Reconnaissance de gestes et communication intra-corps sécurisée

Secured Intrabody Communication

• Auteur / Autrice : Romain Huet
• Direction : Radu Ranta, Valérie Louis-Dorr
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique, Traitement du signal et des images, Génie informatique
• Date : Soutenance le 26/01/2021
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale IAEM Lorraine - Informatique, Automatique, Électronique - Électrotechnique, Mathématiques de Lorraine (1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de recherche en automatique (Nancy)
• Jury : Président / Présidente : Norbert Noury
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Radu Ranta, Valérie Louis-Dorr, Amine Naït-Ali, Michel Paindavoine, Philippe Levionnais, Bertrand Massot
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Amine Naït-Ali, Michel Paindavoine

Mots clés

Mots clés contrôlés

Apprentissage automatique

Traitement du signal

Identification biométrique

Données -- Transmission

Mouvements

Corps humain

Mots clés libres

Communication Intra-Corps

Identification

Authentification

Apprentissage automatique

IntraBody Communication

Authentication

Identification

Automatic learning

Résumé

L’objectif de cette thèse est d’évaluer la faisabilité et les performances de la reconnaissance d’un individu dont le corps en mouvement est vu comme un relais de transmission de données numériques dans une bande fréquentielle imposée (NFC). L’hypothèse de base est que le corps et ses mouvements modulent et/ou filtrent le signal de manière spécifique et qu’il est donc possible d’extraire une signature qui pourrait être utilisée pour la biométrie, par exemple dans le but de sécuriser les transactions bancaires. Trois axes de recherche ont été développés : - la première partie est méthodologique et technologique : il s’agit de présenter les étapes de conception et de validation d’un prototype de réception NFC configurable couplé à un téléphone mobile. - la seconde partie concerne l’analyse du signal reçu lors d’une phase de mouvement du porteur du dispositif développé précédemment, plus précisément lors de la phase d’approche de la main de l’utilisateur de l’antenne NFC émettrice. Est-ce que la gestuelle est spécifique de l’individu et est-ce qu’il est possible d’extraire une signature individuelle du signal reçu lors du geste d’approche ? - la troisième partie a pour objectif de répondre à la question suivante : est-ce que le corps humain utilisé en tant que relais de transmission possède des caractéristiques de propagation électrophysiologique qui lui sont intrinsèques, et est-ce que ces caractéristiques sont discriminantes pour chaque individu ? Il s’agit dans ce cadre d’estimer les paramètres d’un modèle du corps à partir de réponses du domaine temporel et fréquentiel. Ces estimations sont réalisées sous contrainte de la bande passante de l’émetteur NFC et selon plusieurs configurations spatiales du trio émetteur, corps humain, récepteur. Méthodologiquement, ce travail fait appel à des techniques de mesure de mouvement en 3D (caméras infrarouges) et à des outils d’extraction de caractéristiques et de classification (ondelettes / réseaux de neurones).

This thesis presents the development of a new biometrics approach based on IntraBody Communication (IBC). The human body is seen as a transmission medium for the electric signals. Is that transmission medium discriminant enough in order to use it as a biometric identifier? The hypothesis is that the body and its mouvments can modulate a signal in a specific way and it can contribute to creating an individual signature. For instance, it could be used to secure transfers like payments. Three main components have been studied. The first one is a bibliographic analysis. In studying what already exists in diffrent fields, the idea here is to create a prototype that can measure the signals modified by the human body. This prototype is the key to success, because all the results depend on the quality of that receiver. The next component is to study the received signal measured by the prototype we created during the approach phase of the hand toward the emitter. IntraBody Communication is seen as a behavioural biometrics in this part. The signature is based on the hand motion. The last part is more about the physiological properties of the human body. Is it possible to find specific characteristics, in the signal measured by the prototpye, in order to identify or authenticate someone? The human body is studied as a static system and we attempt to characterize it with some classical methods.