Brevet FR2579346A1 — publié le 19860926

SYSTEME DISCRIMINATEUR D'INDIVIDUALITE,NOTAMMENT A DES FINS D'IDENTIFICATION D'INDIVIDUS La présente invention concerne un système discriminateur d'individualité ( c'est-à-dire de caractéristiques de l'aspect physique d'un individu) employant une carte à circuit intégré (IC), et plus particulièrement un système dans lequel des données d'image de l'individu porteur de la carte sont stockées sur la carte IC et, au moment de l'utilisation de la carte o10 pour des questions d'identification, les données de la carte sont lues sur la carte et surveillées pour faire qu'un observateur puisse faire une comparaison visuelle par un observateur entre l'image surveillée et l'image surveillée obtenue directement de l'individu lui-même. Ce système discriminateur d'individualité est utile pour effectuer une reconnaissance précise de l'identité d'une personne, lorsque la carte IC du système est employée comme carte de crédit, comme carte de prélèvement (à utiliser dans les machines de prélèvement/dépOt automatiques de billets de banque dans les banques) ou analogue qui est utilisée pour tout autre système nécessitant une reconnaissance d'identité. Dans le système employant la carte du type mentionné ci-dessus pour des transactions, d'une façon générale, un code particulier tel qu'un numéro d'identification personnel est enregistré sur la carte par des moyens magnétiques et, au moment de l'utilisation de la carte, le système laisse la transaction s'effectuer automatiquement si, par exemple, le code manuellement indiqué par l'utilisateur au système est conforme au code lu sur la carte. Dans ce cas, un problème se pose si une personne autre que l'utilisateur de carte de bonne foi peut se procurer la carte et l'utiliser avec le code furtivement lu sur la carte, et une demande est apparue pour perfectionner le système à cet égard. Pour résoudre ce problème, il a été suggéré, par exemple dans la demande de brevet japonais No. 56-17465 un système dans lequel, en plus du code particulier enregistré par procédé magnétique sur la carte, comme cela est déjà connu, des données d'image du visage du porteur de carte sont stockées sur la carte. Dans ce cas, on stocke les données d'image en surveillant ou analysant le visage du porteur, en convertissant par procédé photoélectrique les éléments d'image de l'image surveillée en signaux électriques et en convertissant ensuite les signaux électriques en données binaires en fonction de l'ombre et de la lumière des éléments d'image. A chaque utilisation de cette carte, d'autre part, le visage du porteur est directement surveillé simultanément avec une opération de lecture du code et des données sur la carte, les éléments d'image de l'image directement surveillée du visage sont également convertis en données binaires en suivant les mêmes opérations que dans le cas de la mise en mémoire des données de l'image du visage sur la carte, et les données binaires directement surveillées sont comparées par un comparateur aux données binaires stockées pour reconnaître l'identité du porteur. Ce système de la demande de brevet japonaise a été perfectionné en obtenant une reconnaissance d'identité plus fiable que celle des systèmes connus employant une carte ne portant que le code particulier. Cependant, la carte utilisée dans le système auquel il est fait référence est sensiblement de la même dimension que les cartes à jouer et la capacité de stockage de la carte est limitée et constitue un obstacle au stockage incrémental des données nécessaires pour obtenir une reconnaisance d'identité de plus grande précision. Autrement dit, la réalisation d'une reconnaissance d'identité de plus grande précision demande une augmentation importante du nombre des éléments de l'image du visage qui atteint environ 256 x 256, et dépasse largement la capacité de stockage de la carte, la réalisation en est donc pratiquement difficile. Cependant, le nombre accru des éléments de l'image du visage pose un autre problème Se traduisant par des complications inhérentes et un élargissement des moyens de discrimination tels que le comparateur qui rendent les coûts de fabrication importants. De plus, puisque le visage humain présente des changements importants du fait de l'émotion ou autre raison analogue, une telle discrimination de précision supérieure nécessitant le comparateur ou analogue risque d'entraîner de fréquentes erreurs. C'est pourquoi, il a été demandé de réaliser un système discriminateur fiable qui soit d'une grande précision mais permette en outre une utilisation effective du sens humain de la vue. M4me si, d'autre part, un perfectionnement a permis d'obtenir une plus grande capacité de stockage de la carte IC, le nombre ainsi accru de données nécessaires à une reconnaissance de haute précision pourrait encore poser un autre problème, à savoir que le temps nécessaire pour visualiser les données d'image stockées sur la carte est augmenté, puisque les données doivent être lues séquentiellement bit par bit. Un objet principal de la présente invention est donc de proposer un système discriminateur d'individualité qui permet de stocker des données d'image, suffisantes pour discriminer une individualité humaine avec une grande précision, sur une carte ayant sensiblement les mèmes dimensions et la même capacité de stockage qu'une carte ordinaire de crédit, de prélèvement et analogue, le montage global du système étant en outre simplifié et peu coûteux, la fiabilité de la discrimination étant accrue par le fait qu'elle permet d'utiliser une discrimination visuelle, et la descrimination pouvant en outre être effectuée à grande vitesse. Selon la présente invention, cet objet est atteint en proposant un système discriminateur d'individualité qui comprend des moyens pour surveiller une image d'une personne faisant l'objet de cette surveillance, des moyens pour convertir les données analogiques d'image provenant des moyens de surveillance en données numériques en fonction de la brillance des données analogiques d'image et pour comprimer les données numériques d'image, des moyens pour enregistrer les données comprimées d'image sur une carte à utiliser par la personne objective, des moyens pour lire les données comprimées d'image sur la carte et les expanser pour les transformer en données analogiques, et des moyens pour visualiser les données analogiques expansées de l'image. D'autres objets et avantages de la présente invention ressortiront de la description détaillée de l'invention qui va suivre en se référant à des modes de réalisation préférés représentés sur les dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est un schéma de principe d'un système discriminateur d'individualités selon la présente invention; la figure 2 est un schéma de principe plus détaillé d'un circuit extracteur de visage humain et d'un circuit compresseur/codeur du système de la figure 1; et la figure 3 est un schéma de principe d'un autre mode de réalisation du système discriminateur d'indivudalités de la figure 1 destiné à une discrimination à distance. Bien que la présente invention doive maintenant étre décrite en se référant aux modes de réalisation préférés représentés sur les dessins, il faut bien comprendre que l'intention n'est pas de limiter l'invention uniquement aux modes de réalisation particuliers qui sont représentés, mais plutôt de couvrir toutes les modifications, changements et agencements équivalents possibles en restant dans la portée des revendications annexées. En se référant à la figure 1, on peut voir un système discriminateur d'individualité ou système d'identification d'individus 10 selon la présente invention qui comprend une section de traitement d'image 11 laquelle reçoit des signaux d'image provenant d'une caméra de télévision 12 qui est utilisée pour surveiller un utilisateur de la carte du système et reconnaître l'identité de chaque utilisateur employant une telle carte comme carte de crédit, carte de prélèvement, carte de laisserpasser dans une zone interdite, ou analogue. La section de traitement des images 11 comprend un convertisseur analogique/numérique 13 qui reçoit les signaux d'image directement de la camera de télévision 12 et convertit les signaux en signaux numériques, comprenant par exemple 6 à 8 bits, en fonction de la lumière et de l'ombre des éléments d'image, c'est- à-dire des informations de brillance de l'image surveillée, et les signaux numériques de l'image sont stockés dans une mémoire d'image 14 reliée au convertisseur A/N 13. Les signaux numériques d'image stockés dans la mémoire d'image 14 sont compares dans un circuit 15 extracteur d'image de visage humain à des signaux d'image d'arrière-plaan envoyés depuis une mémoire tampon 16 d'image d'arrière-plan pour extraire uniquement les signaux indicatifs d'une partie seulement de l'utilisateur, comme par exemple son visage. Les signaux d'image extraits sont appliqués à un circuit compresseur/codeur 17 dans lequel les signaux d'image extraits sont comprimés, par exemple, dans les deux dimensions comme cela sera décrit ultérieurement, en appliquant un paramètre de compression reçu d'un circuit de définition de paramètres 18. Les signaux d'image extraits ainsi comprimés sont ainsi appliqués du circuit 17 à un circuit enregistreur dans lequel, si une telle carte IC 20 comme une carte de crédit, de prélèvement ou analogue est maintenue introduite dans l'enregistreur 19, les signaux comprimés de la personne faisant l'objet de la surveillance, c'est-à-dire de l'utilisateur de la carte sont stockés sur la carte 20 sous la forme de données d'image de l'utilisateur de carte de bonne foi. La carte IC 20 devrait être fabriquée selon la norme ISO (Organisation Standard de Normalisation) et pourrait comprendre des puces de mémoire DP7816/1 ou DP7816/2. Au moment de l'utilisation de la carte IC 20, l'utilisateur introduit la carte 20 dans un lecteur de carte 21 qui lit les données d'image stockées sous forme comprimée sur la carte et les envoie à un circuit expanseur/décodeur 22 qui en assure l'expansion et le décodage. Le circuit expanseur/décodeur 22 comprend un convertisseur N/A (non représenté) qui tranforme les données numériques d'image en signaux analogiques lesquels sont envoyés à un moniteur 23, afin que les données d'image de l'utilsateur de carte de bonne foi soient visualisées sur le moniteur 23, et un observateur va habituellement comparer l'image ainsi surveillée directement avec le visage de l'utilisateur tel qu'il l'observe avec ses yeux d'observateurs. On notera que, même si l'expression du visage de l'utilisateur est modifiée du fait de l'émotion ou intentionnellement, l'observation directe peut tenir compte de tels changements et que l'identité peut être observée de façon fiable. Le circuit précité 15, extracteur d'image de visage humain et le circuit compresseur/codeur 17 sont agencés de façon optimale comme représenté sur la figure 2, auquel cas le circuit extracteur 15 comprend un circuit extracteur 151 d'éléments d'image modifiés qui reçoit les signaux directement de la mémoire d'image 14 et d'une mémoire tampon 16 d'image d'arrière-plan. Dans le circuit 151 extracteur d'éléments d'image modifiés, les signaux numériques d'image de l'utilisateur surveillé avec un arrière-plan prédéterminé pour le stockage et reçus de la mémoire d'image 14 sont comparés, en ce qui concerne chaque élément d'image, avec les signaux d'image d'arrière lan de la totalité de l'arrière plan prédéterminé stockés d'avance dans la mémoire tampon 16 d'image d'arrièreplan 16, afin d'extraire parmi les signaux numériques d'image de l'utilisateur les éléments d'image qui sont modifiés ou nettement différents d'une valeur prédéterminée indiquée au circuit extracteur 51, et seuls les signaux d'image du visage de l'utilisateur sont en général extraits. Les signaux d'image ainsi extraits sont envoyés à un circuit 152 éliminateur de points isolés pour éliminer tout point isolé qui serait susceptible d'apparaître à la limite d'une petite modification entre le visage de l'utilisateur et le fond, dans la zone des éléments d'image modifiés du visage de l'utilisateur ou en des positions semblables des signaux d'image. Après une telle élimination des points isolés, les signaux d'image sont appliqués à un circuit de numérisation 153, les signaux d'image numérisés dans le circuit 153 sont envoyés à un circuit extracteur de contour 154 pour définir plus nettement le contour du visage de l'utilisateur au moyen d'une conversion en un code chaîne ou analogue, et les signaux numérisés de l'image ainsi dégagés dans le contour sont ensuite appliqués à un circuit 155 extracteur de la partie tète pour extraire une image correspondant à la partie tète de l'utilisateur telle qu'elle est délimitée par une portion de cou plus étroite, si bien que seule la partie visage en particulier de l'image des éléments d'image modifiés de l'utilisateur peut être obtenue. En outre, dans le circuit extracteur d'image humaine de la figure 2, les signaux d'image peuvent être envoyés, du circuit 152 éliminateur de points isolés vers un circuit 156 de découpe d'image pour découper l'image de la partie visage, dans la mesure o l'extraction des signaux d'image dans le circuit 151extracteur d'éléments d'image modifiés est satisfaisante. Le montage peut également être configuré de façon que les signaux d'image provenant du circuit éliminateur d'éléments isolés soient différentiés dans un circuit différentiateur 157 et numérisés dans un circuit numérisateur 158 en signaux binaires d'image, qui sont appliqués à un circuit 159 générateur de tracé de lignes pour diviser convenablement les signaux d'image en régions comprenant respectivement une partie caractérisant l'individualité telle que le nez, la bouche ou analogue, et sont ensuite envoyés au circuit extracteur de la partie tête ainsi qu'au circuit 156 de découpe d'image pour que l'on obtienne l'image de la partie visage, en particulier une image découpée correspondant à l'une des régions contenant la partie - caractérisante d'individualité. D'autre part, le circuit compresseur/codeur 17 comprend un circuit quantificateur 171 qui reçoit les signaux d'image découpés du circuit 156 de découpage d'image. Au stade précédent du circuit quantificateur 171, un circuit 172 décodeur prévisionnel d'interlignes et un circuit 173 décodeur prévisionnel d'intralignes sont insérés pour appliquer leurs sorties au circuit de découpage d'image 156. Dans les circuits quantificateurs et décodeurs prévisionnels d'interlignes et d'intralignes 171, 172 et 173, des éléments d'image différents des éléments d'image modifiés comme ceux de l'image de la partie visage sont décodés sous forme d'éléments d'image zéro, le décodage étant effectué de façon fiable en utilisant, au début de chaque élément d'image modifié de chaque ligne, comme valeur de décodage prévisionnel une valeur de décodage prévisionnel d'interlignes pour les éléments d'image correspondants d'une ligne précédente et, à l'extrémité finale des éléments d'image modifiés de la ligne, en amenant chaque élément d'image zéro de préférence à une valeur négative. Les éléments d'image zéro et les codes zéro de la lumière et de l'ombre de l'image du visage ainsi obtenue ou, autrement dit, de ses informations de brillance sont comprimés en fin de compte dans un circuit 174 de compresseur de code zéro/ligne zéro connecté au circuit quantificateur 171. On verra que les données d'image peuvent être comprimées jusqu'à une quantité remarquablement réduite des codes de la seule partie qu'occupent les éléments modifiés de l'image. Dans ce cas, le circuit de définition des paramètres 18 représenté sur la figure 1 peut être inclus, par exemple, dans le circuit compresseur 174. Dans le but de réduire la quantité des données à stocker sur la carte, il sera aussi efficace d'élever le taux de compression pour une partie du visage seulement en l'amenant à une valeur supérieure à celui des autres parties. Il est préférable d'employer comme entrées prévisionnelles des circuits décodeurs prévisionnels d'interlignes et décodeurs prévisionnels d'intralignes 172 et 173 ce que l'on appelle une valeur de prédiction de valeur précédente (DPCM) employée au cours d'une discrimination précédente d'individualité, et les carctéristiques du code de quantification seront données, par exemple, comme dans le tableau suivant: TABLEAU 1) code 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2) Diff. dans le temps 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3) Diff. d'amplitude -256 -128 -64 -32 16 -8 -4 0 4 8 -255 -127 -63 -31 -15 -7 -3 4 8 4) amplitude au-dessous de de l'échan- tillon -256 -128 -64 -32 -16 - 8 -4 3 7 15 1) A B C D E 2) 1 1 1 1 1 3) 16 32 64 128 256 4) 16 32 64 128 plus de 31 63 127 255 256 Bien que la compression bidimensionnelle ait été effectuée sur la base des prévisions de valeurs précédentes dans l'exemple ci-dessus, la compression peut également étre effectuée au moyen de ce que l'on appelle un codage à rythme d'échantillonnage variable. En outre, au lieu d'une telle compression bidimensionnelle impliquant le codage comme celui du mode de réalisation précédent, une simple compression monodimensionnelle peut étre employée, auquel cas les caractéristiques du code de quantification peuvent &tre les mémes que, par exemple, ceux du tableau ci-dessus, mais puisque la compression monodimensionnelle n'implique pas de prévision d'interlignes ni de décodage, la valeur initiale des éléments d'image précédents sur la mème ligne, c'est-à-dire la valeur de décodage prévisionnelle de la ligne, est utilisée comme valeur initiale des éléments d'image modifiés dans le mode de réalisation précédent. Au cas o les éléments d'image modifiés sont remplacés par des éléments zéro, l'agencement doit être effectué de ii manière qu'un code de compression "E" qui provoque toujours le dépassement soit prévu pour les éléments d'image de façon à les amener à zéro ou à une valeur négative et à amener la valeur négative à zéro, de façon que les valeurs zéro puissent être traitées comme des éléments d'image zéro, que des valeurs différentes de zéro puissent être traitées comme des éléments d'image modifiés et que les éléments d'image zéro puissent être comprimés. Bien que dans le mode de réalisation précédent des figures 1 et 2, le traitement aient été effectués par rapport aux données de lumière et d'ombre de l'image, c'est-à-dire aux informations de brillance, un autre traitement supplémentaire concernant les informations de couleur des éléments d'image permet également d'effectuer la discrimination des individualités avec une plus grande précision. Dans ce cas, la compression effectuée simplement de la même manière que la compression basée sur les informations de brillance des modes de réalisation précédents peut entrainer le risque qu'une erreur prévisionnelle ou une erreur de quantification entraîne des décalages ou des étalements de couleurs. Puisque les couleurs sont exprimées en terme de rapport des composantes de couleurs rouge verte et bleue, les informations de couleurs peuvent être constituées chacune de 2 ou 3 bits des composantes de couleurs rouge verte et bleue pour être quantifiées et comprimées afin d'être stockées sur la carte en même temps que les informations de brillance, de façon à pouvoir etre expansées et décodées pour la lecture. Selon une autre caractéristique de la présente invention, une observation à distance pour la discrimination d'individualité peut être obtenue-en permettant de faire la comparaison visuelle sur deux moniteurs. En se référant à la figure 3, on peut voir un autre mode de réalisation du système discriminateur d'individualité selon la présente invention, dans lequel sensiblement les mèmes moyens que ceux de la figure 1 sont désignés par les mêmes numéros-de référence mais auxquels on a ajouté 200. Dans le mode de réalisation de la figure 3, les données d'image stockées sur une carte IC 220 sont visualisées sur un moniteur 223 par l'intermédiaire d'un lecteur de carte 221 et d'un circuit expanseur/décodeur 222, tandis que l'utilisateur de la carte IC 220 est surveillé par une caméra d'observation de télévision 212 et visualisé sur un moniteur 223a par l'intermédiaire d'une section de transmission d'image 211a de façon que l'on puisse faire une observation dans une position d'observation éloignée de la position d'installation du lecteur de carte dans lequel l'utilisateur introduit la carte, avec une comparaison visuelle des deux images sur les deux moniteurs 223 et 223a dans la position d'observation à distance. Selon la caractéristique ci-dessus, le système peut également être agencé de façon qu'une unité d'exploitation fonctionnellement associée au système et à une unité de transaction automatique d'un système de transaction employant la carte de crédit ou la carte de prélèvement soit installée dans la position d'observation à distance, de façon que l'unité automatique de transaction soit déclenchée par l'intermédiaire de l'unité d'exploitation uniquement lorsque l'observateur ou un opérateur du système dans sa totalité effectue la discrimination de l'individualité de l'utilisateur de carte par comparaison visuelle des images surveillées. Il est également possible d'utiliser le système discriminateur d'individualité selon la présente invention en liaison avec un système existant employant des cartes d'identification connues (ID) sur lesquelles un code particulier tel qu'un numéro d'identification personnel est enregistré par des moyens magnétiques connus. On appréciera également que le système discriminateur d'individualité de l'invention basé sur une discrimination par comparaison visuelle peut être utilisé en même temps que tout système connu de comparaison et de discrimination automatique des données d'image, lorsqu'une erreur quelconque ou une discrimination erronée intervient dans un tel système connu, le système de la présente invention peut exécuter la discrimination d'individualité sous la forme d'un système de suivi afin d'obtenir une double discrimination. En effectuant la discrimination par comparaison visuelle selon l'aspect de la figure 3, en outre, les données d'image de l'utilisateur pour les éléments d'image modifiés peuvent être visualisées en remplacement d'une partie d'une image de fond standard ou prédéterminée stockée au préalable dans un circuit expanseur/décodeur ou englobée dans cette image, au moment de l'expansion du décodage des éléments d'image modifiés constituant l'image de l'utilisateur comme cela se comprendra facilement. Cependant, selon la présente invention, la préparation de la carte impliquant un tel montage de compression des caractérisques comme celui qui a été cité permet d'empecher efficacement d'effectuer une quelconque contrefaçon de la carte. REVENDICATIONS 1. Système discriminateur d'individualité dans lequel des moyens de surveillance surveillent un individu faisant l'objet de cette surveillance, des moyens de numérisation et d'enregistrement numérisent l'image individuelle surveillée en données numériques d'image et enregistrent les données sur une carte, et les données enregistrée sur la carte sont lues par des moyens de lecture quand cette carte est utilisée, caractérisé par le fait que lesdits moyens de numérisation numérisent une image analogique de ladite image surveillée de l'individu en la transformant en données numériques d'image en fonction de la brillance de l'image analogique avant ledit enregistrement et compriment les données numériques d'image, par le fait que lesdits moyens de lecture effectuent l'expansion des données d'image numériques comprimées à partir de la carte et transforment les données en image analogique et par le fait que des moyens de visualisation visualisent l'image analogique expansée. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de numérisation et de compression compriment des éléments d'image autres que les éléments d'image modifiés desdites données d'image en éléments d'image zéro. 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits éléments d'image modifiés sont ceux d'un visage humain dans lesdites données d'image et lesdits autres éléments d'image sont ceux d'un fond dans les données. 4. Système selon la revendication 2, dans lequel lesdits moyens de numérisation et de compression découpent l'image du visage dans lesdites données d'image. 5. Système selon la revendication 4, dans lequel lesdits moyens de numérisation et de compression découpent en outre une partie de ladite image du visage et compriment ladite partie de visage découpée avec un taux de compression supérieur à celui d'autres parties. 6. Système selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend en outre d'autres moyens pour visualiser ledit individu en tant qu'objectif directement surveillé au moment o il utilise ladite carte en plus desdits moyens de visualisation desdites données d'image lues sur la carte, lesdits moyens de visualisation des données lues et lesdits moyens de visualisation directe de l'individu étant tous deux disposés en unendroit éloigné de la région dans laquelle la carte est utilisée, afin de permettre aux deux types de moyens de visualisation d'être visuellement comparés entre eux pour effectuer la discrimination d'individualité dans ledit endroit éloigné. 7. Système selon la revendication l,caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens installés à côté desdits moyens de visualisation des données lues et interconnectés à une unité automatique de transaction du système de transaction automatique utilisant des cartes pour actionner ladite unité de transaction, lesdits moyens d'actionnement étant mis en fonction par un opérateur qui a visuellement reconnu l'identité dudit individu ayant utilisé ladite carte par rapport auxdites données d'image visualisées par les moyens de visualisation des données de lecture, ladite unité de transaction étant ainsi mise en fonction. 8. Système selon la revendication 1, qui est utilisé en même temps qu'un système automatique de discrimination d'images pour effectuer en double la discrimination des individualités.