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筋電位による個人認証システムの実現への深層学習の適用

研究課題

研究課題/領域番号 17K00186
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 情報セキュリティ
研究機関宮崎大学

研究代表者

山場 久昭  宮崎大学, 工学部, 助教 (60260741)

研究分担者 岡崎 直宣  宮崎大学, 工学部, 教授 (90347047)
油田 健太郎  宮崎大学, 工学部, 准教授 (30433410)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードバイオメトリクス / 深層学習 / 筋電位 / 個人認証 / 携帯端末
研究成果の概要

筋電位を用いた個人認証システムの開発を目指し、予め登録されているジェスチャの波形とシステムに入力された波形を比較し、同一人物による同一のジェスチャであるのか否かを判定する手法の開発を行った。まず、波形の特徴を表す適切な特徴量の選定と、それを精度よく取り出す方法として相互相関に基づく手法を開発した。その上で、サポートベクターマシン、および、Dynamic Data Warping 法を利用した2つの方法を用いて、ジェスチャを利用した個人認証手法の開発を行った。さらに適切な特徴量を明示的に指摘せずとも精度よく判定が行えるよう深層学習を導入し性能の向上を図った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、パスワードに替わる認証情報として、前腕部の動作の組み合わせである「パスジェスチャ」の導入を行なった。これにより、覗き見によるパスワードの漏洩に対抗しうる、バイオメトリクスの一つである筋電位を用いた「安全なユーザ認証」が期待できる。さらにこのアプローチの長所は、単に筋電波形の個人差 (Something you are) だけに依存して認証を行うのではなく、ジェスチャをどの順序で組み合わせてパスワードとするのか (Something you know) を認証に活用することにより、多要素認証の実現の可能性を示すことができた。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] On a user authentication method to realise an authentication system using s-EMG2020

    • 著者名/発表者名
      Yamaba Hisaaki、Usuzaki Shotaro、Takatsuka Kayoko、Aburada Kentaro、Katayama Tetsuro、Park Mirang、Okazaki Naonobu
    • 雑誌名

      International Journal of Grid and Utility Computing

      巻: 11 号: 5 ページ: 725-734

    • DOI

      10.1504/ijguc.2020.110060

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Identification of Manual Alphabets Based Gestures Using s-EMG for Realizing User Authentication2020

    • 著者名/発表者名
      Yamaba, H., Usuzaki, S., Takatsuka, K., Aburada, K., Katayama, T., Park, M., Okazaki, N.
    • 雑誌名

      Lecture Notes on Data Engineering and Communications Technologies

      巻: 47 ページ: 323-333

    • DOI

      10.1007/978-3-030-39746-3_34

    • ISBN
      9783030397456, 9783030397463
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of Yubimoji Based Gestures for Realizing User Authentication Method Using s-EMG2020

    • 著者名/発表者名
      Yamaba, H., Nagatomo, Y., Usuzaki, S., Takatsuka, K., Aburada, K., Katayama, T., Park, M., Okazaki, N.
    • 雑誌名

      Advances in Intelligent Systems and Computing

      巻: 1150 ページ: 834-844

    • DOI

      10.1007/978-3-030-44038-1_76

    • ISBN
      9783030440374, 9783030440381
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 表面筋電位による個人認証のための指文字ベースのジェスチャの検討2019

    • 著者名/発表者名
      藤竜成、猪谷眞平、山場久昭、油田健太郎、岡崎直宣
    • 雑誌名

      宮崎大学工学部紀要

      巻: 49 ページ: 217-222

    • NAID

      120007120528

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Evaluation of manual alphabets based gestures for a user authentication method using s-emg2019

    • 著者名/発表者名
      Yamaba, H., Usuzaki, S., Takatsuka, K., Aburada, K., Katayama, T., Park, M., Okazaki, N.
    • 雑誌名

      Advances in Network-Based Information Systems

      巻: 1036 ページ: 570-580

    • DOI

      10.1007/978-3-030-29029-0_56

    • ISBN
      9783030290283, 9783030290290
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Introduction of Fingerspelling for Realizing a User Authentication Method Using s-EMG2019

    • 著者名/発表者名
      Hisaaki Yamaba, Shimpei Inotani, Shotaro Usuzaki, Kayoko Takatsuka, Kentaro Aburada, Tetsuro Katayama, Mirang Park, Naonobu Okazaki
    • 雑誌名

      Advances in Intelligent Systems and Computing

      巻: 927 ページ: 693-701

    • DOI

      10.1007/978-3-030-15035-8_67

    • ISBN
      9783030150341, 9783030150358
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 表面筋電位を用いた認証システム実現のための個人識別手法の提案2018

    • 著者名/発表者名
      黒木 聡舜, 山場 久昭, 油田 健太郎, 岡崎 直宣
    • 雑誌名

      宮崎大学工学部紀要

      巻: 48 ページ: 227-236

    • NAID

      120007120672

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 画像認識では識別困難な指文字の筋電位による識別の検討2018

    • 著者名/発表者名
      富田 旋 , 黒木 誠, 黒木 聡舜, 山場 久昭, 油田 健太郎, 岡崎 直宣
    • 雑誌名

      宮崎大学工学部紀要

      巻: 48 ページ: 243-247

    • NAID

      120007120670

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 表面筋電位を用いた認証システム実装のための筋電波形の特徴量の選出2018

    • 著者名/発表者名
      平田 木乃美, 横山 美波, 山場 久昭, 油田 健太郎, 岡崎 直宣
    • 雑誌名

      宮崎大学工学部紀要

      巻: 48 ページ: 315-319

    • NAID

      120007120662

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Evaluation of User Identification Methods for Realizing an Authentication System Using s-EMG2018

    • 著者名/発表者名
      Hisaaki Yamaba, Kentaro Aburada, Tetsuro Katayama, Mirang Park, Naonobu Okazaki
    • 雑誌名

      Lecture Notes on Data Engineering and Communications Technologies

      巻: 22 ページ: 733-742

    • DOI

      10.1007/978-3-319-98530-5_64

    • ISBN
      9783319985299, 9783319985305
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On applying support vector machines to a user authentication method using surface electromyogram signals2018

    • 著者名/発表者名
      Hisaaki Yamaba, Tokiyoshi Kurogi, Kentaro Aburada, Shin‐Ichiro Kubota, Tetsuro Katayama, Mirang Park, Naonobu Okazaki
    • 雑誌名

      Artificial Life and Robotics

      巻: 23 号: 1 ページ: 87-93

    • DOI

      10.1007/s10015-017-0404-z

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A study on a user identification method using dynamic time warping to realize an authentication system by s-EMG2018

    • 著者名/発表者名
      Tokiyoshi Kurogi, Hisaaki Yamaba, Kentaro Aburada, Tetsuro Katayama, Mirang Park, Naonobu Okazaki
    • 雑誌名

      Lecture Notes on Data Engineering and Communications Technologies

      巻: 17 ページ: 889-900

    • DOI

      10.1007/978-3-319-75928-9_82

    • ISBN
      9783319759272, 9783319759289
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 画像認識では識別困難な指文字の筋電位による識別の検討2018

    • 著者名/発表者名
      富田 旋, 黒木 誠, 山場 久昭, 油田 健太郎, 岡崎 直宣
    • 雑誌名

      宮崎大学工学部紀要

      巻: 47 ページ: 243-248

    • NAID

      120007120670

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] An attempt at an introduction of deep learning for a user authentication system using s-EMG2021

    • 著者名/発表者名
      Hisaaki Yamaba, Kenya Shiraishi, Shotaro Usuzaki, Kayoko Takatsuka, Kentaro Aburada, Tetsuro Katayama, Mirang Park, Naonobu Okazak
    • 学会等名
      The 25th International SymposiumonArtificial Life andRobotics (AROB25th2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A study on user identification method using cross-correlation and SVM to realize an authentication system by s-EMG2018

    • 著者名/発表者名
      Tokiyoshi Kurogi, Hisaaki Yamaba, Kentaro Aburada, Tetsuro Katayama, Mirang Park, Naonobu Okazaki
    • 学会等名
      The twenty-third international symposium on Artificial Life and Robotics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 表面筋電位による個人認証システム実現のための相互相関係数を用いた個人識別手法の検討2017

    • 著者名/発表者名
      黒木 聡舜, 山場 久昭, 油田 健太郎, 朴 美娘, 岡崎直宣
    • 学会等名
      情報処理学会 STP研究会 第24回研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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