Etapes de traitement de l'empreinte digitale

Plusieurs méthodes sont utilisées pour reconnaitre les empreintes digitales :

  • Localisation des minuties

 

Cette méthode ne retient que l’emplacement des minuties les plus pertinentes. Elle est peu sensible aux déformations des doigts entre plusieurs vérifications (doigts plus ou moins appuyés sur le capteur).Cette technique a fréquemment été utilisée par la brigade du tigre des le début du XXème  siècle.

  • Traitement des textures

 

On analyse et enregistre différentes propriétés de la texture de l'empreinte telle que son inclinaison, l'épaisseur des crêtes ect... 

  •  Il y existe encore beaucoup d’autres  techniques, non divulguées par les entreprises  dans  un but  de  confidentialité. 

Pour ce qui est de notre étude nous nous intéresserons à la première technique qui est aussi la plus courante.

Le traitement de l’empreinte digitale grâce aux  minuties  peut se diviser en 3 principales  étapes :

      a.Numérisation de l’image


Cette technique est assez simple, mais implémenter cette démarche sur l’ordinateur est une toute autre affaire, car il faut trouver un algorithme permettant aux ordinateurs de faire la même tâche de manière à ce que ce soit rapide, ce qui implique que les fichiers ne prennent pas beaucoup de place. A l’époque on utilisait des photos de 250 Kb ce qui est beaucoup trop gros. C’est pourquoi la première étape consiste à numériser l’empreinte et la filtrer de façon à la nettoyer des caractéristiques « inutiles », telles des cicatrices. Puis on créé un squelette de chaque empreinte, pour que chaque ligne de l’empreinte ait l’épaisseur d’un pixel. Ce sont bien sûr des algorithmes complexes qui permettent de faire cette tâche.

 

i1-1.jpg

 

 

Nous voyons sur ces images les principales étapes de traitement : 

  •  Au début nous avons l’image brute, c'est-à-dire que nous retrouvons ce qu’on appelle le bruit qui va brouiller l’empreinte. Ainsi le but de cette étape est 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 fonction se charge 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.
  •  Puis après avoir obtenu une image nette de l’empreinte, l’ordinateur doit pouvoir identifier les minuties c'est-à-dire les points remarquables d’une  empreinte. C’est pourquoi il va squelletiser l’empreinte en réduisant chaque  trait à une épaisseur de 1 pixel.
  •  Après avoir squelletiser l’empreinte, l’ordinateur peut enfin lire les minuties  et est prêt  à comparer les empreintes.

 

                 b. Extraction des minuties

 

C'est le processus final qui complète l'obtention de la "signature" de l'empreinte.

A partir d'une image de l'empreinte préalablement traitée, on extrait grâce à différents algorithmes une structure de données (ou signature).

Le "gabarit" retenu pour caractériser l'empreinte est basée sur un ensemble suffisant et fiable de minuties.

On entend par suffisant, le nombre minimum de minuties nécessaires pour pouvoir établir des comparaisons fiables entre empreintes. Par expérience, ce minimum se situe à 14 minuties.

On entend par fiable, les minuties qui ne sont pas influencées par des défauts lors de l'acquisition de l'image ou par l'altération temporaire de l'empreinte digitale (blessure, érosion, etc.).

Avec un petit nombre de minuties (15 ou 20) correctement localisées, il est possible d'identifier une empreinte parmi plusieurs millions d'exemplaires.

                                                                  

tpe-1.png

 

 Généralement, chaque minutie occupe environ un espace de 16 octets sans compactage ni compression. Ceci explique la taille de chaque fichier "gabarit", 240 octets pour 15 minuties et 1600 octets pour 100 minuties.

Si le stockage final est compacté, on peut économiser de l'espace mémoire et si on le comprime, on peut obtenir les pourcentages classiques en compression de fichiers.

Lors du processus d'extraction, on détecte initialement 100 minuties en moyenne, parmi lesquelles environ 60 % correspondent à de fausses minuties qui seront identifiées lors d'un processus ultérieur. Le logiciel extrait donc une quarantaine de minuties réelles de l'empreinte. Cette valeur est nettement supérieure aux minima, ce qui augmente la fiabilité. De plus, ce chiffre est loin du total de minuties détectées, ce qui laisse supposer que n'ayant conservé que les plus fiables, on a éliminé les minuties erronées qui auraient pu détériorer le comportement du système.

i4.jpg

 

Sur ce schéma nous voyons le processus d’exploitation des empreintes digitales par les ordinateurs .Nous allons maintenant expliquer comment les empreintes digitales sont concrètement employées dans la police ou le secteur privé.

×