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Reportages

Reconnaissance faciale, iris, veines...les nouvelles cartes d'identité

Par Marine Corniou - 11/09/2017

Les empreintes digitales ne sont plus les seules preuves "infaillibles" de l'identité d'un individu. Le corps en entier sert de carte d'identité.
 

Au bout des doigts
 
Emblématique des films policiers, la prise des empreintes digitales est la plus ancienne mesure biométrique, et demeure encore la plus répandue. Les empreintes (ou dermatoglyphes) se forment avant la naissance, entre la dixième et la vingt-quatrième semaine de grossesse. Elles sont façonnées par les gènes, mais aussi par l’environne­ment dans lequel se développe le fœtus, notamment par les mouvements du liquide amniotique, les frottements des doigts entre eux ou contre les structures utérines. Si bien qu’elles dessinent un motif unique à chaque doigt et à chaque individu.

Fiable et peu coûteuse, la prise d’empreintes ne se fait plus en pressant son doigt sur un tampon imbibé d’encre, mais grâce à des capteurs optiques ou électroniques. En pratique, on pose le ou les doigts sur une surface de verre, et un appareil photo muni de diodes capture l’image en illuminant les crêtes et les sillons digitaux. L’image est numérisée puis un algorithme la «traduit» en code mathématique, en tenant compte des coordonnées d’une centaine de points (points de bifurcations des lignes, terminaisons, boucles, etc.). Pour comparer deux empreintes entre elles, il suffit ensuite de vérifier une quinzaine de points. Statistiquement, il est impossible de trouver deux individus – même des jumeaux – qui ont en commun 12 points caractéristiques.

À visage découvert

Depuis des décennies, douaniers et policiers comparent les visages des gens à leur photo d’identité. D’où l’idée d’automatiser la «reconnaissance faciale». En matière de surveillance, il n’y a pas plus prometteur. La reconnaissance du visage pourrait être utilisée à distance et permettre de repérer un criminel recherché dans une foule, à l’aide de caméras postées dans la rue ou les aéroports. La technique, encore expérimentale, n’est utilisée pour le moment qu’à des fins d’authentification, pour reconnaître une personne déjà enregistrée qui présente docilement son visage à la caméra. Un logiciel en extrait un ensemble de points peu susceptibles de varier dans le temps (écartement des yeux, distance nez-bouche, etc.), afin de créer un modèle graphique, en deux ou trois dimensions. Ce modèle peut dès lors être comparé à la photo du passeport biométrique, comme c’est le cas depuis 2007 dans les principaux aéroports d’Australie ou du Royaume-Uni.

Mais la technique est loin d’être parfaite. En février 2011, un homme a franchi les bornes de l’aéroport de Manchester, au Royaume-Uni, avec le passeport de sa femme. Le couple avait échangé par mégarde les deux passeports, et seule la femme s’est vu refuser le passage.

Si la fiabilité de la reconnaissance faciale laisse à désirer, c’est parce que de nombreux facteurs peuvent modifier l’aspect d’un visage: les conditions d’éclairage, l’angle de présentation à la caméra, les expressions (un sourire, par exemple), mais aussi le maquillage, le vieillissement, des lunettes, une barbe, etc. Ainsi, la même personne photographiée dans des conditions différentes peut être impossible à
reconnaître, même pour un œil humain. C’est pourquoi les systèmes actuels ne sont réellement efficaces qu’avec la coopération du sujet, dans de bonnes conditions d’éclairage. «Il y a une grande différence entre comparer deux photos statiques et
analyser un visage qui se déplace sur une séquence vidéo», explique Éric Granger, professeur au département de génie de la production automatisée à l’École de technologie supérieure de Montréal. Son équipe a toute fois réussi à développer un logiciel capable de «poursuivre» un visage en mouvement, qui devrait être testé par les services frontaliers canadiens.

Reza Shoja Ghiass, du laboratoire de vision et systèmes numériques de l’Université Laval, a quant à lui misé sur une approche inédite : la reconnaissance faciale entièrement basée sur l’image infrarouge. «Mon système permettra de discerner le réseau veineux du visage, qui est très peu altéré par le vieillissement et par les
expressions. C’est une technologie qui permet de reconnaître un visage déguisé ou maquillé dans l’obscurité totale!» explique-t-il. Il reste toutefois quelques problèmes à régler, notamment le fait que le verre des lunettes bloque les infrarouges et fait perdre beaucoup d’information. Les logiciels de reconnaissance faciale traduisent le visage en un modèle graphique en deux ou trois dimensions.


D’un seul regard

La reconnaissance de l’iris est considérée comme la technique biométrique la plus fiable. Seul organe interne visible de l’extérieur, il est très peu modifié par le vieillissement, et sa texture est unique.

L’iris, qui est la partie colorée de l’œil, est une sorte de membrane composée de cellules pigmentées et de deux couches de
fibres musculaires, qui lui permettent de se contracter ou de se dilater en fonction de
la luminosité.

Ces fibres, dont l’enchevêtrement résulte du hasard du développement embryonnaire, constituent un motif encore plus complexe que les empreintes digitales. La probabilité de trouver deux iris identiques est de 1 sur 10 à la puissance 72! Un chiffre inimaginable.

Pour obtenir une «empreinte» de l’iris, une simple photo suffit. On utilise en général l’infrarouge, car cette source d’éclairage n’éblouit pas et évite les reflets sur l’œil. Un logiciel extrait ensuite les caracté ristiques de l’iris et les traduit en un code à barres unique. Outre sa grande précision, cette technique a l’avantage d’être difficile, voire impossible, à tromper. Les capteurs étudient la réaction de l’œil aux variations de la
lumière, pour s’assurer qu’il ne s’agit pas d’un œil de verre, et détectent sans problème le dessin simpliste des lentilles colorées.

Seul inconvénient, la reconnaissance de l’iris demande une bonne coopération de l’utilisateur. La plupart des systèmes requièrent de se placer à 20 cm de la borne, de garder les yeux dans le même axe et de refaire la photo plusieurs fois si la première
image est floue. Cependant, en 2010, la firme américaine Snarnoff a développé un appareil capable de capter l’image de l’iris de personnes en mouvement, jusqu’à une distance de 3 m, et de vérifier leur identité, au rythme de 30 personnes par minute!

Jusqu’aux os

Pas besoin d’être mort pour montrer son squelette. Les chercheurs du Wright State Research Institute, aux États-Unis, tentent de mettre au point un scanneur capable de révéler la structure osseuse d’une personne à 50 m de distance. C’est que
chaque squelette est unique, de par sa densité, sa forme, ses anomalies et ses «cicatrices» (broches métalliques, anciennes fractures, etc.). Impossible pour un malfaiteur de mentir au scanner ou de «déguiser» ses 206 os... Cependant, il faut
disposer d’une base de données de référence où les os des terroristes recherchés ont déjà été scannés une première fois. Or, faire accepter ce système par la population risque d’être délicat, car l’exposition répétée aux rayons X ou gamma, qui permettent de voir le squelette, peut augmenter le risque de cancer.


Au pas!

Les mannequins le savent bien : leur démarche chaloupée est une véritable «signature». Et si la démarche de monsieur Tout-le-Monde ne fait pas fantasmer les foules, elle n’en est pas moins unique. «La démarche n’est pas aussi distinctive
que les empreintes digitales ou l’iris. Mais c’est la seule marque reconnaissable à distance, même lorsque la personne est de dos», explique Mark Nixon, de l’université de Southampton, au Royaume-Uni. D’où son idée de créer un «tunnel» de 4 m de long, utilisable dans les aéroports ou à l’entrée de certains bâtiments, pour enregistrer puis reconnaître la démarche des passants. Dans cet appareil expérimental, 10 caméras numériques collectent des informations sur la taille de l’individu, sa cadence, sa silhouette et ses mouvements, afin de recréer un modèle en 3 dimensions qui sera
conservé dans la base de données.



«Le problème majeur avec la biométrie comportementale, comme l’analyse de la démarche, c’est qu’elle est facilement modifiée par l’âge, un accident ou une prise de poids. Il faut donc qu’elle soit utilisée en combinaison avec d’autres indicateurs plus précis», avertit le chercheur. C’est la raison pour laquelle les caméras
du tunnel «volent» au passage 90 photos des oreilles et du visage, histoire de combiner reconnaissance faciale et reconnaissance de la démarche. Les premiers tests sont encourageants : une centaine de participants s’y sont prêtés, et le
système a confirmé leur identité dans 99% des cas.

Reste à prouver que la fiabilité sera la même si la base de données contient des milliers de «démarches» enregistrées. En Chine, des chercheurs de l’Institut des machines intelligentes, à Hefei, ont mis au point un « tapis » qui analyse discrètement la pression des pas et identifie le marcheur. Un système qui aurait fait ses preuves
avec plus d’un millier de cobayes.


Prêter l’oreille

Décollées, rondes, avec ou sans lobe, les oreilles aussi peuvent trahir notre identité. «Moins affectées par le vieillissement que le reste du visage, elles ont l’avantage d’être formées dès la naissance et de peu se modifier. Leur taille peut changer, mais leur structure reste la même. Les oreilles sont donc un excellent “outil” biométrique», souligne Mark Nixon, chercheur à l’université de Southampton, au Royaume-Uni. Pour le démontrer, son équipe a utilisé un logiciel qui permet de projeter des rayons
lumineux virtuels sur une photo d’oreille et d’en déduire sa structure tridimensionnelle, même si elle est en partie cachée par des cheveux. En 2010, les chercheurs ont conduit des tests sur 252 photos d’oreilles, pour voir si le logiciel pouvait les apparier
avec autant de photos de visages de profil. Résultat? Dans 99,6% des cas, la machine a associé les oreilles à leur propriétaire.

(Image: Morphological Variations and Biometrics of Ear: An Aid to Personal Identification)

Sous la peau

Le réseau des vaisseaux sanguins, et plus précisément celui des veines, dessine un motif unique et impossible à copier, et son authentification est simple: la paume de la main ou le doigt sont éclairés par des rayons infrarouges, qui sont absorbés par
l’hémoglobine (le pigment rouge du sang). Les veines apparaissent donc en noir sur fond blanc, et leur cartographie est modélisée par un algorithme.

Contrairement aux empreintes digitales, la biométrie du réseau veineux peut se faire sans contact. Au Japon, plus de 80% des distributeurs automatiques de billets sont équipés de cette technologie! De même, certaines voitures ne démarrent qu’après avoir reconnu le doigt du conducteur. Depuis 2009, Sony commercialise même un lecteur miniaturisé qui reconnaît les fines veines du bout du doigt, et peut être intégré à un téléphone cellulaire ou à un ordinateur. L’entreprise nippone Fujitsu, leader dans ce domaine, affirme que le taux de fausses acceptations (personnes reconnues par erreur) est inférieur à 0,00008%.



Quant aux probabilités de fraudes, elles sont négligeables. Même l’idée sordide de couper le doigt de quelqu’un et de s’en servir comme passe a été prise en considération par les fabricants. Les capteurs ne fonctionnent que s’ils détectent plusieurs signes vitaux, comme le pouls ou la saturation en oxygène.

La biométrie des gènes

Au royaume de la biométrie, l’identification par ADN devrait être reine. Impossible à berner et valable de la naissance à la mort, la signature génétique d’un individu est la plus fiable pour identifier un individu!

Mais cette technique présente d’importants défauts: elle coûte cher (600 $ à 1 500 $ par test), nécessite des analyses qui prennent plusieurs heures ainsi qu’un prélèvement de cellules (sang, salive, peau). Pour l’instant, elle est donc réservée à l’identification à partir de prélèvements effectués sur des scènes de crime. C’est notamment grâce au prélèvement «préventif» de l’ADN d’une sœur d’Oussama Ben
Laden que le corps du chef d’Al-Qaïda a pu être identifié, le 2 mai 2011. Il a suffi de comparer l’ADN du cadavre à celui de sa sœur pour confirmer le lien.

Cette technique est utilisée pour vérifier la parenté des réfugiés et des demandeurs d’asile, ou dans le cadre du regroupement familial.

Dans tous les sens

Voix douce ou aiguë, parfum fleuri ou musqué... on reconnaît nos proches sans les voir, au nez ou à l’oreille! Des pistes également explorées par la biométrie. La reconnaissance vocale, cependant, est loin d’être fiable. Comme toutes les caractéristiques comportementales, la voix peut être modifiée volontairement, se transformer avec l’âge ou à la suite d’une maladie. Elle reste intéressante comme première approche de reconnaissance, notamment par téléphone.

Quant à l’odeur, les chiens le savent bien : chaque humain en a une qui lui est propre. Cette odeur est constituée de plusieurs substances chimiques volatiles, dont la combinaison est unique. Ces composés peuvent être capturés et analysés par des «nez électroniques». Encore au stade expérimental, cette technique a l’avantage
de pouvoir être utilisée à distance.



Encadrés tirés de l'article: La révolution biométrique.

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