В рубрику "Системы контроля и управления доступом (СКУД)" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
В аэропортах мира технология распознавания по радужной оболочке глаза все шире используется для повышения безопасности, удобства пассажиров и улучшения эффективности работы персонала. Разработчик этой технологии объясняет как, где и каким образом возможно ее использовать.
Джон Даугман
Кембриджский университет (Великобритания)
Об авторе Доктор Джон Даугман - постоянный член профессорско-преподавательского состава Кембриджского университета в Великобритании, где читает лекции, посвященные компьютерному зрению, теории информации и распознаванию образов. Он получил степень бакалавра гуманитарных наук (AB) и ученую степень доктора (PhD) в Гарвардском университете в США, где впоследствии преподавал. Доктор Даугман - первооткрыватель метода распознавания радужной оболочки глаза с целью идентификации человека. Этот метод в 1994 г. был им запатентован в США (US Patent 5,291,560). Научное сообщество присудило несколько премий и медалей его алгоритмам, которые в настоящее время используются в программных продуктах всех публичных проектов технологии распознавания радужки.
Точность и скорость
Цели автоматической идентификации людей в аэропортах должны быть достигнуты не только быстро и с крайне высокой степенью надежности, но и в различных условиях и при выполнении разных задач. Вне зависимости от того, кто проходит процедуру идентификации (прибывшие или отправляющиеся в путь пассажиры, члены экипажей самолетов или сотрудники аэропорта), от ее задачи (предоставление определенных прав доступа или проверка наличия в контрольном списке Watch List) в большинстве случаев технология распознавания радужной оболочки глаза человека (далее в тексте -радужки) является предпочтительной для идентификации личности. Во всем мире все современные инсталляции такой биометрической технологии используют алгоритмы, разработанные автором в Кембриджском университете в Великобритании. Эти алгоритмы преобразовывают необработанное видеоизображение глаза в уникальный идентификационный двоичный поток, называемый Iris-код, получаемый в результате определения позиции радужки, ее границы и выполнения других математических операций для описания текстуры радужки в виде последовательности чередования фаз, похожей на штрих-код (рис. 2).
Полученный таким образом Iris-код затем используется для поиска совпадений в базах данных (скорость поиска - около одного миллиона сравнений Iris-кодов в секунду) и для подтверждения (или не подтверждения) заявленной личности. Iris-код позволяет принимать решение о совпадении с очень высокой точностью.
Сфера применения "Радужка как паспорт"
Технология распознавания радужки сейчас получила широкое распространение и применяется как в логическом доступе (доступ к компьютеру или базам данных), так и в физическом (доступ в здания, комнаты, апартаменты). Однако наибольший рост инсталляций этой технологии наблюдается сейчас в аэропортах. Разнообразные области применения в аэропортах технологии распознавания радужки, а также цели и объекты инсталляций представлены в таблице.
Большинство инсталляций технологии распознавания радужки в аэропортах используется для пассажиров международных рейсов и может быть применено вместо предъявления ими паспорта. Вслед за большим испытанием в аэропорту Heathrow (Лондон) в 2001 г. первое расширенное применение этой технологии началось в 2002 г. в аэропорту Schiphol (Амстердам, Нидерланды). Пассажиры, которым приходится часто совершать авиаперелеты, смогли принять участие в программе Privium и получить свой Iris-код, занесенный в базу данных. Участники программы платят ежегодную абонентскую плату и по прибытию в аэропорт Schiphol получают возможность не стоять в длинных очередях, ожидая иммиграционной проверки. Вместо этого они могут автоматически получить разрешение на въезд в Нидерланды, для чего им достаточно зафиксировать взгляд прямо перед камерой, которая по алгоритмам Даугмана вычисляет Iris-код и регистрирует их в базе данных. Камера включает в себя много передовых и полезных функций: активация при приближении, автофокус, автоматическое приближение, позиционирование с помощью вспомогательного зеркала и голосовые подсказки, что создает легкий и интуитивный пользовательский интерфейс. Распознавание обычно совершается в пределах менее одной секунды, а высокое разрешение и качество получаемых изображений снижает уровень ошибок "отказ в регистрации" и "отказ в распознавании". Другая инсталляция "Iris-код как паспорт" -проект в аэропорту Frankfurt/Main, в котором принимает участие 1 0 700 часто летающих пассажиров немецкой авиакомпании. Уже за первый год действия программы ее возможностями ежедневно пользовались около 1 40 пассажиров, и число их постоянно растет. Активное внутреннее поворотное устройство установленной в аэропорту камеры само находит глаза пассажира, автоматически компенсируя разницу в росте; это означает, что пассажир может даже не прикасаться к камере. Такая возможность особенно ценится пассажирами, проходящими контроль с багажом. Министр внутренних дел Германии Отто Шили был запечатлен (рис. 5) в тот момент, когда он пользовался камерой при запуске проекта "Автоматический биометрический пограничный контроль" (Automated Biometrics-based Border Checksа). Удостовериться в возможности данной камеры производить активный поиск глаз смог человек, имеющий более высокий рост (рис. 6). Аналогичные инсталляции приложения "Iris-код как паспорт" в рамках проекта IRIS (Иммиграционная система распознавания радужки) были разработаны и для других крупных аэропортов, включающих восемь крупных канадских аэропортов и 10 терминалов аэропортов Великобритании.
"Один ко многим"
Критический фактор - способность алгоритмов распознавания радужки работать в идентификационном режиме поиска "один ко многим", в котором личность предварительно не декларируется с помощью магнитных карт или других идентификаторов (документов), и алгоритмы должны самостоятельно определить личность, осуществив полный поиск в базе зарегистрированных данных. Большинство биометрических технологий состоятельны только при работе в верификационном режиме сравнения "один к одному". В таком режиме личность сначала декларируется, и программе для принятия решения "да/нет" достаточно выполнить сопоставление с одним зарегистрированным шаблоном.
К работе в идентификационном режиме предъявляется намного больше требований, так как при полном поиске в зарегистрированной базе данных нужно исключить потенциально огромное количество случаев ложных совпадений. Среди всех биометрических технологий только распознавание радужки имеет такой показатель уровня ошибок, который позволяет проводить миллионы или даже триллионы сравнений шаблонов ежедневно и не иметь ложных совпадений. С самого начала мои алгоритмы в большей степени были сознательно разработаны именно для этой цели. Я бы разрабатывал их иначе, если бы думал, что они будут использоваться для более простой задачи - верификации, то есть сравнения "один к одному".
"Надежный пассажир"
Сравнительно новое приложение распознавания радужки предназначено не для прибывающих в аэропорт пассажиров, а для убывающих. Оно позволяет для "Надежных пассажиров" (Trusted Travellers) ускорить прохождение регистрации и других процедур, связанных с обеспечением безопасности полета. Такая схема в 2004 г. была запущена Управлением транспортной безопасностью США (TSA) в пяти американских аэропортах: Boston, Los Angeles, Minneapolis/StPaul, Houston и Washington Reagan.
Похожая программа под названием E-Airport для ускоренной регистрации пассажиров с по мощью Iris-кода реализуется в Японии, где в аэропорту Tokyo Narita было зарегистрировано около 2800 человек. Как показано на рис. 7, в этой инсталляции технологии распознавания радужки применяется камера для одновременного захвата изображений двух глаз, которая характеризуется голосовым интерфейсом, диагональным освещением, позволяющим не снимать очки из-за наличия переменного отражения света, и использованием Iris-кодов обоих глаз.
ИрисКод персонала
Следующее приложение распознавания радужки предназначено не для пассажиров, а для сотрудников аэропортов, которым необходимо получать доступ на охраняемые территории, и для ускоренного доступа на борт самолетов членов экипажей авиалиний. Такая схема, ориентированная на членов экипажей самолетов и имеющая 1 200 транзакций в день, была в 2000 г. запущена в аэропорту Charlotte Douglas. В аэропортах JFK и Albany (штат Нью-Йорк) были также внедрены камеры для контроля доступа сотрудников на взлетные полосы и зоны обработки багажа (рис. 8).
Важным фактором для подобных приложений является наличие "тестов на живой глаз" для предотвращения фальсификаций, связанных с предъявлением искусственного глаза или фотоизображения глаза зарегистрированного пользователя
Контрольный список
Уникальное приложение распознавания радужки включает в себя тщательную проверку на наличие того или иного пассажира в контрольном списке WatchList, содержащем информацию о подозрительных, разыскиваемых или высланных из страны лицах. Крупнейшая на сегодняшний день инсталляция этого приложения распознавания радужки, использующая распределенную архитектуру под названием IrisFarm, позволяет Министерству внутренних дел Объединенных Арабских Эмиратов (UAE) проверять радужки пассажиров, въезжающих в страну через 1 7 воздушных, наземных и морских портов. По Интернету данные каждого пассажира сравниваются с данными каждого из 505 000 лиц, высланных ранее из страны (иностранцы высылаются за различные нарушения), чьи Iris-коды были зарегистрированы в центральной базе данных при депортации. Время цикла полного поиска в базе данных составляет около секунды. К началу 2005 г. было проведено 2 557 000 полных поисков, то есть сделано около 300 миллиардов сравнений. В среднем ежедневно 7000 прибывающих пассажиров проверяются на присутствие в списке WatchList, что составляет около 3,5 млрд сравнений в день. Согласно данным Министерства внутренних дел UAE все выявленные совпадения с этим списком были затем подтверждены другими данными.
Вероятность ошибки
Важно понимать, почему вероятность ложного совпадения не увеличивается при проведении таких масштабных поисков, когда количество перекрестных сопоставлений между парами Iris-кодов достигает миллиардов ежедневно и таким образом повышает шансы совершения ложных совпадений. С математическими особенностями моих алгоритмов, которые предотвращают рост вероятности этих ошибок, можно ознакомиться в Интернете на странице: http://www.CL.cam.ac.uk/users/jgd1000/large-databases.html. Дополнительную информацию о том, как работают алгоритмы распознавания радужки, включая математические, научные и статистические выкладки, можно получить на Web-сайте Кембриджского университета: http://www.CL.cam.ac.uk/users/jgd1000.
Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #5, 2006
Посещений: 18310
Автор
| |||
В рубрику "Системы контроля и управления доступом (СКУД)" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
