Traceable and comparable evaluation methodology for biometric system usability

Biometrics is currently replacing traditional authentication mechanisms in more and more contexts. Biometric recognition allows us to identify ourselves quickly and easily without requiring any effort as when remembering secret codes or passwords. For this reason, more and more users choose to unlock their smartphones through the face or finger recognition. Hence, the release of mobile services supported by biometric recognition is increasing.This growing use of biometrics has raised new questions about the user interaction. Is it easy to interact with the new biometric applications? Can anyone use them? Are people aware of how this new technology works? Can mobile biometrics be applied to improve accessibility in daily contexts? This thesis aims to bring improvements to the study of user interaction and usability in biometrics. The study focuses on the user and his or her characteristics (e.g., experience, age, health status). For this reason, two scenario evaluations were carried out proposing biometric systems to a heterogeneous group of data subjects. The experiments were developed and designed following the directives of the ISO/IEC 21472. While the evaluation of the user interaction was conducted according to a novel methodology presented for the first time in this Thesis.The novel methodology sets specific metrics to report how the user’s characteristics impact the outcome of the biometric process. Its key point is the accessibility and all its aspects: the accessibility of the scenario, of the biometric system, and how the user’s accessibility concerns influence the interaction with biometric applications.Results show a strong correlation between the age, experience, health status of the user, and the outcome of the recognition process (in terms of performance, usability, accessibility, and biometric sample quality). This demonstrated that the accessibility brings to a lot of information regarding the human-biometric system interaction. Thus, all its aspects must be considered to improve the traceability and comparability of future assessments.The main contributions of this Thesis include: First application of the ISO/IEC 21472 to design user interaction evaluations in Biometrics; a proposal of a novel methodology to analyse the accessibility of biometric recognition systems; and, the validation of this novel methodology through two user interaction evaluations.Actualmente la biometria esta reemplazando los mecanismos de identificacion tradicionales en mas y mas contextos. El reconocimiento biometrico nos permite identificarnos de forma rapida y sencilla sin requerir ningun esfuerzo, por ejemplo: recordar codigos secretos o contrasenas. Por esta razon, cada vez mas usuarios optan por desbloquear sus telefonos moviles mediante el reconocimiento facial o de huella. Por lo tanto, esta proliferando la creacion de servicios moviles basados en el reconocimiento biometrico.Este uso creciente de la biometria ha planteado nuevas preguntas sobre la interaccion del usuario con el sistema. ?Cuanto de facil es interactuar con las nuevas aplicaciones biometricas? ?Son accesibles a todo el mundo? ?Conoce la gente como funciona esta nueva tecnologia? ?Se puede aplicar la biometria movil para mejorar la accesibilidad en contextos diarios? Esta tesis tiene como objetivo aportar mejoras al estudio de la interaccion del usuario y la usabilidad en biometria. El enfoque principal de este estudio es el usuario y sus caracteristicas (por ejemplo, experiencia, edad, estado de salud). Por este motivo, se realizaron dos evaluaciones de escenarios proponiendo sistemas biometricos a un grupo heterogeneo de sujetos. Los experimentos se desarrollaron y disenaron siguiendo las directivas de la ISO/IEC 21472. Mientras que la evaluacion de la interaccion del usuario se realizo de acuerdo con una metodologia novedosa presentada por primera vez en esta Tesis.La nueva metodologia establece metricas especificas para informar como las caracteristicas del usuario impactan el resultado del proceso biometrico. Su punto clave es la accesibilidad y todos sus aspectos: la accesibilidad del escenario, del sistema biometrico y como los problemas de accesibilidad o discapacidad del usuario influyen en la interaccion con las aplicaciones biometricas.Los resultados muestran una fuerte correlacion entre la edad, la experiencia, el estado de salud del usuario y el resultado del proceso de reconocimiento (en terminos de rendimiento, usabilidad, accesibilidad y calidad de la muestra biometrica). Esto demuestra que la accesibilidad aporta mucha informacion sobre la interaccion humano-sistema biometrico. Por tanto, todos sus aspectos deben ser considerados para mejorar la trazabilidad y comparabilidad de evaluaciones futuras.Las principales contribuciones de esta Tesis incluyen: primera aplicacion de la norma ISO/IEC 21472 para disenar evaluaciones de interaccion del usuario en biometria; una propuesta de una metodologia novedosa para analizar la accesibilidad de los sistemas de reconocimiento biometrico; y la validacion de esta novedosa metodologia a traves de dos evaluaciones de interaccion de usuarios.