Современные биометрические решения
от ЗАО ПАПИЛОН, Россия

При оценке результативности работы АДИС обычно используют две важнейшие взаимосвязанные характеристики – надежность и точность поиска.

Надежность – процент найденных «родных» пар от истинного их количества в БД.

Точность (избирательность) – процент пар, ложно определенных системой как «родные», от общего количества сравнений.

Еще одной важной характеристикой АДИС является быстродействие – количество сравнений в единицу времени. При одинаковых показателях надежности и точности система с низким быстродействием является более дорогой в эксплуатации – требует большего количества вычислителей, более мощного оборудования, увеличиваются затраты на монтаж и обслуживание комплекса.

Поскольку перечисленные параметры являются основными показателями поисковых способностей АДИС, ими же оперируют при сравнении эффективности различных систем.

Важно понимать, что количественные значения надежности и точности не являются постоянными величинами для одной и той же АДИС, поскольку, как видно из определений, характеризуют результат поисков на каком-то одном конкретном массиве дактилокарт и следов. Не каждая система, получившая высокие показатели, например, при проведении тестовых испытаний, способна подтвердить эти результаты при работе с реальными дактилоскопическими массивами, содержащими сотни тысяч, а тем более миллионы и десятки миллионов дактилокарт.

В практике нашего предприятия присутствует целый ряд случаев установки АДИС ПАПИЛОН в подразделения МВД, где к тому времени дактилоскопический учет уже был автоматизирован с помощью АДИС других фирм-производителей. В БД АДИС ПАПИЛОН с бумажных носителей были введены те же массивы дактилокарт и следов, с которыми на момент замены работали АДИС-предшественники. В каждом случае при проведении поисков на АДИС Папилон были дополнительно установлены сотни лиц, дактилокарты которых присутствовали в замененной АДИС, но не были найдены системой.

Подробная информация о результатах замены

Необходимо заметить, что замененные АДИС имеют высокие заявленные производителем показатели надежности и точности поиска, ранее эти системы неоднократно тестировались и показывали на испытаниях достаточно хорошие результаты.

Из всего сказанного можно сделать вывод, что единожды полученные высокие количественные характеристики надежности и точности поиска не могут служить критерием оценки качества и эффективности АДИС. Надежным показателем эффективности системы является стабильность значений ее поисковых характеристик на БД любого объема и устойчивость к искажениям объективного (различия качественного состава дактилоскопических массивов) и субъективного (влияние человеческого фактора) характера.

Истинно эффективная АДИС – надежная система с высокой избирательностью поиска, показывающая стабильные и устойчивые результаты на БД любого объема и качества массивов, передающая на просмотр эксперту рекомендательные списки, требующие минимального количества времени для их просмотра и принятия окончательного решения.

Стабильность и устойчивость поисковых характеристик АДИС зависит от целого ряда факторов: способности системы одинаково надежно работать с дактилоскопическими изображениями различного качества, способа описания папиллярного узора и избирательности алгоритмов сравнения, совершенства алгоритмов распознавания и кодирования папиллярного узора, степени автоматизации всех этапов обработки дактилокарт и следов.

Остановимся на каждом из этих факторов.

1. Чем выше качество вводимых в АДИС дактилокарт и следов, тем они более информативны, тем точнее работает вычислитель системы, обеспечивая высокую избирательность поиска и уменьшение размеров рекомендательных списков. Но, к сожалению, значительная часть реальных массивов бумажных дактилокарт и подавляющая доля следов, изымаемых с мест преступления, не попадают в категорию высококачественной исходной информации. Можно, конечно, исключить влияние этого фактора и совсем не вводить в АДИС следы и дактилокарты низкого качества, но на практике такой путь означает снижение надежности системы на процент «отбракованных» объектов и является неприемлемым. Система должна уметь работать со сложными объектами, в том числе со следами неизвестного масштаба.

АДИС Папилон не предъявляет специальных требований к качеству вводимых дактилокарт и следов, по сравнению с ручной технологией их обработки. Неизвестный масштаб изображения следа, возрастные изменения отпечатков, искажения узора при деформации кожи, изменение состояния кожи учитываются в алгоритмах распознавания и не влияют на надежность идентификации. Система способна восстановить след, искаженный наложением другого следа или текстурой фона.

Для повышения качества изображений рекомендуется применение разработанных на предприятии современных технологий ввода:

– бескрасковое дактилоскопирование для дактилокарт (см. описание системы ПАПИЛОН «Живой сканер»),

– видеоввод (система видеоввода Папилон) и обработка следов перед вводом в систему с использованием специализированных фильтров системы ПАПИЛОН «РАСТР» (разделение наложенных следов, усиление рисунка папиллярных линий, исключение текстуры подложки и т.д.).

2. Способ математического описания папиллярных узоров и определяемый им алгоритм сравнения являются решающими факторами для обеспечения надежности и точности поиска. Практическое применение нашли три группы признаков для описания узора:

– Интегральная структура узора – набор направлений, образованных папиллярными линиями. Возможно использование интегральных особенностей – центров и дельт.

– Детали строения папиллярного узора – окончания и разветвления папиллярных линий. Используются местоположения деталей и, возможно, хвостовые углы (направления папиллярных линий в местоположениях деталей).

– Гребневый счет и связность (топологические характеристики узора) – отражают взаимное расположение соседних особенностей поперек и вдоль потока папиллярных линий. Эти признаки являются самым мощным критерием для сравнения папиллярных узоров.

Различные системы используют для описания узора либо одну из перечисленных групп признаков, либо их комбинацию. Чем полнее описывается папиллярный узор, тем выше поисковые характеристики системы, при условии, что алгоритмы распознавания изображений и автоматический кодер системы способны с заданной точностью выделять требуемые признаки. Таким образом, полнота реализованного способа описания папиллярного узора является показателем того, насколько успешно разработчикам данной АДИС удалось решить сложную задачу автоматического распознавания и кодирования изображений.

В АДИС Папилон для математического описания папиллярного узора реализован наиболее полный способ, использующий все три группы признаков. Топологический подход к описанию узоров и иерархический способ их сравнения обеспечивают очень высокую избирательность поиска, превосходящую избирательность систем, описывающих только интегральную структуру и (или) положение и направление мелких особенностей.

3. Чем совершеннее используемые в АДИС автоматические алгоритмы распознавания изображений, тем выше достоверность получаемой для сравнения математической модели, тем меньше степень вмешательства оператора и влияние его квалификации на процесс кодирования.

Выбор наиболее информативного способа описания папиллярного узора в АДИС Папилон предъявляет повышенные требования к автоматическому кодеру системы, с которыми он полностью справляется. Кодирование отпечатков производится автоматически. Кодирование следа носит полуавтоматический характер. Степень вмешательства оператора зависит от качества следа.

Отдельно следует отметить, как один из важных критериев качества АДИС, способность системы работать со следами и отпечатками ладоней. Специалистам известно, что 15-30% следов, изымаемых с мест преступлений, – это следы ладоней. Опыт подразделений МВД, перешедших в свое время с «пальцевой» версии АДИС ПАПИЛОН на «ладонную», показал, что эффективность автоматизации дактилоскопического учетов возрастает при этом на 20-35%. Кодирование отпечатков ладоней в АДИС ПАПИЛОН производится полностью автоматически. Кодирование следов ладоней аналогично кодированию следов пальцев.

Таким образом, для предварительной сравнительной оценки эффективности различных АДИС наиболее значимыми являются следующие моменты:

• Полнота реализованного в системе математического способа описания папиллярного узора
• Точность автоматического кодера, которую можно косвенно оценить по степени участия оператора в процессе кодирования.
• Быстродействие системы
• Размер выдаваемых рекомендательных списков
• Положение «родного» кандидата в рекомендательных списках
• Способность системы работать с реальными массивами дактилокарт и следов без предварительного отбора их по качеству
• Способность системы работать с разномасштабными изображениями
• Способность системы работать со следами и отпечатками ладоней
• Наличие современных высококачественных технологий ввода (бескрасковое дактилоскопирование, видеоввод)
• Практическое распространение системы и масштабность реализованных с применением данной АДИС проектов (объемы БД дактилокарт и следов)

Объективная и официальная сравнительная оценка автоматизированных дактилоскопических систем может быть получена только в результате натурных сравнительных испытаний двух или нескольких АДИС на реальных массивах дактилокарт и следов по тщательно проработанным методикам, обеспечивающим абсолютно равные условия для всех испытуемых систем.