2015 Fiscal Year Research-status Report
筆記・顔・姿勢情報をを利用したｅテスティングのための逐次動的認証法の開発
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15K12427
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
赤倉 貴子 東京理科大学, 工学部, 教授 (80212398)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ｅテスティング / ｅラーニング / 遠隔教育 / 個人認証 / 筆記認証 / 顔認証 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、ペンタブレットとディスプレィ上部に取り付けられたカメラを使って、ｅテスティング実施の全ての時間において、個人認証を行うことを目的とする。筆記、顔、姿勢の動的情報を取得し、問題を読み考えているときは顔認証、解答を書いているときは筆記認証を行うことを基本として、ｅテスティングにおける高精度な個人認証法の開発を目指す。
平成27年度は、筆記認証と比較して精度が低かった顔認証法の改良を目指した。登録顔画像と入力顔画像の比較というこれまでに開発してきた顔認証法では、登録顔画像と入力顔画像で髪型や眼鏡などが異なる場合やそのときどきの姿勢などで、認証精度が大きく変わるという問題点があった。これを解消するため、試験受験中の顔画像を、登録顔画像に加算して更新し、その後の入力顔画像と認証することを考えた。ｅラーニングにおいては画面を注視することが多いことに照らし、まずはｅラーニングシステムでの顔認証を実験的に試みた。いくつかの方法を試したが、(1)登録顔画像に時間tの顔画像、時間t+⊿の顔画像と逐次加算していく方法、(2)ディスプレイ上にイベントを発生させた（ディスプレィに「わかりましたか」などの文字を表示して、「わかったらボタンを押してください」などのメッセージを表示し、ディスプレィに顔を向けさせる）ときの顔画像は正面画像となるため、その画像を登録画像に加算して更新していく方法、などを実施した。いくつかの実験の結果、単純更新よりもイベント発生時更新の方が精度がよく、また、加算方法については、入力された顔特徴ベクトルに重みをつけて加算する方法がよいことがわかった。
研究成果としては、本年度、本課題に関わり、国内プロシーティングス発表３回、国内学会発表２回行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
筆記認証に比べて精度が低かった顔認証を改良するために、登録顔画像と経時的に推移する入力顔画像を比較する、という方法の見直しを図った。それで、登録顔画像との比較は受験の最初の方の時間帯での比較にのみ使い、初期時間に一定の精度が見られた場合は、逐次そのときの受験顔画像で登録顔画像を更新するという方法を試した。更新方法はいくつかの方法を試したが、イベント時更新法かつ顔特徴ベクトルに重み付けをして加算する方法は良い結果が得られた。研究はおおむね順調に進展していると言える。
平成27年度は、顔認証については、大いに成果が上がったが、筆記認証については、従来法を改良するに至らなかったので、当初の計画以上に進捗したとまでは言えないので、平成28年度は筆記認証についてもより精度を高める必要があると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
顔認証の精度はさらに上げるべく、特に顔特徴ベクトルの重み付けの方法について分析を続ける。また、筆記認証法の改善に取り組む。そして本研究の目的である筆記認証と顔認証を組み合わせたｅテスティングにおける個人認証法の確立を目指す。
筆記、顔を組合せた認証モデルとした場合、顔認証を行う期間（時間；問題の読み考え時間）は、認証の誤りの可能性が高い。そこで、ある科目である姿勢がとられているときは、顔認証ができなくても、本人でないという判定を出さずに、そのまま監視を続けるという方法論を考える。そして、テスト時間全体に対する解答行動を評価するための時系列の参照データ（問題の特性、問題と問題の間隔時間など）を設定し、それに対する照合モデルを開発する。１つのテストを全体として見たとき、解答がどのように行われているか、問題と問題の間がどのような間隔になっているか、ある問題から次の問題に移るときの文字入力のパターンにどのような特徴が見られるか、問題を読んでいるときには、どのような顔変化があるか、など解答行動を構造化するモデルを開発する。次に、個人を特定して、解答行動パターンから、平常と異なる解答行動がなされた場合を検出する閾値を検討する。
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| Causes of Carryover |
本来３月の国際学会での発表を見込んでいたが、５月の国際学会での発表にかえたため、国際学会旅費として計上していた予算を次年度の国際学会旅費にあてることにしたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度は、当初からの助成金500,000円に222,291円を加えて722,291円の使用を計画している。当初から計画していた国際学会発表の他に本年度末に発表予定であった国際学会の分も加えて２度の国際学会発表を計画し、旅費として国内学会も含めて384,000円を計上している。また、物品費としては、238,291円、その他ソフトウエア保守契約の100,000円の使用を予定している。
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