Пастушенко Максим Олександрович, Пастушенко Микола Савелійович, Петраченко Максим Олександрович

До питання оцінки ефективності біометричних систем

Розглядається актуальне наукове завдання кількісної оцінки ефективності існуючих та розроблюваних біометричних систем. У відомих роботах щодо порівняльного аналізу біометричних систем, як правило, обговорюються їх характеристики та принципи роботи. Однак, відсутні дані кількісної оцінки ефективності біометричних систем, яких на ринку досить багато. У запропонованій роботі зроблено спробу усунути цей недолік. В основу розробки покладено системний підхід, а саме критерій ефективність/вартість. При оцінці ефективності використовуються основні характеристики біометричних систем — помилки першого і другого роду, оцінки яких наводяться та аналізуються у науковій літературі. При цьому є можливість урахування різних наслідків, зумовлених помилками першого та другого роду. Для цього запроваджується спеціальний коефіцієнт. Вперше проведено кількісний порівняльний аналіз біометричних систем, які використовуються в сучасних системах контролю та управління доступом, а саме дактилоскопія, геометрія обличчя 2D та 3D, голос. За результатами досліджень найефективнішою виявилася дактилоскопія (відбитки пальців). Найгірші показники ефективності за розробленим критерієм має геометрія обличчя 2D, яка досить широко використовується в сучасних системах контролю та управління доступом. Для підвищення ефективності голосових систем запропоновано знизити на порядок ймовірність помилкового розпізнавання, наприклад, за рахунок обліку фазових даних сигналів, що обробляються. Розроблений критерій відрізняється простотою, коректністю, фізичною ясністю, повнотою обліку основних характеристик надійності та достовірністю, а також може бути використаний для оцінки поточного становища відомих біометричних систем, а й визначити основні напрями їх удосконалення. Отримані результати можуть бути використані як на етапі розробки, так і вибору біометричних систем.

Ключові слова: кількісна оцінка, ефективність, біометрична система

Pastushenko Maksym, Pastushenko Mykola, Petrachenko Maksym

Оn the issue of assessing the effectiveness of biometric systems

The current scientific task of quantitative assessment of the effectiveness of existing and developing biometric systems is considered. Known works on the comparative analysis of biometric systems, as a rule, discuss their characteristics and principles of operation. However, there is no data on the quantitative assessment of the effectiveness of biometric systems, of which there are quite a few on the market. In the proposed work, an attempt is made to eliminate this shortcoming. The development is based on a systematic approach, namely the efficiency/cost criterion. When evaluating efficiency, the main characteristics of biometric systems are used — errors of the first and second kind, the estimates of which are given and analyzed in the scientific literature. At the same time, it is possible to take into account various consequences caused by errors of the first and second kind. For this, a special coefficient is introduced. For the first time, a quantitative comparative analysis of biometric systems used in modern access control and management systems, namely dactyloscopy, 2D and 3D facial geometry, and voice, was carried out. According to the results of research, dactyloscopy (fingerprints) turned out to be the most effective. The 2D face geometry, which is quite widely used in mod-ern access control and management systems, has the worst performance indicators ac-cording to the developed criterion. In order to increase the efficiency of voice systems, it is proposed to reduce the probability of false recognition by an order of magnitude, for example, due to accounting for the phase data of the processed signals. The developed criterion is characterized by simplicity, correctness, physical clarity, completeness of accounting of the main characteristics of reliability and reliability, and can also be used to assess the current state of known biometric systems, as well as to determine the main directions of their improvement. The obtained results can be used both at the stage of development and selection of biometric systems.

Keywords: quantitative assessment, effectiveness, biometric systems