Изменение № 1 ГОСТ Р ИСО 19794-5-2006

Изменение № 1 ГОСТ Р ИСО/МЭК 19794-5-2006 Автоматическая идентификация. Идентификация биометрическая. Форматы обмена биометрическими данными. Часть 5. Данные изображения лица

Утверждено и введено в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 23.10.2010 № 490-ст

Дата введения 2011-07-01

Содержание перед словами «Приложение В (справочное)» дополнить словами:

«Приложение Б (справочное) Условия получения изображений лица».

Стандарт дополнить приложением - Б:

«Приложение Б (справочное)

Условия получения изображений лица

Б.1 Область применения

Настоящее приложение устанавливает экспертные рекомендации по фотографированию лиц для визуальной или автоматической идентификации по изображению лица. Эти рекомендации предназначены для использования в фотолабораториях, фотокабинах, в пунктах регистрации и т.д., изготавливающих или принимающих отпечатанные или цифровые изображения лиц для идентификации^*, соответствующие стандарту ИСО/МЭК 19794-5. Настоящее приложение может использоваться в качестве источника информации для конструкторов и операторов фотокабин, разработчиков программного обеспечения, разработчиков стандартов на профили программных приложений, а также для других целей.

_______

^* Изображение для идентификации подразумевает изображение для использования в различных идентифицирующих личность документах.

На работу систем распознавания лица влияет большое количество факторов, которые включают в себя характеристики внешнего вида индивида (особенности лица, прическа и украшения) и условия получения изображения (поле обзора камеры, фокус, глубина резкости, фон и освещение). При этом условия получения изображения являются контролируемыми параметрами и оказывают большее влияние на точность распознавания лица, чем характеристики внешнего вида.

В данном приложении установлены рекомендации по получению двухмерных изображений лица при помощи фото- или видеокамеры (аналоговой или цифровой) (далее - камера), цифрового сканирования отпечатанной фотографии^*. Получение трехмерных изображений лица в данном приложении не рассматривается.

_______

^* В оригинале ИСО/МЭК 19794-5, Дополнение 1, не указана возможность получения изображения путем цифрового сканирования пленочных слайдов и негативов.

Б.2 Рекомендации по получению изображений лица

В данном разделе установлены рекомендации по получению изображений лица в фотолаборатории, фотокабине, пункте регистрации и т.д., а именно по взаиморасположению индивида и камеры, а также варианты расположения осветительных приборов. Целью использования данного приложения является обеспечение правильного положения индивида и равномерности освещенности его лица, чтобы получаемые изображения лица удовлетворяли требованиям международного стандарта ИСО/МЭК 19794-5. На изображениях лица должны отсутствовать тени и блики на коже или на очках.

Фотолаборатория обычно представляет собой профессиональное помещение, оборудованное аналоговой или цифровой камерой, набором регулируемых осветительных приборов, соответствующим задним фоном и посадочным местом.

Б.2.1.1 Рекомендации по взаиморасположению камеры и индивида

В данном подпункте приведены рекомендации по взаиморасположению камеры и индивида:

- расстояние между камерой и индивидом должно составлять от 1,2 до 2,5 м. При меньшем расстоянии между камерой и индивидом возможны трудности в регулировке освещения для устранения теней;

- фокусировка проводится на расстояние до глаз индивида, значение диафрагмы устанавливается таковым, чтобы обеспечить глубину резкости не менее 10 см, или на расстояние от носа до ушей индивида. Глубина резкости объектива зависит от его фокусного расстояния, значения диафрагмы и расстояния фокусировки. Точечные объекты, находящиеся ближе или дальше расстояния, на котором фокусируется объектив, будут размыты, величина размытости называется «кругом нерезкости». Если максимальный диаметр круга нерезкости ограничен, например, расстоянием между смежными пикселями в датчике изображения CCD, то могут быть определены расстояния спереди (D_сп) и сзади (D_сз) от фокусной плоскости, в пределах которых изображение является приемлемо сфокусированным. Сумма этих расстояний является глубиной резкости (D_гр):

D_гр = D_сп + D_сз,

где D_сп - расстояние от фокальной плоскости до плоскости самой ближней к камере резко отображаемой точки:

D_сп = cFs (s - f )/[f² + cF (s - f)];

D_сз - расстояние от фокальной плоскости до плоскости самой дальней от камеры резко отображаемой точки:

D_сз = cFs (s - f )/[f² - cF (s - f)],

где с - диаметр круга нерезкости;

s - расстояние от объектива до лица индивида;

F - диафрагменное число объектива, отношение фокусного расстояния объектива f к диаметру входного зрачка объектива а:

F = f/a.

Перечисленные параметры представлены на рисунке Б.1.

Рекомендации по взаиморасположению камеры и индивида представлены на рисунке Б.2:

- оптимальная высота камеры находится на уровне глаз индивида. Регулировка высоты камеры должна проводиться при помощи регулируемого по высоте посадочного места или при помощи регулировки высоты штатива;

- индивид должен смотреть прямо в камеру, держать голову прямо и плечи ровно по отношению к камере. Поворот головы должен осуществляться в соответствии с требованиями 7.2.2.

Рисунок Б.1 - Параметры для вычисления глубины поля

Рисунок Б.2 - Рекомендации по взаиморасположению камеры и индивида

Б.2.1.2 Пример измерения экспозиции в различных областях лица

На рисунке Б.3 показано измерение экспозиционного числа EV в четырех областях лица индивида, а именно на левой и правой щеках, лбу и подбородке. Для измерений экспонометр помещают у одной из указанных областей лица индивида и направляют прибор в сторону камеры. Все четыре результата измерения должны отличаться друг от друга не более чем на 1 EV. Если результаты измерения различаются более чем на 1 EV, то источники освещения должны быть перемещены для достижения требований освещенности лица в соответствии с данным подпунктом.

Рисунок Б.3 - Расположение экспонометра при измерении
экспозиции

Экспозиционное число определяет значение экспозиции при любом сочетании выдержки и диафрагмы объектива. По определению, экспозиционное число, равное 0, соответствует выдержке в 1 с и диафрагменному числу F 1,0 при чувствительности пленки или эквивалентного датчика изображений ИСО 100. Экспозиционное число определяется по следующей формуле

EV = log₂ (F²/Т) = 2log₂ (F) - log₂ (T),

где F - диафрагменное число объектива;

T - время экспозиции.

Изменение значения экспозиционного числа на 1 EV соответствует увеличению/уменьшению значения диафрагменного числа на 1 ступень или увеличению/уменьшению времени экспозиции в 2 раза.

Б.2.1.3 Примеры конфигурации фотолаборатории

В данном подпункте приведены три примера взаиморасположения источников освещения, индивида и камеры для фотолабораторий, изготавливающих изображения лица для идентификации. В первом примере используются один источник освещения и отражающая панель для обеспечения равномерной освещенности. Во втором примере используются два источника освещения и отражающая панель для освещения области подбородка индивида. Третий пример конфигурации отличается от второго наличием осветителя фона, расположенного за индивидом для устранения теней на фоне.

Б.2.1.3.1 Пример 1: Правильная организация освещения при помощи одного источника освещения (рисунок Б.4)

Источник освещения, представленный ламповым отражателем, должен быть расположен под углом около 35° выше линии между камерой и индивидом в вертикальной плоскости и направлен на лицо индивида под углом не более 45° к линии между камерой и индивидом в горизонтальной плоскости. Боковая отражающая панель должна быть расположена с другой стороны для устранения теней на лице индивида. Дополнительно может быть расположена еще одна отражающая панель напротив индивида ниже уровня лица для освещения области подбородка.

1 - камера; 2 - штатив; 3 - отражающая панель; 4 - ламповый отражатель;
5 - источник освещения; 6 - боковая отражающая панель

Рисунок Б.4 - Организация освещения фотолаборатории
с использованием одного источника освещения

Б.2.1.3.2 Пример 2: Правильная организация освещения при помощи двух источников освещения (рисунок Б.5)

В данном случае используются два источника освещения. Источники освещения, представленные ламповыми отражателями, должны быть расположены под углом около 35° выше линии между камерой и индивидом в вертикальной плоскости и под углом не более 45° к линии между камерой и индивидом в горизонтальной плоскости. Подобная организация освещения смягчает края теней и обеспечивает равномерную освещенность лица индивида. Дополнительно может быть расположена еще одна отражающая панель напротив индивида ниже уровня лица для освещения области подбородка.

1 - камера; 2 - штатив; 3 - отражающая панель; 4 - ламповые отражатели;
5 - основной источник освещения; 6 - фронтальный источник освещения

Рисунок Б.5 - Организация освещения фотолаборатории
с использованием двух источников освещения

Б.2.1.3.3 Пример 3: Правильная организация освещения при помощи двух источников освещения и осветителя фона (рисунок Б.6)

В набор источников освещения, представленный в примере 2, вводится осветитель фона, который используется для устранения теней на фоне за индивидом. Данный источник освещения должен быть расположен за индивидом ниже уровня его головы и направлен на фон.

1 - камера; 2 - штатив; 3 - отражающая панель; 4 - ламповые отражатели;
5 - основной источник освещения; 6 - фронтальный источник освещения;
7 - осветитель фона

Рисунок Б.6 - Организация освещения фотолаборатории
с использованием двух источников освещения и осветителя фона

Б.2.2 Рекомендации для фотокабин

Фотокабина, как правило, представляет собой устройство для получения автопортрета. В состав фотокабины входят: камера, источники освещения, посадочное место, однородный фон, устройство для печати, дисплей и иногда устройство голосовых команд. Развитие технологий фотографирования позволило создавать малогабаритные конструкции фотокабин, что привело к их широкому распространению во всем мире. Ниже установлены принципы конструирования и эксплуатации таких фотокабин, включая планировки спереди, сбоку и сверху. В Б.2.2.1 - Б.2.2.4 установлены варианты взаиморасположения камеры и индивида и описание методов управления положением и выражением лица индивида.

Б.2.2.1 Правильное освещение

Необходимо расположить несколько источников освещения симметрично над камерой за матовой рассеивающей панелью. Такое расположение обеспечивает равномерную освещенность лица индивида и устраняет большинство проблем, связанных с бликами и тенями. Осветитель фона должен быть расположен за индивидом ниже уровня его головы и посередине между фоном и индивидом.

Расположение источника фронтального освещения над камерой под углом в 35° выше линии между камерой и индивидом предотвращает прямое отражение освещения от очков индивида.

Стены внутри фотокабины должны быть белого цвета, кроме расположенной за индивидом. Белые стены являются отражателями и обеспечивают равномерную освещенность лица в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

При получении изображения в фотокабине должно быть включено освещение. Это позволит предотвратить эффект красных глаз, связанный с получением изображения при недостаточном освещении.

Чтобы избежать появления нежелательных теней в области подбородка, необходимо использовать прямое или рассеянное освещение, направленное снизу вверх.

Необходимо использовать непрозрачный занавес для предотвращения эффектов влияния внешнего освещения.

Б.2.2.2 Пример конфигурации фотокабины

Рисунок Б.7 - Рекомендации по взаиморасположению индивида,
камеры и источников освещения в фотокабине (лист 1)

1 - посадочное место, регулируемое по высоте; 2 - рамка позиционирования лица;
3 - ламповые отражатели; 4 - внешнее освещение; 5 - источники освещения;
6 - освещение фона; 7 - камера

Рисунок Б.7 (лист 2)

Б.2.2.3 Взаиморасположение индивида и камеры

Для обеспечения правильного положения индивида и управления его положением может быть использовано зеркало или видеоэкран.

В фотокабине для отображения изображения лица в режиме реального времени на стене напротив индивида должно быть установлено зеркало или инвертированный слева направо видеоэкран. На зеркале или видеоэкране должна быть изображена рамка позиционирования, при помощи которой можно определить, видна ли голова полностью, необходимо ли проводить выравнивание по линии уровня глаз и по центру поля обзора камеры. Использование рамки позиционирования представлено на рисунке Б.8.

Необходимо наличие посадочного места, регулируемого по высоте.

Расстояние от камеры до индивида должно составлять 0,7 - 1,0 м.

Рисунок Б.8 - Использование рамки позиционирования

Б.2.2.4 Корректирование размеров, выражения лица и т.д. при помощи графического интерфейса пользователя

Функция просмотра изображения дает возможность просмотра изображения лица перед печатью для контроля самим индивидом. Внутри фотокабины должны находиться иллюстрации рекомендуемых положений и выражений лица.

Для корректирования размеров лица индивид при предварительном просмотре должен иметь возможность указать положение макушки и подбородка. После этого изображение автоматически масштабируется, и края изображения обрезаются соответствующим образом.

Может использоваться программное обеспечение детектирования лица, которое автоматически определяет область лица на изображении и проводит центрирование области лица. Необходимо обеспечить возможность ручной корректировки автоматически определенного положения при предварительном просмотре, так как при автоматической обработке существует вероятность ошибки.

Рисунок Б.9 - Использование перемещающихся горизонтальных линий
для установки размера головы

Для удостоверяющих личность документов и, в особенности, машино-считываемых дорожных документов (МДД), изображения лиц предоставляются заявителями или создаются в пункте регистрации по принципу «быстрой регистрации». В данном подпункте установлены рекомендации по получению изображений лица в условиях пункта регистрации, где часто площадь помещения ограничена. Тем не менее, качество изображений лица должно быть максимально близким к качеству изображений, получаемых в фотолабораториях и фотокабинах, как указано выше.

Б.2.3.1 Освещенность

На рисунке Б.10 представлен оптимальный вариант планировки пункта регистрации: индивид и фон освещены двумя источниками рассеянного освещения. Источники освещения устанавливаются на консоли с небольшой площадью основания, что приемлемо для типичных условий пункта регистрации. Консоль может быть установлена на дверь или стену.

Должно использоваться синхронизированное импульсное освещение для обеспечения высокой скорости работы затвора и избежания размытости из-за случайного движения индивида. Необходимо устранить попадание в помещение прямых солнечных лучей, например, при помощи штор или жалюзи.

Б.2.3.2 Взаиморасположение камеры и индивида

Контроль и управление правильным положением индивида может проводиться в режиме реального времени при помощи обратной связи в виде дополнительного видеоэкрана, расположенного непосредственно напротив индивида. Функция просмотра изображения дает возможность повторного получения изображения лица перед печатью в случае, если индивид считает, что его/ее положение или выражение лица неприемлемы.

Необходимо наличие регулируемого по высоте посадочного места с подушкой для детей.

Расстояние от камеры до индивида должно составлять 0,5 - 1,0 м.

Б.2.3.3 Контроль получения изображения лица оператором

Контроль и управление правильным положением индивида могут осуществляться оператором при помощи видеоэкрана, отображающего лицо индивида в течение всего процесса получения изображения. Функция просмотра изображения дает возможность повторного получения изображения лица перед печатью в случае, если оператор считает, что положение или выражение лица индивида неприемлемы.

Оператор должен оценить качество изображения перед дальнейшей обработкой. Для этого может быть использовано программное обеспечение оценки качества изображения лица, которое автоматически проверяет соответствие качества изображения лица требованиям пункта регистрации или требованиям и рекомендациям ИСО/МЭК 19794-5 и настоящего приложения. В Б.5 представлена информация о таком программном обеспечении и приведены два примера пользовательских интерфейсов.

1 - консоль регистрации; 2 - камера; 3 - верхний осветитель; 4 - нижний осветитель

Рисунок Б. 10 - Рекомендации по взаиморасположению индивида, камеры
и источников освещения в пункте регистрации

Б.3 Рекомендации по печати

В случае если требуется печать изображения, необходимо выбрать оптимальные характеристики печати для того, чтобы сохранить максимальный объем информации, содержащийся в изображении.

Системы цифровой печати можно разделить на два типа: (1) изменяющие плотность или размер растровой точки на изображении, (2) изменяющие частоту расположения точек без изменения размера и плотности. Системы первого типа называются системами непрерывного тона, а второго типа - полутоновыми. При достаточном разрешении для сканирования и передачи в системы автоматического распознавания лица могут использоваться изображения, распечатанные обоими способами.

Б.3.1 Проблема выбора между пространственным разрешением изображения и разрешением по интенсивности

При любом методе печати обязательно существует проблема выбора между пространственным разрешением изображения и разрешением по интенсивности, т.е. проблема выбора между сохранением четкости деталей на изображении и плавностью переходов между яркостями пикселей. Процесс печати изображения лица не должен снижать пространственное разрешение изображения или разрешение по интенсивности до такой степени, когда снижаются показатели точности и надежности системы распознавания.

В настоящее время многие страны предъявляют следующие требования к изображениям лица на паспортах и визах: квадрат со стороной 50 мм, расстояние между центрами глаз около 12 мм, высота лица немного больше половины высоты изображения. Для того чтобы между центрами глаз было 120 пикселей, рекомендованных в приложении А (А.3), изображение лица необходимо сканировать при пространственном разрешении изображения 12 пикселей на миллиметр (300 пикселей на дюйм). Для сохранения детализации данных при разрешении по интенсивности, равном 256 уровням, полутоновый принтер должен воспроизводить разрешение изображения 160 точек на миллиметр. Такой уровень точности требует значительных затрат, поэтому при выборе пространственного разрешения и разрешения по интенсивности требуется искать компромиссное решение.

Ввиду большого количества существующих доступных методов печати, в настоящем приложении не даны рекомендации по методам печати. Более того, выбор типа бумаги может оказывать существенное влияние на качество изображения. В настоящем пункте предоставляются рекомендации не по способам печати, а по внешнему виду отпечатанных изображений лица и минимально допустимому качеству цифровых изображений лица, полученных при сканировании отпечатанных изображений.

Б.3.2.1 Разрешение изображения

На распечатанном изображении должны отображаться все мелкие детали лица диаметром до одного миллиметра, такие как морщины и родинки. Все цвета телесного тона от светлого до смуглого должны быть отчетливо различимы, не должно быть бликов или теней. Участки плавных переходов областей лица должны передаваться без резких изменений в цвете или плотности печати и подчеркивания контура.

Б.3.2.2 Цветовая насыщенность

На небольших областях изображения лица могут возникать блики. За исключением этих областей другие элементы распечатанного изображения не должны быть насыщенного белого цвета. Таким образом, участки фона и предметы одежды индивида должны содержать детали в свете и тенях.

Б.3.2.3 Эффект муара или видимые точечные структуры

В результате оцифровки распечатанных изображений могут образовываться артефакты, например, муар. Если в дальнейшем это изображение распечатывается, эффект муара может быть усилен. При сканировании с пространственным разрешением 12 пикселей на миллиметр (300 пикселей на дюйм) или ниже в процессе печати не должен появляться заметный эффект муара. Если для распечатывания изображения лица был применен периодический полутоновой процесс, то в результате с высокой вероятностью появится эффект муара. Таким образом, при печати на струйных и лазерных принтерах в режиме полутоновой печати для имитации непрерывности тона, необходимо использовать непериодические (или с размытием) методы полутоновой печати. Более того, при печати не должны образовываться точечные структуры, которые были бы заметны невооруженным глазом.

Б.3.3 Использование шаблона изображения лица

Для проведения оценки качества изображений лица оператор может использовать прозрачный шаблон. На шаблоне должны быть очерчены границы размера головы и поворота (наклона). При наложении его на изображение лица определяется, отвечает ли представленное изображение требованиям . Пример такого шаблона компании Citizenship and Immigration Canada с инструкцией по применению представлен в уменьшенном размере на рисунке Б.12.

Фотошаблон^*

_______

^* Пояснения на рисунке Б.12 переведены на русский язык разработчиками настоящего приложения.

Настоящий шаблон может быть использован для измерения размера головы, размера изображения и для определения наклона головы.

Инструкции

Измерение размеров головы

1 Выровнять нижнюю часть овала с подбородком. Измерение головы проводится от подбородка до макушки.

Если размер головы меньше чем 31 мм (маленький овал) или больше чем 36 мм (большой овал), изображение лица считается непригодным.

Измерение размеров изображения

1 Выровнять нижний левый угол рамки шаблона с нижним левым углом изображения лица.

2 Если размер изображения меньше, чем определенные стандартом размеры 35´45 мм, изображение лица считается непригодным.

Измерение наклона головы

1 Выровнять нижнюю часть овала с подбородком. Наклонить изображение лица таким образом, чтобы черная пунктирная линия проходила через середину подбородка и середину носа.

2 Если рамка изображения лица выходит за синие наклонные линии, изображение считается непригодным. Если рамка изображения лица находится внутри заштрихованной зеленой области, то изображение удовлетворяет требованиям по наклону.

Рисунок Б.12 - Пример фотошаблона (предоставлен компанией
Citizenship and Immigration Canada)

Б.4 Рекомендации по сканированию

Рекомендации по сканированию предназначены для сохранения максимального объема идентифицирующей информации на изображении лица при аналогово-цифровом преобразовании. Сохранение информации возможно при достаточном пространственном разрешении изображения и разрешении по интенсивности во всех каналах цветового пространства RGB^*.

________

^* RGB (Red, Green, Blue - красный, зеленый, синий) - цветовая модель, описывающая способ цветовоспроизведения.

Б.4.1 Пространственное разрешение изображения и разрешение по интенсивности

Для обычного паспортного или визового изображения лица пространственное разрешение изображения должно быть равно 12 пикселям на миллиметр (300 пикселей на дюйм) для обеспечения расстояния между центрами глаз, равного 120 пикселям. Разрешение по интенсивности должно составлять как минимум 256 уровней на цвет пикселя, три цвета на пиксель.

Б.4.2 Разрешающая способность

Разрешающая способность характеризует возможность различать мелкие детали на изображении, и этот показатель отличен от частоты дискретизации, хотя и взаимосвязан с ней. Часто используемым показателем разрешающей способности является функция передачи модуляции (ФПМ). Для сохранности отображения мелких деталей лица ФПМ сканера должна составлять как минимум 20 % при пространственной частоте 6 периодов на миллиметр. Кроме того, разрешающая способность сканера должна быть одинаковой по обеим осям и не должна увеличиваться с использованием алгоритма усиления резкости изображения или алгоритма высокочастотной фильтрации.

Б.4.3 Цветовое пространство

Так как цветовое пространство RGB и его модификации по определению являются зависимыми от устройства, выходные данные сканера должны быть преобразованы в независимое от устройства цветовое пространство sRGB. По стандарту Международного консорциума по цвету (МКЦ) в выходной файл изображения может быть вложен стандартный совместимый профиль цвета собственного пространства сканера.

Б.4.4 Цветовая насыщенность

Для сканированного изображения лица недопустимо наличие большого количества пикселей со значениями у границ уровней квантования, то есть на уровнях 0 или 255, если глубина цвета равна 8 битам.

Б.4.5 Сжатие изображения

Для уменьшения размеров файлов сканированных изображений в сканерах используются форматы сжатия с потерей JPEG и JPEG2000. Некоторые производители или разработчики программного обеспечения сканеров предусматривают возможность выбора соотношения «качество изображения - степень сжатия изображения». Выбор наиболее высокой степени сжатия приводит к потере качества изображения лица, что существенно снижает точность и надежность распознавания лица, как указано в приложении А (А.3.3) ИСО/МЭК 19794-5. Пользователь должен быть осведомлен обо всех возможных степенях сжатия изображения, представленных в системе сканирования, и о последствиях выбора тех или иных настроек соотношения «качество изображения - степень сжатия изображения». Если нет существенных ограничений на объем файла изображения, то для обеспечения высокой точности и надежности распознавания предпочтительнее выбирать настройки, сохраняющие высокое качество изображения.

Б.5 Программное обеспечение для оценки качества изображения лица

В настоящее время существует несколько программных продуктов, представляющих собой комплекты разработчиков (комплекты SDK^*) для определения, - удовлетворяет ли представленное изображение лица требованиям ИСО/МЭК 19794-5. В таких продуктах рассчитываются множество показателей качества изображения лица и один объединенный показатель качества, и автоматически определяется, достаточна ли степень качества представленного изображения лица. Показатели качества изображения лица включают в себя размер лица, центрирование лица, контраст, фокусировку, текстуру и равномерность фона, равномерность освещенности, вращение головы (поворот и наклон). Программное обеспечение оценки качества изображения лица является эффективным дополнением к визуальной оценке качества, проводимой в фотолабораториях, фотокабинах или пунктах регистрации. Примеры графического интерфейса пользователя (GUI^**) для двух подобных продуктов представлены на рисунке Б.13.

________

^* SDK (Software development kit) - комплект разработчика программного обеспечения.

^** GUI (Graphical user interface) - графический интерфейс пользователя.

Рисунок Б.13 - Два примера графического интерфейса пользователя
программного обеспечения оценки качества изображения лица (лист 1)

Рисунок Б.13 - Лист 2

Б.6 Таблицы рекомендаций

Основные рекомендации по условиям получения изображений лица, обработке полученного изображения и требованиям к качеству изображений представлены в таблицах Б.1 - Б.5. В данных таблицах графа «Параметр» соответствует пунктам и разделам ИСО/МЭК 19794-5. Аббревиатуры ФЛ (фотолаборатория) и ФК (фотокабина) с числовыми значениями, приведенные в таблицах Б.1, Б.2 и Б.4, указывают на пример, представленный в Б.8.

Б.6.1 Организация обстановки

Таблица Б.1 - Рекомендации по организации обстановки

Б.6.2 Фотографирование

Таблица Б.2 - Рекомендации по фотографированию

Группа параметров	Параметр	Фотолаборатория	Фотокабина	Пункт регистрации
Настройки камеры	Выдержка	Значение выдержки (1/60 - 1/250) должно предотвращать размытость изображения, если в качестве основного источника освещения не применяется электронная вспышка. Камера должна фиксироваться при помощи штатива или жесткого стенда (ФЛ10)	Значение выдержки (1/60 - 1/250) должно предотвращать размытость изображения, если в качестве основного источника освещения не применяется электронная вспышка	Значение выдержки (1/60-1/250) должно предотвращать размытость изображения, если в качестве основного источника освещения не применяется электронная вспышка
	Баланс белого по А.2.7	Выставлять вручную по образцу серого (ФЛ11)	Выставлять вручную во время установки или технического обслуживания фотокабины	Автоматическая установка перед фотографированием
	Переэкспонирование или недоэкспонирование по 7.3.2	Устанавливается при помощи экспонометра. Необходимо использовать 18 % серый фон для правильной регулировки экспозиции	Значение экспозиции корректируется во время установки фотокабины. Необходимо использовать 18 % серый фон для правильной регулировки экспозиции	Значение экспозиции корректируется во время установки оборудования. Необходимо использовать 18% серый фон для правильной регулировки экспозиции
	Расстояние от камеры до индивида по А.2.8	1,2 - 2,5 м (ФЛ13)	0,7 - 1,0 м (ФК10)	0,5 - 1,0 м
	Фокусное расстояние объектива камеры (аналог формата пленки 35 мм) по А.2.8	50 - 130 мм (при расстоянии от камеры до индивида 1,2 - 2,5 м)	40 - 100 мм (при расстоянии от камеры до индивида 0,7 - 1,0 м)	36 - 100 мм (при расстоянии от камеры до индивида 0,5 - 1,0 м)
	Разрешение по 7.3.3	Не менее 2 пикселей на 1 мм (необходима поверка при помощи тестовой линейки)	Не менее 2 пикселей на 1 мм (необходима поверка при помощи тестовой линейки)	Не менее 2 пикселей на 1 мм (необходима поверка при помощи тестовой линейки)
	Корректирование размера лица по 8.3	На дисплее видоискателя камеры должны отображаться указатели положения лица в виде контрольных точек или горизонтальных линий для установки размера головы. Это позволяет фотографу осуществлять правильный выбор расстояния до индивида и зумирования объектива	На зеркале или видеоэкране должны отображаться указатели положения лица в виде контрольных точек или горизонтальных линий для установки размера головы. Это позволяет индивиду правильно расположить лицо и выполнить необходимые настройки, например, зумирование объектива	На видеоэкране должны отображаться указатели положения лица в виде контрольных точек или горизонтальных линий для установки размера головы. Это позволяет оператору выполнить необходимые настройки, например, зумирование объектива

Б.6.3 Обработка полученных изображений

Таблица Б.3 - Рекомендации к печати и сканированию для фотолаборатории и фотокабины

Группа параметров	Параметр	Фотолаборатория	Фотокабина
Печать	Цвет и плотность	Зубы и белки глаз должны быть светлыми или белыми, темные волосы должны быть темными	Зубы и белки глаз должны быть светлыми или белыми, темные волосы должны быть темными
Печать	Разрешение	Разрешение должно быть таким, чтобы различались мелкие детали лица (менее 1 мм в диаметре)	Разрешение должно быть таким, чтобы различались мелкие детали лица (менее 1 мм в диаметре)
	Регулировка размера головы	Цифровая фотография: положение подбородка и макушки определяется с использованием программного обеспечения. Аналоговая фотография: регулировка размера изображения проводится во время печати	Цифровая фотография: положение подбородка и макушки определяется с использованием программного обеспечения. Аналоговая фотография: регулировка размера изображения проводится во время печати
Сканирование	Цвет и плотность по 7.3.5, 7.4.2.3	Зубы и белки глаз должны быть светлыми или белыми, темные волосы должны быть темными. Цветовое пространство RGB 24 бит. Необходимо использовать аппаратно-независимое цветовое пространство или устанавливать цветовой профиль устройства вручную. Не допускается ретуширование
	Разрешение по А.3.1.1	Около 12 пикселей на миллиметр (300 ppi^) _______ ^ ppi - (англ. pixel per inch) - количество точек на дюйм, 1 дюйм равен 2,54 мм.
	Редактирование изображения по 7.4.1.1	Должно быть обеспечено отношение сторон пикселя в изображении один к одному (1:1)
	Регулировка размера изображения лица по 8.3, А.3.2	Для изменения размера или поворота изображения лица использовать билинейные, бикубические или другие алгоритмы передискретизации. Передискретизация может проводиться только в целях уменьшения размеров в пикселях, но не для увеличения

Таблица Б.4 - Рекомендации к печати и сканированию для пункта регистрации

Группа параметров	Параметр	Пункт регистрации
Печать и сканирование	-	Не применяется, так как регистрация проводится по принципу «быстрой регистрации» с цифровым документооборотом. Печать идентификационных документов (паспортов, ID-карт, водительских удостоверений и т. п.) осуществляется в соответствии с требованиями безопасности к документам и по технологии, удовлетворяющей таким требованиям (например лазерная гравировка и т. п.)
Оценка качества	Геометрические требования	При помощи программного обеспечения оценки качества проверяется соответствие изображений лица (после обработки) геометрическим требованиям ИСО/МЭК 19794-5 и требованиям пункта регистрации. Автоматически проверяются, например, расстояние между центрами глаз и положение головы
	Требования к индивиду	При помощи программного обеспечения оценки качества проверяется соответствие изображений лица требованиям к индивиду (например положению головы), установленным ИСО/МЭК 19794-5 и пунктом регистрации
	Требования к организации обстановки	При помощи программного обеспечения оценки качества проверяется соответствие изображений лица требованиям к организации обстановки (например, цвету фона), установленными ИСО/МЭК 19794-5 и пунктом регистрации

Б.6.4 Качество фотографирования

Таблица Б.5 - Рекомендации к качеству фотографирования

Группа параметров	Параметр	Фотолаборатория	Фотокабина
Качество фотографирования	Равномерность освещенности по 7.2.10	а) Разница между четырьмя измерениями экспозиции (левая и правая части лица, подбородок и лоб) должна быть меньше 1 EV (ФЛ4); b) Должно использоваться рассеянное освещение, созданное при помощи отражателя (зонта или отражающих панелей). Использование направленного света не допускается (ФЛ2); с) Необходимо откалибровать значение экспозиции при помощи экспонометра	а) Разница между четырьмя измерениями экспозиции (левая и правая части лица, подбородок и лоб) должна быть меньше 1 EV (ФК4); b) Должно использоваться рассеянное освещение, созданное при помощи рассеивающих панелей или белых стен. Использование направленного света не допускается (ФК2); с) Не допускается переэкспонирование
Качество фотографирования	Тени на лице по 7.2.8	а) Рекомендуется направлять основной источник освещения на лицо под углом менее 45° в горизонтальной плоскости (ФЛ5); b) При наличии тени необходимо расположить отражающую поверхность перед тенью. В этом случае свет от отражающей поверхности будет освещать тень и снижать ее контраст; с) Разница между четырьмя измерениями экспозиции (левая и правая части лица, подбородок и лоб) должна быть меньше 1 EV (ФЛ1, ФЛ4)	а) Рекомендуется направлять основной источник освещения на лицо под углом менее 45° в горизонтальной плоскости. Рекомендуется использовать более двух источников освещения; b) Разница между четырьмя измерениями экспозиции (левая и правая части лица, подбородок и лоб) должна быть меньше 1 EV
	Тени на фоне по А.2.4.2	Рекомендуется использовать освещение фона	Рекомендуется использовать освещение фона. Белые стены отражают свет и уменьшают тени
	Блики на очках по 7.2.11	Для устранения бликов на очках необходимо направить источник освещения под углом более 35° выше линии между камерой и индивидом в вертикальной плоскости (ФЛ9)	Для устранения бликов на очках необходимо направить источник освещения под углом более 35° выше линии между камерой и индивидом в вертикальной плоскости. Индивид контролирует отсутствие бликов при помощи зеркала или видеоэкрана и функции просмотра изображения (ФК9)

Б.7 Экспериментальные данные

Б.7.1 Экспериментальные данные по распознаванию лица в фотолаборатории и фотокабине

Тестирование алгоритмов распознавания лица проводилось с изображениями, полученными в различных условиях, в том числе и условиях неадекватного освещения, включая верхнее освещение аэропортов, которое создают глубокие тени на лице. Эксперименты проводились в Японии при поддержке Министерства внутренних дел Японии с участием нескольких разработчиков систем распознавания лица в соответствии с требованиями, установленными в ИСО/МЭК 19794-5, включая требования к индивиду (положение головы, выражение лица, очки и т. д.), к оборудованию (камера, освещение, фон и т. д.) и к иным аспектам в четырех условиях освещения: идеальное освещение, плохое освещение аэропорта, улучшенное освещение аэропорта и освещение фотокабины.

Для тестирования было зарегистрировано 160 человек. Регистрация осуществлялась в условиях, описанных в таблице Б.6. Для паспортных фотографий соотношение сторон (ширина к высоте) составляло 1:1,29, и размеры изображений 420´540 пикселей. Данные требования установлены в Министерстве внутренних дел Японии. Полученные изображения были сжаты в среднем до 80 Кб с использованием формата JPEG. Изображения лица, полученные при различных условиях освещения, сравнивались с изображениями лица, полученными в идеальных условиях освещения, в режиме «один-ко-многим» (т. е. в режиме идентификации) с использованием нескольких алгоритмов распознавания лица. В качестве показателя для сравнения использовался интегральный коэффициент сопоставления (ИКС) с рангом идентификации 1.

Таблица Б.6 - Различные условия освещения

Условия освещения	Освещение	Фотооборудование	Расстояние получения изображения, м
Идеальное освещение	Фронтальное освещение в трех направлениях (источники рассеянного освещения) с отражающей панелью, расположенной под подбородком индивида	Зеркальная камера f = 60 мм (объектив с переменным фокусным расстоянием, f = 35 - 70 мм)	2,4
Плохое освещение в аэропорту (тусклое освещение и наличие теней)	Верхнее освещение, обычные источники освещения, отсутствие отражающих панелей	Зеркальная камера f = 60 мм (объектив с переменным фокусным расстоянием, f = 35 - 70 мм)	1,7
Улучшенное освещение в аэропорту	Единственный источник фронтального освещения и верхнее освещение, обычные источники освещения, отсутствие отражающих панелей	Зеркальная камера f = 60 мм (объектив с переменным фокусным расстоянием, f = 35 - 70 мм)	1,7
Фотокабина	Несколько источников освещения, как минимум, в трех направлениях, включая источник непрямого освещения (источник рассеянного освещения) и один источник фонового освещения	Зеркальная камера с объективом с постоянным фокусным расстоянием	0,7

При проведении тестирования были получены следующие результаты (таблица Б.7):

- по сравнению с идеальными условиями, интегральный коэффициент сопоставления при плохом освещении в аэропорту существенно ниже (40 % - 80 %);

- улучшение условий освещения для снижения интенсивности теней на лице (т. е. создание улучшенного освещения в аэропорту) является эффективным для повышения точности распознавания лица;

- не было обнаружено существенного различия при сравнении результатов тестирования при идеальном освещении и в фотокабине.

Таблица Б.7 - Результаты тестирования алгоритмов распознавания лица при различных условиях освещения

Сравниваемые условия освещения	Интегральный коэффициент сопоставления,%
Идеальное освещение и плохое освещение аэропорта (тусклое освещение и наличие теней)	40 - 80
Идеальное освещение и улучшенное освещение аэропорта	»100
Идеальное освещение и фотокабина	100

Примечание - Интегральный коэффициент сопоставления относится к рангу идентификации 1. Статистическая погрешность в измерении точности распознавания лица составила 3 %, в соответствии с В.1.1 «Правило трех» по ИСО/МЭК 19785-1.

Б.8 Примеры фотографирования

В данном пункте представлены изображения лица, зарегистрированные при различных условиях фотографирования в фотолаборатории и фотокабине, для пояснения рекомендаций выбора условий регистрации и настроек камеры.

Б.8.1 Примеры фотографирования в фотолаборатории

а) Рекомендуемые условия фотографирования в фотолаборатории приведены в таблице Б.8.

Таблица Б.8 - Рекомендуемые условия фотографирования в фотолаборатории

Категория

Условия освещения

Индивид

Фон

Настройки камеры

Фотолаборатория по Б.2.1

Рассеянное освещение от двух источников освещения с ламповыми отражателями и один осветитель фона. Источники освещения расположены под углом около 35° выше линии между камерой и индивидом в вертикальной плоскости и направлены на лицо индивида под углом 45° в горизонтальной плоскости. DEV = 0,2 (горизонтально 0,2 EV, вертикально 0,2 EV), боковой отражатель, цветовая температура 5200 К

Для регулирования положения используется рамка позиционирования на экране просмотра камеры. Регулирование высоты проводится при помощи штатива или регулируемого по высоте посадочного места.

Расстояние от камеры до индивида 1,5 м

Серый

Ручная настройка, F11, 1/125 с, f = 75 мм, измерения проводятся при помощи экспонометра и измерителя цветовой температуры

б) Примеры изображений лица, полученных в фотолаборатории, приведены в таблице Б.9.

Аббревиатура [НР] обозначает «Не рекомендуется» - изображение получено при нерекомендуемых условиях.

Таблица Б.9 - Примеры изображений лица, полученных в фотолаборатории

Группа параметров	Параметр	Примеры фотографий
Освещение	Число источников освещения(ФЛ1)	DEV=0.2		DEV =1,5
Освещение	Число источников освещения(ФЛ1)
		Два источника освещения и один осветитель фона	Один источник освещения и боковой отражатель	Один источник освещения (без бокового отражателя) [HP]
	Рассеянное освещение (ФЛ2)
		Ламповый отражатель	Без лампового отражателя [HP]	Стробовый осветитель [HP]
Освещение	Отражающая панель (ФЛЗ)
		Отражающая панель перед индивидом, два источника освещения	Без отражающей панели, два источника освещения
	Равномерность освещенности (Разница измерений экспозиции в правой и левой частях лица) (ФЛ4)
		DEV = 0,2	DEV = 0,5	DEV = 0,8
Освещение	Расположение источников освещения(ФЛ5)
		В горизонтальной плоскости: симметрично, направлены на лицо индивида под углом 45°	В горизонтальной плоскости: направлены на лицо индивида под углами слева 75°, справа 45° [HP]
Освещение	Расположение источников освещения(ФЛ5)
		Угол в вертикальной плоскости около 35° выше линии между камерой и индивидом	Угол в вертикальной плоскости 70° выше линии между камерой и индивидом [HP]
Освещение	Расположение источников освещения(ФЛ5)
		Угол в вертикаль ной плоскости 35° выше линии между камерой и индивидом	Угол в вертикаль ной плоскости 0° между камерой и индивидом, блики на очках [HP]
Индивид	Положение головы (ФЛ6)
		Высота камеры отрегулирована	Высота камеры не отрегулирована [HP]
Индивид	Положение головы (ФЛ6)
		Инструкция проведена	Отклонение головы [HP]	Неправильное направление взгляда (взгляд вправо) [HP]
Индивид	Положение плеч (ФЛ7)
		Плечи «обращены» к камере	Плечи «не обращены» к камере [HP]
Индивид	Выражение лица (ФЛ8)
		Инструкция проведена	Инструкция не проведена (неправильное направление глаз) [HP]
Индивид	Выражение лица (ФЛ8)
		Инструкция проведена	Инструкция не проведена (улыбка) [HP]
Индивид	Блики на очках (ФЛ9)
		Наклон головы вперед	Без наклона головы вперед (блики на очках) [HP]
Настройки камеры	Выдержка (ФЛ10)
		1/125 c	1/300 c [HP]
Настройки камеры	Баланс белого (ФЛ11)
		Не рекомендуется использование автоматической регулировки баланса белого из-за возможного влияния цвета одежды индивида
		Ручная установка	Ручная установка (одежда красного цвета)	Автоматическая установка [HP]
Настройки камеры	Баланс белого (ФЛ11)
		Правильная установка, цветовая температура 5200 К (стандарт)	Неправильная установка, низкая цветовая температура [HP]	Неправильная установка, высокая цветовая температура [HP]
Настройки камеры	Экспозиция (ФЛ12)
		Рекомендуемая экспозиция	Выше на 1 EV [HP]	Ниже на 1 EV [HP]
	Расстояние от камеры до индивида (ФЛ13)
		1,2 м (f = 50 мм)	1,5 м (f = 75 мм)	2,5 м (f = 130 мм)

Б.8.2 Примеры фотографирования в фотокабине

а) Рекомендуемые условия для фотографирования в фотокабине приведены в таблице Б.10.

Таблица Б.10 - Рекомендуемые условия фотографирования в фотокабине

Категория

Условия освещения

Индивид

Фон

Настройки камеры

Фотокабина по Б.2.2

Четыре рассеянных источника освещения (один осветитель фона). Источники освещения расположены симметрично под углом около35° выше линии между камерой и индивидом в вертикальной плоскости и направлены на лицо индивида под углом 25° в горизонтальной плоскости. DEV = 0,4 (горизонтально 0,0 EV, вертикально 0,4 EV). Белые стены в качестве отражателей. Цветовая температура 5200 К

Голосовые инструкции, зеркало или видеоэкран с рамкой позиционирования. Регулировка высоты осуществляется при помощи регулируемого по высоте посадочного места.

Расстояние от камеры до индивида 0,7 м

Серый

F 5,6, 1/125 с, f = 40 мм, измерения проводятся при помощи экспонометра и измерителя цветовой температуры при установке системы

б) Примеры изображений лица, полученных в фотокабине, приведены в таблице Б.11.

Аббревиатура [НР] обозначает «Не рекомендуется» - изображение получено при нерекомендуемых условиях.

Таблица Б.11 - Примеры изображений лица, полученных в фотокабине

Группа параметров	Параметр	Примеры фотографий
Освещение	Число источников освещения (ФК1)
		Три источника освещения	Отключен источник освещения для подбородка [HP]

		С осветителем фона	Без осветителя фона [HP]
Освещение	Рассеянное освещение (ФК2)
		С рассеянным освещением	Без рассеянного освещения (тени) [HP]
	Отражающая панель (ФКЗ)
		С белыми отражающими стенами	Темные стены без отражающих панелей
Освещение	Равномерность освещенности (ФК4)
		Равномерность освещенности	Неравномерность освещенности [HP]
Освещение	Расположение источников освещения (ФК5)
		Угол в вертикальной плоскости 35° выше линии между камерой и индивидом	Угол в вертикальной плоскости 70° выше линии между камерой и индивидом [HP]
Освещение	Расположение источников освещения (ФК5)
		Угол в вертикальной плоскости 35° выше линии между камерой и индивидом	Угол в вертикальной плоскости 0° между камерой и индивидом, блики на очках [HP]
Индивид	Положение головы (ФК6)
		Рамка позиционирования лица	Без рамки позиционирования лица (направление взгляда вниз) [HP]	Без рамки позиционирования лица (направление взгляда влево) [HP]
Индивид	Положение головы (ФК6)
		Регулировка высоты при помощи посадочного места	Без регулировки высоты (направление взгляда вверх) [HP]
	Положение плеч (ФК7)
		Плечи «обращены» к камере	Плечи «не обращены» к камере [HP]
Индивид	Проверка выражения лица (ФК8)
		С пересъемкой изображения	Без пересъемки (неправильное направление взгляда) [HP]	Без пересъемки (закрыты глаза) [HP]
Индивид	Блики на очках (ФК9)
		Уменьшение бликов на очках при наклоне головы вперед	Блики на очках [HP]
	Расстояние от камеры до индивида (ФК10)
		0,7 м	0,5 м [HP]

Раздел «Библиография» дополнить позициями - [8] - [11]:

[8] Guides to Quality in Visual Resource Imaging, 3. Imaging Systems: The Range of Factors Affecting Image Quality, Donald P. D'Amato, URL: http://www.rlg.org/visguides/visguide3.html

[9] Commissioned Report: Studies on Biometrics Authentication Using IC Passports, http://www.nmda.or.jp/nmda/bio/ic-passports/ic-passports.pdf

[10] [Special Talk] IC Passports and Systematic Evaluation toward Employing Face Authentication Technologies, Junichi Sakaki, Shizuo Sakamoto, et al., IEICE(The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers) technical report PRMU2005-92 (2005-10), pp. 51 - 56, 2005 (in Japanese)

[11] FRVT 2006 and ICE 2006 Large-Scale Results, P .Jonathon Phillips, et al., NISTIR 7408, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD 20899, USA, URL: http://face.nist.gov/frvt/frvt2006/ frvt2006.htm

(ИУС № 1 2012 г.)

Информационная система«Ёшкин Кот»

Информационная система
«Ёшкин Кот»