2018 Fiscal Year Research-status Report
Ear Authentication System Using Smartphone
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18K19791
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| Research Institution | Kansai University |
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Principal Investigator |
梶川 嘉延 関西大学, システム理工学部, 教授 (30268312)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | バイオメトリクス認証 / 耳認証 / 耳介伝達関数 / スマートホン / 機械学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生体認証手法の一つとして本研究では耳介や外耳道の音響伝達関数を用いた認証システムの実現可能性について検討している。先行研究では、イヤホン、ヘッドホン、携帯電話を通じて測定した耳介伝達関数（PRTF：Pinna Related Transfer Function）による個人認証の可能性について簡単な実験検証が行われ、イヤホンおよびヘッドホンにおいては個人認証が可能であることが示唆されている。しかし、認証毎にヘッドホンやイヤホンを装着する必要がある認証システムはかなり特殊な環境および状況でのみの利用となり、利便性が著しく損なわれると考えられる。一方で携帯電話やスマートホンを利用できれば、気軽に個人認証が可能である。例えば、呼び出し音が鳴った際に、スマートホンを耳に当てるだけで、その時の呼び出し音の反射音で個人認証ができれば、特別な操作なしに個人認証した上で会話を楽しむことができる。そこで本研究では、スマートホンを利用して個人の耳介形状の違いに伴うPRTFの差異から個人認証を行うシステムについて、その可能性とシステム構築を目指す。 スマートホンを利用した場合には耳介に対するスマートホンの相対位置は毎回変化することから、それに伴いPRTFも変化する。このことがイヤホンやヘッドホンを利用した個人認証に対するスマートホンを利用した個人認証が困難な理由である。このことから、耳介に対して異なる方向からPRTF を測定し、それらを有機的に結合・統合して認証に用いることで個人認証の可能性が高まると考えられる。 それを確認するための実験を行ったところ、スマートホンの耳介に対する相対位置がある程度一定であるならば高い認証率を実現できることを実証した。また、取得したデータに対する前処理手法についてもさまざまな方法について検討した結果、サブバンド化による前処理を施すことで高い認証率を実現できることも実証した。
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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
本年度はスマートホンの耳介に対する相対位置を様々に変更させて耳介伝達関数の測定を行った。耳に関しても様々なモデルを用意することで多数のデータを作成することに成功した。また、それらのデータに対してさまざまな前処理手法を適用し、もっとも認証率が高くなる手法についても検討し、明らかにした。さらに、スマートホンの相対位置がある程度固定される状況では高い認証率を実現できることも実証した。以上の検討は研究計画に沿って順調に研究が進められたことを意味する。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究によりスマートホンの耳介に対する相対位置がある程度定まれば高い認証率を実現できることを実証できた。したがって、いかに相対的位置に基づいて認証するのかが重要となる。そこで今後はスマートホンに搭載されているさまざまなセンサ（ジャイロ、加速度センサ、距離センサ、カメラなど）の情報に基づいて現在のスマートホンの相対位置情報を掴むことで、それらの情報に基づき識別器を選択したり、それらの情報も含めて機械学習を行うなど、より現実に即した認証方法及びアルゴリズムについて検討を行う。
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| Causes of Carryover |
購入を予定していた計測装置の価格が低下したこと、また、耳介の音響特性の測定において人件費が発生する予定だったが、まずは人工物で検討することを優先したため、次年度の使用額が生じることになった。次年度の使用計画としては、耳介の音響特性の測定における人件費、計測用測定機器の購入費、ならびに成果発表のための旅費などを考えている。
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