Brevet FR3007170A1 — publié le 20141219

La présente invention concerne un dispositif de décision prévu pour décider si un visage est vrai ou faux, ainsi qu'un procédé de décision mis en oeuvre par un tel dispositif de décision. Elle trouve application dans le domaine de la reconnaissance biométrique et en particulier dans le domaine de l'identification par reconnaissance de visages. La reconnaissance d'un visage est utilisée pour sécuriser des installations comme par exemple des bâtiments ou des machines. Cette technologie permet de s'affranchir de codes d'accès ou de cartes qui peuvent être volés ou falsifiés. L'utilisation de cette technologie permet de renforcer la sécurité dans la mesure où la probabilité que deux personnes aient deux visages identiques est très faible. La reconnaissance du visage est basée sur la comparaison de l'image du visage de l'utilisateur avec un ensemble d'images de visage de référence stockées dans une base de données. Bien que le piratage des dispositifs de reconnaissance de visage soit difficile, il n'est pas impossible. En effet, certains pirates réalisent des leurres, comme par exemple une photo ou un masque sur lequel est reproduit le visage à imiter. Le pirate peut alors placer le leurre devant le dispositif d'acquisition du dispositif de reconnaissance de visages qui est alors trompé. Un objet de la présente invention est de proposer un dispositif de décision permettant de décider si un visage est vrai ou faux et qui ne présente pas les inconvénients de l'art antérieur. A cet effet, est proposé un dispositif de décision prévu pour décider si un visage est vrai ou faux, ledit dispositif de décision comportant : - des moyens d'éclairage émettant un flux infrarouge incident cohérent et polarisé selon une direction de polarisation et destiné à éclairer ledit visage, - une base de données contenant pour au moins un des critères suivants un intervalle de valeurs de référence dudit critère représentatif d'un vrai visage, lesdits critères étant parmi l'écart-type des intensités de l'image perpendiculaire, l'écart-type des intensités de l'image parallèle, une combinaison logique et/ou arithmétique entre l'écart-type des intensités de l'image parallèle et l'écart-type des intensités de l'image perpendiculaire, l'écart-type des intensités de l'image perpendiculaire sur laquelle on applique préalablement un filtre fréquentiel de type passe-haut, l'écart-type des intensités de l'image parallèle sur laquelle on applique préalablement un filtre fréquentiel de type passe-haut, une combinaison logique et/ou arithmétique entre l'écart-type des intensités de l'image parallèle sur laquelle on applique préalablement un filtre fréquentiel de type passe-haut et l'écart-type des intensités de l'image perpendiculaire sur laquelle on applique préalablement un filtre fréquentiel de type passe-haut, selon le ou les critère(s) retenu(s), le dispositif de décision comporte en outre : - un moyen de capture présentant un filtre polarisant perpendiculaire et/ou parallèle à la direction de polarisation, et - des moyens de calcul prévus pour calculer la valeur de chaque critère retenu à partir de l'image perpendiculaire et/ou de l'image parallèle, le dispositif de décision comporte en outre : - des moyens de comparaison prévus pour comparer chaque valeur ainsi calculée à l'intervalle de valeurs de référence correspondant et pour délivrer une information représentative de ces comparaisons, et - des moyens de décision prévus pour décider si le visage est vrai ou faux en fonction de l'information délivrée par les moyens de comparaison. Selon un mode de réalisation particulier les critères retenus sont l'écart-type des intensités de l'image perpendiculaire, l'écart-type des intensités de l'image parallèle, et le rapport entre l'écart-type des intensités de l'image parallèle et l'écart-type des intensités de l'image perpendiculaire. Selon un mode de réalisation particulier les critères retenus sont l'écart-type des intensités de l'image perpendiculaire sur laquelle on applique préalablement un filtre fréquentiel de type passe-haut, l'écart-type des intensités de l'image parallèle sur laquelle on applique préalablement un filtre fréquentiel de type passe-haut, et le rapport entre l'écart-type des intensités de l'image parallèle sur laquelle on applique préalablement un filtre fréquentiel de type passe-haut et l'écart-type des intensités de l'image perpendiculaire sur laquelle on applique préalablement un filtre fréquentiel de type passe-haut. L'invention propose également un procédé de décision prévu pour décider si un visage est vrai ou faux et mis en oeuvre par un dispositif de décision selon l'une des variantes précédentes, le procédé de décision comportant: - une étape d'éclairage au cours de laquelle les moyens d'éclairage infrarouge éclairent le visage à détecter, - une étape de capture au cours de laquelle le moyen de capture perpendiculaire capture une image perpendiculaire du visage ainsi éclairé et/ou une étape de capture au cours de laquelle le moyen de capture parallèle capture une image parallèle du visage ainsi éclairé, - une étape de calcul au cours de laquelle les moyens de calcul calculent la valeur de chacun desdits critères retenus à partir de chaque image ainsi capturée, - une étape de comparaison au cours de laquelle les moyens de comparaison comparent chaque valeur ainsi calculée à l'intervalle des valeurs de référence correspondant et délivrent une information représentative de cette comparaison, - une étape de décision au cours de laquelle les moyens de décision décident si le visage est vrai ou faux en fonction de l'information délivrée par les moyens de comparaison. 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 une vue schématique d'un dispositif de décision selon l'invention, et la Fig. 2 est un algorithme d'un procédé de décision selon l'invention. La Fig. 1 montre un dispositif de décision 100 destiné à décider si le visage 50 d'un individu est vrai ou faux. Le dispositif de décision 100 comprend des moyens d'éclairage 102 prévus pour éclairer le visage 50 avec un flux infrarouge incident cohérent 104 ayant une polarisation rectiligne. Le flux infrarouge incident 104 émet à une longueur d'onde de 25 750 à 950nm. Comme cela est expliqué ci-après, selon le critère retenu, le dispositif de décision 100 comprend également un ou deux moyens de capture 106 et 108 sensibles dans l'infrarouge, chacun étant prévu pour capturer une image du visage 50 éclairé par le flux infrarouge cohérent 104. Les moyens de capture 106 et 108 prennent ici la forme 30 de deux caméras munies chacune d'un filtre interférentiel pour la longueur d'onde du flux infrarouge cohérent 104. Le moyen de capture perpendiculaire 106 présente un filtre polarisant perpendiculaire à la direction de polarisation du flux infrarouge cohérent 104 et le moyen de capture parallèle 108 présente un filtre polarisant parallèle à la direction de polarisation du flux infrarouge cohérent 104. L'image capturée par le moyen de capture perpendiculaire 106 est appelée l'image perpendiculaire, et l'image capturée par le moyen de capture parallèle 108 est appelée l'image parallèle. Le principe de l'invention repose sur le fait que le flux infrarouge cohérent incident 104 qui rencontre une surface non absorbante génère des tavelures ("speckles" en anglais) dues à la rugosité de la surface. Le speckle est une interférence due à la différence de marche (déphasage) des faisceaux réfléchis cohérents générés par une surface réfléchissante irrégulière. Le niveau des speckles diminue dans le cas d'une surface absorbante car la partie transmise dans la matière perd sa cohérence et donc ne crée plus d'interférence. Seule la partie réfléchie garde sa cohérence et donc génère une interférence. Les moyens d'éclairage 102 et chaque moyen de capture 106, 108 sont orientés vers le visage 50 à analyser. Selon que le visage 50 est un vrai visage ou un leurre, l'intensité des tavelures sera différente. Si le visage 50 est un vrai visage, la peau absorbe une partie du flux incident, donc l'intensité des tavelures est faible. Si le visage 50 est un leurre, le matériau réfléchit le flux incident, donc l'intensité des tavelures est plus élevée. Le principe de l'invention est basé sur la quantification des speckles. Cette quantification peut ce faire selon plusieurs traitements d'image connus de l'homme du métier comme par exemple : analyse fréquentielle, variance, écart-type. Dans un mode de réalisation préférentiel, on utilise l'analyse de l'écart-type des intensités sur l'ensemble ou une partie du visage 50 éclairé où est sensée se trouver de la peau. L'écart-type des intensités de l'image perpendiculaire, et/ou l'écart-type des intensités de l'image parallèle, et/ou la combinaison logique et/ou arithmétique entre l'écart-type des intensités de l'image parallèle et l'écart-type des intensités de l'image perpendiculaire constituent différents critères qui après analyse permettent de décider de la véracité du visage 50. Il est également possible d'utiliser l'écart-type des intensités de l'image perpendiculaire sur laquelle on applique préalablement un filtre fréquentiel de type passe-haut, et/ou l'écart-type des intensités de l'image parallèle sur laquelle on applique préalablement un filtre fréquentiel de type passe-haut, et/ou la combinaison logique et/ou arithmétique entre l'écart-type des intensités de l'image parallèle sur laquelle on applique préalablement un filtre fréquentiel de type passe-haut et l'écart-type des intensités de l'image perpendiculaire sur laquelle on applique préalablement un filtre fréquentiel de type passe-haut. Il est ainsi possible en analysant l'un de ces critères par rapport à un intervalle des valeurs de référence admissibles pour un vrai visage 50 de décider si le visage 50 est vrai ou faux. Par exemple, si l'écart-type des intensités de l'image perpendiculaire ou parallèle est en dehors de l'intervalle attendu, cela détecte une fraude trop réfléchissante par rapport à la peau. De plus, si les deux écart-types des intensités sont dans les intervalles de valeurs de référence, la combinaison logique et/ou arithmétique des écart-types des intensités permet de confirmer la cohérence entre les deux écart-types des intensités. Dans un mode de réalisation particulier, le rapport de l'écart-type des intensités de l'image parallèle sur l'écart-type des intensités de l'image perpendiculaire doit être supérieur à un. En effet l'écart-type des intensités de l'image perpendiculaire doit être inférieur à celui de de 1"image parallèle car la réflexion spéculaire qui ne perd pas sa cohérence est supprimée sur l'image perpendiculaire. Pour augmenter la fiabilité du dispositif de décision 100, il est possible d'effectuer une analyse de deux ou plus de ces critères. L'écart-type des intensités d'une image est calculé par les opérations suivantes : - repérage des zones à analyser (présence supposée de peau) par détection du visage éclairé sur ladite image, et - calcul de l'écart-type des intensités dans chaque zone. Dans le cas d'un écart-type des intensités d'une image sur laquelle on applique préalablement un filtre fréquentiel de type passe-haut, un filtrage de l'image est effectué entre le repérage et le calcul. A cet effet, le dispositif de décision 100 comporte également des moyens de calcul 112, 113 prévus pour effectuer les opérations précédentes et calculer ainsi le ou les valeur(s) de chaque critère retenu à partir de l'image perpendiculaire et/ou l'image parallèle filtrée ou non. Le dispositif de décision 100 comporte une base de données contenant pour chacun des critères retenus l'intervalle des valeurs de référence dudit critère qui est représentatif d'un vrai visage 50. Selon un premier mode de réalisation préféré de l'invention, les critères retenus sont l'écart-type des intensités de l'image perpendiculaire, l'écart-type des intensités de l'image parallèle, et le rapport entre l'écart-type des intensités de l'image parallèle et l'écart-type des intensités de l'image perpendiculaire. Selon un deuxième mode de réalisation préféré de l'invention, les critères retenus sont l'écart-type des intensités de l'image perpendiculaire sur laquelle on applique préalablement un filtre fréquentiel de type passe-haut, l'écart-type des intensités de l'image parallèle sur laquelle on applique préalablement un filtre fréquentiel de type passe-haut, et le rapport entre l'écart-type des intensités de l'image parallèle sur laquelle on applique préalablement un filtre fréquentiel de type pas se-haut et l'écart-type des intensités de l'image perpendiculaire sur laquelle on applique préalablement un filtre fréquentiel de type passe-haut. Il est possible de combiner les deux modes de réalisation préférés en analysant des écart-types des intensités des images originelles et des écart-types des intensités des images filtrées. Pour chaque critère retenu pour l'analyse, le dispositif de décision 100 est soumis à une phase d'apprentissage, au cours de laquelle de véritables visages 50 sont présentés et au cours de laquelle la valeur dudit critère est relevée. Cette phase d'apprentissage permet de recueillir pour chaque critère retenu, des valeurs dudit critère qui sont représentatives d'un vrai visage et ainsi de créer un intervalle des valeurs de référence qui, pour ledit critère, correspond à un vrai visage 50. Il est également possible de présenter des leurres pour affiner l'intervalle. Cette phase d'apprentissage s'effectue une fois à la mise en route du dispositif de décision 100. Le dispositif de décision 100 comporte en outre: - des moyens de comparaison 114 prévus pour comparer la valeur du ou de chaque critère à l'intervalle des valeurs de référence correspondant et délivrer une 30 information représentative pour chaque comparaison, et - des moyens de décision 116 prévus pour décider si le visage 50 est vrai ou faux en fonction de l'information délivrée par les moyens de comparaison 114. Si le critère retenu est l'écart-type des intensités de l'image perpendiculaire, le dispositif de décision 100 comprend le moyen de capture perpendiculaire 106 et les moyens de calcul 112 sont prévus pour calculer l'écart-type des intensités de ladite image perpendiculaire. Si le critère retenu est l'écart-type des intensités de l'image parallèle, le dispositif de décision 100 comprend le moyen de capture parallèle 108 et les moyens de calcul 113 sont prévus pour calculer l'écart-type des intensités de ladite image parallèle. Si le critère retenu est une combinaison logique et/ou arithmétique entre l'écart-type des intensités de l'image perpendiculaire et l'écart-type des intensités de l'image parallèle, le dispositif de décision 100 comprend le moyen de capture perpendiculaire 106 et le moyen de capture parallèle 108 et les moyens de calcul sont prévus pour calculer l'écart-type des intensités de ladite image perpendiculaire, pour calculer l'écart-type des intensités de ladite image parallèle, et calculer la combinaison logique et/ou arithmétique entre l'écart-type des intensités de l'image perpendiculaire et l'écart-type des intensités de l'image parallèle. Si le critère retenu est l'écart-type des intensités de l'image perpendiculaire filtrée, le dispositif de décision 100 comprend le moyen de capture perpendiculaire 106 et les moyens de calcul 112 sont prévus pour filtrer l'image perpendiculaire et calculer l'écart-type des intensités de ladite image perpendiculaire filtrée. Si le critère retenu est l'écart-type des intensités de l'image parallèle filtrée, le dispositif de décision 100 comprend le moyen de capture parallèle 108 et les moyens de calcul 113 sont prévus pour filtrer l'image parallèle et calculer l'écart-type des intensités de ladite image parallèle filtrée. Si le critère retenu est une combinaison logique et/ou arithmétique entre l'écart- type des intensités de l'image perpendiculaire filtrée et l'écart-type des intensités de l'image parallèle filtrée, le dispositif de décision 100 comprend le moyen de capture perpendiculaire 106 et le moyen de capture parallèle 108 et les moyens de calcul sont prévus pour filtrer les images parallèle et perpendiculaire et calculer l'écart-type des intensités de ladite image perpendiculaire filtrée, pour calculer l'écart-type des intensités de ladite image parallèle filtrée, et calculer la combinaison logique et/ou arithmétique entre l'écart-type des intensités de l'image perpendiculaire filtrée et l'écart-type des intensités de l'image parallèle filtrée. Ainsi, si la valeur de chaque critère retenu est dans l'intervalle des valeurs de référence, le visage 50 est alors considéré comme vrai et est considéré comme faux si elle est en dehors de cet intervalle des valeurs de référence. La Fig. 2 montre un organigramme d'un procédé de décision 300 mis en oeuvre par le dispositif de décision 100 et prévu pour décider si un visage 50 est vrai ou faux. Le procédé de décision 300 comprend : - une étape d'éclairage 302 au cours de laquelle les moyens d'éclairage infrarouge cohérent 102 éclairent le visage 50 à analyser, selon le critère retenu, - une étape de capture 304 au cours de laquelle le moyen de capture perpendiculaire 106 capture une image perpendiculaire du visage 50 ainsi éclairé et/ou une étape de capture 306 au cours de laquelle le moyen de capture parallèle 108 capture une image parallèle du visage 50 ainsi éclairé, - une étape de calcul 306 au cours de laquelle les moyens de calcul 112 calculent la valeur de chacun desdits critères retenus à partir de chaque image ainsi capturée et éventuellement préalablement filtrée par un filtre fréquentiel de type passe-haut, - une étape de comparaison 308 au cours de laquelle les moyens de comparaison 114 comparent chaque valeur ainsi calculée à l'intervalle des valeurs de référence correspondant, et délivrent une information représentative de cette comparaison, - une étape de décision 310 au cours de laquelle les moyens de décision 116 décident si le visage 50 est vrai ou faux en fonction de l'information délivrée par les moyens de comparaison 114. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le procédé de décision 300 comprend préalablement à l'étape d'éclairage 302, une étape d'apprentissage 312 qui consiste en une capture d'images de visages 50 vrais par chaque moyen de capture 106, 108 approprié selon le/les critère(s) retenu(s), un calcul de la valeur de chaque critère retenu par les moyens de calcul 112, 113 à partir de l'image ou chaque image ainsi capturée, et la définition pour le ou chaque critère retenu d'un intervalle des valeurs de référence pour lequel les valeurs dudit critère sont considérées comme représentatives d'un vrai visage 50. Comme mentionné ci-dessus, l'étape d'apprentissage 310 ne s'effectue qu'à la mise en route du dispositif de décision 100 et l'étape de décision 310 boucle alors sur l'étape d'éclairage 302. 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. REVENDICATIONS1) Dispositif de décision (100) prévu pour décider si un visage (50) est vrai ou faux, ledit dispositif de décision (100) comportant : - des moyens d'éclairage (102) émettant un flux infrarouge incident (104) cohérent et polarisé selon une direction de polarisation et destiné à éclairer ledit visage (50), - une base de données contenant pour au moins un des critères suivants un intervalle de valeurs de référence dudit critère représentatif d'un vrai visage (50), lesdits critères étant parmi l'écart-type des intensités de l'image perpendiculaire, l'écart-type des intensités de l'image parallèle, une combinaison logique et/ou arithmétique entre l'écart-type des intensités de l'image parallèle et l'écart-type des intensités de l'image perpendiculaire, l'écart-type des intensités de l'image perpendiculaire sur laquelle on applique préalablement un filtre fréquentiel de type passe-haut, l'écart-type des intensités de l'image parallèle sur laquelle on applique préalablement un filtre fréquentiel de type passe-haut, une combinaison logique et/ou arithmétique entre l'écart-type des intensités de l'image parallèle sur laquelle on applique préalablement un filtre fréquentiel de type passe-haut et l'écart-type des intensités de l'image perpendiculaire sur laquelle on applique préalablement un filtre fréquentiel de type passe-haut, selon le ou les critère(s) retenu(s), le dispositif de décision (100) comporte en outre : - un moyen de capture (106, 108) présentant un filtre polarisant perpendiculaire et/ou parallèle à la direction de polarisation, et - des moyens de calcul (112, 113) prévus pour calculer la valeur de chaque critère retenu à partir de l'image perpendiculaire et/ou de l'image parallèle, le dispositif de décision (100) comporte en outre : - des moyens de comparaison (114) prévus pour comparer chaque valeur ainsi calculée à l'intervalle de valeurs de référence correspondant et pour délivrer une information représentative de ces comparaisons, et - des moyens de décision (116) prévus pour décider si le visage (50) est vrai ou faux en fonction de l'information délivrée par les moyens de comparaison (114). 2) Dispositif de décision (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les critères retenus sont l'écart-type des intensités de l'image perpendiculaire, l'écart-type des intensités de l'image parallèle, et le rapport entre l'écart-type des intensités de l'image parallèle et l'écart-type des intensités de l'image perpendiculaire. 3) Dispositif de décision (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les critères retenus sont l'écart-type des intensités de l'image perpendiculaire sur laquelle on applique préalablement un filtre fréquentiel de type passe-haut, l'écart-type des intensités de l'image parallèle sur laquelle on applique préalablement un filtre fréquentiel de type passe-haut, et le rapport entre l'écart-type des intensités de l'image parallèle sur laquelle on applique préalablement un filtre fréquentiel de type pas se- haut et l'écart-type des intensités de l'image perpendiculaire sur laquelle on applique préalablement un filtre fréquentiel de type passe-haut. 4) Procédé de décision (300) prévu pour décider si un visage (50) est vrai ou faux et mis en oeuvre par un dispositif de décision (100) selon l'une des revendications 1 à 3, le procédé de décision (300) comportant: - une étape d'éclairage (302) au cours de laquelle les moyens d'éclairage infrarouge (102) éclairent le visage (50) à détecter, - une étape de capture (304) au cours de laquelle le moyen de capture perpendiculaire (106) capture une image perpendiculaire du visage (50) ainsi éclairé et/ou une étape de capture (306) au cours de laquelle le moyen de capture parallèle (108) capture une image parallèle du visage (50) ainsi éclairé, - une étape de calcul (306) au cours de laquelle les moyens de calcul (112) calculent la valeur de chacun desdits critères retenus à partir de chaque image ainsi capturée, - une étape de comparaison (308) au cours de laquelle les moyens de comparaison (114) comparent chaque valeur ainsi calculée à l'intervalle des valeurs de référence correspondant et délivrent une information représentative de cette comparaison, - une étape de décision (310) au cours de laquelle les moyens de décision (116) décident si le visage (50) est vrai ou faux en fonction de l'information délivrée par les moyens de comparaison (114).