche modo inferiore.
I valori FRR e FAR sono per lo scanner Palm Vein. Secondo i dati dello sviluppatore, con un FAR dello 0,0008%, il FRR è dello 0,01%. Un grafico più accurato per diversi valori non è fornito da nessuna azienda.
Vantaggi e svantaggi del metodo
I vantaggi del metodo. Non è necessario contattare il dispositivo di scansione. Alta affidabilità: gli indicatori statistici del metodo sono paragonabili a quelli dell'iride. Caratteristiche nascoste: a differenza di tutte le precedenti, questa caratteristica è molto difficile da ottenere da una persona “per strada”, ad esempio fotografandola con una macchina fotografica.Svantaggi del metodo. L'illuminazione dello scanner dai raggi del sole e dai raggi delle lampade alogene è inaccettabile. Alcune malattie legate all'età, come l'artrite, peggiorano notevolmente FAR e FRR. Il metodo è meno studiato rispetto ad altri metodi biometrici statici.
Situazione di mercato
Il riconoscimento del modello delle vene della mano è una tecnologia abbastanza nuova, e quindi la sua quota nel mercato mondiale è piccola e ammonta a circa il 3%. Tuttavia, c'è un crescente interesse per questo metodo. Il fatto è che, essendo abbastanza accurato, questo metodo non richiede attrezzature così costose come, ad esempio, metodi di riconoscimento basati sulla geometria del viso o sull'iride. Ora molte aziende si stanno sviluppando in questo settore. Ad esempio, per ordine dell'azienda inglese TDSi, è stato sviluppato il software per il lettore biometrico delle vene del palmo PalmVein, presentato da Fujitsu. Lo scanner stesso è stato sviluppato da Fujitsu principalmente per combattere le frodi finanziarie in Giappone.Le seguenti società Veid Pte lavorano anche nel campo dell'identificazione per modello venoso. Ltd. (scanner, software), Hitachi VeinID (scanner)
In Russia non conosco aziende che si occupano di questa tecnologia.
Retina
Fino a poco tempo si riteneva che il metodo più affidabile di identificazione biometrica e autenticazione della personalità fosse un metodo basato sulla scansione della retina dell'occhio. Contiene le migliori caratteristiche di identificazione da parte dell'iride e delle vene del braccio. Lo scanner legge lo schema dei capillari sulla superficie della retina. La retina ha una struttura immobile che non cambia nel tempo, se non in conseguenza di una malattia, come la cataratta.
Le scansioni retiniche vengono eseguite utilizzando luce infrarossa a bassa intensità diretta attraverso la pupilla ai vasi sanguigni nella parte posteriore dell'occhio. Gli scanner retinici sono diventati molto diffusi nei sistemi di controllo accessi per oggetti altamente classificati, in quanto hanno una delle più basse percentuali di diniego di accesso per gli utenti registrati e non ci sono praticamente permessi di accesso errati.
Sfortunatamente, sorgono una serie di difficoltà quando si utilizza questo metodo biometrico. Lo scanner qui è un sistema ottico molto complesso e una persona non deve muoversi per un tempo considerevole mentre il sistema è guidato, il che provoca sensazioni spiacevoli.
Secondo EyeDentify, per lo scanner ICAM2001 con FAR = 0,001%, il valore FRR è 0,4%.
Vantaggi e svantaggi del metodo
Vantaggi. Elevato livello di affidabilità statistica. A causa della bassa prevalenza dei sistemi, c'è poca probabilità di sviluppare un modo per "imbrogliarli".Screpolatura. Sistema sofisticato con tempi di consegna elevati. L'alto costo del sistema. Mancanza di un ampio mercato di offerta e, di conseguenza, insufficiente intensità di sviluppo del metodo.
Geometria della mano
Questo metodo, abbastanza diffuso anche 10 anni fa, e originato dalla scienza forense negli ultimi anni, è in declino. Si basa sull'ottenimento delle caratteristiche geometriche delle mani: la lunghezza delle dita, la larghezza del palmo, ecc. Questo metodo, come la retina dell'occhio, sta morendo, e poiché ha caratteristiche molto inferiori, non lo introdurremo nemmeno più completamente.
A volte si ritiene che i metodi di riconoscimento geometrico siano utilizzati nei sistemi di riconoscimento delle vene. Ma in vendita non ne abbiamo mai visto uno così chiaramente dichiarato. E inoltre, spesso quando si riconosce per vene, viene scattata una foto del solo palmo, mentre quando si riconosce per geometria, viene scattata una foto delle dita.
Un po' di autopromozione
Un tempo, abbiamo sviluppato un buon algoritmo di riconoscimento degli occhi. Ma a quel tempo una cosa così high-tech non era necessaria in questo paese, e non volevo andare al borghese (dove siamo stati invitati dopo il primissimo articolo). Ma improvvisamente, dopo un anno e mezzo, c'erano investitori che volevano costruire da soli un "portale biometrico" - un sistema che mangiasse due occhi e usasse la componente cromatica dell'iride (per la quale l'investitore aveva un brevetto mondiale) . In realtà, ora lo stiamo facendo. Ma questo non è un articolo sull'autopromozione, questa è una breve digressione lirica. Se qualcuno è interessato ci sono alcune informazioni, ma in futuro, quando entreremo nel mercato (o meno), scriverò alcune parole sui colpi di scena di un progetto biometrico in Russia.conclusioni
Anche nella classe dei sistemi biometrici statici esiste un'ampia selezione di sistemi. Quale dovresti scegliere? Tutto dipende dai requisiti del sistema di sicurezza. I sistemi di accesso statisticamente più affidabili e a prova di manomissione sono l'iride e le vene del braccio. Per i primi, esiste un mercato più ampio per le proposte. Ma questo non è il limite. I sistemi di identificazione biometrica possono essere combinati per ottenere una precisione astronomica. I sistemi più economici e facili da usare, ma con buone statistiche, sono i fingertip. La tolleranza della faccia 2D è comoda ed economica, ma ha un'applicabilità limitata a causa delle scarse statistiche.Considerare le caratteristiche che avrà ciascuno dei sistemi: resistenza alla contraffazione, resistenza all'ambiente, facilità d'uso, costo, velocità, stabilità della caratteristica biometrica nel tempo. Mettiamo i segni da 1 a 10 in ogni colonna. Più il punteggio è vicino a 10, migliore è il sistema in questo senso. I principi per la scelta dei voti sono stati descritti all'inizio dell'articolo.
Considerare anche la relazione tra FAR e FRR per questi sistemi. Questo rapporto determina l'efficienza del sistema e l'ampiezza del suo utilizzo.
Vale la pena ricordare che per l'iride è possibile aumentare la precisione del sistema quasi quadraticamente, senza perdite di tempo, se si complica il sistema rendendolo due occhi. Per il metodo delle impronte digitali - combinando più dita e riconoscimento per vene, combinando due mani, ma un tale miglioramento è possibile solo con un aumento del tempo trascorso a lavorare con una persona.
Riassumendo i risultati per i metodi, possiamo dire che per oggetti medi e grandi, così come per oggetti con un requisito di massima sicurezza, l'iride dovrebbe essere utilizzata come accesso biometrico e, possibilmente, riconoscimento delle vene della mano. Per le strutture con un massimo di diverse centinaia di personale, l'accesso alle impronte digitali sarà ottimale. I sistemi di riconoscimento facciale 2D sono molto specifici. Possono essere richiesti nei casi in cui il riconoscimento richiede l'assenza di contatto fisico, ma è impossibile consegnare il sistema di controllo dell'iride. Ad esempio, se è necessario identificare una persona senza la sua partecipazione, una telecamera nascosta, o una telecamera di rilevamento esterna, ma ciò è possibile solo con un piccolo numero di soggetti nella base e un piccolo flusso di persone riprese dalla telecamera.
Nota per un giovane tecnico
Alcuni produttori, ad esempio Neurotechnology, hanno versioni demo dei metodi biometrici che rilasciano sul loro sito Web, quindi puoi facilmente collegarli e giocare. Per coloro che decidono di approfondire il problema più seriamente, posso consigliare l'unico libro che ho visto in russo - "A Guide to Biometrics" di R.M. Ball, J.H. Connel, S. Pancanti. Esistono molti algoritmi e i loro modelli matematici. Non tutto è completo e non tutto corrisponde alla modernità, ma la base non è cattiva e completa.P.S.
In quest'opera non ho approfondito il problema dell'autenticazione, ma solo accennato all'identificazione. In linea di massima, dalle caratteristiche del FAR/FRR e dalla possibilità di contraffazione, si suggeriscono tutte le conclusioni sul tema dell'autenticazione.tag:
- biometrica
- scanner di impronte digitali
