WO2014177637A1 - Procédé d'identification/authentification d'une personne par son réseau veineux - Google Patents

Procédé d'identification/authentification d'une personne par son réseau veineux Download PDF

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WO2014177637A1
WO2014177637A1 PCT/EP2014/058872 EP2014058872W WO2014177637A1 WO 2014177637 A1 WO2014177637 A1 WO 2014177637A1 EP 2014058872 W EP2014058872 W EP 2014058872W WO 2014177637 A1 WO2014177637 A1 WO 2014177637A1
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venous network
band
class
venous
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William Ketchantang
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Original Assignee
Morpho SA
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    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
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    • G06V40/14—Vascular patterns

Definitions

  • the present invention relates to a method for authenticating / identifying a venous network in a database, as well as an authentication / identification system for a venous network adapted to implement such an authentication / identification method. .
  • a method of identifying / authenticating a person by analyzing the venous network of a finger is known which is implemented by an identification / authentication system.
  • the identification / authentication method comprises a step of illumination of the finger by a near-infrared beam (700 and 900 nm), a step of capturing an image of the venous network of the finger thus illuminated with the aid of a camera infrared.
  • the identification process is then continued by a step of comparing the image of the venous network thus obtained with images of reference venous networks of a database and by a decision-making step. concerning the authenticity / identity of the person from the result of the comparison step.
  • the database may have a large number of images of reference venous networks, and the comparison and decision time may be relatively long, causing inconvenience to the person on standby.
  • An object of the present invention is to provide a method of authentication / identification of a venous network that allows faster processing during the authentication / identification of a person.
  • an identification / authentication system comprising a capture device provided for capturing an image of a venous network of a finger of said person, a processing unit and a database containing images of reference vein networks partitioned in class according to topological characteristics and for each class, a set of reference topological characteristics, the method comprising:
  • a distance step during which the processing unit calculates, for each class, a distance between the set thus extracted and the set of topological reference characteristics of said class
  • a classification step during which the treatment unit assigns the image of the venous network to the class corresponding to the smallest distance
  • a comparison step during which the treatment unit compares the image of the venous network with each reference venous network image of the class to which the image of the venous network is thus affected
  • a decision-making step during which the processing unit makes a decision concerning the authenticity / identity of the person from the result of the comparison step.
  • the identification / authentication method comprises, between the first extraction step and the distance step, a second extraction step during which the processing unit extracts a set of at least one topological characteristic. relative to each pair of bands and concatenates this set with the set obtained during the first extraction step into a new set thus extracted.
  • the identification / authentication method comprises, between the transmission step and the centering step, a pretreatment step during which the image of the captured venous network is purified.
  • the topological characteristics are among the following topological characteristics:
  • the geometric center of the image of the venous network in the band the geometrical dispersion of the image of the venous network in the band, the histogram of orientation of the branches of the image of the venous network in the band,
  • the invention also proposes a system for identifying / authenticating a person by the venous network of a finger, the system being intended to implement the identification / authentication method according to one of the preceding variants and comprising:
  • a capture device provided for capturing an image of the venous network
  • transmission means provided for transmitting the image of the venous network thus captured to the treatment unit
  • the processing unit comprising:
  • centering means provided for centering the image of the venous network with respect to the viewing window
  • cutting means provided for cutting the image of the venous network into at least two strips parallel to the axis of the finger
  • first extraction means provided for extracting a set of at least one topological characteristic of each band
  • distance means provided for calculating, for each class of the database, a distance between the set extracted by the extraction means and the set of topological reference characteristics of said class,
  • classification means provided for assigning the image of the venous network to the class corresponding to the smallest distance
  • comparison means provided for comparing the image of the venous network with each reference venous network image of the class to which the image of the venous network is affected by the classification means, and
  • decision-making means provided for making a decision about the authenticity / identity of the person from the comparison made by the means of comparison.
  • the processing unit comprises second extraction means provided for extracting a set of at least one characteristic topological relative to each pair of bands and to concatenate this set with the set obtained by the first extraction means in a new extracted set.
  • the treatment unit comprises pretreatment means for purifying the image of the captured venous network.
  • FIG. 1 represents an authentication / identification system according to the invention
  • FIG. 2 represents an image of a venous network
  • FIG. 3 represents an algorithm of an authentication / identification method according to the invention.
  • Fig. 1 shows an authentication / identification system 100 implemented as part of a venous network 150 of a finger 152 of a person.
  • the authentication / identification system 100 includes a capture device 102, 104 for capturing an image of the venous network 150, a processing unit 108, and a database 106 in connection with the processing unit 108.
  • the database 106 contains the images of the venous reference networks, that is to say the images of the venous networks which are considered as belonging to authorized persons.
  • the capture device 102, 104 here comprises a near-infrared illumination source 102 (700 and 900 nm) and an infrared camera 104.
  • the typical wavelength is 850 nm, but any wavelength between 700 and 950 nm appropriate.
  • the acquisition of the image of the venous network 150 is effected by lighting the finger 152 by the side, but other embodiments can be envisaged, for example by reflection of light on the finger or by transmission, thanks to the installation of a lighting placed below or above the finger 152.
  • the objective of the infrared camera 104 faces the light source 102.
  • the finger 152 When the finger 152 is placed, it is positioned between the light source 102 and the infrared camera 104.
  • the light source 102 illuminates the side of the finger 152.
  • the infrared light is then diffused by the subcutaneous tissues and absorbed by the deoxygenated hemoglobin, which allows to visualize the venous network 150 which is a few millimeters from the palm of the finger 152.
  • the image of the venous network 150 thus captured is transmitted to the treatment unit 108.
  • Fig. 2 shows a viewing window 200 on which appears the image 202 of the venous network 150 thus transmitted to the treatment unit 108, and hereinafter referred to as "image of the venous network 202".
  • the image of the venous network 202 is centered with respect to the viewing window 200, and is then cut into at least two strips 204a-d (here there are 4 strips) parallel to the axis of the finger 152.
  • each band 204a-d is extracted at least one characteristic of the image of the venous network 202, in particular a characteristic relating to the topology of the image of the venous network 202 in said band 204a-d. This characteristic is hereafter called "topological characteristic”.
  • From each pair of strips 204a-d can also be extracted at least one feature relating to the topology of the image of the venous network 202 between the two strips 204a-d of said pair.
  • This characteristic is also referred to hereafter as "topological characteristic”.
  • the topological characteristics are of different types, for example:
  • the geometric center of the image of the venous network 202 in the band 204a-d which can be expressed by the center of gravity of the pixels representing the venous network 150 in the band 204a-d,
  • the database 106 is partitioned into several classes (in English "data clustering"), the reference images of each class sharing common topological characteristics between them.
  • each image of the reference venous network of database 106 undergoes the same processing which consists in:
  • each band 204a-d extracting from each band 204a-d at least one topological characteristic of the image of the reference venous network in said band 204a-d, and optionally
  • the number of classes is determined, for example, using a Meloid type K partitioning method, where the value K is obtained by learning, on the basis of data 106.
  • the topological characteristics serve as a basis for the partitioning method, depending on the properties. of the desired partitioning it is possible to take a single topological characteristic, all the topological characteristics or some of them.
  • the number of classes must be sufficient to significantly reduce the response time in the case of authentication / identification of a person.
  • the intra-class variance must be minimized so that the reference images of the class are very close, and maximize the inter-class variance so that the reference images of the two classes are very far apart.
  • another reference image Ii is considered to belong to the class of the reference image I 0 , if the distance between the reference image I 0 and the image of reference Ii is less than a minimum distance.
  • the distance between the reference image I 0 and the reference image Ii is d (Io, Ii), and is equal to the sum, on each topological characteristic of type i, of the normalized distances between the topological characteristic of type i 'C °' of the reference image I 0 and the corresponding type i 'C)' topological characteristic of the reference image Ii, i.e.
  • the distance is preferably the Li standard.
  • the distance is preferably the norm L 2 .
  • the distance is preferably the Battacharya distance.
  • each topological characteristic of type i of reference is determined.
  • each topological characteristic of reference type i for example: - each reference type i topological characteristic may be equal to the type i average topological characteristic of a class consisting of the topological characteristics of the reference images of that class, or
  • the database 106 thus contains for each class, the set consisting of reference topological characteristics.
  • Fig. 3 shows an algorithm of an authentication / identification method 300 of a person implemented by the authentication / identification system 100.
  • the authentication / identification method 300 comprises:
  • a capture step 302 during which the infrared camera 104 captures an image of the venous network 150 illuminated by the illumination source 102
  • a transmission step 304 during which the infrared camera 104 transmits the image of the venous network 202 thus captured to the processing unit 108
  • a centering step 306 during which the processing unit 108 centers the image of the venous network 202 relative to the viewing window 200
  • a cutting step 308 during which the processing unit 108 cuts the image of the venous network 202 thus centered in at least two bands 204a-d (here there is at 4 bands) parallel to the axis of the finger 152
  • a first extraction step 310 during which the processing unit 108 extracts a set of at least one topological characteristic of each band 204a-d
  • a similarity step also called distance step, 312 during which the processing unit 108 calculates, for each class of the database 106, a distance between the set thus extracted and the set of topological characteristics of reference of that class,
  • a classification step 314 during which the processing unit 108 assigns the image of the venous network 202 to the class corresponding to the smallest distance
  • a comparison step 316 during which the treatment unit 108 compares the image of the venous network 202 to each reference venous network image of the class to which the image of the venous network 202 is thus affected, and a decision-making step 318 during which the processing unit 108 makes a decision about the authenticity / identity of the person from the result of the comparison step 316.
  • the comparison step is performed on a class with a reduced number of reference venous network images, which makes it possible to obtain authentication / identification more quickly.
  • the centering of the image of the venous network 150 and the centering of the venous reference network images are carried out on the basis of the same viewing window 200.
  • the width of the bands is identical for the image of the venous network.
  • the centering step 306 preferably consists in determining the contour of the finger 152 on the captured image and in centering the position of the image of the venous network 202 on the viewing window 200 by centering the contour of the finger 152 with respect to the viewing window 200. It is possible to use, for example, the Canny Derriche contour detector which for example describes in the link http://en.wikipedia.org/wiki/Canny_edge_detector.
  • the computation is performed on two sets of topological features that are based on the same topological characteristics. For example, if the set of topological reference features includes the surface area of the venous network image and the geometric center of the venous network image, then the extracted set also includes the surface area of the venous network image. and the geometric center of the image of the venous network.
  • the processing unit 108 extracts a set of at least one topological characteristic relating to each pair of bands 204a-d and concatenates this set with the set obtained during the first extraction step 310 into a new assembly thus extracted.
  • the method 300 includes a pretreatment step 305 between the transmitting step 304 and the centering step 306.
  • the pretreatment step 305 is to purify the image of the venous network 202 captured, for example by connecting on the image of the venous network 202, the branches which are in the extension of one another but are disjoint, or by erasing on the image of the venous network 202, the branches who are from too small, for example it is wise to delete branches that are less than 10 pixels long.
  • the authentication / identification system 100 comprises:
  • capture means 102, 104 provided for capturing an image of the venous network 150
  • transmission means provided for transmitting the image of the venous network 202 thus captured to the processing unit 108,
  • centering means provided for centering the image of the venous network 202 relative to the viewing window 200
  • cutting means provided for cutting the image of the venous network 202 into at least two strips 204a-d parallel to the axis of the finger 152,
  • first extraction means provided for extracting a set of at least one topological characteristic of each band 204a-d
  • similarity means also called distance means, intended to calculate, for each class of the database 106, a distance between the set extracted by the extraction means and the set of reference topological characteristics of said class ,
  • classification means provided for affecting the image of the venous network 202 to the class corresponding to the smallest distance
  • comparison means provided for comparing the image of the venous network 202 to each reference venous network image of the class in which the image of the venous network 202 is affected by the classification means, and
  • decision-making means provided for making a decision about the authenticity / identity of the person from the comparison made by the means of comparison.
  • the authentication / identification system 100 comprises second extraction means provided for extracting a set of minus one topological characteristic relative to each pair of bands 204a-d and to concatenate this set with the set obtained by the first extraction means into a new extracted set.
  • the authentication / identification system 100 comprises pretreatment means making it possible to purify the image of the captured venous network 202. , by connecting on the image of the venous network 202, the branches which are in the extension of one another but are disjoint, and / or by erasing on the image of the venous network 202, the branches which are too many small dimensions.
  • the capture means are the lighting source 102 and the infrared camera
  • the transmission means are integrated with the infrared camera 104.
  • the centering means, the cutting means, the first extraction means, the distance means, the classification means, the comparison means, the decision-making means, the second extraction means and the pre-processing means are elements of the processing unit 108.

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Abstract

L'invention concerne un procédé d'identification d'une personne par un système d'identification comportant un dispositif de capture d'une image d'un réseau veineux d'un doigt, une unité de traitement et une base de données contenant des images de réseaux veineux de référence partitionnées en classe selon des caractéristiques topologiques et pour chaque classe, un ensemble de caractéristiques topologiques de référence, le procédé comportant: - une étape de capture d'une image du réseau veineux, - une étape de transmission de l'image du réseau veineux (202) ainsi capturée à l'unité de traitement, - une étape de centrage de l'image du réseau veineux (202) par rapport à une fenêtre de visualisation (200), - une étape de découpage de l'image du réseau veineux (202) en au moins deux bandes (204a-d) parallèles à l'axe du doigt, - une étape d'extraction d'un ensemble de caractéristiques topologiques de chaque bande (204a-d), - une étape de distance au cours de laquelle une distance entre l'ensemble ainsi extrait et l'ensemble des caractéristiques topologiques de référence de ladite classe est calculée, pour chaque classe, - une étape de classification de l'image du réseau veineux (202) dans la classe correspondant à la distance la plus petite, - une étape de comparaison de l'image du réseau veineux (202) à chaque image de réseau veineux de référence de la classe, et - une étape de prise de décision concernant l'authenticité de la personne à partir du résultat de l'étape de comparaison.

Description

Procédé d'identification/authentification d'une personne par son réseau veineux
La présente invention concerne un procédé d'authentification/identification d'un réseau veineux dans une base de données, ainsi qu'un système d'authentification/identification d'un réseau veineux adapté à mettre en œuvre un tel procédé d'authentification/identification.
Elle trouve application dans le domaine de la reconnaissance biométrique et en particulier dans le domaine de l'identification par analyse du réseau veineux d'un doigt.
On connaît un procédé d'identification/authentification d'une personne par analyse du réseau veineux d'un doigt qui est mis en œuvre par un système d'identification/authentification. Le procédé d'identification/authentification comporte une étape d'illumination du doigt par un faisceau proche infrarouge (700 et 900 nm), une étape de capture d'une image du réseau veineux du doigt ainsi éclairé à l'aide d'une caméra infrarouge. Le procédé d'identification se poursuit alors par une étape de comparaison de l'image du réseau veineux ainsi obtenue avec des images de réseaux veineux de référence d'une base de données et par une étape de prise de décision concernant l'authenticité/identité de la personne à partir du résultat de l'étape de comparaison.
Même si un tel procédé donne de bons résultats, il a ses limites. En particulier, la base de données peut présenter un grand nombre d'images de réseaux veineux de référence, et le temps de comparaison et de décision peut être alors relativement long, ce qui entraîne un désagrément pour la personne en attente.
Un objet de la présente invention est de proposer un procédé d'authentification/identification d'un réseau veineux qui permet un traitement plus rapide lors de l'authentification/identification d'une personne.
A cet effet, est proposé un procédé un procédé d'identification/authentification d'une personne par un système d'identification/authentification comportant un dispositif de capture prévu pour capturer une image d'un réseau veineux d'un doigt de ladite personne, une unité de traitement et une base de données contenant des images de réseaux veineux de référence partitionnées en classe selon des caractéristiques topologiques et pour chaque classe, un ensemble de caractéristiques topo logiques de référence, le procédé comportant:
- une étape de capture au cours de laquelle le dispositif de capture capture une image du réseau veineux,
- une étape de transmission au cours de laquelle le dispositif de capture transmet l'image du réseau veineux ainsi capturée à l'unité de traitement,
- une étape de centrage au cours de laquelle l'unité de traitement centre l'image du réseau veineux par rapport à une fenêtre de visualisation,
- une étape de découpage au cours de laquelle l'unité de traitement découpe l'image du réseau veineux ainsi centrée en au moins deux bandes parallèles à l'axe du doigt,
- une première étape d'extraction au cours de laquelle l'unité de traitement extrait un ensemble d'au moins une caractéristique topologique de chaque bande,
- une étape de distance au cours de laquelle l'unité de traitement calcule, pour chaque classe, une distance entre l'ensemble ainsi extrait et l'ensemble des caractéristiques topologiques de référence de ladite classe,
- une étape de classification au cours de laquelle l'unité de traitement affecte l'image du réseau veineux à la classe correspondant à la distance la plus petite, - une étape de comparaison au cours de laquelle l'unité de traitement compare l'image du réseau veineux à chaque image de réseau veineux de référence de la classe à laquelle l'image du réseau veineux est ainsi affectée, et
- une étape de prise de décision au cours de laquelle l'unité de traitement prend une décision concernant l'authenticité/identité de la personne à partir du résultat de l'étape de comparaison.
Avantageusement, le procédé d'identification/authentification comporte, entre la première étape d'extraction et l'étape de distance, une deuxième étape d'extraction au cours de laquelle l'unité de traitement extrait un ensemble d'au moins une caractéristique topologique relative à chaque paire de bandes et concatène cet ensemble avec l'ensemble obtenu au cours de la première étape d'extraction en un nouvel ensemble ainsi extrait.
Avantageusement, le procédé d'identification/authentification comporte, entre l'étape de transmission et l'étape de centrage, une étape de prétraitement au cours de laquelle l'image du réseau veineux capturée est épurée.
Avantageusement, les caractéristiques topologiques sont parmi les caractéristiques topologiques suivantes:
pour chaque bande:
la surface de l'image du réseau veineux dans la bande,
le centre géométrique de l'image du réseau veineux dans la bande, la dispersion géométrique de l'image du réseau veineux dans la bande, l'histogramme d'orientation des branches de l'image du réseau veineux dans la bande,
le nombre de bifurcations des branches de l'image du réseau veineux dans la bande,
le centre géométrique des bifurcations dans la bande,
la dispersion géométrique des bifurcations dans la bande,
pour chaque paire de bandes:
la distance entre la surface de l'image du réseau veineux de la première bande de ladite paire, et la surface de l'image du réseau veineux de la deuxième bande de ladite paire,
la distance entre le centre géométrique de l'image du réseau veineux de la première bande de ladite paire et le centre géométrique de l'image du réseau veineux de la deuxième bande de ladite paire, la distance entre l'histogramme d'orientation des branches de l'image du réseau veineux de la première bande de ladite paire, et l'histogramme d'orientation des branches de l'image du réseau veineux de la deuxième bande de ladite paire.
L'invention propose également un système d'identification/authentification d'une personne par le réseau veineux d'un doigt, le système étant destiné à mettre en œuvre le procédé d'identification/authentification selon l'une des variantes précédentes et comportant:
- un dispositif de capture prévu pour capturer une image du réseau veineux,
- une unité de traitement,
- une base de données contenant des images de réseaux veineux de référence partitionnées en classe selon des caractéristiques topologiques et pour chaque classe, un ensemble de caractéristiques topologiques de référence,
- des moyens de transmission prévus pour transmettre l'image du réseau veineux ainsi capturée à l'unité de traitement,
l'unité de traitement comportant:
des moyens de centrage prévus pour centrer l'image du réseau veineux par rapport à la fenêtre de visualisation,
des moyens de découpage prévus pour découper l'image du réseau veineux en au moins deux bandes parallèles à l'axe du doigt,
des premiers moyens d'extraction prévus pour extraire un ensemble d'au moins une caractéristique topologique de chaque bande,
des moyens de distance prévus pour calculer, pour chaque classe de la base de données, une distance entre l'ensemble extrait par les moyens d'extraction et l'ensemble des caractéristiques topologiques de référence de ladite classe,
des moyens de classification prévus pour affecter l'image du réseau veineux à la classe correspondant à la distance la plus petite,
des moyens de comparaison prévus pour comparer l'image du réseau veineux à chaque image de réseau veineux de référence de la classe à laquelle l'image du réseau veineux est affectée par les moyens de classification, et
des moyens de prise de décision prévus pour prendre une décision concernant l'authenticité/identité de la personne à partir de la comparaison effectuée par les moyens de comparaison.
Avantageusement, l'unité de traitement comporte des deuxièmes moyens d'extraction prévus pour extraire un ensemble d'au moins une caractéristique topologique relative à chaque paire de bandes et pour concaténer cet ensemble avec l'ensemble obtenu par les premiers moyens d'extraction en un nouvel ensemble extrait.
Avantageusement, l'unité de traitement comporte des moyens de prétraitement permettant d'épurer l'image du réseau veineux capturée.
Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels :
la Fig. 1 représente un système d'authentification/identification selon l'invention, la Fig. 2 représente une image d'un réseau veineux, et
la Fig. 3 représente un algorithme d'un procédé d'authentification/identification selon l'invention.
La Fig. 1 montre un système d'authentification/identification 100 mis en œuvre dans le cadre d'un réseau veineux 150 d'un doigt 152 d'une personne.
Le système d'authentification/identification 100 comporte un dispositif de capture 102, 104 destiné à capturer une image du réseau veineux 150, une unité de traitement 108, et une base de données 106 en liaison avec l'unité de traitement 108.
La base de données 106 contient les images des réseaux veineux de référence, c'est-à-dire les images des réseaux veineux qui sont considérés comme appartenant à des personnes autorisées.
Le dispositif de capture 102, 104 comporte ici une source d'éclairage proche infrarouge 102 (700 et 900 nm) et une caméra infrarouge 104. La longueur d'onde typique est 850 nm, mais toute longueur d'onde entre 700 et 950 nm convient.
Dans le mode de réalisation de l'invention présenté ici, l'acquisition de l'image du réseau veineux 150 s'effectue par éclairage du doigt 152 par le côté, mais d'autres modes de réalisation sont envisageables comme par exemple par réflexion de lumière sur le doigt ou par transmission, grâce à la mise en place d'un éclairage placé au- dessous ou au-dessus du doigt 152.
Dans le mode de réalisation de la Fig. 1, l'objectif de la caméra infrarouge 104 fait face à la source d'éclairage 102. Lorsque le doigt 152 est placé, il vient se positionner entre la source d'éclairage 102 et la caméra infrarouge 104. La source d'éclairage 102 éclaire le côté du doigt 152. La lumière infrarouge est alors diffusée par les tissus sous cutanés et absorbée par l'hémoglobine désoxygéné, ce qui permet de visualiser le réseau veineux 150 qui se trouve à quelques millimètres de la paume du doigt 152.
L'image du réseau veineux 150 ainsi capturée est transmise à l'unité de traitement 108.
La Fig. 2 montre une fenêtre de visualisation 200 sur laquelle apparaît l'image 202 du réseau veineux 150 ainsi transmise à l'unité de traitement 108, et appelée par la suite "image du réseau veineux 202".
L'image du réseau veineux 202 est centrée par rapport à la fenêtre de visualisation 200, et elle est ensuite découpée en au moins deux bandes 204a-d (ici il y a 4 bandes) parallèles à l'axe du doigt 152.
De chaque bande 204a-d est extraite au moins une caractéristique de l'image du réseau veineux 202, en particulier une caractéristique relative à la topologie de l'image du réseau veineux 202 dans ladite bande 204a-d. Cette caractéristique est appelée par la suite "caractéristique topologique".
De chaque paire de bandes 204a-d peut être également extraite au moins une caractéristique relative à la topologie de l'image du réseau veineux 202 entre les deux bandes 204a-d de ladite paire. Cette caractéristique est également appelée par la suite "caractéristique topologique".
Les caractéristiques topologiques sont de différents types comme par exemple:
- pour chaque bande 204a-d:
o la surface de l'image du réseau veineux 202 dans la bande 204a-d, ce qui peut se traduire par le nombre de pixels représentant le réseau veineux 150 dans la bande 204a-d,
o le centre géométrique de l'image du réseau veineux 202 dans la bande 204a-d, ce qui peut se traduire par le barycentre des pixels représentant le réseau veineux 150 dans la bande 204a-d,
o la dispersion géométrique de l'image du réseau veineux 202 dans la bande 204a-d, ce qui peut se traduire par l'écart type des pixels représentant le réseau veineux 150 dans la bande 204a-d par rapport au centre géométrique de l'image du réseau veineux 202,
o l'histogramme d'orientation des branches de l'image du réseau veineux 202 dans la bande 204a-d,
o le nombre de bifurcations des branches de l'image du réseau veineux 202 dans la bande 204a-d, o le centre géométrique des bifurcations dans la bande 204a-d, ce qui peut se traduire par le barycentre des bifurcations dans la bande 204a-d,
o la dispersion géométrique des bifurcations dans la bande 204a-d, ce qui peut se traduire par l'écart type des bifurcations dans la bande 204a-d par rapport au centre géométrique des bifurcations,
- pour chaque paire de bandes 204a-d:
o la distance entre la surface de l'image du réseau veineux 202 de la première bande 204a-d de ladite paire, et la surface de l'image du réseau veineux 202 de la deuxième bande 204a-d de ladite paire,
o la distance entre le centre géométrique de l'image du réseau veineux 202 de la première bande 204a-d de ladite paire et le centre géométrique de l'image du réseau veineux 202 de la deuxième bande 204a-d de ladite paire,
o la distance entre l'histogramme d'orientation des branches de l'image du réseau veineux 202 de la première bande 204a-d de ladite paire, et l'histogramme d'orientation des branches de l'image du réseau veineux 202 de la deuxième bande 204a-d de ladite paire.
La base de données 106 est partitionnée en plusieurs classes (en Anglais "data clustering"), les images de référence de chaque classe partageant entre elles des caractéristiques topologiques communes.
Pour réaliser le partitionnement de la base de données 106, chaque image du réseau veineux de référence de la base de données 106 subit le même traitement qui consiste à:
- centrer l'image du réseau veineux de référence par rapport à la fenêtre de visualisation 200,
- découper l'image du réseau veineux de référence ainsi centrée en au moins deux bandes 204a-d parallèles à l'axe du doigt 152,
- extraire de chaque bande 204a-d au moins une caractéristique topologique de l'image du réseau veineux de référence dans ladite bande 204a-d, et éventuellement
- extraire au moins une caractéristique topologique de l'image du réseau veineux de référence entre deux bandes 204a-d.
Le nombre de classes est déterminé par exemple en utilisant une méthode de partitionnement du type K Meloïdes, où la valeur K est obtenue par apprentissage, sur la base de données 106. Les caractéristiques topologiques servent de base à la méthode de partitionnement, selon les propriétés du partitionnement souhaité, il est possible de prendre une seule caractéristique topologique, toutes les caractéristiques topologiques ou certaines d'entre elles.
Une telle méthode est décrite dans le document de L. Kaufman et P. Rousseeuw, sous le titre "Clustering by Means of Medoids" aux éditions Fac, Univ. (1987).
Comme cela est explicité ci-dessous, le nombre de classes doit être suffisant pour réduire signifïcativement le temps de réponse dans le cas de l'authentification/identification d'une personne.
Pour obtenir un bon partitionnement, il convient de minimiser la variance intra- classe afin que les images de référence de ladite classe soient très proches, et maximiser la variance inter-classe afin que les images de référence des deux classes soient très éloignées.
Ainsi à partir d'une image de référence I0, une autre image de référence Ii est considérée comme appartenant à la classe de l'image de référence I0, si la distance entre l'image de référence I0 et l'image de référence Ii est inférieure à une distance minimale.
La distance entre l'image de référence I0 et l'image de référence Ii se note d(Io, Ii), et est égale à la somme, sur chaque caractéristique topologique de type i, des distances normalisées entre la caractéristique topologique de type i ' C° ' de l'image de référence I0 et la caractéristique topologique de type i ' C) ' correspondante de l'image de référence Ii, c'est-à-dire que:
d{!M =∑d( , C)) .
i
Dans le cas de la surface de l'image du réseau veineux 202, la distance est de préférence la norme Li .
Dans le cas du centre géométrique de l'image du réseau veineux 202, de la dispersion géométrique de l'image du réseau veineux 202, du centre géométrique des bifurcations, la distance est de préférence la norme L2.
Dans le cas de l'histogramme d'orientation des branches, la distance est de préférence la distance de Battacharya.
Pour chaque classe, et pour chaque caractéristique topologique de type i de ladite classe, une caractéristique topologique de type i de référence est déterminée. Plusieurs solutions sont envisageables pour déterminer chaque caractéristique topologique de type i de référence, par exemple: - chaque caractéristique topologique de type i de référence peut être égale à la caractéristique topologique moyenne de type i d'une classe constituée des caractéristiques topologiques des images de références de ladite classe, ou
- on cherche l'image de la classe dont les caractéristiques topologiques sont les plus proches en termes de distance avec celles des autres images de la classe et à chaque caractéristique topologique de type i de référence on affecte la valeur de la caractéristique topologique de type i de ladite image.
La base de données 106 contient ainsi pour chaque classe, l'ensemble constitué des caractéristiques topologiques de référence.
La Fig. 3 montre un algorithme d'un procédé d'authentification/identification 300 d'une personne mis en œuvre par le système d'authentification/identification 100.
Le procédé d'authentification/identification 300 comporte:
une étape de capture 302 au cours de laquelle la caméra infrarouge 104 capture une image du réseau veineux 150 éclairé par la source d'éclairage 102,
une étape de transmission 304 au cours de laquelle la caméra infrarouge 104 transmet l'image du réseau veineux 202 ainsi capturée à l'unité de traitement 108, une étape de centrage 306 au cours de laquelle l'unité de traitement 108 centre l'image du réseau veineux 202 par rapport à la fenêtre de visualisation 200, une étape de découpage 308 au cours de laquelle l'unité de traitement 108 découpe l'image du réseau veineux 202 ainsi centrée en au moins deux bandes 204a-d (ici il y a 4 bandes) parallèles à l'axe du doigt 152,
une première étape d'extraction 310 au cours de laquelle l'unité de traitement 108 extrait un ensemble d'au moins une caractéristique topo logique de chaque bande 204a-d,
une étape de similarité, également appelé étape de distance, 312 au cours de laquelle l'unité de traitement 108 calcule, pour chaque classe de la base de données 106, une distance entre l'ensemble ainsi extrait et l'ensemble des caractéristiques topologiques de référence de ladite classe,
une étape de classification 314 au cours de laquelle l'unité de traitement 108 affecte l'image du réseau veineux 202 à la classe correspondant à la distance la plus petite,
une étape de comparaison 316 au cours de laquelle l'unité de traitement 108 compare l'image du réseau veineux 202 à chaque image de réseau veineux de référence de la classe à laquelle l'image du réseau veineux 202 est ainsi affectée, et une étape de prise de décision 318 au cours de laquelle l'unité de traitement 108 prend une décision concernant l'authenticité/identité de la personne à partir du résultat de l'étape de comparaison 316.
Ainsi l'étape de comparaison s'effectue sur une classe avec un nombre réduit d'images de réseau veineux de référence, ce qui permet d'obtenir une authentification/identification plus rapidement.
Le centrage de l'image du réseau veineux 150 et le centrage des images de réseaux veineux de référence s'effectuent sur la base de la même fenêtre de visualisation 200. De la même manière, la largeur des bandes est identique pour l'image du réseau veineux 150 et les images de réseaux veineux de référence.
L'étape de centrage 306 consiste de préférence à déterminer le contour du doigt 152 sur l'image capturée et à centrer la position de l'image du réseau veineux 202 sur la fenêtre de visualisation 200 en centrant le contour du doigt 152 par rapport à la fenêtre de visualisation 200. On peut utiliser par exemple le détecteur de contour de Canny Derriche qui décrit par exemple dans le lien http://en.wikipedia.org/wiki/Canny_edge_detector.
Dans l'étape de distance 312, le calcul s'effectue sur deux ensembles de caractéristiques topologiques qui sont basés sur les mêmes caractéristiques topologiques. Par exemple, si l'ensemble des caractéristiques topologiques de référence comprend la surface de l'image du réseau veineux et le centre géométrique de l'image du réseau veineux, alors l'ensemble extrait comporte également la surface de l'image du réseau veineux et le centre géométrique de l'image du réseau veineux.
Il est encore possible d'augmenter la fiabilité du procédé 300 en intégrant une deuxième étape d'extraction 311, entre la première étape d'extraction 310 et l'étape de distance 312. Au cours de la deuxième étape d'extraction 311, l'unité de traitement 108 extrait un ensemble d'au moins une caractéristique topologique relative à chaque paire de bandes 204a-d et concatène cet ensemble avec l'ensemble obtenu au cours de la première étape d'extraction 310 en un nouvel ensemble ainsi extrait.
Pour réduire les interférences liées au bruit ou aux problèmes de capture, le procédé 300 comprend une étape de prétraitement 305 entre l'étape de transmission 304 et l'étape de centrage 306. L'étape de prétraitement 305 consiste à épurer l'image du réseau veineux 202 capturée, par exemple en connectant sur l'image du réseau veineux 202, les branches qui sont dans le prolongement l'une de l'autre mais sont disjointes, ou en effaçant sur l'image du réseau veineux 202, les branches qui sont de trop petites dimensions, par exemple il est judicieux d'effacer les branches qui ont moins de 10 pixels de longueur.
De tels épurements sont connus de l'homme du métier et sont décrits par exemple dans le lien http://en.wikipedia.org/wiki/Mathematical_morphology.
D'une manière plus générale, le système d'authentification/identification 100 comporte:
des moyens de capture 102, 104 prévus pour capturer une image du réseau veineux 150,
des moyens de transmission prévus pour transmettre l'image du réseau veineux 202 ainsi capturée à l'unité de traitement 108,
des moyens de centrage prévus pour centrer l'image du réseau veineux 202 par rapport à la fenêtre de visualisation 200,
des moyens de découpage prévus pour découper l'image du réseau veineux 202 en au moins deux bandes 204a-d parallèles à l'axe du doigt 152,
- des premiers moyens d'extraction prévus pour extraire un ensemble d'au moins une caractéristique topologique de chaque bande 204a-d,
des moyens de similarité, également appelés moyens de distance, prévus pour calculer, pour chaque classe de la base de données 106, une distance entre l'ensemble extrait par les moyens d'extraction et l'ensemble des caractéristiques topologiques de référence de ladite classe,
des moyens de classification prévus pour affecter l'image du réseau veineux 202 à la classe correspondant à la distance la plus petite,
des moyens de comparaison prévus pour comparer l'image du réseau veineux 202 à chaque image de réseau veineux de référence de la classe à laquelle l'image du réseau veineux 202 est affectée par les moyens de classification, et
des moyens de prise de décision prévus pour prendre une décision concernant l'authenticité/identité de la personne à partir de la comparaison effectuée par les moyens de comparaison.
Dans le cas où le procédé 300 comporte une deuxième étape d'extraction 311, le système d'authentification/identification 100, et plus particulièrement l'unité de traitement 108, comporte des deuxièmes moyens d'extraction prévus pour extraire un ensemble d'au moins une caractéristique topologique relative à chaque paire de bandes 204a-d et pour concaténer cet ensemble avec l'ensemble obtenu par les premiers moyens d'extraction en un nouvel ensemble extrait. Dans le cas où le procédé 300 comprend une étape de prétraitement 305, le système d'authentifïcation/identifïcation 100, et plus particulièrement l'unité de traitement 108, comporte des moyens de prétraitement permettant d'épurer l'image du réseau veineux 202 capturée, en connectant sur l'image du réseau veineux 202, les branches qui sont dans le prolongement l'une de l'autre mais sont disjointes, et/ou en effaçant sur l'image du réseau veineux 202, les branches qui sont de trop petites dimensions.
Les moyens de capture sont ici la source d'éclairage 102 et la caméra infrarouge
104.
Les moyens de transmission sont intégrés à la caméra infrarouge 104.
Les moyens de centrage, les moyens de découpage, les premiers moyens d'extraction, les moyens de distance, les moyens de classification, les moyens de comparaison, les moyens de prise de décision, les deuxièmes moyens d'extraction et les moyens de prétraitement sont ici des éléments de l'unité de traitement 108.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples et modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art.

Claims

REVENDICATIONS
1) Procédé d'identification/authentifïcation (300) d'une personne par un système d'identification/authentifïcation (100) comportant un dispositif de capture (102, 104) prévu pour capturer une image d'un réseau veineux (150) d'un doigt (152) de ladite personne, une unité de traitement (108) et une base de données (106) contenant des images de réseaux veineux de référence partitionnées en classe selon des caractéristiques topologiques et pour chaque classe, un ensemble de caractéristiques topologiques de référence, le procédé comportant:
- une étape de capture (302) au cours de laquelle le dispositif de capture (102,
104) capture une image du réseau veineux (150),
- une étape de transmission (304) au cours de laquelle le dispositif de capture (102, 104) transmet l'image du réseau veineux (202) ainsi capturée à l'unité de traitement (108),
- une étape de centrage (306) au cours de laquelle l'unité de traitement (108) centre l'image du réseau veineux (202) par rapport à une fenêtre de visualisation (200),
- une étape de découpage (308) au cours de laquelle l'unité de traitement (108) découpe l'image du réseau veineux (202) ainsi centrée en au moins deux bandes (204a-d) parallèles à l'axe du doigt (152),
- une première étape d'extraction (310) au cours de laquelle l'unité de traitement
(108) extrait un ensemble d'au moins une caractéristique topologique de chaque bande (204a-d),
- une étape de distance (312) au cours de laquelle l'unité de traitement (108) calcule, pour chaque classe, une distance entre l'ensemble ainsi extrait et l'ensemble des caractéristiques topologiques de référence de ladite classe,
- une étape de classification (314) au cours de laquelle l'unité de traitement (108) affecte l'image du réseau veineux (202) à la classe correspondant à la distance la plus petite,
- une étape de comparaison (316) au cours de laquelle l'unité de traitement (108) compare l'image du réseau veineux (202) à chaque image de réseau veineux de référence de la classe à laquelle l'image du réseau veineux (202) est ainsi affectée, et
- une étape de prise de décision (318) au cours de laquelle l'unité de traitement (108) prend une décision concernant l'authenticité/identité de la personne à partir du résultat de l'étape de comparaison (316). 2) Procédé d'identifïcation/authentifïcation (300) selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comporte, entre la première étape d'extraction (310) et l'étape de distance (312), une deuxième étape d'extraction (311) au cours de laquelle l'unité de traitement (108) extrait un ensemble d'au moins une caractéristique topo logique relative à chaque paire de bandes (204a-d) et concatène cet ensemble avec l'ensemble obtenu au cours de la première étape d'extraction (310) en un nouvel ensemble ainsi extrait.
3) Procédé d'identification/authentification (300) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte, entre l'étape de transmission (304) et l'étape de centrage (306), une étape de prétraitement (305) au cours de laquelle l'image du réseau veineux (202) capturée est épurée.
4) Procédé d'identification/authentifîcation (300) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les caractéristiques topo logiques sont parmi les caractéristiques topologiques suivantes:
pour chaque bande (204a-d):
la surface de l'image du réseau veineux (202) dans la bande (204a-d), le centre géométrique de l'image du réseau veineux (202) dans la bande
(204a-d),
la dispersion géométrique de l'image du réseau veineux (202) dans la bande (204a-d),
l'histogramme d'orientation des branches de l'image du réseau veineux (202) dans la bande (204a-d),
le nombre de bifurcations des branches de l'image du réseau veineux (202) dans la bande (204a-d),
le centre géométrique des bifurcations dans la bande (204a-d), la dispersion géométrique des bifurcations dans la bande (204a-d), pour chaque paire de bandes (204a-d):
la distance entre la surface de l'image du réseau veineux (202) de la première bande (204a-d) de ladite paire, et la surface de l'image du réseau veineux (202) de la deuxième bande (204a-d) de ladite paire, la distance entre le centre géométrique de l'image du réseau veineux (202) de la première bande (204a-d) de ladite paire et le centre géométrique de l'image du réseau veineux (202) de la deuxième bande (204a-d) de ladite paire,
la distance entre l'histogramme d'orientation des branches de l'image du réseau veineux (202) de la première bande (204a-d) de ladite paire, et l'histogramme d'orientation des branches de l'image du réseau veineux (202) de la deuxième bande (204a-d) de ladite paire.
5) Système d'identification/authentification (100) d'une personne par le réseau veineux (150) d'un doigt (152), le système (100) étant destiné à mettre en œuvre le procédé d'identification/authentification (300) selon l'une des revendications 1 à 4 et comportant:
- un dispositif de capture (102, 104) prévu pour capturer une image du réseau veineux (150),
- une unité de traitement (108),
- une base de données (106) contenant des images de réseaux veineux de référence partitionnées en classe selon des caractéristiques topologiques et pour chaque classe, un ensemble de caractéristiques topologiques de référence,
- des moyens de transmission prévus pour transmettre l'image du réseau veineux (202) ainsi capturée à l'unité de traitement (108),
l'unité de traitement (108) comportant:
des moyens de centrage prévus pour centrer l'image du réseau veineux (202) par rapport à la fenêtre de visualisation (200),
des moyens de découpage prévus pour découper l'image du réseau veineux (202) en au moins deux bandes (204a-d) parallèles à l'axe du doigt (152),
- des premiers moyens d'extraction prévus pour extraire un ensemble d'au moins une caractéristique topologique de chaque bande (204a-d),
des moyens de distance prévus pour calculer, pour chaque classe de la base de données (106), une distance entre l'ensemble extrait par les moyens d'extraction et l'ensemble des caractéristiques topologiques de référence de ladite classe,
des moyens de classification prévus pour affecter l'image du réseau veineux (202) à la classe correspondant à la distance la plus petite, des moyens de comparaison prévus pour comparer l'image du réseau veineux (202) à chaque image de réseau veineux de référence de la classe à laquelle l'image du réseau veineux (202) est affectée par les moyens de classification, et
des moyens de prise de décision prévus pour prendre une décision concernant l'authenticité/identité de la personne à partir de la comparaison effectuée par les moyens de comparaison.
6) Système d'identification/authentification (100) selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'unité de traitement (108) comporte des deuxièmes moyens d'extraction prévus pour extraire un ensemble d'au moins une caractéristique topologique relative à chaque paire de bandes (204a-d) et pour concaténer cet ensemble avec l'ensemble obtenu par les premiers moyens d'extraction en un nouvel ensemble extrait.
7) Système d'identification/authentification (100) selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que l'unité de traitement (108) comporte des moyens de prétraitement permettant d'épurer l'image du réseau veineux (202) capturée.
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