صفحه اصلی > آراز > مقالات > مقدمه ای بر تکنولوژی بیومتریک - قسمت دوم - خطاهای سیستم بیومتریک

مقدمه ای بر تکنولوژی بیومتریک - قسمت دوم - خطاهای سیستم بیومتریک

تاریخ نگارش : ۱۳۹۰/۱۱/۲۱


 

   خطاهای سیستم بیومتریک

                

 دو تصویر نمونه برداری شده یکسان به دلیل نمونه  برداری ناقص دقیقاٌ شبیه به هم نیستند،
    به  عنوان مثال دو برداشت از اثر انگشت اشاره دست راست یک فرد به دلیل نویز سنسور یا رطوبت کم انگشت یا عوامل دیگر کاملاٌ شبیه به هم نمی شود.
تغییر در ویژگیهای فیزیولوژیکی یا رفتاری کاربران (به عنوان مثال: بریدگیها و کبودی بر روی انگشت) شرایط محیط  (به عنوان مثال: درجه حرارت و رطوبت)
عدم آشنایی یا استفاده غلط  کاربر از سنسور، به عنوان مثال  قرار دادن نامناسب انگشت روی سنسور.

پاسخ یک سیستم بیومتریک ارتباط  مستقیم با داده ی ورودی و داده ذخیره شده دارد. در این مقاله داده ورودی را با XQ و داده ذخیره شده را با XI نمایش میدهیم. S (XQ, XI) پارامتری است که نشان دهنده پاسخ سیستم بیومتریک میباشد و تابعی است از داده ی ورودی و داده ی ذخیره شده.
مقدار آستانه  یا    Threshold ،مقداری است که سیستم بیومتریک بر اساس آن تصمیم گیری می کند. اگر یک جفت نمونه (مثلاٌ نمونه اثر انگشت ها ) متعلق به یک فرد باشد مقدارS(XQ,XI)  یک و بزرگتر از یک خواهد بود و اگر یک جفت نمونه متعلق به دو فرد مختلف باشد ( اثر انگشت ذخیره شده با اثر انگشت ورودی) در آن صورت  مقدار تابع S(XQ,XI) یک و یا کوچکتر از یک خواهد بود.توزیع هندسی مقادیر فوق  در شکل ( a  ) ملاحظه می شود.


دراین توزیع هندسی در صورتیکه هر جفت نمونه
ها متعلق به یک فرد باشد   Genuine Distributionیا توزیع واقعی و در صورتی که متعلق به افراد مختلف باشد Impostor Distribution یا توزیع گمراه کننده نامیده میشود.
در یک سیستم بیومتریک   verify و یا تاییدی دو نوع خطا دیده میشود:
1
) مقایسه دو نمونه متفاوت بیومتریک (مثلاٌ دو اثر انگشت از دو فرد مختلف) که به اشتباه مطابق هم تشخیص داده میشوند، به این خطا، خطا در تطبیق False Match  گفته میشود.
2
) مقایسه دو نمونه یکسان بیومتریک (مثلاٌ اثر انگشت سبابه دست راست یک فرد) که به اشتباه مطابق هم تشخیص داده نمی شود، به این خطا، خطای عدم تطبیق یا  False Non Match  گفته میشود.در هر سیستم بین نسبت خطا در تطبیق  یا False  Match Rate (FMR)  و خطا در عدم تطبیق یا  False Non Match Rate (FNMR)  یک موازنه برقرار است. در حقیقت مقادیر FMR و FNMR تابعی از مقدار تعیین شده برای آستانه یاThreshold (t)  هستند.
اگر t در جهت مقاوم کردن سیستم در برابر متغییرهای ورودی و نویز، کاهش یافته باشد FMR افزایش می یابد. از طرفی دیگر اگر t در جهت افزایش امنیت بالا رفته باشد در نتیجه FNMR   افزایش می یابد. عملکرد سیستم را میتوان در نمودار منحنی )  ROC Receiver Operating Characteristic ( نمایش داد. (شکل (b

اگر بخواهیم این رابطه را به
صورت ریاضی بیان کنیم خطاها در یک سیستم Verify  میتوانند به صورت
زیر فرموله شوند:اگر داده ذخیره شده بیومتریک کاربرI  بوسیله يXI  و داده ورودی با XQ  نمایش داده شود: 
H0 : داده ورودی XQ که از یک فرد یکسان نمی آید.
H1:داده ورودی XQ که از یک فرد یکسان می آید.
D0 : فردی که ادعا میکند نمی باشد.
D1
 : فردی که ادعا کند می باشد.
قانون تصمیم گیری به صورت زیر است:
اگر S(XQ,XI)  کمتر از t  سیستم باشد D0  و در غیر اینصورت D1  در نظر گرفته میشود.
خطا ی نوع 1: False Match (D1 زمانی که H0 ، true میباشد)
خطای نوع 2: False  Non Matching (D0  زمانی که H1 ،  true میباشد