FR3018131A1

FR3018131A1 - METHODS AND DEVICES FOR IDENTIFYING AND RECOGNIZING OBJECTS

Info

Publication number: FR3018131A1
Application number: FR1451698A
Authority: FR
Inventors: Jean Pierre Massicot; Alain Foucou; Zbigniew Sagan
Original assignee: Advanced Track and Trace SA
Current assignee: Advanced Track and Trace SA
Priority date: 2014-03-03
Filing date: 2014-03-03
Publication date: 2015-09-04
Anticipated expiration: 2034-03-03
Also published as: WO2015132191A1; EP3114609A1; FR3018131B1

Abstract

Le procédé d'identification d'un objet comporte : - une étape de formation d'une nanostructure sur ledit objet par une source laser, - une étape de capture d'une image d'au moins une partie de ladite nanostructure, - une étape de traitement de ladite image pour extraire des points singuliers de ladite nanostructure et - une étape de mémorisation d'une information représentative de la position desdits points singuliers. Dans des modes de réalisation : - au cours de l'étape de traitement de ladite image, on met en œuvre un logiciel d'extraction de points singuliers d'empreintes digitales, - les points singuliers comportent des minuties et/ou - au cours de l'étape de formation d'une nanostructure, on met en œuvre un laser dont les impulsions ont une durée entre un dixième et dix picosecondes.The method of identifying an object comprises: a step of forming a nanostructure on said object by a laser source; a step of capturing an image of at least a part of said nanostructure; a step processing said image to extract singular points of said nanostructure and - a step of storing information representative of the position of said singular points. In embodiments: during the step of processing said image, a software for extracting singular points of fingerprints is used; the singular points comprise minutiae and / or the step of forming a nanostructure is implemented a laser whose pulses have a duration between one tenth and ten picoseconds.

Description

DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention concerne des procédés et des dispositifs d'identification et de reconnaissance d'objets. Elle s'applique, notamment, aux documents de sécurité et aux cartes d'identification ou bancaires.TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to methods and devices for identifying and recognizing objects. It applies, in particular, to security documents and identification or bank cards.

ETAT DE LA TECHNIQUE On connaît de nombreuses manières de protéger un contenu, ou message porté sur un support. Par exemple, un codage ou un chiffrement est appliqué aux données constituant ce message. Cependant, la simple connaissance de la clé de 10 décodage ou de déchiffrement permet d'accéder au message. Or ces clés doivent être stockées sur des supports, par exemple papiers, plastiques ou électroniques ou sur des serveurs. Que ces clés soient portées par l'utilisateur ou stockés sur un système informatique, un tiers malveillant suffisamment outillé peut les atteindre. Ces protections sont donc insuffisantes. 15 OBJET DE L'INVENTION La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients. A cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise un procédé d'identification d'un objet, qui comporte : 20 - une étape de formation d'une nanostructure sur ledit objet par une source laser, - une étape de capture d'une image d'au moins une partie de ladite nanostructure, - une étape de traitement de ladite image pour extraire des points singuliers de ladite nanostructure et - une étape de mémorisation d'une information représentative de la position desdits 25 points singuliers. Grâce à ces dispositions, l'objet peut être reconnu grâce à l'équivalent d'une empreinte digitale, qu'il porte sous la forme d'une nanostructure. Dans des modes de réalisation, au cours de l'étape de traitement de ladite image, on met en oeuvre un logiciel d'extraction de points singuliers d'empreintes 30 digitales. Dans des modes de réalisation, les points singuliers comportent des minuties.STATE OF THE ART There are many ways of protecting a content, or message carried on a medium. For example, an encoding or an encryption is applied to the data constituting this message. However, the simple knowledge of the decoding or decryption key provides access to the message. But these keys must be stored on media, for example paper, plastic or electronic or on servers. Whether these keys are worn by the user or stored on a computer system, a sufficiently equipped malicious third can reach them. These protections are therefore insufficient. OBJECT OF THE INVENTION The present invention aims to remedy all or part of these disadvantages. For this purpose, according to a first aspect, the present invention aims at a method for identifying an object, which comprises: a step of forming a nanostructure on said object by a laser source; a step of capturing an object; an image of at least a portion of said nanostructure, a step of processing said image to extract singular points from said nanostructure and a step of storing information representative of the position of said singular points. Thanks to these provisions, the object can be recognized thanks to the equivalent of a fingerprint, which it carries in the form of a nanostructure. In embodiments, during the step of processing said image, it implements a software for extracting singular points of fingerprints. In embodiments, the singular points have minutiae.

Dans des modes de réalisation, au cours de l'étape de formation d'une nanostructure, on met en oeuvre un laser dont les impulsions ont une durée entre un dixième et dix picosecondes. Dans des modes de réalisation, au cours de l'étape de formation d'une nanostructure, on met en oeuvre un laser dont les impulsions ont une durée entre un dixième et dix femtosecondes. Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un dispositif d'identification d'un objet, qui comporte : - un moyen de formation d'une nanostructure sur ledit objet par une source laser, - un moyen de capture d'une image d'au moins une partie de ladite nanostructure, - un moyen de traitement de ladite image pour extraire des points singuliers de ladite nanostructure et - un moyen de mémorisation d'une information représentative de la position desdits points singuliers.In embodiments, during the step of forming a nanostructure, a laser is used whose pulses have a duration between one tenth and ten picoseconds. In embodiments, during the step of forming a nanostructure, a laser is used whose pulses have a duration between one tenth and ten femtoseconds. According to a second aspect, the present invention relates to an object identification device, which comprises: a means for forming a nanostructure on said object by a laser source; a means for capturing an image of an object; at least a part of said nanostructure, a means for processing said image to extract singular points from said nanostructure and a means for storing information representative of the position of said singular points.

Selon un troisième aspect, la présente invention vise un procédé de reconnaissance d'un objet, qui comporte : - une étape de capture d'une image d'au moins une partie d'une nanostructure formée par laser sur ledit objet, - une étape de traitement de ladite image pour extraire des points singuliers de ladite nanostructure et - une étape de comparaison d'une information représentative de la position desdits points singuliers avec au moins une information similaire conservée en mémoire. Selon un quatrième aspect, la présente invention vise un dispositif de reconnaissance d'un objet, qui comporte : - un moyen de capture d'une image d'au moins une partie d'une nanostructure formée par laser sur ledit objet, - un moyen de traitement de ladite image pour extraire des points singuliers de ladite nanostructure et - un moyen de comparaison d'une information représentative de la position desdits points singuliers avec au moins une information similaire conservée en mémoire. Les avantages, buts et caractéristiques de ce dispositif d'identification, de ce procédé de reconnaissance et de ce dispositif de reconnaissance étant similaires à ceux du procédé d'identification, ils ne sont pas rappelés ici.According to a third aspect, the present invention aims at a method of recognizing an object, which comprises: a step of capturing an image of at least a part of a nanostructure formed by laser on said object, a step processing said image to extract singular points from said nanostructure and - a step of comparing information representative of the position of said singular points with at least one similar information stored in memory. According to a fourth aspect, the present invention aims at an object recognition device, which comprises: a means for capturing an image of at least a part of a laser-formed nanostructure on said object; processing said image to extract singular points of said nanostructure and - a means for comparing information representative of the position of said singular points with at least one similar information stored in memory. The advantages, aims and characteristics of this identification device, this recognition method and this recognition device being similar to those of the identification method, they are not recalled here.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres avantages, buts et caractéristiques particulières de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre faite, dans un but explicatif et nullement limitatif, en regard de dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente, schématiquement, une image d'une première nanostructure, la figure 2 représente un premier ensemble de points singuliers extraits de l'image illustrée en figure 1, - la figure 3 représente, schématiquement, une image d'une deuxième nanostructure, - la figure 4 représente un deuxième ensemble de points singuliers extraits de l'image illustrée en figure 3 et - la figure 5 représente, sous forme d'un logigramme, des étapes d'un mode de réalisation particulier du procédé objet de la présente invention.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES Other advantages, aims and particular characteristics of the present invention will emerge from the description which follows, for an explanatory and in no way limiting purpose, with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 represents, schematically , an image of a first nanostructure, FIG. 2 represents a first set of singular points extracted from the image illustrated in FIG. 1; FIG. 3 represents, schematically, an image of a second nanostructure; FIG. a second set of singular points extracted from the image illustrated in FIG. 3; and FIG. 5 represents, in the form of a logic diagram, steps of a particular embodiment of the method that is the subject of the present invention.

DESCRIPTION D'EXEMPLES DE REALISATION DE L'INVENTION On note, dès à présent, que les figures ne sont pas à l'échelle. On observe, en figure 1, une première nanostructuration 40 réalisée par laser (ripples). Le laser utilisé peut être femtoseconde ou, préférentiellement, picoseconde, c'est-à-dire que l'impulsion lumineuse dure entre un dixième et dix fois cette division de la seconde. Cette nanostructuration présente des éléments caractéristiques 42. On observe, en figure 2, des minuties 46 repérées après extraction de contours de l'image 40, pour former une image 44. Les figures 3 et 4 correspondent aux figures 1 et 2, pour une nanostructuration 50, des éléments caractéristiques 52, des minuties 56 observées sur une image 54. Comme on l'observe en comparant les figures 2 et 4, chaque nanostructuration correspond à un ensemble de minuties différent. Les inventeurs ont découvert qu'en mettant en oeuvre un logiciel de reconnaissance d'empreintes digitales connu, pour traiter des images de nanostructuration, la reconnaissance est effectuée sans difficulté. On note que, bien que les seules minuties soient représentées en figures 2 et 4, la présente invention détermine, de la même manière que sur des empreintes digitales, tous les éléments caractéristiques, ou « points singuliers » des nanostructurations.DESCRIPTION OF EXAMPLES OF EMBODIMENT OF THE INVENTION It is already noted that the figures are not to scale. FIG. 1 shows a first nanostructuring 40 performed by laser (ripples). The laser used may be femtosecond or, preferably, picosecond, that is to say that the light pulse lasts between one tenth and ten times this division of the second. This nanostructuring has characteristic elements 42. In FIG. 2, minutiae 46, which are identified after contour extraction of the image 40, are observed to form an image 44. FIGS. 3 and 4 correspond to FIGS. 1 and 2 for nanostructuring 50, characteristic elements 52, minutia 56 observed on an image 54. As can be seen by comparing FIGS. 2 and 4, each nanostructuration corresponds to a different set of minutiae. The inventors have discovered that by implementing a known fingerprint recognition software, to process nanostructuring images, the recognition is carried out without difficulty. It is noted that, although the only minutiae are represented in FIGS. 2 and 4, the present invention determines, in the same way as on fingerprints, all the characteristic elements, or "singular points" of the nanostructures.

Les inventeurs ont découverts que les points singuliers des nanostructures sont formés suffisamment aléatoirement, c'est-à-dire de manière imprévisible à l'état actuel des connaissances, comme ceux des empreintes digitales, pour qu'il ne soit pas possible de copier ces nanostructures.The inventors have discovered that the singular points of the nanostructures are formed sufficiently randomly, that is to say in an unpredictable way to the current state of knowledge, such as fingerprints, so that it is not possible to copy these nanostructures.

Par exemple, en partant d'une image, que l'on normalise en dimension et en angles, un logiciel de reconnaissance d'empreintes digitales extrait des points singuliers (dont les minuties), eux-mêmes normalisés. On rappelle ici, qu'une empreinte digitale ou dactylogramme est le résultat de l'apposition d'un doigt sur un support après encrage de celui-ci. Le dessin formé sur le support est constitué de dermatoglyphes. Les empreintes digitales sont uniques et caractéristiques de chaque individu. Les logiciels d'identification automatique repèrent de 150 à 200 points caractéristiques dans les empreintes digitales. Comme on l'observe en figures 2 et 4, un même nombre de points caractéristiques est repéré sur les nanostructrations 40 et 50 illustrées en figures 1 et 3. On différencie les motifs entre eux à l'aide de « points singuliers » sur les boucles, arcs ou spires : - points singuliers globaux : noyau ou centre: lieu de convergences des stries, - delta: lieu de divergences des stries, - points singuliers locaux (appelés aussi minuties) : points d'irrégularité se trouvant sur les lignes capillaires (terminaisons, bifurcations, îlots-assimilés à deux terminaisons, lacs). On estime qu'il y a plus de cent points de convergences entre deux empreintes identiques.For example, starting from an image, which is standardized in size and angles, a fingerprint recognition software extracts singular points (including minutiae), themselves standardized. It is recalled here that a fingerprint or fingerprint is the result of the apposition of a finger on a support after inking thereof. The pattern formed on the support consists of dermatoglyphs. Fingerprints are unique and characteristic of each individual. Automatic identification software tracks from 150 to 200 feature points in fingerprints. As can be seen in FIGS. 2 and 4, the same number of characteristic points is identified on the nanostructrations 40 and 50 illustrated in FIGS. 1 and 3. The patterns are differentiated from each other by means of "singular points" on the loops , arcs or turns: - singular global points: nucleus or center: place of convergences of the striations, - delta: place of divergences of the striations, - local singular points (also called minutiae): points of irregularity lying on the capillary lines ( terminations, bifurcations, two-ended islands-assimilated, lakes). It is estimated that there are more than one hundred points of convergence between two identical fingerprints.

La probabilité que deux personnes aient la même empreinte digitale est de 1 sur 1014, ce qui est très faible à l'échelle de la population humaine. Ainsi, à chaque objet doté d'une nanostructuration correspond une seule empreinte, qui peut être reconnue par ses points singuliers, avec des logiciels standards de reconnaissance d'empreintes digitales.The probability that two people have the same fingerprint is 1 in 1014, which is very low in the human population. Thus, each object having a nanostructuration corresponds to a single footprint, which can be recognized by its singular points, with standard fingerprint recognition software.

Seule la capture d'image, effectuée à une échelle différente, est différente de la reconnaissance d'empreintes digitales. Dans le mode de réalisation du procédé objet de la présente invention illustré en figure 5, au cours d'une étape 60, une nanostructure est formée sur un objet en mettant en oeuvre un laser picoseconde ou femtoseconde.Only image capture, performed on a different scale, is different from fingerprint recognition. In the embodiment of the method that is the subject of the present invention illustrated in FIG. 5, during a step 60, a nanostructure is formed on an object by using a picosecond or femtosecond laser.

Au cours d'une étape 62, on capte une image de la nanostructure pour avoir au moins une cinquantaine de lignes sensiblement parallèles, sur une largeur du même ordre de grandeur. Au cours d'une étape 64, on détecte les points singuliers, notamment les 5 minuties, de la nanostructure, avec un logiciel standard de reconnaissance d'empreintes digitales. Au cours d'une étape 66, on repère les positions respectives de points singuliers et, au cours d'une étape 68, on mémorise ces positions respectives. Ces données mémorisées permettent, lorsqu'un objet portant une 10 nanostructure est observé, de déterminé : - de quel objet il s'agit, par reconnaissance de son ensemble de points singuliers et - s'il s'agit d'un objet original, au cas où son empreinte est reconnue. Le dispositif d'identification d'un objet mettant en oeuvre le procédé illustré en 15 figure 5 comporte : - un moyen de formation d'une nanostructure sur ledit objet par une source laser, - un moyen de capture d'une image d'au moins une partie de ladite nanostructure, 20 - un moyen de traitement de ladite image pour extraire des points singuliers de ladite nanostructure et - un moyen de mémorisation d'une information représentative de la position desdits points singuliers. Ces moyens ne sont pas décrits ici car ils ressortent de la description de la 25 figure 5. Le procédé de reconnaissance d'un objet, objet de la présente invention, comporte : - une étape de capture d'une image d'au moins une partie d'une nanostructure formée par laser sur ledit objet, 30 - une étape de traitement de ladite image pour extraire des points singuliers de ladite nanostructure et - une étape de comparaison d'une information représentative de la position desdits points singuliers avec au moins une information similaire conservée en mémoire.During a step 62, an image of the nanostructure is captured to have at least about fifty substantially parallel lines over a width of the same order of magnitude. During a step 64, the singular points, in particular the 5 minutiae, of the nanostructure are detected with a standard software for fingerprint recognition. During a step 66, the respective positions of singular points are identified and, during a step 68, these respective positions are memorized. These stored data make it possible, when an object carrying a nanostructure is observed, to determine: - what object it is, by recognizing its set of singular points and - if it is an original object, in case his footprint is recognized. The device for identifying an object implementing the method illustrated in FIG. 5 comprises: a means for forming a nanostructure on said object by a laser source; a means for capturing an image of at least a portion of said nanostructure, a means for processing said image to extract singular points from said nanostructure and a means for storing information representative of the position of said singular points. These means are not described here because they emerge from the description of FIG. 5. The method of recognizing an object, object of the present invention, comprises: a step of capturing an image of at least one part of a nanostructure formed by laser on said object, - a step of processing said image to extract singular points from said nanostructure and - a step of comparing information representative of the position of said singular points with at least one similar information kept in memory.

Ces étapes ne sont pas décrites ici car elles ressortent de la description de la figure 5. Le dispositif de reconnaissance d'un objet, objet de la présente invention, comporte : - un moyen de capture d'une image d'au moins une partie d'une nanostructure formée par laser sur ledit objet, - un moyen de traitement de ladite image pour extraire des points singuliers de ladite nanostructure et - un moyen de comparaison d'une information représentative de la position desdits points singuliers avec au moins une information similaire conservée en mémoire. Ces moyens ne sont pas décrits ici car ils ressortent de la description de la figure 5.These steps are not described here because they emerge from the description of FIG. 5. The device for recognizing an object, object of the present invention, comprises: a means of capturing an image of at least a part a nanostructure formed by laser on said object, a means for processing said image to extract singular points from said nanostructure and a means for comparing information representative of the position of said singular points with at least one similar information kept in memory. These means are not described here because they emerge from the description of FIG.

Claims

REVENDICATIONS1. Method for identifying an object, characterized in that it comprises: a step of forming a nanostructure on said object by a laser source; a step of capturing an image of at least a part of said nanostructure, - a processing step of said image for extracting singular points from said nanostructure and - a step of storing information representative of the position of said singular points.

2. Method according to claim 1, wherein, during the step of processing said image, it implements a software for extracting singular points of fingerprints.

3. Method according to one of claims 1 or 2, wherein the singular points comprise minutiae.

4. Method according to one of claims 1 to 3, wherein, during the step of forming a nanostructure is implemented a laser whose pulses have a duration between one tenth and ten picoseconds.

5. Method according to one of claims 1 to 3, wherein, during the step of forming a nanostructure is implemented a laser whose pulses have a duration between one tenth and ten femtoseconds.

6. Device for identifying an object, characterized in that it comprises: a means for forming a nanostructure on said object by a laser source; means for capturing an image of at least one part of said nanostructure, means for processing said image to extract singular points from said nanostructure and means for storing information representative of the position of said singular points.

7. A method of recognizing an object, characterized in that it comprises: a step of capturing an image of at least a part of a nanostructure formed by laser on said object, a processing step of said image for extracting singular points from said nanostructure and - a step of comparing information representative of the position of said singular points with at least one similar information stored in memory.

8. Device for recognizing an object, characterized in that it comprises: a means for capturing an image of at least a part of a nanostructure formed by laser on said object; said image for extracting singular points from said nanostructure and - a means for comparing information representative of the position of said singular points with at least one similar information stored in memory.