Brevet FR2956502A1 — publié le 20110819

La présente invention concerne un procédé de détection de l'orientation d'une zone du corps d'un individu posée sur une zone d'apposition d'un support d'un capteur biométrique prévu pour former une première image de la zone du corps par réflexion totale d'un rayonnement sur la zone d'apposition, et une seconde image de la zone du corps à partir d'un rayonnement propre à traverser les tissus du corps et à se réfléchir sur l'hémoglobine. Il est connu des installations d'identification d'un individu à l'aide du relevé d'une empreinte corporelle et du réseau veineux pris sur une zone de son corps et, en particulier, à l'aide du relevé d'une empreinte digitale et du réseau veineux pris sur la dernière phalange de l'un de ses doigts. Dans ce type d'installations, l'individu doit tout d'abord procéder à l'enregistrement préalable de ses données biométriques, en l'occurrence de l'empreinte corporelle et du réseau veineux d'une zone de son corps, en posant une zone de son corps sur une zone d'apposition d'un support d'un capteur biométrique alors prévu pour former deux images par voie optique. L'une de ces images, qui représente l'empreinte corporelle de la zone du corps de l'individu, est obtenue par réflexion totale d'un rayonnement sur la zone d'apposition, et l'autre image, qui représente le réseau veineux de la zone du corps de l'individu, est obtenue à partir d'un rayonnement propre à traverser les tissus du corps et à se réfléchir sur l'hémoglobine. On parle parfois de vision directe. La Fig. la représente une vue de face d'une zone DO du corps d'un individu, en l'occurrence la dernière phalange de l'un de ses doigts, posée sur une zone d'apposition AP d'un support P d'un capteur biométrique selon une position prédéterminée dite de référence, en l'occurrence la dernière phalange du doigt est posée à plat sur le support c'est-à-dire que l'axe transversal AT du doigt est sensiblement parallèle au support P. L'image de l'empreinte corporelle et l'image du réseau veineux sont alors formées par voie optique lors de la phase d'enregistrement préalable. Une fois l'enregistrement préalable effectué, chaque fois que cet individu doit être identifié, pour accéder par exemple à un site ou une machine à accès restreint, il doit à nouveau poser la même zone de son corps sur la zone d'apposition du support du capteur biométrique qui forme alors deux nouvelles images de la zone du corps, et l'individu est alors identifié par comparaison des images nouvellement formées, ou de données extraites à partir de ces images, avec celles formées lors de la phase d' enregistrement préalable. Lorsque l'individu doit s'identifier, une nouvelle image de l'empreinte corporelle et une nouvelle image du réseau veineux sont formées. Il peut alors arriver que l'individu ne pose pas son doigt sur la zone d'apposition du support selon la position de référence, en l'occurrence bien à plat tel que illustré à la Fig. lb. En d'autres termes, l'axe transversal AT et le support P forment un angle /3 non nul parfois appelé angle de pose. Ce mauvais positionnement du doigt, en l'occurrence la mauvaise orientation du doigt posé sur le support, peut alors entraîner une représentation sur les images de l'empreinte corporelle et/ou du réseau veineux qui est déformée au point de ne plus correspondre à celle représentée sur les images formées au cours de la phase d'enregistrement préalable, induisant alors une erreur d'identification de l'individu. Le problème résolu par la présente invention est de fournir un procédé qui permette de détecter l'orientation d'une zone du corps d'un individu posée sur une zone d'apposition d'un support d'un capteur biométrique prévu pour former une première image de la zone du corps par réflexion totale d'un rayonnement sur la zone d'apposition et une seconde image de la zone du corps à partir d'un rayonnement propre à traverser les tissus du corps et à se réfléchir sur l'hémoglobine. A cet effet, la présente invention concerne un tel procédé qui est caractérisé en ce qu'il comporte une étape de détermination dans un référentiel, d'une part, de l'axe longitudinal de la zone du corps représentée sur la première image et, d'autre part, de deux bords longitudinaux de la zone du corps représentée sur la seconde image, et une étape de détermination de l'orientation de la zone du corps par rapport au support à partir de la mesure de la position relative des deux bords et de l'axe ainsi déterminés dans le référentiel. Ainsi, lorsque la zone du corps est à nouveau posée sur la zone d'apposition du support du capteur biométrique, le procédé permet de détecter l'orientation de cette zone du corps par détermination d'un décalage entre l'empreinte corporelle et le réseau veineux représentés sur les deux images nouvellement formées. Selon un mode de réalisation, la mesure de la position relative des deux bords et de l'axe est le rapport entre deux distances mesurées chacune dans le référentiel entre l'axe et l'un des deux bords. Ce mode de réalisation est particulièrement simple à mettre en oeuvre car les deux images formées sur le plan image du capteur biométrique sont liées par un même référentiel et les distances peuvent être alors facilement mesurées directement sur ces images par comptage des pixels qui séparent chacun des bords et l'axe longitudinal déterminés à partir de ces deux images. Selon un mode de réalisation, une orientation de la zone du corps par rapport au support est détectée lorsque les deux distances ne sont pas égales entre elles et le signe de l'orientation est alors donné par le signe de la différence entre ces deux distances. Ce mode de réalisation est avantageux notamment lors d'une phase d'enregistrement préalable pour déterminer une position de référence de la zone du corps sur la zone d'apposition qui assure une représentation fidèle de la totalité de l'empreinte corporelle. Ce mode est également avantageux pour corriger le défaut de pose de la zone du corps sur la zone d'apposition comme on le verra par la suite. Selon un mode de réalisation, une orientation de la zone du corps par rapport au support est détectée lorsque les deux distances ne sont pas égales à deux autres distances mesurées préalablement et représentant une position de référence de la zone du corps par rapport au support. Ce mode de réalisation est avantageux car il permet de comparer l'orientation de la zone du corps par rapport au support du capteur biométrique avec une position de 20 référence préalablement enregistrée. Selon un mode de réalisation, la valeur de l'angle de pose formé entre l'axe transversal de la zone du corps et le support est déterminée à partir d'une table de correspondance entre couples de distances mesurées et valeurs d'angle de pose prédéterminées empiriquement. 25 Selon un mode de réalisation, le procédé comporte en plus une étape de correction de la représentation de la zone du corps portée par la première image à partir du signe et de la valeur de l'angle de pose ainsi déterminés. Selon un mode de réalisation, le procédé comporte en plus une étape pour indiquer à l'individu si l'orientation de la zone de son corps par rapport au support est 30 correcte pour son identification. Selon l'un de ses aspects matériels, la présente invention concerne un dispositif comportant des moyens pour mettre en oeuvre l'un des procédés ci-dessus. Selon un autre de ses aspects matériels, la présente invention concerne une installation d'identification d'individu qui comporte soit un capteur biométrique intégrant un dispositif ci-dessus, soit un capteur biométrique et un dispositif ci-dessus distincts. 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: Les Fig. la et lb représentent une vue de face d'une zone du corps d'un individu posée sur une zone d'apposition d'un support d'un capteur biométrique, Les Fig. 2a et 2b représentent schématiquement un capteur biométrique prévu pour prendre une première image de la zone du corps par réflexion totale d'un rayonnement sur la zone d'apposition et une seconde image à partir d'un rayonnement propre à traverser les tissus du corps et à se réfléchir sur l'hémoglobine, Les Fig. 3 et 4 illustrent un procédé de détection de l'orientation d'une zone du corps d'un individu posée sur une zone d'apposition d'un support d'un capteur biométrique selon la présente invention pour différentes orientations de la zone DO par rapport au support P, et La Fig. 5 représente un schéma synoptique d'un exemple d'une installation d'identification qui comporte un dispositif selon la présente invention. Il est connu de l'état de la technique des capteurs biométriques qui comportent un support P et qui sont prévus pour former une première image Il de la zone DO du corps d'un individu par réflexion totale d'un rayonnement sur une zone d'apposition AP du support P, et une seconde image I2 de la zone DO à partir d'un rayonnement propre à traverser les tissus du corps et à se réfléchir sur l'hémoglobine. Le lecteur pourra se référer, par exemple, à la demande internationale déposée par le demandeur et publiée sous le numéro WO 2008/129201. Les Fig. 2a et 2b représentent schématiquement un exemple d'un tel capteur biométrique CAP. Le capteur biométrique CAP comporte une plaque formant un support plan P qui est au moins en partie transparent pour les rayonnements électromagnétiques utilisés (typiquement du verre ou analogue) de manière à constituer une zone d'apposition AP de la zone DO du corps (ici la première phalange d'un doigt d'une main) de l'individu. Sous le support AP sont disposés une lentille L de focalisation et des moyens capteurs C propres à détecter deux rayonnements électromagnétiques ayant des longueurs d'ondes distinctes, soit que les capteurs utilisés sont sensibles à ces deux longueurs d'ondes, soit qu'il est prévu un double réseau de capteurs sensibles respectivement aux deux longueurs d'ondes. Des premiers moyens d'éclairage S1 (par exemple sous forme de diodes LED) sont placés autour de la lentille L et disposés pour éclairer approximativement frontalement la zone DO du corps placée au contact de la zone d'apposition AP du support P. Les premiers moyens d'éclairage S1 émettent un premier faisceau lumineux F1 comprenant un rayonnement ayant une première longueur d'onde telle que le rayonnement soit propre à ne pas traverser les tissus du corps pour que ce rayonnement, une fois réfléchi sur la zone d'apposition AP, référencé FR1 et représenté en traits pointillés sur la Fig. 2a, véhicule les informations optiques de l'empreinte corporelle. Typiquement, cette longueur d'onde est située dans le rouge, et est par exemple de l'ordre de 650nm. Des seconds moyens d'éclairage S2 (par exemple sous forme de diodes LED) sont disposés de manière à éclairer latéralement la zone DO du corps posée sur la zone d'apposition AP du support P. Les seconds moyens d'éclairage S2 émettent un second faisceau lumineux F2 comprenant un rayonnement ayant une seconde longueur d'onde telle que le rayonnement soit propre à traverser les tissus du corps et soit réfléchi par l'hémoglobine, autrement dit par le réseau veineux de la zone DO. Typiquement, cette longueur d'onde est située dans le proche infrarouge, et est par exemple de l'ordre de 950 nm. On a représenté en pointillés le rayonnement réfléchi FR2 qui véhicule l'information optique du réseau veineux de la zone DO. En variante, on peut utiliser des moyens d'éclairage uniques et/ou un élément optique prismatique tel que décrit dans la demande internationale publiée sous le 25 numéro WO 2008/129201. De manière générale, la présente invention concerne un procédé de détection de l'orientation de la zone DO du corps d'un individu posée sur la zone d'apposition AP du support P d'un capteur biométrique CAP tel que par exemple celui décrit en relation avec les Figs. 2a et 2b. 30 Suite à l'acquisition de deux images Il et I2 par le capteur CAP ou, en variante, à des images Il et I2 préalablement acquises et mémorisées ou à des données extraites de ces deux images, le procédé débute par une étape de détermination dans un référentiel PI, d'une part, de deux bords longitudinaux B1 et B2 de la zone du corps représentée sur la seconde image I2 et, d'autre part, de l'axe longitudinal A de la zone du corps représentée sur la première image Il. Cette étape est suivie d'une étape de détermination de l'orientation de la zone du corps DO par rapport au support P à partir de la mesure de la position relative des deux bords B1, B2 et de l'axe A ainsi déterminés dans le référentiel PI. Les Fig. 3 et 4 illustrent ce procédé pour différentes orientations de la zone DO par rapport au support P. Sur la gauche de la Fig. 3, sont représentées schématiquement les bords longitudinaux B1 et B2 de la zone DO représentée sur l'image I2, c'est-à-dire les bords longitudinaux de la représentation du réseau veineux portée par l'image I2, et l'axe longitudinal A de l'empreinte corporelle CO représentée sur l'image Il. Il existe de multiples façons connues pour déterminer les bords B1 et B2 à partir de l'image I2 et l'axe A à partir de l'image Il. Par exemple, on peut utiliser un algorithme de détermination de volume englobant dont le but est de déterminer un rectangle englobant la représentation du réseau veineux portée par l'image I2 et un autre rectangle englobant la représentation de l'empreinte corporelle portée par l'image Il. Les bords B1, B2 et l'axe A sont alors aisément obtenus à partir de ces rectangles. On peut également utiliser un algorithme d'extraction de points de contours qui, appliqué sur l'image Il, définit le contour de l'empreinte corporelle à partir duquel il est aisé de définir l'axe longitudinal A et qui, appliqué sur l'image I2, détermine directement les bords B1 et B2. Selon un mode de réalisation, la mesure de la position relative des deux bords B1, B2 et de l'axe A est le rapport entre deux distances Dl, D2 mesurées chacune dans le référentiel PI entre l'axe A et l'un des deux bords B1, B2, tel que illustré sur la droite de la Fig. 3. La distance Dl est définie entre l'axe A et un bord B1 et la distance D2 est définie entre cet axe A et le bord B2. Selon un mode de réalisation, le référentiel PI est un plan image, par exemple celui du capteur CAP, et les distances Dl et D2 sont mesurées par calcul du nombre de pixels entre l'axe A et un des bords B1, B2. Selon un mode de réalisation, une orientation de la zone DO du corps par rapport au support P est détectée lorsque la distance Dl n'est pas égale à la distance D2 et le signe de l'orientation est alors donné par le signe de la différence D2-Dl. Sur la droite de la Fig. 3, les distances Dl et D2 sont égales entre elles ce qui correspond au cas où l'angle de pose /3 est nul. Sur la gauche de la Fig. 4 est représenté le cas où l'angle de pose est positif, c'est-à-dire que D2>Dl et à droite le cas où l'angle de pose est négatif, c'est-à-dire Dl>D2. Selon un mode de réalisation, une orientation de la zone DO du corps par rapport au support P est détectée lorsqu'un couple de distances (Dl, D2) n'est pas égal à un couple de distances mesurées préalablement et représentant une position de référence de la zone DO du corps par rapport au support P. Cette position de référence est par exemple définie lors d'une phase d'enregistrement préalable (enrôlement) tel que expliqué précédemment. Selon un mode de réalisation, la valeur de l'angle de pose /3 est déterminée à partir d'une table de correspondance T entre couples de distances mesurées et valeurs d'angle de pose prédéterminées empiriquement. Par exemple, chaque valeur d'angle de pose correspond à des différences des distances D2 et Dl comprises entre une borne inférieure et une borne supérieure : la valeur d'angle de 5° correspond à des différences des distances D2 et Dl non nulles et inférieures à 5 pixels, la valeur de 10° correspond à des différences des distances D2 et Dl comprises entre 6 et 10 pixels... Le procédé peut alors comporter, selon un mode de réalisation, une étape de correction de la représentation de la zone DO du corps portée par la première image Il, c'est-à-dire de la représentation CO de l'empreinte corporelle, à partir du signe et de la valeur de l'angle de pose ainsi déterminée. Cette correction consiste, par exemple, à appliquer une transformation géométrique à la représentation CO. Cette transformation est par exemple une rotation du plan qui supporte cette représentation CO d'un angle égal à la valeur de l'angle de pose, rotation qui peut être complétée par une translation de manière à obtenir une distance Dl égale à la distance D2. Selon un mode de réalisation, le procédé comporte en plus une étape pour indiquer à l'individu si l'orientation de la zone DO de son corps par rapport au support P est correcte pour l'identification. Le procédé peut alors être prévu pour demander à l'individu de repositionner la zone de son corps sur la zone d'apposition tant que l'orientation de cette zone n'est pas correcte, c'est-à-dire tant que les distances Dl et D2 soit ne sont pas égales entre elles, soit ne sont pas égales à un couple de distances qui définit une position de référence. Un exemple d'une installation d'identification d'un individu selon la présente invention est représenté à la Fig. 5. L'installation comporte un capteur biométrique CAP tel que par exemple celui des Figs. 2a et 2b. Dans ce cas, l'installation comporte également des moyens de commande (microcontrôleur) MC qui pilotent les moyens capteurs C et les moyens d'éclairage S1 et S2 de manière à capturer, soit séquentiellement, soit simultanément, deux images I l et I2, l'une (Il) représentant l'empreinte corporelle et l'autre (I2) représentant le réseau veineux. De plus, l'installation comporte des moyens MEM de mémorisation dans lesquels sont tenus en mémoire des couples de données (Imv, Ime) formés chacun de données Ime extraites de la première image Il (image de l'empreinte corporelle de la zone du corps DO de l'individu) et de données Imv extraites de la seconde image I2 (image du réseau veineux de la zone du corps DO) ; ces couples de données (Imv, Ime) sont capturés et mis en mémoire au cours d'une étape préliminaire d'enregistrement (enrôlement) d'un individu, la zone du corps DO occupant alors une position qui est prise comme position de référence. L'installation comporte également un dispositif D de détection de l'orientation de la zone DO du corps d'un individu par rapport au support P. Selon un mode de réalisation, le dispositif D est intégré au capteur CAP et selon un autre mode, tel que illustré à la Fig. 5, le dispositif D est distinct de ce capteur. Le dispositif D comporte des moyens DET1 pour déterminer dans le référentiel PI, d'une part, l'axe longitudinal A de la zone du corps DO représentée sur la première image Il et, d'autre part, deux bords longitudinaux B1 et B2 de la zone du corps représentée sur une seconde image I2. Par exemple, ce référentiel PI est donné par superposition des deux images Il et I2 définit alors sur un même plan image et des instructions d'un programme d'ordinateur sont alors mises en oeuvre pour extraire les bords B1 et B2 et l'axe A tel que expliqué précédemment. L e dispositif D comporte également des moyens DET2 pour déterminer l'orientation de la zone du corps DO par rapport au support P à partir de la mesure de la position relative des deux bords B1, B2 et de l'axe A ainsi déterminés dans le référentiel PI. Les moyens DET1 et DET2 sont, selon un mode de réalisation, mis en oeuvre par un programme d'ordinateur stocké sur un support d'informations, tel que par exemple la mémoire MEM, ledit programme comportant alors des instructions permettant de mettre en oeuvre l'un des procédés de détection ci-dessus lorsqu'il est chargé et exécuté par le dispositif D muni à cet effet de moyens de calcul et de mémoire non représentés sur la Fig. 5. Selon un mode de réalisation, le dispositif D comporte également des moyens COR pour corriger la représentation CO telle que expliquée précédemment. Selon un mode de réalisation, la mémoire MEM comporte également une table T de correspondance entre couples de distances mesurées et valeurs d'angle de pose prédéterminées empiriquement. Ainsi, lorsque les distances Dl et D2 ont été déterminées par les moyens DET2, ces distances sont envoyées à la mémoire MEM qui retourne aux moyens COR une valeur de l'angle de pose. Selon un mode de réalisation, le dispositif D comporte en plus une interface graphique IHM qui est prévue pour indiquer à l'individu si l'orientation de la zone de son corps par rapport au support O est correcte pour l'identification. Cette interface IHM peut également être prévue pour indiquer le signe et/ou la valeur de l'angle de pose et/ou les distances issues des moyens DET2. Pour permettre l'identification de l'individu, l'installation comporte également une unité de validation VAL qui est prévue pour recevoir la représentation CO de l'empreinte corporelle portée par la première image Il ou, selon un mode de réalisation, une version modifiée CO' de cette représentation qui est issue des moyens COR, et des données Ime de l'empreinte corporelle tenues en mémoire dans les moyens MEM de mémorisation, pour comparer soit la représentation CO soit la représentation CO' avec lesdites données Ime, et pour délivrer un signal représentatif du résultat de la comparaison, notamment une validation ou une invalidation (par exemple une confirmation ou une non confirmation d'identité, un accord ou un refus d'accès,. . .). Ainsi, selon cet exemple d'installation, la cartographie du réseau veineux est simplement exploitée en tant que critère auxiliaire propre à déterminer l'angle de pose de la zone DO du corps sur la zone d'apposition AP et l'image d'empreinte corporelle CO ou sa version corrigée CO', selon un mode de réalisation, demeure le critère unique d'identification. D'autres exploitations des images acquises de l'empreinte corporelle et du réseau veineux peuvent être mises en oeuvre pour l'identification de l'individu sans pour cela sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS1) Procédé de détection de l'orientation d'une zone (DO) du corps d'un individu posée sur une zone d'apposition (AP) d'un support (P) d'un capteur biométrique prévu pour former une première image (Il) de la zone (DO) du corps par réflexion totale d'un rayonnement sur la zone d'apposition (AP), et une seconde image (I2) de la zone (DO) du corps à partir d'un rayonnement propre à traverser les tissus du corps et à se réfléchir sur l'hémoglobine, caractérisé en ce qu'il comporte - une étape de détermination dans un référentiel, d'une part, de l'axe longitudinal (A) de la zone du corps représentée sur la première image et, d'autre part, de deux bords longitudinaux (B1, B2) de la zone du corps représentée sur la seconde image, et - une étape de détermination de l'orientation de la zone du corps par rapport au support à partir de la mesure de la position relative des deux bords (B1, B2) et de l'axe (A) ainsi déterminés dans le référentiel. 2) Procédé selon la revendication 1, dans lequel la mesure de la position relative des deux bords (B1, B2) et de l'axe (A) est le rapport entre deux distances (Dl, D2) mesurées chacune dans le référentiel entre l'axe (A) et l'un des deux bords (B1, B2). 3) Procédé selon la revendication 2, dans lequel une orientation de la zone du corps par rapport au support est détectée lorsque les deux distances ne sont pas égales entre elles et le signe de l'orientation est alors donné par le signe de la différence entre ces deux distances. 4) Procédé selon la revendication 2, dans lequel une orientation de la zone du corps par rapport au support est détectée lorsque les deux distances ne sont pas égales à deux autres distances mesurées préalablement et représentant une position de référence de la zone du corps par rapport au support. 5) Procédé selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel la valeur de l'angle de pose formé entre l'axe transversal (AT) de la zone (DO) du corps et le support (P) est déterminée à partir d'une table (T) de correspondance entre couples de distances mesurées et valeurs d'angle de pose prédéterminées empiriquement. 6) Procédé selon la revendication 5, qui comporte en plus une étape de correction de la représentation de la zone du corps portée par la première image (Il) à partir du signe et de la valeur de l'angle de pose ainsi déterminés. 7) Procédé selon l'une des revendications précédentes, qui comporte une étape pour indiquer à l'individu si l'orientation de la zone de son corps par rapport au support est correcte pour son identification. 10 8) Dispositif de détection de l'orientation d'une zone (DO) du corps d'un individu posée sur une zone d'apposition (AP) d'un support d'un capteur biométrique prévu pour former une première image (Il) de la zone (DO) du corps par réflexion totale d'un rayonnement sur la zone d'apposition (AP), et une seconde image (I2) de la zone (DO) du corps à partir d'un rayonnement propre à traverser les tissus du corps 15 et à se réfléchir sur l'hémoglobine, caractérisé en ce qu'il comporte - des moyens (DET1) de détermination dans un référentiel, d'une part, de l'axe longitudinal (A) de la zone du corps représentée sur la première image et, d'autre part, de deux bords longitudinaux (B1, B2) de la zone du corps représentée sur la seconde image, et 20 - des moyens (DET2) de détermination de l'orientation de la zone du corps par rapport au support à partir de la mesure de la position relative des deux bords (B1, B2) et de l'axe (A) ainsi déterminés dans le référentiel. 9) Capteur biométrique comportant un support (P) et prévu pour former une 25 première image (Il) d'une zone (DO) du corps d'un individu posée sur une zone d'apposition (AP) du support (P) par réflexion totale d'un rayonnement sur la zone d'apposition (AP), et une seconde image (I2) de la zone (DO) du corps à partir d'un rayonnement propre à traverser les tissus du corps et à se réfléchir sur l'hémoglobine, caractérisé en ce qu'il intègre un dispositif conforme à la revendication 8. 30 10) Installation d'identification comprenant un capteur biométrique (CAP) prévu pour former une première image (Il) d'une zone (DO) du corps d'un individu posée sur une zone d'apposition (AP) d'un support (P) du capteur (CAP) par réflexion totale d'un rayonnement sur la zone d'apposition (AP), et une seconde image (I2) de5la zone (DO) du corps à partir d'un rayonnement propre à traverser les tissus du corps et à se réfléchir sur l'hémoglobine, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif conforme à la revendication 8 qui est soit intégré au capteur soit distinct du capteur. 11) Programme d'ordinateur stocké sur un support d'informations, ledit programme comportant des instructions permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à 6, lorsqu'il est chargé et exécuté par un dispositif conforme à la revendication 8.