III.2.5.1.2. Principe de fonctionnement
Une empreinte digitale étant une des techniques du
système biométrique, repose aussi sur deux modes de
fonctionnement : l'enrôlement et l'authentification en vue de
déterminer l'identité d'un individu.
L'authentification par empreinte digitale repose sur la
concordance entre le fichier d'enregistrement ou signature obtenu lors de
l'enrôlement et le fichier obtenu lors de l'authentification.
Le principe de fonctionnement d'une empreinte digitale se
décompose en deux étapes suivantes :
a) Enrôlement
L'enrôlement d'un individu se réalise comme
suit :
· capture de l'image ;
· numérisation de l'image afin d'en extraire les
minuties ;
· enregistrement sur un support (carte à puce,
disque dur, ...).
b) Authentification
À son tour, l'authentification se fait de la
manière suivante :
· capture de l'image ;
· numérisation de l'image afin d'en extraire les
minuties ;
· comparaison entre échantillon et le gabarit
(signature) ;
· prise de décision.
III.2.5.1.3. Etapes de traitement informatique de
l'empreinte digitale
Plusieurs méthodes sont utilisées pour
reconnaitre les empreintes digitales dont : la localisation des minuties,
le traitement des textures ainsi que d'autres beaucoup d'autres techniques non
encore divulguées dans un but de confidentialité.
Pour ce travail, nous nous intéresserons à la
technique de localisation de minuties. Le traitement de l'empreinte digitale
par cette technique se base sur trois principales étapes : la
numérisation de l'image, l'extraction des minuties et la comparaison des
gabarits.
a) Numérisation de l'image
Cette technique consiste à numériser l'empreinte
digitale et la filtrer de façon à la nettoyer des
caractéristiques inutiles telles que des cicatrices (segmentation).
L'image à numériser peut bien être de format BITMAP pour le
traitement ainsi que l'échange des images avec les applications sous
Windows. L'origine des images n'a pas d'importance (scanner, fichier,
caméra, code barre...).
L'image ainsi numérisée en noir et blanc doit
être filtrée dans le but de supprimer toute ambiguïté
en détectant des zones de bruit et en faisant ressortir la plus grande
partie possible d'information utile au système. Cette étape se
chargera bien également de détecter l'absence d'empreinte, un
niveau élevé de bruit dans l'image (image sale ou lecteur
défectueux), un positionnement incorrect du doigt.
Une fois l'image filtrée, les lignes se voient
clairement mais elles ont des tailles différentes. Pour pouvoir
détecter rapidement les minuties (terminaisons, bifurcations), on
crée un squelette de chaque empreinte grâce aux algorithmes
complexes en vue de rendre chaque ligne (crête) de l'empreinte de 5
à 8 pixels à une épaisseur égale d'un pixel.
Figure 24: Squelettisation d'une empreinte digitale
Chaque minutie est repérée et
répertoriée grâce à son type (bifurcation B ou
terminaison T), à sa position dans l'image (coordonnées x et y)
et à sa direction ).
Figure 25: Exemple de repérage des minuties
b) Extraction des minuties
L'extraction des minuties est un processus final qui
complète l'obtention de la signature de l'empreinte grâce à
différents algorithmes.
Le gabarit retenu pour caractériser l'empreinte est
basé sur un nombre minimum allant de douze à quatorze minuties,
ou encore plus, nécessaires pour pouvoir établir des comparaisons
fiables, c'est-à-dire des comparaisons non influencées par
certains défauts lors l'acquisition de l'image ou par
l'altération temporaire (blessure, ....), entre empreintes. Ce qui fait
qu'avec ce minimum de minuties correctement relevées et
localisées, il est possible d'identifier une empreinte parmi plusieurs
millions d'exemplaires.
Figure 26: Extraction des minuties d'une empreinte
c) Comparaison des gabarits
La comparaison de deux ensembles de minuties (fichier
"gabarit"), correspondants respectivement à deux doigts à
comparer constitue le système de vérification
d'identité.
Pour déterminer si deux ensembles de minuties extraits
de deux images correspondent à des empreintes du même doigt, il
est nécessaire d'adopter un système de comparaison qui soit
insensible à d'éventuelles translations, rotations et
déformations qui affectent systématiquement les empreintes
digitales.
Normalement, à partir de deux ensembles de minuties
extraites, le système doit être capable de donner un indice de
similitude ou de correspondance qui vaut :
· 0 % si les empreintes sont totalement
différentes ;
· 100 % si les empreintes viennent de la même
image.
Par ailleurs, deux fichiers " gabarit "
calculées à partir de la même empreinte ne donneront jamais
100 % de ressemblance du fait des différences qui existent lors de
l'acquisition de deux images (petites déformations ou
déplacements), ils donneront cependant toujours un niveau
élevé de similitude.
Figure 27: Authentification par empreinte digitale
La décision à partir de cet indice de similitude
de savoir si deux empreintes sont issues du même doigt est une question
purement statistique. Pour décider d'accepter la similitude entre
deux " gabarit ", il faut établir un seuil d'acceptation.
| 
