Способ и система динамической идентификации личности испытуемого

Изобретение относится к области технологий дистанционного обучения, а именно к средствам контроля дистанционного проверочного испытания. Техническим результатом является автоматизирование процесса дистанционного надзора за дистанционным проверочным испытанием при помощи динамической идентификации личности испытуемого. Система динамической идентификации личности испытуемого включает модуль идентификации личности испытуемого, модуль обработки биометрической информации, модуль скоринга действий пользователя, модуль принятия решения, модуль инициации реакции, все вместе согласующиеся с конфигурационными параметрами системы. 2 ил.

 

Изобретение относится к области технологий дистанционного обучения, а именно к средствам контроля дистанционного проверочного испытания, и может быть использовано для идентификации личности испытуемого во время прохождения дистанционного проверочного испытания, обязательным требованием которого является дистанционный надзор.

Применение современных технологий дистанционного обучения связано с решением такой задачи, как обеспечение результативной, эффективной и максимально объективной оценки знаний потребителей данных технологий. На сегодняшний день неотъемлемым элементом в процессе дистанционного обучения является дистанционное проверочное испытание, проведение которого, в целом, не зависит от формы обучения. Современные автоматизированные системы управления процессом обучения позволяют формировать адаптивные программы обучения, предоставлять информацию о степени освоения той или иной дисциплины, обеспечивать доставку обучающих материалов и т.д. Однако до сих пор актуальным остается вопрос обеспечения надежного дистанционного надзора за ходом дистанционного проверочного испытания с целью предотвратить различные виды нарушений со стороны испытуемых, особенно, в том случае, когда в проверочных испытаниях единовременно принимает участие большое число испытуемых. В связи с вышеизложенным возникает необходимость в способе и системе динамической идентификации личности испытуемого в ходе такого испытания, которые позволили бы не только оповещать о подмене испытуемого третьим лицом, но и оповещать о других нарушениях в ходе испытания.

Известны способ и система обнаружения подозрительной активности во время дистанционного проверочного испытания, в котором для идентификации по биометрическим данным требуется дополнительное периферийное оборудование, а также заранее сформированная библиотека, содержащая образцы подозрительного поведения (Заявка на изобретение США №2014/0272882, C09B 5/06, опубл. 2014.09.18). Однако обеспечение надежной работы данного технического решения является достаточно трудоемким: не учитывается, что существуют биометрические вектора биометрических признаков, общие для всех пользователей, например, направление взгляда, а вводить в систему заранее подготовленные образцы подозрительного поведения имеет смысл только для персональных векторов биометрических признаков, характеризующих, к примеру, лицо.

Известны также способ и система дистанционного надзора за дистанционным проверочным испытанием (Заявка на изобретение США №2014/0240507, H04N 1/18, опубл. 2014.08.28). Однако данное решение предполагает наличие дополнительной видеокамеры, фиксируемой к голове испытуемого и направленной на рабочую область монитора, а анализ подозрительной активности также производится по ограниченному числу биометрических признаков, к примеру, не учитывается анализ ключевых точек лица, а только положение головы и тела испытуемого.

Наиболее близкими к заявляемому техническому решению являются известные способ и система обеспечения дистанционного надзора за процессом дистанционного проверочного испытания, базирующиеся на анализе ключевых точек лица испытуемого, реализующие функцию оповещения лица, осуществляющего дистанционный надзор, о подозрительной активности испытуемого (Патент США №8926335, G06F 7/04, опубл. 2011.11.17). Однако данное решение обладает недостаточной объективностью оценки действий испытуемого в силу того, что при обнаружении подозрительной активности применяется ограниченный набор биометрических данных. Кроме того, в ходе наблюдения за испытуемым предполагается период обучения системы на данном испытуемом, в ходе которого фактически имеющие место нарушения не могут быть распознаны.

В основу представленного ниже технического решения положена задача создания способа динамической идентификации личности испытуемого в ходе дистанционного проверочного испытания, одновременно с этим под термином «динамическая идентификация» понимается идентификация личности испытуемого в каждый момент времени хода дистанционного проверочного испытания, обеспечивающая невозможность подмены личности испытуемого в ходе дистанционного проверочного испытания, а также распознавания иных нарушений в ходе испытания. Дополнительным преимуществом заявляемого технического решения является использование информации о ранее нераспознанных векторах биометрических признаков, свидетельствующих о нарушениях, по схеме с обратной связью, осуществляющей адаптацию конфигурационных параметров системы, что позволяет повысить точность вызова функции динамической идентификации личности испытуемого.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в предлагаемом способе динамической идентификации личности испытуемого, включающем этапы распознавания биометрических признаков лица испытуемого, формирования вектора биометрических признаков и сравнения взвешенной суммы компонентов вектора биометрических признаков с пороговым значением, устанавливают пороговое значение путем экспертной оценки, исходя из анализа ранее полученных видеоданных экспертом, в ходе которого на видеоматериале отмечают выявленные нарушения, а впоследствии для настройки срабатывания модуля инициации реакции ведут обучение системы на основе одного из алгоритмов интеллектуального анализа данных;

в каждый момент времени проводят анализ вектора биометрических признаков, который отвечает за фиксированный временной интервал;

проводят идентификацию испытуемого, по крайней мере, один раз перед началом дистанционного проверочного испытания;

присваивают весовое значение действию испытуемого, полученному в рамках фиксированного временного интервала;

проводят повторную идентификацию в случае, если весовая сумма компонентов вектора биометрических признаков превышает пороговое значение;

оповещают лицо, осуществляющее дистанционный надзор о факте проведения повторной идентификации;

периодически повторяют указанные действия, начиная с этапа проведения повторной идентификации испытуемого.

Для решения технической задачи система динамической идентификации личности испытуемого включает модуль идентификации личности испытуемого, модуль обработки биометрической информации испытуемого, предназначенный для формирования вектора биометрических признаков с фиксированным временным интервалом, данные с которого предназначены для поступления в модуль скоринга действий испытуемого, присваивающий определенный вес в числовом значении каждому действию испытуемого, и суммирующий число произведений количества действий испытуемого и соответствующих им весов, для поступления этих значений в модуль принятия решения, предназначенный для передачи данных в случае достижения суммой весовых числовых значений заданного порогового значения модулю инициации реакции, предназначенному для воспроизведения реакции согласно поступившим данным, в котором в случае, если пороговое значение было достигнуто, осуществляют оповещение и передачу данных в модуль идентификации личности испытуемого, а в случае, если в ходе дистанционного проверочного испытания были выявлены нарушения, не указанные в действующих условиях наступления нарушения, осуществляют обновление этих условий, причем вход модуля обработки биометрической информации испытуемого связан с выходом модуля идентификации личности испытуемого, вход модуля скоринга действий испытуемого связан с выходом модуля обработки биометрической информации испытуемого, вход модуля принятия решения связан с выходом модуля скоринга действий испытуемого, вход модуля инициации реакции связан с выходом модуля принятия решения, а выход связан с входом модуля идентификации личности испытуемого.

В качестве реакции, воспроизводимой модулем инициации реакции, может быть использовано одно из нижеприведенных значений:

- бездействие;

- оповещение лица, ответственного за ход дистанционного проверочного испытания;

- повторная идентификация испытуемого;

- внесение изменений в конфигурационные параметры системы.

Техническим результатом является автоматизирование процесса дистанционного надзора за дистанционным проверочным испытанием при помощи динамической идентификации личности испытуемого.

В качестве испытуемого рассматривают лицо, изъявившее желание подтвердить свои знания, квалификацию или соответствие заданным требованиям путем прохождения дистанционного проверочного испытания. Дистанционное проверочное испытание проводится с применением средств вычислительной техники, а именно: по крайней мере, одного сетевого персонального компьютера; по крайней мере, одного периферийного устройства для записи и потоковой передачи аудио- и видеоданных, поступающих на сервер видеорегистрации, доступ к которому возможен со стороны лица, осуществляющего дистанционный надзор, администратора автоматизированной системы или владельца учебного курса; локальной вычислительной сети или иной среды передачи цифровых данных; устройства маршрутизации, обеспечивающего испытуемому доступ к сети Интернет на время прохождения дистанционного проверочного испытания.

Заявляемое техническое решение поясняется с помощью фиг. 1-2. На фиг. 1 - схема заявляемого способа, на фиг. 2 - модульная схема системы, реализующей предложенный заявляемый способ.

Традиционный дистанционный надзор осуществляется лицом, прошедшим специальную подготовку. При этом лицо, осуществляющее дистанционный надзор, в силу объективных обстоятельств способно вести наблюдение за ограниченным числом испытуемых. В ходе дистанционного проверочного испытания лицо, осуществляющее дистанционный надзор, исходит из того, что, по крайней мере, один испытуемый может предпринимать действия, нарушающие регламент такого испытания. В качестве таких нарушений рассматриваются подмена личности испытуемого, копирование, нахождение третьих лиц непосредственно возле испытуемого, а также иные ситуации, являющиеся нарушениями согласно регламенту испытания. В целях обеспечения хода дистанционного проверочного испытания в рамках регламента постоянно проводится исследование поступающих в режиме реального времени видеоданных с изображением испытуемых и их окружения, попадающего в зону видимости, на предмет нарушения регламента испытания. Предлагаемый способ является альтернативой описанному рутинному подходу и заключается в обеспечении дистанционного надзора за ходом дистанционного проверочного испытания, осуществляемого динамически, а именно, путем динамической идентификации личности испытуемого в соответствии с требованиями регламента испытания в автоматизированном режиме.

Рассмотрим процедуру распознавания нарушения в ходе дистанционного проверочного испытания.

В каждый момент времени производится анализ вектора биометрических признаков, который отвечает за фиксированный временной интервал. Каждый вид нарушения - это несколько размерностей в векторе. Допустим, для нарушения i определено N значений в векторе. Тогда за нарушение i отвечает значение из вектора V: V(i,1), …, V(i,N), который соответствует моментам времени t₁, …, t_N. Степень критичности того или иного нарушения определяется в ходе обучения системы перед вводом ее в эксплуатацию.

Решение задачи динамической идентификации личности испытуемого в ходе дистанционного проверочного испытания осуществляется путем выполнения следующих действий (фиг. 1).

Фиксируют конфигурационные параметры, включая, в том числе, условия наступления нарушения, соответствующие им весовые числовые значения, а также пороговое значение, при сравнении с которым суммы весовых числовых значений происходит инициация реакции. Также в конфигурационные параметры включают графическое изображение, по крайней мере, одного испытуемого в цифровой форме, причем такое изображение однозначно идентифицирует испытуемого (1).

В условия наступления нарушения также включают экземпляры векторов биометрических признаков лица испытуемого, свидетельствующие о его подозрительной активности, характерные для какого-либо конкретного испытуемого или для группы испытуемых.

В ходе дистанционного проверочного испытания получают и распознают биометрические признаки лица испытуемого в цифровой форме, которые включают в себя ключевые точки лица испытуемого (2).

Идентифицируют личность испытуемого путем сопоставления полученных на предыдущем этапе биометрических признаков его лица с соответствующим изображением, заданным в конфигурационных параметрах (3). Идентификация личности испытуемого производится, по крайней мере, один раз перед началом испытания.

Формируют вектор биометрических признаков в каждый момент времени хода дистанционного проверочного испытания, причем такой вектор характеризует фиксированный временной интервал (4).

Каждый полученный на предыдущем этапе вектор биометрических признаков анализируют на предмет его соответствия, по крайней мере, одному из условий наступления нарушения (5).

В случае, если какое-либо действие испытуемого соответствует, по крайней мере, одному из условий наступления нарушения, то такому действию присваивается соответствующее весовое значение, заданное в конфигурационных параметрах, в ином случае действию присваивается нулевое весовое значение, и оно не учитывается в дальнейшем при суммировании весовых числовых значений соответствующих условий наступления нарушения (6).

Сравнивают сумму весовых значений с пороговым значением (7).

Наконец инициируют реакцию (8). В качестве реакции рассматривается один из четырех нижеприведенных случаев:

- бездействие в случае, если сумма весовых числовых значений действий испытуемого не достигает порогового значения;

- оповещение лица, ответственного за ход дистанционного проверочного испытания в случае, если сумма весовых числовых значений действий испытуемого больше или равна пороговому значению;

- повторная идентификация испытуемого, т.е. повторение всей последовательности операций, начиная с (3) в случае, если сумма весовых числовых значений действий испытуемого больше или равна пороговому значению;

- повторение всей последовательности операций, начиная с (1), в случае если в ходе дистанционного проверочного испытания были выявлены такие нарушения, описание которых не приводится в конфигурационных параметрах.

Способ реализуют в предлагаемой системе следующим образом.

Система динамической идентификации личности испытуемого (9) согласуется с конфигурационными параметрами системы (10). Модуль идентификации личности испытуемого (11) получает графическое изображение испытуемого извне и пакет, содержащий графическое изображение испытуемого в цифровом виде, заданное в конфигурационных параметрах (12) и позволяющее доподлинно идентифицировать личность испытуемого.

После положительного отклика со стороны модуля идентификации личности испытуемого модуль обработки биометрической информации испытуемого (13) принимает биометрические данные испытуемого, формирует вектор биометрических признаков, отвечающий за фиксированный временной интервал, и в каждый момент времени анализирует такой вектор, проверяя его на соответствие, по крайней мере, одному заданному в конфигурационных параметрах условию наступления нарушения (14).

Модуль скоринга действий испытуемого (15) получает данные о соответствии действий испытуемого, по крайней мере, одному известному условию наступления нарушения и соответствующего ему весового числового значения (16), осуществляет перемножение числа событий соответствия и соответствующих весов, и осуществляет сложение полученных произведений; в случае, если соответствий не было обнаружено, то каждому вновь полученному действию пользователя присваивается нулевое числовое весовое значение.

Модуль принятия решения (17) получает сумму весовых числовых значений действий испытуемого и сравнивает их с пороговым значением (18). По результатам сравнения данные передаются модулю инициации реакции (19). В случае, если пороговое значение не было достигнуто, то модуль инициации реакции переходит в состояние бездействия; в случае если пороговое значение было достигнуто, то происходит оповещение лица, отвечающего за дистанционное проверочное испытание, и происходит передача данных в модуль идентификации личности испытуемого (11); в случае, если в ходе дистанционного проверочного испытания были выявлены нарушения регламента такого испытания, не указанные в действующих условиях наступления нарушения, то происходит обновление таких условий.

Заявляемое изобретение поясняется конкретным примером реализации, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной совокупностью признаков требуемого технического результата.

Испытуемый, находясь на рабочем месте, оборудованном образом, приводящимся выше, проходит первичную идентификацию согласно цифровому изображению, хранимому в конфигурационных параметрах системы. При позитивном ответе системы испытуемый получает доступ к прохождению дистанционного проверочного испытания. Одновременно с этим лицо, осуществляющее дистанционный надзор, проводит исследование на предмет нарушений поступающих видеоданных, по крайней мере, одного испытуемого. В представленном случае предполагается, что число испытуемых превышает число испытуемых, надзор за которыми представляется физически возможным одному такому лицу. С целью предоставления лицу, осуществляющему дистанционный надзор, поддержки в принятии решения, биометрические данные каждого испытуемого проходят автоматизированную проверку на предмет нарушения регламента дистанционного проверочного испытания. Совокупность действий испытуемого, превышающая пороговое значение, установленное в конфигурационных параметрах, доводится до сведения лица, осуществляющего дистанционный надзор. Одновременно с этим в системе происходит запрос на повторную идентификацию такого испытуемого, что обеспечивает процесс динамической идентификации личности испытуемого. В зависимости от характера нарушений принимается решение о возможности учета результатов дистанционного проверочного испытания такого испытуемого.

Предлагаемое техническое решение имеет изобретательский уровень, поскольку заявляемая совокупность известных операций приводит к новому положительному эффекту, заключающемуся в уменьшении примерно на 75-80% времени, необходимого для дистанционного надзора при прохождении дистанционного проверочного испытания. Кроме того, из опубликованных научных данных и известных технических решений явным образом не следует, что положительный эффект, образуемый заявленной последовательностью операций, не является суммой технических компонентов, каждый из которых отдельно не решает поставленной задачи.

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, так как для его реализации не требуется разработка принципиально новых технологий или оборудования, а его реализация может быть проведена в рамкам существующих комплексов дистанционного обучения, выполненных на основе стандартного мультимедийного оборудования или компьютеров.

Система динамической идентификации личности испытуемого, включающая модуль идентификации личности испытуемого, связанный с модулем обработки биометрической информации признаков лица испытуемого, предназначенный для формирования вектора биометрических признаков с фиксированным временным интервалом, данные с которого предназначены для поступления в модуль скоринга действий испытуемого, присваивающий определенный вес в числовом значении каждому действию испытуемого, и суммирующий число произведений количества действий испытуемого и суммирующий число произведений количества действий испытуемого и соответствующих им весов, для поступления этих значений на модуль принятия решения, предназначенный для передачи данных в случае достижения суммой весовых числовых значений заданного порогового значения модулю инициации реакции, предназначенному для воспроизведения реакции согласно поступившим данным, в котором в случае, если пороговое значение было достигнуто, осуществляют оповещение и передачу данных в модуль идентификации личности испытуемого, а в случае, если в ходе дистанционного проверочного испытания были выявлены нарушения, не указанные в действующих условиях наступления нарушения, осуществляют обновление этих условий.