Technologies biométriques physiques et comportementales - 4

Vérifications de contrôle de la qualité de la reconnaissance des empreintes digitales

La nécessité de collecter des images d'empreintes digitales brutes de haute qualité dès la première fois est d'une importance primordiale. Voici les contrôles de qualité pour la reconnaissance d'empreintes digitales.

• Résolution : Il s'agit du nombre total de points par pouce (DPI), ou également connu sous le nom de nombre total de pixels par pouce (PPI). La plupart des algorithmes d'empreintes digitales nécessitent une résolution DPI ou PPI d'au moins 250 à 300 DPI, et pour répondre aux exigences strictes du FBI, un minimum de 500 DPI est requis.
• Zone : Il s'agit de la taille réelle de l'image d'empreinte digitale numérisée et capturée. Les spécifications établies par le FBI exigent une zone d'empreintes digitales numérisées minimale d'au moins un pouce carré. Rien de moins que cela ne produira pas une image brute de bonne qualité.
• Images par seconde : il s'agit du nombre total d'images brutes que le dispositif de reconnaissance d'empreintes digitales envoie à l'unité de traitement. Bien sûr, le nombre plus élevé d'images par seconde signifie une tolérance beaucoup plus grande pour tout mouvement indésirable de l'empreinte digitale sur la platine.
• Nombre de pixels d'empreintes digitales : il s'agit du nombre total de pixels dans l'image numérisée.
• Plage dynamique : il s'agit des plages possibles qui sont disponibles pour l'encodage de chaque valeur de pixel, le FBI exige au moins huit bits.
• Précision géométrique : ce sont les différences géométriques entre les modèles d'inscription et de vérification, et cela est calculé via les écarts par rapport aux axes X et Y sur le modèle d'empreinte digitale.
• Qualité de l'image : il s'agit de la variable qui fait référence aux caractéristiques d'identification uniques de l'empreinte digitale, telles que les motifs de ligne de crête et les diverses minuties qui sont extraites.

Méthodes de collecte d'empreintes digitales

Les images d'empreintes digitales peuvent être collectées à l'aide de l'une des deux méthodes suivantes : numérisation hors ligne ou utilisation de capteurs de numérisation en direct.

Des méthodes de numérisation hors ligne existent depuis que les empreintes digitales sont utilisées dans les forces de l'ordre. Ces méthodes traditionnelles consistaient à utiliser une empreinte encrée du doigt d'un individu, puis à placer cette empreinte sur un morceau de papier. Par la suite, des cartes ont été utilisées à la place du papier pour stocker l'image d'empreinte digitale encrée. Celles-ci étaient conservées dans des classeurs et lorsqu'un suspect était appréhendé, ses empreintes digitales étaient ensuite comparées à l'image d'empreinte digitale encrée stockée sur la carte.

Au fil du temps, à mesure que la technologie s'améliorait, ces images bidimensionnelles ont ensuite été numérisées dans un format numérique, traduites en 500 DPI, pour répondre aux exigences et aux spécifications du FBI. Mais, avec les systèmes de reconnaissance d'empreintes digitales d'aujourd'hui, un agent des forces de l'ordre sur le terrain équipé d'un appareil biométrique sans fil peut scanner l'empreinte digitale d'un suspect, puis télécharger automatiquement cette image sur un serveur central, d'où elle peut ensuite être convertie en une véritable empreinte numérique. image.

Comme on peut l'imaginer, l'utilisation de ces méthodes traditionnelles a définitivement sa juste part de défauts. Par exemple, il faut une grande habileté pour obtenir une bonne impression encrée d'une empreinte digitale, trop peu d'encre utilisée signifie que la zone d'impression d'un doigt particulier peut être manquée, et trop d'encre utilisée pourrait très bien masquer toutes les caractéristiques qui ont été tentées de rassembler. Mais les méthodes hors ligne possèdent un grand avantage par rapport à la méthode d'analyse en direct. Et c'est-à-dire qu'une impression "enroulée" de l'empreinte digitale peut être recueillie, ce qui signifie qu'une image beaucoup plus grande de l'empreinte digitale peut être capturée, par rapport aux zones de numérisation beaucoup plus petites des capteurs de numérisation en direct.

À ce degré, la question est souvent posée, comment les empreintes digitales latentes sont-elles capturées ? Les empreintes digitales latentes sont celles qui sont laissées sur une scène de crime et qui sont recueillies plus tard au cours d'une enquête. Des méthodes de numérisation hors ligne sont utilisées pour collecter ces images d'empreintes digitales latentes à un moment ultérieur, et des réactifs et processus chimiques sont souvent utilisés pour collecter les empreintes digitales.

Avec les capteurs de balayage en direct, deux méthodes de collecte d'images d'empreintes digitales sont utilisées : toucher et balayer.

Avec la méthode tactile, un contact direct est requis du doigt sur le capteur biométrique. Mais l'utilisation de ce type de méthode présente de graves inconvénients. Par exemple, la platine peut se salir ou se tacher assez facilement, toute empreinte digitale laissée sur le capteur ou la platine par un autre utilisateur auparavant peut entraîner des erreurs substantielles, et en termes de dollars et de cents, il existe une corrélation positive entre la taille du zone de balayage et le coût réel du capteur. De plus, certains capteurs peuvent ne pas être en mesure de capturer des images brutes si le doigt est décalé de plus de 20 degrés par rapport à la platine.

Contrairement à la méthode tactile où seul le doigt est scanné, la méthode de balayage capture des images de plusieurs empreintes digitales au fur et à mesure qu'elles sont lues par le capteur d'empreintes digitales, et à partir de ce point, plusieurs images sont capturées à la fin du balayage. A partir de ces multiples images, une image composite est créée. La qualité des images brutes capturées dépend également en partie (ainsi que les autres variables que nous venons de décrire) de la précision de l'algorithme de reconstruction dont la fonction principale est de compiler les multiples images brutes en une seule image de l'empreinte digitale.

Le plus grand inconvénient de la méthode de balayage est qu'un taux d'erreur beaucoup plus élevé est introduit en raison de la variance des taux de balayage et des angles. C'est la méthode de balayage, qui est principalement utilisée par les appareils de reconnaissance d'empreintes digitales aujourd'hui, et il existe trois types de capteurs disponibles :

• Capteurs optiques : Ce sont les plus couramment utilisés.
• Capteurs à semi-conducteurs : L'image de l'empreinte digitale brute est capturée sur une surface de silicium, et l'image résultante est ensuite traduite en signaux électriques.
• Capteurs à ultrasons : Les signaux acoustiques sont envoyés vers le doigt, puis un récepteur numérise ensuite les échos des signaux acoustiques.

L'algorithme de comparaison

Comme mentionné précédemment, c'est l'algorithme d'appariement qui compare le modèle d'inscription au modèle de vérification, et afin de déterminer le degré de similitude ou de proximité entre les deux, une certaine méthodologie doit être suivie. Cette méthodologie est la suivante :

• Quelles que soient les données collectées à partir de l'image brute de l'empreinte digitale, elles doivent avoir une sorte de point commun avec le modèle biométrique d'inscription qui est déjà stocké dans la base de données. Cette intersection de données est connue sous le nom de noyau, qui est également la courbure maximale d'une ligne de crête.
• Tout objet étranger susceptible d'interférer avec le processus d'extraction de caractéristique unique doit être supprimé avant que le processus de vérification/identification puisse avoir lieu. Par exemple, certains de ces objets étrangers peuvent être les différences trouvées dans la taille, la pression et l'angle de rotation de l'empreinte digitale, et ceux-ci peuvent être normalisés et supprimés par l'algorithme de correspondance.
• À l'étape finale, les caractéristiques uniques collectées à partir des données brutes (qui deviennent le modèle de vérification) doivent être comparées ultérieurement à celles du modèle d'inscription. C'est à ce stade que l'algorithme d'appariement effectue l'essentiel de son travail. L'algorithme d'appariement réel peut être basé sur la prémisse de trois types de corrélation :
  • Correspondance basée sur la corrélation : lorsque deux empreintes digitales sont superposées ou superposées, les différences au niveau du pixel sont calculées. Bien que cela soit recherché, un alignement parfait des images d'empreintes digitales superposées est presque impossible à réaliser. De plus, un inconvénient de cette méthode de corrélation est que l'exécution de ces types de calculs peut être très intensive en traitement, ce qui peut peser lourdement sur les ressources informatiques.
  • Comparaison basée sur les minuties : dans la reconnaissance d'empreintes digitales, il s'agit du type d'algorithme d'appariement le plus largement utilisé. Avec cette méthode, les distances et les angles entre les minuties sont calculés puis comparés les uns aux autres. Il existe des méthodes qui se concentrent sur la correspondance des minuties globales ainsi que sur la correspondance des minuties locales, et cette dernière méthode se concentre sur l'examen d'une minutie centrale, ainsi que des deux minuties voisines les plus proches.
  • Correspondance des caractéristiques de la crête : avec cette méthode d'appariement, les détails de l'empreinte digitale sont combinés avec d'autres caractéristiques basées sur le doigt telles que la forme et la taille, le nombre et la position de diverses singularités, ainsi que les textures globales et locales. Cette technique peut être très utile si l'image brute de l'empreinte digitale est de mauvaise qualité, et ces fonctionnalités supplémentaires peuvent aider à compenser ce déficit.