Výzkum biometrických systémů z hlediska jejich důvěryhodnosti a integrity: Analýza změn ve vzorcích chůze

Abstract

Biometrické systémy dnes zaujímají výsadní postavení při ochraně majetku, neboť vycházejí z jedinečných charakteristik lidského těla, které jsou stabilními po celý život. Tato práce se zabývá základními východisky pro analýzu chůze určenou pro biometrické systémy. Tento systém ještě v praxi není příliš využívaný, ačkoli za sebou má již nejedno důkazní řízení u soudu, kde se s jeho pomocí prokázala vina/nevinna obžalovaných. Pro to, aby mohly být tyto systémy aplikovány do praxe, stejně jako biometrie obličeje, duhovky, sítnice, otisku prstu a dalších, musí být ještě důkladněji prozkoumáno, zda se dynamický stereotyp chůze v průběhu života výrazně neliší u jednoho jedince a naopak zda se opravdu liší každý jeden jednotlivec. Takovéto výzkumy již probíhají, neboť možnosti nasazení takovýchto systémů jsou veliké a výrazně by mohly zajistit vyšší bezpečnost. Ve světě se již několik let zkoumá a vyvíjí i možnost analýzy chůze (identifikace jedince) z běžného video záznamu. 2D i 3D analýza spolu úzce souvisí, a vzhledem k tomu, že v 3D analýze ještě nebyly vyčerpány všechny možnosti zkoumání, může stále podat zajímavá zjištění, které napomohou vývoji algoritmů pro automatizované rozpoznávání. Potenciál lidské chůze jakožto jedné z veřejnosti méně známých biometrických charakteristik je tedy skutečně velký. Forenzní, ale i běžná identifikace však také naráží na problémy jako krádež identity, která je stále častější zejména ve vyspělých státech světa a je tak hrozbou pro všechny osoby, zejména pokud jde o biometrické údaje, které jsou svou povahou přímo spojeny s určitou fyzickou osobou, a jejich nahraditelnost je v určitých případech zcela nemožná. Biometrie tak na jednu stranu může znamenat výhodu (nahrazení karet, hesel, podpisů), na druhou stranu může být i výrazným zásahem do soukromí jedince (krádež identity po plastické operaci, | 7 konec anonymity, sledování pohybu všech fyzických osob, získávání informací o jejich zdravotním stavu z chůze, barvy pleti, atd.). Dosavadní výsledky výzkumů variability lidské chůze jsou velmi uspokojivé a chůze se tak stává jedním z perspektivních biometrických systémů. Otázkou tak zůstává, zda budou takovéto systémy využitelné ve velkém měřítku, což mají za úkol zjistit právě další a další probíhající výzkumy. Mezi další otázky směrované do budoucnosti je i statistické vyhodnocení získaných dat, které právě poukazuje na vhodnost/nevhodnost biometrie chůze pro masové využití. V současnosti je nejčastěji používána statistická metoda ANOVA. Náš výzkum se zaměřuje na hodnocení lidské lokomoce, která byla v průběhu měření na 3D systému vystavena několika zvoleným podmínkám, díky čemuž můžeme vyhodnotit spolehlivost a vhodnost dynamického stereotypu chůze pro životaschopný a zejména pak spolehlivý biometrický systém pro komerční praxi. Vzhledem k tomu, že výsledky klasických metod statistické analýzy, jako např. metoda ANOVA, nebyly v případě našich dat uspokojivé, využili jsme metodu pro tento typ dat vhodnější ? funkcionální analýzu. Využití funkcionální analýzy dat je v oblasti testování biometrických systémů unikátní a možná i proto velmi často opomíjeno, ačkoliv je pro typ dat generované chůze nejvhodnější metodou. Funcionální analýza dat může upozornit na zajímavé souvislosti, které není možno jinými statistickými metodami získat. Naše analýzy dokazují tuto vhodnost vysoce uspokojivými, a zejména pak přesnými výsledky testů, které zároveň potvrzují vysokou přesnost měřícího 3D systému.