Brevet FR2849246A1 — publié le 20040625

La présente invention concerne un procédé de détermination du caractère vivant d'un doigt par un capteur d'empreintes digitales L'invention concerne également le capteur d'empreintes digitales permettant la mise en oeuvre de ce procédé. De manière générale, tout accès protégé devient accessible à une personne 5 autorisée par un moyen qu'elle seule possède Un des moyens de limiter un accès à une personne est de requérir l'empreinte d'un doigt de cette personne L'image de l'empreinte digitale d'une personne est obtenue par un capteur d'empreintes digitales. Une fois l'image de l'empreinte obtenue par le capteur, elle est transmise à une unité de traitement d'image qui compare l'image obtenue avec une banque d'images 10 d'empreintes de manière à vérifier que l'empreinte prise par le capteur est connue La reconnaissance de l'empreinte par l'unité de traitement de l'image ouvre alors à la personne à laquelle correspond l'empreinte un accès à ce qu'elle recherche. On a pu remarquer que bien que l'identification par empreintes digitales soit une méthode connue, elle pose encore des problèmes En effet, nombreux sont les 15 faussaires qui tentent de tromper les capteurs d'empreintes digitales avec des imitations Les artifices notamment utilisés sont des faux doigts. Pour déjouer ces faussaires, on a proposé plusieurs méthodes permettant de déterminer si l'élément porteur de l'empreinte digitale est vivant Certaines méthodes utilisent des moyens optiques C'est par exemple le cas du document US-A-5 719 950 20 qui décrit une méthode consistant à mesurer des paramètres biométriques tels que le taux d'oxygène dans le sang, la température de la peau, etc Le document US-A-5 737 439 décrit un système de mesure optique permettant la détection du flux sanguin à l'aide de deux longueurs d'onde différentes D'autres méthodes consistent à réaliser des mesures électriques C'est le cas du document JP-A-11197135 qui décrit 25 la mesure des variations de capacité entre deux électrodes ou du document US-A-5 953 441 qui décrit un dispositif permettant de mesurer l'impédance complexe du doigt et de la comparer à des courbes de référence fonctions de la fréquence. On a remarqué au travers des méthodes déjà connues que la mesure de l'impédance du doigt est une des méthodes les mieux adaptées à la vérification du 30 caractère vivant d'un doigt La technique consiste à mesurer entre deux électrodes une impédance Z et à comparer la valeur obtenue par cette mesure à un intervalle de valeurs considérées comme acceptables La technique est encore parfois trompée par des imitations et les erreurs de discrimination restent nombreuses. Le but de l'invention est donc de proposer une méthode de détermination du caractère vivant d'un élément porteur d'une empreinte digitale par un capteur d'empreintes digitales A cet effet, l'invention concerne un procédé de détermination du caractère 5 vivant d'un élément porteur d'une empreinte digitale, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser, d'une part, au moins une mesure électrique et, d'autre part, une image de ladite empreinte digitale, puis à valider ladite ou chaque mesure électrique en la comparant à un intervalle de valeurs de mesures électriques défini par une relation préétablie liant ledit intervalle à des caractéristiques de ladite image. Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite mesure électrique est une mesure d'impédance. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit procédé consiste à lier lesdites caractéristiques de l'image de l'empreinte et ledit intervalle de valeurs acceptables en regroupant lesdites caractéristiques de l'image sous forme d'une note, 15 ladite note correspondant à un intervalle de valeurs de mesures électriques prédéfinies. L'invention concerne également un capteur d'empreintes digitales permettant la détermination du caractère vivant d'un élément porteur d'une empreinte digitale Le capteur se caractérise en ce qu'il comporte des moyens prévus pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications précédentes. 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 capteur d'empreintes digitales selon l'invention 25 recouvert d'un élément porteur d'empreinte; La Fig 2 a représente un élément porteur d'empreinte dont l'empreinte est humide; La Fig 2 b représente un élément porteur d'empreinte dont l'empreinte est sèche; La Fig 3 a représente l'image prise par le capteur d'empreintes digitales selon l'invention d'une empreinte humide; La Fig 3 b représente l'image prise par le capteur d'empreintes digitales selon l'invention d'une empreinte sèche; Dans le procédé selon l'invention, la détermination du caractère vivant d'un élément porteur d'une empreinte digitale est réalisée par des mesures électriques sur celui-ci Ces mesures consistent de préférence en des mesures d'impédance La mesure de l'impédance Z est effectuée, comme cela est représenté à la Fig 1, par un 5 capteur d'empreintes digitales 1 placé en contact avec l'élément porteur de l'empreinte, ici représenté par un doigt D Un système optique SO est placé à la base du capteur 1 de manière à réaliser une image de l'empreinte du doigt D Le capteur d'empreintes digitales 1 selon l'invention comporte une plaque 10 de matière transparente, par exemple du verre ou de la matière plastique transparent, rendant 10 optiquement possible la prise de l'empreinte du doigt D Sur la surface 11 de cette plaque 10, sont disposées des électrodes Ei et Ej entre lesquelles est mesurée une impédance Zij La mesure de l'impédance Zij entre les électrodes Ei, Ej est rendue possible grâce à des connexions 20 conductrices et transparentes Ces connexions 20 placées également en contact avec la plaque 10 doivent nécessairement être 15 conductrices et transparentes de manière à permettre au capteur 1 d'assurer à la fois sa fonction de capteur d'image et sa fonction de vérificateur du caractère vivant du doigt. La transparence des connexions 20 est obtenue de préférence par un dépôt sous vide d'une très fine couche de matériau, de préférence de l'ITO (Indium tin Oxide), d'épaisseur inférieure à un micromètre L'ensemble de la surface du capteur 1 à 20 l'exception des électrodes Ei, Ej est recouvert par une couche d'un matériau isolant 30 permettant de n'offrir au contact du doigt D que les électrodes Ei, Ej. Dans le procédé selon l'invention, on procède, d'une part, à la mesure de l'impédance Zij du doigt D entre deux électrodes Ei, Ej et, d'autre part, à la réalisation à l'aide du système optique SO de l'image le de l'empreinte de ce doigt D La mesure 25 de l'impédance Zij permet de vérifier le caractère vivant du doigt en comparant la valeur de l'impédance Zij mesurée avec un intervalle Iv de valeurs jugées acceptables pour un doigt vivant Cet intervalle de valeur doit être défini avec précision afin d'accepter tous les doigts vivants, même ceux présentant des caractéristiques hors gabarit, mais de rejeter les faux doigts présentant des caractéristiques proches des 30 doigts vivants Cet intervalle Iv de valeurs acceptables est défini dans l'invention pour chacun des doigts D présents sur le capteur 1 en fonction des caractéristiques de l'image le de l'empreinte. On a représenté aux Figs 2 a, 2 b, 3 a, 3 b un doigt D et l'image Ie de son empreinte Sur ces Figs, on remarque que l'empreinte du doigt D possède un relief formé de creux aussi appelés vallées V et de bosses aussi appelées arêtes R (ridges en terminologie anglaise) Sur l'image Ie de l'empreinte, les vallées V apparaissent en 5 noir et les arêtes R en blanc Chaque doigt D, à un moment t donné, donne une image Ie unique possédant des caractéristiques particulières Ces caractéristiques sont par exemple le contraste, le niveau de gris moyen des images, la largeur des arêtes R, le niveau de gris moyen des arêtes, etc Les caractéristiques de l'image le sont dueslà des caractéristiques du doigt D, comme par exemple l'humidité Dans la pratique, les 10 différentes caractéristiques de l'image Ie sont rassemblées sous la forme d'une note, par exemple comprise entre O et 1 Donc, à une image le d'une empreinte donnée correspond une note donnée. On a représenté à titre d'exemple à la Fig 2 a, un doigt Dh humide L'image Ieh de l'empreinte de ce doigt Dh humide présente des caractéristiques particulières On 15 remarque par exemple à la Fig 3 a qu'un doigt Dh humide fait jouer le contraste de l'image Ieh de l'empreinte A l'inverse, on remarque sur les Figs 2 b et 3 b qu'un doigt Ds sec donne une image Ies de l'empreinte de ce doigt Ds peu contrastée On notera que l'humidité du doigt D n'est pas la seule caractéristique du doigt D à jouer sur les caractéristiques de l'image Ie De manière générale, plusieurs caractéristiques du doigt 20 D influent sur plusieurs caractéristiques de l'image Ie de l'empreinte. Dans le procédé selon l'invention, on utilise plusieurs des caractéristiques de l'image Ie de l'empreinte du doigt D pour déterminer la note correspondant à l'image Ie de l'empreinte Chaque note comprise entre O et 1 est associée à un intervalle Iv de valeur d'impédance prédéfini Ainsi, à partir de l'image Ie de l'empreinte du doigt D, 25 on détermine une note correspondant à un intervalle Iv de valeurs possibles pour le doigt D à ce moment t donné On compare ensuite la valeur d'impédance Zij trouvée par la mesure entre deux électrodes avec cet intervalle Iv de valeurs acceptables et on vérifie que la valeur d'impédance Zij mesurée appartient à l'intervalle Iv ainsi défini. Si la valeur d'impédance Zij mesurée appartient à l'intervalle Iv, on admettra alors 30 que le doigt D est vivant, sinon le doigt D sera rejeté par le capteur 1. Le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre parallèlement à d'autres méthodes de détermination du caractère vivant d'un élément porteur d'une empreinte digitale, comme par exemple une méthode consistant à vérifier la corrélation entre l'impédance mesurée et la surface des électrodes de mesure. REVENDICATIONS 1) Procédé de détermination du caractère vivant d'un élément (D) porteur d'une empreinte digitale, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser, d'une part, au moins une 5 mesure électrique (Zij) et, d'autre part, une image (Ie) de ladite empreinte digitale, puis à valider ladite ou chaque mesure électrique (Zij) en la comparant à un intervalle (Iv) de valeurs de mesures électriques défini par une relation préétablie liant ledit intervalle (Iv) à des caractéristiques de ladite image (Ie). 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite mesure 10 électrique est une mesure d'impédance. 3) Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à lier lesdites caractéristiques de l'image (Ie) de l'empreinte et ledit intervalle (Iv) de valeurs acceptables en regroupant lesdites caractéristiques de l'image (Ie) sous forme d'une note, ladite note correspondant à un intervalle (Iv) de valeurs de mesures 15 électriques prédéfinies. 4) Capteur d'empreintes digitales ( 1) permettant la détermination du caractère vivant d'un élément (D) porteur d'une empreinte digitale, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens mettant en oeuvre le procédé selon l'une des revendications précédentes.