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

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

2 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

3 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

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

5 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

6 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

7 Schéma général g d un d système biométrique 7

8 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

9 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

10 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

11 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

12 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

13 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

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

15 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

16 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

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

18 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

19 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

20 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

21 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

22 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