Reconnaissance de la géométrie de la main

Le passé, le présent et le futur

La reconnaissance de la géométrie de la main est aujourd’hui l’une des technologies biométriques les plus anciennes ; en fait, elle est encore plus ancienne que celle de la reconnaissance des empreintes digitales.

Elle est encore largement utilisée pour les applications de sécurité qui possèdent une large base d’utilisateurs finaux, comme les usines et les entrepôts, mais avec l’émergence de modalités biométriques beaucoup plus récentes et plus avancées, la domination de la reconnaissance de la géométrie de la main commence à s’éroder rapidement.

La main elle-même ne possède pas de caractéristiques uniques en soi, mais c'est plutôt la forme ou la géométrie de la main qui est unique chez la plupart des individus.

Dans ce contexte, la reconnaissance de la géométrie de la main est rarement utilisée à des fins d’identification à grande échelle, mais uniquement à des fins de vérification.

À cet égard, il peut servir à des applications à grande échelle dans des environnements très difficiles, tels que l'accès physique aux entrepôts, aux installations de stockage et aux usines. Il est également largement utilisé dans les scénarios de gestion du temps et des présences. Dans ces scénarios de vérification, une carte à puce est également très souvent utilisée pour stocker des données cryptées supplémentaires sur l'utilisateur final.

Processus d’enrôlement

Pour aider à capturer les images brutes de la main avec un scanner de géométrie de la main pendant le processus d'inscription, une combinaison de prismes et de diodes électroluminescentes (DEL) provenant de l'intérieur du scanner sont utilisées. La technologie peut capturer des images du dos de la main ainsi que de la paume. Cela crée une image 2D de la main. Afin de capturer une image 3D, cinq chevilles de guidage sont situées juste sous la caméra, pour aider l'utilisateur final à positionner correctement sa main.

Bien que cette méthode soit avantageuse, elle présente également certains inconvénients : comme les images des piquets, qui sont également capturées dans l'image, doivent être supprimées, cela entraîne un temps de traitement considérablement augmenté. De plus, de ce fait, l’algorithme d’extraction ne peut pas prendre en compte les écarts dus à la rotation de la main et aux différences de placement de la main. Pour créer le modèle d'inscription, la moyenne des mesures décrites précédemment est calculée, qui est ensuite convertie en un très petit fichier mathématique binaire de seulement neuf octets.

Un problème dans la construction des modèles d'inscription et de vérification est que les caractéristiques géométriques de la main partagent un certain nombre de ressemblances ou de corrélations avec d'autres, ce qui peut grandement entraver le processus d'extraction de caractéristiques uniques. Pour aider à atténuer ce problème, une méthode connue sous le nom d’analyse en composantes principales, ou PCA, est utilisée pour produire un ensemble de caractéristiques géométriques non corrélées. Ainsi, des caractéristiques uniques peuvent être extraites.

La petite taille du modèle biométrique de numérisation de la géométrie de la main lui confère un avantage assez distinct. La reconnaissance de la géométrie des mains fonctionne très efficacement et est très interopérable en tant que solution de sécurité multimodale pour les entrées d'accès physiques et logiques, ainsi que pour les applications de gestion du temps et des présences. En tant qu'appareil autonome, un appareil de reconnaissance de la géométrie de la main peut stocker plus de 40 000 modèles biométriques uniques.

Au cours du processus d'inscription, plus de 96 mesures de la main sont prises, et celles-ci incluent les variables suivantes :

• la forme générale de la main ;
• les différentes dimensions de la paume ;
• la longueur et la largeur des dix doigts ;
• la mesure entre les distances des articulations de la main ;
• les différentes formes des jointures ;
• la circonférence géométrique des doigts ;
• tout élément de repère distinctif que l'on peut trouver sur la main.

Forces et faiblesses

Sept critères peuvent être utilisés pour établir les forces et les faiblesses de la reconnaissance de la géométrie de la main :

1. Universalité
   Comparée à d'autres technologies biométriques, la reconnaissance de la géométrie de la main fonctionne très bien, car la plupart des utilisateurs finaux disposent d'au moins une main qu'ils peuvent utiliser pour être vérifiés. La technologie a évolué au point de pouvoir prendre en compte, dans une certaine mesure, les éventuelles déformations de la main. De plus, la reconnaissance de la géométrie de la main n’est affectée par aucun type ou type de couleur de peau : seule la forme de la main est capturée. De plus, la technologie est très simple à utiliser et à former. Il suffit à l'utilisateur final de savoir comment placer correctement sa main sur le plateau et comment glisser une carte à puce.
2. Unicité
   Bien que chaque individu possède une forme de main différente, les caractéristiques uniques extraites ne possèdent pas les données très riches que possèdent l’iris et la rétine.
3. Permanence
   Bien que les dimensions de la main soient relativement stables tout au long de la vie d’un individu, la main est très sensible aux changements physiques, tels que la perte de poids, la prise de poids, les blessures et diverses maladies.
4. Possibilité de recouvrement
   À l'exception des variables décrites au point 3, les images brutes capturées de la main ne sont pas du tout affectées par des éléments susceptibles d'affecter la surface de la peau, tels que la crasse, la saleté et les cicatrices. Cet atout clé rend donc la reconnaissance de la géométrie de la main très adaptée aux environnements météorologiques difficiles et extrêmes.
5. Performances
   Dans l’ensemble, les scanners de géométrie des mains sont faciles à utiliser et la petite taille du modèle (seulement 9 octets) rend cette technologie très interopérable avec d’autres types et types de systèmes de sécurité. En outre, le taux de précision de la reconnaissance de la géométrie de la main est très élevé, avec un taux d'erreur (ERR) égal à 0,1 %. Cependant, les scanners de géométrie des mains sont grands et encombrants, ce qui peut s’avérer être un sérieux inconvénient.
6. Acceptabilité
   Dans l’ensemble, la reconnaissance de la géométrie de la main est bien accueillie par la population des utilisateurs finaux et est perçue comme non invasive. Le seul problème majeur à cet égard est l’hygiène du scanner de géométrie des mains, car des germes ou des contaminants peuvent être laissés par d’autres utilisateurs.
7. Résistance au contournement
   Même si un scanner de géométrie manuelle est très simple à utiliser, il est très difficile à usurper. Essayer de tromper ce type de système reviendrait à utiliser une fausse maquette physique en 3D d’une main.

Applications

La reconnaissance de la géométrie de la main est principalement utilisée pour les accès physiques et les applications de gestion du temps et des présences, mais également de plus en plus dans les aéroports.

Entrée d'accès physique

Pour permettre l'accès physique, une gâche de verrouillage électromagnétique peut être connectée au scanner de géométrie de la main. Une fois l'identité d'un individu identifiée avec certitude, la gâche se déverrouillera automatiquement, permettant ainsi l'accès à une zone particulière.

Applications de gestion du temps et des présences

Les heures d'arrivée et de départ d'un employé horaire peuvent être automatiquement enregistrées et stockées par le scanner de géométrie de la main. En conséquence, la paie peut être calculée et traitée en quelques minutes seulement, et le problème du « pointage entre amis » est éliminé, où quelqu'un d'autre pointe l'arrivée et le départ d'un autre employé qui, en réalité, ne se présente jamais au travail.

Programmes de voyage de confiance

La reconnaissance de la géométrie de la main a également fait son chemin dans le cadre des aéroports internationaux, utilisée principalement dans le système accéléré pour les passagers du service de citoyenneté et d'immigration des États-Unis (INSPASS). Ce programme a été conçu pour inscrire les passagers de grands voyageurs, en particulier les voyageurs d'affaires, dans ce que l'on appelle un « programme de voyage de confiance ». Après l'inscription, un passager peut entrer dans le pays de sa destination avec un simple balayage de sa main, plutôt que de perdre du temps aux douanes et aux lignes d'immigration en utilisant le passeport papier traditionnel. Actuellement, ce programme est utilisé aux États-Unis, au Canada et en Israël.

Étude de cas : Aéroport de Yeager

Depuis les événements tragiques du 11 septembre, la sécurité dans les grands aéroports internationaux et dans les compagnies aériennes est devenue d'une importance primordiale. À cet égard, la biométrie est devenue l’outil de choix pour les mesures de sécurité considérablement renforcées qui ont été prises et continuent d’être mises en œuvre. La biométrie est utilisée pour tous les types d'applications de sécurité aéroportuaire, mais plus particulièrement pour l'entrée physique, l'entrée logique et le temps et la présence.

Autant l’importance est accordée au contrôle des passagers qui voyagent dans les aéroports, autant, sinon plus, l’importance est accordée au contrôle des compagnies aériennes et des employés de l’aéroport, qui constituent tout autant une menace pour la sécurité. En conséquence, même les aéroports de petite et moyenne taille aux États-Unis commencent aujourd’hui à mettre en œuvre la technologie biométrique.

L’aéroport Yeager, situé à Charleston, en Virginie occidentale, en est un excellent exemple. Il occupe actuellement un terrain de 737 acres et six compagnies aériennes commerciales desservent l'aéroport ainsi que les communautés environnantes. Le besoin d'une sécurité accrue était grand, car, par exemple, la tour de contrôle de l'aéroport est située en plein cœur du terminal passagers principal.
Actuellement, l'aéroport compte quatre-vingts employés, et la majorité d'entre eux accèdent au terminal passagers, le seul point d'accès étant les portes d'entrée principales. Autres statistiques démontrant la nécessité d’une sécurité renforcée :

• Les portes d'entrée principales s'ouvrent en moyenne cinq fois par heure, 24 heures sur 24.
• Le système de chauffage, de ventilation et de climatisation de l'aéroport ainsi que d'autres équipements sensibles sont situés dans un sous-sol à proximité d'une cage d'escalier menant à la tour de contrôle.
• L'aéroport avait initialement embauché une équipe de professionnels de la sécurité pour garder les portes d'entrée principales 24 heures sur 24.
• Le coût du maintien de ce personnel de sécurité 24 heures sur 24 s'élevait à la somme faramineuse de 1 200 USD par jour.

En fin de compte, Schlage Recognition Systems a fourni l'outil de sécurité biométrique qui répondrait au besoin de sécurité renforcée : les scanners de reconnaissance de la géométrie des mains. La technologie fournie peut enregistrer plus de 31 000 points et prendre plus de 90 mesures de la main d’un employé de l’aéroport (qui incluent la longueur, la largeur, l’épaisseur et la surface) en moins d’une seconde.

Ce n’est qu’une fois qu’un employé de l’aéroport a été correctement vérifié et authentifié par les scanners que les portes de la tour de contrôle s’ouvrent. Le principal avantage de la mise en œuvre de ce type de technologie biométrique est l’élimination du besoin de personnel de sécurité pour surveiller et surveiller les portes principales, ce qui entraîne d’énormes économies pour l’aéroport.

Cinq scanners de reconnaissance de la géométrie des mains ont été initialement installés, et d'autres implémentations sont prévues à l'avenir. Comme l’a résumé le directeur de l’aéroport, Nick Atkinson : « Depuis le 11 septembre, il existe un consensus selon lequel l’utilisation de la biométrie dans la validation du contrôle d’accès est la voie à suivre. »

Remarque : étude de cas fournie par Schlage Recognition Systems, Inc.