Usability in biometric recognition systems

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dc.contributor.advisor Sanchez-Reillo, Raul
dc.contributor.advisor Liu Jiménez, Judith
dc.contributor.author Blanco Gonzalo, Ramón
dc.date.accessioned 2016-06-13T12:18:23Z
dc.date.available 2016-06-13T12:18:23Z
dc.date.issued 2016-02
dc.date.submitted 2016-02-04
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10016/23210
dc.description Mención Internacional en el título de doctor
dc.description.abstract Biometric recognition, which is a technology already mature, grows nowadays in several contexts, including forensics, access controls, home automation systems, internet, etc. Now that technology is moving to mobile scenarios, biometric recognition is being also integrated in smartphones, tablets and other mobile devices as a convenient solution for guaranteeing security, complementing other methods such as PIN or passwords. Nevertheless, the use of biometric recognition is not as spread as desired and it is still unknown for a wide percentage of the population. It has been demonstrated [1] that some of the possible reasons for the slow penetration of biometrics could be related to usability concerns. This could lead to various drawbacks like worst error rates due to systems misuses and it could end with users rejecting the technology and preferring other approaches. This Thesis is intended to cover this topic including a study of the current state of the art, several experiments analysing the most relevant usability factors and modifications to a usability evaluation methodology. The chosen methodology is the H-B interaction, carried out by Fernandez-Saavedra [2], based on the ISO/IEC 19795 [3], the HBSI [4], the ISO 9241-210 [5] and on Common Criteria [6]. Furthermore, this work is focused on dealing with accessibility concerns in biometric recognition systems. This topic, usually included into the usability field, has been addressed here separately, though the study of the accessibility has followed the same steps as the usability study: reviewing the state of the art, pointing and analysing the main influential factors and making improvements to the state of the art. The recently published standard EN 301 549 – “Accessibility requirements suitable for public procurement of ICT products and services in Europe” [7] has been also analysed. These two topics have been overcome through the well-known user-centric-design approach. In this way, first the influential factors have been detected. Then, they have been isolated (when possible) and measured. The results obtained have been then interpreted to suggest new updates to the H-B interaction. This 3-steps approach has been applied cyclically and the factors and methodology updated after each iteration. Due to technology and usability trends, during this work, all the systems/applications developed in the experiments have been thought to be mobile directly or indirectly. The biometric modalities used during the experiments performed in this Thesis are those pointed as suitable for biometric recognition in mobile devices: handwritten recognition signature, face and fingerprint recognition. Also, the scenarios and the applications used are in line with the main uses of biometrics in mobile environments, such as sign documents, locking/unlocking devices, or make payments. The outcomes of this Thesis are intended to guide future developers in the way of designing and testing proper usable and accessible biometrics. Finally, the results of this Thesis are being suggested as a new International Standard within ISO/IEC/JTC1/SC37 – Biometric Recognition, as standardization is the proper way of guaranteeing usability and accessibility in future biometric systems. The contributions of this Thesis include: • Improvements to the H-B interaction methodology, including several usability evaluations. • Improvements on the accessibility of the ICT (Information and Communications Technology) products by means of the integration of biometric recognition systems • Adaptation and application of the EN 301 549 to biometric recognition systems.
dc.description.abstract El reconocimiento biométrico, que es una tecnología ya madura, crece hoy en día en varios contextos, incluyendo la medicina forense, controles de acceso, sistemas de automatización del hogar, internet, etc. Ahora que la tecnología se está moviendo a los escenarios móviles, el reconocimiento biométrico está siendo también integrado en los teléfonos inteligentes, tabletas y otros dispositivos móviles como una solución conveniente para garantizar la seguridad, como complemento de otros métodos de seguridad como el PIN o las contraseñas. Sin embargo, el uso del reconocimiento biométrico es todavía desconocido para un amplio porcentaje de la población. Se ha demostrado [1] que algunas de las posibles razones de la lenta penetración de la biometría podrían estar relacionadas con problemas de usabilidad. Esto podría dar lugar a diversos inconvenientes, ofreciendo un rendimiento por debajo de lo esperado debido al mal uso de los sistemas y podría terminar con los usuarios rechazando la tecnología y prefiriendo otros enfoques. Esta tesis doctoral trata este tema incluyendo un estudio del estado actual de la técnica, varios experimentos que analizan los factores de usabilidad más relevantes y modificaciones a una metodología de evaluación de la usabilidad, la "H-B interaction" [2] basada en la ISO / IEC 19795 [3], el HBSI [4], la ISO 9241 [5] y Common Criteria [6]. Además, este trabajo se centra también en los problemas de accesibilidad de los sistemas de reconocimiento biométrico. Este tema, que por lo general se incluye en el campo de la usabilidad, se ha tratado aquí por separado, aunque el estudio de la accesibilidad ha seguido los mismos pasos que el estudio de usabilidad: revisión del estado del arte, análisis de los principales factores influyentes y propuesta de cambios en la metodología H-B interaction. Han sido también analizados los requisitos de accesibilidad para las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC) en Europa, bajo la norma EN 301 549 [7]. Estos dos temas han sido estudiados a través de un enfoque centrado en el usuario (User Centric Design - UCD). De esta manera, se han detectado los factores influyentes. A continuación, dichos factores han sido aislados (cuando ha sido posible) y medidos. Los resultados obtenidos han sido interpretados para sugerir nuevos cambios a la metodología H-B interaction. Este enfoque de 3 pasos se ha aplicado de forma cíclica a los factores y a la metodología después de cada iteración. Debido a las tendencias tecnológicas y de usabilidad, durante este trabajo, todos los sistemas / aplicaciones desarrolladas en los experimentos se han pensado para ser móviles, directa o indirectamente. Las modalidades utilizadas durante los experimentos realizados en esta tesis doctoral son las que se señalaron como adecuados para el reconocimiento biométrico en dispositivos móviles: la firma manuscrita, la cara y el reconocimiento de huellas dactilares. Además, los escenarios y las aplicaciones utilizadas están en línea con los principales usos de la biometría en entornos móviles, como la firma de documentos, el bloqueo / desbloqueo de dispositivos, o hacer pagos. Los resultados de esta tesis tienen como objetivo orientar a los futuros desarrolladores en el diseño y evaluación de la usabilidad y la accesibilidad en los sistemas de reconocimiento biométrico. Por último, los resultados de esta tesis doctoral se sugerirán como un nuevo estándar de ISO / IEC / JTC1 / SC37 - Biometric Recognition, ya que la normalización es la manera adecuada de garantizar la usabilidad y la accesibilidad en los futuros sistemas biométricos. Las contribuciones de esta tesis incluyen: • Mejora de la metodología de evaluación H-B interaction, incluyendo varias evaluaciones de usabilidad. • Mejora de la accesibilidad de los sistemas de información / electrónicos mediante la integración de sistemas biométricos y varias evaluaciones. • Adaptación y aplicación de la norma de accesibilidad EN 301 549 al campo de los sistemas biométricos.
dc.format.mimetype application/pdf
dc.language.iso eng
dc.rights Atribución–Nocomercial–Sinderivadas 3.0 España
dc.rights.uri http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
dc.subject.other Biometric recognition
dc.subject.other Usability
dc.title Usability in biometric recognition systems
dc.type doctoralThesis
dc.subject.eciencia Electrónica
dc.rights.accessRights openAccess
dc.description.degree Programa Oficial de Doctorado en Ingeniería Eléctrica, Electrónica y Automática
dc.description.responsability Presidente: Patrizio Campisi.- Secretario: Enrique Cabellos Pardo.- Vocal: Marcos Faundez Zanuy
dc.contributor.departamento Universidad Carlos III de Madrid. Departamento de Tecnología Electrónica
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