FRR、FAR和ERR

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2 FRR与FAR
  FRR(False Rejection Rate)和FAR(False Acceptance Rate)是用来评估指纹识别算法性能的两个主要参数。FRR和FAR有时被用来评价一个指纹识别系统的性能,其实这并不贴切。指纹识别系统的性能除了受指纹算法的影响外,指纹采集设备的性能对FRR和FAR的影响也是不能忽视的。
  FRR通俗叫法是拒真率的意思,标准称谓是 FNMR(False Non-Match Rate 不匹配率)。可以通俗的理解为“把应该相互匹配成功的指纹当成不能匹配的指纹”的概率。对指纹算法的性能测量是在给定指纹库的情况下进行测量的。用于测量的指纹库一般由FVC(国际指纹识别算法大赛)组织者给定。FVC在作指纹识别算法性能测试时,并无外界指纹输入,是使用标准的指纹图像库来测试的。所以 FNMR是在没有连接指纹采集设备的情况下得出的测试值。本节的其它参数也都是在这一前提下得出的。
  假定
  对于指纹识别算法来讲,在指纹库确定的情况下,其匹配失败率FNMR是一定的。当指纹库发生变化,其FNMR也会有变化。所以国际上是以FVC公布的指纹库为统一的测试库,在该测试库中测试出来的FNMR结果作为衡量指纹算法性能的标准参考。
  FAR一般称为认假率,其标准称谓是FMR(False Match Rate 错误匹配率)。FMR是用来评估指纹识别算法性能的最重要参数。可以通俗的理解为“把不应该匹配的指纹当成匹配的指纹”的概率。
  同样以前段中的指纹库为例。把库中的每个指纹,与除自己之外的其它所有指纹进行匹配,匹配的总次数,即3x99x3x100=89100次。理论情况下,匹配成功次数为6x100=600次,匹配失败次数应为89100-600=88500次。假定由于指纹算法性能的原因,把本应该匹配失败的判为匹配成功,若假定这种错误次数为100次。则错误接受率 FAR为100/89100=0.11%。匹配失败次数是因判定相似的条件严格程度而变化的。当匹配成功的筛选条件,即门限值提高时,FAR会降低。
  FAR也与指纹库相关。所以在FVC大赛中,有4个指纹库用于测试,并取平均值。其中有一个指纹库是人工生成的,以排除采集设备不同导致的指纹图像质量不同对算法效能的影响。
  在同一个指纹库中,对同一个算法来讲,需要设定一个阈值,作为判定相似的标准。当相似度大于这个阈值时,表示匹配成功,否则表示匹配失败。FNMR是随阈值增大而增大的,即判定相似的门槛值越高,则真的指纹判定为假的机率越大。反之,FMR是随阈值增大而减小的,即随着判定相似度的门槛值越高,把假的指纹判定为真的概率会越小。FAR与FRR成反比。根据2004年FVC大赛测试结果,一般当FMR是1/1000量级时,FNMR是5/100左右。也就是100个手指的指纹库中,进行1000次匹配,有可能发生一次匹配错误,即认错。进行100次匹配,有可能出现5次匹配失败,即不认。
  EER
  EER(Equal Error Rate)是相等错误率的意思。这个参数一般在普通场合不大使用。EER主要用于评价指纹算法整体效能的指标。也就是把FAR、FRR两个参数统一为一个参数,来衡量指纹算法的整体性能。FAR和FRR是同一个算法系统的两个参数,把它放在同一个坐标中。FAR是随阈值增大而减小的,FRR是随阈值增大而增大的。因此它们一定有交点。这个点是在某个阈值下的FAR与FRR等值的点。习惯上用这一点的值来衡量算法的综合性能。对于一个更优的指纹算法,希望在相同阈值情况下,FAR和FRR都越小越好。
  把FAR和FRR曲线都向下平移。同时相交点ERR也向下平移。所以EER值越小的时候,表示算法的整体性能越高。
  由于当FRR与FAR相交时对应的阈值都很小,也就是说此时的相似度阈值连30%都不到。实际使用中的阈值至少设在80%以上,所以EER值并不被用在大众化场合来描述指纹算法的性能,只是在竞赛排名中使用。
  拒登率
  拒登率一般使用较少,在指纹识别术语中,它是一个意思相对比较含糊的词。在世界指纹算法大赛中,有个参数叫拒绝注册率,有时被称为拒登率,用来衡量指纹识别算法对指纹图像质量的挑剔程度,用REJENROLL。表示。在给定的指纹数量,如 100枚指纹图像中,可以成功注册或称为建档的指纹,如果是99,则REJENROLL = 1%。对FVC大赛给出的标准指纹库来讲,绝大多数的指纹算法都可以建档成功,即REJENROLL 为0.00%。
  在另外一种场合,拒登率通常被解释为指纹识别系统(包含指纹采集设备)不接受指纹注册的概率。这种情况下,拒绝注册的因素,除了算法本身的原因外,更多的受指纹采集设备的成像能力的影响。指纹采集设备输出的指纹图像质量越好,指纹识别系统的拒登率越低,指纹采集设备输出的指纹图像质量越低,其拒登率越高

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