WO2004063974A1 - Identification biometrique par reconnaissance d'empreinte digitale - Google Patents

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WO2004063974A1
WO2004063974A1 PCT/FR2003/003638 FR0303638W WO2004063974A1 WO 2004063974 A1 WO2004063974 A1 WO 2004063974A1 FR 0303638 W FR0303638 W FR 0303638W WO 2004063974 A1 WO2004063974 A1 WO 2004063974A1
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imprint
image
recognized
fingerprint
minutiae
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PCT/FR2003/003638
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WO2004063974A8 (fr
Inventor
Cédric PARTOUT
Christophe Musial
Christophe Candela
Original Assignee
Oberthur Card Systems S.A.
Id 3 Semiconductors
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Filing date
Publication date
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Publication of WO2004063974A8 publication Critical patent/WO2004063974A8/fr

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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/1347—Preprocessing; Feature extraction
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/1365—Matching; Classification

Definitions

  • the present invention relates generally to biometric identification by the use of fingerprints.
  • a digital image of a fingerprint to be recognized is first produced.
  • a digital image representative of the physical lines of the imprint is used.
  • the minutiae of the imprint that is to say the end of lines and the bifurcations of a line into two lines, are sought and then compared to the minutiae of a reference imprint, previously stored in memory.
  • this type of treatment is long, particularly because of the number of minutiae, which varies from one impression to another, but which can be estimated at forty on average.
  • each minutia of the imprint to be recognized is compared with each minutia of the reference imprint.
  • the criterion of comparison is for example the position of the minutiae as well as the lines which are respectively associated with them.
  • the two imprints are refocused relative to each other by translation and rotation during a recognition phase.
  • the similarities between the minutiae of the two fingerprints are then sought. As long as one does not obtain a high level of similarities between the two sets of minutiae, one repeats the phases of search for benchmark and recognition.
  • the processing is terminated and the fingerprint to be recognized is identified as being identical to the reference fingerprint.
  • invariant points such as a core, which can be seen as a line reversal, or a delta, which can be seen as a triangle of lines.
  • a core which can be seen as a line reversal
  • a delta which can be seen as a triangle of lines.
  • the present invention aims to remedy the drawbacks of the prior art, by providing a biometric method and device for recognizing fingerprints which allow reliable recognition while being quick to implement.
  • the invention proposes a biometric method for recognizing a fingerprint, by comparing an image of the fingerprint to be recognized with an image of a reference fingerprint, characterized in that it comprises the prior steps of: - determination of an invariant center from the lines reproducing the structure of the imprint, on the image of the imprint to be recognized,
  • the number of minutiae to be tested in order to find a benchmark and to verify the correspondence between two fingerprints is much less than that of the prior art.
  • the complexity of the calculations and the processing time are consequently reduced.
  • the preliminary steps of determining an invariant center and of centering are applied to the reference imprint. These calculations are for example done once and for all and their result is memorized.
  • the invariant center of the imprint is determined by:
  • the determination of the center is simple to implement and provides a reliable result.
  • the invariant center corresponds to a maximum value in the accumulation image or the invariant center corresponds to a barycenter of the largest values in the accumulation image.
  • the comparison of the image of the imprint to be recognized with the image of the reference imprint comprises:
  • the matching of the minutiae of the two fingerprints is carried out on the basis of the results of the first matching.
  • the comparison of the image of the imprint to be recognized with the image of the reference imprint is carried out in a smart card.
  • the invention relates to a biometric fingerprint recognition device, comprising means for comparing an image of the fingerprint to be recognized with an image of a reference fingerprint, characterized in that it comprises: means for determining an invariant center from the lines reproducing the structure of the imprint, on the image of the imprint to be recognized,
  • the device according to the invention comprises means for implementing the characteristics previously presented.
  • the device according to the invention has advantages similar to those previously presented.
  • An information storage means readable by a computer or by a microprocessor, integrated or not in the device, possibly removable, stores a program implementing the method according to the invention.
  • a computer program readable by a microprocessor and comprising one or more sequence of instructions is capable of implementing the method according to the invention.
  • the invention can also be implemented by an ASICS type component.
  • FIG. 1 is an embodiment of a device implementing the invention
  • FIG. 2 represents an embodiment of a biometric method of fingerprint recognition according to the invention
  • FIG. 3 represents an embodiment of the calculation of an invariant center included in the previous method
  • FIG. 4 illustrates the calculation of an invariant center of FIG. 3,
  • FIG. 5 represents an embodiment of comparison included in the method of FIG. 2.
  • a device implementing the invention is for example a microcomputer 1 connected to a reader 2 of a smart card 3.
  • the smart card reader is conventional and is suitable for reading the information contained in a smart card.
  • this information includes data representing an image of a reference fingerprint.
  • the reader 2 also includes a fingerprint reader 4.
  • the fingerprint reader is a device distinct from the smart card reader, while being connected to the computer 1.
  • the reader 4 is suitable for reading a fingerprint. This reading can be optical, capacitive, thermal or even by ultrasound. After analog-digital conversion, the reader 4 delivers data representing an image of a fingerprint to be recognized to the computer.
  • the computer 1 comprises conventional memory and calculation means, so as to memorize the processing algorithm which is exposed below, as well as the data being processed.
  • the calculation means, the fingerprint reader and the smart card reader are integrated in the same device.
  • the smart card reader and the fingerprint reader can be integrated into the computer.
  • the fingerprint recognition device comprises means for comparing an image of the fingerprint to be recognized with an image of a reference fingerprint. More specifically, it includes:
  • the comparison of the two images is the comparison of a set of elements representative of each of the images.
  • the representative elements here are the minutiae.
  • the images are compared by pixels, or by blocks of pixels. The same treatments are applied to the image of the reference imprint.
  • the smart card contains the set of representative elements and the invariant center of the reference fingerprint, these elements having been calculated beforehand, once and for all.
  • the smart card receives the set of representative elements and the invariant center of the imprint to be recognized.
  • the comparison of the set of elements representative of the image of the imprint to be recognized with the set of elements representative of the image of the reference imprint is then carried out.
  • FIG. 2 represents an embodiment of a biometric method for recognizing a fingerprint, according to the invention. This method is implemented in the coding device and includes steps E1 to E8.
  • the method is carried out in the form of an algorithm which can be stored in whole or in part in any information storage means capable of cooperating with the microprocessor of the computer.
  • This storage means is integrated or not to the device, and can be removable.
  • it may include a magnetic tape, a floppy disk or a CD-ROM (compact disk with frozen memory).
  • Step E1 is the capture of the fingerprint to be recognized. This capture is carried out by the fingerprint reader 4. This capture is conventional and results in a digital image of the image to be recognized.
  • the next step E2 is the transmission of the data representing the image of the fingerprint to be recognized to the computer.
  • the next step E3 is the calculation of the minutiae of the imprint to be recognized. This calculation is classic. The minutiae are identified by their position and their angle of orientation.
  • the next step E4 is the calculation of an invariant center for the imprint to be recognized.
  • the next step E5 is the transmission of the minutiae and the invariant center to the smart card 3 inserted in the reader 2.
  • the following steps are implemented in the smart card so that the data stored in the smart card, a priori confidential, do not come out of it.
  • Step E6 is the reading of the minutiae and the invariant center of a reference fingerprint. These data have been previously calculated in an identical manner to the processing carried out on the imprint to be recognized and are stored in the smart card.
  • Steps E5 and E6 are followed by step E7 which is a centering of the imprint to be recognized with respect to the reference imprint.
  • centering an imprint is the choice of the origin of a marker.
  • the origin of the coordinate system is equal to the invariant center of the imprint.
  • the fingerprint to be recognized and the reference fingerprint are both centered in the same way. This centering thus consists in matching the invariant centers of the two imprints. In other words, this amounts in a way to “superimposing” the invariant centers of the two imprints.
  • the next step E8 is the comparison of the fingerprint to be recognized with the reference fingerprint.
  • step E4 The computation of the invariant center (step E4) is detailed with reference to FIG. 3, in the form of an algorithm comprising steps E40 to E43.
  • FIG. 4 represents the image of the imprint to be recognized.
  • Step E40 is the formation of blocks Bj in the image of the imprint to be recognized.
  • a block is a set of adjacent pixels in the image.
  • the blocks are formed in a predetermined number. They are for example of square shape and all of the same size.
  • the blocks are distributed over the image of the imprint.
  • the next step E41 is the calculation, in each block Bj, of the mean direction Mj of the lines of the imprint.
  • the lines are formed by the ridges or by the valleys of the footprint.
  • Each perpendicular direction is associated with a perpendicular direction Pj.
  • the next step E42 is the formation of an accumulation image from the perpendiculars previously formed.
  • the accumulation image comprises points respectively associated with the points of the imprint. A value is incremented for each point of the accumulation image when a perpendicular passes through the corresponding point of the impression image. Most perpendiculars pass through a central area of the footprint image. Consequently, the accumulation image has a corresponding area in which the accumulation points have high values.
  • the next step E43 is the determination of the invariant center.
  • the invariant center is for example the point of the image of the imprint corresponding to the point of the image of accumulation of maximum value.
  • the invariant center is calculated as follows:
  • the median value of the accumulation point values is determined. Accumulation points whose value is lower than the median value are eliminated. The remaining accumulation points, weighted by their respective calculated value E42, are used to calculate their barycenter.
  • the invariant center is then the calculated barycenter.
  • the comparison step E8 is detailed with reference to FIG. 5 in the form of an algorithm comprising steps E80 to E84. It is recalled that the imprint to be recognized and the reference imprint were previously centered by "superposition" of their invariant centers (step E7).
  • Step E80 is a first matching of the minutiae of the imprint to be recognized with those of the reference imprint.
  • Each minutiae of the reference fingerprint is associated with four minutiae of the fingerprint to be recognized, by geographic proximity.
  • next step E81 a thoroughness of the reference fingerprint is considered.
  • the next step E82 is the search for a thoroughness of the imprint to be recognized. This search is performed among the four minutiae associated with the current minutiae of the reference fingerprint. The number of minutiae to be considered is therefore limited.
  • Step E82 is followed by step E83 of adjusting the position of the imprint to be recognized relative to that of the reference imprint.
  • Step E83 is followed by step E84 of finding a match.
  • the correspondence table is again used as follows. For each of the minutiae of the reference fingerprint, one searches among the four minutiae associated with it if there is correspondence between the minutiae of the reference imprint and one of the minutiae of the imprint to be recognized.
  • a score associated with the two current minutiae is updated according to the result of the match search. If the score does not indicate that the minutiae of the two imprints are perfectly superimposed, step E84 is followed by step E82 previously described to consider another minutiae of the imprint to be recognized, selected from the four minutiae associated with the current thoroughness of the reference fingerprint. This looping is performed as long as the score does not indicate an overlap of the minutiae of the two fingerprints and that at least one minutia of the imprint remains to be recognized, among the four minutiae associated with the current minutia of the reference imprint , to consider.
  • step E84 is followed by step E81 to consider another minutiae of the reference fingerprint, and this until all the minutiae of the reference fingerprint have been processed.
  • the result of this processing is therefore binary. This result can be the identification of a correspondence in step E84, the fingerprint to be recognized is then identified as identical to the reference fingerprint.
  • the result may be that no match was found in step E84.
  • the fingerprint to be recognized is then declared to be different from the reference fingerprint.

Abstract

L'invention concerne un procédé biométrique de reconnaissance d'empreinte digitale, par comparaison d'une image de l'empreinte à reconnaître avec une image d'une empreinte de référence, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes préalables de détermination (E4) d'un centre invariant à partir des lignes reproduisant la structure de l'empreinte, sur l'image de l'empreinte à reconnaître, centrage (E7) de l'empreinte à reconnaître, en fonction du centre invariant précédemment déterminé.

Description

Identification biométrique par reconnaissance d'empreinte digitale
La présente invention concerne d'une manière générale l'identification biométrique par utilisation des empreintes digitales.
Ce type de technique est aujourd'hui réalisé par ordinateur pour des applications telles que contrôle d'accès ou identification pour accéder à des données confidentielles via un réseau informatique, par exemple.
Ainsi, classiquement, une image numérique d'une empreinte digitale à reconnaître est tout d'abord réalisée. On travaille directement à partir de cette image ou elle peut être traitée par une technique dite de squelettisation pour que toutes les lignes de l'empreinte aient la même épaisseur de un pixel. Dans tous les cas, on utilise une image numérique représentative des lignes physiques de l'empreinte.
Les minuties de l'empreinte, c'est-à-dire les fins de lignes et les bifurcations d'une ligne en deux lignes, sont recherchées puis comparées aux minuties d'une empreinte de référence, préalablement mémorisées en mémoire.
Cependant, il n'est pas possible d'assurer qu'une minutie sera à coup sur détectée à chaque acquisition.
En outre, ce type de traitement est long, notamment en raison du nombre de minuties, variable d'une empreinte à l'autre, mais que l'on peut estimer à quarante en moyenne. En effet, lors d'une phase de recherche de repère, ou phase d'alignement, chaque minutie de l'empreinte à reconnaître est comparée à chaque minutie de l'empreinte de référence. Le critère de comparaison est par exemple la position des minuties ainsi que des lignes qui leur sont respectivement associées.
Lorsque deux minuties sont similaires, les deux empreintes sont recentrées l'une par rapport à l'autre par translation et rotation au cours d'une phase de reconnaissance. Les similarités entre minuties des deux empreintes sont alors recherchées. Tant qu'on n'obtient pas un niveau élevé de similitudes entre les deux ensembles de minuties, on réitère les phases de recherche de repère et de reconnaissance.
Lorsqu'un repère fournit un niveau élevé de similitudes entre les deux ensembles de minuties, le traitement est terminé et l'empreinte à reconnaître est identifiée comme étant identique à l'empreinte de référence.
Lorsque aucun repère ne fournit un niveau élevé de similitudes entre les deux ensembles de minuties, le traitement est terminé et l'empreinte à reconnaître n'est pas identifiée. Pour accélérer le traitement, il est connu d'utiliser des points invariants tels qu'un core, que l'on peut voir comme un rebroussement de ligne, ou un delta, que l'on peut voir comme un triangle de lignes. Ces points invariants sont moins nombreux que les minuties, puisqu'il y a au maximum deux cores et deux deltas par empreinte. Cependant, le nombre de cores et de deltas varie selon les empreintes, ce qui complique le traitement, notamment pour les empreintes de type arche qui n'ont ni core ni delta. En outre, les algorithmes de calcul des cores et deltas sont souvent imprécis et sont donc globalement difficiles à utiliser.
La présente invention vise à remédier aux inconvénients de la technique antérieure, en fournissant un procédé et un dispositif biométriques de reconnaissance d'empreinte digitale qui permettent une reconnaissance fiable tout en étant de mise en œuvre rapide. A cette fin, l'invention propose un procédé biométrique de reconnaissance d'empreinte digitale, par comparaison d'une image de l'empreinte à reconnaître avec une image d'une empreinte de référence, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes préalables de : - détermination d'un centre invariant à partir des lignes reproduisant la structure de l'empreinte, sur l'image de l'empreinte à reconnaître,
- centrage de l'empreinte à reconnaître, en fonction du centre invariant précédemment déterminé.
Grâce à l'invention, la reconnaissance d'empreinte digitale est fiable et de mise en œuvre rapide.
En effet, le centre invariant existe toujours et est unique. Après l'opération de centrage, la comparaison de l'empreinte à reconnaître et de l'empreinte de référence est considérablement simplifiée. En effet, les deux empreintes sont alors presque superposées et il ne reste qu'un petit ajustement à effectuer en rotation et translation.
Le nombre de minuties à tester pour trouver un repère et vérifier la correspondance entre deux empreintes est très inférieur à celui de la technique antérieure. La complexité des calculs et le temps de traitement sont par conséquent réduits. Selon une caractéristique préférée, les étapes préalables de détermination d'un centre invariant et de centrage sont appliquées à l'empreinte de référence. Ces calculs sont par exemple faits une fois pour toutes et leur résultat est mémorisé.
Selon une caractéristique préférée, le centre invariant de l'empreinte est déterminé par :
- formation de blocs dans l'image de l'empreinte,
- détermination d'une direction moyenne des lignes dans chaque bloc,
- détermination d'une direction perpendiculaire pour chaque direction moyenne,
- formation d'une image d'accumulation à partir des directions perpendiculaires, - détermination du centre invariant à partir de l'image d'accumulation.
La détermination du centre est simple à mettre en œuvre et fournit un résultat fiable. Selon des caractéristiques préférées et alternatives, le centre invariant correspond à une valeur maximale dans l'image d'accumulation ou le centre invariant correspond à un barycentre des plus grandes valeurs dans l'image d'accumulation.
Selon une caractéristique préférée, la comparaison de l'image de l'empreinte à reconnaître avec l'image de l'empreinte de référence comporte :
- une première mise en correspondance de chacune des minuties de l'une des empreintes à reconnaître et de référence avec un nombre prédéterminé de minuties de l'autre des empreintes à reconnaître et de référence, - l'ajustement de position de l'empreinte à reconnaître par rapport à l'empreinte de référence, de manière à mettre en correspondance les minuties des deux empreintes.
Selon une caractéristique préférée, la mise en correspondance des minuties des deux empreintes est effectuée à partir des résultats de la première mise en correspondance.
La complexité des calculs est ainsi réduite par rapport à la technique antérieure.
Selon une caractéristique préférée, la comparaison de l'image de l'empreinte à reconnaître avec l'image de l'empreinte de référence est réalisée dans une carte à puce.
Corrélativement, l'invention concerne un dispositif biométrique de reconnaissance d'empreinte digitale, comportant des moyens de comparaison d'une image de l'empreinte à reconnaître avec une image d'une empreinte de référence, caractérisé en ce qu'il comporte : - des moyens de détermination d'un centre invariant à partir des lignes reproduisant la structure de l'empreinte, sur l'image de l'empreinte à reconnaître,
- des moyens de centrage de l'empreinte à reconnaître, en fonction du centre invariant précédemment déterminé.
Le dispositif selon l'invention comporte des moyens de mise en œuvre des caractéristiques précédemment présentées.
Le dispositif selon l'invention présente des avantages analogues à ceux précédemment présentés. Un moyen de stockage d'information, lisible par un ordinateur ou par un microprocesseur, intégré ou non au dispositif, éventuellement amovible, mémorise un programme mettant en œuvre le procédé selon l'invention.
Un programme d'ordinateur lisible par un microprocesseur et comportant une ou plusieurs séquence d'instructions est apte à mettre en œuvre le procédé selon l'invention.
L'invention peu également être mise en œuvre par un composant de type ASICS.
Les caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture d'un mode préféré de réalisation illustré par les dessins ci-joints, dans lesquels :
- la figure 1 est un mode de réalisation d'un dispositif mettant en œuvre l'invention,
- la figure 2 représente un mode de réalisation de procédé biométrique de reconnaissance d'empreinte digitale selon l'invention,
- la figure 3 représente un mode de réalisation de calcul d'un centre invariant inclus dans le procédé précédent,
- la figure 4 illustre le calcul d'un centre invariant de la figure 3,
- la figure 5 représente un mode de réalisation de comparaison inclus dans le procédé de la figure 2. Selon le mode de réalisation choisi et représenté à la figure 1 , un dispositif mettant en œuvre l'invention est par exemple un micro-ordinateur 1 connecté à un lecteur 2 de carte à puce 3.
Le lecteur de carte à puce est classique et est adapté à lire les informations contenues dans une carte a puce. Notamment, dans le cadre de l'invention, ces informations comportent des données représentant une image d'une empreinte digitale de référence.
Le lecteur 2 comporte en outre un lecteur 4 d'empreinte digitale. En variante, le lecteur d'empreinte digitale est un dispositif distinct du lecteur de carte à puce, tout en étant relié à l'ordinateur 1.
Le lecteur 4 est adapté à réaliser une lecture d'une empreinte digitale. Cette lecture peut être optique, capacitive, thermique ou encore par ultrasons. Après conversion analogique-numérique, le lecteur 4 délivre à l'ordinateur des données représentant une image d'une empreinte digitale à reconnaître.
L'ordinateur 1 comporte des moyens classiques de mémoire et de calculs, de manière à mémoriser l'algorithme de traitement qui est exposé dans la suite, ainsi que les données en cours de traitement. En variante, les moyens de calculs, le lecteur d'empreinte et le lecteur de carte à puce sont intégrés dans un même appareil.
Bien entendu, le lecteur de carte à puce et le lecteur d'empreinte digitale peuvent être intégrés à l'ordinateur.
Le dispositif de reconnaissance d'empreinte digitale selon l'invention comporte des moyens de comparaison d'une image de l'empreinte à reconnaître avec une image d'une empreinte de référence. Plus particulièrement, il comporte :
- des moyens de détermination d'un centre invariant à partir des lignes reproduisant la structure de l'empreinte, sur l'image de l'empreinte à reconnaître, - des moyens de centrage de l'empreinte à reconnaître, en fonction du centre invariant précédemment déterminé. Comme il sera détaillé dans la suite, la comparaison des deux images est la comparaison d'un ensemble d'éléments représentatifs de chacune des images. Les éléments représentatifs sont ici les minuties. En variante, les images sont comparées par pixels, ou par blocs de pixels. Les mêmes traitements sont appliqués sur l'image de l'empreinte de référence. Par exemple, la carte à puce contient l'ensemble d'éléments représentatifs et le centre invariant de l'empreinte de référence, ces éléments ayant été calculés préalablement, une fois pour toutes. La carte à puce reçoit l'ensemble d'éléments représentatifs et le centre invariant de l'empreinte à reconnaître. La comparaison de l'ensemble d'éléments représentatifs de l'image de l'empreinte à reconnaître avec l'ensemble d'éléments représentatifs de l'image de l'empreinte de référence est ensuite réalisée.
Le fonctionnement du dispositif est décrit dans la suite à l'aide d'algorithmes.
La figure 2 représente un mode de réalisation de procédé biométrique de reconnaissance d'une empreinte digitale, selon l'invention. Ce procédé est mis en œuvre dans le dispositif de codage et comporte des étapes E1 à E8.
Le procédé est réalisé sous la forme d'un algorithme qui peut être mémorisé en totalité ou en partie dans tout moyen de stockage d'information capable de coopérer avec le microprocesseur de l'ordinateur. Ce moyen de stockage est intégré ou non au dispositif, et peut être amovible. Par exemple, il peut comporter une bande magnétique, une disquette ou un CD-ROM (disque compact à mémoire figée).
L'étape E1 est la capture de l'empreinte à reconnaître. Cette capture est réalisée par le lecteur d'empreinte 4. Cette capture est classique et a pour résultat une image numérique de l'image à reconnaître. L'étape suivante E2 est la transmission des données représentant l'image de l'empreinte à reconnaître à l'ordinateur. L'étape suivante E3 est le calcul des minuties de l'empreinte à reconnaître. Ce calcul est classique. Les minuties sont identifiées par leur position et leur angle d'orientation.
L'étape suivante E4 est le calcul d'un centre invariant pour l'empreinte à reconnaître.
Cette étape est détaillée dans la suite. Elle a pour résultat un point unique. Le centre invariant existe pour toutes les empreintes.
L'étape suivante E5 est la transmission des minuties et du centre invariant vers la carte à puce 3 insérée dans le lecteur 2. Les étapes suivantes sont mises en œuvre dans la carte à puce de sorte que les données mémorisées dans la carte à puce, a priori confidentielles, ne sortent pas de celle-ci.
L'étape E6 est la lecture des minuties et du centre invariant d'une empreinte de référence. Ces données ont été préalablement calculées de manière identique au traitement réalisé sur l'empreinte à reconnaître et sont mémorisées dans la carte à puce.
Les étapes E5 et E6 sont suivies de l'étape E7 qui est un centrage de l'empreinte à reconnaître par rapport à l'empreinte de référence. De manière générale, le centrage d'une empreinte est le choix de l'origine d'un repère. Par exemple, l'origine du repère est égale au centre invariant de l'empreinte. L'empreinte à reconnaître et l'empreinte de référence sont centrées toutes les deux de la même façon. Ce centrage consiste ainsi à mettre en correspondance les centres invariants des deux empreintes. En d'autres termes, cela revient en quelque sorte à « superposer » les centres invariants des deux empreintes.
L'étape suivante E8 est la comparaison de l'empreinte à reconnaître avec l'empreinte de référence.
Cette étape est détaillée dans la suite.
Le calcul du centre invariant (étape E4) est détaillé en référence à la figure 3, sous la forme d'un algorithme comportant des étapes E40 à E43. La figure 4 représente l'image de l'empreinte à reconnaître. L'étape E40 est la formation de blocs Bj dans l'image de l'empreinte à reconnaître. Un bloc est un ensemble de pixels adjacents de l'image. Les blocs sont formés en nombre prédéterminé. Ils sont par exemple de forme carrée et tous de même taille. Les blocs sont répartis sur l'image de l'empreinte.
L'étape suivante E41 est le calcul, dans chaque bloc Bj, de la direction moyenne Mj des lignes de l'empreinte. Les lignes sont formées par les crêtes ou par les vallées de l'empreinte. A chaque direction moyenne est associée une direction perpendiculaire Pj. L'étape suivante E42 est la formation d'une image d'accumulation à partir des perpendiculaires précédemment formées. L'image d'accumulation comporte des points respectivement associés aux points de l'empreinte. Une valeur est incrémentée pour chaque point de l'image d'accumulation lorsqu'une perpendiculaire passe par le point correspondant de l'image de l'empreinte. La plupart des perpendiculaires passent dans une zone centrale de l'image de l'empreinte. En conséquence, l'image d'accumulation comporte une zone correspondante dans laquelle les points d'accumulation ont de valeurs élevées.
L'étape suivante E43 est la détermination du centre invariant. Le centre invariant est par exemple le point de l'image de l'empreinte correspondant au point de l'image d'accumulation de valeur maximale.
En variante, le centre invariant est calculé de la manière suivante :
La valeur médiane des valeurs des points d'accumulation est déterminée. Les points d'accumulation dont la valeur est inférieure à la valeur médiane sont éliminés. Les points d'accumulation restant, pondérés par leur valeur respective calculée E42, sont utilisés pour calculer leur barycentre.
Le centre invariant est alors le barycentre calculé.
L'étape E8 de comparaison est détaillée en référence à la figure 5 sous la forme d'un algorithme comportant des étapes E80 à E84. On rappelle que l'empreinte à reconnaître et l'empreinte de référence ont été précédemment centrées par « superposition » de leur centres invariants (étape E7).
L'étape E80 est une première mise en correspondance des minuties de l'empreinte à reconnaître avec celles de l'empreinte de référence. Chaque minutie de l'empreinte de référence est associée à quatre minuties de l'empreinte à reconnaître, par proximité géographique.
Ces correspondances sont enregistrées dans un tableau.
Bien entendu, en variante, il est possible d'inverser les rôles de l'empreinte de référence et de l'empreinte à reconnaître, et ainsi d'associer chaque minutie de l'empreinte à reconnaître à quatre minuties de l'empreinte de référence.
A l'étape suivante E81 , une minutie de l'empreinte de référence est considérée. L'étape suivante E82 est la recherche d'une minutie de l'empreinte à reconnaître. Cette recherche est effectuée parmi les quatre minuties associées à la minutie courante de l'empreinte de référence. Le nombre de minuties à envisager est donc limité.
L'étape E82 est suivie de l'étape E83 d'ajustement de la position de l'empreinte à reconnaître par rapport à celle de l'empreinte de référence.
Les deux empreintes ayant été centrées l'une par rapport à l'autre grâce à leur centre invariant, il suffit ici d'effectuer un ajustement en rotation et translation pour chercher à superposer les deux minuties courantes des deux empreintes ainsi que les lignes respectives associées à chacune des minuties courantes.
L'étape E83 est suivie de l'étape E84 de recherche de correspondance. Le tableau de correspondance est à nouveau utilisé de la manière suivante. Pour chacune des minuties de l'empreinte de référence, on recherche parmi les quatre minuties qui lui sont associées s'il y a correspondance entre la minutie de l'empreinte de référence et l'une des minuties de l'empreinte à reconnaître.
Un score associé aux deux minuties courantes est mis à jour en fonction du résultat de la recherche de correspondance. Si le score n'indique pas que les minuties des deux empreintes sont parfaitement superposées, l'étape E84 est suivie de l'étape E82 précédemment décrite pour considérer une autre minutie de l'empreinte à reconnaître, sélectionnée parmi les quatre minuties associées à la minutie courante de l'empreinte de référence. Ce bouclage est effectué tant que le score n'indique pas une superposition des minuties des deux empreintes et qu'il reste au moins une minutie de l'empreinte à reconnaître, parmi les quatre minuties associées à la minutie courante de l'empreinte de référence, à considérer.
Si le score n'indique pas que les minuties des deux empreintes sont parfaitement superposées, et si toutes les minuties de l'empreinte à reconnaître, parmi les quatre minuties associées à la minutie courante de l'empreinte de référence, ont été considérées, alors l'étape E84 est suivie de l'étape E81 pour considérer une autre minutie de l'empreinte de référence, et ce tant que toutes les minuties de l'empreinte de référence n'ont pas été traitées. Le résultat de ce traitement est donc binaire. Ce résultat peut être l'identification d'une correspondance à l'étape E84, l'empreinte à reconnaître est alors identifiée comme identique à l'empreinte de référence.
Le résultat peut être qu'aucune correspondance n'a été trouvée à l'étape E84. L'empreinte à reconnaître est alors déclarée différente de l'empreinte de référence.
L'utilisation ultérieure de ce résultat est classique, notamment pour une autorisation d'accès à des données, et n'est pas détaillée ici.
Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais englobe, bien au contraire, toute variante à la portée de l'homme du métier.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé biométrique de reconnaissance d'empreinte digitale, par comparaison d'une image de l'empreinte à reconnaître avec une image d'une empreinte de référence, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes préalables de :
- détermination (E4) d'un centre invariant à partir des lignes reproduisant la structure de l'empreinte, sur l'image de l'empreinte à reconnaître,
- centrage (E7) de l'empreinte à reconnaître, en fonction du centre invariant précédemment déterminé.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les étapes préalables de détermination d'un centre invariant et de centrage de l'ensemble d'éléments représentatifs sont appliquées à l'empreinte de référence.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le centre invariant de l'empreinte est déterminé par :
- formation (E40) de blocs dans l'image de l'empreinte,
- détermination (E41 ) d'une direction moyenne des lignes dans chaque bloc,
- détermination (E41) d'une direction perpendiculaire pour chaque direction moyenne,
- formation (E42) d'une image d'accumulation à partir des directions perpendiculaires,
- détermination (E43) du centre invariant à partir de l'image d'accumulation.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le centre invariant correspond à une valeur maximale dans l'image d'accumulation.
5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le centre invariant correspond à un barycentre des plus grandes valeurs dans l'image d'accumulation.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la comparaison de l'image de l'empreinte à reconnaître avec l'image de l'empreinte de référence comporte :
- une première mise en correspondance (E80) de chacune des minuties de l'une des empreintes à reconnaître et de référence avec un nombre prédéterminé de minuties de l'autre des empreintes à reconnaître et de référence,
- l'ajustement de position (E83) de l'empreinte à reconnaître par rapport à l'empreinte de référence, de manière à mettre en correspondance (E84) les minuties des deux empreintes.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la mise en correspondance (E84) des minuties des deux empreintes est effectuée à partir des résultats de la première mise en correspondance.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la comparaison de l'image de l'empreinte à reconnaître avec l'image de l'empreinte de référence est réalisée dans une carte à puce.
9. Dispositif biométrique de reconnaissance d'empreinte digitale, comportant des moyens de comparaison d'une image de l'empreinte à reconnaître avec une image d'une empreinte de référence, caractérisé en ce qu'il comporte :
- des moyens de détermination d'un centre invariant à partir des lignes reproduisant la structure de l'empreinte, sur l'image de l'empreinte à reconnaître, - des moyens de centrage de l'empreinte à reconnaître, en fonction du centre invariant précédemment déterminé.
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de détermination d'un centre invariant et de centrage sont appliqués à l'empreinte de référence.
11. Dispositif selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que les moyens de détermination du centre invariant de l'empreinte comportent : - des moyens de formation de blocs dans l'image de l'empreinte,
- des moyens de détermination d'une direction moyenne des lignes dans chaque bloc,
- des moyens de détermination d'une direction perpendiculaire pour chaque direction moyenne, - des moyens de formation d'une image d'accumulation à partir des directions perpendiculaires,
- des moyens de détermination du centre invariant à partir de l'image d'accumulation.
12. Dispositif selon la revendication 11 , caractérisé en ce que les moyens de détermination du centre invariant sont adaptés à le déterminer de sorte qu'il corresponde à une valeur maximale dans l'image d'accumulation.
13. Dispositif selon la revendication 11 , caractérisé en ce que les moyens de détermination du centre invariant sont adaptés à le déterminer de sorte qu'il corresponde à un barycentre des plus grandes valeurs dans l'image d'accumulation.
14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, caractérisé en ce que les moyens de comparaison de l'image de l'empreinte à reconnaître avec l'image de l'empreinte de référence comportent : - des moyens de première mise en correspondance de chacune des minuties de l'une des empreintes à reconnaître et de référence avec un nombre prédéterminé de minuties de l'autre des empreintes à reconnaître et de référence, - des moyens d'ajustement de position de l'empreinte à reconnaître par rapport à l'empreinte de référence, de manière à mettre en correspondance les minuties des deux empreintes.
15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que les moyens d'ajustement sont adaptés à effectuer la mise en correspondance des minuties des deux empreintes à partir des résultats de la première mise en correspondance.
16. Dispositif biométrique de reconnaissance d'empreinte digitale, selon l'une quelconque des revendications 9 à 15, caractérisé en ce qu'il comporte :
- un élément (4) de capture d'image de l'empreinte à reconnaître,
- un moyen de calcul (1 ) relié à l'élément de capture et adapté à déterminer un centre invariant pour l'empreinte à reconnaître, - un lecteur (2) de cartes à puce (3) relié au moyen de calcul, la carte à puce contenant le centre invariant de l'empreinte de référence et étant adaptée à recevoir le centre invariant de l'empreinte à reconnaître puis à réaliser la comparaison de l'image de l'empreinte à reconnaître avec l'image de l'empreinte de référence.
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