ГОСТ Р ИСО/МЭК 19794-2-2013
Группа П85
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Информационные технологии
БИОМЕТРИЯ
Форматы обмена биометрическими данными
Часть 2
Данные изображения отпечатка пальца - контрольные точки
Information technologies. Biometrics. Biometric data interchange formats. Part 2. Finger minutiae data
ОКС 35.040
Дата введения 2015-01-01
Предисловие
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) на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 4, при консультативной поддержке Ассоциации автоматической идентификации "ЮНИСКАН/ГС1 РУС"
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 355 "Технологии автоматической идентификации и сбора данных и биометрия"
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 6 сентября 2013 г. N 989-ст
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО/МЭК 19794-2:2011* "Информационные технологии. Форматы обмена биометрическими данными. Часть 2. Данные изображения отпечатка пальца - контрольные точки" (ISO/IEC 19794-2:2011 "Information technology - Biometric data interchange formats - Part 2: Finger minutiae data", IDT), включая изменения A1:2013, A2:2015 и техническую поправку 1:2012.
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым здесь и далее по тексту, можно получить, перейдя по ссылке на сайт . - .
Изменения и техническая поправка к указанному международному стандарту, принятые после его официальной публикации, внесены в текст настоящего стандарта и выделены двойной вертикальной линией, расположенной на полях от соответствующего текста, а обозначение и год принятия изменения и технической поправки приведены в скобках после соответствующего текста.
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5 (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
Некоторые элементы настоящего стандарта могут быть объектами патентных прав. Организации ИСО и МЭК не несут ответственности за установление подлинности каких-либо или всех таких патентных прав
(Измененная редакция, Изм. N 1).
5 ВЗАМЕН ГОСТ Р ИСО/МЭК 19794-2-2005
Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). 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 стандарты". Соответствующие информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.ru)
ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 04.10.2018 N 704-ст c 01.01.2019
Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 12, 2018
Введение
Настоящий стандарт входит в комплекс стандартов и технических отчетов, разработанных подкомитетом ИСО/МЭК СТК 1/ПК 37 в целях поддержки функциональной совместимости и обмена данными между биометрическими приложениями и системами. Комплекс стандартов ИСО/МЭК 19794 устанавливает требования к применению биометрии в широком спектре разнообразных приложений персональной верификации, независимо от того, являются ли эти системы открытыми или закрытыми. Дополнительная информация, относящаяся к данному комплексу стандартов, представлена в ИСО/МЭК 19794-1.
Настоящий стандарт устанавливает требования к формату обмена данными контрольных точек, который необходим для взаимодействия биометрических систем различного уровня. Данные требования необходимы для систем или компонентов систем, связанных с созданием, обработкой и хранением данных контрольных точек. Технология представления данных отпечатка пальца в виде контрольных точек широко используется во многих прикладных областях.
Настоящий стандарт устанавливает правила извлечения контрольных точек из изображения гребней отпечатка пальца. Данные правила включают в себя описание типа найденной контрольной точки, метод определения ее расположения на изображении, определение используемой координатной системы и метод расчета угла направления контрольной точки.
В приложении А приведена методология испытаний на соответствие требованиям настоящего стандарта. Приложение А отличается от ИСО/МЭК 29109-2:2010, в котором приведены испытания только на соответствие требованиям ИСО/МЭК 19794-2:2005. (Введен дополнительно, Изм. А1:2013). Кроме того, настоящий стандарт поддерживает как двоичное, так и XML кодирование, т.е. охватывает целый спектр требований пользователей. При XML кодировании настоящий стандарт будет соответствовать требованиям современных ИТ-архитектур. При двоичном кодировании настоящий стандарт также может быть использован в условиях, ограниченных частотным диапазоном или особенностями хранения. В приложении G приведена схема, которой должны соответствовать записи контрольных точек отпечатка пальца в формате XML, а в приложении H - пример валидной записи контрольных точек в формате XML. (Введен дополнительно, Изм. А2:2015). |
Настоящий стандарт рекомендуется использовать совместно с другими стандартами комплекса "Биометрия".
(Измененная редакция, Изм. N 1).
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает требования к структуре и формату данных для представления отпечатка пальца при помощи основополагающего понятия контрольных точек и распространяется на широкий диапазон прикладных областей, использующих автоматизированное распознавание отпечатка пальца. В настоящем стандарте содержатся термины и определения, описание правил извлечения контрольных точек и форматы данных, в том числе для данных, хранящихся на идентификационных картах.
В настоящем стандарте приведены допустимые значения параметров.
Примечание - В отличие от ИСО/МЭК 19794-4, описывающего как данные изображения отпечатка пальца, так и данные изображения отпечатка ладони, настоящий стандарт охватывает только данные изображения отпечатка пальца и не применим для изображения отпечатка ладони.
В настоящем стандарте также приведены элементы методологии испытаний на соответствие, тестовые утверждения и методики испытаний применительно к настоящему стандарту. Настоящий стандарт устанавливает тестовые утверждения, касающиеся структуры и внутренней согласованности форматов данных контрольных точек отпечатка пальца, определенных в настоящем стандарте (испытания типа А уровня 1 и 2, установленные в ИСО/МЭК 19794-1:2011/Изм. А1), и семантические тестовые утверждения (испытания типа А уровня 3, установленные в ИСО/МЭК 19794-1:2011/Изм. А1). Методология испытаний на соответствие, приведенная в настоящем стандарте, не устанавливает: - испытания других характеристик биометрических продуктов или другие типы испытаний биометрических продуктов (например, степень приемлемости, производительность, устойчивость, уровень безопасности), - испытания на соответствие систем, которые не производят записи данных в соответствии с настоящим стандартом. (Введены дополнительно, Изм. А1:2013). |
(Измененная редакция, Изм. N 1).
2 Соответствие
Двоичная запись данных соответствует формату записи контрольных точек отпечатка пальца, описанному в настоящем стандарте, если она удовлетворяет всем требованиям к формату, которые касаются структуры, значений данных, связей между полями, связей между полями и лежащими в основе входными данными, указанными в раздело 8 настоящего стандарта. Двоичная запись данных соответствует формату биометрического сравнения контрольных точек отпечатка пальца на идентификационной карте, описанному в настоящем стандарте, если она удовлетворяет всем требованиям к формату, которые касаются структуры, значений данных, связей между полями, связей между полями и лежащими в основе входными данными, указанными в разделе 9 настоящего стандарта. XML документ соответствует требованиям настоящего стандарта, если он удовлетворяет требованиям к формату, которые касаются структуры, связей между полями, связей между полями и лежащими в основе входными данными, указанными в приложении G настоящего стандарта. Система, создающая записи биометрических данных, соответствует настоящему стандарту в том случае, если все производимые ею записи биометрических данных, содержащиеся в заявлении о соответствии реализации (ЗСР) данной системы, соответствуют настоящему стандарту (как определено выше). При этом записи биометрических данных, создаваемые системой, могут охватывать не все аспекты настоящего стандарта, а только те, которые должны поддерживаться системой согласно ЗСР. Система, использующая записи биометрических данных, соответствует настоящему стандарту в том случае, если она способна прочитать и применить по назначению все записи биометрических данных, содержащиеся в ЗСР данной системы, которые соответствуют настоящему стандарту (как определено выше). При этом записи биометрических данных, используемые системой, могут охватывать не все аспекты настоящего стандарта, а только те, которые должны поддерживаться системой согласно ЗСР. Испытания на соответствие формату обмена биометрическими данными соответствуют настоящему стандарту, если они удовлетворяют всем нормативным требованиям, изложенным в приложении А. А именно, при проведении испытаний уровня 1, уровня 2 и уровня 3 должны применяться утверждения, приведенные в таблицах А.2 и А.3 приложения А в соответствии с концепцией и правилами, установленными в ИСО/МЭК 19794-1:2011/Изм. А1. Реализации настоящего стандарта, испытанные в соответствии с методологией, должны удовлетворять требованиям соответствия только тем записям биометрических данных (ЗБД), определенным в настоящем стандарте, которые испытаны в соответствии с методами испытаний, установленными данной методологией. Реализации настоящего стандарта могут соответствовать не всем аспектам настоящего стандарта, а только тем, которые должны поддерживаться реализацией согласно ЗСР, заполненной в соответствии с приложением А ИСО/МЭК 19794-1:2011/Изм. А1 и таблицей А.1 приложения А настоящего стандарта. (Измененная редакция, Изм. А2:2015). |
(Измененная редакция, Изм. N 1).
3 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты*, которые необходимо учитывать при использовании данного стандарта. В случае ссылок на документы, у которых указана дата утверждения, необходимо пользоваться только указанной редакцией. В случае, когда дата утверждения не приведена, следует пользоваться последней редакцией ссылочных документов, включая любые поправки и изменения к ним:
_______________
* Таблицу соответствия национальных стандартов международным см. по ссылке. - .
ИСО/МЭК 19785-3:2007 Информационные технологии. Единая структура форматов обмена биометрическими данными (ЕСФОБД). Часть 3. Спецификации форматов ведущей организации (ISO/IEC 19785-3:2007, Information technology - Common Biometric Exchange Formats Framework - Part 3: Patron format specifications)
ИСО/МЭК 19794-1:2011 Информационные технологии. Форматы обмена биометрическими данными. Часть 1. Структура (ISO/IEC 19794-1:2011, Information technology - Biometric data interchange formats - Part 1: Framework)
ИСО/МЭК 7816-11:2004 Карты идентификационные. Карты на интегральных схемах с контактами. Часть 11. Персональная верификация с помощью биометрических методов (ISO/IEC 7816-11:2004, Identification cards - Integrated circuit cards - Part 11: Personal verification through biometric methods)
- http://www.w3.org/XML/Schema. (Введена дополнительно, Изм. А2:2015). |
(Измененная редакция, Изм. N 1).
4 Термины и определения
В настоящем стандарте применены обозначения и сокращения, установленные в ИСО/МЭК 19794-1, а также следующие термины с соответствующими определениями:
4.1 алгоритм (algorithm): Последовательность действий биометрической системы, направленных на решение поставленной задачи.
Примечание - Алгоритм должен иметь конечное число шагов и должен использоваться биометрическим ядром (биометрическим системным программным обеспечением) для определения соответствия биометрического образца и шаблона.
4.2 конечный пользователь (end user): Человек, взаимодействующий с биометрической системой при регистрации или при прохождении процедуры своей идентификации.
Примечание - Следует различать данный термин с термином "пользователь", определенным в ИСО/МЭК 19794-1.
4.3 "живой" отпечаток (live-scan print): Изображение отпечатка пальца, полученное путем сканирования или фотографирования пальца с целью создания изображения папиллярных гребней.
4.4 выборка (population): Группа конечных пользователей приложения.
4.5 окончание остова гребня (ridge skeleton endpoint): Контрольная точка, соответствующая области окончания остова гребня.
4.6 шаблон/контрольный шаблон (template/reference template): Данные, представляющие биометрические характеристики человека и используемые системой для сравнения с получаемыми биометрическими образцами.
Примечание - Данный термин может определять не только данные, используемые в определенном методе идентификации, как, например, сравнение шаблонов.
4.7 бифуркация впадины (valley bifurcation): Точка, в которой впадина расщепляется на две или две отдельные впадины соединяются в одну.
5 Сокращения
В настоящем стандарте применены следующие обозначения и сокращения:
БИШ (BIT) | - биометрический информационный шаблон (biometric information template); |
ОД (DO) | - объект данных (data object); |
ВЛД (FAR) | - вероятность ложного допуска (false acceptance rate); |
ВЛНД (FRR) | - вероятность ложного недопуска (false rejection rate); |
ОГС (RCE) | - определение гребневого счета (ridge count extraction); |
ЗДИ (RFU) | - зарезервировано для дальнейшего использования (reserved for future use); |
ЕСФОБД (CBEFF) | - единая структура форматов обмена биометрическими данными (common biometric exchange formats framework); |
ЗОБД (BDIR) | - запись для обмена биометрическими данными (biometric data interchange record); |
п/дюйм (PPI) | - пикселей на дюйм (pixel per inch). |
6 Извлечение контрольных точек
6.1 Общие положения
Настоящий раздел устанавливает правила определения расположения контрольных точек на отпечатке пальца. Для обеспечения взаимодействия между различными системами, осуществляющими сравнение отпечатка пальца субъекта с предварительно зарегистрированными и сохраненными записями отпечатка пальца, необходимо гарантировать совместимость различных методов поиска контрольных точек.
Данная совместимость основана на определении правил поиска контрольных точек отпечатка пальца, вариаций формата записи (7.2) и формата биометрического сравнения контрольных точек отпечатка пальца на идентификационных картах (7.3). Правила и форматы являются общими для многих систем сравнения отпечатков пальцев с целью обеспечения приемлемой точности сравнения, но при этом предусматривают возможность введения дополнительных данных, использующихся совместимым с ними оборудованием.
6.2 Описание контрольных точек
Представление отпечатка пальца при помощи характерных признаков опирается на общепринятую практику. Контрольными называют точки, расположенные на изображении отпечатка пальца в месте окончания или бифуркации гребня. Описание отпечатка пальца с использованием расположения и направления контрольных точек окончания и бифуркации гребней позволяет гарантированно определить, являются ли две записи отпечатка пальца, записями одного и того же пальца.
Ниже представлены методы определения расположения и направления контрольных точек. На рисунках 2-4 представлены иллюстрации к данным ниже определениям.
6.3 Типы контрольных точек
6.3.1 Общие положения
Каждая контрольная точка ассоциируется с определенным типом. Существует два основных типа контрольных точек: точка окончания остова гребня и точка бифуркации остова гребня (или точка разветвления). Также существуют другие типы информативных точек, которые встречаются реже и которые труднее определить точно. Они обычно представляют собой комбинации указанных выше основных типов. Некоторые контрольные точки не являются ни точками окончания гребней, ни точками бифуркации. Настоящий стандарт относит подобные точки к дополнительному типу "другая контрольная точка". Тип "другая контрольная точка" не следует использовать для контрольных точек окончания или бифуркации гребня.
Таким образом, настоящий стандарт устанавливает следующие типы контрольных точек:
- окончание гребня;
- бифуркация гребня;
- другая контрольная точка.
В зависимости от метода поиска точки допускается определять контрольную точку окончания гребня в качестве точки бифуркации впадины (6.4.3 и 6.4.5). Поле "Тип формата" БИШ отображает использование окончания гребня или бифуркации впадины.
6.3.2 Уникальность контрольной точки
Каждая контрольная точка должна быть закодирована единожды. Контрольная точка однозначно определяется расположением и углом направления.
6.3.3 Кодирование трифуркации гребня
Область разделения гребня на три отдельных гребня называется трифуркацией. В случае ее кодирования, трифуркация должна быть записана как две бифуркации с одинаковыми значениями расположения и разными значениями угла направления.
6.4 Расположение контрольной точки
6.4.1 Общие положения
Расположение контрольной точки определяется ее горизонтальной и вертикальной координатами. Поиск контрольных точек следует проводить на остовах, извлеченных из цифрового изображения отпечатка пальца. Остов гребня вычисляется путем поэтапного утончения изображения гребня до линии шириной один пиксель. Остов впадины вычисляется путем поэтапного утончения изображения впадины до линии шириной один пиксель. Если применяются иные методы обнаружения контрольных точек, они должны быть схожими с методом, использующим остов, то есть значения расположения и угла направления контрольных точек должны быть эквивалентны значениям, полученным методом с использованием остова.
6.4.2 Система координат
Вычисление координат контрольных точек следует проводить в декартовой системе координат (
Рисунок 1 - Система координат
Рисунок 1 - Система координат
В соответствии с форматом записи контрольных точек отпечатка пальца (7.2), координаты
В формате биометрического сравнения контрольных точек отпечатка пальца на идентификационных картах (7.3), координаты контрольной точки (
6.4.3 Расположение контрольной точки окончания гребня (закодированной в качестве точки бифуркации остова впадины)
Контрольная точка окончания гребня определяется в качестве точки разветвления остова впадины, расположенной непосредственно перед окончанием гребня. Если ширина линии остова впадины составляет один пиксель, то точка пересечения трех линий остова впадины является контрольной точкой окончания гребня (рисунок 2).
Рисунок 2 - Расположение и направление контрольной точки окончания гребня
Рисунок 2 - Расположение и направление контрольной точки окончания гребня (закодированной в качестве точки бифуркации остова впадины)
6.4.4 Расположение контрольной точки бифуркации гребня (закодированной в качестве точки бифуркации остова гребня)
Контрольная точка бифуркации гребня определяется в качестве точки разветвления остова гребня. Если ширина линии остова гребня составляет один пиксель, то точка пересечения трех линий является контрольной точкой бифуркации гребня (рисунок 3).
Рисунок 3 - Расположение и направление контрольной точки бифуркации гребня
Рисунок 3 - Расположение и направление контрольной точки бифуркации гребня (закодированной в качестве точки бифуркации остова гребня)
6.4.5 Расположение контрольной точки окончания остова гребня
Контрольная точка окончания остова гребня определяется в качестве центральной точки окончания гребня. Если гребни в цифровом изображении отпечатка пальца представляют собой линии шириной один пиксель, то расположение контрольной точки определяется координатами точки остова, имеющей только один принадлежащий остову гребня соседний пиксель (рисунок 4).
Рисунок 4 - Расположение контрольной точки окончания остова гребня
Рисунок 4 - Расположение контрольной точки окончания остова гребня
6.4.6 Использование расположения контрольных точек в формате записи и формате биометрического сравнения контрольных точек отпечатка пальца на идентификационных картах
В зависимости от примененных алгоритмов, формата записи и формата биометрического сравнения контрольных точек отпечатка пальца на идентификационных картах используют:
- точки бифуркации остова впадины или окончания остова гребня для определения расположения контрольных точек окончания гребня;
- точки бифуркации остова гребня для определения расположения контрольных точек бифуркации гребня.
Для проведения сравнения на идентификационных картах формируется запрос в систему, использующую данные биометрической верификации, в формате, соответствующему алгоритму. Применяемый формат должен быть совместим с системой, использующей идентификационную карту, или извлечен из БИШ (ИСО/МЭК 19785-3 и ИСО/МЭК 7816-11).
6.5 Направление контрольной точки
6.5.1 Допущения, используемые при определении угла направления
Угол направления контрольной точки измеряется от горизонтальной оси против часовой стрелки. В формате записи контрольных точек отпечатка пальца угол направления масштабируется со значением степени детализации 1,40625° (360/256) на один младший бит в соответствии с 8.4.19.1.4.
В формате биометрического сравнения контрольных точек отпечатка пальца на идентификационных картах угол направления масштабируется со значением степени детализации 5,625° (360/64) на один младший бит в соответствии с 9.2.5.
6.5.2 Направление контрольной точки окончания гребня (закодированной в качестве точки бифуркации остова впадины)
Контрольная точка окончания гребня (закодированная в качестве точки бифуркации остова впадины) образуется в месте пересечения трех впадин. Две впадины, прилегающие к линии окончания гребня, образуют острый угол. Направление бифуркации впадины определяется как среднеарифметическое значение направлений касательных к данным впадинам и измеряется как угол, образованный касательной к окончанию гребня и горизонтальной осью, направленной вправо (рисунок 2).
6.5.3 Направление контрольной точки бифуркации гребня (закодированной в качестве точки бифуркации остова гребня)
Контрольная точка бифуркации гребня (закодированная в качестве точки бифуркации остова гребня) образуется в месте пересечения трех гребней. Два гребня, прилегающие к линии окончания впадины, образуют острый угол. Направление бифуркации гребня определяется как среднеарифметическое значение направлений касательных к данным гребням и измеряется как угол, образованный касательной к окончанию впадины и горизонтальной осью, направленной вправо (рисунок 3).
6.5.4 Направление контрольной точки окончания гребня
Направление контрольной точки окончания остова гребня определяется как угол, образованный касательной к окончанию гребня и горизонтальной осью, направленной вправо (рисунок 4).
6.6 Расположение ядра и дельты
Ядро и дельта являются информативными точками отпечатка пальца. Отпечаток пальца может не иметь или иметь одну или более дельт и одно или более ядер. Определения терминов "ядро" и "дельта" приведены в ИСО/МЭК 19794-1. Настоящий стандарт устанавливает следующие правила определения расположения ядра и дельты.
Расположение ядра: если окончание гребня находится внутри изгиба гребневой линии, то расположение ядра определяется положением наиболее близкой к максимальной кривизне изогнутой гребневой линии точки.
Расположение дельты: для определения расположения дельты необходимо установить три дополнительные точки, каждая из которых находится между двумя гребнями в области их расхождения; то есть в месте, в котором параллельные или почти параллельные гребневые линии расходятся по мере приближения к дельте. Расположение дельты определяется пространственным среднеарифметическим значением расположения этих трех точек. Дельта является точкой на гребне или перед ним и расположена рядом с центром расхождения гребней, которые начинаются параллельно, расходятся, и окружают или имеют тенденцию к окружению области изображения отпечатка пальца.
Расположение ядра и дельты представлено на рисунке 5.
Примечание - Ядра и дельты показывают особенности изменения поля направления изображения отпечатка пальца. Таким образом, в местах расположения ядер и дельт нарушается плавное изменение направления всех соседних точек.
Рисунок 5 - Пример расположения ядра и дельты
Рисунок 5 - Пример расположения ядра и дельты
6.7 Кодирование многобайтовых значений
Все многобайтовые значения представляются в формате обратного порядка следования байтов (Big-Endian), т.е. старшие байты любого многобайтового значения записывают в память раньше младших байтов. Все численные значения должны быть целочисленными и беззнаковыми величинами фиксированной длины.
7 Типы форматов контрольных точек отпечатка пальца
7.1 Общие положения
Настоящий стандарт определяет два типа форматов кодирования контрольных точек, которые были получены из типов, представленных в предыдущей редакции настоящего стандарта. Первый формат записи разработан для общего хранения, обмена данными или для систем, использующих карты. Второй формат биометрического сравнения контрольных точек отпечатка пальца на идентификационных картах используется в системах, проводящих сравнение непосредственно на идентификационной карте в соответствии с требованиями стандарта ИСО/МЭК 24787. В таблице 1 представлены характеристики данных форматов и возможности, доступные для каждого из них.
7.2 Формат записи контрольных точек отпечатка пальца
Формат записи контрольных точек отпечатка пальца (раздел 8) предусматривает наличие блока "Общий заголовок" для каждой записи отпечатка пальца и блока "Заголовок представления" для каждого представления пальца. Данный формат также разработан для хранения данных о гребневом счете, ядре и дельте, а также о локальном качестве или дополнительных данных разработчика. В параметрах блока "Заголовок представления" должно быть указано число байтов, необходимое для каждой контрольной точки - 5 или 6 (в случае использования 6 байтов, 1 байт содержит информацию о качестве каждой контрольной точки). Второе поле в блоке "Заголовок представления" используется для установления различий между определением контрольной точки окончания гребня при помощи окончания остова гребня или при помощи бифуркации впадины. В третьем поле кодируется разработчик алгоритма извлечения контрольных точек. Четвертое поле содержит присваиваемый разработчиком идентификатор алгоритма извлечения признаков.
7.3 Формат биометрического сравнения контрольных точек отпечатка пальца на идентификационных картах
Формат биометрического сравнения контрольных точек отпечатка пальца на идентификационных картах (раздел 9), в отличие от формата записи, не имеет блока "Общий заголовок" и блока "Заголовок представления" и содержит запись только одного представления пальца. Это соответствует форматам карты компактного размера, которые описаны в ИСО/МЭК 19794-2:2005 и требуют три байта для описания каждой контрольной точки. Данный формат определяет расположение окончания гребня как при помощи точки окончания остова гребня, так и при помощи точки бифуркации впадины. Как и в формате записи, бифуркации гребня определяются при помощи точек бифуркации остова гребня. Определение окончания гребня при помощи точки окончания остова гребня или точки бифуркации остова впадины различается идентификатором типа формата блока биометрических данных (ББД) ЕСФОБД (раздел 10).
Таблица 1 - Параметры форматов
Формат | Дополнительные данные (необязательное) | Окончание гребня | Бифуркация гребня | Размер контрольной точки | |
Формат записи контрольных точек отпечатка пальца | Формат записи пикселя контрольной точки отпечатка пальца с полем "Качество контрольной точки" | Поддерживается | Бифуркация впадины | Бифуркация гребня | 6 байтов |
Точка окончания остова гребня | |||||
Формат записи пикселя контрольной точки отпечатка пальца | Поддерживается | Бифуркация впадины | Бифуркация гребня | 5 байтов | |
Точка окончания остова гребня | |||||
Формат биометрического сравнения контрольных точек отпечатка пальца на идентификационных картах | Поддерживается объектами данных | Бифуркация впадины | Бифуркация гребня | 3 байта | |
Точка окончания остова гребня |
8 Формат записи контрольных точек отпечатка пальца
8.1 Общие положения
Формат записи контрольных точек отпечатка пальца следует использовать для обеспечения взаимодействия между подсистемами извлечения и сравнения контрольных точек отпечатка пальца. Формат записи предусматривает наличие блока "Общий заголовок". Данные контрольных точек приводятся с различными вариациями и в дополнение к основным могут включать дополнительные данные. Данные форматы различаются размером кодируемой контрольной точки и представлением окончания гребня через бифуркацию остова впадины или точку окончания остова гребня. Все хранимые данные представлены в двоичном формате, за исключением полей "Идентификатор формата" и "Номер версии стандарта", являющихся нуль-терминированными строками с символами ASCII. Данные форматы не предусматривают использование разделителя записей или меток полей. Разграничение полей осуществляется путем подсчета байтов.
8.2 Структура записи
Запись имеет следующую структуру:
- блок "Общий заголовок" фиксированной длины (15 байтов), содержащий информацию о записи в целом, включая число представлений отпечатков пальца и длину всей записи в байтах;
- запись для каждого представления пальца, состоящая из:
блока "Заголовок представления" переменной длины, содержащего информацию о данных конкретного представления пальца, включая число контрольных точек.
Примечание 1 - Каждый дополнительный блок "Качество" увеличивает длину записи на 5 байтов.
Примечание 2 - При наличии информации о сертификации биометрического сканера отпечатков пальцев необходим один байт для хранения числа блоков "Сертификация" и дополнительно 3 байта для каждого блока "Сертификация";
тела представления контрольных точек отпечатка пальца переменной длины, содержащего:
- серии описаний контрольных точек фиксированной длины (5 или 6 байтов), включая расположение, угол направления и тип контрольной точки (поле "Качество контрольной точки" присутствует только в 6-байтовом формате записи);
- один обязательный блок "Дополнительные данные" для каждого представления пальца, содержащий области дополнительных данных, которые описывают дополнительные характеристики или характеристики, установленные разработчиком. Области дополнительных данных могут отсутствовать.
8.3 Блок "Общий заголовок"
В записи контрольных точек отпечатка пальца должен присутствовать только один блок "Общий заголовок". В таблице 2 представлена структура полей блока "Общий заголовок".
Таблица 2 - Блок "Общий заголовок"
Одно значение на запись | Поле | Длина | Допустимые значения | Примечание |
Идентификатор формата | 4 байта | 0х464D5200 | "FMR" - запись контрольной точки отпечатка пальца | |
Номер версии стандарта | 4 байта | 0x30333000 | Версия = 030 | |
Длина записи | 4 байта | От 0x36 до 0xFFFFFFFF | Минимальная длина блока "Общий заголовок" 15 байтов плюс 39 байтов для каждого представления (1 контрольная точка) = 54 - 2 | |
Число представлений пальца | 2 байта | От 0x0001 до 0x0160 | (10 пальцев + 1 неизвестный + 11 сочетаний нескольких пальцев) 16 раз = 352 | |
Сертификационный флаг | 1 байт | 0x00 или 0x01 | Указывает на наличие записи данных о сертификации в блоках "Заголовок представления" |
8.3.1 Поле "Идентификатор формата"
Для записи идентификатора формата необходимо использовать четыре байта: три символа "FMR" с нулевым символом на конце.
8.3.2 Поле "Номер версии стандарта"
Номер версии настоящего стандарта, используемого для создания ЗОБД контрольных точек отпечатка пальца, должен содержаться в четырех байтах. Поле "Номер версии стандарта" 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 стандарта ИСО/МЭК 19794-2:2011 должен быть "030" - номер версии - 3, номер поправки/изменения - 0.
8.3.3 Поле "Длина записи"
Для указания длины (в байтах) ЗОБД контрольных точек отпечатка пальца должно использоваться четыре байта. Данное поле должно содержать в себе общую длину ЗОБД, включая длину блока "Общий заголовок" и всех записей представлений. Длина записи зависит от различных факторов.
8.3.4 Поле "Число представлений пальца"
Для указания общего числа представлений пальца, содержащихся в ЗОБД, должно использоваться два байта. Для формирования записи необходимо как минимум одно представление. При наличии более одного представления любого пальца данное число будет больше числа зарегистрированных пальцев.
8.3.5 Поле "Сертификационный флаг"
Данное однобайтовое поле должно указывать на наличие записи данных о сертификации в каждом блоке "Заголовок представления". Значение 0x00 указывает на то, что ни одно из представлений не содержит запись данных о сертификации, а значение 0x01 на то, что все представления содержат запись данных о сертификации.
Примечание - Существующая запись данных о сертификации может не содержать информации о сертификации (в таком случае в поле "Число сертификаций" стоит значение 0).
8.4 Формат представления контрольных точек отпечатка пальца
8.4.1 Блок "Заголовок представления"
С блока "Заголовок представления" должен начинаться каждый раздел данных о контрольных точках отпечатка пальца, в нем содержится информация о представлении. В записи контрольных точек отпечатка пальца должен содержаться один блок "Заголовок представления" для каждого представления пальца. Длина данного блока должна составлять минимум 39 байтов. Длина блока "Заголовок представления" будет увеличиваться по мере добавления блоков "Качество", блоков "Сертификация" и областей дополнительных данных. В таблице 3 представлено содержимое полей формата представления контрольных точек отпечатка пальца. Таблица 4 содержит описание областей дополнительных данных. В данных таблицах представлены поля блока "Заголовок представления" и все поля, которые связаны с представлением, включая данные "Контрольные точки" и поля блока "Дополнительные данные".
Примечание - Допускается наличие нескольких представлений одного и того же пальца в одной записи контрольных точек отпечатка пальца при условии уникальной регистрации данного пальца для каждого представления.
8.4.2 Поле "Длина представления"
Поле "Длина представления" должно содержать длину представления в байтах, включая длину полей блока "Заголовок представления".
8.4.3 Поле "Дата и время регистрации"
Поле "Дата и время регистрации" должно содержать дату и время регистрации данного представления по Гринвичу (универсальное глобальное время). Данное поле не предназначено для кодирования момента времени, когда запись подверглась обработке. Значения поля "Дата и время регистрации" должны быть закодированы в соответствии с требованиями, указанными в стандарте ИСО/МЭК 19794-1.
8.4.4 Поле "Идентификатор технологии биометрического сканера отпечатков пальцев"
Поле "Идентификатор технологии биометрического сканера отпечатков пальцев" (1 байт) должно содержать сведения о классе биометрического сканера, используемого для регистрации биометрического образца. Если технология неизвестна или не определена, то должно быть установлено значение 0x00. Допустимые значения представлены в таблице 5.
8.4.5 Поле "Идентификатор изготовителя биометрического сканера отпечатков пальцев"
Поле "Идентификатор изготовителя биометрического сканера отпечатков пальцев" (2 байта) должно содержать информацию о биометрической организации, являющейся владельцем продукта, при помощи которого была создана ЗОБД. Идентификатор изготовителя биометрического сканера отпечатков пальцев должен быть закодирован в 2 байтах и включать идентификатор организации - участника ЕСФОБД (зарегистрированный МАБП
_______________
Таблица 3 - Формат представления контрольных точек отпечатка пальца
Поле | Длина | Допустимые значения | Примечание | |
Длина представления | 4 байта | От 0x27 до 0xFFFFFFFF | Поле "Длина представления" должно содержать длину представления в байтах, включая длину полей блока "Заголовок представления" | |
Дата и время регистрации | 9 байтов | См. ИСО/МЭК 19794-1 | Поле "Дата и время регистрации" должно содержать дату и время регистрации представления по Гринвичу (универсальное глобальное время). Значение должно быть записано в 9 байтах. Значения данного поля должны быть закодированы в соответствии с требованиями ИСО/МЭК 19794-1 | |
Идентификатор технологии биометрического сканера отпечатков пальцев | 1 байт | От 0 до 20 | Поле "Идентификатор технологии биометрического сканера отпечатков пальцев" (1 байт) должно содержать сведения о классе биометрического сканера, используемого для регистрации биометрического образца. | |
Идентификатор изготовителя биометрического сканера отпечатков пальцев | 2 байта | От 0x0000 до 0xFFFF | Поле "Идентификатор изготовителя биометрического сканера отпечатков пальцев" (2 байта) должно содержать информацию о биометрической организации, являющейся владельцем продукта, при помощи которого была создана ЗОБД. Идентификатор изготовителя биометрического сканера отпечатков пальцев должен быть закодирован в 2 байтах и включать идентификатор организации - участника ЕСФОБД (зарегистрированный МАБП или другим разрешенным регистрационным органом). Если данное поле содержит нули, то изготовитель биометрического сканера отпечатков пальцев неизвестен | |
Идентификатор типа биометрического сканера отпечатков пальцев | 2 байта | От 0x0000 до 0xFFFF | Поле "Идентификатор типа биометрического сканера отпечатка пальца" должно содержать информацию о типе продукта, создающего ЗОБД. Тип продукта определяется владельцем зарегистрированного продукта или другим разрешенным регистрационным органом. Если данное поле содержит нули, то тип биометрического сканера отпечатков пальцев неизвестен. Если идентификатор изготовителя биометрического сканера отпечатков пальцев равен 0x0000, то идентификатор типа биометрического сканера отпечатков пальцев также должен быть равен 0x0000 | |
Запись данных о качестве (блоки "Качество") | От 1 до 1276 байтов (от 1 до 1 +(255*5)) | См. ИСО/МЭК 19794-1 | Запись данных о качестве должна состоять из поля "Число блоков "Качество" (1 байт), за которым следуют блоки "Качество" (если они имеются). В поле "Число блоков "Качество" должно быть указано число блоков "Качество" в виде целого числа без знака. | |
Запись данных о сертификации | От 0 до 766 байтов (от 1 до 1 + (255*3)) | См. ИСО/МЭК 19794-1 | Запись данных о сертификации существует только в том случае, если поле "Сертификационный флаг" в блоке "Общий заголовок" имеет значение 1. Запись данных о сертификации должна состоять из поля "Число блоков "Сертификация" (1 байт), за которым следуют блоки "Сертификация" (если они имеются). В поле "Число блоков "Сертификация" должно быть указано число блоков "Сертификация" в виде целого числа без знака. | |
Наименование пальца | 1 байт | От 0 до 10; от 13 до 15; от 40 до 50 | См. таблицу 7 | |
Номер представления | 1 байт | От 0 до 15 | До 16 представлений для каждого пальца | |
Частота пространственной дискретизации изображения по оси | 2 байта | От 0x0063 до 0xFFFFF | В п/см | |
Частота пространственной дискретизации изображения по оси | 2 байта | От 0x0063 до 0xFFFFF | В п/см (минимум 98 п/см) | |
Тип изображения отпечатка пальца | 1 байт | От 0 до 9; 24; 28; 29 | См. таблицу 8 | |
Ширина изображения | 2 байта | От 0x0000 до 0x3FFF | В пикселях | |
Высота изображения | 2 байта | От 0x0000 до 0x3FFF | В пикселях | |
Размер контрольной точки | 4 бита | 5, 6 | 6-байтовый формат содержит поле "Качество контрольной точки" | |
Тип окончания гребня | 4 бита | 0, 1 | 0 - пересечение линий бифуркации впадины; | |
Число контрольных точек | 1 байт | От 1 до 255 | ||
Для каждой контрольной точки | Тип контрольной точки | 2 бита | От 0x0 до 0x3 | 00 - другая контрольная точка; |
Расположение контрольной точки по оси | 14 битов | От 0x0000 до 0x3FFF | В пикселях | |
Зарезервировано ПК 37 для дальнейшего использования | 2 бита | 0x0 | ||
Расположение контрольной точки по оси | 14 битов | От 0x0000 до 0x3FFF | В пикселях | |
Угол направления контрольной точки | 1 байт | От 0 до 255 | Угловое разрешение составляет 1,40625° | |
Качество контрольной точки | 0 или 1 байт | От 0 до 100; 254; 255 | Данное поле не представлено в 5-байтовом формате. | |
Длина блока "Дополнительные данные" | 2 байта | 0x0000, | 0x0000 - дополнительные данные отсутствуют | |
0+ | Код типа области дополнительных данных | 2 байта | От 0x0000 до 0xFFFF | Данное поле присутствует, если длина блока "Дополнительные данные" не равна 0. См. таблицу 11 |
Длина области дополнительных данных | 2 байта | От 0x0004 до 0xFFFF | Данное поле присутствует, если длина блока "Дополнительные данные" не равна 0 | |
Область дополнительных данных | От 0x00 до 0xFFFB байт | См. 8.5.1.4 | Данное поле присутствует, если длина блока "Дополнительные данные" не равна 0. Минимальный размер дополнительных данных составляет 0x00, т.к. в 8.5.1 отсутствуют особые требования к дополнительным данным, представленным разработчиком. |
_______________
Таблица 4 - Области дополнительных данных
Каждая область дополнительных данных может содержать данные, определенные разработчиком, а также одно или несколько из нижеперечисленных полей (в любом порядке) | |||||
Данные гребневого счета | 0+ | Поле | Длина | Допустимые значения | Примечание |
Метод определения гребневого счета | 1 байт | От 0 до 2 | 0 - не определен; | ||
Данные гребневого счета N 1 | 1 байт | От 1 до 255 | Начальная контрольная точка | ||
Данные гребневого счета N 2 | 1 байт | От 0 до 255 | Соседняя контрольная точка | ||
Гребневой счет | 1 байт | От 0 до 255 | Число пересекаемых гребней | ||
Данные ядра и дельты | 0+ | Зарезервировано | 4 бита | 0x0 | Зарезервировано ПК 37 для дальнейшего использования |
Число ядер | 4 бита | От 0 до 15 | |||
Тип данных ядра | 2 бита | 00; 01 | Поле имеет значение 01, если присутствует один угол направления ядра | ||
Расположение ядра по оси | 14 битов | От 0x0000 до 0x3FFF | |||
Зарезервировано | 2 бита | 0x0 | Зарезервировано ПК 37 для дальнейшего использования | ||
Расположение ядра по оси | 14 битов | От 0x0000 до 0x3FFF | |||
Угол направления ядра | 1 байт | От 0x00 до 0xFF | Угол направления ядра присутствует, если тип данных ядра имеет значение 01 | ||
0+ | Зарезервировано | 4 бита | 0x0 | Зарезервировано ПК 37 для дальнейшего использования | |
Число дельт | 4 бита | От 0 до 15 | |||
Тип данных дельты | 2 бита | 00; 01 | Поле имеет значение 01, если присутствуют три угла направления дельты | ||
Расположение дельты по оси | 14 битов | От 0x0000 до 0x3FFF | |||
Зарезервировано | 2 бита | 0x0 | Зарезервировано ПК 37 для дальнейшего использования | ||
Расположение дельты по оси | 14 битов | От 0x0000 до 0x3FFF | |||
Угол направления дельты N 1 | 1 байт | От 0x00 до 0xFF | Углы направления дельты присутствуют, если тип данных дельты имеет значение 01 | ||
Угол направления дельты N 2 | 1 байт | От 0x00 до 0xFF | |||
Угол направления дельты N 3 | 1 байт | От 0x00 до 0xFF | |||
Данные локального качества | Идентификатор разработчика алгоритма оценки локального качества | 2 байта | От 0x0000 до 0xFFFF | Идентификатор, зарегистрированный МАБП | |
Алгоритм оценки локального качества | 2 байта | От 0x0000 до 0xFFFF | Присваивается разработчиком | ||
Ширина ячейки | 1 байт | От 1 до 255 | Число пикселей | ||
Высота ячейки | 1 байт | От 1 до 255 | Число пикселей | ||
Разрядность данных ячейки | 1 байт | От 1 до 8 | |||
Данные качества ячейки | Длина данных ячейки | От 0 до 2 |
8.4.6 Поле "Идентификатор типа биометрического сканера отпечатков пальцев"
Поле "Идентификатор типа биометрического сканера отпечатков пальцев" должно содержать информацию о типе продукта, создающего ЗОБД. Тип продукта определяется владельцем зарегистрированного продукта или другим разрешенным регистрационным органом. Если данное поле содержит нули, то тип биометрического сканера отпечатков пальцев неизвестен.
Таблица 5 - Идентификатор технологии биометрического сканера отпечатков пальцев
Идентификатор | Технология биометрического сканера отпечатков пальцев |
0 | Неизвестна или не определена |
1 | Белого света, оптический, полного внутреннего отражения |
2 | Белого света, оптический, прямого отображения на поверхности |
3 | Белого света, оптический, бесконтактный |
4 | Монохромный, видимой области спектра, оптический, полного внутреннего отражения |
5 | Монохромный, видимой области спектра, оптический, прямого отображения на поверхности |
6 | Монохромный, видимой области спектра, оптический, бесконтактный |
7 | Монохромный, инфракрасный, оптический, полного внутреннего отражения |
8 | Монохромный, инфракрасный, оптический, прямого отображения на поверхности |
9 | Монохромный, инфракрасный, оптический, бесконтактный |
10 | Мультиспектральный, оптический, полного внутреннего отражения |
11 | Мультиспектральный, оптический, прямого отображения на поверхности |
12 | Мультиспектральный, оптический, бесконтактный |
13 | Электролюминисцентный |
14 | Полупроводниковый, емкостной |
15 | Полупроводниковый, радиочастотный |
16 | Полупроводниковый, термальный |
17 | Сенсорный |
18 | Ультразвуковой |
19 | Механический |
20 | Стекловолоконный |
8.4.7 Запись данных о качестве (блоки "Качество")
8.4.7.1 Общие положения
Информация о качестве общих данных изображения отпечатка пальца должна быть записана в один или несколько 5-байтовых блоков, если значение поля "Число блоков "Качество" больше 0. Последовательные 5-байтовые блоки должны содержать информацию о показателе качества, разработчике алгоритма оценки качества и о алгоритме оценки качества. На рисунке 6 представлено расположение и запись нескольких блоков "Качество".
Рисунок 6 - Диаграмма блоков "Качество" изображения отпечатка пальца
Рисунок 6 - Диаграмма блоков "Качество" изображения отпечатка пальца
8.4.7.2 Поле "Число блоков "Качество"
Первый байт является обязательным и должен содержать число блоков "Качество" изображения отпечатка пальца. Нулевое значение поля означает, что ни одной попытки оценить качество не производилось. В таком случае запись данных о качестве не содержит ни одного блока "Качество".
8.4.7.3 Поле "Показатель качества"
Показатель качества, как определено в стандарте ИСО/МЭК 29794-1, должен быть записан в первом байте каждого 5-байтового блока. Показатель качества должен представлять собой численное выражение расчетных характеристик верификации биометрического образца. Допустимыми значениями для показателя качества являются целые числа в диапазоне от 0 (минимальное значение показателя качества) до 100 (максимальное значение показателя качества). Значение 255 - неудачная попытка вычисления показателя качества.
8.4.7.4 Поле "Идентификатор разработчика алгоритма оценки качества"
Чтобы отличать показатели качества, рассчитанные с помощью разных алгоритмов, в данном поле (2 байта) должен быть указан идентификатор разработчика алгоритма оценки качества. Данный идентификатор регистрируется МАБП или другим разрешенным регистрационным органом.
8.4.7.5 Поле "Идентификатор алгоритма оценки качества"
Оставшиеся два байта должны содержать целочисленный код продукта, определенный разработчиком алгоритма оценки качества. Данный код показывает, какой из алгоритмов разработчика (и версия) использовался при расчете показателя качества. Допустимые значения данного поля - от 0x0000 до 0xFFFF. В одном представлении не должны находиться показатели качества, вычисленные при помощи одного и того же алгоритма (с одинаковым идентификатором разработчика алгоритма оценки качества и идентификатором алгоритма оценки качества).
8.4.8 Запись данных о сертификации (блоки "Сертификация")
8.4.8.1 Общие положения
Данный многобайтовый блок содержит информацию о сертификации биометрического сканера отпечатков пальцев. Запись данных о сертификации должна состоять из поля "Число блоков "Сертификация", за которым следуют 3-байтовые блоки "Сертификация", если значение поля "Число блоков "Сертификация" больше 0. Каждый блок "Сертификация" должен состоять из полей: "Идентификатор сертифицирующего органа" и "Идентификатор схемы сертификации". Если сертификационный флаг в блоке "Общий заголовок" имеет значение 0x00, то ни в одном блоке "Заголовок представления" данной записи контрольных точек отпечатка пальца не должна присутствовать информация о сертификации биометрического сканера отпечатков пальцев.
8.4.8.2 Поле "Число блоков "Сертификация"
Первый байт является обязательным и должен содержать число блоков "Сертификация" для биометрического сканера отпечатков пальцев в виде целого числа без знака.
8.4.8.3 Поле "Идентификатор сертифицирующего органа"
Первые два байта каждого блока "Сертификация" должны содержать идентификатор организации - участника ЕСФОБД, присвоенный сертифицирующему органу (зарегистрированный МАБП или другим разрешенным регистрационным органом). Данная организация проводит сертификацию биометрического сканера отпечатков пальцев в соответствии с определенной схемой сертификации.
8.4.8.4 Поле "Идентификатор схемы сертификации"
Последний байт каждого блока "Сертификация" должен содержать информацию о схеме сертификации, использовавшейся для сертификации биометрического сканера отпечатков пальцев. Список актуальных идентификаторов схем сертификации представлен в таблице 6.
8.4.9 Поле "Наименование пальца"
Данное однобайтовое поле должно содержать код наименования пальца. В таблице 7 представлен список кодов наименований для отдельно и одновременно зарегистрированных пальцев.
Примечание - Возможность сравнения контрольных точек несегментированных пальцев (для кодов наименования пальцев 13 и выше) не была проверена, поэтому требует отдельного исследования и разработки.
Таблица 6 - Идентификаторы для схем сертификации, указанных в приложениях
Идентификатор схемы сертификации | Приложение |
0x00 | Зарезервировано ПК 37 для дальнейшего использования |
0x01 | Е.1 - Спецификация качества изображения системы АСИОП |
0x02 | Е.2 - Спецификация качества изображения для верификации личности |
0x03 | Е.3 - Требования и методика испытания биометрических сканеров отпечатков пальцев |
0x04 - 0xFF | Зарезервировано ПК 37 для дальнейшего использования |
8.4.10 Поле "Номер представления"
Данное однобайтовое поле должно содержать номер представления изображения конкретного пальца. Если в записи контрольных точек отпечатка пальца имеется более одного представления одного и того же пальца, то каждая запись должна иметь уникальный номер представления. Комбинация наименования пальца и номера представления позволяет однозначно идентифицировать конкретное представление контрольных точек в общей записи. Множество представлений контрольных точек отпечатка одного и того же пальца должно быть последовательно пронумеровано по возрастанию начиная с нуля. В случае наличия только одной записи контрольных точек для каждого пальца, значение данного поля должно быть нулевым.
