專利名稱：測定生物測量裝置的出錯(cuò)率的方法和裝置的制作方法
發(fā)明涉及測定生物測量裝置的出錯(cuò)率的方法和裝置，所述的生物測量裝置在開始時(shí)借助于至少一個(gè)生物測量傳感器輸入的人員生物測量特征與作為特征組存儲(chǔ)的資格人特征相符合的時(shí)候開放通路，而不符合時(shí)拒絕通過，其中為了測定出錯(cuò)率把一個(gè)資格人的當(dāng)前的生物測量特征對照多個(gè)外人的生物測量特征進(jìn)行檢測，并且出錯(cuò)率由對非資格人準(zhǔn)予通過的概率和拒絕資格人通過的概率確定。
發(fā)明還涉及具有至少一個(gè)生物測量傳感器的生物測量裝置，把所述裝置的安置成，在輸入的人員生物測量特征與作為某種資格人的特征存儲(chǔ)的特征組相符合的時(shí)候開放通路，而不符合時(shí)拒絕通過。
采用生物測量裝置的訪問控制或者說進(jìn)路控制，通常不用輸入口令也不用鑰匙，現(xiàn)在越來越受重視。生物測量裝置借助于生物傳感器獲得打算通過的人員的某些生物測量特征，譬如其指紋、面形、嗓音、體重，等等。通常地從例如用傳感器頭或者攝像機(jī)掃描得到的信息中提取對各種應(yīng)用專用的特征標(biāo)志并且綜合成特征組，所述的特征組再在該裝置中與存儲(chǔ)的通過資格人特征組相比較。以某種預(yù)定的程度相符時(shí)，就準(zhǔn)予通過，不然就拒絕通過。在此還可以結(jié)合多個(gè)生物測量特征，譬如結(jié)合指紋和語音樣式，以提高安全性。
因?yàn)樵跍y量生物特征時(shí)，從來不會(huì)像例如數(shù)碼鎖那樣是明確的，出現(xiàn)對于可靠程度有重要意義的出錯(cuò)可能性。特別是可能得到確定非資格人得以通過的概率的誤接受出錯(cuò)率(誤接受率)，以及指出拒絕資格人的概率的誤拒絕出錯(cuò)率(誤拒絕率)。不言而喻，這兩種出錯(cuò)率都應(yīng)當(dāng)盡可能地小，其中特別是誤接受率對于安全性有特別的意義。
在購買或者投入使用現(xiàn)有技術(shù)的生物測量裝置時(shí)，使用者應(yīng)當(dāng)清楚地了解出錯(cuò)率，并且必須選擇與其安全性要求相應(yīng)的出錯(cuò)率。
為了測定所謂的出錯(cuò)率，目前需要詳盡的現(xiàn)場檢測，要有非常多的參與者，其中把多個(gè)的人群的平均值作為結(jié)果加以保存。在這種試驗(yàn)中每次把一個(gè)人作為的資格人，對比大量的其他人進(jìn)行試驗(yàn)。得出的出錯(cuò)率，即誤接受出錯(cuò)率和拒絕出錯(cuò)率附加到發(fā)貨的裝置或者系統(tǒng)上。
然而實(shí)踐卻表明，不論是誤接受出錯(cuò)率還是拒絕出錯(cuò)率都特別強(qiáng)烈地依賴于“有資格人的”具體人員。因?yàn)榉浅６嗟奶卣鳒y量裝置也是個(gè)人裝置，所以個(gè)人的特征參量對應(yīng)用是特別受關(guān)注的，當(dāng)然前提卻是必須用相應(yīng)應(yīng)用的生物測量特征進(jìn)行大量而成本低廉的檢測。
本發(fā)明的任務(wù)在于，創(chuàng)造以相對簡單和低成本的方式能夠測量個(gè)人出錯(cuò)率的方法。
所述任務(wù)用前序部分所述的根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)解決，這是通過在生物測量裝置中采用含有多個(gè)的外人的特征組的數(shù)據(jù)庫，把所述外人的特征組與存儲(chǔ)的資格人的當(dāng)前特征的特征組進(jìn)行比較，并且從而測定對該資格人的個(gè)人的出錯(cuò)率。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，只須一次地建立數(shù)據(jù)庫，然后可以把它存儲(chǔ)在可以與該生物測量裝置一同發(fā)貨的數(shù)據(jù)載體上。這樣使用者必須輸入其生物測量特征，例如指紋，然后裝置進(jìn)行檢測過程，由此可以確定出錯(cuò)率。
在本發(fā)明的一個(gè)有利的變例中提出，借助于至少一個(gè)在掃描生物測量特征方面與特征測量裝置等效的裝置獲得不同的外人的生物特征，并且作為外人的特征組存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中。在此變例中以此用作“真實(shí)”檢測人構(gòu)成數(shù)據(jù)庫。
如果從用生物測量傳感器產(chǎn)生的信息提取生物測量特征并且用此形式存儲(chǔ)進(jìn)數(shù)據(jù)庫，可以用存儲(chǔ)位置的一部分找到要存儲(chǔ)直接用傳感器測量的信息所需要的外延。
本發(fā)明所述方法的一個(gè)擴(kuò)展提出，為數(shù)據(jù)庫產(chǎn)生具有統(tǒng)計(jì)分布的，在其特性方面有如真實(shí)人特征的虛擬特征。以此方式可以避免在裝配時(shí)使外人數(shù)據(jù)庫含有錯(cuò)誤值，例如對誤接受出錯(cuò)率的錯(cuò)誤值，因?yàn)槠涮卣鹘M也處在該數(shù)據(jù)庫中并且可以據(jù)此進(jìn)行識(shí)別。這種“人工”數(shù)據(jù)庫的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，不必存儲(chǔ)特征組，例如指紋，而只是在需要的時(shí)候產(chǎn)生就行了。它可以在存儲(chǔ)后再消除，從而不浪費(fèi)存儲(chǔ)位置。在一個(gè)有利的實(shí)施形式中提出，通過多次掃描使用者的當(dāng)前生物測量特征測定當(dāng)前存儲(chǔ)為特征組的資格人特征。為了達(dá)到構(gòu)成這種平均值，只需要使用者在生物測量裝置處多次提供當(dāng)前的特征，例如其指紋。
重要地是還提出對數(shù)據(jù)庫加密并且僅在檢測過程中臨時(shí)地解密。從而避免濫用，特別是避免用外人的數(shù)據(jù)進(jìn)行濫用。
如前已述，優(yōu)選地測定誤接受出錯(cuò)率和/或拒絕出錯(cuò)率作為出錯(cuò)率。
為了完成所提出的任務(wù)還引入了前序部分所述技術(shù)的特征測量裝置，把所述的裝置設(shè)計(jì)成為，通過訪問含有多個(gè)外人的特征組的數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行把這種外人的特征組與存儲(chǔ)的資格人的當(dāng)前特征比較，從而測定該資格人的個(gè)人的出錯(cuò)率。
由該裝置達(dá)到的優(yōu)點(diǎn)以及那些可以劃屬于從屬權(quán)利要求9至13所屬優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)在上面說明了。
下面參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明所有其它優(yōu)點(diǎn)。附圖中


圖1為在本發(fā)明所述方法的范圍內(nèi)產(chǎn)生數(shù)據(jù)庫的示意圖，以及其與生物測量裝置的配合使用，圖2是拒絕出錯(cuò)率與誤接受出錯(cuò)率之間與平均出錯(cuò)率比校的關(guān)系圖示，而圖3是類似的圖示，但是與圖2所示圖的比例尺不同，然而是為三個(gè)不同的使用者產(chǎn)生的。
在圖1中示出，借助于還具有生物測量傳感器SEN的裝置BAR，從n個(gè)人員掃描或者測取歸屬于他們的生物測量特征，在此例中為每人一手指F1、F2、…Fn的指紋。在裝置BAR中用領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員公知的方式從用生物測量傳感器SEN測取的信息提取要求的特征并且寫入數(shù)據(jù)庫DAB中作為特征組，這里數(shù)據(jù)庫例如實(shí)現(xiàn)成光盤(CD盤)。
然后把教據(jù)庫DAB提供給生物測量裝置或者與生物測量裝置結(jié)合在一起向使用者發(fā)貨。在裝置BER投入運(yùn)行時(shí)，使用者，在此也稱為資格人，用傳感器SEN輸入個(gè)人的生物特征，例如其手指FW的特征。再次在提取后產(chǎn)生當(dāng)前的生物測量特征MB，其中要說明的是，這種特征組MB也可以由使用者重復(fù)輸入生物測量特征求平均值得到。然后把特征組MB存入裝置BER的存儲(chǔ)器中，并且使用者或者資格人可以進(jìn)行測試過程，所述測試過程用作把教據(jù)庫DAB中的每個(gè)特征組Mi相對使用者或資格人的個(gè)人特征進(jìn)行測試鑒定。
在測試過程中測定資格人的個(gè)人出錯(cuò)率，亦即誤接受出錯(cuò)率以及拒絕出錯(cuò)率，前者指出裝置BER以什么樣的概率使非資格人得以通過，后前者指出以什么樣的概率資格人被裝置BER拒絕。
特別是在引用的測試系列中測定拒絕出錯(cuò)率FRR，其中使用者必須保證不能有外人試圖訪問或者說進(jìn)入。例如在數(shù)百個(gè)試驗(yàn)后可以測定百分?jǐn)?shù)范圍的拒絕出錯(cuò)率FRR，例如，通過計(jì)數(shù)全部的拒絕或者通過對指出拒絕或者接受程度的準(zhǔn)確度進(jìn)行分析。如果存儲(chǔ)了特征組，就可以從中測定拒絕出錯(cuò)率FRR與虛擬閾值關(guān)系的曲線。以類似的方式通過對所有外人的特征測試使用者的當(dāng)前個(gè)人特征MB測定誤接受出錯(cuò)率與虛擬閾值的關(guān)系。
在樣測定的誤接受出錯(cuò)率FAR和拒絕出錯(cuò)率FRR讓使用者能夠自行通過調(diào)節(jié)實(shí)際閾值確定其個(gè)人的安全性。裝置還可以向使用者示出所謂的“接受者-操作者曲線”，這種曲線如圖2中所示并且標(biāo)示為ROC。圖中的45度角斜線稱為等出錯(cuò)率線，在圖中示出以進(jìn)行比較和闡述。
對比下，在圖3中示出三個(gè)不同人員的不同關(guān)系，這里圖3與圖2的不同僅在于比例的選擇，這還導(dǎo)致圖3中的等出錯(cuò)率線有不同的斜率。圖3中示出的三個(gè)不同人員的曲線在圖中標(biāo)為ROC1、ROC2和ROC3。
還可以對數(shù)據(jù)庫DAB統(tǒng)計(jì)學(xué)地分配外人的特征組，卻產(chǎn)生在其特性方面表現(xiàn)得如同真實(shí)人員的特征的虛擬特征。這樣的數(shù)據(jù)庫的優(yōu)點(diǎn)是排除了在裝配時(shí)讓外部數(shù)據(jù)庫含有例如誤接受出錯(cuò)率用的錯(cuò)誤值，因?yàn)槠涮卣鹘M已經(jīng)在該數(shù)據(jù)庫中了。實(shí)際上只須確保，人工產(chǎn)生的特征組能夠證實(shí)表現(xiàn)得像真實(shí)人的“正?！碧卣鹘M。這得出的優(yōu)點(diǎn)是不必長期地保存外人的特征組，而是按需要臨時(shí)地產(chǎn)生，從而可以經(jīng)濟(jì)地利用存儲(chǔ)位置。
特別是在使用含有真人的數(shù)據(jù)組的數(shù)據(jù)庫時(shí)，重要的是把數(shù)據(jù)庫加密，只有在測試的過程中才能夠解密，以對外人保護(hù)這些數(shù)據(jù)。
此外，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)還有，在測定出錯(cuò)率時(shí)可以考慮到各個(gè)具體的人員，從而以較高的安全性并且較快地確定相應(yīng)的安全性范圍，這就在圖3中借助于三個(gè)受測試人員示出的例子。
權(quán)利要求
1.測定生物測量裝置的出錯(cuò)率(FAR、FRR)的方法，所述的生物測量裝置在借助于至少一個(gè)生物測量傳感器(SEN)輸入的人員生物測量特征(MB)與作為特征組存儲(chǔ)的資格人特征(MB)相符合的時(shí)候開放通路，而不符合時(shí)拒絕通過，其中為了測定出錯(cuò)率把一個(gè)資格人的當(dāng)前的生物測量特征對照多(n)個(gè)外人的生物測量特征進(jìn)行檢測，并且出錯(cuò)率由對非資格人準(zhǔn)予通過的概率和拒絕資格人通過的概率確定，其特征在于，在生物測量裝置(BER)中采用含有多(n)個(gè)的外人的特征組的數(shù)據(jù)庫(DAB)，把所述外人的特征組與存儲(chǔ)的資格人的當(dāng)前特征的特征組進(jìn)行比較，并且從而測定對該資格人的個(gè)人的出錯(cuò)率(FAR、FRR)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，借助于至少一個(gè)在掃描生物測量特征方面與特征測量裝置(BER)等效的裝置(BAR)獲得不同的外人的生物特征(Mi)，并且在數(shù)據(jù)庫(DAB)中存儲(chǔ)為外人的特征組。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，從用生物測量傳感器(SEN)產(chǎn)生的信息提取生物測量特征并且以此形式存儲(chǔ)進(jìn)教據(jù)庫(DAB)。
4.如權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，為數(shù)據(jù)庫(DAB)產(chǎn)生具有統(tǒng)計(jì)分布的，在其特性方面有真實(shí)人特征的虛擬特征。
5.如權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，當(dāng)前的，作為特征組存儲(chǔ)的資格人特征通過多次掃描使用者的當(dāng)前的生物測量特征的平均值測定。
6.如權(quán)利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，對數(shù)據(jù)庫加密并且僅在檢測過程中臨時(shí)地解密。
7.如權(quán)利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，測定誤接受出錯(cuò)率(FAR)和/或拒絕出錯(cuò)率(FRR)作為出錯(cuò)率。
8.具有至少一個(gè)生物測量傳感器(SEN)的生物特征測量裝置(BER)，把所述的裝置安置成，在借助于至少一個(gè)生物測量傳感器輸入的人員生物測量特征與作為特征組存儲(chǔ)的資格人特征(MB)相符合的時(shí)候開放通路，而不符合時(shí)拒絕通過，其特征在于把生物測量裝置(BER)設(shè)計(jì)成，通過訪問含有多(n)個(gè)的外人的特征組的數(shù)據(jù)庫(DAB)，把所述外人的特征組與存儲(chǔ)的資格人的當(dāng)前特征的特征組進(jìn)行比較，并且從而測定對該資格人的個(gè)人的出錯(cuò)率(FAR、FRR)。
9.如權(quán)利要求8所述的生物測量裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)庫(DAB)含有外人特征組，所述數(shù)據(jù)庫借助于至少一個(gè)在掃描生物測量特征方面與生物測量裝置(BER)等效的裝置(BAR)通過獲得不同的外人的生物特征(Mi)囊括不同的人。
10.如權(quán)利要求8或9所述的生物測量裝置，其特征在于，數(shù)據(jù)庫(DAB)含有外人特征組，所述的外人特征組是合成地用統(tǒng)計(jì)分布的虛擬特征產(chǎn)生的，所述虛擬特征在其特性方面有真實(shí)人特征。
11.如權(quán)利要求9所述的生物測量裝置，其特征在于，把從生物測量傳感器(SEN)采集的信息中提取的生物測量特征存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(DAB)中。
12.如權(quán)利要求8至11之一所述的生物測量裝置，其特征在于，對數(shù)據(jù)庫(DAB)加密并且把裝置設(shè)計(jì)成僅在測試過程中才可能解密。
13.如權(quán)利要求8至12之一所述的方法，其特征在于，所測定的出錯(cuò)率是誤接受出錯(cuò)率(FAR)和/或拒絕出錯(cuò)率(FRR)。
全文摘要
為了測定生物測量裝置的出錯(cuò)率(FAR、FRR)，在數(shù)據(jù)庫(DAB)中存儲(chǔ)許多外人特征組，在測試過程中與資格人的特征組進(jìn)行比較，從而測定對該資格人的個(gè)人出錯(cuò)率(FAR、FRR)。
文檔編號(hào)G10L15/01GK1478247SQ01819624
公開日2004年2月25日 申請日期2001年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月29日
發(fā)明者K·赫施格爾, K 赫施格爾, M·布洛姆巴, 迥釩, D·戈澤林格, 罅指 申請人:西門子公司