2017 Fiscal Year Research-status Report
非協力的なユーザでも可能な外耳道の音響特性を用いた生体認証
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16K00182
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| Research Institution | Nagaoka National College of Technology |
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Principal Investigator |
矢野 昌平 長岡工業高等専門学校, 電気電子システム工学科, 准教授 (90332006)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
南部 功夫 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (40553235)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 外耳道形状 / 温度補完法 / ペアワイズ法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ユーザ外耳道形状と音響特性との関係についての研究を行った。外耳道形状スキャナを用いて３名のユーザの外耳道形状を３Dデータとして取得する外耳道形状取得実験と外耳道音響特性の取得実験を実施した。これらの取得データの類似度をコサイン類似度およびユーグリッド距離を用いた類似度で評価した。３D形状座標は測定座標基準点を正確に一致させることが困難であるため取得形状データを移動・回転させ類似度を走査する処理を追加した。その結果、音響特性の類似度は、同一ユーザが最も類似し、外耳道形状も同一ユーザの類似度が高くなる傾向を示した。
温度補間法を用いた耳音響認証の精度向上を行った。登録時と認証時との温度変化が時系列データに及ぼす影響を考慮するため温度変化に伴う音速変化を模擬し、学習した識別器による精度向上について検討を行った。その結果、５℃以上の温度変化がある場合識別精度が大きく劣化することが分かった。また温度補完法を用いることの有効性が確認された。
ペアワイズ法を用いた耳音響認証の特徴量評価」を行った。限られたデータ数でEERを算出するための手法を提案し、オープンでのEERの算出値を導出した。結果、クローズドの場合と比べ約３倍程度識別精度が下がることを確認した。しかし、識別器にSVMを使用した場合は特徴量として右耳と左耳のデータを連結することで、識別精度EERが１％以下となった。このことから、耳音響特性はイヤホン着脱などの環境揺らぎが含まれる場合でも１％以下の識別精度を持ち、バイオメトリクスデータとして優秀であることが確認できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
研究協力者である日本電気株式会社の研究者と協働し、当初の計画以上に進展している。また、新しいバイオメトリクス認証手法として新聞、ITニュースや雑誌等で紹介された《日本経済新聞（H28.3.7掲載）、日経産業新聞（H28.3.8掲載）、BBC NEWS Click(9 March 2016掲載)等》。さらに平成２９年５月には、共同研究している日本電気株式会社（ＮＥＣ）より耳音響認証を搭載したヒヤラブルデバイスが発表され注目されている。申請者らは耳音響認証において世界を先導している。
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| Strategy for Future Research Activity |
すでに当初の目的はほぼクリアしている。本研究は、機械学習や人工知能（AI)の技術を用いて個人認証を行っている。これらの技術は急速に発展しており人材育成が最も求められている、また世界的にも人材不足が発生している。我々は、本研究課題を遂行するにあたりユーザの外耳道の音響特性を測定する装置の開発を行った。現在、blackfit DSPを用いた基盤試作を検討しており、名称してマイヒアラブルデバイスを作成する予定である。本デバイスを用いてどのような使い方ができるのかアイデアソンを行い学生の教育・人材育成に取り組むことを検討している。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額は論文投稿費用である。平成２９年度の研究成果をまとめた論文を現在登校中であるが掲載の決定時期が次年度となってしまったため、次年度使用額として計上している。使用計画には変更はなく、論文掲載が決定しているため本経費は速やかに執行される予定である。
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