domaine de la reconnaissance par l'iris - Université Paris Diderot ...

Iris Recognition
******
La reconnaissance d’irisd
Présentation de domaine
Le 15 avril 2004 – Audrey Rousseau

Plan de la présentation
• Introduction à la biométrie
• 1er problème de terminologie: la définition d
de
Biométrie en français
ais
• Iris recognition ou Reconnaissance par l’irisl
• Bref historique
• Les techniques d’identification d
et de vérificationv
• Les performances d’un d
tel système
• L’œil
• Les caractéristiques ristiques de l’iris l
utilisables par le système biométrique
• Quelques problèmes terminologiques
2

Overview of Biometrics
• Biometrics= BIO + METRICS
• Biometrics is part of Automatic Identification and Data Capture (AIDC)
• Biometric technologies defined as “automated methods of verifying or
recognizing the identity of a living person based on a physiological or
behavioral characteristic”
• Biometric technologies based on three basic methods:
• a mechanism to scan and capture a digital or analog image of a living personal
characteristic
• compression, processing and comparison of the image to a database e of stored
images
• interface with applications systems
• Biometric technologies based upon physiological and behavioral human
characteristics
3

Automatic Identification and Data Capture (AIDC)
electromagnetics
optical
magnetics
biometrics
smart cards
touch
4

Technique biométrique
Technique
comportementale
Technique physiologique
Empreintes digitales
Veines de la main
Mouvement
des lèvres
Dynamique
de frappe au clavier
Thermographie
du visage
Géométrie
de la main
Rétine
Reconnaissance
vocale
Visage
Dynamique
de la signature de la main
Iris
5

1er problème de terminologie:
La définition d
en français ais du terme
Biométrie
Définition généraleg
rale: science qui étudie à l’aide des
mathématiques (statistiques et probabilités) les
variations biologiques à l’intérieur d’un groupe
déterminé.
Le petit Robert
Définition appliquée: : Technique permettant d’identifier d
ou d’authentifier d
l’identitl
identité d’une personne par la
reconnaissance automatique de certaines de ses
caractéristiques ristiques physiologiques ou comportementales
préalablement enregistrées.
es.
6

Schéma général g
d’un d
système
biométrique
7

Fonctionnement d’un d
système de
reconnaissance d’irisd
Un système de vérification par reconnaissance d’iris
peut se décomposer en deux unités principales:
1. une unité optique de
capture de l’image de l’iris
(dispositif de vision),
2. une unité de traitement des
données (extraction et comparaison des
informations discriminantes avec celles
stockées préalablement lors de
l’enrôlement).
8

Enrôlement
Capture d’image
de l’iris d’un utilisateur
Au moyen d’une camera
sensible dans le proche
infrarouge pour éviter
l’éblouissement de
l’utilisateur (camera CCD)
Extraction
des caractéristiques
de l’iris
* Projection de l’image
dans un repère de taille fixe
* Codage binaire par un filtre:
ondelette de Gabor 2D
* Résultat: un code d’iris de 256
octets
Enregistrement
des données
dans une Bdd
Comparaison
Décision
Suivant la valeur de HD, il
y a authentification de la
personne ou cette dernière
est un imposteur.
Identification
« 1-parmi-N »
Vérification
« 1-pour-1 »
Suivant le type de
comparaison avec:
* un seul gabarit de
référence
* plusieurs gabarits de
référence
Elle repose sur un test
statistique d’indépendance.
La comparaison des codes
permet de quantifié le taux de
similarité de deux images
différentes d’iris: on compare
chacun des bits issus des 2
codes et on compte le nombre
de bits qui diffèrent =
Distance de Hamming
(HD)
9

Exemples d’images d
d’iris d
provenant de la base
de donnée e CASIA de l’Institutel
of Automation,
Chinese Academy of Science
10

Mesures de performance d’un d
système de reconnaissance d’irisd
Système biométrique
de reconnaissance d’iris
Mesurent la performance
Faux rejet
Fausse
acceptation
EER
Equal Error Rate
FER
Taux d’échec
à l’enrôlement
TFR
Taux de faux rejets
TFA
Taux de fausses acceptations
A une incidence sur les 2 taux
11

Anatomie de l’oeill
Corps vitré
Sclérotique
Rétine
Nerf optique
Papille optique
Choroïde
Trabéculum cornéoscléral
Corps cillaire
Cristallin
Iris
Pupille
Cornée
Humeur aqueuse
Canal de Schlemm
12

La composition de l’oeill
Œil
Chambre
postérieure
Chambre
antérieure
Conjonctive
Nerf optique
Membrane
nerveuse
Membrane
fibreuse externe
Membrane uvéale
Milieu transparent
Rétine
Cornée
Sclérotique
Corps
ciliaire
Iris
Pupille
Choroïde
Corps vitré
Humeur
aqueuse
Cristallin
13

Les caractéristiques ristiques de l’iris l
utilisables par le système
biométrique
Images de 4 différents types de texture d’iris
14

Coupes d’irisd
Coupe de l’iris humaine
Coupe de la surface antérieur de l’iris
1. Couche antérieur
2. Stroma
3. Couche postérieur
4. Couche
pigmentaire
1. Couche pigmentaire
2. Zone pupillaire
3. Collerette
4. Zone ciliaire
5. Cryptes
6. Tâche pigmentaire
15

Iris texture
Iris features
Iris pattern
Iris feature
Collarette Pigment spot Crypt
Corona ciliaris
Furrow
Pupil
Control the size
Freckle
Mole
Radial furrow
Concentric furrow
16

Iris features examples
Collarette
Crypts
Pigment spot
Radial(5) and concentric(6) furrows
17

Les
caratéristiques
ristiques
Texture de l’iris
de l’irisl
Motif de l’iris
Caractéristique de l’iris
Collerette Tâche pigmentaire Crypte
Couronne ciliaire
Sillon
Pupille
Tâches
de rousseur
Grains
de beauté
Contrôle la taille
18

Lumière
de courte
longueur d’onde
de grande
longueur d’onde
Iris
Absorbe
Réfléchit et
disperse
Épithélium
pigmentaire
Stroma
Effets de la lumière sur l’oeill
19

Problèmes terminologiques
• Terminologie peu stable en français
ais abondance des termes avec
concurrents
• Ex de concurrents:
• EN: False Rejection Rate (FRR), False Non-Match
Rate (FNMR)
FR: taux de FRR, taux de faux rejets, TFR, FRR
• EN: False Acceptance Rate (FAR), False Match Rate (FMR)
FR: taux de FAR, FAR, taux de fausses acceptations, TFA
• EN: Iris recognition
FR: Reconnaissance d’iris d
/ par l’iris, l
Identification par l’irisl
• EN: Equal Error Rate, EER
FR: taux de EER, EER (même pas d’éd
’équivalent en « français
ais »)
• Pb avec « radial furrows » et « concentric furrows »,, terme ou collocation?
20

Traduction – Extrait du texte source
The iris begins to form in the third month of gestation and the structures
creating its pattern are largely complete by the eighth month, although
pigment accretion can continue into the first postnatal years. Its complex
pattern can contain many distinctive features such as furrows, crypts, corona,
freckles, and a zigzag collarette, some of which may be seen in Figure1. Iris
colour is determined mainly by the density of melanin pigment (Chedekel
1994) in its anterior layer and stroma, with blue irises resulting from an
absence of pigment: long wavelength light penetrates and is absorbed by the
pigment epithelium, while shorter wavelengths are reflected and scattered by
the stroma. The striated trabecular meshwork of elastic pectinate ligament
creates the predominant texture under visible light, whereas in the near
infrared (NIR) wavelengths used for unobtrusive imaging at distances of up
to 1 meter, deeper and somewhat more slowly modulated stromal features
dominate the iris pattern. In NIR wavelengths, even darkly pigmented irises
reveal rich and complex features.
21

Traduction vers le français
ais
L'iris commence à se former pendant le troisième mois de la grossesse
(Kronfeld
1962) et les structures déterminant d
son motif sont en grande partie
achevées es vers le huitième mois, bien que l’accumulation l
de pigments puisse se
poursuivre dans les premières res années post-natales. Son motif est relativement
complexe et peut contenir de nombreuses caractéristiques ristiques distinctives, tels
que des ligaments en forme d’arcs, d
des sillons, des crêtes, des cryptes, des
anneaux, une couronne, et une collerette en zigzag. Certaines de ses
caractéristiques ristiques sont visibles sur la figure 1. La couleur de l’iris l
est
principalement détermind
terminée e par la densité des pigments de mélanine m
(Chedekel(
1994) contenus dans sa couche antérieure et dans le stroma. Les iris de
couleur bleue s’expliquent s
par une absence de pigment. La lumière de grande
longueur d’onde d
est en fait absorbée e par l’él
’épithélium pigmentaire, tandis que
les longueurs d’onde d
plus courtes sont réflr
fléchies et dispersées es par le stroma.
En lumière visible, le trabéculum
culum, , tissu strié constitué d’un ligament pectiné
élastique, donne sa texture prédominante
à l’iris, tandis que dans le proche
infrarouge (longueurs d’onde d onde utilisées pour une capture d’image d
discrète
à des
distances pouvant aller jusqu’au mètre), m
ce sont les caractéristiques ristiques du stroma
plus profondes et de variation relativement moindre qui prédominent sur le motif
de l’iris. l
Dans le proche infrarouge, même les iris foncés s révèlent r
des
caractéristiques ristiques riches et complexes.
22