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WO2006082291A1 - Procede de determination d'un axe de reference d'un œil - Google Patents

Procede de determination d'un axe de reference d'un œil Download PDF

Info

Publication number
WO2006082291A1
WO2006082291A1 PCT/FR2006/000091 FR2006000091W WO2006082291A1 WO 2006082291 A1 WO2006082291 A1 WO 2006082291A1 FR 2006000091 W FR2006000091 W FR 2006000091W WO 2006082291 A1 WO2006082291 A1 WO 2006082291A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
eye
iris
characteristic
reference axis
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR2006/000091
Other languages
English (en)
Inventor
Martin Cottard
Vincent Bouatou
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Electronics and Defense SAS
Original Assignee
Sagem Defense Securite SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sagem Defense Securite SA filed Critical Sagem Defense Securite SA
Publication of WO2006082291A1 publication Critical patent/WO2006082291A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/18—Eye characteristics, e.g. of the iris
    • G06V40/193—Preprocessing; Feature extraction

Definitions

  • the present invention relates to a method for determining a reference axis of an eye.
  • the invention also relates to recording methods and methods for identifying the iris of an eye whose reference axis has thus been determined, as well as to a sensor implementing one of these methods. It finds application in the field of biometric recognition and in particular in the field of identification by recognition of the iris of the eyes.
  • Iris recognition of an eye is used to secure facilities such as buildings or machines. This technology eliminates access codes or cards that can be stolen or falsified.
  • Iris recognition may be based on comparison of the user's iris image with a set of reference iris images stored in a database or comparison of relative code to the iris with a set of codes stored in a database.
  • the codes are generated by an algorithm from the image of the iris and contain a set of characteristic information in the image of the iris. As with iris images, these codes are unique for each individual. These codes can be considered as representative models of the corresponding irises and are conventionally called "biometric iris templates".
  • each person In the case of using an iris recognition device, each person must first save the image or template of his iris in a database during a recording phase. When one of the persons wishes to be recognized later, it must have the image or the template of its iris recognized during an identification phase, by comparison with all the images or registered templates.
  • the image or the template of the iris corresponds to an angular position corresponding to the angular position of the head of the person during the reading of the iris by the recognition device.
  • the angular position of the person's head may be different from that of the recording phase, resulting in an iris image or template different from the phase of the recording.
  • the image or the template of the iris to identify read by the recognition device is compared to all the images or templates in the database.
  • each image or template of the iris to be identified undergoes a plurality of rotations and each of the images or each of the templates thus obtained is compared to all the images or images. database templates until the concordance is verified or the identification is rejected.
  • This solution therefore requires a large number of calculations to generate the images or templates of the iris to identify from different angles and a large number of comparisons with the images of the database. This solution is therefore too long to implement with regard to user requirements for the speed of the recognition process.
  • An object of the present invention is to provide a method for determining a reference axis of an eye that optimizes the time required for iris recognition.
  • a method for determining at least one reference axis of an eye with respect to a reference axis of a sensor adapted to capture the characteristic of the iris of said eye comprising: a step of capturing the geometry of the eye by the sensor;
  • a step of determining the center of the outer boundary of the iris of the eye a step of determining the line passing through the center of the inner border of the iris of the eye and the center of the outer boundary of the iris of the eye;
  • the invention also proposes, according to another embodiment, a method of determining at least one reference axis of an eye with respect to a reference axis of a sensor adapted to capture the characteristic of the iris of said eye, the method comprising:
  • the step of determining a straight line comprises, for at least one of the eye corners:
  • the step of determining a straight line comprises, for at least one of the eye corners: a step of determining a reference shape representative of the shape of the eyelids from a set of basic shapes prerecorded by comparing the shape formed by the upper eyelid and the lower eyelid from the corner of the eye to said prerecorded basic forms, each specific shape having a specific point representative of the corner of the eye associated with said specific shape; and
  • the invention also proposes, according to another embodiment, a method for determining at least one reference axis of an eye with respect to an axis of reference of a sensor adapted to capture the characteristic of the iris of said eye, the method comprising:
  • the curves are polynomials.
  • the polynomials are of the first degree.
  • the invention also proposes a method for recording the characteristic of the iris of an eye in a database using a sensor disposed opposite said eye and adapted to capture said characteristic, the method comprising:
  • the invention also proposes a method for identifying the iris of an eye, captured by a sensor disposed opposite said eye and adapted to capture the characteristic of said eye, from a database of reference features in which a plurality of reference iris characteristics are recorded, each of which is associated with at least one orientation angle, the method comprising: a step of capturing the iris characteristic of the eye and the geometry of said eye by said sensor;
  • the invention also proposes a method for recording the characteristic of the iris of an eye in a database using a sensor disposed opposite said eye and adapted to capture said characteristic, the method comprising: a step of capturing said characteristic of the iris of the eye and the geometry of said eye by said sensor;
  • the invention also proposes a method for identifying the iris of an eye captured by a sensor disposed opposite said eye and adapted to capture the characteristic of said eye from a reference characteristic of a database whose orientation angle between one of the reference axes of the eye and the reference axis of the sensor is zero, the method comprising: a step of capturing the characteristic of the iris of the eye and the geometry of said eye by said sensor;
  • the invention also proposes a sensor adapted to capture the characteristic of the iris of the eyes and the geometry of the eyes and comprising an associated electronics adapted to the implementation of one of the above methods.
  • FIG. . 1 is the schematic representation of an eye whose reference axis is determined by a first method according to the invention
  • FIG. 2 is the schematic representation of an enlarged eye whose reference axis is determined by a second method according to the invention
  • FIG. 3a and FIG. 3b represent curve determination graphs by the Hough method
  • FIG. 4 is the schematic representation of an eye whose reference axis is determined by the second method according to the invention
  • FIG. 5 is the schematic representation of an eye whose reference axis is determined by a third method according to the invention
  • FIG. 6 is the schematic representation of an eye whose reference axis is determined by a fourth method according to the invention.
  • characteristic of the eye is the image of the iris of said eye, or the biometric template which is calculated from this image. We then mean by "capture of the characteristic of the iris of the eye", either the capture of the image of the iris, or the capture of the image of the iris and its transformation into a template.
  • an eye 100 whose reference axis with respect to a reference axis 130 of a sensor must be determined, is opposite the sensor which is adapted to capture the characteristic of the iris 108 of said eye 100 and at least a part of the geometry of the eye 100.
  • the sensor is connected to an associated electronics which is adapted to the implementation of the methods which will be described below and which, in particular, performs the various calculations necessary for carrying out the various steps of the different embodiments.
  • the reference axis 130 which is related to the sensor, is a horizontal axis, but it can take a different orientation without changing the characteristics of the invention.
  • the method for determining the reference axis of the eye 100 relative to the reference axis 130 of the sensor adapted to capture the characteristic of the iris 108 said eye 100 comprises:
  • FIG. 1 which is a schematic representation of the eye
  • the elements constituting the geometry of the eye 100 are conventionally an upper eyelid 104, a lower eyelid 106, the end of the tear duct 102, a wedge 110 which results from the junction of the upper eyelid 104 with the lower eyelid 106 on the opposite side to the end of the tear duct 102, a pupil 112 and an iris 108 which is bounded by an inner boundary 116 and an outer boundary 114.
  • the inner boundary 116 is the boundary between the pupil 112 and the iris 108 and the outer boundary 114 is the boundary between the iris 108 and the white of the eye.
  • the inner boundary 116 and the outer boundary 114 may be likened to circles.
  • the inner boundary 116 of the iris 108 has a center referenced 120 and the outer boundary 114 of the iris 108 has a center referenced 118.
  • the centers of the inner boundary 116 of the iris 108 and the outer boundary 114 of the iris 108 are not merged, i.e., the boundaries 116, 114 do not have the same center.
  • the center 120 of the inner boundary 116 of the iris 108 is placed to the left and below the center 118 of the outer boundary 114 of the iris 108, that is to say, it is closer to the nose and lower than the center 118 of the outer boundary 114 of the iris 108.
  • the step of analyzing the geometry of the eye 100 comprises:
  • A-5,291,560 by generating successive circles having diameters larger and larger and measuring the variation in light intensity between two successive circles.
  • the circle that best approximates the border of the iris corresponds to a maximum of this variation.
  • the step of determining the reference axis of the eye 100 comprises:
  • the eye 100 has an orientation angle Cx 1 between the reference axis 122 of the eye 100 and the reference axis 130 of the sensor.
  • the orientation angle (X 1 will be positive for a left eye and negative for a right eye, so determining the CX 1 orientation angle will also determine which right or left eye is present in front of the sensor.
  • Fig. 2 represents an enlargement of the eye 100 at the corner 110 of the eye
  • FIG. 4 represents an eye 100 having a luminous reflection 402 due to the illumination of the eye 100 by an illuminator during the reading of the geometry of the eye 100 by the sensor.
  • This luminous reflection 402 is located at the end of the lacrimal duct 102 which is highly specular.
  • the step of determining the reference axis of the eye 100 comprises: a step of determining a line 404 passing through the two corners 110 and 102 of the eye 100;
  • the determination of the positions of the corners of the eye can be done by contrast analysis, but if this mode of determination is easy for the corner 110 opposite the end of the tear duct 102, the determination of the corner positioned on the side of the end of the tear duct 102 is not easy because of the absence of blunt junction between the upper eyelid 104 and the lower eyelid 106. Therefore the use of indirect methods is preferable. In addition it is possible that the eye 100 is poorly positioned and that only a portion of its geometry is visible. For these reasons, it is necessary to use methods that make it possible to determine eye corners that are constructed from the geometry visible by the sensor.
  • Fig. 2 shows the corner of the eye 110 opposite the end of the tear duct 102, but the method of determining the position of the corner of the eye can be applied in the same way to the two corners of the eye.
  • a series of points 204a, 204b, 204c located on the lower eyelid 106 and a series of points 202a, 202b, 202c located on the upper eyelid 104 are selected by the associated electronics, the number of points of each series being variable.
  • This set of two series of points 202a, 202b, 202c, 204a, 204b, 204c is digitally processed in order to determine the two curves which each pass through one of these series of points and which therefore each approximates the shape of one of the two eyelids 104, 106.
  • the step of determining the line 404 then comprises, for at least one of the eye corners:
  • Fig. 5 shows another method of determining the corner of the eye 110 opposite the end of the tear duct 102.
  • This method is based on the mapping of prerecorded basic shapes to the shape of the descending portion 504a of the upper eyelid 104 and the ascending portion 504b of the lower eyelid 106.
  • a set of prerecorded basic shapes are stored in a memory of the associated electronics. These shapes are characterized by their shape which approximates the shape of the corner of the eye and by a specific point representative of the corner of the eye.
  • All these basic forms simulate the different eyelid geometries that can be found in individuals. Indeed, the eyes may be larger or smaller, more or less wide and more or less open depending on the individual.
  • the basic forms reproduce these different possibilities and the geometry of the eye, in particular the shape of the eyelids, will be compared to these basic forms.
  • the associated electronics will thus seek to match the shape of the eyelids of the eye 100 with one of the prerecorded basic forms which will then become the reference form.
  • This association will be effected, for example, by a correlation between one or more basic forms and the geometry of the eye, in order to find the best basic form in terms of shape and opening of the eye, the best location of the basic shape and the best angle of the basic shape.
  • a basic form is shown in FIG.
  • the specific point representative of the corner of the eye is the intersection of these two lines.
  • the basic forms preferably take more complex forms to better approximate the shapes of the different eyes to be analyzed.
  • the position of the specific point representative of the corner of the eye associated with said best basic shape will be assimilated to the position of the corner of the eye.
  • the step of determining the straight line 404 comprises, for at least one of the eye corners: a step of determining a reference form 502a, 502b representative of the shape of the eyelids to from a set of prerecorded basic shapes by comparing the shape formed by the upper eyelid 504a and the lower eyelid 504b from the corner of the eye 100 to said prerecorded basic shapes, each specific form having a specific point representative of the corner of the eye associated with said specific shape; and
  • the curves to be generated can, in particular, be modeled by the Hough method from the edges of the eyelids that have been previously detected by an edge detection method, for example of the integro-differential type.
  • Fig. 3a represents a projection in a reference (x, y) of the points 202a, 202b, 202c located on the upper eyelid 104 and designated by the reference 202 and points 204a, 204b, 204c located on the lower eyelid 106 and designated by the reference 204.
  • Fig. 3b is a representation in the Hough plane (r, ⁇ ) of the points 202, 204 of FIG. 3 a.
  • each point of the reference (x, y) passes an infinity of lines and this set of lines corresponds in the plane of Hough (r, ⁇ ) to a sinusoid.
  • this set of lines corresponds in the plane of Hough (r, ⁇ ) to a sinusoid.
  • at each point of the reference (x, y) corresponds a sinusoid in the plane of Hough (r, ⁇ ).
  • the accumulation zones 302, 304 where the sinusoids compete are representative of the lines which, in the frame (x, y), best connect the points 202, 204 of said mark.
  • the first zone 302 whose average coordinates (ri, G 1 ) can be determined, makes it possible to deduce the line which best locally approximates the shape of the upper eyelid 104.
  • the second zone 304 whose average coordinates (r 2 , ⁇ 2 ) can be determined, makes it possible to deduce the line that best locally approximates the shape of the lower eyelid 106.
  • the eyelids can be approximated by lines or more precise curves (polynomials, splines, ).
  • the lines can be determined for example by the Hough method described above or by the least squares method.
  • the line passing through these two points can be traced and assimilated to the reference axis of the eye 100.
  • the eye 100 presents an orientation angle ⁇ 2 between the reference axis of the eye 100 and the reference axis 130 of the sensor.
  • the corner of the eye positioned at the end of the tear duct 102 is highly specular. This property can be exploited to allow a first approximation of the position of the corner of the eye.
  • the process of determining the corner of the eye then considers that the light reflection 402 is close to the real corner of the eye and it uses this light reflection 402 to determine the exact position of the corner. Indeed, if the eye to be detected is a left eye, the corner of the eye is below and to the left of the luminous reflection 402, when the eye is seen from the sensor (Fig. 4). If the eye to be detected is a right eye, the corner of the eye is below and to the right of the luminous reflection 402, when the eye is seen from the sensor.
  • This determination of the corner of the eye can be done instead or in combination with other methods of determining the corner of the eye. For example, a function generates a unique result from the results of each method. Such a function can, for example, use a weighted average of the different results.
  • the step of analyzing the geometry of the eye 100 then comprises: a step of detecting the light reflection 402 at the end of the tear duct 102 of the eye 100;
  • the sign of the orientation angle ⁇ 2 of the reference axis of the eye 100 with respect to the reference axis 130 of the sensor will make it possible to differentiate a left eye from a right eye.
  • the detection of the light reflection 402 at the end of the tear duct 102 makes it possible to distinguish a left eye from a right eye.
  • this method can also be applied to the geometry of the eye located on the side of the end of the tear duct 102. It can also be applied when the corner of the eye is not visible by the sensor.
  • This method is based on the mapping of prerecorded basic shapes to the shape of the descending portion 504a of the upper eyelid 104 and the ascending portion 504b of the lower eyelid 106.
  • a set of prerecorded basic shapes are stored in a memory of the associated electronics. These shapes are characterized by their shape which approximates the shape of the corner of the eye and by a specific line 506 which will be later assimilated to the reference axis of the eye. All these basic forms simulate the different eyelid geometries that can be found in individuals. Indeed, the eyes may be larger or smaller, more or less wide and more or less open depending on the individual.
  • the associated electronics will thus seek to match the shape of the eyelids of the eye 100 with one of the prerecorded basic forms which will then become the reference form.
  • This association will be effected, for example, by a correlation between one or more basic forms and the geometry of the eye, in order to find the best basic form in terms of shape and opening of the eye, the best location of the basic shape and the best angle of the basic shape.
  • the step of analyzing the geometry of the eye 100 will comprise: a step of determining a reference shape representative of the shape of the eyelids from a set of prerecorded basic shapes, by comparison of the formed by the upper eyelid 504a and the lower eyelid 504b from the corner of the eye 100 prerecorded basic forms.
  • This determination step makes it possible to determine the geometry of the basic shape, its position and its angular orientation.
  • the step of determining said reference axis 506 of the eye 100 then comprises: a step of assimilation of the specific line 506 of the reference shape to the reference axis of the eye 100.
  • the reference axis 506 of the eye 100 has an orientation angle ⁇ 3 with the reference axis 130 of the sensor.
  • FIG. a basic form is shown in FIG. By two straight lines 502a, 502b, and the specific line of the basic form is the bisector of these two lines. But the basic forms preferably take more complex forms to better approximate the shapes of the different eyes to be analyzed. Although this method has been explained for the corner of the eye 100 located on the side opposite the end of the tear duct 102, it can be applied in a similar manner for the corner of the eye 100 located on the side of the eye. the end of the lacrimal duct 102.
  • Fig. 6 represents another method for determining the reference axis of the eye 100 which is based on the approximation by a series of curves 606a, 608a, 606b, 608b of the shape of the falling parts 602a, 604a towards the corners of the eye 100 of the upper eyelid 104 and the shape of the ascending parts 602b, 604b to the corners of the eye 100 of the lower eyelid 106.
  • these curves can be modeled by splines or polynomials.
  • the step of analyzing the geometry of the eye 100 thus comprises:
  • Curves 606a, 608a, 606b, 608b may be, for example, first degree polynomials and may be determined, for example, by prior eyelid edge detection and then by the Hough method described above or by any other method. graphic extrapolation methods.
  • the curve 606a representative of the left portion 602a of the upper eyelid 104 and the curve 608a representative of the right portion 604a of the upper eyelid 104 compete at a point of intersection referenced 610.
  • the curve 606b representative of the left portion 602b of the lower eyelid 106 and the curve 608b representative of the right portion 604b of the lower eyelid 106 converge at a point of intersection referenced 612.
  • the curve 606a representative of the left portion 602a of the upper eyelid 104 and the curve 606b representative of the left portion 602b of the lower eyelid 106 compete at a point of intersection referenced 616.
  • the angular orientation of the eye 100 is represented by the doublet ( ⁇ 4; ⁇ 5 ) or by the mean of ⁇ 4 and ⁇ 5 .
  • the orientation angle ⁇ 4 corresponding to the reference axis 618 is very different from the other orientation angles determined by the other methods and, to maintain a set of coherent values, it is possible to determine the angle of orientation with respect to the straight line orthogonal to the reference axis 618.
  • the step of determining the reference axis 618, 620 of the eye 100 comprises:
  • a step of assimilation of the line 618, 620 thus determined to the reference axis of the eye 100 can be implemented in the electronics associated with the sensor.
  • These methods of determining the reference axis of the eye with respect to the reference axis 130 of a sensor can be used in methods of recording the characteristic of the iris 108 of an eye 100 and for identifying the iris 108 of an eye 100 captured by a sensor adapted to capture the characteristic of said iris 108.
  • a method of recording the characteristic of the iris 108 of an eye 100 in a database using a sensor adapted to capture said characteristic and disposed opposite said eye 100 comprises:
  • This method therefore allows the joint recording of the characteristic of the iris 108 and the corresponding orientation angle.
  • the method of identifying the user's eye 100 iris 108 captured by the sensor disposed opposite said eye 100 comprises: a step of capturing the characteristic of the iris 108 of the eye 100 and the geometry of said eye 100 by the sensor;
  • the matching step and the comparing step are repeated for each reference characteristic of the database. That is, for each reference characteristic, the process aligns the characteristic of the iris 108 to be identified so that one of the orientation angles of the reference characteristic is the same as the corresponding orientation angle of the characteristic to be identified, that is to say so as to make one of the reference axes of the eye 100 coincide to identify successively the corresponding reference axis of each reference characteristic .
  • the concordance between the reference axis of the eye 100 to be identified and each of the reference axes of the reference iris characteristics is not necessarily perfect, it may be necessary to make rotations of the characteristic of the iris 108 to identify, but the number of rotations is in any case greatly reduced compared to the number of rotations of the state of the art. Indeed, it is sufficient to perform a few rotations on either side of the reference axis of the eye 100 to allow identification. Once the reference characteristic and the characteristic to be identified have been aligned, the comparison is easy.
  • Another method of recording the characteristic of the iris 108 of the eye 100 in a database using a sensor disposed opposite said eye 100 comprises: a step of capturing the the characteristic of the iris 108 of the eye 100 and the geometry of said eye 100 by the sensor;
  • each iris characteristic 108 to be recorded is modified so as to reduce the orientation angle to zero, that is to say so as to make the reference axis of the eye 100 coincide with the reference axis 130 of the sensor.
  • all the characteristics are saved with a zero angle of orientation.
  • the method of identifying the the iris 108 of an eye 100 of the user captured by the sensor disposed opposite said eye 100 comprises:
  • a determination step according to one of the determination methods described above, of a reference axis 122, 404, 506, 618, 620 of the eye 100 with respect to the reference axis 130 of the sensor from the geometry thus captured, said reference axis of the eye being of the same nature as the reference axis of the reference characteristic whose orientation angle is zero;
  • a step of rotation of the characteristic of the iris 108 so as to reduce the orientation angle between the reference axis 122, 404, 506, 618, 620 of the eye 100 to be identified and the axis of reference 130 of the sensor at a zero value;
  • the identification method makes it possible to modify the characteristic of the iris to be identified by rotation in order to save it with a zero orientation angle and then to compare it with each of the reference characteristics saved with zero orientation angles. The process thus eliminates the problem of the difference in orientation between the characteristic to be identified and the reference characteristics, which results in a saving of time in the identification process.
  • the agreement between the reference axis of the characteristic of the eye 100 to be identified and each of the reference axes of the reference characteristics is not necessarily perfect, it may therefore be necessary to make rotations of the characteristic of the iris 108 to identify.
  • the number of rotations is in any case greatly reduced compared to the number of rotations of the state of the art.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de détermination d'au moins un axe de référence (122) d'un oel (100) par rapport à un axe de référence (130) d'un capteur adapté à capturer la caractéristique de l'iris dudit oel (100), caractérisé en ce qu'il comprend: -une étape de capture de la géométrie de l'oel (100) par ledit capteur; -une étape de détermination du centre (120) de la frontière intérieure (116) de l'iris (108) de l'oel (100); et -une étape de détermination du centre (118) de la frontière extérieure (114) de l'iris (108) de l'oel (100) -une étape de détermination de la droite (122) passant par le centre (120) de la frontière intérieure (116) de l'iris (108) de l'oel (100) et par le centre (118) de la frontière extérieure (114) de l'iris (108) de l'oel (100); et -une étape d'assimilation de ladite droite (122) audit axe de référence (122) de l'oel (100).

Description

Procédé de détermination d'un axe de référence d'un œil
La présente invention concerne un procédé de détermination d'un axe de référence d'un œil. L'invention concerne aussi des procédés d'enregistrement et des procédés d'identification de l'iris d'un œil dont un axe de référence a été ainsi déterminé, ainsi qu'un capteur mettant en œuvre l'un de ces procédés. Elle trouve application dans le domaine de la reconnaissance biométrique et en particulier dans le domaine de l'identification par reconnaissance de l'iris des yeux.
La reconnaissance de l'iris d'un œil 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 iris identiques est quasiment nulle.
La reconnaissance de l'iris peut être basée sur la comparaison de l'image de l'iris de l'utilisateur avec un ensemble d'images d'iris de référence stockées dans une base de données ou sur la comparaison d'un code relatif à l'iris avec un ensemble de codes stockés dans une base de données. Les codes sont générés par un algorithme à partir de l'image de l'iris et contiennent un ensemble d'informations caractéristiques à l'image de l'iris. Comme pour les images d'iris, ces codes sont uniques pour chaque individu. Ces codes peuvent être considérés comme des modèles représentatifs des iris correspondants et sont classiquement appelés "templates biométriques d'iris".
Dans le cas de l'utilisation d'un dispositif de reconnaissance d'iris, chaque personne doit d'abord enregistrer l'image ou le template de son iris dans une base de données au cours d'une phase d'enregistrement. Lorsque l'une des personnes désire se faire reconnaître ultérieurement, elle doit faire reconnaître l'image ou le template de son iris au cours d'une phase d'identification, par comparaison avec l'ensemble des images ou des templates enregistrés.
Au cours de la phase d'enregistrement, l'image ou le template de l'iris correspond à une position angulaire correspondant à la position angulaire de la tête de la personne lors de la lecture de l'iris par le dispositif de reconnaissance.
Au cours de la phase d'identification, la position angulaire de la tête de la personne peut être différente de celle de la phase d'enregistrement, ce qui entraîne une image ou un template de l'iris différent de celui de la phase d'enregistrement. Pour vérifier la concordance de l'image ou du template de l'iris à identifier avec l'ensemble des images ou des templates de la base de données, l'image ou le template de l'iris à identifier lu par le dispositif de reconnaissance est comparé à l'ensemble des images ou des templates de la base de données. Pour s'affranchir des problèmes liés à la position angulaire de la tête, chaque image ou template de l'iris à identifier subit une pluralité de rotations et chacune des images ou chacun des templates ainsi obtenu est comparé à l'ensemble des images ou des templates de la base de données jusqu'à ce que la concordance soit vérifiée ou que l'identification soit rejetée.
Cette solution nécessite donc un grand nombre de calculs pour générer les images ou les templates de l'iris à identifier sous les différents angles et un grand nombre de comparaisons avec les images de la base de données. Cette solution est donc trop longue à mettre en œuvre au regard des exigences des utilisateurs quant à la rapidité du processus de reconnaissance.
Un objet de la présente invention est de proposer un procédé de détermination d'un axe de référence d'un œil qui permet d'optimiser le temps nécessaire à la reconnaissance d'iris.
A cet effet, est proposé, selon un mode de réalisation, un procédé de détermination d'au moins un axe de référence d'un œil par rapport à un axe de référence d'un capteur adapté à capturer la caractéristique de l'iris dudit œil, le procédé comprenant: -une étape de capture de la géométrie de l'œil par le capteur;
-une étape de détermination du centre de la frontière intérieure de l'iris de l'oeil; et
-une étape de détermination du centre de la frontière extérieure de l'iris de l'œil; -une étape de détermination de la droite passant par le centre de la frontière intérieure de l'iris de l'œil et par le centre de la frontière extérieure de l'iris de l'œil; et
-une étape d'assimilation de ladite droite audit axe de référence de l'œil.
L'invention propose également, selon un autre mode de réalisation, un procédé de détermination d'au moins un axe de référence d'un œil par rapport à un axe de référence d'un capteur adapté à capturer la caractéristique de l'iris dudit œil, le procédé comprenant:
-une étape de capture de la géométrie de l'œil par ledit capteur;
-une étape d'analyse de la géométrie de l'œil ainsi capturée;
-une étape de détermination d'une droite passant par les deux coins de l'œil; -une étape d'assimilation de ladite droite audit axe de référence de l'œil.
Avantageusement, l'étape de détermination d'une droite comprend, pour au moins un des coins d'oeil:
-une étape de génération de courbes représentatives de la paupière inférieure et de la paupière supérieure issues dudit coin de l'œil à partir de points appartenant à la paupière inférieure et à la paupière supérieure; et
-une étape d'assimilation de la position dudit coin de l'œil au point d'intersection desdites courbes ainsi générées.
Avantageusement, l'étape de détermination d'une droite comprend, pour au moins un des coins d'oeil: -une étape de détermination d'une forme de référence représentative de la forme des paupières à partir d'un ensemble de formes de base préenregistrées par comparaison de la forme constituée par la paupière supérieure et par la paupière inférieure issues du coin de l'œil auxdites formes de base préenregistrées, chaque forme spécifique comportant un point spécifique représentatif du coin de l'œil associée à ladite forme spécifique; et
-une étape d'assimilation de la position dudit coin de l'œil audit point spécifique.
L'invention propose également, selon un autre mode de réalisation, un procédé de détermination d'au moins un axe de référence d'un œil par rapport à un axe de référence d'un capteur adapté à capturer la caractéristique de l'iris dudit œil, le procédé comprenant:
-une étape de capture de la géométrie de l'œil par ledit capteur;
-une étape d'approximation de la forme de la paupière supérieure et de la forme de la paupière inférieure par une série de courbes;
-une étape de détermination de deux des points d'intersection des courbes entre elles, qui sont diamétralement opposés;
-une étape de détermination d'une droite passant par lesdits deux points d'intersection; et -une étape d'assimilation de ladite droite audit axe de référence de l'œil.
Avantageusement, les courbes sont des polynômes.
Avantageusement, les polynômes sont du premier degré.
L'invention propose également un procédé d'enregistrement de la caractéristique de l'iris d'un œil dans une base de données à l'aide d'un capteur disposé en vis-à-vis dudit œil et adapté à capturer ladite caractéristique, le procédé comprenant:
-une étape de capture de la caractéristique de l'iris de l'œil et de la géométrie dudit œil par ledit capteur;
-une étape de détermination d'au moins un axe de référence dudit œil par rapport à un axe de référence du capteur à partir de la géométrie ainsi capturée selon l'un des procédés de détermination d'au moins un axe de référence précédents; et
-une étape d'enregistrement de la caractéristique de l'iris et d'au moins un des angles d'orientation entre l'un des axes de référence de l'œil et l'axe de référence du capteur dans la base de données.
L'invention propose également un procédé d'identification de l'iris d'un œil, capturé par un capteur disposé en vis-à-vis dudit œil et adapté à capturer la caractéristique dudit œil, à partir d'une base de données de caractéristiques de référence dans laquelle sont enregistrées une pluralité de caractéristiques d'iris de référence à chacune desquelles est associé au moins un angle d'orientation, le procédé comprenant: -une étape de capture de la caractéristique de l'iris de l'œil et de la géométrie dudit œil par ledit capteur;
-une étape de détermination d'au moins un axe de référence dudit œil par rapport à un axe de référence du capteur à partir de la géométrie ainsi capturée selon l'un des procédés de détermination d'au moins un axe de référence précédents; -une étape de mise en concordance, pour chaque caractéristique de référence, de l'un des angles d'orientation entre l'un des axes de référence dudit œil à identifier et ledit axe de référence du capteur avec l'angle d'orientation de même nature que ladite caractéristique de référence, par rotation de la caractéristique de l'iris à identifier; et -une étape de comparaison de ladite caractéristique capturée ainsi mise en concordance avec ladite caractéristique de référence de la base de données.
L'invention propose également un procédé d'enregistrement de la caractéristique de l'iris d'un œil dans une base de données à l'aide d'un capteur disposé en vis-à-vis dudit œil et adapté à capturer ladite caractéristique, le procédé comprenant: -une étape de capture de ladite caractéristique de l'iris de l'œil et de la géométrie dudit œil par ledit capteur;
-une étape de détermination d'au moins un axe de référence dudit œil par rapport à un axe de référence du capteur à partir de la géométrie ainsi capturée selon l'un des procédés de détermination d'au moins un axe de référence précédents; -une étape de rotation de la caractéristique de l'iris de manière à ramener au moins l'un des angles d'orientation entre l'un des axes de référence de l'œil et l'axe de référence du capteur à une valeur nulle; et
-une étape d'enregistrement de chaque caractéristique de l'iris ainsi modifiée dans la base de données. L'invention propose également un procédé d'identification de l'iris d'un œil capturé par un capteur disposé en vis-à-vis dudit œil et adapté à capturer la caractéristique dudit œil à partir d'une caractéristique de référence d'une base de données dont l'angle d'orientation entre l'un des axes de référence de l'œil et l'axe de référence du capteur est nul, le procédé comprenant: -une étape de capture de la caractéristique de l'iris de l'œil et de la géométrie dudit œil par ledit capteur;
-une étape de détermination, selon l'un des procédés de détermination d'au moins un axe de référence précédents, de l'axe de référence dudit œil par rapport à l'axe de référence du capteur à partir de la géométrie ainsi capturée, ledit axe de référence de l'œil étant de même nature que l'axe de référence de la caractéristique de référence dont l'angle d'orientation est nul;
-une étape de rotation de la caractéristique de l'iris de manière à ramener l'angle d'orientation entre ledit axe de référence dudit œil à identifier et ledit axe de référence du capteur à une valeur nulle; et -une étape de comparaison de ladite caractéristique capturée ainsi modifiée avec la caractéristique de référence.
L'invention propose également un capteur adapté à capturer la caractéristique de l'iris des yeux et de la géométrie des yeux et comprenant une électronique associée adaptée à la mise en œuvre de l'un des procédés précédents.
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 est la représentation schématique d'un œil dont l'axe de référence est déterminé par une première méthode selon l'invention; la Fig. 2 est la représentation schématique d'un œil agrandi dont l'axe de référence est déterminé par une deuxième méthode selon l'invention; la Fig. 3a et la Fig. 3b représentent des graphes de détermination de courbes par la méthode de Hough; la Fig. 4 est la représentation schématique d'un œil dont l'axe de référence est déterminé par la deuxième méthode selon l'invention; la Fig. 5 est la représentation schématique d'un œil dont l'axe de référence est déterminé par une troisième méthode selon l'invention; la Fig. 6 est la représentation schématique d'un œil dont l'axe de référence est déterminé par une quatrième méthode selon l'invention.
Dans l'ensemble des modes de réalisation qui vont être décrits, on appelle
"caractéristique de l'œil" soit l'image de l'iris dudit œil, soit le template biométrique qui est calculé à partir de cette image. On entend alors par "capture de la caractéristique de l'iris de l'œil", soit la capture de l'image de l'iris, soit la capture de l'image de l'iris puis sa transformation en template.
Dans l'ensemble des modes réalisation qui vont être décrits, un œil 100 dont l'axe de référence par rapport à un axe de référence 130 d'un capteur doit être déterminé, est en vis-à-vis du capteur qui est adapté à capturer la caractéristique de l'iris 108 dudit œil 100 et au moins une partie de la géométrie de l'œil 100. Le capteur est relié à une électronique associée qui est adaptée à la mise en œuvre des procédés qui vont être décrits ci-après et qui, en particulier, réalise les différents calculs nécessaires à la réalisation des différentes étapes des différents modes de réalisation. Dans l'ensemble des Figs., l'axe de référence 130, qui est lié au capteur, est un axe horizontal, mais il peut prendre une autre orientation sans que cela modifie les caractéristiques de l'invention.
Dans tous les modes de réalisation qui vont être décrits ci-après, le procédé de détermination de l'axe de référence de l'œil 100 par rapport à l'axe de référence 130 du capteur adapté à capturer la caractéristique de l'iris 108 dudit œil 100, comprend:
-une étape de capture de la géométrie de l'œil 100 par ledit capteur;
-une étape d'analyse de la géométrie de l'œil 100 ainsi capturée;
-une étape de détermination dudit axe de référence de l'œil 100 par rapport à l'axe de référence 130 du capteur à partir de ladite analyse.
Comme cela est vu sur la Fig. 1 qui est une représentation schématique de l'œil
100 vue de face, les éléments constituant la géométrie de l'œil 100 sont classiquement une paupière supérieure 104, une paupière inférieure 106, l'extrémité du canal lacrymal 102, un coin 110 qui résulte de la jonction de la paupière supérieure 104 avec la paupière inférieure 106 du côté opposé à l'extrémité du canal lacrymal 102, une pupille 112 et un iris 108 qui est limité par une frontière intérieure 116 et une frontière extérieure 114. La frontière intérieure 116 est la limite entre la pupille 112 et l'iris 108 et la frontière extérieure 114 est la limite entre l'iris 108 et le blanc de l'œil. La frontière intérieure 116 et la frontière extérieure 114 peuvent être assimilées à des cercles.
La frontière intérieure 116 de l'iris 108 possède un centre référencé 120 et la frontière extérieure 114 de l'iris 108 possède un centre référencé 118.
Les centres de la frontière intérieure 116 de l'iris 108 et de la frontière extérieure 114 de l'iris 108 ne sont pas confondus, c'est-à-dire que les frontières 116, 114 n'ont pas le même centre.
Ainsi, vu depuis un capteur placé en face de l'œil 100, qui est ici un œil gauche, le centre 120 de la frontière intérieure 116 de l'iris 108 est placé à gauche et en- dessous du centre 118 de la frontière extérieure 114 de l'iris 108, c'est-à-dire qu'il se trouve plus près du nez et plus bas que le centre 118 de la frontière extérieure 114 de l'iris 108.
De même pour un œil droit, le centre de la frontière intérieure de l'iris est placé à droite et au-dessous du centre de la frontière extérieure de l'iris, c'est-à-dire qu'il se trouve plus près du nez et plus bas que le centre de la frontière extérieure de l'iris. Dans le mode de réalisation de l'invention de la Fig. I5 l'étape d'analyse de la géométrie de l'œil 100 comprend:
-une étape de détermination du centre 120 de la frontière intérieure 116 de l'iris 108 de l'œil 100; et -une étape de détermination du centre 118 de la frontière extérieure 114 de l'iris
108 de l'œil 100.
Ces déterminations peuvent être effectuées par la reconnaissance du contraste existant, d'une part, entre l'iris 108 et la pupille 112 et, d'autre part, entre l'iris 108 et le blanc de l'œil, puis par génération de cercles fictifs représentant ces frontières et détermination des positions des centres 118, 120 associés à ces cercles fictifs. Cette génération peut s'effectuer, par exemple comme cela est décrit dans le document US-
A-5,291,560, par génération de cercles successifs ayant des diamètres de plus en plus grands et en mesurant la variation d'intensité lumineuse entre deux cercles successifs.
Le cercle qui approxime le mieux la frontière de l'iris correspond à un maximum de cette variation.
Lorsque les centres 118, 120 des frontières extérieure 114 et intérieure 116 ont été déterminés, l'étape de détermination de l'axe de référence de l'œil 100 comprend:
-une étape de détermination de la droite 122 passant par le centre 120 de la frontière intérieure 116 et par le centre 118 de la frontière extérieure 114; et -une étape d'assimilation de la droite 122 à l'axe de référence de l'œil 100.
Dans l'exemple représenté sur la Fig. 1, l'œil 100 présente un angle d'orientation Cx1 entre l'axe de référence 122 de l'œil 100 et l'axe de référence 130 du capteur. L'angle d'orientation (X1 sera positif pour un œil gauche et négatif pour un œil droit. La détermination de l'angle d'orientation CX1 permettra donc aussi de déterminer quel œil droit ou gauche est présent devant le capteur.
Le procédé qui va maintenant être décrit s'appuie sur les Figs. 2 à 4.
La Fig. 2 représente un agrandissement de l'œil 100 au niveau du coin 110 de l'œil
100 opposé à l'extrémité du canal lacrymal 102 et la Fig. 4 représente un œil 100 comportant un reflet lumineux 402 dû à l'éclairage de l'œil 100 par un illuminateur lors de la lecture de la géométrie de l'œil 100 par le capteur. Ce reflet lumineux 402 se situe au niveau de l'extrémité du canal lacrymal 102 qui est fortement spéculaire.
Dans ces modes de réalisation de l'invention, l'étape de détermination de l'axe de référence de l'œil 100 comprend: -une étape de détermination d'une droite 404 passant par les deux coins 110 et 102 de l'œil 100; et
-une étape d'assimilation de la droite 404 à l'axe de référence de l'œil 100.
La détermination des positions des coins de l'œil peut se faire par analyse du contraste, mais si ce mode de détermination est facile pour le coin 110 opposé à l'extrémité du canal lacrymal 102, la détermination du coin positionné du côté de l'extrémité du canal lacrymal 102 n'est pas aisée du fait de l'absence de jonction franche entre la paupière supérieure 104 et la paupière inférieure 106. C'est pourquoi l'utilisation de méthodes indirectes est préférable. En outre il est possible que l'œil 100 soit mal positionné et que seule une partie de sa géométrie soit visible. Pour ces raisons, il est nécessaire d'utiliser des méthodes qui permettent de déterminer des coins d'œil qui sont construits à partir de la géométrie visible par le capteur.
La Fig. 2 montre le coin de l'œil 110 opposé à l'extrémité du canal lacrymal 102, mais la méthode de détermination de la position du coin de l'œil peut s'appliquer de la même manière aux deux coins de l'œil.
Une série de points 204a, 204b, 204c situés sur la paupière inférieure 106 et une série de points 202a, 202b, 202c situés sur la paupière supérieure 104 sont sélectionnées par l'électronique associée, le nombre de points de chaque série étant variable. Cet ensemble de deux séries de points 202a, 202b, 202c, 204a, 204b, 204c subit un traitement numérique pour permettre de déterminer les deux courbes qui passent chacune par une de ces séries de points et qui donc approximent chacune la forme d'une des deux paupières 104, 106.
La position du coin de l'œil est ensuite assimilée au point d'intersection de ces deux courbes.
C'est-à-dire que l'étape de détermination de la droite 404 comprend alors, pour au moins un des coins d'oeil:
-une étape de génération des courbes représentatives de la paupière inférieure 106 et de la paupière supérieure 104 issues du coin de l'œil à partir des points 202a, 202b, 202c, 204a, 204b, 204c appartenant à la paupière inférieure 106 et à la paupière supérieure 104; et
-une étape d'assimilation de la position du coin de l'œil au point d'intersection des courbes ainsi générées. La Fig. 5 montre une autre méthode de détermination du coin de l'œil 110 opposé à l'extrémité du canal lacrymal 102.
Cette méthode s'appuie sur la mise en correspondance de formes de base préenregistrées avec la forme constituée par la partie descendante 504a de la paupière supérieure 104 et la partie ascendante 504b de la paupière inférieure 106.
Un ensemble de formes de base préenregistrées sont stockées dans une mémoire de l'électronique associée. Ces formes se caractérisent par leur forme qui approximent la forme du coin de l'œil et par un point spécifique représentatif du coin de l'œil.
L'ensemble de ces formes de base simule ainsi les différentes géométries de paupières qui peuvent se retrouver chez les individus. En effet, les yeux peuvent être plus ou moins grands, plus ou moins larges et plus ou moins ouverts selon les individus. Les formes de base reproduisent ces différentes possibilités et la géométrie de l'œil, en particulier la forme des paupières, va être comparée à ces formes de base.
L'électronique associée cherchera ainsi à faire correspondre la forme des paupières de l'œil 100 avec l'une des formes de base préenregistrées qui deviendra alors la forme de référence. Cette association s'effectuera, par exemple, par une corrélation entre une ou plusieurs formes de base et la géométrie de l'œil, afin de trouver la meilleure forme de base en termes de forme et d'ouverture de l'œil, le meilleur emplacement de la forme de base et le meilleur angle de la forme de base. Pour des facilités de compréhension, une forme de base est représentée sur la Fig.
5 par deux droites 502a, 502b, et le point spécifique représentatif du coin de l'œil est l'intersection de ces deux droites. Mais les formes de base prennent de préférence des formes plus complexes pour approximer au mieux les formes des différents yeux à analyser. Lorsque la meilleure forme de base aura été trouvée et positionnée, la position du point spécifique représentatif du coin de l'œil associé à ladite meilleure forme de base sera assimilée à la position du coin de l'œil.
C'est-à-dire que l'étape de détermination de la droite 404 comprend, pour au moins un des coins d'oeil: -une étape de détermination d'une forme de référence 502a, 502b représentative de la forme des paupières à partir d'un ensemble de formes de base préenregistrées par comparaison de la forme constituée par la paupière supérieure 504a et par la paupière inférieure 504b issues du coin de l'œil 100 auxdites formes de base préenregistrées, chaque forme spécifique comportant un point spécifique représentatif du coin de l'œil associée à ladite forme spécifique; et
-une étape d'assimilation de la position dudit coin de l'œil audit point spécifique.
Les courbes à générer peuvent, en particulier, être modélisées par la méthode de Hough à partir des bords des paupières qui ont été préalablement détectés par une méthode de détection de bord, par exemple du type intégro-différentiel.
La Fig. 3a représente une projection dans un repère (x, y) des points 202a, 202b, 202c situés sur la paupière supérieure 104 et désignés par la référence 202 et des points 204a, 204b, 204c situés sur la paupière inférieure 106 et désignés par la référence 204.
La Fig. 3b est une représentation dans le plan de Hough (r, θ) des points 202, 204 de la Fig. 3 a.
Par chacun des points du repère (x, y) passe une infinité de droites et cet ensemble de droites correspond dans le plan de Hough (r, θ) à une sinusoïde. En d'autres termes, à chaque point du repère (x, y) correspond une sinusoïde dans le plan de Hough (r, θ).
Les zones d'accumulation 302, 304 où concourent les sinusoïdes sont représentatives des droites qui, dans le repère (x, y), relient au mieux les points 202, 204 dudit repère.
La première zone 302 dont des coordonnées moyennes (ri, G1) peuvent être déterminées, permet d'en déduire la droite qui approxime le mieux localement la forme de la paupière supérieure 104.
La deuxième zone 304 dont des coordonnées moyennes (r2, θ2) peuvent être déterminées, permet d'en déduire la droite qui approxime le mieux localement la forme de la paupière inférieure 106.
Selon la précision de calcul désirée, les paupières peuvent être approximées par des droites ou des courbes plus précises (polynômes, splines, ...). Les droites peuvent être déterminées par exemple par la méthode de Hough décrite ci-dessus ou par la méthode des moindres carrés.
Le point d'intersection de ces deux droites est alors assimilé au coin de l'œil.
Comme cela a été expliqué ci-dessus, lorsque les deux coins de l'œil ont été approximés, la droite passant par ces deux points peut être tracée et assimilée à l'axe de référence de l'œil 100. L'œil 100 présente un angle d'orientation α2 entre l'axe de référence de l'œil 100 et l'axe de référence 130 du capteur.
Comme cela a été explicité ci-dessus, le coin de l'œil positionné du côté de l'extrémité du canal lacrymal 102 est fortement spéculaire. Cette propriété peut être exploitée pour permettre de faire une première approximation de la position du coin de l'œil.
Le processus de détermination du coin de l'œil considère alors que le reflet lumineux 402 est voisin du coin réel de l'œil et il se sert de ce reflet lumineux 402 pour déterminer la position exacte du coin. En effet, si l'œil à détecter est un œil gauche, le coin de l'œil se trouve au dessous et à gauche du reflet lumineux 402, lorsque l'œil est vu du capteur (Fig. 4). Si l'œil à détecter est un œil droit, le coin de l'œil se trouve au dessous et à droite du reflet lumineux 402, lorsque l'œil est vu du capteur. Cette détermination du coin de l'œil peut s'effectuer à la place ou en combinaison avec toutes autres méthodes de détermination du coin de l'œil. Par exemple, une fonction génère un résultat unique à partir des résultats de chaque méthode. Une telle fonction peut, par exemple, utiliser une moyenne pondérée des différents résultats.
L'étape d'analyse de la géométrie de l'œil 100 comprend alors: -une étape de détection du reflet lumineux 402 du côté de l'extrémité du canal lacrymal 102 de l'œil 100;
-une étape de détermination du coin de l'œil à partir de la position du reflet lumineux 402.
Comme pour l'exemple représenté sur la Fig. 1, le signe de l'angle d'orientation α2 de l'axe de référence de l'œil 100 par rapport à l'axe de référence 130 du capteur permettra de différencier un œil gauche d'un œil droit.
De même, la détection du reflet lumineux 402 du côté de l'extrémité du canal lacrymal 102 permet de distinguer un œil gauche d'un œil droit.
Il peut arriver que seule la partie de l'œil 100 située du côté opposé à l'extrémité du canal lacrymal 102, c'est-à-dire la zone du coin de l'œil référencée 110, soit visible par le capteur. La méthode qui va maintenant être décrite à l'appui de la Fig. 5 permet de déterminer l'axe de référence de l'oeil 100 à partir de l'analyse de la géométrie de l'oeil située du côté opposé à l'extrémité du canal lacrymal 102.
Bien entendu cette méthode peut aussi s'appliquer pour la géométrie de l'oeil située du côté de l'extrémité du canal lacrymal 102. Elle peut aussi s'appliquer lorsque le coin de l'œil n'est pas visible par le capteur.
Cette méthode s'appuie sur la mise en correspondance de formes de base préenregistrées avec la forme constituée par la partie descendante 504a de la paupière supérieure 104 et la partie ascendante 504b de la paupière inférieure 106. Un ensemble de formes de base préenregistrées sont stockées dans une mémoire de l'électronique associée. Ces formes se caractérisent par leur forme qui approximent la forme du coin de l'œil et par une droite spécifique 506 qui sera ultérieurement assimilée à l'axe de référence de l'oeil. L'ensemble de ces formes de base simule ainsi les différentes géométries de paupières qui peuvent se retrouver chez les individus. En effet, les yeux peuvent être plus ou moins grands, plus ou moins larges et plus ou moins ouverts selon les individus. Les formes de base reproduisent ces différentes possibilités et la géométrie de l'œil, en particulier la forme des paupières, va être comparée à ces formes de base. L'électronique associée cherchera ainsi à faire correspondre la forme des paupières de l'œil 100 avec l'une des formes de base préenregistrées qui deviendra alors la forme de référence. Cette association s'effectuera, par exemple, par une corrélation entre une ou plusieurs formes de base et la géométrie de l'œil, afin de trouver la meilleure forme de base en termes de forme et d'ouverture de l'œil, le meilleur emplacement de la forme de base et le meilleur angle de la forme de base.
Ainsi l'étape d'analyse de la géométrie de l'œil 100 comprendra: -une étape de détermination d'une forme de référence représentative de la forme des paupières à partir d'un ensemble de formes de base préenregistrées, par comparaison de la forme constituée par la paupière supérieure 504a et par la paupière inférieure 504b issues du coin de l'œil 100 aux formes de base préenregistrées. Cette étape de détermination permet de déterminer la géométrie de la forme de base, sa position et son orientation angulaire.
Et l'étape de détermination de dudit axe de référence 506 de l'œil 100 comprend alors: -une étape d'assimilation de la droite spécifique 506 de la forme de référence à l'axe de référence de l'œil 100.
Dans cette configuration aussi, l'axe de référence 506 de l'œil 100 présente un angle d'orientation α3 avec l'axe de référence 130 du capteur.
Pour des facilités de compréhension, une forme de base est représentée sur la Fig. 5 par deux droites 502a, 502b, et la droite spécifique de la forme de base est la bissectrice de ces deux droites. Mais les formes de base prennent de préférence des formes plus complexes pour approximer au mieux les formes des différents yeux à analyser. Bien que cette méthode ait été expliquée pour le coin de l'œil 100 situé du côté opposé à l'extrémité du canal lacrymal 102, elle peut s'appliquer d'une manière similaire pour le coin de l'œil 100 situé du côté de l'extrémité du canal lacrymal 102.
La Fig. 6 représente une autre méthode de détermination de l'axe de référence de l'œil 100 qui se base sur l'approximation par une série de courbes 606a, 608a, 606b, 608b de la forme des parties descendantes 602a, 604a vers les coins de l'œil 100 de la paupière supérieure 104 et de la forme des parties ascendantes 602b, 604b vers les coins de l'œil 100 de la paupière inférieure 106. Par exemple, ces courbes peuvent être modélisées par des splines ou des polynômes. L'étape d'analyse de la géométrie de l'œil 100 comprend ainsi:
-une étape d'approximation de la forme de la paupière supérieure 104 et de la forme de la paupière inférieure 106 par une série de courbes 606a, 608a, 606b, 608b.
Les courbes 606a, 608a, 606b, 608b peuvent être, par exemple, des polynômes du premier degré et peuvent être déterminées, par exemple, par une détection préalable des bords des paupières puis par la méthode de Hough décrite ci-dessus ou par toutes autres méthodes graphiques d'extrapolation de formes.
Une fois que les courbes 606a, 608a, 606b, 608b ont été déterminées, les points d'intersection des courbes entre elles sont déterminés.
La courbe 606a représentative de la partie gauche 602a de la paupière supérieure 104 et la courbe 608a représentative de la partie droite 604a de la paupière supérieure 104 concourent en un point d'intersection référencé 610.
La courbe 606b représentative de la partie gauche 602b de la paupière inférieure 106 et la courbe 608b représentative de la partie droite 604b de la paupière inférieure 106 concourent en un point d'intersection référencé 612. La courbe 608a représentative de la partie droite 604a de la paupière supérieure
104 et la courbe 608b représentative de la partie droite 604b de la paupière inférieure 106 concourent en un point d'intersection référencé 614.
La courbe 606a représentative de la partie gauche 602a de la paupière supérieure 104 et la courbe 606b représentative de la partie gauche 602b de la paupière inférieure 106 concourent en un point d'intersection référencé 616.
Il est alors possible de générer la droite référencée 618 passant par les points d'intersections 610 et 612, et la droite référencée 620 passant par les points d'intersections 614, 616. L'une de ces droites peut alors être assimilée à l'axe de référence de l'œil 100. L'axe de référence 130 du capteur forme alors avec l'axe de référence 618, 620 de l'œil 100 un angle d'orientation référencé respectivement α4. et α5.
Il est aussi possible de considérer que l'orientation angulaire de l'œil 100 est représentée par le doublet (α4; α5) ou par la moyenne de α4 et α5. L'angle d'orientation α4 correspondant à l'axe de référence 618 est très différent des autres angles d'orientation déterminés par les autres méthodes et, pour conserver un ensemble de valeurs cohérentes, il est possible de déterminer l'angle d'orientation par rapport à la droite orthogonale à l'axe de référence 618.
Bien entendu la détermination d'un seul de ces axes de référence est suffisante et il suffit donc de déterminer les deux points d'intersection diamétralement opposés correspondant et pas nécessairement les quatre.
C'est-à-dire que l'étape de détermination de l'axe de référence 618, 620 de l'œil 100 comprend:
-une étape de détermination de deux des points d'intersection 610, 612, 614, 616 des courbes 606a, 608a, 606b, 608b entre elles, qui sont diamétralement opposés;
-une étape de détermination d'une droite 618, 620 passant par les deux points d'intersection 610, 612, 614, 616; et
-une étape d'assimilation de la droite 618, 620 ainsi déterminée à l'axe de référence de l'œil 100. Pour réduire le temps de processus, une seule de ces méthodes de détermination de l'axe de référence de l'œil 100 par rapport à l'axe de référence 130 du capteur peut être implémentée dans l'électronique associée au capteur.
Par contre, il est possible d'implémenter ensemble plusieurs de ces méthodes, ce qui permet, pour chaque individu, de prendre en compte un ensemble constitué de plusieurs angles, chacun étant le résultat d'une des méthodes utilisées. Tous ces angles sont représentatifs de la morphologie d'un individu et il est possible de corréler ces angles avec les angles de référence lors d'un procédé d'identification décrit ci-dessous.
Ces méthodes de détermination de l'axe de référence de l'œil par rapport à l'axe de référence 130 d'un capteur peuvent être utilisées dans des procédés d'enregistrement de la caractéristique de l'iris 108 d'un œil 100 et d'identification de l'iris 108 d'un œil 100 capturé par un capteur adapté à capturer la caractéristique dudit iris 108.
Plusieurs exemples de ces procédés d'enregistrement et d'identification vont maintenant être décrits. Un procédé d'enregistrement de la caractéristique de l'iris 108 d'un œil 100 dans une base de données à l'aide d'un capteur adapté à capturer ladite caractéristique et disposé en vis-à-vis dudit œil 100, comprend:
-une étape de capture de la caractéristique de l'iris 108 de l'œil 100 et de la géométrie dudit œil 100 par le capteur;
-une étape de détermination d'un axe de référence 122, 404, 506, 618, 620 de l'œil 100 par rapport à l'axe de référence 130 du capteur à partir de la géométrie ainsi capturée selon l'un des procédés de détermination décrits ci-dessus; et
-une étape d'enregistrement de la caractéristique de l'iris 108 et de l'angle d'orientation entre l'axe de référence 122, 404, 506, 618, 620 de l'œil 100 et l'axe de référence 130 du capteur dans la base de données.
Ce procédé permet donc l'enregistrement conjoint de la caractéristique de l'iris 108 et de l'angle d'orientation correspondant.
Il est possible de sauvegarder plusieurs angles d'orientation en même temps que la caractéristique de l'iris 108. Il suffit de déterminer chaque axe de référence au cours de l'étape de détermination et de sauvegarder chaque angle d'orientation correspondant durant l'étape d'enregistrement.
Lorsque les caractéristiques d'iris 108 des différents utilisateurs potentiels ainsi qu'au moins un angle d'orientation entre un des axes de référence de l'œil associé à chacune d'elles et l'axe de référence 130 du capteur ont été enregistrés dans une base de données de manière à créer une base de données des caractéristiques d'iris de référence, par exemple par le procédé précédent, le procédé d'identification de l'iris 108 de l'œil 100 de l'utilisateur capturé par le capteur disposé en vis-à-vis dudit œil 100 comprend: -une étape de capture de la caractéristique de l'iris 108 de l'œil 100 et de la géométrie dudit œil 100 par le capteur;
-une étape de détermination d'au moins un axe de référence 122, 404, 506, 618, 620 de l'œil 100 par rapport à l'axe de référence 130 du capteur à partir de la géométrie ainsi capturée selon l'un des procédés de détermination décrits ci-dessus, ; -une étape de mise en concordance, pour chaque caractéristique de référence, de l'un des angles d'orientation entre l'un des axes de référence 122, 404, 506, 618, 620 de l'œil 100 à identifier et l'axe de référence 130 du capteur avec l'angle d'orientation de même nature que ladite caractéristique de référence, par rotation de la caractéristique de l'iris 108 à identifier; et -une étape de comparaison de ladite caractéristique capturée ainsi mise en concordance avec ladite caractéristique de référence de la base de données.
L'étape de mise en concordance et l'étape de comparaison sont répétées pour chaque caractéristique de référence de la base de données. C'est-à-dire que pour chaque caractéristique de référence, le processus aligne la caractéristique de l'iris 108 à identifier de manière à ce que l'un des angles d'orientation de la caractéristique de référence soit le même que l'angle d'orientation correspondant de la caractéristique à identifier, c'est-à-dire de manière à faire coïncider l'un des axes de référence de l'œil 100 à identifier avec successivement l'axe de référence correspondant de chaque caractéristique de référence. Ainsi, il n'est plus nécessaire de calculer la caractéristique à identifier dans différentes positions angulaires mais uniquement dans celle correspondant à l'angle de la caractéristique de référence considérée, d'où un gain de temps dans le processus d'identification. La concordance entre l'axe de référence de l'œil 100 à identifier et chacun des axes de référence des caractéristiques d'iris de référence n'étant pas forcément parfaite, il peut être nécessaire de faire des rotations de la caractéristique de l'iris 108 à identifier, mais le nombre de rotations est de toute façon fortement réduit par rapport au nombre de rotations de l'état de la technique. En effet, il suffit d'effectuer quelques rotations de part et d'autres de l'axe de référence de l'œil 100 pour permettre l'identification. Une fois que la caractéristique de référence et la caractéristique à identifier ont été alignées, la comparaison s'effectue facilement.
Un autre procédé d'enregistrement de la caractéristique de l'iris 108 de l'œil 100 dans une base de données à l'aide d'un capteur disposé en vis-à-vis dudit œil 100 comprend: -une étape de capture de la caractéristique de l'iris 108 de l'œil 100 et de la géométrie dudit œil 100 par le capteur;
-une étape de détermination d'un axe de référence 122, 404, 506, 618, 620 dudit œil 100 par rapport à l'axe de référence 130 du capteur à partir de la géométrie ainsi capturée selon l'un des procédés de détermination décrits ci-dessus; -une étape de rotation de la caractéristique de l'iris 108 de manière à ramener l'angle d'orientation entre l'axe de référence 122, 404, 506, 618, 620 de l'œil 100 et l'axe de référence 130 du capteur à une valeur nulle; et
-une étape d'enregistrement de la caractéristique de l'iris 108 ainsi modifiée dans la base de données. Dans ce procédé, chaque caractéristique d'iris 108 à enregistrer est modifiée de manière à ramener l'angle d'orientation à zéro, c'est-à-dire de manière à faire coïncider l'axe de référence de l'œil 100 avec l'axe de référence 130 du capteur. Ainsi, dans la base de données des caractéristiques de référence, toutes les caractéristiques sont sauvegardées avec un angle d'orientation nul.
Il est possible d'appliquer ce principe dans le cas où plusieurs angles d'orientation existent pour chaque caractéristique d'iris 108 à enregistrer. Il suffit de déterminer chaque axe de référence au cours de l'étape de détermination, de réaliser une étape de rotation pour chaque caractéristique d'iris 108 à enregistrer pour chaque angle d'orientation et de sauvegarder chaque caractéristique ainsi modifiée durant l'étape d'enregistrement.
Lorsque, de manière à créer une base de données de caractéristiques d'iris de référence, les caractéristiques d'iris 108 des différents utilisateurs potentiels ont été enregistrées dans une base de données dans une position telle que l'angle d'orientation entre l'un des axes de référence 122, 404, 506, 618, 620 de l'œil 100 associé à chacune de ces caractéristiques et l'axe de référence 130 du capteur est nul, par exemple par le procédé précédent, le procédé d'identification de l'iris 108 d'un œil 100 de l'utilisateur capturé par le capteur disposé en vis-à-vis dudit œil 100 comprend:
-une étape de capture de la caractéristique de l'iris 108 de l'œil 100 et de la géométrie dudit œil 100 par le capteur;
-une étape de détermination, selon l'un des procédés de détermination décrits ci- dessus, d'un axe de référence 122, 404, 506, 618, 620 de l'oeil 100 par rapport à l'axe de référence 130 du capteur à partir de la géométrie ainsi capturée, ledit axe de référence de l'œil étant de même nature que l'axe de référence de la caractéristique de référence dont l'angle d'orientation est nul;
-une étape de rotation de la caractéristique de l'iris 108 de manière à ramener l'angle d'orientation entre l'axe de référence 122, 404, 506, 618, 620 de l'œil 100 à identifier et l'axe de référence 130 du capteur à une valeur nulle; et
-une étape de comparaison de ladite caractéristique capturée ainsi modifiée avec les caractéristiques de référence de la base de données.
Lorsque chaque caractéristique de référence est sauvegardée dans différentes positions du fait que plusieurs angles d'orientation ont été définis, il est possible de confirmer l'étape de comparaison en réitérant l'étape de détermination, l'étape de rotation et l'étape de comparaison pour chaque angle d'orientation. Le procédé d'identification permet de modifier la caractéristique de l'iris à identifier par rotation afin de la sauvegarder avec un angle d'orientation nul puis de la comparer à chacune des caractéristiques de référence sauvegardées avec des angles d'orientation nuls. Le processus s'affranchit ainsi du problème lié à la différence d'orientation entre la caractéristique à identifier et les caractéristiques de référence, ce qui entraîne un gain de temps dans le processus d'identification.
De la même manière que précédemment, la concordance entre l'axe de référence de la caractéristique de l'œil 100 à identifier et chacun des axes de référence des caractéristiques de référence n'étant pas forcément parfaite, il peut être donc nécessaire de faire des rotations de la caractéristique de l'iris 108 à identifier. Cependant, le nombre de rotations est de toute façon fortement réduit par rapport au nombre de rotations de l'état de la technique.
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.

Claims

REVENDICATIONS
1) Procédé de détermination d'au moins un axe de référence (122) d'un œil (100) par rapport à un axe de référence (130) d'un capteur adapté à capturer la caractéristique de l'iris dudit œil (100), caractérisé en ce qu'il comprend: -une étape de capture de la géométrie de l'œil (100) par ledit capteur; -une étape de détermination du centre (120) de la frontière intérieure (116) de l'iris (108) de l'œil (100); et
-une étape de détermination du centre (118) de la frontière extérieure (114) de l'iris (108) de l'œil (100)
-une étape de détermination de la droite (122) passant par le centre (120) de la frontière intérieure (116) de l'iris (108) de l'œil (100) et par le centre (118) de la frontière extérieure (114) de l'iris (108) de l'œil (100); et
-une étape d'assimilation de ladite droite (122) audit axe de référence (122) de l'œil (100).
2) Procédé de détermination d'au moins un axe de référence (122) d'un œil (100) par rapport à un axe de référence (130) d'un capteur adapté à capturer la caractéristique de l'iris dudit œil (100), caractérisé en ce qu'il comprend: '
-une étape de capture de la géométrie de l'œil (100) par ledit capteur; -une étape d'analyse de la géométrie de l'œil (100) ainsi capturée;
-une étape de détermination d'une droite (404) passant par les deux coins (110) de l'œil (100);
-une étape d'assimilation de ladite droite (404) audit axe de référence (404) de l'œil (100).
3) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'étape de détermination d'une droite comprend, pour au moins un des coins d'oeil:
-une étape de génération de courbes représentatives de la paupière inférieure (106) et de la paupière supérieure (104) issues dudit coin de l'œil à partir de points (202a, 202b, 202c, 204a, 204b, 204c) appartenant à la paupière inférieure (106) et à la paupière supérieure (104); et
-une étape d'assimilation de la position dudit coin de l'œil au point d'intersection desdites courbes ainsi générées. 4) Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'étape de détermination d'une droite comprend, pour au moins un des coins d'oeil:
-une étape de détermination d'une forme de référence (502a, 502b) représentative de la forme des paupières à partir d'un ensemble de formes de base préenregistrées par comparaison de la forme constituée par la paupière supérieure (504a) et par la paupière inférieure (504b) issues du coin de l'œil (100) auxdites formes de base préenregistrées, chaque forme spécifique comportant un point spécifique représentatif du coin de l'œil associée à ladite forme spécifique; et
-une étape d'assimilation de la position dudit coin de l'œil audit point spécifique.
5) Procédé de détermination d'au moins un axe de référence (618, 620) d'un œil
(100) par rapport à un axe de référence (130) d'un capteur adapté à capturer la caractéristique de l'iris dudit œil (100), caractérisé en ce qu'il comprend: -une étape de capture de la géométrie de l'œil (100) par ledit capteur; -une étape d'approximation de la forme de la paupière supérieure (104, 602a, 604a) et de la forme de la paupière inférieure (106, 602b, 604b) par une série de courbes (606a, 608a, 606b, 608b);
-une étape de détermination de deux des points d'intersection (610, 612, 614, 616) des courbes (606a, 608a, 606b, 608b) entre elles, qui sont diamétralement opposés;
-une étape de détermination d'une droite (618, 620) passant par lesdits deux points d'intersection (610, 612, 614, 616); et
-une étape d'assimilation de ladite droite (618, 620) audit axe de référence (618, 620) de l'œil (100).
6) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les courbes sont des polynômes (606a, 608a, 606b, 608b).
7) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les polynômes (606a,
608a, 606b, 608b) sont du premier degré.
8) Procédé d'enregistrement de la caractéristique de l'iris (108) d'un œil (100) dans une base de données à l'aide d'un capteur disposé en vis-à-vis dudit œil (100) et adapté à capturer ladite caractéristique, caractérisé en ce qu'il comprend: -une étape de capture de la caractéristique de l'iris (108) de l'œil (100) et de la géométrie dudit œil (100) par ledit capteur;
-une étape de détermination d'au moins un axe de référence (122, 404, 506, 618, 620) dudit œil (100) par rapport à un axe de référence (130) du capteur à partir de la géométrie ainsi capturée selon l'une des revendications 1 à 7; et
-une étape d'enregistrement de la caractéristique de l'iris (108) et d'au moins un des angles d'orientation entre l'un des axes de référence (122, 404, 506, 618, 620) de l'œil (100) et l'axe de référence (130) du capteur dans la base de données.
9) Procédé d'identification de l'iris (108) d'un œil (100), capturé par un capteur disposé en vis-à-vis dudit œil (100) et adapté à capturer la caractéristique dudit œil
(100), à partir d'une base de données de caractéristiques de référence dans laquelle sont enregistrées une pluralité de caractéristiques d'iris de référence à chacune desquelles est associé au moins un angle d'orientation, caractérisé en ce qu'il comprend: -une étape de capture de la caractéristique de l'iris (108) de l'œil (100) et de la géométrie dudit œil (100) par ledit capteur;
-une étape de détermination d'au moins un axe de référence (122, 404, 506, 618, 620) dudit œil (100) par rapport à un axe de référence (130) du capteur à partir de la géométrie ainsi capturée selon l'une des revendications 1 à 7; -une étape de mise en concordance, pour chaque caractéristique de référence, de l'un des angles d'orientation entre l'un des axes de référence (122, 404, 506, 618, 620) dudit œil (100) à identifier et ledit axe de référence (130) du capteur avec l'angle d'orientation de même nature que ladite caractéristique de référence, par rotation de la caractéristique de l'iris (108) à identifier; et -une étape de comparaison de ladite caractéristique capturée ainsi mise en concordance avec ladite caractéristique de référence de la base de données.
10) Procédé d'enregistrement de la caractéristique de l'iris (108) d'un œil (100) dans une base de données à l'aide d'un capteur disposé en vis-à-vis dudit œil (100) et adapté à capturer ladite caractéristique, caractérisé en ce qu'il comprend: -une étape de capture de ladite caractéristique de l'iris (108) de l'œil (100) et de la géométrie dudit œil (100) par ledit capteur; -une étape de détermination d'au moins un axe de référence (122, 404, 506, 618, 620) dudit œil (100) par rapport à un axe de référence (130) du capteur à partir de la géométrie ainsi capturée selon l'une des revendications 1 à 7;
-une étape de rotation de la caractéristique de l'iris (108) de manière à ramener au moins l'un des angles d'orientation entre l'un des axes de référence (122, 404, 506, 618, 620) de l'œil (100) et l'axe de référence (130) du capteur à une valeur nulle; et
-une étape d'enregistrement de chaque caractéristique de l'iris (108) ainsi modifiée dans la base de données.
11) Procédé d'identification de l'iris (108) d'un œil (100) capturé par un capteur disposé en vis-à-vis dudit œil (100) et adapté à capturer la caractéristique dudit œil
(100) à partir d'une caractéristique de référence d'une base de données dont l'angle d'orientation entre l'un des axes de référence de l'œil et l'axe de référence (130) du capteur est nul, caractérisé en ce qu'il comprend:
-une étape de capture de la caractéristique de l'iris (108) de l'œil (100) et de la géométrie dudit œil (100) par ledit capteur;
-une étape de détermination, selon l'une des revendications 1 à 7, de l'axe de référence (122, 404, 506, 618, 620) dudit œil (100) par rapport à l'axe de référence
(130) du capteur à partir de la géométrie ainsi capturée, ledit axe de référence de l'œil étant de même nature que l'axe de référence de la caractéristique de référence dont l'angle d'orientation est nul;
-une étape de rotation de la caractéristique de l'iris (108) de manière à ramener l'angle d'orientation entre ledit axe de référence (122, 404, 506, 618, 620) dudit œil (100) à identifier et ledit axe de référence (130) du capteur à une valeur nulle; et
-une étape de comparaison de ladite caractéristique capturée ainsi modifiée avec la caractéristique de référence.
12) Capteur adapté à capturer la caractéristique de l'iris des yeux et de la géométrie des yeux et comprenant une électronique associée adaptée à la mise en œuvre d'un procédé selon l'une des revendications précédentes.
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