GB/T 29268.3-2012 信息技术 生物特征识别性能测试和报告 第3部分：模态特定性测试

ICS35.040

L71

中华人民共和国国家标准

/—//:

GBT29268.32012ISOIECTR19795-32007

信息技术生物特征识别性能测试和报告

:

第部分模态特定性测试

3

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Informationtechnolo—Biometricerformancetestinandreortin—

gypgpg

:

Part3Modalit-secifictestin

ypg

(/:,)

ISOIECTR19795-32007IDT

2012-12-31发布2013-06-01实施

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

发布

中国国家标准化管理委员会

/—//:

GBT29268.32012ISOIECTR19795-32007

目次

前言…………………………Ⅰ

引言…………………………Ⅱ

1范围………………………1

2规范性引用文件…………………………1

3术语和定义………………1

4缩略语……………………1

5模态特定性测试设计……………………2

5.1开发流程……………2

()

5.2可能影响性能的模态特定性因素步骤1………2

()

5.3针对测试对象的模态特定性方案步骤2………3

()

5.4与数据收集相关的模态特定性方案步骤3……………………4

()

5.5假冒者事务的模态特定性方案步骤4…………5

()

5.6模态特定性报告方案步骤5……………………7

6模态特定性影响因子评价………………8

6.1鲁棒性测试…………………………8

国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

:

6.2示例人脸……………9

:、、

6.3其他示例指纹虹膜静脉及语音………………11

7新模态的测试设计原则…………………17

参考文献……………………18

/—//:

GBT29268.32012ISOIECTR19795-32007

前言

/《》:

GBT29268信息技术生物特征识别性能测试和报告分为下列个部分

7

———:;

第部分原则与框架

1

———:;

第部分技术与场景评价的测试方法

2

———:;

第部分模态特定性测试

3

———:;

第部分互操作性性能测试

4

———:;

第部分生物特征识别门禁系统的场景评价

5

———:;

第部分性能评价的测试方法

6

———:。

第部分卡上生物特征识别比对算法测试

7

本部分为/的第部分。

GBT292683

本部分按照/—给出的规则起草。

GBT1.12009

本部分使用翻译法等同采用国际标准/:《信息技术生物特征识别性能

ISOIECTR19795-32007

:》。

测试和报告第部分模态特定性测试

3

。。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任

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Ⅰ

/—//:

GBT29268.32012ISOIECTR19795-32007

引言

,(、、)。

在生物特征识别性能测试和报告中需要格外注意每种模态比如指纹人脸虹膜等的特征差异

这些差异要求在/《:》

GBT29268.1信息技术生物特征识别性能测试和报告第部分原则与框架的

1

一般测试方法中描述。

,,

由于存在多种模态差异每个被指定模态需要采用特定的测试方法和报告方法以确保生物识别技

术专家与非专业人士均可进行合理准确的测试。

影响评价方法的特征涉及以下内容:

———,;

用户特征包括假冒者的定义

———生物模态在实际使用中的限制。

假冒者的特征

:();()

对于假冒者的定义需考虑两个因素1来自同一个体的多种生物特征数据2基于行为模态的假

,。

冒者尝试比如语音或签名

,,(),(

对于同一个体而言多种生物特征数据可以被收集到比如手指同一个体的十指指纹虹膜同一

),。

个体的两幅虹膜图像为此允许或禁止使用这些数据作为假冒者尝试的规则需要清楚的定义

,()()

对基于行为的模态针对假冒者尝试的错误匹配率FMR或错误接受率FAR的测试结果可能

()。,

会受到假冒者是否或者在什么程度上去尝试模仿授权用户行为的影响例如在或的测

FMRFAR

,

试中假冒者得到授权用户的签名后去手工描摹所得到的测试结果和假冒者仅仅看着签名并模仿所得

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。,。

到的测试结果会有明显的差异对于这些模态需要定义假冒尝试程度的标准

特定应用中的模态特征

,,

一般来说几乎所有生物特征识别模态均可用于用户授权认证但是某些模态也可以有多种不同类

,。,

型的应用例如人脸识别就广泛应用于各种监控领域我们能预期用户在一种情况配合而不能预期

。,。

在另一种情况也配合为此测试方法需要根据模态在实际应用中的方式变化

这些限制因素可分为两类:

———,、,;

与用户相关的因素例如面部表情眼镜佩戴影响人脸轮廓隐形眼镜影响虹膜等

———,。

与外部环境相关且不受算法或系统控制的因素例如人脸光照变化或语音中的背景噪音

,。

这些因素本身影响生物特征识别的性能同时因素的类型与数量在每一种模态中不尽相同在测

,。,,

试和报告中这些模态差异需给予考虑此外需引入鲁棒性测试以便评价相关技术对各种环境因素

,。

的敏感性或鲁棒性以免这些因素的变化严重影响观测性能

。,

本部分主要描述方法中那些与具体模态相关的特征的差异本部分的目的是对于一种具体的生

,。

物特征识别模态提出并定义一些方法以确定如何设计并实现一种技术性能测试

Ⅱ

/—//:

GBT29268.32012ISOIECTR19795-32007

信息技术生物特征识别性能测试和报告

:

第部分模态特定性测试

3

1范围

/。

GBT29268的本部分规定了描述表现模态间特定差异的通用方法本部分的目的则是针对具体

,,。

的生物特征模态提出并定义各种方法以实现特定的技术性能测试

。,

本部分适用于与模态相关的特定方法规定了在生物特征识别性能测试和报告中需要充分考虑

、、。

如指纹人脸虹膜等各种模态间的特性差异

2规范性引用文件

。,

下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本文

。,()。

件凡是不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于本文件

/—:

信息技术生物特征识别性能测试和报告第部分原则与框

GBT29268.120121

架(/:,)

ISOIEC19795-12006IDT

3术语和定义

国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

/界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

GBT29268.1

3.1

影响因子influencinfactors

g

对性能有影响的因素。

3.2

鲁棒性测试robustnesstest

评价特定影响因子对生物特征识别性能影响程度的测试。

3.3

主动伪造尝试activeforerattemt

gyp

假冒者试图通过仿制生物特征样本或故意修改自己的生物特征与其他个体存储的模板进行比对。

3.4

伪造类型forerte

gyyp

假冒者采用的伪造方法类型。

3.5

伪造等级forerlevel

gy

伪造尝试的难度等级。

4缩略语

接受者操作特性()

ROCReceiverOeratinCharacteristic

pg

累积匹配率()

CMRCumulativeMatchinRate

g

1

/—//:

GBT29268.32012ISOIECTR19795-32007

累积匹配特性()

CMCCumulativeMatchCharacteristic

错误不匹配率()

FNMRFalseNonMatchRate

-

错误匹配率()

FMRFalseMatchRate

5模态特定性测试设计

5.1开发流程

,,

在设计性能评价测试时宜使用下列测试计划顺序以确保与模态相关的主要因素得以充分考虑见

图1:

步骤:“”;

1识别和分析可能影响性能的影响因子

步骤:;

2考虑并制定测试对象的方案

:;

步骤3考虑并制定数据收集的方案

:;

步骤4考虑并制定假冒者事务的方案

:。

步骤5考虑并制定性能报告的方案

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图1开发流程

(//)。

上述顺序假定模态和测试类型即技术场景操作均已定义

()

5.2可能影响性能的模态特定性因素步骤1

,,,

很多因素对生物特征识别性能具有极大影响因此在测试设计开发流程中首先宜确定并分析影

()。,

响性能的因素影响因子如果这些影响因子不同相同的生物特征识别设备可能产生不同的测试结

,、,。

果控制记录并报告影响因子是执行可重复性性能测试和预测操作性能不可或缺的部分

,,

在测试过程设计时对于一个给定的模态测试设计者宜查明并分析影响测试性能的模态特定性因

,。

素包括那些未知的基于假设影响性能的因素

,(/—):

在确定影响因子中设计者宜至少考虑下列事项可参见GBT29268.12012的附录C

)生物特征识别传感器的质量与特性;

a

)():

b数据收集个体的生理及行为特征基本的历史或人口数据

●:、、;

常量性别种族职业

●

变量:

2

/—//:

GBT29268.32012ISOIECTR19795-32007

◆:、(、)、;

生理特征年龄体态或人体数据身高体重等肌骨异常

◆/:、、、、;

习惯社会因素吸烟发型化妆眼镜服饰

)、:、、、、;

c适用于生物识别设备传感器的环境因素比如温度湿度光照类型噪音传感器位置

)生物特征的临时改变;

d

),;

e错误接收受主动伪造尝试的影响特别是在行为模式中

)/。

f数据收集和信号处理子系统在注册阶段和识别认证阶段的差异

“”,)。

本部分第章将描述鲁棒性测试评价中描述的环境因素对模态特定性测试的影响

6c

()

5.3针对测试对象的模态特定性方案步骤2

5.3.1针对测试对象的方案

,。

在测试设计开发流程的步骤中考虑并制定与测试对象相关的方案及要求这些策略属于生物

2

。:

和行为特征的范畴宜考虑的特定对象影响因素包含但不限于下列因素

———历史或人口数据;

———体态或人体测量数据。

。

下面的各小节分别描述了各类型评价宜包含的测试对象分布成员构成与评价类型的关系见

表1。下面的各小节将分别提出各评价类型宜遵循的特定细节。

(、),

为确保特定对象影响因素的评价数据具有与所考虑人群普通人群目标用户等相类似的分布宜

[],。

使用如参考文献10中的标准人体测量表这是适合于估计特定对象的影响限度对于变动的历史或

,。

人口数据可以采用人口普查或其他数据统计方式

,

在进行技术或操作测试时对普通人群确保一个具有典型分布的一种方法是使用以下关于身材的

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:,()

两个数值最少应有5%的女性最多有95%的男性假定女性的影响程度低于男性这两个值宜予以报

“”。

告以适合普通人群中的多数男性和女性

,,。

场景测试的分布是比较复杂的因为测试模拟现实世界的应用而测试对象代表最终用户

,

为确保特定对象影响因素代表最终或未来的应用用户宜了解特定对象影响程度并将其提供给测

。,。

试机构如果该影响程度不可用测试机构在评价时宜询查模拟环境中关于目标用户的这些影响范围

,([])、

如果这些信息未提供或者不可用人体测量表参见参考文献10可为各种种族人群年龄和职业的人

,。,

群提供一个度量估计值可以应用这些数值来进行测试如果对象特定性影响因素是历史或人口数据

那么这个分布应该与实际情况的分布相似。

表1测试对象组成与评价类型

评价类型组成

技术目标人群

场景应用目标用户

()

操作用户普通人群无控制或有限控制

5.3.2技术评价

,,

在技术评价中为保证那些影响性能表现的测试特定对象影响因子能够呈现典型性测试数据的构

()。:

成宜反映目标人群某些情况下是普通人群的构成测试设计者宜制定如下方案和要求

)测试对象宜包括普通人群中能够反映对象特定性影响因子的个体;

a

)所有反映测试对象特定影响因子的数据均宜记录和报告。

b

:。

示例站立式人脸识别应用中的身高因素

3

/—//:

GBT29268.32012ISOIECTR19795-32007

)(,)

1所有测试对象的身高比例分布宜与普通人群例如5%女性95%男性的人群的身高比

例分布相似。

),。

2高度测量数据宜记录和报告以确保测试对象由普通人群构成

5.3.3场景评价

,,

在场景评价中为保证那些影响性能的测试特定对象影响因子能够呈现典型性人员构成宜反映目

,:

标用户群测试设计者宜制定如下方案和要求

)测试对象宜包括普通人群中能够反映对象特定性影响因子的个体;

a

)所有反映测试对象特定影响因子的数据均宜记录和报告。

b

:。

示例站立式人脸识别应用中的身高因素

)所有测试对象的身高比例分布宜与真实场景中目标用户的身高比例分布相似。

1

),。

2身高测量数据宜记录和报告以确保测试对象与实际应用用户的身高分布相似

5.3.4操作评价

,,。

在操作评价中因为人员由实际用户组成人员的组成可能不在测试设计者的控制之下除非客户

,(,

端或设备供应商特别约定实验设置的评价区域宜设计为容纳普通人口比例例如5%女性95%男

)。。

性记录和报告测试对象特定性影响因子分布对确保测试结果的可重复性和充分性是非常重要的

测试设计者宜制定如下策略和要求:

)测试对象宜包括普通人群中能够反映对象特定性影响因子的个体。

a

)所有反映测试对象特定影响因子的数据均宜记录和报告。

b

:,。

示例在一个绝大多数都是女性的测试操作环境中性别是一个影响因子

国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

),。

1由于评价的性质性别分布无法控制

)、,,

2为了测试的可重复性普遍性和有效性性别数据宜记录和报告以便了解人员的代表

程度。

()

5.4与数据收集相关的模态特定性方案步骤3

5.4.1与数据收集相关的方案

,。(

在测试设计开发流程的第步中数据收集需求宜给予考虑和确定特定影响因子宜包括但不限

3

):

于如下

———生物传感器质量及特性;

———环境因素;

———生物特征的临时变化;

———生物特征传感器的影响;

———()。

主动伪造对错误接受的影响见5.5

方案可根据以下评价类型的不同而有所调整。

5.4.2技术与场景评价

,。

在技术与场景评价中数据收集特定性的影响因子通常是可控制的设计者宜制定数据收集特定

。,

性的影响因子方案如果测试人员不能在指定方式下进行数据收集设计者宜进一步要求记录并提交

数据收集特定性的影响因子。

5.4.3操作评价

,,。

在操作评价中因为设备是由实际用户操作数据收集特定性的影响因子是无法控制的记录和报

。

告有关数据收集特定性的影响因子的信息对确保测试结果是可重复的和充分的是十分重要的测试设

计者宜要求记录和报告数据收集特定性的影响因子。

4

/—//:

GBT29268.32012ISOIECTR19795-32007

5.4.4多样例方案

5.4.4.1概述

,,、个虹膜、个以上的静脉和个

在某种模态下可采集同一测试对象的多个样例比如个指纹222

10

。,。

手形连续行为模式如文本相关语音识别可以从每个测试对象采集许多声纹

,,。

对于某些模态如指纹从一个测试对象的不同区域采集的多个样例是具有相关性的对于这种可

,。

能具有相关性的模态不同样例是否可以用于本人或假冒者尝试的方案宜被定义

:

5.4.4.2示例指纹

方案如下:(,)代表对象的手指与对象的手指进行比较,代表对象的手

A-1B-2A1B2A-1-2A1

指的第枚指纹。

2

示例:,,(,)

1在确立的本人测试中使用同一测试对象的个手指作为独立的样本是允许的如A-1-1A-1-2

FNMR10

与(,)。

A-2-1A-2-2

:,,(,),

示例在确立的假冒者测试中使用同一测试对象的不同手指是不允许的如因为对象的手

2FMRA-1A-2A1

指与手指不视为独立的。

2

:,(,)(,),。

示例3在确立FMR的假冒者测试中可使用与以减少测试成本

A-1B-1A-1B-2

:

5.4.4.3示例语音与签名

,,

在文本相关语音和签名等行为模式测试设计中有必要考虑认证过程中如何使用文本信息并且假

。,:

冒者是否知悉这个文本信息根据如下示例中的差异数据收集和报告方案可能有所不同

:

示例1文本相关语音识别的技术评价

,。。

本人测试和假冒者测试中话语都宜基于同一文本评价中不宜使用含有不同话语的样本假冒者试验宜记录和

()。

报告是否包含男性注册的数据被女性假冒者测试反之亦然的案例

:

示例2文本无关语音识别的技术评价

,。

本人测试和假冒者测试中话语可不基于同一文本假冒者试验宜记录和报告是否包含男性注册的数据被女性假

()。

冒者测试反之亦然的案例

国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

:

示例3文本提示语音识别的技术评价

,。。