WO2002037429A1 - Dispositif et procede de controle d'acces par traitement d'image - Google Patents

Dispositif et procede de controle d'acces par traitement d'image Download PDF

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WO2002037429A1
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Inventor
Philippe Le Therisien
Olivier Lepetit
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France Telecom
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/30—Authentication, i.e. establishing the identity or authorisation of security principals
    • G06F21/31—User authentication
    • G06F21/36—User authentication by graphic or iconic representation
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C9/00—Individual registration on entry or exit
    • G07C9/30—Individual registration on entry or exit not involving the use of a pass
    • G07C9/32—Individual registration on entry or exit not involving the use of a pass in combination with an identity check
    • G07C9/33—Individual registration on entry or exit not involving the use of a pass in combination with an identity check by means of a password

Definitions

  • the present invention relates to a device for controlling the access of a user to an online service or to a room comprising a digital image acquisition device, a memory containing at least one reference image and a module for comparing images. 'images.
  • the invention also relates to a method of controlling access to a service or to a room.
  • a known device and method for controlling a user's access to an online service or to a room is based on authentication by an appropriate device of a code, generally assigned to one or more users by the supplier. service or by an organization responsible for the management of the premises.
  • the assigned code may or may not be associated with a personal access card.
  • the user can be an individual, an association or a company.
  • a drawback of this device and this method comes from the fact that if a user forgets his code, he must request the allocation of a new code to the service provider or to the body responsible for managing the premises. The replacement of the old code may require a period of time during which the user cannot have access to the service or the premises. Furthermore, when the confidential code is associated with an access card, the production of a new card extends the period during which the user is deprived of access to the service or the premises.
  • Another known access control method is based on the biometric analysis of the physical characteristics of an individual. This method is certainly very secure but does not allow a user to assign his rights. In addition, an attempted fraud can endanger the physical integrity of the user.
  • the object of the invention is to provide a device and a method for controlling access to a service or to a room in which the authorized user can choose the medium and the associated code for accessing the service or the room.
  • Another object of the invention is to associate several access codes to different services or premises with the same support.
  • Another object of the invention is to use the same medium to assign separate access authorizations to different users. Thus, in a site comprising several zones, different users will be able to access different zones with the same code support. Another object of the invention is to allow the user to easily duplicate the support in to the extent that duplication is authorized by the service provider or by the organization responsible for local security.
  • the device further comprises a central unit allowing the user to define the reference image and to generate at least one access code comprising at least one parameter characteristic of the defined reference image.
  • the comparison module comprises a computer program making it possible to identify the access code defined by the user, to recognize by means of this code an image represented on the medium chosen by the user, to compare this image with the reference image and authorize access if the compared images are identical.
  • the reference image is defined from a medium chosen by the user.
  • the characteristic parameter of the reference image represents the position of said image on the support.
  • the characteristic parameter of the reference image represents the contours of the reference image.
  • the central unit generates at least one mathematical function defining said contours.
  • the method of controlling access to an online service or to a room comprises a preliminary phase of creating an access code comprising the following steps: a- selecting a reference image on the surface of a medium chosen by the user; b- define an alphanumeric sequence comprising at least one parameter characteristic of the selected reference image; c- memorize the reference image and the defined alphanumeric sequence.
  • the method according to the invention further comprises a phase for identifying a user comprising the following steps: d- recognizing the access code entered by the user; e- find, thanks to this code, an image represented on a medium presented by the user; f- compare this image to the reference image; g- authorize access to the service or to the premises if the images compared are identical.
  • FIG. 1 represents a functional block diagram of a device for controlling the access of a user to an online service or to a room comprising a digital image acquisition device 2 connected to a memory 4 containing at least one reference image and an image comparison module 6.
  • the memory 4 is capable of containing several images of different references recorded from a medium chosen by the user.
  • the device according to the invention further comprises a central unit 8 connected to the image acquisition device 2, to the memory 4 and to the image comparison module 6.
  • the central unit 8 comprises a computer program intended to manage the operation of the image acquisition device 2, and a communication interface intended to manage data exchanges with the image acquisition device 2, the memory 4 and the comparison module images 6.
  • the central unit 8 comprises a first computer module making it possible to specifically control the image acquisition device 2 to define one or more reference images from an image represented on the medium chosen by the user.
  • a second computer module of the central unit 8 makes it possible to generate an access code comprising at least one characteristic parameter of this image.
  • the image acquisition device 2 is a scanner.
  • FIG. 2 represents a card 10, chosen by the user as a support, positioned on a grid 12 of the scanning platform of the scanner.
  • the creation of the access code consists in: a- selecting a reference image on the surface of the card 10; b- define an alphanumeric sequence comprising at least one parameter characteristic of
  • the reference image can be delimited by the contours of a simple geometric shape such as for example a square, a rectangle, a triangle, a circle or any shape capable of being defined by the coordinates of one or more points. individuals.
  • the reference image is delimited by a rectangle whose diagonally opposite vertices are identified by the letters E and P on the horizontal axis of the grid 12, and by the letters C and N on the vertical axis of the grid
  • the characters ECPN thus define an area comprising a reduced image shown in FIG. 3.
  • This reduced image constitutes the reference image which will be scanned and saved in memory 4. Any subsequent identification request from a user will require positioning the card 10 on the grid 12 and entering the sequence of characters ECPN which will be translated by the central unit 8 into specific commands sent to the scanner to selectively pick up the image located on the area delimiting the reference image.
  • the read image is then transmitted to the comparison module 6 which compares it to the stored reference image.
  • the result of this comparison is then transmitted by the comparison module 6 to the central unit 8 which authorizes access to the service or to the premises if the images compared are identical.
  • the module 6 implements, in a manner known per se, a processing procedure making it possible to harmonize the contrasts between the acquired image and the reference image in order to overcome local deformations , lighting differences on the compared images.
  • the comparison can, for example, be carried out by means of image correlation function and so-called elastic difference like dynamic programming which make it possible to measure a likelihood between two images. These procedures make it possible to tolerate small distortions between the reference image and the image captured by the scanner while highlighting significant differences when the compared images are different.
  • FIG. 4 illustrates an alternative embodiment in which the card 10 is slightly shifted to the right in a position marked by the coordinates JE of the left vertex of the card 10. Entering the ECPN code produces the storage of the image represented by FIG. 5, which constitutes a new reference image different from that of FIG. 3. Subsequent authentication will require, in addition to entering the ECPN code, precise positioning of the card 10 to allow the scanner to capture the image of the Figure 5. Thus, the particular positioning of the card 10 on the grid 12 provides additional security because a badly positioned card will not provide the right image which must be compared to the reference image.
  • the reference image can be tilted at an easily reproducible angle, identifiable on the grid 12 and known only to the authorized user.
  • several geometric shapes are predefined and stored in memory 4. Each shape being represented, for example, by an icon on a keyboard associated with the scanner.
  • the authorized user positions the support card 10 on the grid 12 and chooses an icon.
  • the central processing unit 8 automatically assigns to the support card 10 a code comprising parameters representative of the mathematical function delimiting the image chosen by the authorized user. For example if the image of reference is delimited by a parabola, the central unit 8 will assign to this reference image a code constituted by the coefficients of the equation of the parabola.
  • the user can define access codes to different areas of a room or to different services.
  • the user enters the code which is interpreted by the central unit which sends to the scanner a command to selectively read the image on the card 10 corresponding to the selected icon. by the authorized user.
  • This image is then compared to the reference image and, in case of similarity, access is authorized.
  • the creation of a code is only authorized for users authorized by the service providers or the body responsible for local security. To this end, the authorized users are listed in memory 4 and have a specific code which must be entered on the keyboard associated with the scanner in order to be validated by the central unit 8.
  • the image acquisition device is a video camera.
  • the user can then use any medium on which he defines a reference image.
  • This support can be a personal object having a 3D shape or an easily reproducible object such as a metro ticket for example. Thanks to the invention, the user is no longer dependent on the service provider or the local management body for obtaining one or more access codes.
  • the invention can for example be used in controlling access to a building.
  • the inhabitants of the building can for example be used in controlling access to a building.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de contrôle d'accès d'un utilisateur à un service en ligne ou à un local comportant un appareil numérique d'acquisition d'image (2), une mémoire (4) contenant au moins une image de référence et un module de comparaison d'images (6).Le dispositif selon l'invention comporte en outre une unité centrale (8) permettant à l'utilisateur de définir l'image de référence et de générer au moins un code d'accès comportant au moins un paramètre caractéristique de l'image de référence définie.

Description

DISPOSITIF ET PROCEDE DE CONTROLE D'ACCES PAR TRAITEMENT D'IMAGE
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un dispositif de contrôle d'accès d'un utilisateur à un service en ligne ou à un local comportant un appareil numérique d'acquisition d'image, une mémoire contenant au moins une image de référence et un module de comparaison d' images .
L'invention concerne également un procédé de contrôle d'accès à un service ou à un local.
Un dispositif et une méthode connus de contrôle d'accès d'un utilisateur à un service en ligne ou à un local sont basés sur 1 ' authentification par un appareil approprié d'un code, généralement attribué à un ou à plusieurs utilisateurs par le fournisseur de service ou par un organisme chargé de la gestion du local. Le code attribué peut être associé ou non à une carte personnelle d'accès. L'utilisateur peut être un individu, une association ou une société.
Un inconvénient de ce dispositif et de cette méthode provient du fait que si un utilisateur oublie son code, il doit solliciter l'attribution d'un nouveau code au fournisseur de service ou à l'organisme chargé de la gestion du local. Le remplacement de l'ancien code peut demander un délai pendant lequel l'utilisateur ne peut pas avoir accès au service ou au local. Par ailleurs, lorsque le code confidentiel est associé à une carte d'accès, la fabrication d'une nouvelle carte prolonge le délai pendant lequel l'utilisateur est privé de l'accès au service ou au local .
Dans les deux cas, l'utilisateur est totalement tributaire du fournisseur de service ou de l'organisme chargé de la sécurité du local, et l'obtention de ce code sur une nouvelle carte peut représenter un certain coût .
Une autre méthode de contrôle d'accès connue est basée sur l'analyse biométrique des caractéristiques physiques propres à un individu. Cette méthode présente certes une grande sécurité mais ne permet pas à un utilisateur de céder ses droits. En outre, une tentative de fraude peut mettre en danger l'intégrité physique de l'utilisateur.
Le but de 1 ' invention est de proposer un dispositif et un procédé de contrôle d'accès à un service ou à un local dans lequel l'utilisateur autorisé peut choisir le support et le code associé pour accéder au service ou au local.
Un autre but de l'invention est d'associer à un même support plusieurs codes d'accès à des services ou à des locaux différents.
Un autre but de l'invention est d'utiliser le même support pour attribuer des autorisations d'accès distinctes à des utilisateurs différents. Ainsi, dans un site comportant plusieurs zones, des utilisateurs différents pourront accéder à des zones différentes avec le même support de code . Un autre but de l'invention est de permettre à l'utilisateur de dupliquer facilement le support dans la mesure où la duplication est autorisée par le fournisseur de service ou par l'organisme chargé de la sécurité du local.
Ces buts sont atteints au moyen d'un dispositif basé sur l'analyse d'une image permettant de créer un code d'accès au service ou au local et comportant un appareil numérique d'acquisition d'image, une mémoire contenant au moins une image de référence et un module de comparaison d'images. Selon l'invention, le dispositif comporte en outre une unité centrale permettant à l'utilisateur de définir 1 ' image de référence et de générer au moins un code d'accès comportant au moins un paramètre caractéristique de l'image de référence définie. Selon l'invention, le module de comparaison comporte un programme informatique permettant d'identifier le code d'accès défini par l'utilisateur, de reconnaître grâce à ce code une image représentée sur le support choisi par l'utilisateur, de comparer cette image avec l'image de référence et d'autoriser l'accès si les images comparées sont identiques.
Selon l'invention, l'image de référence est définie à partir d'un support choisi par l'utilisateur. Selon l'invention, le paramètre caractéristique de l'image de référence représente la position de ladite image sur le support .
Selon l'invention, le paramètre caractéristique de 1 ' image de référence représente les contours de l'image de référence. Selon l'invention, l'unité centrale génère au moins une fonction mathématique définissant lesdits contours .
Le procédé de contrôle d'accès à un service en ligne ou à un local selon 1 ' invention comporte une phase préalable de création d'un code d'accès comprenant les étapes suivantes : a- sélectionner une image de référence sur la surface d'un support choisi par l'utilisateur ; b- définir une séquence alphanumérique comportant au moins un paramètre caractéristique de 1 ' image de référence sélectionnée ; c- mémoriser l'image de référence et la séquence alphanumérique définie. Le procédé selon l'invention comporte en outre une phase d'identification d'un utilisateur comprenant les étapes suivantes : d- reconnaître le code d'accès saisi par l'utilisateur ; e- retrouver, grâce à ce code, une image représentée sur un support présenté par l'utilisateur ; f- comparer cette image à l'image de référence ; g- autoriser l'accès au service ou au local si les images comparées sont identiques.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, prise à titre d'exemple non limitatif, en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 représente un schéma bloc fonctionnel d'un dispositif selon l'invention ;
- les figures 2 à 5 illustrent un mode particulier de mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
La figure 1 représente un schéma bloc fonctionnel d'un dispositif de contrôle d'accès d'un utilisateur à un service en ligne ou à un local comportant un appareil numérique d'acquisition d'image 2 relié à une mémoire 4 contenant au moins une image de référence et un module de comparaison d'images 6. La mémoire 4 est susceptible de contenir plusieurs images de références différentes enregistrées à partir d'un support choisi par l'utilisateur. Le dispositif selon 1 ' invention comporte en outre une unité centrale 8 reliée à l'appareil d'acquisition d'image 2, à la mémoire 4 et au module de comparaison d'images 6. L'unité centrale 8 comporte un programme informatique destiné à gérer le fonctionnement de l'appareil d'acquisition d'image 2, et une interface de communication destinée à gérer les échanges de données avec l'appareil d'acquisition d'image 2, la mémoire 4 et le module de comparaison d'images 6. Plus particulièrement, l'unité centrale 8 comporte un premier module informatique permettant de commander spécifiquement l'appareil d'acquisition d'image 2 pour définir une ou plusieurs images de référence à partir d'une image représentée sur le support choisi par l'utilisateur. Pour une image de référence choisie, un deuxième module informatique de l'unité centrale 8 permet de générer un code d'accès comportant au moins un paramètre caractéristique de cette image.
Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, l'appareil d'acquisition d'image 2 est un scanneur.
La figure 2 représente une carte 10, choisie par l'utilisateur comme support, positionnée sur une grille 12 de la plate-forme de lecture du scanneur. La création du code d'accès consiste à : a- sélectionner une image de référence sur la surface de la carte 10 ; b- définir une séquence alphanumérique comportant au moins un paramètre caractéristique de
1 ' image de référence sélectionnée ; c- mémoriser l'image de référence et la séquence alphanumérique définie.
L'image de référence peut être délimitée par les contours d'une forme géométrique simple telle que par exemple un carré, un rectangle, un triangle, un cercle ou toute forme susceptible d'être définie par les coordonnées d'un ou de plusieurs points particuliers .
Ainsi, sur l'exemple de la figure 2, l'image de référence est délimitée par un rectangle dont les sommets diagonalement opposés sont repérés par les lettres E et P sur l'axe horizontal de la grille 12, et par les lettres C et N sur l'axe vertical de la grille
12. Les caractères ECPN définissent ainsi une zone comportant une image réduite représentée à la figure 3. Cette image réduite constitue l'image de référence qui sera scannée et enregistrée dans la mémoire 4. Toute demande d'identification ultérieure d'un utilisateur, nécessitera le positionnement de la carte 10 sur la grille 12 et la saisie de la séquence de caractères ECPN qui sera traduite par l'unité centrale 8 en commandes spécifiques envoyées au scanneur pour capter sélectivement l'image située sur la zone délimitant l'image de référence. L'image lue est ensuite transmise au module de comparaison 6 qui la compare à l'image de référence mémorisée. Le résultat de cette comparaison est ensuite transmis par le module de comparaison 6 à l'unité centrale 8 qui autorise l'accès au service ou au local si les images comparées sont identiques.
Pour réaliser la comparaison des deux images, le module 6 met en œuvre, de façon connue en soi, une procédure de traitement permettant d'harmoniser les contrastes entre 1 ' image acquise et 1 ' image de référence afin de s'affranchir des déformations locales, des différences d'éclairage sur les images comparées. La comparaison peut, par exemple, être réalisée au moyen de fonction de corrélation d'images et de différence dites élastiques comme la programmation dynamique qui permettent de mesurer une vraisemblance entre deux images. Ces procédures permettent de tolérer des petites distorsions entre 1 ' image de référence et 1 ' image captée par le scanneur tout en mettant en évidence des différences importantes lorsque les images comparées sont différentes.
Bien entendu, l'image de référence peut être délimitée par toute forme géométrique dont l'équation mathématique est connue. La figure 4, illustre une variante de réalisation dans laquelle la carte 10 est légèrement décalée vers la droite dans une position repérée par les coordonnées JE du sommet gauche de la carte 10. La saisie du code ECPN produit la mémorisation de l'image représentée par la figure 5 qui constitue une nouvelle image de référence différente de celle de la figure 3. Une authentification ultérieure nécessitera, en plus de la saisie du code ECPN, un positionnement précis de la carte 10 pour permettre au scanneur de capter l'image de la figure 5. Ainsi, le positionnement particulier de la carte 10 sur la grille 12 apporte une sécurité supplémentaire du fait qu'une carte mal positionnée ne fournira pas la bonne image qui doit être comparée à l'image de référence.
Selon une autre variante de réalisation, l'image de référence peut être inclinée selon un angle facilement reproductible, repërable sur la grille 12 et connu uniquement de l'utilisateur autorisé. Selon un deuxième mode préféré de réalisation de l'invention, plusieurs formes géométriques sont prédéfinies et mémorisées dans la mémoire 4. Chaque forme étant représentée, par exemple, par une icône sur un clavier associé au scanneur. Lors de la création du code, l'utilisateur habilité positionne la carte support 10 sur la grille 12 et choisit une icône. L'unité centrale 8 affecte automatiquement à la carte support 10 un code comportant des paramètres représentatifs de la fonction mathématique délimitant l'image choisie par l'utilisateur habilité. Par exemple si l'image de référence est délimitée par une parabole, l'unité centrale 8 affectera à cette image de référence un code constitué par les coefficients de l'équation de la parabole. Il est alors possible de choisir une infinité de paraboles pour définir une infinité de codes d'accès avec la même carte 10. De même, il est possible de choisir plusieurs icônes différentes pour définir plusieurs codes distincts correspondant à une arborescence d'habilitation. Ainsi, avec une même carte, l'utilisateur peut définir des codes d'accès à des zones différentes d'un local ou à des services différents. Selon ce mode de réalisation, lors d'une authentification ultérieure, l'utilisateur saisit le code qui est interprétée par l'unité centrale qui envoie au scanneur une commande de lecture sélective de l'image sur la carte 10 correspondant à l'icône sélectionnée par l'utilisateur habilité. Cette image est ensuite comparée à l'image de référence et, en cas de similitude, l'accès est autorisé. Bien entendu, la création d'un code n'est autorisée que pour des utilisateurs habilités par les fournisseurs de service ou l'organisme chargé de la sécurité du local. A cet effet, les utilisateurs habilités sont répertoriés dans la mémoire 4 et possèdent un code spécifique qui doit être saisi sur le clavier associé au scanneur pour être validé par l'unité centrale 8.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'appareil d'acquisition d'image est une caméra vidéo. L'utilisateur peut alors utiliser tout support sur lequel il définit une image de référence. Ce support peut être un objet personnel présentant une forme en 3D ou un objet facilement reproductible tel qu'un ticket de métro par exemple. Grâce à l'invention, l'utilisateur n'est plus tributaire du fournisseur de service ou de l'organisme de gestion du local pour l'obtention d'un ou de plusieurs codes d'accès.
L'invention peut par exemple être utilisée dans le contrôle d'accès à un immeuble. Les habitants de
1 ' immeuble obtiennent une habilitation pour définir un code et sont libres de choisir le support destiné à générer le code.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de contrôle d'accès d'un utilisateur à un service ou à un local comportant un appareil numérique d'acquisition d'image (2), une mémoire (4) contenant au moins une image de référence et un module de comparaison d'images (6), caractérisé en ce qu'il comporte en outre, une unité centrale (8) permettant à l'utilisateur de définir l'image de référence et de générer au moins un code d'accès comportant au moins un paramètre caractéristique de l'image de référence définie.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que 1 ' image de référence est définie à partir d'un support (10) choisi par l'utilisateur.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le module de comparaison (6) comporte un programme informatique permettant d'identifier le code d'accès défini par l'utilisateur, de reconnaître grâce à ce code une image représentée sur le support choisi par l'utilisateur, de comparer cette image avec l'image de référence et d'autoriser l'accès si les images comparées sont identiques.
4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le paramètre caractéristique de l'image de référence représente la position de ladite image sur le support (10) .
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que 1 ' image de référence peut être inclinée selon un angle facilement reproductible connu uniquement de l'utilisateur autorisé.
6. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le paramètre caractéristique de 1 ' image de référence représente les contours de ladite image .
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'unité centrale génère au moins une fonction mathématique définissant lesdits contours.
8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'appareil numérique d'acquisition d'image (2) est un scanneur.
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le support (10) est une carte personnelle choisie par l'utilisateur.
10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'appareil numérique d'acquisition d'image (2) est une caméra numérique.
11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'objet choisi par l'utilisateur présente une forme en 3D.
12. Procédé de contrôle d'accès à un service en ligne ou à un local, caractérisé en ce qu'il comporte une phase préalable de création d'un code d'accès comprenant les étapes suivantes : a- sélectionner une image de référence sur l surface d'un support (10) choisi par l'utilisateur ; b- définir une séquence alphanumérique comportant au moins un paramètre caractéristique de 1 ' image de référence sélectionnée ; c- mémoriser l'image de référence et la séquence alphanumérique définie.
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une phase d'identification d'un utilisateur comprenant les étapes suivantes : d- reconnaître le code d'accès saisi par l'utilisateur ; e- retrouver, grâce à ce code, une image représentée sur un support présenté par l'utilisateur ; f- comparer cette image à l'image de référence ; g- autoriser l'accès au service ou au local si les images comparées sont identiques.
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le paramètre caractéristique de l'image de référence sélectionnée représente la position de ladite image sur le support (10) .
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'image de référence peut être inclinée selon un angle facilement reproductible connu uniquement de l'utilisateur autorisé.
16. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le paramètre caractéristique de 1 ' image de référence représente les contours de ladite image sur le support (10) .
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