techniques de reconnaissance...

Biométrie Techniques de

reconnaissance d’individus

Fabien ELOY – Sylvain VIGIER 19/10/12

Plan

Introduction

I – Reconnaissance de visages

1 – Forme du visage

2 – Reconnaissance de l’iris

II – Biométrie de la main

1 - Empreintes digitales

2 - Forme de la main

3 – Dynamique de frappe

Conclusion

Introduction

Qu’est-ce que la biométrie ?

Bio + métrie = mesure du vivant

Généralement : vérifier une identité Une ou plusieurs modalités : voix, iris, rétine,

empreintes …

Introduction

Pourquoi ?

Inconvénients des systèmes standards ?

Perte, vol, falsification (CB, badges)

Besoins accrus en sécurité

Circulation transfrontalière

Mots de passe

Sécurité des mots de passe

Etude d’une université anglaise sur les mots de passe

91% : sont dits « connus »

21 % : prénom

15 % date de naissance, d’anniversaire

15 % : nom de leur animal

7 % : lien avec une date clé

2 % : "password"

30 % : partage avec le conjoint

Usage, Déroulement

Usage encore limité

Coût, acceptabilité, performances

Enrôlement : capture des données

Identification et vérification

Vérification vs Identification

Vérification/Authentification :

Valider une identité (ex : login + mdp)

2 étapes :

Un ID fourni au système

Un échantillon à comparer avec celui de ID

Identification :

Reconnaitre 1 personne parmi N

1 étape : en entrée un échantillon

Les erreurs

Deux types d’erreurs

Faux Négatifs (FN)

Faux Positifs (FP)

Taux FP = 𝑁𝑏 𝑑𝑒 𝐹𝑃

𝑁𝑏 𝑖𝑚𝑝𝑜𝑠𝑡𝑒𝑢𝑟𝑠 Taux FN =

𝑁𝑏 𝑑𝑒 𝐹𝑁

𝑁𝑏 𝑐𝑙𝑖𝑒𝑛𝑡𝑠

Taux d’erreur = 𝐹𝑃 + 𝐹𝑁

𝑁𝑏 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑖𝑛𝑑𝑖𝑣𝑖𝑑𝑢𝑠

Les critères

4 critères de comparaison de modalités :

Effort : utilisateur

Intrusif : utilisateur

Coût : technologie

Précision : technologie

Beaucoup de modalités

I.1 – Forme du visage

Technique en plein développement:

Réseaux sociaux

Mobiles: Android 4.0

Gestion d’image: Picasa

Console: Kinect

Pour quelles utilisations?

Essentiellement pour l’identification

Système d’authentification peu fiable

I.1 – Forme du visage

Deux approches pour la reconnaissance du visage:

Approche image:

- Mesure de similarité directe entre visages

- Applicable à tout type d’image

Approche par modèles de visages:

- Analyse des visages pour déterminer des paramètres particuliers (ex: distance entre les yeux)

- Spécifique à la reconnaissance de visages

I.1 – Forme du visage

Approche « Eigenface »:

Algorithme:

- 1) Ensemble d’image de départ

dans un ensemble de dimension

n=largeur*hauteur:

- 2) Calcul « d’Eigenfaces »:

base d’un espace de dimension réduite qui permet de reconstituer approximativement tous les visages de départ:

I.1 – Forme du visage

Approche « Eigenface »:

- 3) Projeter l’image modèle et l’image

identifier dans l’espace de dimension réduite

- 4 ) Si la distance entre les deux projections

est inférieure à un seuil, identification de

l’individu au modèle

I.1 – Forme du visage

Approche « Eigenface »: Résultats (% de réussite):

- 96% avec des variations de lumière

- 85% avec des variations d’orientation

- 64% avec des variations de taille

Reconnaissance faciale 3D:

Principe: projection et analyse du volume à partir de déformation d’un modèle

Avantages: Moins sensible aux changements de lumière et d’orientation

En recherche mais quelques modèles déjà présents sur le marché

I.2 – Reconnaissance de l’iris

Une idée ancienne: 1935: idée proposée par Franck Burch

1994: brevetage des premiers algorithmes de reconnaissance créés par John Daughman

Iris: Réseau de tube très fins

Enchevêtrement varie peu

Non lié à l’ADN

Un système fiable:

Plus de paramètres utilisés que les autres méthodes (sillons de contractions, cryptes, anneaux…)

Permet de distinguer 2 jumeaux

Probabilité que l’on trouve 2 iris identiques 𝟏

𝟐𝟕𝟐

I.2 – Reconnaissance de l’iris

Fonctionnement de la reconnaissance par iris:

Capture de l’image (limite du domaine visible – 700 à

900 nm)

Déterminer le centre de la pupille et la position de l’

iris

Extraction de bandes régulières entre la pupille et le

blanc de l’œil

Génération d’un iris code

Deux iris sont considérés identiques si la distance de

Hamming est inférieur à 0.32

I.2 – Reconnaissance de l’iris

Utilisation:

Pas de systèmes grand public sur le marché

Utilisations ponctuelles dans les grandes

entreprises ou les aéroports

II.1 – Empreintes digitales

Technique la plus connue et maîtrisée

100 ans d’utilisation

1880 : Alphonse Bertillon

1900 : Francis Galton

P(A=B) = 1

64.109

II.1 – Empreintes digitales

Caractérisée par des minuties

Points particuliers

II.1 – Empreintes digitales

Capteurs

Optique : caméra

+ simple

Ne détecte pas : images, faux doigts

À ultrasons : onde ultrasonore

+coûteux

Pas d’interaction avec une surface

II.1 – Empreintes digitales

Avantages : Taille, coût du lecteur

Traitement rapide

Bon compromis FN / FP

Inconvénients :

Opinion du grand public : image policière

Pose correcte du doigt

Faux doigts, doigts coupés, images

II.2 – Forme de la main

Paramètres :

Longueur, épaisseur des doigts

Position relative

Réseau veineux (meilleurs systèmes)

II.2 – Forme de la main

Moins fiable que les empreintes

Plus variable dans le temps (âge, poids)

Avantages :

Acceptation des usagers, facilité

Indépendant de la propreté des doigts

Inconvénients :

Encombrant

Acceptation (FP) : jumeaux, membres famille

II.3 – Dynamique de frappe

« graphologie des temps modernes » : 80’s

Clavier > Stylo

II.3 – Dynamique de frappe

Paramètres

Vitesse et temps de frappe

Suites de lettres

Les pauses

Avantages

Non intrusif, geste naturel

Seulement un logiciel

Inconvénients :

Dépend de l’état physique

Conclusion

Systèmes variés

Le choix du système dépend des

contextes d’utilisation

Tendance aux systèmes multimodaux

pour plus de fiabilité

Sources

http://en.wikipedia.org/

http://www.biometrie-online.net/technologies/iris

http://www.ai.polymtl.ca/cohen/ELE6812/Tutoriels/Elouet/index.htm

http://www.crossmatch.com/i-scan-2.php

http://www.zdnet.fr/actualites/google-integre-en-option-la-reconnaissance-faciale-a-google-39766446.htm

http://www.l1id.com/pages/403-3d-facial-recognition

http://www.mondeo.fr/index.php?option=com_content&task=view&id=98&Itemid=1&ed=16