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2021 年度 実績報告書

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, 教授 (90332006)

研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2022-03-31
キーワード耳音響認証 / 等誤り率 / 認証精度 / 波面合成 / 音響インパルス応答
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。イヤホンを装着することは、若い世代において違和感なく受け入れられることが予想される一方、イヤホンの装着により外部からの音が遮断されることにより、会話を困難としや外部からの警告音を聞き取りにくいなどの弊害が予想される。本研究では、耳を塞がずに個人認証を行う可能性にういて、挑戦的に大きく2つの検討を行った。検討1超小型波面合成による手法、検討2透過型イヤホンを用いた手法である。各々の検討内容とその結果ついて述べる。
検討1超小型波面合成による手法:音の扱う範囲は広く、人の可聴域として20Hzから20KHzと言われ大きく「低域、中域、高域」に3分され検討される。低域は、100Hz以下、波長は約17m~3m程度である。中域は100Hzから1kHz、波長は約4mから30cmである。これに対して、耳形状は約10cmの耳介から成り立っており、音は反射波以外に物体の後ろに回り込む回折の影響を検討する必要がある。検討1では、低域・中域については取り扱わず、1kHz以上の高域の周波数帯において幾何学的に検討を行った。小型のバランスドアーチュアド型音響デバイスを水平に8個並べたスピーカアレーを作成しダミーヘッド耳元での波面合成を行った。スピーカアレーの位置を水平方向に変化させ、音響インパルス応答の変化について実験的に検討を行い。位置変化に対する音響特性との変化の知見を得た。検討2においては、音響チューブを利用し、外耳道入り口に耳穴をふさがない状態での音響信号の入射と収音を可能とする、音響透過型イヤホン装置を提案し、本装置による耳音響認証精度について被験者を用いて実験的に検討を行った。その結果、認証精度を示す等誤り率(EER)2.53%となり、実用レベルの認証精度を得た。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] Bilateral Ear Acoustic Authentication: A Biometric Authentication System Using Both Ears and a Special Earphone2022

    • 著者名/発表者名
      Yasuhara Masaki、Nambu Isao、Yano Shohei
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 12 ページ: 3167~3167

    • DOI

      10.3390/app12063167

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ディープラーニングによる耳音響認証の起源の可視化2022

    • 著者名/発表者名
      田中 俊祐, 和久井 直樹, 矢野 昌平
    • 学会等名
      第27回高専シンポジウム
  • [学会発表] A Study on the relationship between the geometrical shapes and the biometrical acoustic characteristics of human ear canal2021

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Tanaka, Riki Kimura, Naoki Wakui, Naoki Kodama, Shohei Yano
    • 学会等名
      SmaSys2021,THE 9TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON SMART SYSTEMS ENGINEERING 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Statistical Evaluation of ASMR Activation by Natural Environmental Sounds2021

    • 著者名/発表者名
      Rui Fujitsuka, Shohei Yano
    • 学会等名
      SmaSys2021,THE 9TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON SMART SYSTEMS ENGINEERING 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] A Study on Human Detection by Room Transmission Characteristics2021

    • 著者名/発表者名
      Koki Sakurai, Shohei Yano
    • 学会等名
      SmaSys2021,THE 9TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON SMART SYSTEMS ENGINEERING 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Discriminating between left and right ears using linear and nonlinear dimensionality reduction2021

    • 著者名/発表者名
      Rei Ominato, Naoki Wakui, Shinnosuke Takamichi, Shohei Yano
    • 学会等名
      SmaSys2021,THE 9TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON SMART SYSTEMS ENGINEERING 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] A study of the relationship between the number of images and anomaly detection accuracy2021

    • 著者名/発表者名
      矢野夏海, 山田彰吾
    • 学会等名
      SmaSys2021,THE 9TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON SMART SYSTEMS ENGINEERING 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] A Study on Intelligible Voice Reproduction with CycleGAN-VC22021

    • 著者名/発表者名
      Masashi Yamasaka, Shohei Yano, Naoki Wakui, Shinnosuke Takamichi
    • 学会等名
      SmaSys2021,THE 9TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON SMART SYSTEMS ENGINEERING 2021
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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