ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

ГОСТР

ИСО/МЭК 29159-1— 2017

Информационные технологии БИОМЕТРИЯ

Калибровка, аугментация и объединение данных

в биометрии

Часть 1

Формат объединения данных

(ISO/IEC 29159-1:2010,

Information technology — Biometric calibration, augmentation and fusion data — Part 1: Fusion information format, IDT)

Издание официальное

Предисловие

1    ПОДГОТОВЛЕН Научно-исследовательским и испытательным центром биометрической техники Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана (НИИЦ БТ МГТУ им. Н.Э. Баумана) и Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении» (ВНИИНМАШ) на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 098 «Биометрия и биомониторинг»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 июня 2017 г № 577-ст

4    Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО/МЭК 29159-1 2010 «Информационные технологии. Калибровка, аугментация и объединение данных в биометрии. Часть 1. Формат объединения данных» (ISO/1EC 29159-1:2010 «Infomiation technology — Biometric calibration, augmentation and fusion data — Part 1: Fusion information format». IDT).

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6    Некоторые элементы настоящего стандарта могут быть объектами патентных прав. Международная организация по стандартизации (ИСО) и Международная электротехническая комиссия (МЭК) не несут ответственности за установление подлинности каких-либо или всех таких патентных прав

Правипа применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандар/пы». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www gost.ru)

© Стандартинформ. 2017

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

II

Примечания

1    Можно утверждать, что поле идентификатора алгоритма не требуется, потому что статистическая информация включает в себя все, что требуется модулю объединения Данное поле однако является полезным для осуществления поддержки, например контроля версий и кэширования

2    Одного идентификатора биометрического продукта, скорее всего, недостаточно для выполнения нормализации результатов сравнения Тем не менее он может быть полезен для приложений, использующих записи, определенные в настоящем стандарте

6.4.7 Идентификатор базы данных

Определенный разработчиком идентификатор базы данных (2 байта), используемый подсистемой сравнения разработчика для получения результатов сравнения, которые применяются при вычислении данных, содержащихся в полях 4 и 5. должен быть записан в соответствии с требованиями, приведенными в таблице 9. Поле «Идентификатор базы данных» может быть использовано:

• разработчиком подсистемы сравнения, чтобы произвольно указать, какие данные использовались при вычислении содержимого записи ФОД:

- в профиле приложения или документах с требованиями, чтобы обязать разработчиков использовать определенные входные данные [например. (55) — база данных калибровки отпечатков пальцев MINEX POEBVA (MINEX POEBVA fingerprint calibration database)].

Примечание — ИСО/МЭК СТК 1/ПК 37 поддерживает процесс регистрации других баз данных для их использования в создании записей, определенных в настоящем стандарте Реестр идентификаторов баз данных включает в себя базы данных, перечисленные в таблице 9

Таблица 9 — Идентификаторы баз данных

Идентификатор базы данных Описание Модальность 0 Не определена 1 Неизвестена 2 Составная 3—15 Зарезервировано 16 FERET Face Database tittCi/VYy/VY.itLnist.aov/iad/humanid/colorferet/ Лицо 17 Yale Face Database htto://cvc.vale edy/prpietftfyatefacayyaWactt.Mm! Лицо 18 PIE Database CMU httC./ZVYW" n cmu edu/Droiects/Droiect 418 html Лицо 19 AR Database http //cobweb ecn ourdue edu/~aleix/aleix face DB.html Лицо 20 FRGC 1 Database http //face.nist.aov/frvt/ Лицо 21 FRGC II Database httD://face.nistaov/ftYt/ Лицо 22 FRVT 2002 HCInt d e FRVT 2006 Low Resolution) Database httD //face. niSUPY/frYt/ Лицо 23 FRVT 2006 High Resolution Database httD //face, mslaov/frvt/ Лицо 24 FRVT 2006 Very High Resolution Database httD //face mst aov/frvt/ Лицо 25 FVC 2000 Палец 26 FVC 2002 DB1 httD //bias csr umbo it/Tvc2002/ Палец 27 FVC 2002 DB2 httoV/biai.c*r.unibo.itAvc2002/ Палец 28 FVC 2002 DR3 http //bias csr umbo it/fvc2002/ Палец 29 FVC 2002 DB4 (synthetic) bflp //bias.csr.unibo.it/fvc2002/ Палец 30 FVC 2004 DB1 htto //bias csr unlbo.it/fvc2004/ Палец 31 FVC 2004 DB2 htto //bias csr umbo it/Tvc2004/ Палец 32 FVC 2004 DB3 Палец 33 FVC 2004 DB4 (synthetic) hnpi/bias.csLuiubp.it/fYc2QQ4/ Палец 34 FVC 2006 DB1 |ittP.//bia§.«r.UmbP.lVfYP200§/ Палец

6

ГОСТ Р ИСО/МЭК 29159-1—2017

Идентификатор базы данных	Описание	Модальность
35	FVC 2006 DB2 htto.//bias.csr.umbo.(t/fvc2006/	Палец
36	FVC 2006 DB3 htto.//bias csr umbo it/fvc2006/	Палец
37	fvc 2006 DB4 (synthetic) tigpJbias.csr.unibb.it/fyc2QQ6/	Палец
38	NIST Special Database 27 http 7/ТШ0вГ1?Г1П1 niSt.QOY	След пальца
39	NIST Special Database 29 htU?.//fiПЯ©ГРПnLП!St.Д0Y	Палец
40	MCYT Fmgerpnnt subcorpus httP.//9tYS.l!,uam es/bbdd EN.html	Палец
41	MCYT Signature subcorpus httD.//atvs.ii.uam.es/bbdd EN html	Подпись
42	BANCA Still http //улуw ее surrev ac uk/banca/	Лицо
43	BANCA video htto/Avww ee.surrev ас uk/banca/	Голос
44	BANCA hiah aualitv http //wwwee surrev ac uk/banca/	Голос
45	banca low quality httpiAYiWY.ee.surrey.ac.uiVbanca/	Голос
46	NIST Speaker Verification htto.//www.mst.aov/soeech/tests/sok/2005/	Голос
47	NIST Speaker Venfication httP./AWYY/.ni§LgPY/§PWCWte5t5/SPK/2006/	Голос
48	CASIA Iris httpVAvww nlpr ia.ac.cn/enolish/irds/irisdatabase htm	Радужная оболочка глаза
49	Bath Ins http://www.insbase.com	Радужная оболочка глаза
50	ICE 2005 http://ins nist.aov/ice/	Радужная оболочка глаза
51	ICE 2006 http;//in§.ntSU<?v/iC3/	Радужная оболочка глаза
52	NIST MINEX DHS2 calibration set htto //finaeronnt mst aov	Палец
53	NIST MINEX POE calibration set htto //finaerorint mst gpv	Палец
54	NIST MINEX DOS calibration set htto //finaerorint mst aov	Палец
55	nist minex рое в va calibration set tittp.//fmgerprmt.nr$leoY	Палец
56	turbine GUC100 ьш/ууму. nistab.no/fluc1QQ	Палец
57—2047	Зарезервировано
2048-65535	Определено разработчиком, возможно, не публичным и не уникальным среди разработчиков

Примечания

1    Хотя некоторые из этих баз данных не находятся в открытом доступе, они перечислены здесь для поддержки калибровки в будущем

2    Хотя некоторые из этих баз данных не находятся в открытом доступе, они перечислены здесь в качестве справочной информации для пользователей настоящего стандарта

3    Производительность систем объединения будет зависеть от используемых баз данных, так как распределения результатов сравнения, полученных путем сравнения образцов из одной базы данных, как правило, будут отличаться от распределений результатов сравнения, полученных путем сравнения образцов из другой базы данных Стабильность распределений рассмотрена в приложении С.

6.4.8 Качество базы данных

Качества биометрических образцов в базе данных могут быть обьединены для формирования скалярного значения качества базы данных. Два значения суммарного качества (1 байт) должны быть сохранены в последовательных полях: первое — для контрольных шаблонов; второе — для полученных образцов. Значение 0 представляет минимально возможное качество, а значение 100 — максимально возможное качество. В таблице 10 приведены допустимые значения для каждого поля.

7

Таблица 10 — Значения качества базы данных

Значение Описание 0—100 Определенное значение 254 Неопределенное значение, т к не было попыток его определить 255 Неопределенное значение, т к попытка определить качество не удалась

6.4.9 Смысловое значение результатов сравнения

Необработанные данные, полученные от биометрических подсистем сравнения, представляют собой оценку степени различия либо оценку степени схожести. Маленькие значения оценки степени различия указывают на большую вероятность того, что они являются результатами сравнения подлинного лица; в случае оценки степени схожести на это указывают большие значения Для записи смыслового значения результатов сравнения должно использоваться однобайтовое поле со значениями, приведенными в таблице 11.

Таблица 11— Коды смыслового значения результатов сравнения

Смысловое значение Значение (1 байт) Оценка степени различия 0 Оценка степени схожести 1

Примечание — Использование слова «различие» не обязательно подразумевает, что значения обладают метрическим свойством

6.4.10 Число экземпляров типа

Блок «Число экземпляров типа» (1 байт) должен представлять количество записей типа 1,2 или 3. включенных в запись ФОД Запись должна содержать ноль или один экземпляр каждого типа, но всегда должен присутствовать хотя бы один экземпляр одного из них. Таким образом, число экземпляров типа должно быть 1. 2 или 3.

Пример — Если присутствует и экземпляр типа 1, и экземпляр типа 3, значение будет 2.

Примечание — Профиль приложения (или эквивалентная спецификация) может надлежащим образом вызывать один определенный тип

7 Общие элементы

7.1    Общие положения

В настоящем разделе описаны общие структуры данных для поддержки записей типа 1.2 или 3 настоящего стандарта. В настоящий раздел также включены таблицы, в которых перечислены значения и приведены их соответствующие описания.

Необходимо обратить внимание на то. что в некоторых таблицах первый столбец озаглавлен «Поле» и содержит числовые данные. Они приведены только для облегчения ссылок на строки в таблицах; эти данные не должны включаться в бинарные записи стандарта.

7.2    Вид параметра

В таблице 12 приведены целые значения в качестве идентификаторов для величин, необходимых для описания распределения.

Таблица 12 — Идентификаторы для статистических величин

Вид Описание Примечание 0 Не определено Изготовитель пренебрегает указанием величины (как правило, неприемлемо) 1 Неизвестно Неизвестная величина

ГОСТ Р ИСО/МЭК 29159-1—2017

Вид	Описание	Примечание
2	Среднее значение
3	Медиана
4	Мода
5	Минимальное	Предельные значения не являются настоящими параметра-ми положения
6	Максимальное
7	(Минимум ♦ максимум)/2
8	Критерий Тьюки
9	Общий параметр положения
10—31	Не определено
32	Дисперсия
33	Стандартное отклонение
34	Медианное абсолютное отклонение	На самом деле, 1,4826 (med | x-med |), где med — медиана, а постоянная 1,4826 используется для нормализации, чтобы ожидаемое значение медианы было равно стандартному отклонению нормального распределения
35	(Максимум - минимум)	Предельные значения не являются настоящими параметрами положения
36	Общий параметр масштаба
37	Асимметрия
38	Эксцесс
39-65	Не определено
66	Общий параметр 1
67	Общий параметр II
68—95	Не определено
96	Функция распределения	Как дискретные пары (х,. Fix,)), где i - 1 N, которые используются для записей типа 2
97	Функция распределения	Как В-сплайн распределение, которое используют для записей типа 3
98—255	Не определено

Примечания

1    Приложение также может повлиять на то же самое преобразование независимо от вида значения, которое содержит запись, например линейное преобразуется в (x-mean)/stdev и (x-median)/mad, где mean — среднее значение, stdev — стандартное отклонение, median — медиана, mad — медианное абсолютное отклонение

2    Диапазон параметров очень широк Для отдельного приложения их необходимо определять более точно Они, по сути, должны быть определены в профиле приложения или другом документе с требованиями

7.3 Происхождение параметра

Значение поля «Происхождение» (1 байт), приведенное в таблице 13, следует использовать для указания происхождения параметра.

Таблица 13 — Происхождение статистических данных

Происхождение Распределение каких значений было получено 0 Не определено — значение(я), чье(ьи) происхождение(я) не разглашается 1 Неизвестно — значение(я) с неустановленным происхождением 2 Эмпирическое — значение(я), оцененное(ые) на основе экспериментальных и выборочных данных

9

Происхождение	Распределение каких значений было получено
3	Известно априори - значение(я), известное(ые) на этапе проектирования или исходя из теоретических соображений Для распределения это означает, что оно<и) известно(ы) в замкнутой форме
4—254	Зарезервировано

7.4    Присутствующие распределения

Значение поля «Присутствующие распределения» (1 байт) должно быть использовано для обозначения того, какие именно распределения «самозванцев» и подлинных лиц включены в запись. Допустимые значения приведены в таблице 14. Поле «Присутствующие распределения» должно содержать значение 0x01.0x02 или 0x03. Когда присутствуют оба распределения, распределение «самозванцев» должно предшествовать распределению подлинных лиц.

7.5    Число сравнений

Число сравнений подлинных лиц или «самозванцев» (4 байта), используемое для оценки информации типа 1.2 или 3. должно быть закодировано в этом поле. Нулевое значение должно использоваться, когда это число неизвестно.

Т а б л и ц а 14 —Допустимые значения поля «Присутствующие распределения»

Значение Присутствующие распределения 0x01 «Самозванцы» 0x02 Подлинные лица 0x03 «Самозванцы» и подлинные лица 0x04 — OxFF Зарезервировано

7.6 Флаг предварительной нормализации данных

Значение поля «Флаг предварительной нормализации данных» (1 байт), приведенное в таблице 15. следует использовать, чтобы указать, находятся ли результаты сравнения, полученные от подсистемы сравнения, в произвольном диапазоне или они были предварительно нормализованы. В контексте настоящего стандарта это означает, что модуль объединения может рассматривать результаты, полученные от подсистемы сравнения, как равномерно распределенные на отрезке [0. 1). Это делает возможным прямое использование результатов сравнения без необходимости интерполяции. В приложении С приведена информация о значении поля «Флаг предварительной нормализации данных».

Примечания

1    Поле «Флаг предварительной нормализации данных» присутствует в записях типа 2 или 3 для распределений подлинных лиц и «самозванцев* Если подсистема сравнения представляет предварительно нормализованные результаты сравнения «самозванцев», результаты сравнения подлинных лиц будут неравномерны, и наоборот Таким образом, поле «Флаг предварительной нормализации данных» в записях, соответствующих настоящему стандарту, не сможет указать на то. что результаты сравнения и «самозванцев», и подлинных лиц предварительно нормализованы

2    Реализации, совместимые с BioAPl б (1). возвращают «значения 8ЛД» Это означает, что полученные внутри системы результаты сравнения «самозванцев» либо изначально распределены на отрезке [0. 1]. либо были нормализованы с помощью ожидаемой ФР «самозванцев» этих результатов сравнения В результате можно рассчитывать, что результаты сравнения «самозванцев» на выходе будут равномерно распределены на отрезке (0,1)

Таблица 15 — Коды предварительной нормализации

Статус предварительной нормализации Диапазон результатов сравнения Значение (1 байт) Не нормализованы 0 Предварительно нормализованы 0£*£1 1

BioAPl — биометрический прикладной программный интерфейс (biometnc application programming nterface)

ГОСТ Р ИСО/МЭК 29159-1—2017

8 Запись типа 1

8.1 Назначение

Запись типа 1 содержит минимальную статистическую информацию о результатах сравнения «самозванцев» иУили подлинных лиц. полученных от биометрической системы. Эта информация может быть использована для масштабирования результатов сравнения перед операцией объединения.

8.2 Формат

8.2.1 Поддерживаемые типы данных — подтип А

Подтип А содержит вид (см. 7.2). происхождение (см. 7.3) и значение скалярной статистической величины. Формат должен соответствовать требованиям, приведенным в таблице 16.

Таблица 16 — Формат подтипа А

Поле Статус Описание Длина, байт Тип данных Допустимое значение Пример 1 М Вид параметра 1 uint (целое число без знака) См таблицу 12 3 (медиана) 2 М Происхождение параметра 1 uint 0—3 2 (эмпирическое значение) 3 м Значение параметра 8 double (действительное число двойной точности) Диапазон действительных чисел двойной точности 2,998 10е

8.2.2 Определение

Формат записи типа 1 должен соответствовать требованиям таблицы 17. Должны быть представлены данные либо «самозванцев», либо подлинных лиц. либо и те и другие данные (т. е. допустимые значения 26 или 50 байтов).

Таблица 17 — Формат записи типа 1

Поле Статус Описание Длина. байт Тип данных Допустимое значение Пример 1 М Тип 1 uint 1 1 2 М Присутствующие распределения 1 Упакованное битовое поле 0x01, 0x02. 0x03 0x01 3 О Число сравнений «самозванцев» 4 uint [0.232 -1) 40000 4 Положение распределения «самозванцев» 10 Подтип А (3.1; 2,998) 5 Масштаб распределения «самозванцев» 10 Подтип А (34. 1; 0.308) 6 О Число сравнений подлинных лиц 4 umt (о.г32-!) 240 7 Расположение распределения подлинных лиц 10 Подтип А (3.1; 8,310) 8 Масштаб распределения подлинных лиц 10 Подтип А (34. 1; 1.406)

ГОСТ Р ИСО/МЭК 29159-1—2017

Содержание

1    Область применения....................................................................................................................................1

2    Соответствие.................................................................................................................................................1

3    Нормативные ссылки....................................................................................................................................1

4    Термины и определения...............................................................................................................................1

5    Обозначения и сокращения........................................................................................................................2

6    Формат объединения данных......................................................................................................................2

6.1    Общие положения .................................................................................................................................2

6.2    Порядок следования байтов..................................................................................................................4

6.3    Числовые значения ...............................................................................................................................4

6.4    Блок «Заголовок объединения»............................................................................................................4

7    Общие элементы..........................................................................................................................................8

7.1    Общие положения..................................................................................................................................8

7.2    Вид параметра........................................................................................................................................8

7.3    Происхождение параметра....................................................................................................................9

7.4    Присутствующие распределения........................................................................................................10

7.5    Число сравнений..................................................................................................................................10

7.6    Флаг предварительной нормализации данных .................................................................................10

8    Запись типа 1..............................................................................................................................................11

8.1    Назначение ..........................................................................................................................................11

8.2    Формат...................................................................................................................................................11

8.3    Применение (справочно).....................................................................................................................12

9    Запись типа 2..............................................................................................................................................12

9.1    Назначение ..........................................................................................................................................12

9.2    Формат...................................................................................................................................................13

9.3    Применение (справочно)......................................................................................................................14

10    Запись типа 3............................................................................................................................................14

10.1    Назначение.........................................................................................................................................14

10.2    Формат.................................................................................................................................................15

Приложение А (справочное) Общие положения документа.......................................................................17

Приложение В (справочное) Примеры функций распределения..............................................................19

Приложение С (справочное) Использование предварительной нормализации данных.........................20

Приложение D (справочное) Исходный код для оценки сплайна..............................................................22

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных

стандартов национальным стандартам..........................................................................23

Библиография................................................................................................................................................24

Введение

Разработка биометрических систем привела к появлению различных технологий и алгоритмов сравнения. Некоторые из них публикуются в открытом доступе, но большинство являются частной собственностью. Во многих современных приложениях для биометрической верификации или биометрической идентификации применена одна биометрическая модальность. Это означает, что применена одна определенная биологическая или поведенческая характеристика человека с целью более или менее однозначной идентификации личности. Например, в системе контроля доступа может быть осуществлена регистрация изображения руки и использованы ее геометрические характеристики. В рамках программы социальных льгот могут проводить сбор отпечатков пальцев заявителей и использовать их в качестве входных данных для поиска дубликата «один-ко-многим». Применение разных биометрических методов предполагает использование различного количества отличительной информации, а также влечет за собой разные проблемы, связанные с получением данных. Все биометрические системы в какой-то степени подвержены отказам; при этом существуют различные режимы отказа. Таким образом, представляется целесообразным комбинировать технологии или алгоритмы с целью повышения производительности и/или удобства использования биометрических систем. Такое комбинирование называется объединением. Объединение может быть мультимодальным (например, при использовании в качестве биометрических характеристик лица и пальца), мультиалгоритмическим (например, при использовании алгоритмов А и В), мультиэкземплярным (например, при использовании указательного и большого пальца), мультидатчиковым (например, при использовании оптического и ультразвукового датчика отпечатков пальцев) или являться мультипредставлением (например, при использовании трех изображений лица пользователя).

В настоящем стандарте рассмотрен наиболее общий и легко реализуемый метод объединения: объединение на уровне результатов сравнения. Это объединение осуществляется после того, как две или более системы обработали и сравнили биометрические данные индивида¹) с одним или несколькими зарегистрированными образцами и предоставили скалярные результаты сравнения на выходе. Различают результаты сравнения подлинного лица (тот же самый человек) и «самозванца» (другой человек). Схему объединения разрабатывают с целью комбинирования этих результатов сравнения таким образом, чтобы уточнить границу классов результатов сравнения подлинных лиц и «самозванцев».

Распределения результатов сравнения являются уникальными для каждой биометрической подсистемы сравнения. Диапазоны результатов сравнения и формы распределений могут сильно отличаться. Объединение часто осуществляется в двух направлениях:

-в процессах, основанных на классификации, доступные результаты сравнения комбинируются напрямую для получения решения или результата сравнения на выходе;

• в процессах, основанных на нормализации, объединению предшествует преобразование каждого результата сравнения к общей области определения. Иногда эффективны простые методы нормализации. основанные на статистических параметрах, таких как среднее значение и стандартное отклонение, но в более сложных методах используется детальное знание о распределении результатов сравнения на входе. Формат объединения данных (ФОД), определенный в настоящем стандарте, предназначен для гибкой поддержки любого из доступных преобразований. Несмотря на установление стандартизированных средств обмена данными, настоящий стандарт поддерживает модульный подход к интеграции биометрических систем, при котором и алгоритмы сравнения, и алгоритмы объединения остаются защищенными «черными ящиками», что позволяет избежать нарушения прав интеллектуальной собственности. В настоящем стандарте рассмотрено приложение, в котором каждая из двух или более лежащих в основе технологий сбора данных и сравнения (например, геометрии руки и отпечатка пальца) генерирует результат сравнения, который подается в модуль объединения, инициализированного с помощью соответствующего экземпляра ФОД

На рисунке 1 представлена логическая роль записей в процессе мультимодального объединения. В настоящем стандарте определены контейнеры для хранения информации о распределении результатов сравнения, полученных от подсистемы сравнения. При этом не учитываются данные о совместном распределении, которые могут полностью получать статистические свойства многомерных результатов сравнения (т. е. данные от двух и более подсистем или модальностей). Это означает, что мультимодальное объединение не поддерживается описанием совместных распределений биометрических результатов сравнения. Это ограничение в большинстве случаев является незначительным, поскольку различные модальности часто считаются независимыми. Даже когда результаты сравнения

') В биометрии термин «индивид» относится только к человеку

ГОСТ Р ИСО/МЭК 29159-1—2017

не являются независимыми, как и в случае мультиалгоритмических приложений, применение методов объединения на уровне результатов сравнения остается эффективным, пусть и не оптимальным.

Настоящий стандарт предназначен для поддержки функциональной совместимости и обмена данными между биометрическими приложениями и системами. Он определяет требования, которые позволяют решать проблемы, возникающие при применении биометрических технологий, во множестве приложений распознавания личности вне зависимости от того, работают ли такие приложения в среде открытых систем или состоят из одной закрытой системы. Открытые системы строятся на основе стандартов, устанавливающих общепризнанные форматы данных, интерфейсы и протоколы, чтобы обеспечивать обмен данными и совместимость с другими системами, которые могут включать компоненты различной конструкции и производства. Закрытая система также может быть построена на основе общепризнанных стандартов и включать в себя компоненты различной конструкции и производства, но по сути к ней не предьявляются требования обмена данными и функциональной совместимости с любой другой системой.

Применение стандартов форматов обмена биометрическими данными и стандартов биометрических интерфейсов является необходимым условием достижения полного обмена данными и функциональной совместимости в случае биометрического распознавания в среде открытых систем. Биометрические международные стандарты, разработанные в рамках ИСО/МЭК СТК 1/ПК 37, образуют многоуровневый набор международных стандартов, состоящий из форматов обмена биометрическими данными и биометрических интерфейсов, а также профилей приложений, которые описывают порядок использования данных международных стандартов в конкретных областях применения.

Логике решений

Запись ФОД -1- Запись ФОД подсистемы сравнения пальцев Модуль сравнения лиц объединения ИНищигмыция Инициализация

ЬиомстрмчоозЫ коитрсоный шаСлом {изображение Ks>SS или шаблон!, сформированный при регистрации

Биометрическая проба («обращение или шаблон), сформированная для верификации или идснтифшлцяи

Компонент или данные. Компонент или данные. Компонент или данные. поддерживаемые поддерживаемые поддерживаемые разртаботчикои А разработчиком С разработчиком В

Рисунок 1 - Схема использования ФОД

V

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Информационные технологии БИОМЕТРИЯ

Калибровка, аугментация и объединение данных в биометрии

Часть 1 Формат объединения данных

Information technology Biometncs Biometric calibration, augmentation and fusion data Part 1 Fusion information format

Дата введения — 2017—10—01

1    Область применения

Настоящий стандарт определяет формат объединения данных в биометрии, который устанавливает машиносчитываемые форматы данных для описания статистических данных результатов сравнения. подаваемых на вход процесса объединения.

В настоящем стандарте не рассматриваются:

-    процессы нормализации результатов сравнения;

-    процессы объединения.

2    Соответствие

Записи соответствуют требованиям настоящего стандарта, если они удовлетворяют всем нормативным требованиям раздела 6. В разделе 6 предъявлены требования соответствия одному из разделов 8, 9 или 10. в которых, в свою очередь, предъявлены требования соответствия разделу 7.

3    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты, которые необходимо учитывать при его использовании. В случае датированных ссылок необходимо пользоваться только указанной редакцией. В случае недатированных ссылок следует пользоваться последней редакцией ссылочных документов, включая любые поправки и изменения к ним:

IEEE 754-2008 IEEE Standard for floating-point arithmetic (Стандарт ИИЭР для арифметики с плавающей точкой)

ISO/IEC 19785-1:2006 Information technology — Common biometric exchange formats framework — Part 1: Data element specification (Информационные технологии. Единая структура форматов обмена биометрическими данными. Часть 1. Спецификация элементов данных)

ISO/IEC 19794-1 Information technology — Biometric data interchange formats — Part 1: Framework (Информационные технологии. Форматы обмена биометрическими данными. Часть 1. Структура)

4    Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины и определения по ИСО/МЭК 19794-1, а также следующие термины с соответствующими определениями:

4.1 биометрический образец (biometric sample): Аналоговое или цифровое представление биометрических характеристик, предшествующее извлечению биометрических признаков.

Издание официальное

Примечание — Устройство сбора биометрических данных (биометрический сканер) — подсистема сбора биометрических данных, состоящая из одного компонента

4.2    функция распределения (cumulative distribution function): Вероятность того, что случайная величина примет значение, меньше или равное произвольному числу.

4.3    результат сравнения подлинного лица (genuine score): Результат сравнения двух образцов от одного человека.

4.4    результат сравнения «самозванца» (impostor score): Результат сравнения двух образцов от разных людей.

4.5    параметр положения (location parameter): Общий количественный показатель позиции распределения.

Примечание — Параметр расположения не обязательно является средним значением распределения

4.6    функция плотности распределения вероятностей (probability density function): Производная функции распределения.

4.7    параметр масштаба (scale parameter): Общий количественный показатель ширины распределения.

Примечание — Параметр масштаба, как правило, не является ни дисперсией, ни стандартным отклонением распределения

4.8    результат сравнения (comparison score): Численное значение (множество значений), являющееся результатом процесса сравнения, полученное на выходе биометрической подсистемы сравнения.

Примечание — Термин «результат сравнения» применен в настоящем стандарте как для оценки степени различия (меньшая указывает на большую вероятность того, что образцы получены от одного и того же человека). так и для оценки степени схожести (большая указывает на большую вероятность того, что образцы получены от одного и того же человека) Эта разница подробно описана в 6 4 9

5    Обозначения и сокращения

В настоящем стандарте применены обозначения и сокращения, приведенные ниже. В таблицах, определяющих структуры двоичных записей, символ «М» в столбце «статус» означает, что поле является обязательным, символ «О» — необязательным. Это значит, что байты для этих полей могут отсутствовать. В любом случае записи могут быть проанализированы, поскольку информация о наличии или отсутствии необязательного поля записывается в предыдущем поле.

ЕСФОБД — единая структура форматов обмена биометрическими данными (common biometric exchange formats framework, CBEFF);

ФР — функция распределения (cumulative distribution function. CDF);

ЭФР — эмпирическая функция распределения (empirical cumulative distribution function, ECDF);

ВЛД — вероятность ложного допуска (false acceptance rate. FAR);

ВЛС — вероятность ложного совпадения (false match rate. FMR);

ФОД — формат объединения данных (fusion information format. FIF);

ФПРВ — функция плотности распределения вероятностей (probability density function. PDF);

ID — идентификатор (identifier).

6    Формат объединения данных

6.1    Общие положения

6.1.1    Структура записи

Запись ФОД использована для поддержки модульности в мультимодальных биометрических системах и системах поддержки принятия решений. Структура записи приведена в таблице 1.

Примечание — Приложение должно установить профиль на основе настоящего стандарта Профиль по умолчанию будет вызывать один из типов записей Таблица 1 — Структура записи ФОД

Блок «Заголовок объедмне- Запись типа 1 (Туре иИли Запись типа 2 (Туре 2 И'ИЛИ Запись типа 3 (Туре 3 иия» (Fusion header ЫосК) 1 Record) (см 61.3) Record) (см 6 14) Record) (см 6 15)

ГОСТ Р ИСО/МЭК 29159-1—2017

6.1.2 Структура блока «Заголовок объединения»

Структура блока «Заголовок объединения» определяет формат записи и указывает на ее содержание. Структура блока «Заголовок объединения» приведена в таблице 2.

Таблица 2 — Структура блока «Заголовок объединения»

Блок «Заголовок объединения» = Идентификатор формата (Format identifier) Номер версии стандарта (Version number) Длина записи (Record length) Тип биоме-трической модальности (Biometnc type) 6.4 642 64 3 64 4 645 25 байтов 4 4 4 3 Необработанное дополнение Идентификатор алгоритма подсистемы сравнения (Comparison subsystem product ID) Идентификатор базы данных (Database ID) Качество базы данных регистрации (Enrolment database quality) Качество базы данных верификации (Venfication database quality) Смысловое значение результата сравнения (Score sense) Число экземпляров типа (Number of type instances) 646 6.4.7 64 8 648 64 9 6.4.10 4 2 1 1 1 1

6.1.3 Структура записи типа 1

Структура блока «Заголовок объединения» определяет формат записи и указывает на ее содержание. Структура записи типа 1 приведена в таблице 3.

Таблица 3 — Структура записи типа 1

Распределение «самозванцев» (Impostor Distnbution) Распределение подлинных лиц (Genuine Ostnbution) Структура записи типа 1 (Туре 1 Record Structure) ■ Тип (Туре) Наличие распределений (Distnbubons Present) Число сравнений (Num Comp) Положение распределения (1ос) Мас штаб (Scale) Число срав нений (Num Comp) li II V Мас штаб (Scale) 82 823 8 24 825 826 82 7 828 8 29 8 2 10 26 или 50 байтов 1 1 4 10 10 4 10 10

6.1.4 Структура записи типа 2

Структура блока «Заголовок объединения» определяет формат записи и указывает на ее содержание. Структура записи типа 2 приведена в таблице 4.

Таблица 4 — Структура записи типа 2

Структура записи типа 2 (Туре 2 Record Structure) ■ Тип Присутствующие распределения ФР «самозванцев» ФР подлинных лиц 92 92 3 924 925 926 16W+13 байтов или 32Л/+22 байтов 1 1 16ЛМ1 16ЛМ1

6.1.5 Структура записи типа 3

Структура блока «Заголовок объединения» определяет формат записи и указывает на содержание. Структура записи типа 2 приведена в таблице 5.

Таблица 5 — Структура записи «Тип 3»

Структура записи типа 3 (Туре 3 Record Structure) ■ Тип Присутствующие распределения ФР «самозванцев» ФР подлинны* лиц 102 10 2 3 10 2 4 10 2 5 10 2 6 16/V-18 или 32Л/-38 байтов 1 1 16Л/-20 16Л/-20

6.2 Порядок следования байтов

В записи ФОД и всех однозначно определенных блоках данных в ней все многобайтовые величины должны храниться в обратном порядке следования байтов, то есть старшие байты должны иметь более низкие уровни адресов памяти, чем младшие байты.

Пример — Значение 1025 (два в степени 10 плюс один) будет храниться в двух байтах: первый байт = 00000100b и второй байт - 00000001b.

6.3 Числовые значения

Все числовые значения, присутствующие в определенных типах записей в настоящем стандарте, являются целыми величинами фиксированной длины без знака, если не указано иное.

Все числовые значения, приведенные в тексте настоящего стандарта, являются десятичными, кроме тех. которым предшествует Ох (они являются шестнадцатеричными) и тех. которые оканчиваются на «Ь» (они являются двоичными).

Таблица 6 — Текстовое представление числового значения

Пример значения Основание системы счисления Десятичное значение 10106 2 10 39 10 39 0xF5 16 245

Примечание — Чтобы избежать численной неточности, спецификации ИИЭР 754 может быть недостаточно

Числа двойной точности должны соответствовать ИИЭР 754.

6.4 Блок «Заголовок объединения»

6.4.1 Общие положения

Блок «Заголовок объединения», приведенный в таблице 7, должен присутствовать в качестве первого блока всех записей ФОД.

Таблица 7 — Блок «Заголовок объединения»

Поле Статус Длина, байт Допустимые значения Примечание Идентификатор формата М 4 0x46494600 Нуль-терминированная строка «FIF» с символами ASCII Номер версии стандарта М 4 0x30313000 Нуль-терминированная строка «010» с символами ASCII Длина записи м 4 1 S L S 2*-1 Длина входной записи в байтах Тип биометрической модальности м 3 ОйН 0x080000 Модальность, от которой получена запись

4

ГОСТ Р ИСО/МЭК 29159-1—2017

Окончание таблицы 7

Поле Статус Длина. байт Допустимые значения Примечание Идентификатор алгоритма подсистемы сравнения М 4 20 Текущий идентификатор, определенный разработчиком Идентификатор базы данных М 2 20 Текущий идентификатор, определенный разработчиком Качество биометрического образца при регистрации М 1 (0-100], 254. 255 Совокупные качества биометрических образцов, используемые для вычисле-ния статистических данных результатов сравнения Качество биометрического образца при верификации М 1 (0-100]. 254. 255 Смысловое значение результата сравнения М 1 0 или 1 Степень различия или степень схожести? (См 6 4 9) Число экземпляров типа М 1 1 S/VS4 Значение 0 недопустимо

6.4.2    Идентификатор формата

Поле «Идентификатор формата» (4 байта) является нуль-терминированной строкой стремя символами ASCII «FIF» в начале для соответствия настоящему стандарту.

6.4.3    Номер версии стандарта

Поле «Номер версии стандарта» (4 байта) является нуль-терминированной строкой с тремя символами ASCII.

Первый и второй символы обозначают номер версии стандарта, третий символ — номер поправки или изменения данной редакции.

Номер версии настоящего стандарта будет 0x30313000. т. е. 010 — номер версии 1. номер редакции 0.

6.4.4    Длина записи

Поле «Длина записи» (4 байта) должно содержать полную длину в байтах всей записи. Она определяется как сумма длины блока «Заголовок объединения» (25 байтов) и длины следующей за ним записи типа 1.2 или 3.

6.4.5    Тип биометрической модальности

Значение поля «Тип биометрической модальности» (3 байта) должно быть взято из перечня ЕСФОБД биометрических модальностей, приведенного в ИСО/МЭК 19785-1.6.5.6. Это значение позволяет приложению определить, какая биометрическая модальность представлена, с помощью экземпляра ФОД.

Пример —Для результатов сравнения в реализации, использующей изображения вонозного русла, ото значение будет 0x040000.

6.4.6    Идентификатор алгоритма подсистемы сравнения

Идентификатор алгоритма подсистемы сравнения (т. е. сравнения биометрических данных с биометрическими контрольными шаблонами) (4 байта = 2 байта + 2 байта), который позволяет получать информацию о результатах сравнения, содержащуюся в данной записи ФОД, должен быть записан в соответствии с требованиями, приведенными в таблице 8. Эти два значения являются идентификаторами биометрических продуктов ЕСФОБД. описанных 8 ИСО/МЭК 19785-1

Таблица 8 — Идентификаторы биометрических продуктов ЕСФОБД

Пола Кем определяется Длина, байт Описание Идентификатор биометрического продукта (сохраненный в первых 2 байтах) мабп2> 2 См ИСО/МЭК 19785-1 Номер версии стандарта (сохраненный во вторых 2 байтах) Разработчик 2

^ Заменен на ISO/IEC 19785-1 Однако для однозначного соблюдения требования настоящего стандарта, выраженного в датированной ссылке, рекомендуется использовать только указанное в этой ссылке издание 2 МАБП — Международная ассоциация биометрической промышленности (International biometric industry association (IBIA)] В настоящий момент данная организация называется «Международная ассоциация биометрии и идентификации» (International Biometrics & Identification Association (IBIA))