WO2006070099A2 - Procede d'identification d'un individu a partir de caracteristiques de l'individu, avec detection de fraude. - Google Patents

Procede d'identification d'un individu a partir de caracteristiques de l'individu, avec detection de fraude. Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a method of identifying an individual, with fraud detection, from characteristics detected on a body part thereof.
  • identification may have as its purpose the verification of the identity of the individual, the issuing of an authorization for access to a place, the issuing of an authorization to use a particular machine or a service particular.
  • a method for identifying an individual from characteristics of a first type detected on a body part of the individual comprising the steps of:
  • the fraudster To carry out a fraud, the fraudster must ensure that the characteristics of the first type and the characteristics of the second type do not on their own reveal the fraud and that the characteristics of the first type and the characteristics of the second type are affected. similarly by fraud so as to maintain consistency between them. The realization of such fraud will be relatively difficult so that checking the consistency between the characteristics of the first type and the characteristics of the second type will generally reveal the attempted fraud.
  • the characteristics of the first type are two-dimensional characteristics belonging to a first image captured by an acquisition camera and the characteristics of the second type are three-dimensional characteristics, and preferably the characteristics three-dimensional images come from a second image of the body part captured by the acquisition camera during a projection of a predetermined light pattern on the body part.
  • This mode of implementation is particularly simple and fraud detection does not require the use of large acquisition equipment.
  • the method according to the invention also makes it possible to maintain the speed of two-dimensional processing while having the security of the three-dimensional vis-à-vis the fraud.
  • the fraud detection method according to the invention is here implemented during the identification of an individual generally designated in 1 from a part of his body. , here his face 2.
  • the method according to the invention is implemented by means of a computer unit 3 containing a database 4 relating two-dimensional characteristics of individuals to their identity.
  • the two-dimensional features in question here consist of an image of the face of each individual.
  • the installation comprises an acquisition camera 6 and a projector 7 of a predetermined light pattern 8 on the face of the individual.
  • the light pattern 8 here consists of parallel lines. Another possible reason is for example a grid or any other predetermined pattern.
  • the luminous pattern 8 is determined so that when reflected by the face 2, it has deformations to deduce the relief of the face.
  • the light pattern 8 is here produced in a manner known per se by means of an infrared beam.
  • the method starts with the step of capturing an image 9 of the face 2 of the individual 1 by means of the acquisition camera 6. Immediately after this acquisition, the light pattern 8 is projected onto the face 2 of the user 1 and an image 10 of its face is captured by the acquisition camera 6. It is furthermore possible to use an infrared-sensitive camera and an infrared-sensitive camera to simultaneously acquire the images 9 and 10.
  • the images 9, 10 are transmitted to the computer unit 3 for processing.
  • the image 10 comprises three-dimensional characteristics that can be deduced from the deformations of the image of the light pattern 8 on the face 2 and can be exploited in a manner known per se by the computer unit 3 to form a three-dimensional model. (step 12).
  • a rendering is applied on this model for example by reflectance. In this rendering mode, the gray level of each model point is the cosine of the angle between the local normal at that point and the view axis.
  • a comparison 13 of the image 9 is then made with a two-dimensional representation of the three-dimensional model 11 to verify the coherence of the two-dimensional characteristics of the image 9 with the three-dimensional characteristics of the three-dimensional model 11.
  • the contours the face derives from the relief of the latter, which makes it possible to check the coherence between the two-dimensional image of the face and the three-dimensional model thereof.
  • This comparison can be carried out in a manner known per se by correlating the image 9 and the three-dimensional model 11 by a conventional portrait recognition technique by image processing, or by a feature extraction and comparison method using for example a principal component analysis (PCA) method ("eigenfaces" in the literature).
  • PCA principal component analysis
  • the technique used can be adapted to the comparison of the images 9 with the two-dimensional representation of the three-dimensional model 11, for example by learning from images and representations of the three-dimensional model corresponding to the images.
  • Result 14 of the comparison conditions the rest of the process.
  • the identification process is interrupted because the risk of fraud during the acquisition is important (step 15).
  • the identification is performed (step 18).
  • the identification is not carried out and a warning 19 is for example given to an operator.
  • the invention is not limited to the detection of frauds during the identification of the individual from his face but may also work for other parts of the body and for example for irises.
  • these can be obtained by stereoscopy using two cameras or by capturing successive images showing the face from different angles of view.
  • the characteristics of the first type and the characteristics of the second type may furthermore be detected or captured by means of acquisition of different types and are not necessarily two-dimensional and three-dimensional characteristics and may for example be visual characteristics in domains of different wavelengths.
  • Two-dimensional characteristics and three-dimensional characteristics can be expected to belong to three-dimensional image flows and model flows, the detection of fraud resulting from the search for a correspondence between the variation between two images and the variation. between two two-dimensional representations of three-dimensional models.

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Abstract

L'invention concerne un procédé d'identification d'un individu à partir de caractéristiques d'un premier type (9) détectées sur une partie de corps (2) de l'individu (1), le procédé de détection comprenant les étapes de : - détecter des caractéristiques d'un deuxième type (10) sur la même partie de corps de l'individu, - comparer (13) les caractéristiques du premier type et les caractéristiques du deuxième type pour vérifier une cohérence entre les caractéristiques du premier type et les caractéristiques du deuxième type, - en cas de cohérence, comparer (16) les caractéristiques du premier type détectées sur l'individu à des caractéristiques du premier type mémorisées (5).

Description

Procédéd'identificationd'un individu àpartirde caractéristiquesdel'individu,avecdétection defraude.
La présente invention concerne un procédé d'iden- tification d'un individu, avec détection de fraude, à partir de caractéristiques détectées sur une partie du corps de celui-ci. Une telle identification peut avoir comme finalité la vérification de l'identité de l'individu, la délivrance d'une autorisation d'accès à un lieu, la délivrance d'une autorisation d'usage d'une machine particulière ou d'un service particulier.
ARRIERE PLAN DE L'INVENTION
II existe des procédés d'identification au moyen d'une base de données mettant en correspondance des ca- ractéristiques bidimensionnelles d'individus et l'identité des individus correspondants. Ces procédés comprennent les étapes d'acquérir des caractéristiques bidimensionnelles du visage d'un individu, par exemple une représentation en deux dimensions de ce visage obtenue par une caméra d'acquisition, et de comparer ces caractéristiques bidimensionnelles aux caractéristiques bidimensionnelles mémorisées. Ce procédé d'identification est simple et relativement rapide. Toutefois, s'il n'y a pas de dispositif dédié contre la fraude ou un opérateur surveillant l'acquisition, il suffit de présenter une photographie du visage d'un individu autorisé devant la caméra d'acquisition pour tromper le procédé d'identification. La sécurité fournie par le système dépend donc de la difficulté à frauder l'acquisition. II est connu, notamment du document WO-A-
02/09024, un procédé d'identification à partir de caractéristiques tridimensionnelles mais les bases de données existantes contiennent pour la plupart des photographies en deux dimensions de sorte qu'un tel procédé d'identifi- cation est relativement difficile à mettre en œuvre. Par ailleurs il est connu du document WO-A-2004/ 072899, un procédé d'identification d'une personne comportant une étape préalable de détection de fraude lors de l'acquisition d'une image de la personne. L'étape de détection consiste à projeter des bandes lumineuses rec- tilignes sur le visage de la personne et à vérifier si à l'image ces bandes sont rectilignes ou ondulées. Les informations détectées lors de l'étape de détection et l'étape d'identification sont traitées isolément de sorte que l'étape de détection de fraude est rudimentaire et peut s'avérer faiblement efficace dans certains cas.
Il est également connu du document "Exclusion of photos and new segmentation algorithme for the automatic face récognition" (GEBHART A et al, Lecture Notes in Com- puter Science, Springer Verlag, New York, US, Vol.1206, mars 1997) deux procédés de détection de fraude lors de l'acquisition d'une image d'un visage en vue de son identification. Le premier procédé est basé sur le changement de la brillance du visage lorsqu'il est illuminé selon des angles différents. Il s'agit là d'une, comparaison entre elles de caractéristiques utilisées pour la détection de fraude. Le deuxième procédé consiste à prendre deux images du visage avec un éclairage venant de la droite puis de la gauche et à fondre ces images pour former une image combinée qui est utilisée pour l'opération d'identification, la base de données utilisées contenant des images combinées des personnes identifiées. Le procédé de ce document suppose d'avoir une base de données d'images combinées de sorte que les bases de données existantes sont inutilisables.
OBJET DE L'INVENTION
II serait donc intéressant de disposer d'un moyen pour limiter le risque d'une fraude lors de l'acquisition des caractéristiques utilisées pour l'identification. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION
A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un procédé d'identification d'un individu à partir de caractéristiques d'un premier type détectées sur une partie de corps de l'individu, le procédé de détection comprenant les étapes de :
- détecter des caractéristiques d'un deuxième type sur la même partie de corps de l'individu,
- comparer les caractéristiques du premier type et les caractéristiques du deuxième type pour vérifier une cohérence entre les caractéristiques du premier type et les caractéristiques du deuxième type,
- en cas de cohérence, comparer les caractéristiques du premier type détectées sur l'individu à des ca- ractéristiques du premier type mémorisées.
Pour réaliser une fraude, le fraudeur devra faire en sorte que les caractéristiques du premier type et les caractéristiques du deuxième type ne permettent pas à elles seules de révéler la fraude et que les caractéristi- ques du premier type et les caractéristiques du deuxième type soient affectées de façon similaire par la fraude de manière à conserver une cohérence entre elles. La réalisation d'une telle fraude sera relativement difficile de sorte que la vérification de la cohérence entre les ca- ractéristiques du premier type et les caractéristiques du deuxième type permettra généralement de révéler la tentative de fraude.
Selon un mode de mise en œuvre particulier, les caractéristiques du premier type sont des caractéristi- ques bidimensionnelles appartenant à une première image capturée par une caméra d'acquisition et les caractéristiques du deuxième type sont des caractéristiques tridimensionnelles, et, de préférence, les caractéristiques tridimensionnelles sont issues d'une deuxième image de la partie de corps capturée par la caméra d'acquisition lors d'une projection d'un motif lumineux prédéterminé sur la partie de corps.
Ce mode de mise en œuvre est particulièrement simple et la détection de fraude ne nécessite pas l'uti- lisation d'un matériel d'acquisition important. Le procédé selon 1 ' invention permet en outre de conserver la rapidité du traitement bidimensionnel tout en ayant la sécurité du tridimensionnel vis-à-vis de la fraude.
D'autres caractéristiques et avantages de 1 ' in- vention ressortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode de mise en œuvre particulier non limitatif de 1 ' invention.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
II sera fait référence à la figure unique annexée représentant schématiquement la mise en œuvre du procédé conforme à l'invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence à la figure, le procédé de détection de fraude conforme à 1 ' invention est ici mis en œuvre lors de l'identification d'un individu généralement désigné en 1 à partir d'une partie de son corps, ici son visage 2.
Le procédé conforme à 1 ' invention est mis en œuvre au moyen d'une unité informatique 3 contenant une base de données 4 mettant en relation des caractéristiques bidimensionnelles 5 d'individus avec leur identité. Les caractéristiques bidimensionnelles 5 en question sont ici constituées d'une image du visage de chaque individu.
L'installation comprend une caméra d'acquisition 6 et un projecteur 7 d'un motif lumineux 8 prédéterminé sur le visage de l'individu. Le motif lumineux 8 est ici constitué de lignes parallèles. Un autre motif possible est par exemple une grille ou tout autre motif prédéterminé. Le motif lumineux 8 est déterminé pour qu'une fois reflété par le visage 2, il présente des déformations permettant de déduire le relief du visage. Le motif lumineux 8 est ici réalisé de façon connue en soi au moyen d'un faisceau infrarouge.
Le procédé débute par 1 'étape de capturer une image 9 du visage 2 de l'individu 1 au moyen de la caméra d'acquisition 6. Immédiatement après cette acquisition, le motif lumineux 8 est projeté sur le visage 2 de l'utilisateur 1 et une image 10 de son visage est capturée par la caméra d'acquisition 6. Il est en outre possible d'utiliser une caméra insensible à l'infrarouge et une caméra sensible à l'infrarouge pour acquérir simultanément les images 9 et 10.
Les images 9, 10 sont transmises à l'unité informatique 3 pour y être traitées. L'image 10 comporte des caractéristiques tridimensionnelles qui peuvent être déduites des déformations de l'image du motif lumineux 8 sur le visage 2 et être exploitées de façon connue en elle-même par l'unité informatique 3 pour former un modèle en trois dimensions 11 (étape 12) . Un rendu est appliqué sur ce modèle par exemple par réflectance. Dans ce mode de rendu, le niveau de gris de chaque point du modèle est le cosinus de l'angle entre la normale locale à ce point et l'axe de vue.
Il est ensuite procédé à une comparaison 13 de l'image 9 avec une représentation en deux dimensions du modèle en trois dimensions 11 pour vérifier la cohérence des caractéristiques bidimensionnelles de l'image 9 avec les caractéristiques tridimensionnelles du modèle en trois dimensions 11. Les contours du visage dérivent du relief de celui-ci, ce qui permet de vérifier la cohérence entre 1 ' image en deux dimensions du visage et le modèle en trois dimensions de celui-ci. Cette comparaison peut être réalisée de façon connue en elle-même par corrélation de l'image 9 et du modèle en trois dimensions 11 par une technique classique de reconnaissance de portrait par traitement d'image, ou par un procédé d'extraction de caractéristiques et de comparaison utilisant par exemple une méthode d'analyse en composante principale (ACP) ( "eigenfaces" dans la littérature) . La technique utilisée peut être adaptée à la comparaison des images 9 avec la représentation en deux dimensions du modèle trois dimensions 11 par exemple par apprentissage à partir d'images et de représentations du modèle trois dimensions correspondant aux images. Le résultat 14 de la comparaison conditionne la suite du procédé.
Si les caractéristiques bidimensionnelles de l'image 9 s'avèrent incohérentes avec les caractéristiques tridimensionnelles du modèle 11, le procédé d'iden- tification est interrompu car le risque d'une fraude lors de l'acquisition est important (étape 15) .
Si les caractéristiques bidimensionnelles de l'image 9 sont cohérentes avec les caractéristiques tridimensionnelles du modèle 11, il est procédé à une compa- raison 16 des caractéristiques bidimensionnelles de
1 ' image 9 avec celles 5 contenues dans la base de données 4 pour tenter l'identification 17 de l'individu 1.
Si les caractéristiques bidimensionnelles 5 identiques ou présentant une similitude supérieure à un seuil prédéterminé avec les caractéristiques tridimensionnelles de l'image 9 sont détectées, l'identification est réalisée (étape 18) .
En revanche, si les caractéristiques bidimensionnelles de l'image 9 ne correspondent pas aux caractéris- tiques bidimensionnelles 5 mémorisées, l'identification n'est pas réalisée et un avertissement 19 est par exemple dispensé à un opérateur.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des va- riantes de réalisation sans sortir du cadre de 1 ' inven- tion tel que défini par les revendications.
En particulier, l'invention n'est pas limitée à la détection de fraudes lors de l'identification de l'individu à partir de son visage mais peut également fonc- tionner pour d'autres parties du corps et par exemple pour les iris.
En outre, dans le cas de caractéristiques bidi- mensionnelles, celles-ci peuvent être obtenues par sté- réoscopie en utilisant deux caméras ou par la capture d'images successives montrant le visage sous différents angles de vues.
Les caractéristiques du premier type et les caractéristiques du deuxième type peuvent en outre être détectées ou capturées par des moyens d'acquisition de ty- pes différents et ne sont pas forcément des caractéristiques bidimensionnelles et tridimensionnelles et peuvent par exemple être des caractéristiques visuelles dans des domaines de longueurs d'ondes différents.
On peut prévoir que les caractéristiques bidimen- sionnelles et les caractéristiques tridimensionnelles appartiennent à des flux d'images et des flux de modèles trois dimensions, la détection de la fraude résultant de la recherche d'une correspondance entre la variation entre deux images et la variation entre deux représenta- tions en deux dimensions des modèles trois dimensions.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé d'identification d'un individu à partir de caractéristiques d'un premier type (9) détectées sur une partie de corps (2) de l'individu (1), caractérisé en ce que le procédé de détection comprend les étapes de :
- détecter des caractéristiques d'un deuxième type (10) sur la même partie de corps de l'individu, - comparer (13) les caractéristiques du premier type et les caractéristiques du deuxième type pour vérifier une cohérence entre les caractéristiques du premier type et les caractéristiques du deuxième type,
- en cas de cohérence, comparer (16) les caracté- ristiques du premier type détectées sur 1 ' individu à des caractéristiques du premier type mémorisées (5) .
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les caractéristiques du premier type sont des caractéristiques bidimensionnelles appartenant à une pre- mière image (9) capturée par une caméra d'acquisition (6) et les caractéristiques du deuxième type sont des caractéristiques tridimensionnelles (10) .
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les caractéristiques tridimensionnelles sont issues d'une deuxième image de la partie de corps capturée par la caméra d'acquisition (6) lors d'une projection d'un motif lumineux prédéterminé (8) sur la partie de corps (2) .
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape de regrouper les caractéristiques tridimensionnelles dans un modèle à trois dimensions (11) , la comparaison étant réalisée entre la première image (9) et une représentation en deux dimensions du modèle à trois dimensions ainsi obtenu (11) .
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