FR3069681A1 - Procede et dispositif de capture d'image d'iris - Google Patents
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Abstract
Procédé de capture d'image d'au moins un iris d'un individu au moyen d'un dispositif de prise de vue ayant un système de mise au point réglable, comprenant les étapes de : - mesurer par télémétrie une distance entre au moins un des iris et le dispositif de capture ; - déterminer une plage de réglage de mise au point correspondant à une zone d'incertitude de mise au point autour de cette distance ; - lors d'une phase de capture, effectuer des captures, les captures étant réalisées avec des réglages de mise au point différents compris dans la plage de réglage de mise au point en vérifiant le respect d'au moins une condition de capture tout au long de la phase de capture.
Description
La présente invention concerne le domaine de la biométrie et plus particuliè renient celle réalisée à partir d'image d'iris.
ETAT DE LA TECHNIQUE
La biométrie est généralement utilisée pour reconnaître des individus afin de déterminer leur identité ou afin de vérifier s'ils possèdent des droits particuliers tels qu'un droit d'accès à un lieu ou un droit de passer une frontière.
Il est connu -des procédés de reconnaissance biométrique comprenant les étapes de :
- capturer une image de 1 ' iris d'au moins un des yeux d'un individu ;
- extraire de cette image des caractéristiques b i orné t r i qu es ;
comparer les caractéristiques biométriques extraites à des caractéristiques biométriques: sauvegardées dans une mémoire pour obtenir un score de proximité entre les caractéristiques ;
- considérer 1'individu comme reconnu lorsque les caractéristiques biométriques ont un score de proximité supérieur à un seuil prédéterminé.
La qualité de la reconnaissance biométrique· dépend grandement de la qualité de 1' image d' où sont extraites les caractéristiques biômétriques.
La capture de 1'image est généralement faite sous un rayonnement lumineux dans le domaine de 1'infrarouge proche qui permet de révéler les détails de l'iris rendus difficilement visibles pat la mélanine présente dans les yeux sombres.
Les capteurs biométriques utilisés· fournissent ainsi des images monochromes acquises· dans· le spectre du proche infrarouge, typiquement entre 780nm et 910nm, et qui doivent avoir une résolution et une netteté suffisantes pour extraite 1'informatioh biométrique de la texture des iris. Typiquement, les images doivent présenter les iris avec un diamètre de 200 pixels et une Fonction de Transfert de Modulation de 60% à 4 paires de lignes par millimètre. Ces contraintes, associées au 5 respect des normes sur les risques oculaires pour les systèmes d'éclairage dans le proche infra-rouge·, rendent nécessaire d'utiliser des· dispositifs de prise de vue dont la profondeur de champ optique est très limitée, typiquement de l'ordre du centimètre.
Une profondeur de champ aussi faible impose, d'une part, une immobilité· parfaite de l'individu candidat à la reconnaissance par rapport au dispositif de prise de vue et, d'autre part, de régler finement la mise au point du dispositif de prise de Vue. Or, il est important que là reconnaissance biométrique soit réalisée le plus rapidement possible, en particulier dans les lieux a forte fréquentation.
OBJET DE L'INVENTION
Un but de 1 ' invention est de fournir un moyen 20 pour améliorer la vitesse de capture d'image des iris) tout en conservant une qualité de capture suffisante: pour 1'exploitation ultérieure des images.
BREF EXPOSE DE L'INVENTION
A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un 2)5 procédé de capture d'image: d'au moins' un iris d'un individu au moyen d'un dispositif de prise de vue ayant un système de mise au point réglable, comprenant les étapes de :
- mesurer -par télémétrie une distance: entre au 30 moins un des iris et le dispositif de capture ;
- déterminer une plage de) réglage de mise au point correspondant à une zone d'incertitude de mise au point: autour de cette distance ;
lors d'une phase de capture, effectuer des 35 captures, les captures étant réalisées avec: des réglages de mise au point différents compris dans la plage de réglage de mise au point en vérifiant le respect d'au moins une condition de capture tout au long de la phase de capture.
Ceci permet de surveiller en temps réel la qualité· de la capture et donc de limiter le risque dé devoir effectuer une nouvelle capture. Il est en outre possible d'arrêter la phase de capture des· qu' a été capturée une image respectant la condition de capture.
Ceci permet de limiter la durée· de la phase de capture.
Avantageusement, la vérification du respect d'au moins une condition de capture comprend une opération de vérification par télémétrie, tout au long de la phase de capture, que ICiris se trouve toujours dans la zone 15 d'incertitude de mise au -ροϊπΐ.
Ainsi, 1'invention propose une stratégie de mise au point guidée par une télémétrie' des iris. La plage de réglage de mise* au point va s'étendre· d'une distance inférieure à la distance mesurée jusqu'à une distance 20 supérieure à celle-ci pour correspondre à. la zone d'incertitude de mise au point dans lequel se trouve réellement l'iris dont on souhaite capturer une image. Le réglage de mise au point avec une capture de plusieurs images permet d'explorer cette -zone pour maximiser les 25 chances d'avoir une image de netteté suffisante. Avec l'invention, il est possible de savoir en temps réel si l' iris de l' individu reste dans la -zone d'incertitude· de mise au point et donc de prendre des mesures dans le cas contraire.
Avantageusement., si les yeux ne se trouvent plus dans la zone d'incertitude, la phase de capture est interrompue et la plage de réglage de mise au point est. réinitialisée.
Dans ce cas, les chances poux que la poursuite de 35 la phase de capture permette d'obtenir des images de netteté suffisante étant faibles, on gagne du temps à
1'interrompre et à réinitialiser la plage de réglage de mise au point.
De préférence, le procédé comprend l'étape de vérifier par télémétrie, pendant la -phase de capture, que l'iris a un mouvement compatible avec un flou de bougé acceptable et, avantageusement, si les yeux ont un mouvement incompatible avec un flou de bougé· acceptable, la phase de capture est interrompue et la plage de réglage de mise au point est réinitialisée.
On sait donc en temps réel si les mouvements de l'iris risquent d'empêcher l'obtention d'une image correcte de l'iris. On gagne du temps à interrompre la phase de capture; et à réinitialiser la plage de réglage de mise au point si les chances pour que la poursuite de la phase de capture- permette d'obtenir des images de netteté· suffisante sont faibles.
De préférence encore, le procédé comprend, après chaque capture d'image, une étape de détecter dans 1'image capturée une information biométrique et de déterminer une qualité de l'information biométrique, la phase· de capture étant interrompue si là qualité de l'information biométrique est supérieure à un seuil prédéterminé et la phase de capture se poursuivant dans le cas- contraire .
Ainsi, dès qu'est capturée- une imagé de l'iris dont; il est possible d'obtenir une information blâmétrique de qualité suffisante, la phase de capture est interrompue pour gagner du temps.
Avantageusement', la^ vérification du respect d'au moins une condition de capture comprend une opération de mesure- d'au moins une qualité biométrique de l'image.
La qualité; biométrique est ici proportionnelle à la surface- d'iris visible sur l'image. La qualité biométrique est par exemple déterminée conformément à la norme ISO 19794-6^2011.
Avantageusement encore, la vérification du respect d'au moins une condition de capture comprend une opération de comparaison biométrique d'au moins deux images entre elles.
Ceci permet de s'assurer de la cohérence biométriques des Images entre- elles-.
1'invention concerne enfin un appareil de capture biométrique comprenant un dispositif de prise dé vue 10 ayant un système de mise aü point réglable, et une unité de commande qui est reliée au système de mise au point réglable et qui est agencée pour- exécuter un programme informatique comportant dés^ instructions pour mettre en œuvre' le procédé de capture selon l'invention.
D'autres caractéristiques et avantages- de l'invention ressertiront à la lecture de la description qui suit de modes· de réalisation particuliers non limitatifs de l'invention.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
II sera fait référence aux dessins·· annexés, parmi lesquels :
- la figure 1 est une vue- schématique de face d'un dispositif pour a mise en œuvre de 1'invention ;
- la figure 2 est une vue schématique en coupe d'un -dispositif' de prise de vue selon 1'invention ;
- la figure 3 est un schéma illustrant le déroulé du procédé de capture selon l'invention ;
- la 'figure 4 est un schéma illustrant le déroulé de la phase de capture-,
DESCRIPTION DETAILIEE DE L'INVENTION
L'invention est ici décrite en application à un procédé de reconnaissance biométrique, comprenant :
- une opération de capture d'image des deux iris d'un individu,
- une opération d'extraction de caractéristiques biométriques de chaque image, et une opération de comparaison des caractéristiques biométriques extraites à des caractéristiques; biométriques mémorisées soit dans un support de données détenu par l'individu comme une carte à: circuit intégré, -soit dans une 'base de données mettant en relation des caractéristiques biométriques avec des identités ;d'individu et/ou avec -des droits particuliers accordés à des individus.
En référence à la figure 1, le dispositif pour la mise en œuvre; du procédé comprend :
- un organe télémétrique 9 comprenant deux caméras stéréoscopiques qui sont calibrées pour pouvoir permettre la réalisation de mesures télémétriques ;
- un dispositif de prise de vue 1 destiné à la capture bipffiétrique ici d'iris ;
- une unité de commande 10 qui pilote l'organe; télémétrique ;9 et un dispositif de prise de vue 1.
Les deux caméras de l'organe télémétrique 9 sont ici des caméras large champ qui sont sensibles au spectrevisible et qui sont montées avec; des éléments optiques qui leur· permettent de produire des images nettes sur l'ensemble de la plage de fonctionnement du système, afin que le calcul de triangulation, nécessaire à la télémétrie soit possible.
L'opération de capture est réalisée au moyen d'un appareil de capture biométrique tel que celui représenté â la f igure 2.
Le dispositif de prise de vue 1 comprend un capteur optique 2 {visible ici de profil). Ce capteur est sensible dans le spectre proche infra-rouge et est de type « global shutter » ou « rolling shutter ». Devant le capteur optique 2 est monté un élément optique 4 (comme une lentille ou un groupe de lentilles· optiques:) relié· au bâti 3 par un organe 5- de réglage de la distance entre la 5 lentille 4 et le capteur optique 2 pour permettre une focalisation d'un flux lumineux incident sur la surface sensible du capteur optique 2.
L'unité de commandé 10 est: reliée au capteur optique 2 et à l'organe de réglage 5, et comprend un 10 processeur et une mémoire qui sont agencés pour: exécuter un programme informatique comportant des· instructions pour mettre en œuvre le procédé: de capture selon l'invention.
En référence également à la figure 3, le procédé comprend les étapes de :
- mesurer par télémétrie une distance D entre au moins· un des iris et le capteur optique 2 (étape 110) ;
- déterminer une plage de réglage de· mise au point B correspondânt à une zone d'incertitude de mise au point: V autour de la position P située à Cette distance D du capteur optique 2 (étape 120) ;
lors d'une phase de capture (étape 130 ), effectuer des captures, les captures étant réalisées avec des réglages de mise au point différents· compris dans la plage de réglage de mise au point.
La mesure de la distance D de l'étape 110 est ici déterminée par l'unité de commande 10 par une triangulation basée sur des images des deux caméras stéréoscopiques de l'organe télémétrique 9.
La plage de réglage de mise· au point B est déterminée en tenant compte d'uhë imprécision •mécanique, d'une imprécision de mesure télémétrique (liée par exemple à une imprécision de détection des yeux), d'un défaut d'immobilité de l'individü entre la mesure de distance et la captute, et d'une profondeur de champ optique. L'imprécision de télémétrie comprend une imprécision de mesure matérielle (liée par exemple au montage des caméras ou à des dilatations thermiques qui affectent leur pointage) et une imprécision de calcul de distance.
A titre d'exemple, le calcul de la plage B prend en compte le cumul, des valeurs suivantes :
- 2 cm résultant de 1 ' incertitude de télémétrie sur les iris ( dont 1'imprécision de 1'algorithme de détection des yeux dans' une image ) ,
- 2 cm pour l'erreur liée au pilotage de l'organe de réglage de la distance de mise au point 5, cm pour les mouvements d'un utilisateur coopératif entre l'instant de la- télémétrie des iris et 15 l'instant de capture des images d'iris,
-3cm pour la profondeur de champs optique compte-tenu de la qualité image souhaitée estimée.
L'incertitude maximale a donc comme valeur 6 cm a laquelle on ajoute une marge· additionnelle de 2 cm soit. 8 20 cm au final. La plage B a donc comme valeur 16 cm. Comptetenu de la profondeur de champ optique et de la qualité d'image souhaitée dans l'exemple en question, on estime qu' un nombre maximal de sept images est nécessaire et suffisante pour couvrir cette· plage : ceci permet de 25 déterminer les positions de capture qui seront utilisées pour commander l'organe de réglage de mise< au point 5 et le capteur optique 2.
La plage de réglage de mise au point B est répartie de part et d'autre de la position P correspondant à la distance· D entre une position proximale Pp située a (D-8 cm) des capteurs optiques; 2 et une position distale située à (D+8 cm) dés capteurs optiques· Pa.
La phase de capture 130 va maintenant être détaillée.
Tout au long de la phase de capture 130, l'unité de commande 10 vérifie par téléftiétrie que :
' iris se trouve tou j ours dans la zone d'incertitude V ;
— l'iris a un mouvement compatible avec un flou de bougé· acceptable ;
- si 1'image capturée contient une information biométrique ayant une qualité supérieure à un seuil p rédéterminé..
Ainsi., la phase de capture 130 débute par une mesure par télémétrie de la distance D entre l'un des iris et le capteur optique 2 (étape 1301) qui est: suivie par une· vérification que l'iris est contenu dans la zone d'incertitude V et a un mouvement compatible avec un flou de bougé acceptable (étape 1302).
Dans l'affirmative, la phase: de capture se poursuit en réglant 1 ' organe de réglage de mise au point 5 au début (correspondant à la position Pp) dé la plage de réglage de mise au point B (étape 1303).
Une nouvelle vérification que 1'iris est contenu dans la zone d'incertitude V et a un mouvement compatible avec un flou de bougé: acceptable est alors effectuée (étape 1304).
Dans l'affirmative, la phase de capture se poursuit * 1'unité de commandé 10 règle l'organe de réglage de mise· au point 5 pour l'amener à la prochaine position de capture dans la plage de réglage de mise au point B et l'unité de commande 10 commandé le capteur optique 2 pour réaliser une capture: d' image (étape 13:05;) .
Une nouvelle vérification que 1'iris est contenu dans la zone d.' incertitude V et a un mouvement compatible avec un flou de bougé acceptable est alors effectuée (étape 1306) .
Dans l'affirmative, après chaque capture d'une image, 1'unité de commande 10 est programmée pour détecter dans 1'image capturée une information biométrique et déterminer un Indicateur de qualité de l'information biométrique. L'indicateur de qualité est comparé à un seuil prédéterminé (étape 1307) et là phase de capture est interrompue si l'indicateur de qualité· est supérieur à un seuil prédéterminé.
La phase· de capture se poursuit dans le cas contraire en revenant à l'étape 13 05 pour effectuer une capture dans la position de capture suivante.
Dans tous les; cas, la phase de capture est interrompue une fois le nombre maximum prédéterminé de captures atteint.
En cas d'échec de la phase de capture ou si aucune image n'est exploitable pour la reconnaissance biomét rique à l'issue de la phase de capture, une alerte •est émise. Cette alerte peut commander un blocage d'un sas si la réussite de la reconnaissance optique décide dé l'ouverture dudit sas, et/ou l'affichage d'un /message: à destination du candidat ;à: la reconnaissance et/ou â. destination d'un Opérateur.
Oh notera que lorsque les vérifications des étapes· 1302, 1304 et 1306 sont négatives - c'est-à-dire lorsque les yeux ne se; trouvent plus dans la zone d'incertitude du les; yeux ont un mouvement incompatible avec; un flou de -bougé acceptable - la phase de capture 130 est interrompue et le processus reprend à la phase de télémétrië des; iris 110 .
On notera que l'étape 1306 permet d'exploiter la: complémentarité de la télémétrie et du traitement d'image. D'une part, la télémétrie peut renseigner sur la position des yeux et leur mouvement « moyen » entre;; deux mesures. D'autre part, les algorithmes: de traitement d'image pour la biométrie des iris permettent d'extraire des notes de qualité comparées à des critères de qualité prédéfinis. Ces 'notes ne .sont pas « absolues » et peuvent être influencés par des· erreurs de détection et le contenu de l'image. D'où l'intérêt de corroborer ces 5 mesures avec l'information de position et de mouvement fournie par la télémétrie. D'ün autre: coté le: traitement numérique des images· est coûteux en temps et il est, par conséquent, intéressant de pouvoir éliminer rapidement les images qui ne pourront' pas atteindre les critères de 10 qualité requis.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits mais englobe toute variante entrant dans le· champ: de l'invention telle que déf inie par les revendications:.
En particulier, le dispositif de capture biométrique peut avoir une structure différente de celle décrite.
Le dispositif de capture peut comprendre au moins une lentille liquide dont la 'forme est modifiable par 20 application d'ün signal électrique. Le réglage de mise au point pendant la phase de capture est alors de préférence effectué par une variation dudit signal électrique.
Pour le réglage de la mise au point, le capteur peut être déplacé par rapport à l'élément optique, ce 25 dernier étant fixe.
Le réglage de mise au point pendant la phase de capture peut être effectué par déplacement du dispositif de prise de: vue par rapport â l'individu et non par déplacement relatif d'un élément optique et d'un capteur 30 d'image du dispositif de prise de vue.
Les caméras de 1'organe télémétrique 9 peuvent être des· caméras sensibles dans: l'infrarouge.
L'organe téléiaétrique: 9 peut être différent de la paire de caméras stéréoscopiques calibrées et peut 35 comprendre par exemple une caméra 3f: temps de vol, un télémètre à ultrason, un télémètre laser...
Le dispositif de prise de vue peut ne comporter qu'un capteur.
La vérification par télémétrie de la stabilité de 5 l'iris est avantageuse mais facultative, de même que la vérification de la qualité de l'information biométrique.
La plage de réglage de mise au point est déterminée en tenant compte d'au moins une imprécision prédéterminée liée au dispositif de prise de vue ou à un 10 algorithme de commande du dispositif de prise de vue.
L'imprécision de télémétrie peut résulter au moins en partie d'un mouvement de l'individu pendant la capture.
Le réglage de mise au point peut être modifié de façon continue pendant la phase de capture.
Le réglage de mise au point peut être modifié par pas pendant la phase de capture, une capture étant effectuée après chaque pas.
Claims (17)
- REVENDICATIONS1. Procédé de capture d'image d'au moins un iris d'un individu au moyen d'un dispositif de prise de vue ayant un système de mise au point réglable, comprenant les étapes de :- mesurer par télémétrie une distance entre au moins un des iris et le dispositif de prise de vue ;- déterminer une plage de réglage de mise au point correspondant à une zone d'incertitude de mise au point autour de cette distance ;lors d'une phase de capture, effectuer des captures, les captures étant réalisées avec des réglages de mise au point différents compris dans la plage de réglage de mise au point en vérifiant le respect d'au moins une condition de capture tout au long de la phase de capture.
- 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la vérification du respect d'au moins une condition de capture comprend une opération de vérification par télémétrie, tout au long de la phase de capture, que l'iris se trouve toujours dans la zone d'incertitude.
- 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, si les yeux ne se trouvent plus dans la zone d'incertitude, la phase de capture est interrompue et la plage de réglage de mise au point est réinitialisée.
- 4. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2 ou la revendication 3, comprenant l'étape de vérifier par télémétrie, pendant la phase de capture, que l'iris a un mouvement compatible avec un flou de bougé acceptable et, si les yeux ont un mouvement incompatible avec un flou de bougé acceptable, la phase de capture est interrompue et la plage de réglage de mise au point est réinitialisée.
- 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications là 4, comprenant, après chaque capture, une étape de détecter dans l'image capturée une information biométrique et de déterminer une qualité de l'information biométrique, la phase de capture étant interrompue si la qualité de l'information biométrique est supérieure à un seuil prédéterminé et la phase de capture se poursuivant dans le cas contraire.
- 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la plage de réglage de mise au point est déterminée en tenant compte d'au moins une imprécision prédéterminée liée au dispositif de prise de vue ou à un algorithme de commande du dispositif de prise de vue.
- 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel 1'imprécision comprend au moins une imprécision mécanique et/ou une imprécision de mesure télémétrique.
- 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel 1'imprécision de télémétrie comprend au moins une imprécision de mesure matérielle, une imprécision de détection des yeux et/ou une imprécision de calcul de distance.
- 9. Procédé selon la revendication 7 ou la revendication 8, dans lequel l'imprécision de télémétrie résulte au moins en partie d'un mouvement de l'individu pendant la capture.
- 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la mesure de distance est obtenue par une triangulation basée sur des images de deux caméras disposées selon un agencement stéréoscopique.
- 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le réglage de mise au point pendant la phase de capture est effectué par déplacement relatif d'un élément optique et d'un capteur d'image du dispositif de prise de vue.
- 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel le capteur d'image est associé à une lentille liquide dont la forme est modifiable par application d'un signal électrique et le réglage de mise au point pendant la phase de capture est effectué par une variation dudit signal électrique.
- 13. Procédé selon la revendication 11 ou la revendication 12, dans lequel le réglage de mise au point est modifié de façon continue pendant la phase de capture.
- 14. Procédé selon la revendication 11 ou la revendication 12, dans lequel le réglage de mise au point est modifié par pas pendant la phase de capture, une capture étant effectuée après chaque pas.
- 15. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la vérification du respect d'au moins une condition de capture comprend une opération de mesure d'au moins une qualité biométrique de l'image.
- 16. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la vérification du respect d'au moins une condition de capture comprend une opération de comparaison biométrique d'au moins deux images entre elles.
- 17. Appareil de capture biométrique comprenant un dispositif de prise de vue ayant un système de mise au point réglable, et une unité de commande qui est reliée au système de mise au point réglable et qui est agencée pour exécuter un programme informatique comportant des instructions pour mettre en œuvre le procédé de capture selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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| FR (1) | FR3069681B1 (fr) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6320610B1 (en) * | 1998-12-31 | 2001-11-20 | Sensar, Inc. | Compact imaging device incorporating rotatably mounted cameras |
| US20150071503A1 (en) * | 2013-09-09 | 2015-03-12 | Delta ID Inc. | Apparatuses and methods for iris based biometric recognition |
| US20150310272A1 (en) * | 2013-10-21 | 2015-10-29 | Eyesmart Technology Ltd. | Biological features imaging method and device |
| WO2016151071A1 (fr) * | 2015-03-24 | 2016-09-29 | Thales | Dispositif et procede pour l'acquisition biometrique de l'iris |
-
2017
- 2017-07-26 FR FR1757113A patent/FR3069681B1/fr active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6320610B1 (en) * | 1998-12-31 | 2001-11-20 | Sensar, Inc. | Compact imaging device incorporating rotatably mounted cameras |
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| WO2016151071A1 (fr) * | 2015-03-24 | 2016-09-29 | Thales | Dispositif et procede pour l'acquisition biometrique de l'iris |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3069681B1 (fr) | 2021-12-17 |
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