CH711061A2 - Procédé et système d'authentification de document. - Google Patents

Abstract

L’invention concerne un procédé d’authentification d’un document (1), comprenant les étapes suivantes: calibration colorimétrique d’un imageur (2) muni d’un capteur matriciel (20); illumination d’une portion (10) arbitraire du document (1); capture de données correspondant à une image de ladite portion illuminée (10) du document (1) au moyen de l’imageur calibré (2) posé directement sur le document (1), de manière à ce que la portion illuminée (10) du document soit protégée des illuminations parasites externes par un boîtier (21) de l’imageur (2) et de manière à déterminer la distance (z) entre la portion illuminée (10) et le capteur matriciel (20); détection d’un motif (11) dans lesdites données d’image, ledit motif étant répété plusieurs fois sur ledit document (1), la période de répétition du motif (λ) étant inférieure à la largeur (w) de ladite portion illuminée; détection de couleurs d’éléments dudit motif; comparaison desdites couleurs avec des couleurs de référence associées au document (1) à authentifier; authentification dudit document (1) uniquement si les couleurs détectées correspondent aux couleurs de référence. Ce procédé, ainsi que le système correspondant, est en perfection destiné à l’authentification de documents tels que billets de banque, cartes de crédit ou pièces d’identité.

Description

Domaine technique

[0001] La présente invention concerne un procédé d’authentification de documents et un dispositif mis en œuvre dans un tel procédé.

Etat de la technique

[0002] On connaît dans l’art antérieur différents procédés de marquage de produits et de documents à l’aide de codes difficiles à reproduire par un contrefacteur. La vérification visuelle ou automatisée de ces marques permet de vérifier l’authenticité du produit. De tels procédés sont par exemple utilisés pour le marquage de billets de banque, de cartes de crédit, de pièces d’identité, d’emballages de produit ou de produits manufacturés.

[0003] On connait par exemple des procédés de marquage de documents au moyen d’hologrammes. De tels hologrammes sont entre temps devenus relativement facile à reproduite, en sorte que la protection offerte est limitée.

[0004] On connait également des procédés de marquage au moyen de marques invisibles à l’œil nu, par exemple de watermarks dissimulés dans une image imprimée sur le produit. Une partie de la sécurité provient dans ce cas de la dissimulation du marquage; un contrefacteur ignore la présence d’une marque et ne songera donc pas à la reproduire, ou ne parviendra pas facilement à la reproduire.

[0005] EP 728 820 concerne une composition d’encre pour le marquage et l’authentification de produit basée sur la couleur. L’authentification implique une analyse de la couleur du produit éclairé par une lumière UV.

[0006] US 2006 017 957 A concerne un procédé de marquage et d’authentification de produits. Le marquage comprend des colorants ou des pigments appartenant à un espace couleur étendu qui est difficile à imprimer avec une imprimante commerciale standard.

[0007] WO 06 097 712 A1 concerne un procédé d’authentification utilisant une signature de couleur. Les signatures de couleur sont mesurées au moyen d’un interféromètre éclairant les signatures.

[0008] DE 19 909 135 A1 décrit un procédé de marquage à l’aide de points de couleur sur un substrat fibreux; l’authentification dépend aussi de la topographie du substrat et est donc individuelle et propre à chaque exemplaire du produit.

[0009] US 2011 142 294 A décrit un procédé et un dispositif pour identifier une plaque d’impression d’un document, par comparaison d’une mesure de corrélation d’une caractéristique géométrique du document à authentifier et de la plaque d’impression.

[0010] US 2013 142 440 A décrit un procédé d’authentification de certificats de garantie au moyen de marques d’identification imprimées et lues avec un microscope.

[0011] US 2010 014 122 A décrit un dispositif d’authentification d’objets en exploitant des caractéristiques géométriques individuelles de points marqués représentatifs d’une information associé à l’objet, et les mesures des variations des caractéristiques de ces points afin de les intégrer dans une métrique permettant de discerner les originaux des copies ou des impressions non-légitimes. Pour chaque point, la distance euclidienne entre la position estimée d’après l’image captée et la position d’origine est calculée.

[0012] Aucun de ces procédés ne permet un marquage et une authentification simple et fiable de produits au moyen d’un dispositif simple à manipuler.

[0013] Certains documents, par exemple les billets de banque, sont protégés par de multiples marques difficiles à reproduire. Afin de compliquer la vie des faussaires, il est important de créer régulièrement de nouveaux marquages de documents qui contraignent les faussaires à investir régulièrement pour tenter de les reproduire. Une partie de la protection provient en effet de la nouveauté du marquage.

Bref résumé de l’invention

[0014] Un but de la présente invention est donc de proposer un procédé d’authentification par vérification de marques difficiles à reproduire sur un document qui soit nouveau et différent des procédés existants.

[0015] Un autre but de l’invention est de proposer un procédé d’authentification qui permette une vérification aisée de l’authenticité d’un document.

[0016] Selon l’invention, ces buts sont atteints notamment au moyen d’un procédé d’authentification d’un document papier ou électronique, comprenant les étapes suivantes: calibration colorimétrique d’un imageur muni d’un capteur matriciel; illumination d’une portion arbitraire du document; capture de données correspondant à une image de ladite portion illuminée du document au moyen de l’imageur calibré posé directement sur le document, de manière à ce que la portion illuminée du document soit protégée des illuminations parasites externes par un boitier de l’imageur et de manière à déterminer la distance entre la portion illuminée et le capteur matriciel; détection d’un motif dans lesdites données d’image, ledit motif étant répété plusieurs fois sur ledit document, la période de répétition du motif étant inférieure à la largeur de ladite portion illuminée; détection de couleurs d’éléments dudit motif; comparaison des dites couleurs avec des couleurs de référence associées au document à authentifier; authentification dudit document uniquement si les couleurs détectées correspondent aux couleurs de référence.

[0017] Cette solution est adaptée non seulement à l’authentification de documents papier, mais aussi à l’authentification de documents électroniques. Par document papier, on entend des documents en fibre cellulosique de n’importe quel grammage, y compris des papiers sous forme de feuille mince, des cartons, des emballages, etc. Par document électronique, on entend par exemple des documents affichés sur un écran électronique de n’importe quel type, par exemple des pages web, des pages générées par une application, des documents de bureautique, etc.

[0018] La calibration colorimétrique préalable permet de garantir une mesure de couleur précise et reproductible même en cas de variation de température, de vieillissement ou de modification des paramètres du système d’illumination ou du capteur d’image.

[0019] Le motif est répété plusieurs fois sur le document à authentifier, avec une période de répétition inférieure à la largeur de l’image capturée. Cela permet de poser l’imageur sur n’importe quelle portion arbitraire du document, et de garantir que l’image capturée contienne au moins une fois le motif recherché.

[0020] Le boîtier de l’imageur est posé directement sur le document à authentifier. On garantir ainsi une distance constante et connue entre le capteur d’image et le motif, en sorte qu’un réglage de la distance focale est superflu.

[0021] Le boitier permet aussi de protéger la portion de document imagée des lumières parasites, et de garantir ainsi que l’illumination du motif provient uniquement du système d’illumination qui peut être intégré à l’imageur.

[0022] L’utilisation de couleur du motif comme élément d’authentification renforce la sécurité et la difficulté à reproduire un document. En effet, les couleurs sont, par nature, difficiles à reproduire; différentes imprimantes de modèles différents, ou même de même modèle, génèrent des couleurs différentes.

[0023] La reproduction d’une couleur est notamment difficile lorsque l’analyse de la couleur à reproduire est difficile, par exemple dans le cas de portions de couleur de très petite taille.

[0024] Dans un mode de réalisation, la taille des éléments du motif dont on détermine la couleur est limitée; elle correspond par exemple au maximum à 10 x 10 pixels du capteur matriciel, de préférence à moins de 3X3 pixels du capteur matriciel. Cette taille limitée rend la mesure de couleur et donc sa reproduction plus difficile.

[0025] La taille limitée permet aussi de rendre les éléments de motifs, et même les motifs complets, imperceptibles à l’œil nu. Par conséquent, le faussaire a de la même à reproduire un élément de motif de couleur déterminée, parce qu’il ignore où se trouve cet élément et quelles sont les éléments d’un motif répétitif dont la couleur doit être reproduite avec précision pour permettre l’authentification.

[0026] La détection des motifs et des éléments du motif peut être indépendante de toute connaissance a priori de la position ou de l’orientation desdits motifs sur le document.

[0027] L’authentification peut dépendre de la position relative des éléments du motif.

Brève description des figures

[0028] Des exemples de mise en œuvre de l’invention sont indiqués dans la description illustrée par les figures annexées dans lesquelles: <tb>La fig. 1<SEP>illustre de manière schématique un exemple de système d’authentification selon l’invention. <tb>La fig. 2<SEP>illustre un exemple de motifs sur un document authentifié.

Exemple(s) de mode de réalisation de l’invention

[0029] En se référant à la fig. 1 , la référence 1 désigne un document à authentifier, par exemple une fine feuille de papier, un emballage en papier, par exemple en carton, un document électronique affiché sur un écran, etc.

[0030] Un exemple de document est illustré sur la fig. 2 . Il comporte un motif 11 répété plusieurs fois sur le document, de manière à ce que la vérification de n’importe quelle portion du document de taille supérieure à la période de répétition X permette de constater la présence ou l’absence du motif.

[0031] Le motif 11 affiché comporte plusieurs éléments 110 de motif, les différents éléments pouvant avoir des couleurs différentes. La couleur de plusieurs éléments est un élément d’authentification, ainsi que la position de ces éléments. Par conséquent, un document est seulement authentifié s’il comporte au moins une fois le motif dans la portion d’image capturée, avec des éléments de motif recherchés positionnés de la manière prévue et avec les couleurs précises attendues.

[0032] Le système d’authentification comporte dans cet exemple un imageur 2 connecté via une liaison 40 à un terminal 4.

[0033] La liaison 40 peut être une liaison filaire, par exemple une liaison USB, Firewire, Lightning, etc., ou une liaison dans fil, par exemple WiFi, Bluetooth, etc.

[0034] Le terminal 4 peut être par exemple un terminal portable, par exemple un smartphone, une tablette, un laptop, etc. Il est avantageusement muni d’un écran 41, par exemple un écran tactile.

[0035] L’imageur 2 est avantageusement portable, avec une dimension maximale qui permet de le tenir dans la main. Il comporte avantageusement un capteur matriciel 20, par exemple un capteur photographique CCD ou CMOS, arrangé pour générer des données correspondant à l’image d’une portion 10 du document 1 sous une fenêtre 26 sous la face inférieure de l’imageur. La largeur de la portion imagée est w, par exemple entre 5 et 30 mm, de préférence entre 8 et 15 mm. Ce compromis permet à la fois de limiter la taille de l’imageur et de capturer une surface de document suffisante pour éviter une trop grande répétition du motif d’authentification sur le document.

[0036] Le capteur matriciel 20 comporte un nombre de pixels suffisant pour détecter des éléments 110 sur la portion 10 avec une résolution inférieure à 60 microns, de préférence entre 10 et 40 microns. Cette taille de pixels relativement grande permet d’augmenter la sensibilité en basse lumière et le rapport signal-sur-bruit.

[0037] Le capteur matriciel 20 comporte de préférence un nombre de pixels limité, par exemple moins de cinq millions de pixels, de préférence moins d’un million de pixels. Cela permet de réduite le coût, l’encombrement et la consommation électrique du dispositif. Le choix ira cependant vers un capteur matriciel présentant un nombre de pixel commun, et donc disponible à bas coût.

[0038] Dans un mode de réalisation, seul un sous-ensemble des pixels du capteur matriciel est utilisé, par exemple une zone rectangulaire ou de préférence carrée au centre, par exemple un sous-ensemble de moins de 500*500 pixels au centre. Les pixels au bord du capteur matriciel ne sont pas utilisés. En éliminant les pixels au bord du capteur matriciel 20, on réduit les dimensions de l’optique nécessaire pour projeter une image sur ce capteur, et on limite l’influence des problèmes de vignettage, d’aberrations chromatique et/ou de déformations géométriques dans les bords du capteur.

[0039] L’élément 22 est un filtre devant le capteur matriciel, par exemple un filtre infrarouge pour éviter les perturbations des pixels causées par de la lumière infrarouge.

[0040] Une lentille agrandissante non représentée peut être placée entre le capteur matriciel 20 et la portion imagée 10. Dans un mode de résolution, la lentille permet un agrandissement d’un facteur entre 5 et 10.

[0041] L’imageur est destiné à être disposé directement sur la surface du document 1 à authentifier. La distance z entre le capteur matriciel 22 et la portion de de document 10 à imager est donc constante, en sorte qu’aucune lentille de mise au point focale n’est nécessaire. Cette distance peut par exemple être comprise entre 10 et 50 mm.

[0042] L’imageur est de préférence dépourvu de tout diffuseur dans le chemin optique entre le capteur matriciel 20 et la portion de document 10. On évite ainsi le risque de modification des couleurs par un diffuseur non complètement transparent, par exemple si le diffuseur jaunit.

[0043] L’imageur 2 comporte en outre un dispositif d’illumination 25, comportant par exemple plusieurs diodes LEDs disposées de manière à illuminer la portion de document 10 sous la fenêtre 26. Les LEDs sont de préférences des LEDs blanches, de préférence de type D65.

[0044] Les diodes sont avantageusement disposées de manière à générer une lumière dans une direction orientée entre 30 et 60°, de préférence entre 40 et 50°. par rapport à l’axe du capteur matriciel 20. Un anneau de LEDs peut être disposé tout autour de la fenêtre 26, par exemple un anneau avec 8, 9 ou 10 LEDs. On obtient ainsi un éclairage multidirectionnel de la portion de document 10, générant peu d’ombres même si cette portion est structurée ou peu lisse, et en limitant la portion de lumière réfléchie par le document ou par la face interne du boîtier 21 en direction du capteur 20. Un rideau 27 avec une ouverture annulaire peut être disposé entre la fenêtre 26 et le capteur 20 de manière à limiter encore davantage le risque de réflexions parasites en direction du capteur 20.

[0045] L’imageur 2 comporte avantageusement un obturateur 28 qui permet de fermer la fenêtre 26 lorsqu’il n’est pas utilisé. L’obturateur peut être amovible et constitué par exemple par un bouchon qui se referme sous la face inférieure de l’imageur 2. Dans un mode de réalisation préférentiel, l’obturateur 28 est lié de manière non amovible à l’imageur 2 et peut passer d’une position ouverte, permettant de capturer une image de la portion 10, à une position fermée, par exemple en le coulissant, le translatant ou le refermant comme un diaphragme d’appareil photographique.

[0046] La face interne de l’obturateur 28, c’est-à-dire la face tournée vers le capteur matriciel 20, est de préférence recouverte d’une couleur de référence, par exemple de blanc neutre. Cette face peut ainsi être utilisée pour calibrer l’imageur en capturant une image de cette face interne lorsque l’obturateur est fermé, et en vérifiant la teinte de l’image obtenue. Si une image trop chaude ou trop froide est obtenue, une correction est appliquée soit en modifiant l’intensité du courant appliqué à une ou plusieurs diodes d’illumination, ou en alimentant le capteur matriciel 20 différemment, ou de préférence en modifiant par logiciel les données d’image capturées après la calibration de manière à compenser l’erreur de couleur.

[0047] L’imageur comporte un boîtier 21, par exemple un boîtier cylindrique, qui est destiné à être disposé directement sur le document à imager. Ce boîtier détermine la distance focale z. Il isole en outre la portion 10 à imager de toute lumière externe lorsque l’imageur est posé sur le document à authentifier, de manière à limiter le risque de mesure de lumière erronée due à une lumière externe colorée.

[0048] L’imageur 24 peut comporter un circuit électronique 23, incluant par exemple un processeur, pour commander le capteur matriciel 20, pour effectuer un prétraitement d’image, et pour communiquer les données d’image capturées via une interface filaire ou non filaire 40. Le circuit électronique 23 peut être alimenté par l’interface 40 ou par une batterie optionnelle 24 si un fonctionnement autonome est désiré. La batterie 24 peut être rechargée par l’interface filaire 40.

[0049] Le prétraitement d’image effectué par le circuit électronique 23 et/ou par le terminal 4 peut inclure par exemple une amélioration du contraste, une correction de la couleur en fonction des données de calibration, une augmentation de la netteté, un recadrage, etc.

[0050] L’imageur 2 est commandé par le terminal 4 qui reçoit aussi les données d’image capturées par le capteur matriciel 20. Un programme, par exemple une app, exécutée par ce terminal analyse ces données d’image afin de vérifier si le motif 11 est présent dans cette image et pour comparer ce motif avec un motif de référence. La comparaison inclut par exemple une phase de détection du motif dans n’importe quel endroit de l’image, puis la segmentation de ce motif de manière à isoler certains éléments 110 prédéfinis de ce motif, par exemple certaines portions dont la couleur et/ou la position relative se trouvent dans une fourchette de couleur et/ou de position relative définie au préalable et dépendant du motif.

[0051] Le logiciel exécuté par le terminal vérifie ensuite la couleur des différents éléments de motif ainsi segmentés, et le compare avec la couleur des éléments correspondants d’une image de référence. L’authentification est refusée si la différence de couleur dépasse un seuil de rejet prédéfini.

[0052] Les éléments de motif 110 employés ont de préférence une taille très réduite afin de les dissimuler plus facilement sur le document, de manière à ce qu’un faussaire ignore quels éléments sont pris en considération ou ne voie pas à l’œil nu ces éléments. La taille correspond cependant de préférence à un multiple de la résolution du capteur matriciel 20 afin que chaque élément soit capturé par plusieurs pixels, par exemple par un bloc de pixels, par exemple par un bloc de maximum 10x10 pixels, par exemple 3x3 pixels. Dans le cas de pixels de 40 microns, la taille d’un bloc de pixels est donc de 400*400 microns.

[0053] La détermination de couleur d’un élément de motif 110 tient alors compte de la couleur de chacun de ces pixels du bloc; un moyennage, éventuellement en excluant les valeurs extrêmes, est de préférence effectué. On évite ainsi le risque d’authentification incorrecte causée par un éventuel bruit perturbant la mesure de certains pixels. Un moyennage temporel, en moyennant la mesure de couleur d’un ou plusieurs pixels effectuée lors de plusieurs trames successives, peut aussi être effectué.

[0054] Le logiciel du terminal 10 vérifie aussi la position relative des éléments 110, par exemple leur distance mutuelle. L’authentification est également refusée si la différence entre cette distance et la distance correspondante su document de référence dépasse un seuil prédéterminé.

[0055] L’invention peut être appliquée par exemple à l’authentification de document constitué par un emballage en papier, par exemple en carton, au moyen d’un motif répété sur tout l’emballage, ou sur une ou plusieurs faces de l’emballage. L’utilisateur doit alors seulement poser l’imageur sur une face marquée de l’emballage, ou sur une autre portion de ce document, connecter cet imageur à un terminal 4, puis déclencher une capture d’image depuis le terminal 4 afin de vérifier la présence et la conformité du motif 11 sur cette face. Le terminal 4 peut alors indiquer si le document est un authentique muni d’un motif attendu, ou plus vraisemblablement une contrefaçon.

Claims (9)

1. Procédé d’authentification d’un document (1), comprenant les étapes suivantes: – calibration colorimétrique d’un imageur (2) muni d’un capteur matriciel (20); – illumination d’une portion (10) arbitraire du document (1); – capture de données correspondant à une image de ladite portion illuminée (10) du document (1) au moyen de l’imageur calibré (2) posé directement sur le document (1), de manière à ce que la portion illuminée (10) du document soit protégée des illuminations parasites externes par un boîtier (21) de l’imageur (2) et de manière à déterminer la distance (z) entre la portion illuminée (10) et le capteur matriciel (20); – détection d’un motif (11) dans lesdites données d’image, ledit motif étant répété plusieurs fois sur ledit document (1), la période de répétition du motif (λ) étant inférieure à la largeur (w) de ladite portion illuminée; – détection de couleurs d’éléments (110) dudit motif; – comparaison des dites couleurs avec des couleurs de référence associées au document (1) à authentifier; – authentification dudit document (1) uniquement si les couleurs détectées correspondent aux couleurs de référence.

2. Le procédé de la revendication 1, dans lequel la taille desdits éléments (110) du motif correspond au maximum à la résolution d’un bloc de 10x10 pixels dudit capteur matriciel (20).

3. Le procédé de l’une des revendications 1 à 2, dans lequel lesdits motifs (11) sont imperceptibles à l’œil nu.

4. Le procédé de l’une des revendications 1 à 3, dans lequel la détection des motifs (11) est indépendante de toute connaissance a priori de la position ou de l’orientation desdits motifs sur le document.

5. Le procédé de l’une des revendications 1 à 4, dans lequel l’authentification dépend de la position relative desdits éléments (110) du motif (11).

6. Système d’authentification de document (1) pour authentifier un document avec le procédé d’une des revendications 1 à 5, comprenant d’une part un imageur (2) avec un capteur matriciel (20) pour générer des données d’image; un dispositif d’illumination (25) pour illuminer une portion (10) arbitraire du document (1); un élément (28) avec une couleur de référence et destiné à la calibration colorimétrique de l’imageur; un boîtier (21) pour protéger la portion illuminée (10) du document des illuminations parasites externes et pour déterminer la distance (z) entre la portion illuminée (10) et le capteur matriciel (20) lorsque l’imageur (2)est posé sur le document (1); et d’autre part un terminal avec un logiciel agencé pour permettre au terminal de: détecter un motif (11) dans lesdites données d’image; détecter des couleurs d’éléments (110) dudit motif; comparer lesdites couleurs avec des couleurs de référence associées au document (1) à authentifier; authentifier le document (1) uniquement si les couleurs détectées correspondent aux couleurs de référence.

7. Le système de la revendication 6, dans lequel la taille desdits éléments (110) du motif correspond au maximum à la résolution d’un bloc de 10x10 pixels dudit capteur matriciel (20).

8. Le système de l’une des revendications 6 à 7, dans lequel la détection des motifs (11) est indépendante de toute connaissance a priori de la position ou de l’orientation desdits motifs sur le document.

9. Le système de l’une des revendications 6 à 8, dans lequel l’authentification dépend de la position relative desdits éléments (110) du motif (11).