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2019 年度 実施状況報告書

ネットワーク社会のトラストを確保するノンコンタクト耳音響認証への挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 19K22851
研究機関長岡工業高等専門学校

研究代表者

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)

研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2022-03-31
キーワードバイオメトリクス / 耳音響認証 / 波面合成 / アレースピーカ / アレーマイクロホン
研究実績の概要

申請者らはイヤホンから音を送出し、耳からの反響音で常時認証を行う耳音響認証を考案した。耳音響認証ではイヤホンを装着する必要がある。イヤホンと耳とが接触しないノンコンタクトで行うことができれば、スマートホンを耳にかざすだけで個人を認証することが可能となる。これは画期的で高い汎用性をもち、社会的イノベーションを引き起こすと考えられる。バイオメトリクス認証において最も大きな問題は、登録時と認証時との測定環境変化によって引き起こされるバイオメトリクスデータの変化である。この変化は「観測揺らぎ」と呼ばれ、認証精度の劣化や誤認証の原因となる。ノンコンタクト耳音響認証においては、認証のための装置が耳に固定されないため、耳と認証デバイスとの位置変動が観測揺らぎとなる。しかし、スピーカから送出された音波は、様々な方向から耳介や外耳道に放射されることで、複雑に反射・回折・干渉する。そのため、位置変動と音響特性との関係は、複雑な関数となり数式化することは困難であるという問題点がある。そこで、送出方法および収音方法からこの問題点にアプローチする。
2019年度は、送出方法に焦点を当て、バランス型アマチュア(BRA)小型スピーカをアレイ上に配置し超小型波面合成(Wave Field Synthesis:WFS)を耳近傍において行うこと実施した。直線的に8個のBRAを並べた送出装置を作成し、WFSの実現を実験的に検証を行った。実験結果は2019年度電子情報通信学会信越支部大会にて「WFSを用いたノンコンタクト耳認証の実現」として研究報告を行った。2020年度については、2次元方向に拡大し実験を行う計画である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

現在までの進捗状況としては、遅れているとの判断を行った。理由として、新型コロナウイルスの影響にて3月から現在までの期間において、研究室での実験等については活動を大きく低下している。これは、学生の安全を確保つつ研究を実施する上で最も優先される事項である。遠隔での研究活動は継続し実行されているため、評価としては遅れているとした。7月以降は、コロナ禍での安全を考慮しつつ研究・実験活動を通常と等しくなるように戻していく予定である。
学術研究においては、当初予測していないことが起こることがあるため、初年度の研究遂行は、計画よりも遅れがちになることが想定される。このことを考慮しても、本研究課題の進捗状況については遅れているとの判断を行った理由として、実際に電子部品の選定から始まりWFSを再現するためのBRAを選定するのに多くの時間を有したことが挙げられる。

今後の研究の推進方策

本研究課題の今後の推進方策について、2019年度において、WFSを再現するためのBRAを選定するのに多くの時間を有したが、おおむねそれらの電子部品の選定については終了している。2020年度以降については、選定したBRAをもちいてWFS装置を作成し、送出実験を実施する。2019年度では位1次元方向のみであったが、2020年度は2次元方向に拡張する。また、2021年度には収音についての検討を実施する予定である。
2020年に発生し継続しているコロナ禍の影響に対して、我々はテレワークが取り上げられる前より、研究環境についてテレワーク可能環境の構築を行ってきた。具体的には遠隔においても研究開発環境を有したPCへのアクセスが可能となっている。しかしながら実際の運用においては、多くの問題が発生した。主に、研究実施者となる研究室学生の自宅での環境によるものである。研究の実施にあたり、遠隔での研究可能なテレワーク用PC、およびテレワークのための電子機器を購入し、環境の整備をおこなった。今後も引き続き、研究推進のための開発環境の整備を行うとともに、研究遂行を行う予定である。

次年度使用額が生じた理由

19920円での次年度使用額が発生した。これは、3月以降コロナ禍の影響により、当初計画していた物品の購入や旅費が執行がむつかしくなったためです。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2020 2019

すべて 学会発表 (8件) 学会・シンポジウム開催 (2件)

  • [学会発表] WFSを用いたノンコンタクト耳認証の実現2019

    • 著者名/発表者名
      若林永遠, 矢野昌平, 和久井直樹(長岡高専), 荒川隆行, 越仲隆文(NEC).
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
  • [学会発表] イヤホンの周波数特性と耳穴音響特徴量との関係2019

    • 著者名/発表者名
      茨木康佑(長岡高専), 荒川隆行, 越仲孝文(NEC), 和久井直樹, 矢野昌平
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
  • [学会発表] ドップラーセンサ・室内音響伝達特性による人体検知に関する検討2019

    • 著者名/発表者名
      櫻井康貴, 和久井直樹, 矢野昌平(長岡高専)
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
  • [学会発表] 楽音を用いた耳音響認証の検証2019

    • 著者名/発表者名
      高橋勇希(長岡高専), 増田拓人(長岡技科大), 荒川隆行, 越仲孝文(NEC), 和久井直樹, 矢野昌平(長岡高専)
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
  • [学会発表] 音響類似度を用いた個人性比較に関する検討2019

    • 著者名/発表者名
      大港澪, 和久井 直樹(長岡高専), 荒川 隆行, 越仲孝文, 矢野昌平(長岡高専)
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
  • [学会発表] Between-class特徴を用いた耳音響認証精度向上に関する一検討2019

    • 著者名/発表者名
      安原雅貴(長岡高専), 荒川隆行, 越仲孝文(NEC), 和久井直樹, 矢野昌平(長岡高専)
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
  • [学会発表] 耳音響認証における環境音混入時の性能評価2019

    • 著者名/発表者名
      結城遼(長岡高専), 荒川隆行, 越仲孝文(NEC), 和久井直樹, 矢野昌平(長岡高専) 1
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
  • [学会発表] Consideration Regarding Accuracy of Ear Acoustic Authentication by Atmospheric Variation2019

    • 著者名/発表者名
      Pham The Thao,Shouhei Yano, Naoki Wakui, Takayuki Arakawa, Takafumi Koshinaka.
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会 IEEE session
  • [学会・シンポジウム開催] Audio Engineering Society2020

  • [学会・シンポジウム開催] International Joint Conferences on Artificial Intelligence2019

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公開日: 2021-01-27  

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