KR20070085857A - Method and apparatus for electro-biometric identity recognition - Google Patents

Method and apparatus for electro-biometric identity recognition Download PDF

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Abstract

A method and apparatus for electro-biometric identity recognition or verification that produces and stores a first biometric signature that identifies a specific individual by forming the difference between a representation of the heartbeat pattern of the specific individual and a stored representation of common features of the heartbeat patterns of a plurality of individuals; after the producing step, the method and apparatus obtains a representation of the heartbeat pattern of a selected individual and produces a second biometric signature by forming the difference between the heartbeat pattern of the selected individual and the stored representation of common features of the heartbeat patterns of the plurality of individuals; it then compares the second biometric signature with the first biometric signature to determine whether the selected individual is the specific individual. The apparatus and method may be employed as a stand-alone unit or as part of another device pursuant to the many applications described herein.

Description

전기-생체 신원 인식 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ELECTRO-BIOMETRIC IDENTITY RECOGNITION}METHOD AND APPARATUS FOR ELECTRO-BIOMETRIC IDENTITY RECOGNITION}

관련 출원의 상호 참조Cross Reference of Related Application

본 출원은 2004년 11월 8일자로 출원된 PCT 출원 제PCT/IB04/03899호를 우선권 주장하며, 이 PCT 출원은 2003년 7월 24일자로 출원된 PCT 출원 제PCT/US2003/23016호(이는 2002년 7월 29일자로 출원된 미국 가특허 출원 제60/398,832호를 우선권 주장함)의 일부 계속 출원이고, 이들은 본 발명에 인용함으로써 그 전체 내용이 본 명세서에 포함된다.This application claims priority to PCT Application No. PCT / IB04 / 03899, filed November 8, 2004, which PCT Application No. PCT / US2003 / 23016, filed July 24, 2003, And US Patent Application No. 60 / 398,832, filed Jul. 29, 2002, which is a priority, and are incorporated herein by reference in their entirety.

신원 인식은, 자동 뱅킹(automatic banking) 서비스, 전자 상거래(e-commerce), e-뱅킹(e-banking), e-투자(e-investing), e-데이터 보호, 자원에의 원격 액세스, 전자 거래(e-transaction), 작업 보안(work security), 도난 방지 장치, 범죄 식별(criminologic identification), 보안 출입 및 작업장에서의 출입 등록(entry registration)을 비롯한 삶의 수많은 측면에서 중요한 역할을 한다.Identity Recognition includes, but is not limited to, automatic banking services, e-commerce, e-banking, e-investing, e-investing, e-data protection, remote access to resources, electronic It plays an important role in many aspects of life, including e-transaction, work security, anti-theft devices, criminal identification, security access and entry registration in the workplace.

종종, 컴퓨터화된 시스템은 사용자 인식을 위해 패스워드 및 개인 식별 번호(PIN)을 사용한다. 그렇지만, 보안을 유지하기 위해, 패스워드는 정기적으로 변경되어야만 하며, 이는 사용자에게 상당한 부담을 준다. 이와 유사하게, 서명 검증 방법도, 위조(forgery) 및 허위 등록(enrollment fraud)을 비롯한, 다른 단점이 있다. 예를 들어, Beatson 등에게 특허된 미국 특허 제5,892,824호를 참조하기 바란다.Often, computerized systems use passwords and personal identification numbers (PINs) for user recognition. However, in order to maintain security, the password must be changed regularly, which places a significant burden on the user. Similarly, signature verification methods also have other drawbacks, including forgery and false fraud. See, for example, US Pat. No. 5,892,824 to Beatson et al.

그 결과, 개체의 생물학적 현상의 측정 - 생체 인식 - 을 사용하는 신원 인식 시스템이 최근에 성장하였다. 단독으로 이용되거나 스마트 카드, 암호화 키 및 디지털 서명 등의 다른 기술과 통합되면, 생체 인식은 경제 및 우리의 일상 생활의 거의 모든 측면에 파고들 것으로 예상된다.As a result, identity recognition systems using measurements of biological phenomena of individuals-biometrics-have recently grown. When used alone or integrated with other technologies such as smart cards, encryption keys and digital signatures, biometrics is expected to penetrate almost every aspect of the economy and our daily lives.

지문 인식, 망막 및 홍채 인식, 얼굴 인식, 및 음성 인식을 비롯한 생체 식별을 위한 몇가지 진보된 기술이 개발되었다. 예를 들어, Shockley 등의 미국 특허 제5,534,855호는 일반적으로 개체에 대한 컴퓨터 액세스를 허가하기 위해 지문 등의 생체 인식 데이터를 사용하는 것을 기술하고 있다. Schheidt 등의 미국 특허 제6,490,680호는 생체 인식 데이터를 사용하는 신원 인증(identity authentication)을 기술하고 있다. Dulude 등의 미국 특허 제6,310,966호는 생체 인증 인증서(biometric authentication certificate)의 일부로서 지문, 손 모양(hand geometry), 홍채 및 망막 스캔, 및 음성 패턴의 사용을 기술하고 있다. Murakami 등의 미국 특허 제6,483,929호는 일반적으로 생체 인증을 위해 적외선 방사를 비롯한 "생리학적 및 조직학적 마커(physiological and histological markers)"를 기술하고 있다. 그렇지만, 이들 유형의 기술은 복잡하고 불편한 획득 방식, 환경적 파라미터(조명 조건 및 배경 노이즈 등)에 대한 민감성, 및 높은 가격으로 인해 단지 제한된 시장에만 파고들었다. 게다가, 복잡한 획득 절차로 인해, 상기한 기술들은 보통 조작자 개입을 필요로 한다.Several advanced technologies have been developed for biometric identification, including fingerprint recognition, retina and iris recognition, face recognition, and voice recognition. For example, US Pat. No. 5,534,855 to Shockley et al. Generally describes the use of biometric data, such as fingerprints, to grant computer access to an individual. US Pat. No. 6,490,680 to Schheidt et al. Describes identity authentication using biometric data. US Patent No. 6,310,966 to Dulude et al. Describes the use of fingerprints, hand geometry, iris and retinal scans, and voice patterns as part of a biometric authentication certificate. US Pat. No. 6,483,929 to Murakami et al. Generally describes "physiological and histological markers" including infrared radiation for biometric authentication. However, these types of technologies have only penetrated into a limited market due to complex and inconvenient acquisition methods, sensitivity to environmental parameters (such as lighting conditions and background noise), and high prices. In addition, due to the complex acquisition procedure, the above techniques usually require operator intervention.

지문 인식은 이 그룹 중 확립되고 가장 성숙된 기술이다. 그렇지만, 지문 인식은 몇가지 단점을 갖는다. 즉, 지문 인식 시스템은 지문 소유자의 물리적 존재를 검증할 수 없으며, 따라서 속기 쉽고 온라인 응용에 대한 그의 적합성을 제한하며, 광학적 센서가 고가이고 부서지기 쉬운 장치이어서 일반적으로 소비자 시장에 부적합하며, 이 시스템은 범죄학에 관계된 부정적인 어감을 가지고 있다.Fingerprint recognition is the established and most mature technology of this group. However, fingerprint recognition has some disadvantages. That is, the fingerprint recognition system cannot verify the physical presence of the fingerprint owner, and thus is foolish and limits its suitability for online applications, and because optical sensors are expensive and brittle devices, they are generally unsuitable for the consumer market. Has a negative sense related to criminology.

망막 스캔 기술은 고성능을 특징으로 한다. 그렇지만, 이 기술은 고정밀도 광학 센서를 필요로 하며, 사용하기 불편한데, 그 이유는 이들이 머리 자세의 조정을 필요로 하며 아주 예민한 기관, 즉 사람의 눈에 대해 동작하기 때문이다. 이 광학 센서도 또한 고가이고 부서지기 쉽다.Retinal scan technology features high performance. However, this technology requires high precision optical sensors and is inconvenient to use because they require adjustment of the head posture and operate on a very sensitive organ, the human eye. This optical sensor is also expensive and brittle.

홍채 및 얼굴 인식 시스템은 사용이 편리한 기술인데, 그 이유는 이 시스템이 멀리 떨어져서 이미지를 기록하고 귀찮지 않기 때문이다. 그렇지만, 이 시스템은 디지털 사진 장비를 필요로 하고 조명 조건, 동공 크기 변동 및 얼굴 표정에 민감하다. 게다가, 홍채 인식 성능은 어두운 안경 및 콘택트 렌즈의 사용에 의해 열화되고, 얼굴 인식은 분장에 의해 속임을 당할 수 있다.The iris and face recognition system is an easy-to-use technology because the system is far away from recording images and not bothersome. However, the system requires digital photography equipment and is sensitive to lighting conditions, pupil size variations and facial expressions. In addition, iris recognition performance is degraded by the use of dark glasses and contact lenses, and face recognition can be tricked by makeup.

음성 인식이 이 그룹 중 가장 사용하기 편리한 기술이지만, 이는 소음이 적은 환경을 필요로 하며, 억양을 비롯한 본질적으로 가변적인 음성 파라미터에 아주 민감하다. 게다가, 기존의 종래 기록 기술이 음성-기반 인식 시스템을 속이는 데 사용될 수 있다.Speech recognition is the most convenient technology in this group, but it requires a low noise environment and is very sensitive to inherently variable speech parameters, including intonation. In addition, existing conventional recording techniques can be used to trick speech-based recognition systems.

따라서, 독립적으로 사용될 수 있거나 기존의 보안 시스템과 통합될 수 있는, 신뢰성있고 안정적이며 (온라인 및 오프라인에서) 속이기 어렵고 저가이며 사 용하기 편리한 신원 인식 기술이 필요하다.Thus, there is a need for identity recognition techniques that can be used independently or integrated with existing security systems, are reliable, stable (online and offline), difficult to cheat, inexpensive and easy to use.

수년에 걸쳐, 많은 서로 다른 목적을 위해 심전도(electrocardiogram, ECG) 측정이 사용되어 왔다. ECG 신호는 심장에 의해 발생되는 전기 신호이며, 보통 피험자의 가슴에 설치되는 종래의 표면 전극을 사용하여 잴 수 있다. ECG 신호는 각각의 심장 박동 동안에 서로 다른 기능적 단계(functional stage)를 나타내고 발생 조직의 전기적 배향에 따라 투영되는 몇개의 성분으로 이루어져 있다.Over the years, electrocardiogram (ECG) measurements have been used for many different purposes. The ECG signal is an electrical signal generated by the heart and can be measured using conventional surface electrodes, usually installed on the subject's chest. The ECG signal consists of several components that represent different functional stages during each heartbeat and are projected according to the electrical orientation of the developing tissue.

개체들은 심장 조직 구조, 심장 배향(heart orientation) 및 전기적 조직 배향(이들 모두는 팔다리로부터 측정되는 전기-심장 신호에 영향을 줌)에서의 통상적인 변동으로 인해 그의 전기-심장 신호에서 서로 다른 피험자-고유의 상세를 나타낸다. 수많은 유형의 시스템이 이들 피험자-고유의 변동을 이용한다.Subjects differ in their electro-heart signal due to typical fluctuations in heart tissue structure, heart orientation and electrical tissue orientation, all of which affect the electro-heart signal measured from the limbs. Inherent details are shown. Many types of systems take advantage of these subject-specific variations.

예를 들어, Blazey 등의 미국 특허 제6,293,904호는 개체의 생리학적 및 인식 상태를 평가 또는 프로파일링하는 데 ECG 신호를 사용하는 것에 대해 기술하고 있다. 식별과 관련하여, "ECG 식별 시스템의 개발(Development of an ECG Identification System)"의 제하의, 제23회 Annual International IEEE Conference on Engineering in Medicine and Biology Society(개최지: 터키, 이스탄불)에서 Kyoso 등의 2001 컨퍼런스 논문은 식별을 위해 환자의 ECG를 이전에 등록된 ECG 특징 파라미터와 비교한다. Wiederhold의 미국 특허 출원 제2003013509호는 직접 또는 원격적으로 획득된 ECG 신호를 사용하여 피험자를 식별하는 것을 제안하며, 개체를 식별하기 위해 특징 추출을 "조사"하고 이러한 방법의 "예비적 분석"을 제공한다.For example, US Pat. No. 6,293,904 to Blazey et al. Describes the use of ECG signals to assess or profile an individual's physiological and cognitive status. In relation to identification , 2001 by Kyoso et al. At the 23rd Annual International IEEE Conference on Engineering in Medicine and Biology Society (host: Istanbul, Turkey) under the " Development of an ECG Identification System ". The conference paper compares the patient's ECG with previously registered ECG feature parameters for identification. US Patent Application No. 2003013509 to Wiederhold proposes to identify subjects using ECG signals obtained directly or remotely, and to "investigate" feature extraction to identify individuals and to perform "preliminary analysis" of such methods. to provide.

그렇지만, ECG 신호는 한 그룹에 공통될 수 있는 특징을 갖는 ECG 성분으로 이루어져 있다. 이들 참조 문헌 중 어느 것도 피험자 식별을 위한 서명을 생성하기 위해 ECG 성분의 공통 특징을 제거하는 시스템이나 방법에 대해 기술하고 있지 않다. 따라서, 개체를 식별하기 위해 이들 속성을 갖는 시스템 및 방법이 여전히 필요하다. However, an ECG signal is composed of ECG components having features that may be common to a group. None of these references describe a system or method for removing common features of ECG components to generate signatures for subject identification. Thus, there is still a need for systems and methods with these properties to identify individuals.

상기한 참조 문헌을 발명의 배경에 포함시킨 것이 이들 문헌이 본 명세서에 기술되는 본 발명과 관련한 종래 기술 또는 유사한 기술임을 인정하는 것이 아니다. 그렇지만, 발명의 배경 섹션에서의 모든 참조 문헌은 본 발명에 인용함으로써 본 명세서에 완전히 기술된 것처럼 포함된다.Inclusion of these references in the background of the invention does not constitute an admission that these documents are prior art or similar techniques relating to the invention described herein. However, all references in the Background section of the invention are incorporated as if fully set forth herein by reference to the present invention.

출원인은 몇가지 태양을 갖는 여러가지 장치 및 방법으로 생체 식별의 상기한 문제점들에 대한 해결책을 제공한다.Applicants provide solutions to the above problems of biometric identification in various devices and methods having several aspects.

제1 태양에서, 출원인은 이하의 방법 및 그의 변형을 사용하여 생체 식별의 상기한 문제점들 각각을 해결하며, 이 방법은, In a first aspect, Applicant solves each of the above mentioned problems of biometric identification using the following method and variations thereof, which method comprises:

특정 개체의 심장 박동 패턴의 표현과 복수의 개체의 심장 박동 패턴의 공통 특징의 저장된 표현 간의 차이를 형성함으로써 상기 특정 개체를 식별해주는 제1 생체 서명(biometric signature)을 생성 및 저장하는 단계,Generating and storing a first biometric signature that identifies the particular individual by forming a difference between the representation of the specific heartbeat pattern of the particular individual and a stored representation of common features of the plurality of individual heartbeat patterns;

상기 생성하는 단계 후에, 선택된 개체의 심장 박동 패턴의 표현을 획득하고 상기 선택된 개체의 심장 박동 패턴과 상기 복수의 개체의 심장 박동 패턴의 공통 특징의 상기 저장된 표현 간의 차이를 형성함으로써 제2 생체 서명을 생성하는 단계, 및After said generating, a second biometric signature is obtained by acquiring a representation of the heartbeat pattern of the selected individual and forming a difference between the stored representation of a common feature of the heartbeat pattern of the selected individual and the plurality of individual heartbeat patterns Generating, and

상기 선택된 개체가 상기 특정 개체인지 여부를 판정하기 위해 상기 제2 생체 서명을 상기 제1 생체 서명과 비교하는 단계를 포함한다.Comparing the second biometric signature with the first biometric signature to determine whether the selected entity is the particular entity.

이 태양에 따른 시스템은 ECG 신호 획득 모듈, ECG 서명 발생기를 포함하는 ECG 신호 처리 모듈, 및 출력 모듈을 포함한다.The system according to this aspect includes an ECG signal acquisition module, an ECG signal processing module including an ECG signature generator, and an output module.

따라서, 이 제1 태양에 따르면, 본 명세서에 개시된 시스템 및 방법은 생체-전기 신호(bio-electric signal)를 고유의 전기-생체 서명(electro-biometric signature)으로 변환한다. 전기-심장 서명의 고유성은 시스템을 속이기 아주 어렵게 만들며, 본 방법의 본질적인 안정성은 로컬은 물론 원격 및 온라인 응용에 이상적이도록 만들어준다. 게다가, 생체-서명-기반 시스템은 높은 인식 성능을 특징으로 하며 개방형 및 폐쇄형 검색 모드 둘다를 지원한다.Thus, according to this first aspect, the systems and methods disclosed herein convert a bio-electric signal into a unique electro-biometric signature. The uniqueness of the electro-heart signature makes the system very difficult to deceive, and the inherent stability of the method makes it ideal for local as well as remote and online applications. In addition, bio-signature-based systems feature high recognition performance and support both open and closed search modes.

제1 태양에 따른 한 양호한 방법에서, 하나 이상의 ECG 성분의 공통 특징의 저장된 표현은 복수의 개체에 대한 이러한 표현을 측정 및 저장하고 이어서 저장된 표현들 전부를 평균함으로써 획득된다. 다른 대안으로서, 이 공통 특징은 주성분 분석(principal component analysis), 퍼지 클러스터링 분석, 웨이블렛 분해(wavelet decomposition), 기타 등등의 기술을 통해 획득될 수 있다.In one preferred method according to the first aspect, a stored representation of a common feature of one or more ECG components is obtained by measuring and storing such representations for a plurality of individuals and then averaging all of the stored representations. As another alternative, this common feature may be obtained through techniques such as principal component analysis, fuzzy clustering analysis, wavelet decomposition, and the like.

이 제1 태양에 따른 전기-심장 방법이 안정적이기 때문에, 이들은 다른 중요한 이점을 갖는다, 즉 이들은 저가의 사용이 편리한 획득 장치로서 구현될 수 있는 쉽고 간단한 획득 기술을 가능하게 해주며 또한 숙련된 조작자를 필요없게 해준다.Since the electro-heart method according to this first aspect is stable, they have other important advantages, that is, they enable an easy and simple acquisition technique that can be implemented as a low cost, easy-to-use acquisition device and also provides a skilled operator It makes it unnecessary.

이들 시스템 및 방법의 변형에 따르면, 피험자의 ECG 성분 중 하나 이상의 공통 특징이, 경험적 모델의 사용 대신에 또는 그에 부가하여, 하나 이상의 ECG 성분의 공통 특징의 분석적 모델을 사용하여 제거될 수 있다. 이와 유사하게, 이 공통 특징은 먼저 저장된 표현들을 서브그룹으로 분류하고, 적어도 하나의 그룹에서의 공통 특징을 식별하며, 서브그룹에 따라 피험자 신호를 분류하고, 서브그룹의 ECG 성분 중 하나 이상의 공통 특징을 피험자 신호로부터 제거함으로써 피험자 서명을 생성하며, 그 서브그룹의 서명에 대한 피험자 서명 상관을 계산함으로써 피험자를 식별하는 것에 의해 제거될 수 있다.According to variations of these systems and methods, the common features of one or more of the subject's ECG components may be removed using an analytical model of the common features of the one or more ECG components instead of or in addition to the use of empirical models. Similarly, this common feature first classifies stored representations into subgroups, identifies common features in at least one group, classifies subject signals according to subgroups, and common features of one or more of the ECG components of the subgroups. Can be removed by generating the subject signature by removing the from the subject signal and identifying the subject by calculating the subject signature correlation for the subgroup's signature.

공통 특징은 일군의 개체로부터의 동기화된 심전도를 평균함으로써 결정되고 피험자의 심전도로부터 차감되어 피험자의 서명을 결정할 수 있다. 그렇지만, 이 방법은 공통 특징이 일군의 개체에 걸쳐 일정한 것으로 가정한다. 실제로, 어떤 공통 특징은 임의의 주어진 개체에서 더 많이 또는 더 적게 존재한다. 따라서, 피험자의 서명을 획득하기 위해 공통 특징을 제거하기 이전에 주어진 피험자의 심전도에 가장 적합하게 되도록 공통 특징을 근사화하는 것이 더 낫다. 이 기술은 피험자의 서명의 보다 정확한 결정을 제공한다.The common feature may be determined by averaging synchronized electrocardiograms from a group of individuals and subtracted from the subject's electrocardiogram to determine the subject's signature. However, this method assumes that common features are constant across a group of individuals. Indeed, some common features exist more or less in any given entity. Therefore, it is better to approximate the common features to best suit the given electrocardiogram before removing the common features to obtain the subject's signature. This technique provides a more accurate determination of the subject's signature.

이 방법에 따르면, 일군의 심전도가 일련의 특성 파형으로 나누어질(분해될) 수 있다. 그룹의 공통 특징을 나타내는 특성 파형은 이어서 피험자의 심전도에 존재하는 공통 특징의 범위를 가장 잘 근사화하도록 가중된다. 이 근사값은 이어서 피험자의 심전도로부터 차감된다. 남는 것이 피험자의 심전도 서명을 포함한다.According to this method, a group of electrocardiograms can be divided (decomposed) into a series of characteristic waveforms. The characteristic waveforms representing the common features of the group are then weighted to best approximate the range of common features present in the subject's ECG. This approximation is then subtracted from the subject's ECG. The remaining includes the subject's ECG signature.

서로 다른 맥박수에서 개체에 의해 생성된 다수의 서명을 저장하는 등에 의해 각각의 피험자에 대해 다수의 템플릿이 또한 유지될 수 있다. 이 실시예에서, 피험자 서명은 이어서 적절한 맥박수에 대한 템플릿 등의 적절한 템플릿과 상관될 수 있다. 따라서, 한 변형에서, 본 명세서에 개시된 시스템 및 방법은 일정 범위의 환경 및 반응에 걸쳐 개체를 식별하기 위해 다수의 서명 템플릿을 사용할 수 있다. 다른 대안으로서, 또는 그에 부가하여, 제1 태양에 따르면, 피험자 신호 및 등록된 신호는 또한 맥박수에 기초하여 정규화될 수 있다.Multiple templates may also be maintained for each subject, such as by storing multiple signatures generated by the subject at different pulse rates. In this embodiment, the subject signature may then be correlated with a suitable template, such as a template for an appropriate pulse rate. Thus, in one variation, the systems and methods disclosed herein may use multiple signature templates to identify individuals over a range of environments and responses. As another alternative, or in addition, according to the first aspect, the subject signal and the registered signal can also be normalized based on the pulse rate.

본 명세서에 기술된 제2 태양에 따르면, 식별 프로세스는 동적 임계치를 설정할 수 있다. 이 동적 임계치는, 신뢰 점수에 의해 결정되는 수준 등의, 식별에 있어서의 원하는 신뢰 수준에 기초할 수 있다.According to a second aspect described herein, the identification process can set a dynamic threshold. This dynamic threshold may be based on the desired confidence level in the identification, such as the level determined by the confidence score.

본 명세서에 개시된 제3 태양에 따르면, 본 명세서에 개시된 시스템 및 방법은 노이즈로 인한 신호 오염을 감소시켜야 하는지 여부를 판정하기 위해 "Q-인자"를 이용할 수 있다. 이와 마찬가지로, 원하는 신뢰 수준으로 피험자를 식별하는 데 필요한 피험자 샘플의 길이를 결정하기 위해 Q-인자 또는 신호 측정의 다른 품질이 사용될 수 있다. 원하는 신뢰 수준을 갖는 샘플이 장래의 비교에 적합할 수 있도록 그 샘플을 등록하는 것도 사용될 수 있다.According to a third aspect disclosed herein, the systems and methods disclosed herein can use a "Q-factor" to determine whether to reduce signal contamination due to noise. Likewise, a Q-factor or other quality of signal measurement can be used to determine the length of a subject sample needed to identify the subject to the desired confidence level. Registering the sample may also be used so that a sample with the desired confidence level may be suitable for future comparison.

"Q-인자" 계산에 대한 대안적인 실시예에서, 본 명세서에 개시된 시스템 및 방법은 노이즈로 인한 피험자 서명 및/또는 등록된 서명에서의 표준 편차를 계산하고 이들 계산으로부터 신호 품질이 식별을 위해 적절한지 여부를 판정할 수 있다.In an alternative embodiment to the "Q-factor" calculation, the systems and methods disclosed herein calculate a standard deviation in a subject signature and / or a registered signature due to noise and from these calculations the signal quality is appropriate for identification. Can be determined.

이와 마찬가지로, 본 명세서에 개시된 시스템 및 방법은 접촉 또는 프로브의 임피던스를 측정함으로써 신호 품질을 결정할 수 있다. 이 태양에 따른 신호 품질 측정치는 또한 피험자에게 센서 또는 프로브와의 그의 접촉 또는 센서 또는 프로브에 대한 그의 위치를 조정하도록 알려주는 데 사용될 수 있다.Likewise, the systems and methods disclosed herein can determine signal quality by measuring the impedance of a contact or probe. Signal quality measurements according to this aspect may also be used to inform the subject to adjust their contact with the sensor or probe or their position relative to the sensor or probe.

제4 태양에 따르면, 피험자 및 데이터베이스 서명은 서명에 대한 불법 액세스 및 사용에 대한 안전 예방조치로서 암호화될 수 있다.According to a fourth aspect, the subject and database signature can be encrypted as a safety precaution against illegal access and use of the signature.

제5 태양에 따르면, 일관된 신호를 산출하는 어떤 신체 부위와 접촉하게 배치된 전극으로 ECG 신호가 획득될 수 있다. 어떤 신체 위치의 경우, 전극 배치의 약간의 변화조차도 수신 신호 형태의 급격한 변화를 야기할 수 있으며, 심지어 다른 신호 성분이 나타나게 하거나 사라지게 할 수 있다. 따라서, 이 태양에 따르면, 본 명세서에 개시된 방법 및 시스템은 그 부위 내에서의 전극 배치의 변화에도 불구하고 안정적인 피험자-고유의 일관된 신호를 생성하는 전극 배치 부위를 사용할 수 있다. 이들 부위는 팔 및 다리를 포함한다(손가락 및 발가락을 포함함). 이들 부위 내에서의 전극 배치의 안정성(robustness)은, 전극이 팔다리(limb extremity)에 가까이 있는 한, 변하지 않는 일정한 전기-심장 신호 투영에 기인한다.According to the fifth aspect, an ECG signal can be obtained with an electrode placed in contact with any body part that produces a consistent signal. For some body positions, even a slight change in electrode placement can cause a drastic change in the shape of the received signal and even cause other signal components to appear or disappear. Thus, according to this aspect, the methods and systems disclosed herein can use an electrode placement site that produces a stable subject-specific consistent signal despite changes in electrode placement within that site. These sites include arms and legs (including fingers and toes). The robustness of electrode placement within these sites is due to the constant electro-heart signal projection that does not change as long as the electrode is close to limb extremity.

이 동일한 제5 태양에 따르면, 초고임피던스 감지 프로브(ultra-high impedance sensing probe)로서 알려져 있는 어떤 감지 프로브도 역시, 손가락 끝 등의 단일의 신체점으로부터의 신호를 비롯한 신호를 획득하는 데 사용될 수 있다. 다른 대안으로서 또는 그에 부가하여, 이들 초고임피던스 프로브는 전기-심장 신호를 원격적으로 감지할 수 있으며, 그에 의해 전극 배치의 어려움을 없애주면서 신호 일관성을 유지한다.According to this same fifth aspect, any sensing probe known as an ultra-high impedance sensing probe can also be used to acquire signals, including signals from a single body point, such as a fingertip. . As another alternative or in addition, these ultra-high impedance probes can remotely detect electro-heart signals, thereby maintaining signal coherence while eliminating the difficulty of electrode placement.

제6 태양에 따르면, 본 명세서에 개시된 시스템 및 방법은 등록 사기(enrollment fraud)로부터 보호하고 데이터베이스 등록자가 그의 신원을 잘못 표현할 수 있는 일을 감소시키는 구성요소들 및 단계들을 포함할 수 있다.According to a sixth aspect, the systems and methods disclosed herein may include components and steps that protect against enrollment fraud and reduce the likelihood that a database registrant may misrepresent his identity.

제7 태양에 따르면, 본 명세서에 개시된 시스템 및 방법은 피험자의 일치 점수를 데이터베이스 등록자의 일치 점수와 비교함으로써 피험자를 식별해줄 수 있다.According to a seventh aspect, the systems and methods disclosed herein can identify a subject by comparing the subject's match score with the database registrant's match score.

제8 태양에 따르면, 본 명세서에 개시된 시스템 및 방법은, 서명을 생성하기 위해 서로 다른 전기-심장 신호 성분에 서로 다른 가중치를 부여하는, 가중 상관 기술(weighted correlation technique)을 사용할 수 있다. 다른 대안으로서 또는 그에 부가하여, 서명은 제곱 평균(root-mean-square) 계산 또는 L1 메트릭을 비롯한 다양한 메트릭을 사용하여 정규화될 수 있다.According to an eighth aspect, the systems and methods disclosed herein can use a weighted correlation technique that assigns different weights to different electro-heart signal components to generate a signature. As another alternative or in addition, the signature may be normalized using various metrics, including root-mean-square calculations or L1 metrics.

어떤 생체 인식 기술은 이들 기술이 수신하는 사용자 데이터가 오래된 것이 아니도록 보장하기 위해 도전-응답 프로토콜을 이용한다. 그와 같이, 이들 기술은 시스템이 생체 데이터의 재생에 의해 속임을 당할 수 있는 위험을 감소시킬 수 있다. 그렇지만, 현재까지, 생체 인식 시스템의 도전-응답 메카니즘은 사용자의 적극적인 참여를 필요로 한다. 적극적인 사용자 참여는 사용자 검증 프로세스를 복잡하게 하고 오래 걸리게 한다. 예를 들어, 음성 인식 시스템은 일반적으로 사용자가 랜덤하게 선택된 단어 또는 문장을 반복할 것을 요구한다. 따라서, 다른 태양에 따르면, 생체 ID 시스템은 사용자로부터의 의식적인 응답을 필요로 하지 않는 생물학적-도전-응답 메카니즘을 유익하게 이용함으로써 속임을 당할 위험을 감소시킬 수 있다.Some biometric technologies use challenge-response protocols to ensure that the user data they receive is not outdated. As such, these techniques can reduce the risk of the system being deceived by the reproduction of biometric data. However, to date, the challenge-response mechanism of the biometric system requires active participation of the user. Active user participation complicates and takes a long time for the user verification process. For example, speech recognition systems generally require a user to repeat a randomly selected word or sentence. Thus, according to another aspect, the biometric identification system can reduce the risk of being deceived by beneficially utilizing a biological-challenge-response mechanism that does not require a conscious response from the user.

상기한 태양들 각각에 따른 시스템 및 방법은 양호하게는 신원 인식을 위해 그의 작업을 자동적으로 수행한다. 게다가, 이들 시스템 및 방법은 광범위한 장치 및 시스템에 포함될 수 있다. 몇가지 비제한적인 예는 다음과 같다. 스마트 카드, 여권, 운전 면허증 장치, 생체-로그온(Bio-logon) 식별 장치, 개인 휴대 단말기(PDA), 셀룰러 내장형 식별 장치, 도난 방지 장치, ECG 모니터링 장치, e-뱅킹(e-banking) 장치, 전자 거래(e-transaction) 장치, 애완동물 식별 장치, 물리적 액세스 장치, 논리적 액세스 장치, 및 ECG 및 지문 모니터링, 혈압 모니터링 및/또는 임의의 다른 형태의 생체 인식 장치를 결합한 장치가 있다.The system and method in accordance with each of the above aspects preferably performs its task automatically for identity recognition. In addition, these systems and methods may be included in a wide variety of devices and systems. Some non-limiting examples are: Smart card, passport, driver's license device, bio-logon identification device, personal digital assistant (PDA), cellular embedded identification device, anti-theft device, ECG monitoring device, e-banking device, E-transaction devices, pet identification devices, physical access devices, logical access devices, and devices that combine ECG and fingerprint monitoring, blood pressure monitoring, and / or any other form of biometric device.

게다가, 본 명세서에 개시된 시스템 및 방법은, 피험자의 QRS군(QRS complex)의 폭, 또는 보다 일반적으로 피험자의 QRS-관련 서명 성분의 폭을 등록된 그룹 또는 분석적 ECG 모델의 폭과 비교하는 등에 의해, 사람의 연령을 식별하는 데 사용될 수 있다.In addition, the systems and methods disclosed herein may be used to compare the width of a subject's QRS complex, or more generally the width of a subject's QRS-related signature components with the width of a registered group or analytical ECG model, and the like. This may be used to identify a person's age.

다른 응용에서, 본 명세서의 시스템 및 방법은, 일련의 의약-관련 서명 템플릿을 등록 및 계산, 또는 분석적으로 도출하는 것 등에 의해, 약물 치료를 받고 있는 사람을 식별하는 데 사용될 수 있다. 이 방법은 또한 약물을 사용하여 그의 ECG 신호를 변경함으로써 시스템을 속이려고 시도하는 피험자를 식별하거나 붙잡는 데 사용될 수 있다.In other applications, the systems and methods herein may be used to identify a person undergoing drug treatment, such as by registering and calculating, or analytically deriving a series of drug-related signature templates. This method can also be used to identify or catch a subject attempting to trick the system by using a drug to alter its ECG signal.

다른 응용은, 빌딩 및 실내 출입 통제, 감시 시스템 접근, 무선 장치 액세스, 제어 및 사용자 검증, 모바일 전화 활성화, 컴퓨터 액세스 통제(랩톱, PC, 마우스, 및/또는 키보드를 통하는 것을 포함함), 데이터 액세스(문서 통제 등), 대중 교통에서의 승객 식별, 엘리베이터 출입 통제, 총기 잠금(firearm locking), 차량 제어 시스템(시동 걸기 및 도어록을 통하는 것을 포함함), 스마트 카드 액세스 제어 및 스마트 카드 신용 조회, 온라인 자료(저작권 보호된 작품을 포함함)에의 액세스, 전자 티켓 발매, 핵 물질에의 접근 및 통제, 로봇 제어, 항공기 접근 및 통제(승객 신원, 비행 통제, 유지 보수 작업자의 접근), 판매기 접근 및 통제, 빨래방 세탁기/건조기 접근 및 통제, 로커 접근, 아동 보호용 잠금 장치, 텔레비전 및/또는 비디오 접근 통제, 복호화 키 액세스 및 사용, 무현금 자동 판매기, 자동 판매기 유지보수 접근, 게임 콘솔 접근(온라인 거래 기능을 포함함), 컴퓨터 네트워크 보안(네트워크 액세스 및 제어를 포함함), 판매시점 구매자 식별, 온라인 거래(고객 식별 및 계정 액세스를 포함함), 현금 지불 서비스 또는 유선 전송 식별, 빌딩 유지보수 접근 및 통제, 및 이식된 의료 장치 프로그래밍 제어를 위해 본 명세서에 개시된 시스템 및 방법을 사용하는 것을 포함한다. 다른 응용은 당업자에게는 자명할 것이며 본 발명의 범위 내에 속한다.Other applications include building and indoor access control, surveillance system access, wireless device access, control and user verification, mobile phone activation, computer access control (including via laptop, PC, mouse, and / or keyboard), data access (Document control, etc.), passenger identification in public transport, elevator access control, firearm locking, vehicle control systems (including startup dialing and door locks), smart card access control and smart card credit check, online Access to materials (including copyrighted works), electronic ticket releases, access and control of nuclear material, robot control, aircraft access and control (passenger identity, flight control, maintenance worker access), vending machine access and control Laundry and dryer access and control, locker access, child locks, television and / or video access control, decryption key access and Usage, cashless vending machines, vending machine maintenance access, game console access (including online trading functions), computer network security (including network access and control), point of sale buyer identification, online transactions (customer identification and accounts) Access), the use of the systems and methods disclosed herein for cash payment service or wireline transfer identification, building maintenance access and control, and implanted medical device programming control. Other applications will be apparent to those skilled in the art and are within the scope of the present invention.

임의의 응용을 위해, 상기한 태양들 중 임의의 것 또는 그 모두에 따른 장치는 계속하여 또는 요구 시에 동작할 수 있다. 이 장치는, 개체와 접촉하고 있는 하나 이상의 전극 또는 개체로부터 떨어져 있는 센서를 가짐으로써, 선택된 개체의 심장 박동 패턴의 표현을 획득하도록 구성될 수 있다. 이 장치가 스마트 카드에 제공되어 있는 경우, 이 카드는 성공적인 인식 이후의 제한된 기간 동안 활성화될 수 있고 그 후에 그 다음의 성공적인 인식이 수행될 때까지 비활성화될 수 있다. 이 장치는 암호화 키 또는 디지털 서명으로 동작하도록 구성될 수 있다.For any application, an apparatus in accordance with any or all of the above aspects may operate continuously or on demand. The device may be configured to obtain a representation of the heartbeat pattern of the selected subject by having one or more electrodes or sensors away from the subject in contact with the subject. If the device is provided with a smart card, it can be activated for a limited period of time after a successful recognition and then deactivated until the next successful recognition is performed. The device may be configured to operate with an encryption key or digital signature.

본 명세서에 개시된 방법에 관하여, 상기한 방법의 단계들은 순차적으로 또는 어떤 다른 순서로 수행될 수 있다. 본 명세서에 개시된 시스템 및 방법은 사람 또는 다른 동물 피험체에 사용될 수 있다.With respect to the method disclosed herein, the steps of the method described above may be performed sequentially or in any other order. The systems and methods disclosed herein can be used in human or other animal subjects.

이들 태양 각각은 서로와의 순열 및 조합으로 사용될 수 있다. 추가의 실시예는 물론 변경, 변형 및 개량도 본 명세서에 기술되어 있다.Each of these aspects can be used in permutation and combination with each other. Further embodiments, as well as variations, modifications and improvements, are also described herein.

도 1은 신호 획득 모듈, 신호 처리 모듈, 및 출력 모듈로 이루어진, 본 명세서에 개시된 태양들에서 사용하기 위한 시스템의 간략 블록도.1 is a simplified block diagram of a system for use in aspects disclosed herein, consisting of a signal acquisition module, a signal processing module, and an output module.

도 2는 도 1의 시스템의 신호 획득 모듈의 일 실시예의 블록도.2 is a block diagram of one embodiment of a signal acquisition module of the system of FIG.

도 3은 도 1의 시스템의 신호 처리 모듈의 일 실시예의 블록도.3 is a block diagram of one embodiment of a signal processing module of the system of FIG.

도 4는 100명 피험자의 풀로부터 추출된 처음 6개의 가장 유력한 PC 및 데이터 변동의 표현에 대한 처음 10개의 PC의 기여를 나타낸 도면.4 shows the contribution of the first six most potent PCs extracted from the pool of 100 subjects and the first 10 PCs to the representation of data variation.

도 5는 원래의 심전도 신호 및 3개의 가장 유력한 PC 및 그의 지연시간 이동된 버전의 최적의 조합을 제거함으로써 구성된 그의 각자의 서명을 나타낸 도면.5 shows its respective signature configured by eliminating an optimal combination of the original ECG signal and the three most potent PCs and their delayed shifted versions.

도 6은 20명 피험자의 데이터베이스로부터 계산된 총평균(grand-average) 전기-심장 신호 파형을 나타낸 다이어그램.6 is a diagram showing the grand-average electro-heart signal waveform calculated from a database of 20 subjects.

도 7은 데이터베이스에 참가하고 도 6의 평균 파형에 기여하는 피험자들 중 10명의 전기-심장 신호 파형의 그룹을 나타낸 도면.FIG. 7 shows a group of electro-heart signal waveforms of 10 of the subjects participating in the database and contributing to the average waveform of FIG. 6.

도 8은 도 7의 신호 파형으로부터 도출된, 전기-생체 서명 파형 또는 템플릿의 그룹을 나타낸 도면.8 illustrates a group of electro-biosignal waveforms or templates, derived from the signal waveforms of FIG.

도 9는 도 6의 총평균 파형에 기여한 20명 피험자의 부호-유지된 제곱 상관값의 산점도(scatter plot) 및 분포 히스토그램을 나타낸 도면.9 is a scatter plot and distribution histogram of the sign-maintained squared correlation values of 20 subjects who contributed to the total mean waveform of FIG. 6.

도 10은 식별 한계(identification cut-off)에 대한 원하는 신뢰도에 기초한 z-점수의 표를 나타낸 도면.FIG. 10 is a table of z-scores based on desired confidence levels for identification cut-off. FIG.

도 11a는 상관 분포를 나타낸 도면.11A shows a correlation distribution.

도 11b는 Z-변환된 상관의 분포를 나타낸 도면.11B shows the distribution of Z-transformed correlations.

도 12는 식별 성능 곡선(정적)을 나타낸 도면.12 shows an identification performance curve (static).

도 13은 식별 성능 곡선(동적)을 나타낸 도면.Fig. 13 shows the identification performance curve (dynamic).

도 14는 신호 품질을 NSR의 함수로 나타낸 도면.14 shows signal quality as a function of NSR.

도 15는 5초 세그먼트에 대한 일치 점수 분포를 신호 품질의 함수로 나타낸 도면.FIG. 15 is a plot of match score distribution for a 5 second segment as a function of signal quality. FIG.

도 16은 20초 세그먼트에 대한 일치 점수 분포를 신호 품질의 함수로 나타낸 도면.FIG. 16 is a plot of match score distribution for a 20 second segment as a function of signal quality. FIG.

도 17은 (Q=0.8에 대한) 일치 점수를 기록 기간의 함수로 나타낸 도면.17 shows the match score (for Q = 0.8) as a function of the recording period.

도 18은 (Q=0.5에 대한) 일치 점수를 기록 기간의 함수로 나타낸 도면.18 shows the match score (for Q = 0.5) as a function of the recording period.

도 19는 양호한 시스템의 기능 요소를 나타낸 도면.19 shows the functional elements of a good system.

도 20은 양호한 신호 프로세서의 기능 요소를 나타낸 도면.20 illustrates the functional elements of a good signal processor.

정의Justice

달리 언급하지 않는 한, 용어 "식별한다", "식별하는" 및 "식별"은 "신원을 검증한다", "신원을 검증하는" 및 "신원의 검증"의 개념을 각각 포함한다.Unless stated otherwise, the terms “identify”, “identify” and “identify” include the concepts of “verify identity”, “verify identity” and “verification of identity” respectively.

"폐쇄형 검색(closed search)"은 개체의 신원을 검증하기 위해 단일의 저장된 서명이 검사되는 검색을 의미한다."Closed search" means a search in which a single stored signature is checked to verify the identity of an entity.

"개방형 검색(open search)"은 피험자를 식별하기 위해 복수의 저장된 서명이 검색되는 검색을 의미한다."Open search" means a search in which a plurality of stored signatures are searched to identify a subject.

제1 태양:1st aspect:

제1 태양에 따르면, 개체의 신원을 식별하기 위해 생체-전기 신호가 획득, 처리 및 분석된다. 이 제1 태양에 따른 시스템 및 방법의 양호한 실시예는, 예로서, 도 1에 나타내어져 있다. 도 1은 E-BioID(Electro-Biometric IDentification, 전기-생체 식별) 시스템이라고 하는 시스템을 나타낸 것이다. 이 양호한 실시예에서, 복수의 개체의 하나 이상의 ECG 성분의 공통 특징의 저장된 표현은 그들 개체의 하나 이상의 ECG 성분의 평균이다. 그렇지만, 다른 실시예들은, 예를 들어, 주성분 분석, 퍼지 클러스터링 분석 또는 웨이블렛 분해에 의해 달성될 수 있거나 분석적 모델에 의해 제공되는 것 등의, 다른 유형의 공통 특징의 저장된 표현을 이용할 수 있다.According to a first aspect, a bio-electrical signal is acquired, processed and analyzed to identify an individual's identity. Preferred embodiments of the system and method according to this first aspect are, for example, shown in FIG. 1. 1 shows a system called an Electro-Biometric IDentification (E-BioID) system. In this preferred embodiment, the stored representation of common features of one or more ECG components of the plurality of individuals is the average of one or more ECG components of those individuals. However, other embodiments may use other types of stored representations of common features, such as may be achieved by principal component analysis, fuzzy clustering analysis, or wavelet decomposition, or provided by an analytical model.

양호한 실시예에서, E-BioID 시스템의 기본적인 구성요소는, 단일의 하우징 내에 구현되는, 신호 획득 모듈(12), 신호 처리 모듈(14), 및 출력 모듈(16)을 포함한다. 다른 양호한 실시예에서, 이 시스템은 로컬적으로 획득된 전기-생체 신호의 원격 분석을 제공할 수 있다. 도 1에 나타낸 구성요소들 각각은, 본 발명과 관련하여 기술 분야에 공지된 원리 및 기술에 기초하여, 당업자에 의해 용이하게 구 현될 수 있다.In a preferred embodiment, the basic components of the E-BioID system include a signal acquisition module 12, a signal processing module 14, and an output module 16, which are implemented within a single housing. In another preferred embodiment, the system can provide telemetry of locally acquired electro-biological signals. Each of the components shown in FIG. 1 may be easily implemented by those skilled in the art based on principles and techniques known in the art in connection with the present invention.

도 2는 E-BioID 시스템에서의 신호 획득 모듈(12)의 양호한 구성을 나타낸 것이다. 이 데이터 획득 모듈은 양호하게는 하나 이상의 센서(22), 전치 증폭기(24), 대역-통과 필터(26) 및 아날로그-디지털(A/D) 변환기(28)를 포함한다. 이들 구성요소 각각은 본 발명과 관련하여 기술 분야에 공지된 원리 및 기술에 기초하여 당업자에 의해 용이하게 구현될 수 있다.2 shows a preferred configuration of the signal acquisition module 12 in the E-BioID system. This data acquisition module preferably includes one or more sensors 22, preamplifiers 24, band-pass filters 26, and analog-to-digital (A / D) converters 28. Each of these components can be readily implemented by those skilled in the art based on principles and techniques known in the art with respect to the present invention.

센서(22)는 심장 박동 패턴을 검출할 수 있는 임의의 유형일 수 있다. 예를 들어, 센서는 표준의 컴퓨터 키보드에 대한 "부가 장치(add-on)"인 금속 플레이트 센서(metal plate sensor)일 수 있다. 다른 태양에 따르면, 단일의 센서는, 그것만으로, 손가락에 접촉하는 것 등에 의해 단일의 접촉점으로부터 신호를 획득할 수 있으며, 다른 대안으로서, 센서는 피험체에 전혀 접촉할 필요가 없을 수 있다.Sensor 22 may be of any type capable of detecting a heartbeat pattern. For example, the sensor may be a metal plate sensor that is an "add-on" to a standard computer keyboard. According to another aspect, a single sensor may, by itself, obtain a signal from a single point of contact, such as by touching a finger, and as another alternative, the sensor may not need to contact the subject at all.

도 3은 Ei-BioID 시스템에서의 신호 처리 모듈(14)의 양호한 구성요소를 나타낸 것이다. 이 신호 처리 모듈은 양호하게는 디지털 신호 처리기(DSP)(32), 듀얼 포트 RAM(DPR)(34), 전기적 소거가능 프로그램가능 판독 전용 메모리(E2PROM)(36) 및 I/O 포트(38)를 포함한다. 이들 구성요소 각각은, 본 발명과 관련하여 기술 분야에 공지된 원리 및 기술에 기초하여, 당업자에 의해 용이하게 구현될 수 있다. 신호 처리 모듈(14)은 포트(38)를 통해 신호 획득 모듈(12) 및 출력 모듈(16)에 연결되어 있다.3 shows a preferred component of the signal processing module 14 in an Ei-BioID system. This signal processing module preferably includes a digital signal processor (DSP) 32, dual port RAM (DPR) 34, electrically erasable programmable read only memory (E 2 PROM) 36 and an I / O port ( 38). Each of these components can be readily implemented by those skilled in the art based on principles and techniques known in the art with respect to the present invention. Signal processing module 14 is connected to signal acquisition module 12 and output module 16 via port 38.

대체 실시예에서, 신호 처리 모듈은 유연한 컴퓨팅 플랫폼인 퍼스널 컴퓨터 상에 적당한 프로그래밍으로 구현될 수 있으며, 그에 의해 가정, 사무실, 또는 기관/기업 환경에서 기존의 컴퓨팅 설비에 본 시스템을 용이하게 통합시킬 수 있게 된다.In an alternative embodiment, the signal processing module may be implemented with suitable programming on a personal computer, which is a flexible computing platform, thereby facilitating integrating the system into existing computing facilities in a home, office, or institutional / corporate environment. Will be.

출력 모듈(16)은 양호하게는 LCD 또는 CRT 모니터 등의 전용 디스플레이 유닛으로 이루어져 있으며, 잠금 기구 등의 외부 전기 장치의 활성화를 위한 릴레이를 포함할 수 있다. 다른 대안으로서, 출력 모듈은 인식 결과를 추가의 조치를 위해 원격 지점으로 중계하기 위한 통신 라인을 포함할 수 있다.The output module 16 preferably consists of a dedicated display unit, such as an LCD or CRT monitor, and may comprise a relay for activation of an external electrical device such as a locking mechanism. As another alternative, the output module may include a communication line for relaying the recognition result to the remote point for further action.

신호 획득, 처리 및 분석Signal Acquisition, Processing, and Analysis

생체 전기 신호 또는 심장 박동 신호는 간단한 방법으로 획득되며, 여기서 피험자는 적어도 하나의 센서(22)에 몇초 동안 접촉하도록 지시받는다. 금속 플레이트일 수 있는 하나 이상의 센서는 생체 전기 신호를 증폭기(24)로 전도하고, 이 증폭기는 생체 전기 신호를 원하는 전압 범위로 증폭한다. 양호한 실시예에서, 이 전압 범위는 0 내지 5 볼트이다.The bioelectrical signal or heart rate signal is obtained in a simple manner, where the subject is instructed to contact the at least one sensor 22 for a few seconds. One or more sensors, which may be metal plates, conduct the bioelectrical signal to amplifier 24, which amplifies the bioelectrical signal to a desired voltage range. In a preferred embodiment, this voltage range is 0-5 volts.

증폭된 신호는 4 Hz - 40 Hz의 바람직한 주파수 범위 밖의 기여분을 제거하기 위해 필터(26)를 통과한다. 다른 대안으로서, 주요 주파수 간섭(50/60 Hz)을 제거하기 위해 노치 필터와 관련하여 0.1 Hz - 100 Hz의 보다 넓은 범위가 사용될 수 있다. 신호의 디지털화는 양호하게는 12-비트 A/D 변환기(28)에서 양호하게는 약 250 Hz의 샘플링 주파수로 수행된다.The amplified signal is passed through filter 26 to remove contributions outside the desired frequency range of 4 Hz-40 Hz. As another alternative, a wider range of 0.1 Hz-100 Hz can be used in conjunction with the notch filter to eliminate major frequency interference (50/60 Hz). Digitization of the signal is preferably performed at a sampling frequency of about 250 Hz, preferably in a 12-bit A / D converter 28.

모듈(14)에서, 신호는 대체로 외인성 전기 특성에 관계되는 신호 크기 변동에 대응하기 위해 'R' 피크 크기에 의해 정규화된다. 정규화된 신호는 사전 저장 된 전기-생체 서명 템플릿과 비교되는 전기-생체 서명으로 변환된다. 이 비교의 결과는 정량화되고, 선택적으로 신뢰값을 할당받으며, 출력 모듈(16)로 전송되고, 이 출력 모듈은 E-BioID 시스템의 사용자에게 인식 피드백을 제공하고 또한 잠금 장치 또는 사이렌 등의 외부 장치, 네트워크 로그인 확인과 같은 가상 장치, 또는 통신 링크를 활성화시킬 수 있다.In module 14, the signal is generally normalized by the 'R' peak magnitude to correspond to signal magnitude variations that are generally related to exogenous electrical properties. The normalized signal is converted into an electro-biosignal that is compared with a pre-stored electro-biosignal template. The result of this comparison is quantified, optionally assigned a confidence value, and sent to output module 16, which provides recognition feedback to the user of the E-BioID system and also provides external devices such as locks or siren. , A virtual device, such as a network login confirmation, or a communication link can be activated.

다른 대안으로서, 또는 그에 부가하여, 이 신호는 맥박수에 대해 정규화될 수 있다. 이것이 유용한 이유는 전기-심장 신호가 공지의 전기-심장 수정인자(electro-cardiologic modifier)인 맥박수의 변화에 의해 영향을 받기 때문이다. 맥박수 변화는 전기-심장 신호의 'QRS' 성분에 대한 'P' 및 'T' 성분의 지연시간, 진폭 및 형태 변화를 야기할 수 있다(이들 성분이 도 7에 나타남). 그렇지만, 맥박수 변화는 신호군(signal complex)의 소급적 맥박수-구동 조정(retrospective, pulse rate-driven adjustment)에 의해 자동적으로 보상될 수 있다. 게다가, 시스템의 적응적 동작 모드는 맥박수 유발 변화(pulse rate induced change)를 추적하고 이를 보상할 수 있다. 이것은 한 사이클의 심장 박동 파형의 시간 스케일을 압축 또는 확장함으로써 행해질 수 있다. 파형 특성(예를 들어, S-T, P-Q 세그먼트 지속시간)과 맥박수 간의 관계를 기술하는 보다 복잡한 공식이 사용될 수 있다. 따라서, 이 변형에 따른 방법은 전기-심장 신호 판별에 기초할 수 있으며, 여기에서 심장 박동과 동기하여 분석이 수행되어, 일반적인 개체군에 공통 특징을 제거하고 따라서 전기-생체 또는 생체 서명을 구성하는 피험자-고유의 특징(통상적으로 원시의 전기-심장 신호에서 검출가능하지 않음)을 향상시킨다.As another alternative, or in addition, this signal can be normalized to pulse rate. This is useful because the electro-heart signal is affected by changes in the pulse rate, a known electro-cardiologic modifier. Pulse rate changes can cause changes in delay, amplitude and shape of the 'P' and 'T' components relative to the 'QRS' component of the electro-heart signal (these components are shown in FIG. 7). However, pulse rate changes can be compensated for automatically by retrospective, pulse rate-driven adjustment of the signal complex. In addition, the adaptive mode of operation of the system can track and compensate for pulse rate induced changes. This can be done by compressing or extending the time scale of one cycle of the heartbeat waveform. More complex formulas can be used that describe the relationship between waveform characteristics (eg, S-T, P-Q segment duration) and pulse rate. Thus, the method according to this variant may be based on electro-heart signal discrimination, in which the analysis is performed in synchronization with the heartbeat to remove features common to the general population and thus form an electro-bio or biosignature. Enhances inherent features (typically not detectable in primitive electro-heart signals).

다른 실시예에서, E-BioID 시스템은 완전히 통합된 컴팩트한 장치로서 구현되며, 여기서 기능 요소들의 다수는 ASIC 기반 시스템 상에 구현된다.In another embodiment, the E-BioID system is implemented as a fully integrated compact device, where many of the functional elements are implemented on an ASIC based system.

다른 실시예에서, 이 장치는 손목에 차는 시계에 포함될 수 있으며, 여기서 신호는 시계가 채워져 있는 손의 손목과 착용자의 다른쪽 손 사이에서 측정된다. 시계의 배면측은 손목의 배면과 접촉하고 있는 전도성 매체(예를 들어, 금속 플레이트)로 이루어져 있을 수 있으며, 시계의 전면에는 다른쪽 손의 손가락과 접촉될 필요가 있는 또하나의 금속 접점이 구비될 수 있다. 이 시계는 그의 착용자의 신원의 확인을 나타내는 및/또는 문, 컴퓨터, 금고, 기타 등등의 물리적으로 또는 논리적으로 잠금된 장치를 활성화시키는 신호를 전송할 수 있다. 이 시계는 또한 그의 착용자에 관한 개체 정보를 전송할 수 있다. 동일한 방식으로, 이 장치는 벨트 또는 전도성 매체를 포함하는 임의의 다른 의복 물품 내에 포함될 수 있다. 벨트 또는 다른 의복 물품은 이어서 그의 착용자의 신원의 확인을 나타내는 신호를 전송할 수 있고 및/또는 물리적으로 또는 논리적으로 잠금된 장치를 활성화시킬 수 있으며 및/또는 그의 착용자에 관한 개체 정보를 전송할 수 있다.In another embodiment, the device may be included in a watch worn on the wrist, where the signal is measured between the wrist of the hand with the watch filled and the other hand of the wearer. The back side of the watch may consist of a conductive medium (eg, a metal plate) in contact with the back of the wrist, and the front of the watch may be provided with another metal contact which needs to be in contact with the fingers of the other hand. Can be. The watch may transmit a signal indicative of the identity of its wearer and / or activating a physically or logically locked device, such as a door, computer, safe, or the like. The watch can also transmit individual information about its wearer. In the same way, the device can be included in any other garment article including a belt or conductive medium. The belt or other garment item may then transmit a signal indicative of the identification of its wearer and / or activate a physically or logically locked device and / or transmit individual information about its wearer.

동작 원리Principle of operation

생체 인식은 새로 획득된 생체 서명을 기록 또는 등록된 생체 서명 템플릿 데이터베이스 내의 서명 템플릿과 비교할 것을 필요로 한다. 이것은 2가지 단계의 시스템 동작, 즉 등록 및 인식을 요구한다.Biometrics requires comparing the newly acquired biometric signature with a signature template in a recorded or registered biometric signature template database. This requires two stages of system operation: registration and recognition.

등록 단계Registration step

양호한 실시예에서, 각각의 새로운 피험자는 좌측손의 손가락으로 제1 센서 를 만지면서 이와 동시에 우측손의 손가라가으로 또하나의 센서를 만지도록 지시받는다. 대체 실시예에서, 그 피험자는, 일반적으로 금속으로 이루어진 센서를, 신체의 다른 부분으로, 양호하게는 손이나 발로 만질 수 있다. 다른 실시예에서, 피험자는 단일의 신체점으로 단일의 센서를 만질 수 있다. 다른 대안으로서, 피험자는 센서를 전혀 만질 필요가 없을 수 있다. 시스템은 피험자의 맥박수를 모니터링하고, 기록을 개시하여 양호하게는 적어도 20초 동안 계속한다. 요구되는 정확도 레벨에 따라 더 짧은 구간이 사용될 수 있다. 기록이 완료되면, 시스템은 등록된 세그먼트의 2개의 부분으로부터 도출된 적어도 2개의 생체 서명을 비교함으로써 서명 일관성을 검증하기 위해 자체-검사를 수행할 수 있다. 이 2개의 부분은 2개의 절반 또는 2개의 더 큰 중첩하는 세그먼트일 수 있다. 이 2개의 부분은 2개의 생체 서명을 도출하는 데 사용될 수 있다. 자체-검사 결과가 성공적인 경우, 그 피험자의 등록이 완료되고, 성공적이지 않은 경우, 이 절차가 반복된다. 이 성공적인 기록은 전기-심장 신호 또는 일련의 전기-심장 신호의 구성을 위해 사용되며, 이 신호는 전기-심장 신호 데이터베이스에 추가된다.In a preferred embodiment, each new subject is instructed to touch the first sensor with the finger of the left hand and at the same time touch another sensor with his right hand. In an alternative embodiment, the subject may touch the sensor, which is generally made of metal, with other parts of the body, preferably with hands or feet. In other embodiments, the subject may touch a single sensor with a single body point. As another alternative, the subject may not need to touch the sensor at all. The system monitors the subject's pulse rate, initiates recording and preferably continues for at least 20 seconds. Shorter intervals may be used depending on the level of accuracy required. Once recording is complete, the system may perform a self-check to verify signature consistency by comparing at least two biometric signatures derived from two portions of the registered segment. These two parts may be two half or two larger overlapping segments. These two parts can be used to derive two biometric signatures. If the self-test results are successful, the subject's registration is complete, and if not successful, the procedure is repeated. This successful record is used for the construction of an electro-heart signal or a series of electro-heart signals, which are added to the electro-heart signal database.

전기-심장 신호는 이어서 데이터세트에 참여하는 피험자의 전부 또는 그의 서브세트에 공통 특징을 제거하여 피험자-고유의 분별 특징을 향상시킴으로써 일련의 전기-생체 서명 템플릿으로 변환된다.The electro-heart signal is then converted into a series of electro-biological signature templates by removing features common to all or a subset of the subjects participating in the dataset to enhance the subject-specific discrimination features.

양호한 실시예에서, 이 시스템은 총평균(grand-average) 전기-심장 템플릿을 생성하며, 이 템플릿은 피험자들의 전체 풀(pool)로부터의 정규화된 전기-심장 신호의 동기 평균(synchronous averaging)에 의해 계산된다. 총평균은 상기한 공통 특징을 나타내며, 따라서 전기-심장 신호들의 각각의 신호로부터 총평균을 차감하면 일련의 서로 다른 피험자-고유의 전기-생체 템플릿 서명을 산출한다. 대체 실시예에서, 주성분 분석, 퍼지 클러스터링 분석 또는 웨이블렛 분해 등의 공통 특징을 제거하는 다른 수단이 사용될 수 있다.In a preferred embodiment, the system produces a grand-average electro-heart template, which is synchronous averaging of normalized electro-heart signals from the entire pool of subjects. Is calculated. The total mean represents the common feature described above, so subtracting the total mean from each signal of the electro-heart signals yields a series of different subject-specific electro-bio template signatures. In alternative embodiments, other means of removing common features such as principal component analysis, fuzzy clustering analysis, or wavelet decomposition may be used.

보다 양호한 실시예에서, 일군의 심전도가 일련의 특성 파형으로 나누어질(분해될) 수 있다. 이 양호한 실시예에 따르면, 일군의 개체의 심전도로부터 노이즈가 제거된다. 본 시스템은 그룹의 심전도를 일련의 직교(비상관된) 성분으로 분해하기 위해 주성분 분석(PCA)을 사용할 수 있다. 이들 비상관된 성분은, 전부 합하면, 신호의 전체 에너지, 즉 신호 분산의 100%를 나타낸다.In a better embodiment, a group of electrocardiograms can be divided (decomposed) into a series of characteristic waveforms. According to this preferred embodiment, noise is removed from the ECG of a group of individuals. The system can use Principal Component Analysis (PCA) to resolve a group's ECG into a series of orthogonal (uncorrelated) components. These uncorrelated components, when summed, represent 100% of the signal's total energy, ie signal variance.

제1 주성분 - PCA 표현의 가장 큰 고유값과 연관된 성분. 보통, 제1의 3개 내지 5개 성분, 및, 여하튼, 그룹의 심전도의 제1의 10개 미만의 성분은 일반적으로 심전도의 에너지 또는 분산의 거의 90%를 나타내며 공통 특징을 포함한다. 주목할만하게도, 이들 제1의 성분들은 일반적인 사람 개체군에 걸쳐 존재하고 안정적인 공통 특징을 나타낸다. 그 결과, 이들 제1 주성분은 임의의 사람 피험자의 서명을 식별하는 데 사용될 수 있고 각각의 피험자에 대해 재계산될 필요가 없다. 나머지 보다 작은 성분들(일반적으로 전체 파형 에너지의 10%일 수 있음)은 그룹의 어떤 개개의 정보 및 노이즈를 나타낸다.First principal component-the component associated with the largest eigenvalue of the PCA representation. Usually, the first three to five components, and, anyway, the first less than ten components of the group's electrocardiogram, generally represent nearly 90% of the energy or dispersion of the electrocardiogram and include common features. Notably, these first components are present throughout the general human population and exhibit stable common characteristics. As a result, these first principal components can be used to identify the signature of any human subject and need not be recalculated for each subject. The smaller components (typically 10% of the total waveform energy) represent some individual information and noise in the group.

그룹의 공통 특징을 나타내는 특성 파형은 이어서 피험자의 심전도로부터 차감된다. 남아 있는 것은 피험자의 심전도 서명 및 어떤 남아있는 노이즈를 포함한다.A characteristic waveform representing the common characteristics of the group is then subtracted from the subject's ECG. Remaining includes the subject's ECG signature and any remaining noise.

특성 파형은 다른 방식으로 생성될 수 있으며, 각각의 파형 간의 원하는 "거리" 또는 "중첩"에 의존할 수 있다. 예를 들어, 상관 함수는 양호하게는 파형들 간의 원하는 거리를 결정하는 데 사용될 수 있지만, 다른 방법도 가능하다.Characteristic waveforms may be generated in other ways and may depend on the desired "distance" or "overlapping" between each waveform. For example, the correlation function can preferably be used to determine the desired distance between the waveforms, but other methods are possible.

주목할 만한 것은, 심전도가 등록 데이터세트에 참여하지 않은 개체로부터 얻어진 경우, 보통 단지 등록된 데이터세트의 제1의 3개 내지 4개의 PCA 성분 및 이들의 시간 이동된 버전만을 참조하여 그의 심전도 서명을 결정하는 것이 가능하다는 것이다.Notably, when an electrocardiogram is obtained from an individual who does not participate in a registered dataset, its ECG signature is usually determined with reference only to the first three to four PCA components and their time-shifted versions of the registered dataset. It is possible to do that.

서명의 결정Determination of signature

모든 피험자의 심전도는 제1의 주성분 각각을 더 많이 또는 더 적게 포함한다. 이 양호한 실시예에 따르면, 피험자의 심전도는 이하의 식에 따른 샘플 세트로부터의 주성분을 사용하여 근사화될 수 있다.The electrocardiogram of all subjects contains more or less of each of the first principal components. According to this preferred embodiment, the electrocardiogram of the subject can be approximated using the principal component from the sample set according to the following equation.

Figure 112007041393584-PCT00001
Figure 112007041393584-PCT00001

이 식에서, Ci는 재구성 계수(reconstruction coefficient)이고, p는 모델 차수(model order)이며, PC는 주성분이다. 목표는 피험자의 심전도의 최상의 근사화를 위해 데이터베이스 주성분을 가중하는 계수를 찾아내는 것이다. 환언하면, 목표는 데이터베이스의 주성분을 가중함으로써 구성되는 피험자 신호의 근사값과 원래의 피험자 서명 간의 오차를 최소화하는 것이다.In this equation, C i is the reconstruction coefficient, p is the model order, and PC is the principal component. The goal is to find coefficients that weight the database principal components for the best approximation of the subject's electrocardiogram. In other words, the goal is to minimize the error between the original subject signature and the approximation of the subject signal constructed by weighting the principal components of the database.

이것은 다양한 방법에 의해 행해질 수 있다. 한가지 방법은 재구성 오차의 놈(norm)을 최소화하기 위해 최소 제곱 근사를 사용하여 재구성 계수를 결정하는 것이다. 이것이 이하에 나타내어져 있다.This can be done by various methods. One method is to use the least squares approximation to determine the reconstruction coefficients to minimize the norm of the reconstruction error. This is shown below.

Figure 112007041393584-PCT00002
또는 오차 =
Figure 112007041393584-PCT00003
Figure 112007041393584-PCT00002
Or error =
Figure 112007041393584-PCT00003

최적의 계수가 결정되면, 이들 계수는 이하의 식에 따라 데이터베이스의 제1의 주성분(상위 3개 또는 4개 등)을 합산하는 데 사용될 수 있다.Once the optimal coefficients are determined, these coefficients can be used to sum the first principal components (top three or four, etc.) of the database according to the following equation.

Figure 112007041393584-PCT00004
합산
Figure 112007041393584-PCT00004
Summing

이 합산은 이어서 피험자 신호로부터 차감된다. 남아 있는 것은 피험자 서명 및 아마도 얼마간의 노이즈이다.This summation is then subtracted from the subject signal. What remains is the subject signature and possibly some noise.

게다가, 노이즈가, 정의에 의해, 비상관되어 있기 때문에, 이 노이즈는 보통 마지막 주성분 - 가장 작은 고유값과 연관되어 있는 주성분 - 에 의해 기술된다. 그 결과, 노이즈는 피험자 서명에 최적의 근사가 되도록 이들 마지막 주성분을 가중한 다음에 이들을 피험자 신호로부터 제거함으로써 선택적으로 피험자 신호로부터 제거될 수 있다. 노이즈는 또한 다른 방법에 의해 제거될 수 있다.In addition, since noise is uncorrelated by definition, this noise is usually described by the last principal component-the principal component associated with the smallest eigenvalue. As a result, the noise can be selectively removed from the subject signal by weighting these last principal components and then removing them from the subject signal to an optimal approximation to the subject signature. Noise can also be removed by other methods.

지연시간 변동에 대한 대응Responding to Latency Changes

심전도 성분 데이터베이스에서의 변동의 일부는 지연시간 변화, 즉 등록된 데이터 서명에서의 시간 분산으로 인한 것이다. 그 결과, 상기의 방법은 주성분을, 양호하게는 좌측으로 및 우측으로 둘다에서 시간 이동시킴으로써 향상될 수 있다. 예를 들어, 3가지 주성분이 공통 심전도 특징을 근사화하기 위해 사용되는 경우, 지연시간 변동에 대응하기 위해 6개의 성분이 더 추가될 수 있다 - 각각의 성 분에 대해 2개씩이 좌측으로 이동되고 우측으로 이동됨 -.Part of the variation in the ECG component database is due to latency changes, ie time variance in registered data signatures. As a result, the method can be improved by time shifting the principal component, preferably both to the left and to the right. For example, if three principal components are used to approximate common ECG characteristics, six more components may be added to counter latency variations-two for each component moved left and right Moved to-.

이 예에서, 구성 계수(construction coefficient)를 계산하기 위해 3개의 주성분 및 6개의 시간 이동된 성분이 사용된다. 최상의 구성 계수가 결정되면, 공통 특징 성분이 구성되고 개개의 서명을 산출하기 위해 원래의 피험자 심전도 서명으로부터 차감된다.In this example, three principal components and six time shifted components are used to calculate the construction coefficients. Once the best composition factor is determined, common feature components are constructed and subtracted from the original subject ECG signature to yield the individual signature.

서명 =

Figure 112007041393584-PCT00005
Signature =
Figure 112007041393584-PCT00005

도 4는 100개 피험자의 풀로부터 추출된 제1의 6개의 가장 유력한 PC 및 제1의 10개의 PC의 데이터 분산의 표현에의 기여를 나타낸 것이다. 도 5는 원래의 심전도 신호 및 3개의 가장 유력한 PC 및 그의 지연시간 이동된 버전의 최적의 조합을 제거함으로써 구성된 그의 각자의 서명을 나타낸 것이다.4 shows the contribution to the representation of data variance of the first six most potent PCs and the first ten PCs extracted from a pool of 100 subjects. 5 shows its respective signature configured by removing the optimal combination of the original ECG signal and the three most potent PCs and their delayed shifted versions.

PCA가 주신호, 2차 변동 및 노이즈 간의 명백한 크기 구별을 갖는 점진적인 유력한 성분 표현을 제공하는 안정적인 알고리즘이지만, 그룹의 심전도를 분해하기 위해 적어도 2개의 대안의 기술이 사용될 수 있다. 제1 대체 실시예에서, 합성 신호를 독립적인 성분(PCA의 직교 성분과 반대임)으로 분해하기 위해 독립적 성분 분석(independent component analysis, ICA)이 사용될 수 있다. 이들 독립적인 성분은 이어서 PCA와 유사한 방식으로 심전도의 모델링 및 재구성에 사용될 수 있다.Although PCA is a stable algorithm that provides a progressively potent component representation with an apparent magnitude distinction between the main signal, secondary variation, and noise, at least two alternative techniques may be used to resolve the group's ECG. In a first alternative embodiment, independent component analysis (ICA) may be used to resolve the synthesized signal into independent components (as opposed to orthogonal components of the PCA). These independent components can then be used for modeling and reconstruction of the ECG in a manner similar to PCA.

제2 대체 실시예에서, 합성 신호를, 웨이블렛이라고 하는 일련의 시간-스케일링된 파형으로 분해하기 위해 웨이블렛 분해(wavelet decomposition; WD)가 사용될 수 있다. WD는 푸리에 분해(연속적인 사인 및 코사인 분해에 기초함)와 달리 일시적인 웨이블렛 파형에 기초한다. 그 결과, 웨이블렛이 심전도 등의 일시적인 신호 성분의 보다 효율적인 기술자(descriptor)라는 점에서, WD가 푸리에 분석보다 이점을 갖는다.In a second alternative embodiment, wavelet decomposition (WD) may be used to decompose the synthesized signal into a series of time-scaled waveforms called wavelets. WD is based on transient wavelet waveforms, unlike Fourier decomposition (based on continuous sine and cosine decomposition). As a result, WD has an advantage over Fourier analysis in that wavelets are more efficient descriptors of transient signal components such as electrocardiograms.

다른 대안으로서 또는 그에 부가하여, 등록된 데이터로부터 계산된 경험적 모델을 사용하기 보다는 오히려 하나 이상의 ECG 성분의 공통 특징에 대해 분석적 모델을 사용하여 공통 특징이 제거될 수 있다As another alternative or in addition, common features may be removed using analytical models for common features of one or more ECG components, rather than using empirical models calculated from registered data.

다른 양호한 실시예에서, 이 데이터베이스는 서브세트내 유사성(intra-subset similarity) 및 서브세트간 상위성(inter-subset disparity)을 향상시키는 방식으로 몇개의 서브세트로 분할된다. 이 실시예는 이어서 서브세트들 중 하나 이상에 대해 별도의 총평균 또는 다른 공통 특징 결정을 계산한다. 이 데이터베이스 분할 자체는 선형 분류기(linear classifier), 베이지안 분류기(Bayesian classifier), 퍼지 분류기(fuzzy classifier), 또는 신경망 등의 표준의 패턴 분류 방식을 사용하여 수행될 수 있다. 대규모 데이터베이스의 경우, 검색 프로세스를 단순화 및 단축시키는 것은 물론 전기-심장 신호들 간의 유사성을 적절히 대표하는 것으로서의 총평균의 유효성을 보증하기 위해 데이터베이스를 서브세트들로 분할하는 것이 유용하다. 이어서, 적절한 서브그룹에서 발견된 공통 특징을 제거함으로써 피험자 서명이 생성될 수 있다.In another preferred embodiment, the database is partitioned into several subsets in a manner that improves intra-subset similarity and inter-subset disparity. This embodiment then calculates a separate total mean or other common feature determination for one or more of the subsets. This database partitioning itself may be performed using standard pattern classification schemes such as linear classifiers, Bayesian classifiers, fuzzy classifiers, or neural networks. For large databases, it is useful to simplify and shorten the retrieval process as well as partition the database into subsets to ensure the validity of the total mean as appropriately representing the similarity between the electro-heart signals. The subject signature can then be generated by removing common features found in the appropriate subgroup.

도 6은 데이터베이스에 참여하는 20명 피험자의 풀(pool)로부터 구성되는 총평균의 일례를 나타낸 것이다.6 shows an example of the total mean constructed from a pool of 20 subjects participating in the database.

도 7은 전기-심장 신호의 10개 예를 나타낸 것이고, 도 8은 데이터베이스에 포함된 모든 피험자에 공통 특징을 제거함으로써 상기의 전기-심장 신호로부터 도출된 전기-생체 템플릿 서명을 나타낸 것이다. 구체적으로는, 도 8의 각각의 서명은 도 7의 대응하는 신호로부터 도 6의 파형을 차감함으로써 얻어진다. 원래의 전기-심장 신호가 아주 유사한 반면, 도출된 전기-생체 서명이 뚜렷이 서로 다르다는 것이 관찰될 것이다. 이들 차이는 E-BioID 시스템의 인식 능력의 기초를 이루는 본질적으로 고유한 전기-심장 상위성을 반영하기 위해 발견된 것이다.FIG. 7 shows ten examples of electro-heart signals, and FIG. 8 shows electro-bio template signatures derived from the electro-heart signals by removing features common to all subjects included in the database. Specifically, each signature of FIG. 8 is obtained by subtracting the waveform of FIG. 6 from the corresponding signal of FIG. It will be observed that while the original electro-heart signal is very similar, the resulting electro-biological signatures are distinctly different. These differences have been found to reflect the inherent inherent electro-heart differences that underlie the recognition capabilities of E-BioID systems.

인식 단계Recognition stage

인식 단계에서, 피험자는 등록 단계와 유사한 방식으로 시스템과 상호작용하지만, 몇초 정도의 더 짧은 기록 시간으로 충분하다.In the recognition phase, the subject interacts with the system in a manner similar to the registration phase, but shorter recording times of a few seconds are sufficient.

양호한 실시예에서, 이 시스템은 확인 절차를 실행하고(폐쇄형 검색), 이 시스템은 획득된 신호를 처리하며, 전체 데이터베이스에서 발견되는, 데이터베이스의 분할된 서브그룹에서 발견되는 또는 분석적 ECG 모델에 의해 제공되는 공통 특징을 제거함으로써 전기-생체 피험자 서명을 형성하고, 맥박수에 따라 서명을 조정하며, 이 조정된 전기-생체 서명을 피험자의 등록된 전기-생체 서명 템플릿과 비교한다.In a preferred embodiment, the system executes a verification procedure (closed search), which processes the acquired signal and is found in a partitioned subgroup of the database or by an analytical ECG model, which is found in the entire database. Eliminating the common features provided forms an electro-biographical subject signature, adjusts the signature according to the pulse rate, and compares the adjusted electro-biological signature with the subject's registered electro-biological signature template.

다른 양호한 실시예에서, 이 시스템은 식별 절차를 실행하고(개방형 검색), 이 시스템은 전체 데이터베이스 또는 데이터베이스의 분할된 서브그룹에 대해 비교 프로세스를 반복하고, 그에 의해 일치하는 신원의 식별을 제공한다.In another preferred embodiment, the system executes an identification procedure (open search), and the system repeats the comparison process for the entire database or for a divided subgroup of databases, thereby providing identification of matching identities.

비교 프로세스Comparison process

양호한 실시예에서, 이 비교는 다음과 같이 전기-생체 서명

Figure 112007041393584-PCT00006
과 전기-생체 서명 템플릿
Figure 112007041393584-PCT00007
간의 상관 계수
Figure 112007041393584-PCT00008
의 계산에 의해 수행된다.In a preferred embodiment, this comparison is an electro-biological signature as follows:
Figure 112007041393584-PCT00006
And electricity-bio sign template
Figure 112007041393584-PCT00007
Correlation coefficient between
Figure 112007041393584-PCT00008
Is performed by the calculation of.

Figure 112007041393584-PCT00009
Figure 112007041393584-PCT00009

이 상관 계수는 그의 원래의 부호를 유지하면서 제곱된다, 즉

Figure 112007041393584-PCT00010
. 대체 실시예에서, 이 비교는 전기-생체 서명들 간의 RMS 오차 등의 다른 유사성 척도에 기초할 수 있다.This correlation coefficient is squared while maintaining its original sign, i.e.
Figure 112007041393584-PCT00010
. In alternative embodiments, this comparison may be based on other similarity measures, such as RMS error between electro-biological signatures.

이 비교는 동작 모드, 즉 폐쇄형 검색 또는 개방형 검색에 따라 하나 또는 몇개의 상관 계수를 산출할 수 있다. 폐쇄형 검색 모드에서, 부호 유지된 상관 계수 제곱

Figure 112007041393584-PCT00011
은 인식 결정을 행하는 데 사용되며, 사전 설정된 임계치보다 큰 값은 긍정적 식별, 즉 일치로서 간주되고, 어느쪽이라고 결정하기 어려운 임계치 근방의 값은 연장된 또는 반복된 기록을 필요로 함을 나타낼 수 있다. 개방형 검색 모드에서, 모든 부호-유지된 상관 계수 제곱 중에서 가장 큰 부호-유지된 상관 계수 제곱은, 가장 높은 계수가 선택된 임계치를 넘는다면, 가장 유망한 피험자 식별을 가져온다.This comparison may yield one or several correlation coefficients depending on the mode of operation, namely closed search or open search. In closed search mode, the signed correlation coefficient squared
Figure 112007041393584-PCT00011
Is used to make a recognition decision, a value greater than a preset threshold is considered as a positive identification, i.e. a match, and a value near the threshold that is difficult to determine which may indicate that an extended or repeated recording is required. . In the open search mode, the largest sign-maintained correlation coefficient square of all sign-maintained correlation coefficient squares results in the most promising subject identification if the highest coefficient exceeds the selected threshold.

사전 설정된 임계치는 요구되는 신뢰 수준으로부터 도출되며, 보다 높은 원하는 신뢰 수준은 더 높은 임계치를 필요로 한다. 일 실시예에서, 0.8보다 큰 부호-유지된 상관값 제곱은 일치를 나타내며, 0.7보다 낮은 값은 불일치를 나타낸다. 따라서, 0.8보다 높은 부호-유지된 상관값 제곱은 진정한 일치로서 간주될 수 있고, 0.7보다 낮은 값은 불일치로서 간주될 수 있다.The preset threshold is derived from the required confidence level, and higher desired confidence levels require higher thresholds. In one embodiment, sign-maintained correlation squares greater than 0.8 indicate a match and values lower than 0.7 indicate a mismatch. Thus, sign-maintained correlation squares higher than 0.8 may be considered as true matches and values lower than 0.7 may be considered as inconsistencies.

도 9의 위쪽 다이어그램은 부호-유지된 상관값 제곱의 산점도(scatter plot)를 나타내며, 0.8 임계치를 점선으로 표시하였다. 일치(원 표시)와 불일치(별 표시) 간의 분명한 구별이 명백하다. 나머지 2개의 다이어그램에서의 히스토그램은 E-BioID 시스템의 강력한 인식 능력을 달리 나타낸 것이며, 여기서 불일치가 0 값(상관 없음(no correlation)) 근방에 집중되어 있는 반면 일치가 1.0 근방에 조밀하게 분포되어 있음(절대 상관(absolute correlation))을 알 수 있다.The upper diagram of FIG. 9 shows a scatter plot of the sign-sustained correlation squared, with a 0.8 threshold indicated by a dotted line. There is a clear distinction between consensus (circle) and disagreement (star). The histograms in the other two diagrams represent the strong recognition capabilities of the E-BioID system, where inconsistencies are concentrated near zero values (no correlation), while matches are densely distributed near 1.0. (Absolute correlation).

대체 실시예에서, 2개 이상의 거리 척도를 사용하는 다중-파라미터 방식(예를 들어, 퍼지 논리 방식) 등의 보다 복잡한 결정 방식이 사용될 수 있으며, 예를 들어 다수의 상관값이 세그먼트화된 데이터 분석으로부터 도출될 수 있다.In alternative embodiments, more complex decision methods, such as multi-parameter methods (eg, fuzzy logic methods) using two or more distance measures, may be used, for example analyzing data in which multiple correlation values are segmented. Can be derived from

양호한 실시예에서, 이 시스템은 신호의 변화가 있을 때 피험자의 데이터베이스 파일에 전기-심장 신호를 추가함으로써 시간에 따라 그의 성능을 향상시킨다. 차후의 인식에서, 이 시스템은 새로 획득된 신호를 처리하고, 맥박수를 계산하며, 전기-생체 피험자 서명을 형성하고, 가장 유사한 맥박수를 갖는 등록된 전기-생체 서명 템플릿을 선택하며, 새로운 전기-생체 서명을 선택된 등록된 전기-생체 서명 템플릿과 비교한다.In a preferred embodiment, the system improves its performance over time by adding an electro-heart signal to the subject's database file when there is a change in the signal. In subsequent recognition, the system processes the newly acquired signal, calculates the pulse rate, forms an electro-bio subject signature, selects a registered electro-bio signature template with the most similar pulse rate, and selects a new electro-bio The signature is compared with the selected registered electro-biological signature template.

다른 양호한 실시예에서, 이 시스템은 등록된 피험자 전기-심장 신호에서의 있을 수 있는 변동을 추적하기 위해 장기간의 시스템 동작 동안에 획득된 신호를 사용하고, 일관된 변화가 일어나는 경우, 등록된 신호는 이들 변화를 반영하기 위해 자동적으로 조정된다. 이 추적 프로세스는 장기간에 걸쳐 전기-심장 신호에서의 점진적인 변화를 보상하지만, 임상적 심장 상태와 관련하여 예상되는 변화와 같 은 빠르고 심한 변화를 보상하지는 않는다. 다른 실시예에서, 이러한 심한 변화는 피험자에게 보고될 수 있으며, 의료 상담을 필요성을 나타낸다.In another preferred embodiment, the system uses the signals acquired during long-term system operation to track possible variations in registered subject electro-heart signals, and if consistent changes occur, the registered signals are subject to these changes. It is adjusted automatically to reflect this. This tracking process compensates for gradual changes in electro-heart signals over long periods of time, but does not compensate for rapid and severe changes such as those expected with respect to clinical heart conditions. In other embodiments, such severe changes may be reported to the subject, indicating a need for medical consultation.

제2 태양:2nd sun:

생체 식별 방법은 식별 임계치의 적절한 결정으로부터 이점이 있다. 식별 임계치는 후보 서명과 등록된 데이터베이스 서명 간의 상관 분석으로부터 도출될 수 있다. 이 임계치는 최적의 식별 성능을 달성하기 위해 경험적 데이터의 분포를 사용하여 결정될 수 있다. 그렇지만, 고정된 임계치는 묵시적으로 결정적 서명(deterministic signature) 및 정상적 노이즈(stationary noise)를 가정하지만, 실제로 서명은 가변적이고 노이즈는 대체로 예측불가능한 외부 영향에 의존한다. 따라서, 제1 태양에 따른 방법을 비롯한 생체 식별 방법은 데이터베이스 및 검사 측정치에서의 신호 및 노이즈 변동에 의해 악영향을 받을 수 있다. 일반적으로, 이것은 일치 및 불일치 둘다에 대해 감소된 상관을 산출하게 된다.Biometric identification methods benefit from the proper determination of an identification threshold. The identification threshold may be derived from a correlation analysis between the candidate signature and the registered database signature. This threshold can be determined using the distribution of empirical data to achieve optimal identification performance. However, the fixed threshold implicitly assumes a deterministic signature and stationary noise, but in practice the signature is variable and the noise relies largely on unpredictable external influences. Thus, biometric identification methods, including the method according to the first aspect, may be adversely affected by signal and noise variations in databases and test measurements. In general, this will result in a reduced correlation for both matches and disagreements.

따라서, 제2 태양에 따르면, 제1 태양에 따른 방법 및 시스템을 비롯한 생체 식별 방법 및 시스템은 신호 변동 및 노이즈 간섭의 영향을 보상할 수 있는 동적 임계치를 사용할 수 있다. 이 태양은 동적인 데이터-의존적인 식별 임계치를 산출한다. 양호한 실시예에서, 동적 임계치는 상관 데이터를 정규화하기 위해 동계적 방식을 사용하여 각각의 식별 시도에서 재계산되며 그에 따라 정량화가능하고 통계적으로 의미있는 식별 임계치의 계산을 가능하게 해준다. 이 임계치는 가변 신호 및 노이즈 조건에 내성이 있음을 보여준다.Thus, according to the second aspect, biometric identification methods and systems, including the method and system according to the first aspect, can use dynamic thresholds that can compensate for the effects of signal variations and noise interference. This aspect yields a dynamic data-dependent identification threshold. In a preferred embodiment, the dynamic threshold is recalculated in each identification attempt using a kinetic approach to normalize the correlation data, thereby allowing the calculation of a quantifiable and statistically significant identification threshold. This threshold shows that it is immune to variable signal and noise conditions.

이 제2 태양에 따른 양호한 방법은 테스트 서명과 일련의 등록된 서명 간의 상관-기반 점수화(correlation-based scoring)에 대한 신뢰 한계(confidence limit)의 결정에 기초한다. 이들 ECG 서명은 경험적으로 결정될 수 있지만, 이들은 또한 합성일 수 있고, 이 경우에 생체 일치 프로세스에서 배경 데이터베이스가 필요하지 않다. 합성 ECG 서명은 PCA-기반 ECG 모델에서 랜덤한 재구성 계수 세트를 사용함으로써 생성될 수 있다. 다른 대안으로서, 재구성 계수 세트는 실제 피험자로부터 도출된 실생활 재구성 계수(real-life reconstruction coefficient)의 분포로부터 추출된 일련의 규칙에 따라 도출될 수 있다.The preferred method according to this second aspect is based on the determination of a confidence limit for correlation-based scoring between a test signature and a series of registered signatures. These ECG signatures can be determined empirically, but they can also be synthetic, in which case no background database is needed in the biomatch process. The synthetic ECG signature can be generated by using a random set of reconstruction coefficients in the PCA-based ECG model. As another alternative, the set of reconstruction coefficients may be derived according to a set of rules extracted from the distribution of real-life reconstruction coefficients derived from real subjects.

여하튼, 신뢰 한계는, 주어진 통계 신뢰도로, 문제의 값에 대한 상한 및 하한을 기술한다. 양측 한계(two-tailed limit)는 상부 경계(upper bound) 및 하부 경계(lower bound) 둘다를 기술하는 반면, 단측 한계(one-tailed limit)는, 변수의 값에 대한 하한 또는 상한이 없다는 것을 알고서, 단지 상부 한계(upper cutoff) 또는 하부 한계(lower cutoff)만을 기술한다. 고려 중인 변수가 각각의 통계적 방법에 적절한 어떤 통계적 기준을 만족하는 경우, 신뢰 한계는 통계적으로 몇가지 서로 다른 방식으로 결정될 수 있다.In any case, the confidence limit describes the upper and lower bounds on the value of the problem, given the statistical confidence. The two-tailed limit describes both the upper and lower bounds, while the one-tailed limit knows that there is no lower or upper limit to the value of the variable. Only the upper cutoff or the lower cutoff is described. If the variable under consideration satisfies some statistical criterion appropriate for each statistical method, the confidence limits can be determined statistically in several different ways.

대부분의 통계적 방법은 정규 분포 변수의 값에 의존한다, 즉 종-모양의 가우스 분포를 따른다. 정규 분포 변수는 통계적으로 잘 특징지워지며, 그의 통계적 한계는 변수 평균 및 변동에 기초하여 간단한 방식으로 결정될 수 있다.Most statistical methods rely on the values of normal distribution variables, ie, follow a species-shaped Gaussian distribution. Normal distribution variables are well characterized statistically, and their statistical limits can be determined in a simple manner based on the mean and the variation of the variables.

변수가 정규 분포되어 있지 않은 경우, 원래의 변수를 정규 분포되어지는 새로운 변수로 변환하기 위해 정규화 변환(normalizing transformation)이 사용될 수 있으며, 따라서 신뢰 한계를 결정하는 데 사용될 수 있다. 통계적 고려사항을 사 용하여 또는 충분히 큰 데이터세트의 경험적 검사에 의해 적절한 수학적 변환이 결정될 수 있다. 신뢰 한계를 원래의 변수로 표현하기 위해, 역변환(back-transformation)도 요구된다.If the variable is not normally distributed, a normalizing transformation can be used to convert the original variable into a new variable that is normally distributed, and thus can be used to determine the confidence limit. The appropriate mathematical transformation can be determined using statistical considerations or by empirical examination of a sufficiently large dataset. In order to express the confidence limits as original variables, back-transformation is also required.

일치 절차(matching procedure)에 대해 신호 교차-상관 분석이 사용될 수 있다. 값은 -1[절대 부정 상관(absolute negative correlation)]부터 0(상관 없음)을 거쳐 +1[절대 긍정 상관(absolute positive correlation)]까지의 범위에 있다. 일반적으로, 상당히 긍정적인 상관은 거의 확실한 진정한 식별(probable true identification)을 나타내고, 따라서 동적 식별 임계치를 기술하는 데 상부 신뢰 한계가 사용되어야만 한다.Signal cross-correlation analysis can be used for a matching procedure. Values range from -1 [absolute negative correlation] to 0 (no correlation) through +1 [absolute positive correlation]. In general, a fairly positive correlation represents almost probable true identification, so the upper confidence limit should be used to describe the dynamic identification threshold.

정의에 의해, 상관은 유계 변수(bounded variable)이며, 따라서 정규 분포되어 있지 않다. 상관 분포를 정규화하여 상부 신뢰 한계의 결정을 가능하게 해주기 위해 수학적 변환이 필요하다. 다른 대안으로서, 이러한 변환에 의존하지 않는 경험적 기술이 사용될 수 있다.By definition, the correlation is a bounded variable and therefore not normally distributed. Mathematical transformations are needed to normalize the correlation distribution to enable determination of upper confidence limits. As another alternative, empirical techniques that do not rely on this transformation can be used.

이하에 보다 상세히 기술되는 양호한 방법은 상관 분석에 특히 적합한다. 이는 상관을 정규 분포 변수로 변환하는 피셔 Z 변환(Fisher Z transformation)에 기초한다. The preferred method described in more detail below is particularly suitable for correlation analysis. It is based on the Fisher Z transformation that transforms the correlation into a normal distribution variable.

다른 방법은 상관 제곱을 사용할 수 있다. 원시 상관(raw correlation)이 가법적(additive)이지 않기 때문에, 상관의 평균 또는 다른 통계 함수가 통계적 의미를 갖지 않는다. 상관 제곱은 가법적이지만, 이들도 역시 정규 분포되어 있지 않으며, 따라서 부가적인 변환이 필요하게 된다. 상관의 전처리가 그의 변수의 분 포를 변화시키는 경우, 이들 변화에 대응하기 위해 부가의 변환이 필요할 수 있다. 이들 부가의 변환은 로그, 제곱, 제곱근, 및 초월 함수를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.Another method may use correlation squares. Since raw correlation is not additive, the mean or other statistical function of the correlation has no statistical significance. Correlation squares are additive, but they are also not normally distributed, thus requiring additional transformations. If the preprocessing of the correlation changes the distribution of its variables, additional transformations may be needed to counter these changes. These additional transformations include, but are not limited to, logarithmic, square, square root, and transcendental functions.

또 다른 방법은 어느 정도의 선험적 테스트(prior empirical testing)를 필요로 하며, 많은 수의 후보가 대규모 데이터베이스에 상관되는 경우에 양호하다. 식별 오류의 가능성이 이 데이터베이스의 검사에 의해 직접 결정되어지거나, 적절한 변환이 경험적으로 결정될 수 있다. 그렇지만, 이 방법이 동적이지 않고 실제 테스트 이전에 수행되어야만 하기 때문에, 테스트 조건의 효과가 용이하게 보상될 수 없고, 노이즈의 영향에 대한 수학적 모델의 개발을 필요로 한다.Another method requires some prior empirical testing, which is good if a large number of candidates are correlated to a large database. The likelihood of identification errors can be determined directly by inspection of this database, or an appropriate conversion can be determined empirically. However, since this method is not dynamic and must be performed before the actual test, the effects of the test conditions cannot be easily compensated for and require the development of a mathematical model for the effects of noise.

이 제2 태양에 따른 양호한 방법, 즉 피셔-변환 방법은 보다 거의 정규 분포되어 있는 점수의 분포를 얻기 위해 후보 서명과 등록된 서명 간의 상관의 변환을 필요로 한다. 상기한 바와 같이, 파라미터 신뢰 한계를 도출하기 위해 정규성(normality)의 가정을 만족시키는 데이터가 사용될 수 있다.The preferred method according to this second aspect, the Fischer-transformation method, requires a transformation of the correlation between the candidate signature and the registered signature to obtain a distribution of scores that are more or less normally distributed. As noted above, data that satisfies the assumption of normality may be used to derive the parameter confidence limit.

피셔 Z 변환은 상관을 정규화하도록 설계되어 있다. 이 변환은 다음과 같이 표현될 수 있다.The Fischer Z transform is designed to normalize the correlation. This transformation can be expressed as

Zf = arctanh (r)Z f = arctanh (r)

여기서, Zf는 변환된 값이고, arctanh는 쌍곡선 아크탄젠트 함수(hyperbolic arc tangent function)이며, r은 상관이다. arctanh는 라디안으로 표현되어야만 한다.Where Z f is a transformed value, arctanh is a hyperbolic arc tangent function, and r is a correlation. arctanh must be expressed in radians.

모든 상관이 변환되면, 후보 상관을 제외한 모든 변환된 상관의 평균 및 모든 변환된 상관의 표준 편차를 구하고 이하의 것을 계산함으로써, 변환된 점수에 대한 단측 신뢰 한계(one-tailed confidence limit)가 결정될 수 있다.Once all correlations have been transformed, the one-tailed confidence limit for the transformed score can be determined by obtaining the mean of all transformed correlations except the candidate correlations and the standard deviation of all transformed correlations and calculating the following: have.

신뢰 한계 = tanh(Zf mean + z * sdzf)Confidence bound = tanh (Z f mean + z * sd zf )

여기서, z는 정규 분포 'z 점수'이고, zf mean은 데이터베이스와의 변환된 상관의 평균이며, sdzf는 데이터베이스와의 변환된 상관의 표준 편차이다.Here, z is the normal distribution 'z score', z f mean is the mean of transformed correlations with the database, zf sd is the standard deviation of the transformed correlations with the database.

여기서의 소문자 z는 한계(cut-off)에 대한 원하는 신뢰도에 기초하여 도출되는 정규 분포 z-점수의 값을 말한다. 이러한 점수의 표가 도 10에 제공되어 있다.Lowercase z here refers to the value of a normal distribution z-score derived based on the desired confidence in the cut-off. A table of these scores is provided in FIG. 10.

도 10의 표에서, 표준 편차는 적절한 z-점수와 곱해지고, 평균에 가산되며, 전체 양은 쌍곡선 탄젠트를 구함으로써 상관으로 역변환된다.In the table of FIG. 10, the standard deviation is multiplied by the appropriate z-score, added to the mean, and the total amount is inversely transformed into a correlation by obtaining the hyperbolic tangent.

예를 들어, 1.65의 z 점수를 사용하여 95% 신뢰 한계가 결정될 수 있다. 따라서, 변환된 값의 평균이 0.05이고 표준 편차가 0.25인 경우, 95% 신뢰 한계는 0.72이다. 즉, 0.72를 넘는 상관값은 5% 미만으로 우연히 일어날 뿐이다.For example, a 95% confidence limit can be determined using a z score of 1.65. Thus, if the mean of the transformed values is 0.05 and the standard deviation is 0.25, the 95% confidence limit is 0.72. That is, correlation values above 0.72 only happen by chance at less than 5%.

임의의 특정의 후보 식별이 우연적 기회(random chance)로 인한 것일 확률을 결정하기 위해 역의 절차가 사용된다. z-점수에 대해 풀면,The reverse procedure is used to determine the probability that any particular candidate identification is due to random chance. Solve for z-score,

z = (Zfc - Zf mean) / sdzf z = (Z fc -Z f mean ) / sd zf

여기서, z는 정규 분포 'z 점수'이고, zfc는 변환된 후보 상관이며, zf mean은 데이터베이스와의 변환된 상관의 평균이며, sdzf는 데이터베이스와의 변환된 상관의 표준 편차이다.Where z is the normal distribution 'z score' , z fc is the transformed candidate correlation, z f mean is the mean of the transformed correlation with the database, and sd zf is the standard deviation of the transformed correlation with the database.

그 결과 얻어지는 z-점수는 누적 정규 분포(cumulative normal distribution)의 표를 참조함으로써 또한, 필요한 경우, 보간에 의해 단측 확률값(1-tailed probability value)으로 변환될 수 있다. 예를 들어, 상기한 축약된 표를 참조하면, 1.80의 z-점수는 후보가 우연히 아주 높게 상관될 3,75% 확률을 암시한다.The resulting z-score can be converted to a one-tailed probability value by interpolation, if necessary, also by referring to a table of cumulative normal distributions. For example, referring to the abbreviated table above, a z-score of 1.80 implies a 3,75% probability that the candidate will be accidentally highly correlated.

상기한 바와 같이, 등록된 서명에서 또는 후보 서명에서의 노이즈가 랜덤한 경우, 이는 후보값과의 전체적인 상관을 감소시킨다. 진정한 식별이 존재하는 경우, 그 식별은 따라서 후보와의 더 낮은 상관을 갖는다. 유의할 점은 원시 값이 감소함에 따라 원시 상관의 변동성이 증가한다는 것이며, 그 이유는 높은 원시 상관이 1의 최대 상관의 천정 효과로 인해 덜 가변적이고 이것이 변환에 의해 보상되기 때문이다. 따라서, 원하는 확실성을 갖는 동적 임계치가 상기한 방법들을 사용하여 각각의 식별 시도에서 재계산될 수 있다. 중요한 것은, 전체적인 랜덤 노이즈가 여전히 모든 상관을 0쪽으로 몰고가며 전체적인 진정한 변동성(true variability)을 감소시키는 경향이 있고, 그에 따라 신뢰 한계를 떨어뜨리지만, 신호대 잡음비가 어떤 한계 아래로 떨어지지 않는 한 진정한 일치(true match)가 계속하여 의미있다는 것이다.As mentioned above, if the noise in the registered signature or in the candidate signature is random, this reduces the overall correlation with the candidate value. If there is a true identification, that identification thus has a lower correlation with the candidate. Note that the variability of the primitive correlation increases as the primitive value decreases because the high primitive correlation is less variable due to the ceiling effect of the maximum correlation of 1 and this is compensated by the transform. Thus, a dynamic threshold with the desired certainty can be recalculated at each identification attempt using the methods described above. Importantly, overall random noise still tends to push all correlations to zero, reducing the overall true variability, thus lowering the confidence limit, but true matching unless the signal-to-noise ratio falls below some limit. (true match) is still meaningful.

제2 태양의 이하의 예는 38-피험자 데이터페이스에 기초한다. 모든 피험자 는 건강한 개체이고, 자원하여 이 연구에 참여하고 있다.The following example of the second aspect is based on the 38-subject data base. All subjects are healthy individuals and volunteer to participate in this study.

예 1: 상관의 정규화Example 1: Normalization of correlation

데이터베이스에서의 모든 쌍을 상관시킴으로써 일련의 703개 교차 상관이 획득되었다. 원시의 z-변환된 상관 분포가 도 11에 제공되어 있다. 원시 상관이 정규 분포되어 있지 않은 반면(상부), 변환된 상관은 거의 정규 분포를 나타내는 것처럼 보인다(하부).By correlating all pairs in the database, a series of 703 cross correlations were obtained. The raw z-transformed correlation distribution is provided in FIG. 11. While the primitive correlations are not normally distributed (upper), the transformed correlations appear to represent nearly normal distributions (lower).

예 2: 성능Example 2: performance

38개 등록된 서명 및 38개 테스트 서명을 사용하여 생체 식별 방법이 구현되었다. 도 12는 FAR 및 FRR 성능 곡선을 정적 임계치의 함수로서 나타낸 것이고, 도 13은 성능 곡선을 동적 임계치의 함수로서 나타낸 것이다. 명백하게도, 동적 임계치는 상당히 우수한 결과를 제공한다(예를 들어, EERStatic = 3%, EERDynamic = 0%).A biometric identification method was implemented using 38 registered signatures and 38 test signatures. 12 shows the FAR and FRR performance curves as a function of the static threshold, and FIG. 13 shows the performance curves as a function of the dynamic threshold. Clearly, the dynamic threshold gives a fairly good result (e.g., EER Static = 3%, EER Dynamic = 0%).

제3 태양:3rd sun:

상기한 바와 같이, 동적 식별 임계치는 데이터-구동 임계치이며, 신뢰 한계를 확정하고 식별 프로세스의 통계적 유의성(statistical significance)을 구체화하기 위해, 양호하게는 각각의 식별 세션에서 재계산된다. 그렇지만, 전체적인 점수는 배경 노이즈로 인한 신호 품질의 저하에 따라 여전히 감소하며, 동적 임계치를 떨어뜨리고 그에 의해 식별 신뢰를 감소시킨다. 이 문제는 고성능 인식을 용이하게 해주기 위해 등록 단계 및 식별 단계 둘다에서의 신호 품질의 평가를 요구한 다.As noted above, the dynamic identification threshold is a data-driven threshold and is preferably recalculated in each identification session to establish a confidence limit and to specify the statistical significance of the identification process. However, the overall score still decreases with deterioration of signal quality due to background noise, lowering the dynamic threshold and thereby reducing identification confidence. This problem requires evaluation of the signal quality at both the registration and identification stages to facilitate high performance recognition.

제3 태양은 Q 값(일종의 신호 품질 지수)의 계산에 의해 이 문제를 해결한다. 신호 품질 지수 Q는 ECG 서명의 품질에 대한 정량적 기술이다. 이는, 그의 신호 평균 ECG를 참조하여 도출되는, 2개 이상의 ECG군에서의 랜덤 오차의 분석에 기초한다.The third aspect solves this problem by calculating the Q value (a kind of signal quality index). Signal quality index Q is a quantitative description of the quality of an ECG signature. This is based on the analysis of the random error in two or more ECG groups, derived with reference to its signal average ECG.

Q 값은 등록 및 식별 단계 동안에 신호 품질을 확인하기 위해 사용될 수 있으며, 이는 적절한 시스템 성능을 보장해준다. Q 인자가 미리 정의된 임계치(그 자체는 원하는 식별 신뢰 수준에 기초함)에 의해 요구되는 것보다 낮은 경우, 신뢰 요구사항이 만족될 때까지 측정이 연장되거나 반복될 수 있다.The Q value can be used to verify signal quality during the registration and identification phase, which ensures proper system performance. If the Q factor is lower than required by the predefined threshold (which itself is based on the desired level of identification confidence), the measurement can be extended or repeated until the confidence requirement is met.

한가지 양호한 방법은 일련의 단계에서 Q를 도출한다.One preferred method is to derive Q in a series of steps.

(1) 입력 ECG 신호는 종래의 파 형태 특징(wave morphology feature)(예를 들어, P, Q-R-S, T 요소)으로 이루어진 ECG군으로 세그먼트화된다.(1) The input ECG signal is segmented into ECG groups consisting of conventional wave morphology features (e.g., P, Q-R-S, T elements).

(2) ECG군은 R파 피크에 대해 정렬("시간 동기")된다.(2) The ECG group is aligned (“time synchronized”) with respect to the R wave peak.

(3) 정렬된 ECG군으로부터 평균 ECG가 도출된다. 양호한 방법은 산술 평균을 구하는 것이지만, 조화 평균, 기하 평균, 가중 평균, 또는 메디안 등의 다른 방법이 이용될 수 있다. 다른 대안들은 주성분 분석 등의 다른 방법에 의해 원래의 신호를 변환하는 것을 포함한다.(3) The average ECG is derived from the aligned ECG group. The preferred method is to find the arithmetic mean, but other methods such as harmonic mean, geometric mean, weighted mean, or median may be used. Other alternatives include converting the original signal by other methods such as principal component analysis.

(4) 각각의 원래의 ECG군은, 평균 ECG에 대해 어떤 차이가 도출되도록, 평균 ECG에 대해 처리된다. 양호한 방법은 차감, 즉 원래의 ECG - 평균 ECG를 수행하는 것이지만, 다른 방법(예를 들어, 원래의 ECG를 평균 ECG로 나누는 것)이 이용될 수 있다. 평균 ECG가 피험자의 ECG의 안정적인 진정한 표현인 경우, 그 결과 얻어지는 차이는 각각의 개개의 ECG군에서의 본질적인 노이즈(ECG 노이즈)의 표현이다.(4) Each original ECG group is processed for the average ECG so that some difference is derived for the average ECG. The preferred method is to perform the subtraction, ie, the original ECG minus the mean ECG, but other methods (eg, dividing the original ECG by the average ECG) can be used. If the mean ECG is a stable true representation of the subject's ECG, the resulting difference is a representation of the intrinsic noise (ECG noise) in each individual ECG group.

(5) 변동성의 척도를 도출하기 위해 각각의 ECG 노이즈군(ECG noise complex)에 걸쳐 시간상 대응하는 각각의 샘플점이 함께 처리된다. 가장 양호한 방법은 분산을 결정하는 것이다. 이용될 수 있는 다른 척도는 표준 편차 또는 변동 범위(range)를 포함한다.(5) The corresponding sample points in time are processed together over each ECG noise complex to derive a measure of variability. The best way is to determine the variance. Other measures that can be used include standard deviations or ranges of variation.

(6) 이들 변동성 척도의 평균이 구해진다. 가장 양호한 방법은 산술 평균을 구하는 것이다. 다른 방법은 변환(예를 들어, 로그) 후에 평균을 구하는 것 또는 대안의 평균(기하 평균, 조화 평균, 메디안)을 구하는 것을 포함할 수 있다. 최대값 등의 다른 약식 점수(summary score)도 이용될 수 있다.(6) The average of these variability measures is obtained. The best way is to find the arithmetic mean. Alternative methods may include finding an average after the transformation (eg, log) or alternative means (geometric mean, harmonic mean, median). Other summary scores such as maximum values may also be used.

유의할 점은 신호가 분석 이전에 정규화될 수 있고, 평균 그 자체가 Q 지수로서 이용될 수 있다는 것이며, 그 이유는 평균이 SNR에 직접 관계되어 있기 때문이다. 다른 대안으로서, 평균을 원하는 최소값, 최대값 및 선형성 특성을 갖는 지소로 변환하기 위해 평균에 여러가지 다른 스케일링 변환이 적용될 수 있다.Note that the signal can be normalized prior to analysis, and the mean itself can be used as the Q index, because the mean is directly related to the SNR. Alternatively, various other scaling transformations can be applied to the mean to convert the mean to a branch with the desired minimum, maximum, and linearity characteristics.

제3 태양에 따른 예 1: Q(신호 품질) 대 Example 1: According to the third aspect Q (signal quality) vs. NSRNSR (( 노이즈noise 대 신호비) Signal ratio)

X가 ECG 데이터 행렬을 나타내는 경우, 하나의 ECG군을 나타내는 각각의 행은 xi(n)으로 표시될 수 있고, 여기서 i는 ECG군의 지수이고, n은 이산 시간 단위를 나타낸다. 모든 ECG군의 평균은

Figure 112007041393584-PCT00012
으로 표시된다. 시간 n에서의 모든 점에 대해, 오차항
Figure 112007041393584-PCT00013
Figure 112007041393584-PCT00014
을 계산하고, 그의 분산은
Figure 112007041393584-PCT00015
으로 표시 한다. 변동성의 평균을 0 내지 1 범위로 변환하는 양호한 스케일링 변환은 다음과 같이 정의된다.When X represents an ECG data matrix, each row representing one ECG group can be represented by x i (n), where i is the exponent of the ECG group and n represents discrete time units. The average of all ECG groups is
Figure 112007041393584-PCT00012
Is displayed. For all points at time n, error term
Figure 112007041393584-PCT00013
Figure 112007041393584-PCT00014
, And its variance is
Figure 112007041393584-PCT00015
Marked with. A good scaling transform that transforms the average of variability into the range 0-1 is defined as follows.

Figure 112007041393584-PCT00016
Figure 112007041393584-PCT00016

도 14에 나타낸 시뮬레이션은 신호 대 노이즈 레벨을 평가하기 위해 상기 Q 인자를 사용하는 것의 유용성을 보여준다. 이 시뮬레이션은 증가하는 레벨의 가우스 백색 잡음이 신호에 부가된 상태에서 실생활 ECG 기록을 사용한다. 도 14는 Q 값을 노이즈 대 신호비(NSR)의 함수로서 제공한다. Q가 그의 고평부(plateau)로부터 감소하기 시작하면, ECG 정렬 절차가 중단될 때까지(NSR ~ -35dB, Q ~ 0.2), Q는 NSR의 증가에 따라 단조적으로 감소한다는 것을 알 수 있다.The simulation shown in FIG. 14 shows the usefulness of using the Q factor to evaluate signal to noise level. This simulation uses real-life ECG recording with increasing levels of Gaussian white noise added to the signal. 14 provides the Q value as a function of noise to signal ratio (NSR). If Q begins to decrease from its plateau, it can be seen that Q decreases monotonically with increasing NSR until the ECG alignment procedure is stopped (NSR -35 dB, Q-0.2).

제3 태양에 따른 예 2: 신호 품질의 함수로서의 점수Example 2: Score as a Function of Signal Quality According to Third Aspect

이론적으로, 일치 점수가 1에 가까운 것은 긍정적 일치를 나타내는 반면, 불일치 점수는 상관이 전혀 없음을 나타내는 0인 경향이 있어야 한다. 그렇지만, 실제로, 진정한 일치 점수(true match score)는 ECG 서명에서의 일시적인 변동에 의해 영향을 받으며, 배경 노이즈로부터 더 크게 영향을 받는다. 따라서, 단시간의 높은 점수의 식별을 위해서는 더 높은 신호 품질이 요구된다. 고품질 신호가 일치 점수에 관한 상부 경계를 증가시키지만 심장 서명 변동성에 의존하는 하부 경계에는 영향을 주지 않는다는 것을 잘 알 것이다. 도 15 및 도 16에 나타낸 예는, 38명 피험자의 데이터베이스에 기초한, 신호 품질의 함수로서의 점수 분포를 보여주고 있다. 도 15은 각각 5초의 짧은 데이터 세그먼트를 나타낸 것이다. 이와 반대 로, 도 16는 각각 20초의 보다 긴 세그먼트를 나타낸 것이다(도 16). 명백하게도, 보다 긴 세그먼트의 경우, 노이즈의 영향은 어느 정도 보상되고, 점수 분포는 평탄화된다.In theory, a match score close to 1 would indicate a positive match, while a mismatch score should tend to be 0, indicating no correlation at all. In practice, however, the true match score is affected by transient variations in the ECG signature and more heavily from background noise. Therefore, higher signal quality is required for short time high score identification. It will be appreciated that a high quality signal increases the upper boundary with respect to the coincidence score but does not affect the lower boundary, which depends on cardiac signature variability. 15 and 16 show the distribution of scores as a function of signal quality, based on a database of 38 subjects. 15 shows short data segments of 5 seconds each. In contrast, Figure 16 shows a longer segment of 20 seconds each (Figure 16). Obviously, for longer segments, the effect of noise is compensated to some extent and the score distribution is flattened.

제3 태양에 따른 예 3: 신호 품질 및 기록 기간Example 3: Signal quality and recording period according to the third aspect

신호 품질은 Q 파라미터를 사용하여 정량화될 수 있다. 보다 작은 Q값에 있어서, Q가 ECG 정렬 프로세스가 중단되는 어떤 한계 아래로 떨어지지 않는 한, 어떤 레벨의 통계적 유의성을 유지하기 위해 보다 긴 기록이 필요하다. 도 17 및 도 18은 주어진 Q 값에 대한 기록 길이의 함수로서의 식별 점수의 증가를 나타낸 것이다.Signal quality can be quantified using Q parameters. For smaller Q values, longer recordings are needed to maintain some level of statistical significance, unless Q falls below some limit at which the ECG alignment process is interrupted. 17 and 18 show an increase in the identification score as a function of the record length for a given Q value.

따라서, 이 제3 태양에 따르면, 본 명세서에 개시된 방법 및 시스템은 Q-인자 또는 다른 척도를 사용하여 신호 품질을 계산할 수 있고 시스템으로 하여금 감소된 노이즈를 갖는 샘플을 탐색하게 하거나 Q-인자 또는 다른 신호 품질 척도 및 원하는 식별 신뢰도에 기초하여 보다 긴 샘플을 취하게 할 수 있다.Thus, according to this third aspect, the methods and systems disclosed herein can calculate signal quality using Q-factors or other measures and allow the system to search for samples with reduced noise or to Q-factor or other Longer samples can be taken based on signal quality measures and desired identification reliability.

제4 태양:4th sun:

제4 태양에 따르면, 본 명세서에 개시된 방법 및 시스템은 저장된 서명을 암호화할 수 있다. 이 안전 특징은, 본 명세서에서의 여러가지 방법 및 시스템이 일반적으로 원시 ECG 데이터가 아니라 저장된 서명에 대해 동작을 함에도 불구하고, 데이터베이스 내의 데이터의 오용을 방지하도록 설계되어 있다. 따라서, 서명 자체를 암호화함으로써 부가된 보안 계층이 이용될 수 있다. 그를 위해, 신용 카드 데이터에 대해 사용되는 PKI(공개키 기반구조) 기술을 비롯한 다양한 스크램블링 기술이 사용될 수 있다. 이 제4 태양은 등록된 피험자의 데이터의 부적절한 사용이 더 어렵도록 만드는데, 그 이유는 허가되지 않은 사람이 서명을 암호화해야만 하고 여전히 그 서명을 원시 데이터 신호로 다시 변환해야만 하기 때문이며, 이는 어느 공통 특징이 원시 데이터로부터 제거되었는지를 알지 않고서는 불가능한 일이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 시스템 및 방법의 한가지 이점은 이들이 누군가 저장된 정보를 오용하는 것을 극도로 어렵게 만든다는 것이다.According to a fourth aspect, the methods and systems disclosed herein can encrypt a stored signature. This safety feature is designed to prevent misuse of the data in the database, although the various methods and systems herein generally operate on stored signatures rather than raw ECG data. Thus, an added layer of security can be used by encrypting the signature itself. For that purpose, various scrambling techniques can be used, including the public key infrastructure (PKI) technique used for credit card data. This fourth aspect makes it more difficult for an improper use of the data of a registered subject because an unauthorized person must encrypt the signature and still convert the signature back to a raw data signal, which is a common feature. This is impossible without knowing whether it was removed from this raw data. Thus, one advantage of the systems and methods disclosed herein is that they make it extremely difficult for anyone to misuse stored information.

제5 태양:5th sun:

생체 식별 시스템은 일반적으로 등록 사기(enrollment fraud)에 취약하다. 이 제5 태양에 따른 시스템 및 방법은 데이터베이스에 등록한 유전적으로 관련된 개체로부터의 ECG 데이터를 사용함으로써 이 문제를 해결한다. 직계 가족 구성원은 종종 공통 특징을 공유하는 ECG를 갖는다. 피험자의 서명을 일반 개체군과 및/또는 그와 관계있는 것으로 알려져 있는 그 등록자들과 비교함으로써, 이 시스템은 피험자가 알려진 바대로의 그 사람인지 여부를 확실하게 판정할 수 있다. 이 기술은 사진 식별 및/또는 지문 일치 등의 종래의 방법을 통하여 개체의 신원을 확인하는 것에 부가하여 사용될 수 있다. 그렇지만, 비유클리드적(non-Euclidian)이고 유사성에 기초한 클러스터링에 적합하지 않은 이들 방법과는 달리, 이 기술은 등록자의 ECG 서명에 기초한 유전적 관계의 확률을 결정함으로써 등록 프로세스의 임의의 단계에서 사기를 판정할 수 있다.Biometric identification systems are generally vulnerable to enrollment fraud. The system and method according to this fifth aspect solve this problem by using ECG data from genetically related entities registered in a database. Immediate family members often have ECGs that share common characteristics. By comparing the subject's signature with the general population and / or its registrants known to be associated with it, the system can reliably determine whether the subject is that person as known. This technique can be used in addition to identifying the subject's identity through conventional methods such as photo identification and / or fingerprint matching. However, unlike those methods that are non-Euclidian and not suitable for similarity-based clustering, this technique is fraudulent at any stage of the registration process by determining the probability of a genetic relationship based on the registrant's ECG signature. Can be determined.

제6 태양:6th sun:

본 명세서에 기술된 시스템 및 방법은 또한 ECG를 측정하는 데 초고임피던스 프로브(ultra-high impedance probe)를 사용할 수 있다. ECG 기반 생체 식별 시스템에 있어서 신뢰성 및 사용 용이성이 중요하기 때문에, ECG를 단일점에서 또는 심지어 피험자와 접촉하지 않고 측정하는 것이 유익하다. 전기 전위 프로브는 본 명세서에 기술된 방법 및 시스템을 비롯한 생체 인식 방법 및 시스템에서 생체 식별에 대한 신뢰성 및 사용 용이성을 향상시키는 동작을 할 수 있다. 초고임피던스 프로브는 다양한 형태로 있다. 예를 들어, Harland 등의 Electric potential probes - new directions in the remote sensing of the human body(전기 전위 프로브 - 사람 신체의 원격 감지에서의 새로운 방향), Meas. Sci. Technol. 13(2002년) 163-169페이지를 참조하기 바란다. 이 태양에 따른 초고입력 임피던스 프로브는 양호하게는 초저노이즈 특성(ultra-low noise characteristic)을 가지며, 동작하기 위해 전류 전도성 경로를 필요로 하지 않는다. 그 결과, 이 프로브는 전문가 시스템 오퍼레이터의 도움없이 비전문가에 의해 사용될 때조차도 상기한 방법 및 시스템에서 잘 동작한다. 따라서, 이들 프로브는, 개체가 정장 차림으로 스캐너(금속 검출기와 유사함)를 통과할 때 ECG 신호를 획득하는 등에 의해, 공항-기반 생체 식별 시스템에서 사용될 수 있다. 이와 마찬가지로, ATM 또는 게임 기계에서와 같이, 개체의 손가락 끝으로부터 ECG를 수집하기 위해 단일의 프로브가 사용될 수 있다. 단일의 프로브 접점의 사용은 피험자에게 더 많은 이동 자유를 제공하고 피험자가 식별 및 등록 방식에 따르는 것을 보다 쉽도록 해준다. 이것은, 특히 본 명세서에 기술된 생체 식별 시스템이 피험자의 기계 조작을 통제하는 데 사용될 때, 특히 기계(예를 들어, 총기 또는 차량)가 동작하기 위해 물리적 접촉을 필요로 할 때 유용하다. 이 태양에 따른 단일 프로브 및 원격 프로브 ECG 포착 시스템은 신체 노이즈 및 EMG를 감소시키기 위한 노이즈 감소 전략에 의해 보완될 수 있다.The systems and methods described herein can also use ultra-high impedance probes to measure ECG. Because reliability and ease of use are important for ECG-based biometric identification systems, it is beneficial to measure ECG at a single point or even without contacting the subject. Electrical potential probes may operate to improve reliability and ease of use for biometric identification in biometric methods and systems, including the methods and systems described herein. Ultra high impedance probes come in a variety of forms. For example, Electric potential probes-new directions in the remote sensing of the human body, Harland et al., Meas. Sci. Technol. 13 (2002), pages 163-169. Ultra-high input impedance probes according to this aspect preferably have an ultra-low noise characteristic and do not require a current conducting path to operate. As a result, this probe works well with the methods and systems described above even when used by non-experts without the assistance of expert system operators. Thus, these probes can be used in airport-based biometric identification systems, such as by acquiring ECG signals when an individual passes through a scanner (similar to a metal detector) in a suit. Similarly, a single probe can be used to collect ECG from the fingertips of the object, such as in an ATM or game machine. The use of a single probe contact gives the subject more freedom of movement and makes it easier for the subject to follow the identification and registration scheme. This is particularly useful when the biometric identification system described herein is used to control a subject's machine operation, especially when the machine (eg, a firearm or a vehicle) requires physical contact to operate. The single probe and remote probe ECG capture system according to this aspect can be complemented by a noise reduction strategy to reduce body noise and EMG.

제7 태양:7th sun:

제7 태양에 따르면, 생체 식별 방법 및 시스템은 피험자에 대한 일치 점수(피험자의 서명을 데이터베이스 등록자의 서명과 비교함으로써 생성됨)를 복수의 등록자의 일치 점수(등록자의 서명을 데이터베이스 등록자의 서명과 비교함으로써 생성됨)와 상관시킬 수 있다. 따라서, 피험자의 상관된 일치 점수의 분포를 분석하기보다는, 이 식별 기술은 피험자의 일치 점수 및 등록자의 일치 점수의 상관의 분포를 분석한다. 제5 태양에서와 같이, 이 태양에 따른 방법 및 시스템은 관련된 개체를 식별하는 데 유용하다. 이러한 이유는 일군의 등록자와 관계가 있는 개체가 등록자들과 관계가 없는 개체에 대한 일치 점수의 가우스 분포보다 실질적으로 더 높은 메디안을 갖는 일치 점수의 가우스 분포를 가지기 때문이다. 따라서, 일치 점수의 분포를 검사함으로써, 피험자의 등록자들과의 유전적 관계의 확률이 확인될 수 있다.According to a seventh aspect, a biometric identification method and system is provided by comparing a match score for a subject (generated by comparing a subject's signature with a database registrant's signature) to a plurality of registrant's match scores (compare the registrant's signature with a database registrant's signature). Generated). Thus, rather than analyzing the distribution of the subject's correlated match scores, this identification technique analyzes the distribution of the correlation of the subject's match scores and the registrant's match scores. As in the fifth aspect, methods and systems according to this aspect are useful for identifying related entities. This is because individuals with a group of registrants have a Gaussian distribution of match scores with a median that is substantially higher than the Gaussian distribution of match scores for individuals not associated with the registrants. Thus, by examining the distribution of coincidence scores, the probability of a genetic relationship with the subject's registrants can be ascertained.

제8 태양:8th Sun:

마지막으로, 상기한 상관 기술들에 대한 다른 대안으로서 또는 그에 부가하여, 본 명세서에 기술된 방법 및 시스템은 식별을 위해 가중된 상관을 이용할 수 있다. 이 태양에 따르면, 이 상관은 여러가지 서명 차이에 서로 다른 가중치를 부여할 수 있다. 예를 들어, QRS군 특징으로 인한 서명 차이는 T 또는 P군 특징으로 인한 서명 차이보다 많이 가중될 수 있다. 본 시스템 및 방법은 또한 가중 함수의 일부로서 서명값의 제곱 평균 제곱근을 사용할 수 있는데, 그 이유는 T가 아주 가변적이고, QRS가 안정적이며, P가 그 중간의 어딘가이기 때문이다. 따라서, 제곱 평균 제곱근 계산, L1 메트릭 또는 다른 정규화 기술을 사용하여 서명이 정규화될 수 있다.Finally, as another alternative to or in addition to the correlation techniques described above, the methods and systems described herein may use weighted correlation for identification. According to this aspect, this correlation may assign different weights to various signature differences. For example, signature differences due to QRS group features may be weighted more than signature differences due to T or P group features. The system and method can also use the root mean square root of the signature value as part of a weighting function because T is very variable, QRS is stable, and P is somewhere in between. Thus, the signature can be normalized using a root mean square calculation, L1 metric, or other normalization technique.

모든 태양에서 사용될 수 있는 양호한 Good that can be used in all sun 실시예Example ::

도 19는 양호한 시스템의 기능도를 나타낸 것이다. 이와 마찬가지로, 도 20은 양호한 신호 프로세서의 기능도를 나타낸 것이다. 용어 "프로세서"는 본 명세서에서 총칭적으로 사용되며, IC 칩 상의 코프로세서에서와 같이 물리적으로 별개인 구성요소에 의해 프로세싱이 행해질 수 있거나, 이 프로세서는 물리적으로 일체인 유닛을 포함할 수 있다.19 shows a functional diagram of a good system. Similarly, FIG. 20 shows a functional diagram of a good signal processor. The term “processor” is used generically herein and the processing may be performed by physically separate components, such as in a coprocessor on an IC chip, or the processor may comprise a physically unitary unit.

모든 태양에서 사용될 수 있는 Which can be used in all sun 일반예General example : 등록 알고리즘Registration algorithm

이하는 상기한 태양들 중 임의의 태양에서 사용될 수 있는 등록 단계에 대한 예시적인 알고리즘이다.The following is an exemplary algorithm for the registration step that can be used in any of the above aspects.

i.

Figure 112007041393584-PCT00017
이 i번째 새로운 피험자의 20-초, 250Hz 디지털화된 샘플을 나타내는 것으로 하며, 여기서 n은 이산 시간 단위이다.i.
Figure 112007041393584-PCT00017
This represents the 20-second, 250 Hz digitized sample of the i-th new subject, where n is a discrete time unit.

ii.

Figure 112007041393584-PCT00018
은 범위 4 Hz - 40 Hz에서 대역-통과 필터링된다.ii.
Figure 112007041393584-PCT00018
Is band-pass filtered in the range 4 Hz-40 Hz.

iii. 이 필터링된 신호는

Figure 112007041393584-PCT00019
으로 표시된다.iii. This filtered signal
Figure 112007041393584-PCT00019
Is displayed.

iv. 필터링된 신호

Figure 112007041393584-PCT00020
은 QRS군에 대해 검색되고, 'R' 피크를 앵커 포인트(anchor point)로서 식별한다.iv. Filtered signal
Figure 112007041393584-PCT00020
Is searched for the QRS group and identifies the 'R' peak as an anchor point.

v. 플러스 'R' 피크를 획득하기 위해 필터링된 신호

Figure 112007041393584-PCT00021
가 유지되거나 반전된다.v. Signal filtered to obtain positive 'R' peak
Figure 112007041393584-PCT00021
Is maintained or inverted.

vi.

Figure 112007041393584-PCT00022
로 되어 있는 평균 맥박수를 확정하기 위해 식별된 QRS군이 카운트된다.vi.
Figure 112007041393584-PCT00022
The identified QRS group is counted to confirm the average pulse rate.

vii. 앵커 포인트를 중심으로 필터링된 신호

Figure 112007041393584-PCT00023
가 세그먼트화되고, 각각의 'R' 앵커 포인트 이전의 50개 샘플 및 그 이후의 90개 샘플을 취한다.vii. Signal filtered around anchor point
Figure 112007041393584-PCT00023
Is segmented, taking 50 samples before each 'R' anchor point and 90 samples thereafter.

viii. 각각의 데이터 세그먼트는 'R' 앵커 포인트의 진폭에 의해 정규화된다.viii. Each data segment is normalized by the amplitude of the 'R' anchor point.

ix.

Figure 112007041393584-PCT00024
으로 표시된 피험자 전기-심장 신호를 생성하기 위해 세그먼트들이 앵커 포인트를 중심으로 정렬되고 평균된다.ix.
Figure 112007041393584-PCT00024
Segments are aligned and averaged around the anchor points to produce a subject electro-heart signal indicated by.

x. 맥박수에 따라 'P' 및 'T' 지연시간을 정규화함으로써 피험자 전기-심장 신호

Figure 112007041393584-PCT00025
가 평균 맥박수
Figure 112007041393584-PCT00026
에 따라 조정된다. 조정된 전기-심장 신호는
Figure 112007041393584-PCT00027
으로 표시된다.x. Subject electro-heart signal by normalizing 'P' and 'T' delays according to pulse rate
Figure 112007041393584-PCT00025
Average pulse rate
Figure 112007041393584-PCT00026
Is adjusted accordingly. The tuned electro-heart signal is
Figure 112007041393584-PCT00027
Is displayed.

xi. 맥박수 조정된 피험자의 전기-심장 신호

Figure 112007041393584-PCT00028
가 데이터베이스에 추가되고, 총평균
Figure 112007041393584-PCT00029
에 도입된다.xi. Electro-heart Signal of Pulse Rate-Adjusted Subject
Figure 112007041393584-PCT00028
Is added to the database, the total average
Figure 112007041393584-PCT00029
Is introduced.

xii. 총 평균

Figure 112007041393584-PCT00030
을 시스템 데이터베이스에 저장된 맥박수 조정된 전기-심장 신호 각각으로부터 차감함으로써 일련의 전기-생체 서명
Figure 112007041393584-PCT00031
이 구성된다.xii. Total average
Figure 112007041393584-PCT00030
A series of electro-biological signatures by subtracting from each of the pulse rate adjusted electro-heart signals stored in the system database
Figure 112007041393584-PCT00031
This is made up.

예: 인식 알고리즘Example: Recognition Algorithm

이하는 인식 단계에 대한 예시적인 알고리즘이다.The following is an exemplary algorithm for the recognition step.

i.

Figure 112007041393584-PCT00032
가 테스트된 피험자의 10-초, 250Hz 디지털화된 샘플을 나타내는 것으로 한다.i.
Figure 112007041393584-PCT00032
Denotes a 10-second, 250 Hz digitized sample of the tested subject.

ii.

Figure 112007041393584-PCT00033
는 범위 4 Hz - 40 Hz에서 대역-통과 필터링된다.ii.
Figure 112007041393584-PCT00033
Is band-pass filtered in the range 4 Hz-40 Hz.

iii. 이 필터링된 신호는

Figure 112007041393584-PCT00034
로 표시된다.iii. This filtered signal
Figure 112007041393584-PCT00034
Is displayed.

iv. 앵커 포인트로서 P 피크를 사용하여, QRS군의 위치들에 대해 필터링된 신호

Figure 112007041393584-PCT00035
가 검색된다.iv. Filtered signal for positions in the QRS group, using P peak as anchor point
Figure 112007041393584-PCT00035
Is searched.

v. 플러스 'R' 피크를 획득하기 위해 필터링된 신호

Figure 112007041393584-PCT00036
가 유지되거나 반전된다.v. Signal filtered to obtain positive 'R' peak
Figure 112007041393584-PCT00036
Is maintained or inverted.

vi.

Figure 112007041393584-PCT00037
로 되어 있는 평균 맥박수를 확정하기 위해 식별된 QRS군이 카운트된다.vi.
Figure 112007041393584-PCT00037
The identified QRS group is counted to confirm the average pulse rate.

vii. 앵커 포인트를 중심으로 필터링된 신호

Figure 112007041393584-PCT00038
가 세그먼트화되고, 각각의 'R' 앵커 포인트 이전의 50개 샘플 및 그 이후의 90개 샘플을 취한다.vii. Signal filtered around anchor point
Figure 112007041393584-PCT00038
Is segmented, taking 50 samples before each 'R' anchor point and 90 samples thereafter.

viii.

Figure 112007041393584-PCT00039
으로 표시된 피험자 전기-심장 신호를 생성하기 위해 세그먼트들이 앵커 포인트를 중심으로 정렬되고 평균된다.viii.
Figure 112007041393584-PCT00039
Segments are aligned and averaged around the anchor points to produce a subject electro-heart signal indicated by.

ix. 피험자 전기-심장 신호

Figure 112007041393584-PCT00040
가 평균 맥박수
Figure 112007041393584-PCT00041
에 따라 정규화된다. 맥박수 조정된 피험자 전기-심장 신호는
Figure 112007041393584-PCT00042
으로 표시된다.ix. Subject Electro-Heart Signal
Figure 112007041393584-PCT00040
Average pulse rate
Figure 112007041393584-PCT00041
Normalized according to Pulse rate adjusted subject electro-heart signal is
Figure 112007041393584-PCT00042
Is displayed.

x. 총 평균

Figure 112007041393584-PCT00043
을 맥박수 조정된 전기-심장 신호
Figure 112007041393584-PCT00044
로부터 차감함으로써 전기-생체 서명
Figure 112007041393584-PCT00045
이 구성된다.x. Total average
Figure 112007041393584-PCT00043
Pulse rate adjusted electro-heart signal
Figure 112007041393584-PCT00044
Electricity-biosignal by subtracting from
Figure 112007041393584-PCT00045
This is made up.

xi. 전기-생체 서명

Figure 112007041393584-PCT00046
과 모든 등록된 전기-생체 서명
Figure 112007041393584-PCT00047
간의 상관 계수가 계산되고 제곱되며, 그의 원래의 산술 부호를 유지한다.xi. Electricity-bio sign
Figure 112007041393584-PCT00046
And all registered electricity-biological signatures
Figure 112007041393584-PCT00047
The correlation coefficient between is calculated and squared and retains its original arithmetic sign.

xii. 가장 큰 부호-유지된 상관값 제곱이 선택되고 사전 설정된 임계치와 비교된다.xii. The largest sign-maintained correlation squared is selected and compared with a preset threshold.

xiii. 선택된 가장 큰 부호-유지된 상관값 제곱이 사전 설정된 임계치보다 큰 경우, 긍정적 일치가 표시되고, 피험자가 식별된다.xiii. If the largest sign-maintained correlation square chosen is greater than a preset threshold, a positive match is indicated and the subject is identified.

따라서, 전기-생체 신원 인식을 위한 전기-심장 신호의 획득, 처리 및 분석 방법 및 장치는 이하의 등록 및 인식 단계들 중 임의의 서브세트를 포함할 수 있다.Thus, the method and apparatus for obtaining, processing and analyzing an electro-heart signal for electro-biological identification may comprise any subset of the following registration and recognition steps.

등록Enrollment

피험자로부터의 전기-심장 신호의 획득, 디지털화 및 저장:Acquisition, Digitization, and Storage of Electro-Heart Signals from Subjects:

a. 전기-심장 신호 데이터베이스의 형성a. Formation of Electro-heart Signal Database

b. 전기-심장 신호 유사성에 기초하여 템플릿 데이터베이스의 몇개의 서브세트로의 분할b. Partitioning into several subsets of template database based on electro-heart signal similarity

c. 하나 이상의 총평균의 구성c. The composition of one or more total means

d. 피험자-고유의 전기-생체 서명의 도출d. Derivation of Subject-unique Biological-Biological Signature

인식recognition

검증Verification

새로 포착된 전기-생체 서명이 피험자-고유의 등록된 전기-생체 서명 템플릿과 비교된다.The newly captured electro-biosignature is compared with the subject-specific registered electro-biosignature template.

a. 새로 포착된 피험자 전기-생체 서명의 관련되어 있는 저장된 전기-생체 서명 템플릿과의 상관 및 신뢰 분석a. Correlation and confidence analysis of newly captured subject bio-biosignatures with their associated stored bio-biosignal templates

b. 인식 결과의 표시 및 등록 및/또는 물리적 또는 가상적 로컬/원격 메카니즘의 활성화b. Display and registration of recognition results and / or activation of physical or virtual local / remote mechanisms

식별discrimination

새로 포착된 전기-생체 서명이 데이터베이스에 참여하는 전기-생체 서명 템플릿 전부와 비교된다.The newly captured electro-biosignal is compared with all of the electro-biosigning templates participating in the database.

a. 새로 포착된 피험자 전기-생체 서명의 모든 저장된 전기-생체 서명 템플릿과의 상관 및 신뢰 분석a. Correlation and confidence analysis of newly captured subject bio-biosignatures with all stored bio-biosignal templates

b. 인식 결과의 표시 및 등록 및/또는 물리적 또는 가상적 로컬/원격 메카니즘의 활성화b. Display and registration of recognition results and / or activation of physical or virtual local / remote mechanisms

양호한 실시예에서, E-BioID 시스템은 전도성 센서 플레이트를 통해 사람 신체로부터 전기적 생체-신호를 측정한다. 이들 동일 플레이트는, 예를 들어, 플레이트를 통해 제공되는 작은 크기의 전기적 자극으로 사용자에서의 교감 신경 피부 반응을 유발함으로써, 피험자의 신경계와의 양방향 상호작용을 위해 사용될 수 있다. 이러한 양방향 상호작용은 도전-응답 절차에서의 사용자의 적극적인 참여를 필요로 하지 않고 최신의 생체 신호의 제공을 보장해주는 생물학적 도전-응답 메카니즘을 구성한다.In a preferred embodiment, the E-BioID system measures the electrical bio-signal from the human body through the conductive sensor plate. These same plates can be used for bidirectional interactions with the subject's nervous system, for example by inducing a sympathetic skin response in the user with a small amount of electrical stimulation provided through the plate. This bidirectional interaction constitutes a biological challenge-response mechanism that ensures the provision of up-to-date biosignals without requiring active participation of the user in the challenge-response procedure.

기타의 것들이 과도한 실험없이 일반 개념을 벗어나지 않고 여러가지 응용을 위해 본 명세서에 개시된 실시예를 용이하게 수정 및/또는 개량할 수 있다. 이러한 개량 및 수정은 개시된 실시예의 의미 및 그의 등가물의 범위 내에서 해석되어야만 한다. 본 명세서에서 이용되는 구문 및 용어가 설명을 위한 것이지 제한하는 것이 아님을 잘 알 것이다. 여러가지 개시된 기능들을 수행하는 수단, 물질 및 단계가 다양한 대안적인 형태를 가질 수 있으며 여전히 청구 범위의 문언적 또는 등가적 범위 내에 속한다.Others can easily be modified and / or refined to the embodiments disclosed herein for various applications without departing from the general concept without undue experimentation. Such improvements and modifications should be interpreted within the meaning of the disclosed embodiments and their equivalents. It is to be understood that the phraseology and terminology used herein is for the purpose of description and not of limitation. Means, materials, and steps for carrying out the various disclosed functions may have various alternative forms and still fall within the literal or equivalent scope of the claims.

따라서, 상기한 상세한 설명 및/또는 이하의 청구항들에서 발견될 수 있는 표현 "...하는 수단" 및 "..을 위한 수단", 또는 임의의 방법 단계 표현과 이에 뒤따르는 기능적 서술은, 이상의 상세한 설명에 개시된 실시예 또는 실시예들에 정확하게 등가인지 여부에 상관없이, 기술된 기능을 수행하는, 현재 또는 장래에 존재할 수 있는 임의의 구조적, 물리적, 화학적, 또는 전기적 요소나 구조, 또는 임의의 방법 단계를 정의 및 포괄하기 위한 것이며, 즉 동일한 기능을 수행하는 다른 수단 또는 단계가 사용될 수 있으며, 이러한 표현은 최광의적으로 해석되어야 한다.Accordingly, the expressions "means for ..." and "means for ...", or any method step expression and subsequent functional description, as may be found in the foregoing description and / or in the claims below, Any structural, physical, chemical, or electrical element or structure that may exist now or in the future, performing any of the described functions, whether or not exactly equivalent to the embodiment or embodiments disclosed in the detailed description, or any It is intended to define and encompass method steps, that is, other means or steps may be used that perform the same function, and such expressions should be interpreted broadly.

Claims (123)

개체를 식별하기 위한 방법으로서,As a method for identifying an entity, 특정 개체의 심장 박동 패턴의 표현과 복수 개체의 심장 박동 패턴의 공통 특징의 저장된 표현과의 차이를 형성함으로써, 상기 특정 개체를 식별하는 제1 생체 서명(biometric signature)을 생성 및 저장하는 단계;Generating and storing a first biometric signature identifying the particular individual by forming a difference between the representation of the particular heart's heartbeat pattern and the stored representation of the common features of the plurality of individual's heartbeat patterns; 상기 생성 및 저장 단계 이후, 선택된 개체의 심장 박동 패턴의 표현을 획득하고, 상기 선택된 개체의 심장 박동 패턴의 표현과 복수 개체의 심장 박동 패턴의 공통 특징의 저장된 표현과의 차이를 형성함으로써, 제2 생체 서명을 생성하는 단계; 및After the generating and storing step, by obtaining a representation of the heartbeat pattern of the selected individual, and forming a difference between the representation of the heartbeat pattern of the selected individual and the stored representation of common features of the heartbeat pattern of the plurality of individuals, Generating a biometric signature; And 상기 선택된 개체가 상기 특정 개체인지를 결정하기 위하여, 상기 제2 생체 서명을 상기 제1 생체 서명과 비교하는 단계Comparing the second biometric signature with the first biometric signature to determine if the selected entity is the particular entity 를 포함하는 개체 식별 방법.Object identification method comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 생성 및 저장 단계는, 각 개별 개체의 심장 박동 패턴의 표현과 심장 박동 패턴의 공통 특징의 저장된 표현과의 차이를 형성함으로써, 각각 개별 개체를 식별하는 복수의 제1 생체 서명을 생성 및 저장하는 단계를 포함하고,The generating and storing step forms a difference between the representation of the heartbeat pattern of each individual entity and the stored representation of the common features of the heartbeat pattern, thereby generating and storing a plurality of first biometric signatures that each identify the individual entity. Including steps 상기 비교하는 단계는 상기 제1 생체 서명 각각에 대하여 수행되는 개체 식별 방법.And the comparing step is performed for each of the first biometric signatures. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 복수 개체의 심장 박동 패턴의 표현들을 획득하고, 상기 표현들의 적어도 선택된 수로부터 복수 개체의 심장 박동 패턴의 공통 특징의 표현을 도출 및 저장하는 예비단계를 포함하는 개체 식별 방법.Obtaining a representation of a plurality of individuals 'heartbeat patterns and deriving and storing a representation of a common feature of the plurality of individuals' heartbeat patterns from at least a selected number of representations. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 복수 개체의 심장 박동 패턴의 공통 특징의 표현을 도출 및 저장하는 단계는, 심장 박동 패턴의 공통 특징의 복수 표현을 도출 및 저장하는 단계를 포함하고, 상기 복수의 표현 각각은 복수 개체의 각각 다른 그룹으로부터 도출되는 개체 식별 방법.Deriving and storing representations of common features of the heartbeat patterns of the plurality of individuals includes deriving and storing representations of common features of the heartbeat patterns, each of the plurality of representations being different from each other of the plurality of entities. Individual identification method derived from group. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 복수 개체의 심장 박동 패턴의 공통 특징의 표현을 도출 및 저장하는 단계는, 상기 복수 개체의 심장 박동 패턴의 평균을 생성하는 단계를 포함하는 개체 식별 방법.Deriving and storing a representation of a common feature of the plurality of individual heartbeat patterns comprises generating an average of the plurality of individual heartbeat patterns. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 복수 개체의 심장 박동 패턴의 공통 특징의 표현을 도출 및 저장하는 단계는, 주 성분 분석(principal component analysis) 또는 웨이블렛 분해(wavelet decomposition) 중 하나를 수행하는 단계를 포함하는 개체 식별 방법.Deriving and storing a representation of a common feature of the heartbeat pattern of the plurality of individuals comprises performing one of principal component analysis or wavelet decomposition. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 비교하는 단계는, 상기 제2 생체 서명을 상기 제1 생체 서명들의 각각과 상관하는 단계, 및 상기 제2 생체 서명에 가장 상관된 상기 제1 생체 서명들 중 하나를 식별하는 단계를 포함하는 개체 식별 방법.The comparing includes correlating the second biometric signature with each of the first biometric signatures, and identifying one of the first biometric signatures most correlated to the second biometric signature. Identification method. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 상관하는 단계는, 각 제1 생체 서명과 관련된 상관 계수를 획득하는 단계를 포함하고, 상기 비교하는 단계는 상기 식별된 제1 생체 서명과 관련된 상기 상관 계수를 상관 계수 임계치와 비교하는 단계를 더 포함하는 개체 식별 방법.The correlating step includes obtaining a correlation coefficient associated with each first biometric signature, and the comparing step further includes comparing the correlation coefficient associated with the identified first biometric signature with a correlation coefficient threshold. How to identify the containing object. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 비교하는 단계는, 상관 계수를 획득하기 위하여 상기 제2 생체 서명을 상기 제1 생체 서명과 상관시키는 단계; 및 상기 식별된 제1 생체 서명과 관련된 상기 상관 계수를 상관 계수 임계치와 비교하는 단계를 포함하는 개체 식별 방법.The comparing may include correlating the second biometric signature with the first biometric signature to obtain a correlation coefficient; And comparing the correlation coefficient associated with the identified first biometric signature with a correlation coefficient threshold. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 생체 서명을 생성 및 저장하는 단계는 로컬 데이터베이스에 상기 서명을 저장하는 단계를 포함하는 개체 식별 방법.Generating and storing the first biometric signature includes storing the signature in a local database. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 생체 서명을 생성 및 저장하는 단계는 원격(remote) 데이터베이스에 상기 서명을 저장하는 단계를 포함하는 개체 식별 방법.Generating and storing the first biometric signature comprises storing the signature in a remote database. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 선택된 개체의 심장 박동 패턴의 표현을 획득하는 단계는, 선택된 맥박수로부터 선택된 개체의 맥박수에 있어서의 편차를 보상하는 단계를 포함하는 개체 식별 방법.Acquiring a representation of the heartbeat pattern of the selected subject comprises compensating for a deviation in the selected subject's pulse rate from the selected pulse rate. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 선택된 개체의 심장 박동 패턴의 표현을 획득하는 단계는, 심장 박동 패턴의 몇 개의 표현을 획득하는 단계를 포함하는 개체 식별 방법.Acquiring a representation of the heartbeat pattern of the selected subject comprises acquiring several representations of the heartbeat pattern. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 특정 개체의 제1 생체 서명을 생성 및 저장하는 단계는, 일정 시간에 걸쳐서 상기 특정 개체의 심장 박동 패턴의 복수 표현을 획득하는 단계 및 연속적인 제1 생체 서명을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 연속적인 생체 서명 각각은 상기 특정 개체의 심장 박동 패턴의 복수 표현 중 개별적인 표현으로부터 도출되는 개체 식별 방법.Generating and storing the first biometric signature of the particular individual includes obtaining a plurality of representations of the heartbeat pattern of the specific individual over a period of time and generating a continuous first biometric signature, wherein the continuous Wherein each of the biometric signatures is derived from an individual representation of a plurality of representations of the heartbeat pattern of the particular subject. 개체를 식별하기 위한 장치로서,Device for identifying an entity, 특정 개체의 심장 박동 패턴의 표현과 복수 개체의 심장 박동 패턴의 공통 특징의 저장된 표현과의 차이를 형성함으로써, 상기 특정 개체를 식별하는 제1 생체 서명을 생성 및 저장하는 수단;Means for generating and storing a first biometric signature that identifies the particular individual by forming a difference between the representation of the heartbeat pattern of the particular individual and a stored representation of common features of the heartbeat pattern of the plurality of individuals; 상기 제1 생체 서명이 생성 및 저장된 이후, 선택된 개체의 심장 박동 패턴의 표현을 획득하고, 상기 선택된 개체의 심장 박동 패턴의 표현과 복수 개체의 심장 박동 패턴의 공통 특징 평균의 저장된 표현과의 차이를 형성함으로써 제2 생체 서명을 생성하는 수단; 및After the first biometric signature is generated and stored, a representation of the heartbeat pattern of the selected individual is obtained, and a difference between the representation of the heartbeat pattern of the selected individual and the stored representation of the common feature mean of the heartbeat pattern of the plurality of individuals is obtained. Means for generating a second biometric signature by forming; And 상기 선택된 개체가 상기 특정 개체인지를 결정하기 위하여, 상기 제2 생체 서명을 상기 제1 생체 서명과 비교하는 수단Means for comparing the second biometric signature with the first biometric signature to determine if the selected entity is the particular entity 을 포함하는 개체 식별 장치.Object identification device comprising a. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 생성 및 저장하는 수단은, 각 개별 개체의 심장 박동 패턴의 표현과 심장 박동 패턴의 공통 특징의 저장된 표현과의 차이를 형성함으로써, 각각 개별 개체를 식별하는 복수의 제1 생체 서명을 생성 및 저장하는 수단을 포함하고;The means for generating and storing creates and stores a difference between the representation of the heartbeat pattern of each individual entity and the stored representation of the common features of the heartbeat pattern, thereby generating and storing a plurality of first biometric signatures each identifying an individual entity. Means for doing so; 상기 비교하는 수단은 상기 제1 생체 서명 각각에 대하여 수행되는 개체 식별 장치.And said means for comparing is performed for each of said first biometric signatures. 제16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 생성 및 저장하는 수단은 복수 개체의 심장 박동 패턴들의 표현을 획득하는 수단 및 적어도 선택된 수의 상기 표현들로부터 복수 개체의 심장 박동 패턴의 공통 특징의 표현을 도출하는 수단을 포함하는 개체 식별 장치.Wherein the means for generating and storing comprises means for obtaining a representation of a plurality of individual heartbeat patterns and means for deriving a representation of a common feature of a plurality of individual heartbeat patterns from at least a selected number of the representations. 제17항에 있어서,The method of claim 17, 상기 도출하는 수단은, 상기 복수의 공통 특징의 저장된 표현을 도출하는 수단을 포함하고, 상기 표현 각각은 각각 다른 그룹으로부터 도출되는 개체 식별 장치.And the means for deriving comprises means for deriving stored representations of the plurality of common features, each representation being derived from a different group. 제16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 비교하는 수단은, 상기 제2 생체 서명을 상기 제1 생체 서명 각각과 상관하는 수단, 및 상기 제2 생체 서명에 가장 상호 관련된 상기 제1 생체 서명들 중 하나를 식별하는 수단을 포함하는 개체 식별 장치.The means for comparing includes means for correlating the second biometric signature with each of the first biometric signatures, and means for identifying one of the first biometric signatures most correlated with the second biometric signature. Device. 제19항에 있어서,The method of claim 19, 상기 상관하는 수단은, 각 제1 생체 서명과 관련된 상관 계수를 획득하는 수단을 포함하고, 상기 비교하는 수단은 상기 식별된 제1 생체 서명과 관련된 상기 상관 계수를 상관 계수 임계치와 비교하는 수단을 더 포함하는 개체 식별 장치.The means for correlating comprises means for obtaining a correlation coefficient associated with each first biometric signature, and the means for comparing further comprises means for comparing the correlation coefficient associated with the identified first biometric signature with a correlation coefficient threshold. Object identification device that contains. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 비교하는 수단은, 상관 계수를 획득하기 위하여 상기 제2 생체 서명을 상기 제1 생체 서명과 상관하는 수단; 및 상기 식별된 제1 생체 서명과 관련된 상기 상관 계수를 상관 계수 임계치와 비교하는 수단을 포함하는 개체 식별 장치.The means for comparing includes means for correlating the second biometric signature with the first biometric signature to obtain a correlation coefficient; And means for comparing the correlation coefficient associated with the identified first biometric signature with a correlation coefficient threshold. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 장치는, 스마트 카드, 여권, 운전 면허증 장치, 생체-로그온(Bio-logon) 식별 장치, 팜 파일럿(palm pilot), 셀룰러 내장형 식별 장치, 도난 방지 장치, ECG(electrocardiogram) 모니터링 장치, 전자 뱅킹(e-banking) 장치, 전자 상거래(e-transaction) 장치, 애완동물 식별 장치, 물리적 액세스 장치, 논리적 액세스 장치, ECG 및 지문 모니터링을 결합한 장치, 및 ECG 서명 비교 및 임의의 다른 형태의 생체 분석을 결합한 장치 중 하나인 개체 식별 장치. The device may include a smart card, passport, driver's license device, bio-logon identification device, palm pilot, cellular embedded identification device, anti-theft device, electrocardiogram monitoring device, electronic banking ( e-banking devices, e-transaction devices, pet identification devices, physical access devices, logical access devices, devices that combine ECG and fingerprint monitoring, and ECG signature comparisons and any other form of biometric analysis An object identification device that is one of the devices. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 장치는 자원에 대한 보안을 확보하기 위한 원격 로그온용 생체 로그온 식별 장치인 개체 식별 장치.And the device is a biometric logon identification device for remote logon to secure security for a resource. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 장치는 지속적으로 동작하는 개체 식별 장치.And the device is continuously operating. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 획득하는 수단은 상기 선택된 개체의 손 또는 발에 접촉되도록 구성되는 개체 식별 장치.And the means for obtaining is configured to contact the hand or foot of the selected object. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 장치는, 성공적인 인식이후 제한된 시간 동안 동작가능하고 그 이후로는 다음의 성공적인 인식이 수행될 때까지 동작불가능한 스마트카드에 제공되는 개체 식별 장치.The device is provided for a smart card that is operable for a limited time after successful recognition and then inoperable until the next successful recognition is performed. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 장치는 암호화 키 또는 디지털 서명으로 동작하도록 구성되는 개체 식별 장치.And the device is configured to operate with an encryption key or digital signature. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 장치는 손목에 차는 시계에 포함되고, 시계가 채워진 손목과 착용자의 다른 손 사이에서 신호가 측정되는 개체 식별 장치.The device is included in a watch worn on the wrist, wherein the signal is measured between the wrist filled with the watch and the other hand of the wearer. 생체 식별 시스템으로서,Biometric Identification System, a) ECG 신호 획득 모듈;a) an ECG signal acquisition module; b) ECG 신호 프로세서 - 상기 신호 프로세서는 ECG 서명 템플릿 발생기를 포 함함 -; 및b) an ECG signal processor, the signal processor including an ECG signature template generator; And c) 출력 모듈c) output module 을 포함하는 생체 식별 시스템.Biometric identification system comprising a. 제29항에 있어서,The method of claim 29, 상기 ECG 서명 템플릿 발생기는 분석적 ECG 모델 입력을 가지며, 상기 발생기는, 상기 입력을 사용하여, 상기 ECG 신호 획득 모듈에 의해 제공되는 ECG 신호 중 하나 이상의 ECG 성분으로부터 공통 특징을 제거하는 생체 식별 시스템.The ECG signature template generator has an analytical ECG model input, the generator using the input to remove common features from one or more ECG components of the ECG signals provided by the ECG signal acquisition module. 제29항에 있어서,The method of claim 29, 서브세트들로 분할되는 등록된 서명 데이터베이스를 더 포함하며, 상기 ECG 서명 템플릿 발생기는, 적어도 하나의 데이터베이스 서브세트를 사용하여, 상기 ECG 신호 획득 모듈에 의해 제공되는 ECG 신호 중 하나 이상의 ECG 성분으로부터 공통 특징을 제거하는 생체 식별 시스템.Further comprising a registered signature database partitioned into subsets, wherein the ECG signature template generator, using at least one database subset, is common from one or more ECG components of the ECG signals provided by the ECG signal acquisition module; Biometric identification system to remove features. 생체 식별 시스템으로서,Biometric Identification System, a) ECG 신호 획득 모듈;a) an ECG signal acquisition module; b) 등록된 서명 데이터베이스;b) a registered signature database; c) ECG 서명 발생기, 및 ECG 서명을 적어도 하나의 등록된 ECG 서명과 비교하는 서명 비교기를 더 포함하는 신호 프로세서; 및c) a signal processor further comprising an ECG signature generator, and a signature comparator comparing the ECG signature with at least one registered ECG signature; And d) 출력 모듈d) output module 을 포함하는 생체 식별 시스템.Biometric identification system comprising a. 제32항에 있어서,33. The method of claim 32, 상기 비교기는 폐쇄형 검색 비교기(closed search comparator)인 생체 식별 시스템.And said comparator is a closed search comparator. 제32항에 있어서,33. The method of claim 32, 상기 서명 비교기는 서명 상관 분석기인 생체 식별 시스템.And said signature comparator is a signature correlation analyzer. 생체 식별 시스템으로서,Biometric Identification System, a) 신호 획득 모듈;a) a signal acquisition module; b) 등록된 서명 데이터베이스;b) a registered signature database; c) ECG 서명 발생기, 상기 ECG 서명 발생기에 의해 발생된 하나 이상의 ECG 서명을 상기 등록된 서명 데이터베이스로부터의 복수의 등록된 ECG 서명과 비교하는 서명 비교기, 상기 서명 비교기의 출력에 기초하여 일련의 일치 점수(match score)를 출력하는 일치 점수 발생기, 및 상기 하나 이상의 ECG 서명에 대한 상기 일치 점수를 적어도 하나의 등록된 서명에 대한 일치 점수와 상관시키는 일치 점수 상관기를 포함하는 신호 프로세서; 및c) an ECG signature generator, a signature comparator that compares one or more ECG signatures generated by the ECG signature generator with a plurality of registered ECG signatures from the registered signature database, a series of match scores based on the output of the signature comparator a signal processor including a match score generator for outputting a match score and a match score correlator for correlating the match score for the one or more ECG signatures with a match score for at least one registered signature; And d) 출력 모듈d) output module 을 포함하는 생체 식별 시스템.Biometric identification system comprising a. 생체 식별 시스템으로서,Biometric Identification System, a) 신호 획득 모듈;a) a signal acquisition module; b) ECG 서명 발생기, 및 적어도 하나의 ECG 서명을 적어도 하나의 등록된 ECG 서명과 비교하는 퍼지 논리(fuzzy logic) 분석기를 포함하는 서명 비교기를 더 포함하는 신호 프로세서; 및b) a signal processor comprising an ECG signature generator and a signature comparator comprising a fuzzy logic analyzer to compare the at least one ECG signature with at least one registered ECG signature; And c) 출력 모듈c) output module 을 포함하는 생체 식별 시스템.Biometric identification system comprising a. 생체 식별 시스템으로서,Biometric Identification System, a) 신호 획득 모듈;a) a signal acquisition module; b) i) ECG 서명 발생기,b) i) an ECG signature generator, ii) 서명 비교기, 및  ii) a signature comparator, and iii) 동적 임계치 발생기를 더 포함하는  iii) further comprising a dynamic threshold generator 신호 프로세서; 및Signal processor; And c) 출력 모듈c) output module 을 포함하는 생체 식별 시스템.Biometric identification system comprising a. 제37항에 있어서,The method of claim 37, 상기 서명 비교기는 서명 상관기인 생체 식별 시스템.And the signature comparator is a signature correlator. 생체 식별 시스템으로서,Biometric Identification System, a) 신호 획득 모듈;a) a signal acquisition module; b) i) ECG 서명 발생기,b) i) an ECG signature generator, ii) 서명 상관기, 및  ii) a signature correlator, and iii) 동적 임계치 발생기 - 상기 발생기는 상관 변환기(correlation transformer)를 포함함 - 를 더 포함하는 iii) a dynamic threshold generator, the generator comprising a correlation transformer; 신호 프로세서; 및Signal processor; And c) 출력 모듈c) output module 을 포함하는 생체 식별 시스템.Biometric identification system comprising a. 제39항에 있어서,The method of claim 39, 상기 상관 변환기는 Z-점수 발생기(Z-score generator)인 생체 식별 시스템.The correlation transducer is a Z-score generator. 제39항에 있어서,The method of claim 39, 상기 상관 변환기는 제곱 상관 변환기(squared correlation transformer)인 생체 식별 시스템.The correlation transformer is a squared correlation transformer. 생체 식별 시스템으로서,Biometric Identification System, a) 신호 획득 모듈;a) a signal acquisition module; b) i) ECG 서명 발생기,b) i) an ECG signature generator, ii) 서명 상관기, 및  ii) a signature correlator, and iii) 신호 품질 계산기를 더 포함하는  iii) further comprising a signal quality calculator 신호 프로세서; 및Signal processor; And c) 출력 모듈c) output module 을 포함하는 생체 식별 시스템.Biometric identification system comprising a. 제42항에 있어서,The method of claim 42, wherein 상기 신호 품질 계산기는 Q-값 발생기인 생체 식별 시스템.And said signal quality calculator is a Q-value generator. 제43항에 있어서,The method of claim 43, 상기 신호 품질 계산기는, 저품질 신호 계산이 상기 획득 모듈로 하여금 더 긴 획득 기간을 사용하게 하도록, 상기 신호 획득 모듈에 연결되어 있는 생체 식별 시스템.And the signal quality calculator is coupled to the signal acquisition module such that low quality signal calculation causes the acquisition module to use a longer acquisition period. 제43항에 있어서,The method of claim 43, 상기 신호 품질 계산기는, 저품질 신호 계산이 상기 출력 모듈로 하여금 감소된 노이즈를 갖는 새로운 신호 획득이 필요함을 나타내게 하는 방식으로, 상기 출력 모듈에 연결되어 있는 생체 식별 시스템.And the signal quality calculator is coupled to the output module in a manner that causes low quality signal calculation to indicate that the output module requires a new signal acquisition with reduced noise. 생체 식별 시스템으로서,Biometric Identification System, a) ECG 신호 획득 모듈;a) an ECG signal acquisition module; b) 등록된 서명 데이터베이스;b) a registered signature database; c) ECG 서명 발생기, 및 상기 ECG 서명 발생기에 의해 발생된 하나 이상의 ECG 서명을 상기 등록된 서명 데이터베이스로부터의 복수의 등록된 ECG 서명과 비교하는 서명 비교기를 포함하는 신호 프로세서;c) a signal processor comprising an ECG signature generator and a signature comparator for comparing one or more ECG signatures generated by the ECG signature generator with a plurality of registered ECG signatures from the registered signature database; d) 서명 암호화 모듈; 및d) signature encryption module; And e) 출력 모듈e) output module 을 포함하는 생체 식별 시스템.Biometric identification system comprising a. 제46항에 있어서,47. The method of claim 46 wherein 상기 서명 암호화 모듈은 공개키 기반구조 기술을 사용하는 스크램블러(scrambler)를 포함하는 생체 식별 시스템.The signature encryption module includes a scrambler using a public key infrastructure technology. 생체 식별 시스템으로서,Biometric Identification System, a) 신호 획득 모듈 - 상기 모듈은 초고입력 임피던스 프로브(ultra-high input impedance probe)를 포함함 -;a) a signal acquisition module, the module including an ultra-high input impedance probe; b) ECG 서명 발생기 및 서명 비교기를 더 포함하는 ECG 신호 프로세서; 및b) an ECG signal processor further comprising an ECG signature generator and a signature comparator; And c) 출력 모듈c) output module 을 포함하는 생체 식별 시스템.Biometric identification system comprising a. 제48항에 있어서,The method of claim 48, 상기 초고입력 저항 프로브는 초저 노이즈 특성(ultra-low noise characteristic)을 갖는 생체 식별 시스템.And the ultra-high input resistance probe has an ultra-low noise characteristic. 생체 식별 시스템으로서,Biometric Identification System, a) 신호 획득 모듈;a) a signal acquisition module; b) ECG 서명 발생기, ECG 서명 상관기, 및 서명 상관 가중 메카니즘을 더 포함하는 신호 프로세서; 및b) a signal processor further comprising an ECG signature generator, an ECG signature correlator, and a signature correlation weighting mechanism; And c) 출력 모듈c) output module 을 포함하는 생체 식별 시스템.Biometric identification system comprising a. 잠금 장치로서,As a lock, a) 신호 획득 모듈;a) a signal acquisition module; b) ECG 서명 발생기 및 ECG 서명 비교기를 더 포함하는 ECG 신호 프로세서; 및b) an ECG signal processor further comprising an ECG signature generator and an ECG signature comparator; And c) 잠금 기구c) locking mechanism 을 포함하는 잠금 장치.Locking device comprising a. 실내 출입 통제 장치로서,As indoor access control device, a) 신호 획득 모듈;a) a signal acquisition module; b) ECG 서명 발생기 및 ECG 서명 비교기를 더 포함하는 ECG 신호 프로세서; 및b) an ECG signal processor further comprising an ECG signature generator and an ECG signature comparator; And c) 실내 출입 통제부c) indoor access control; 를 포함하는 실내 출입 통제 장치.Indoor access control device comprising a. 생체 식별 시스템으로서,Biometric Identification System, a) ECG 신호 획득 모듈;a) an ECG signal acquisition module; b) 맥박수 정규화 모듈을 더 포함하는 신호 프로세서; 및b) a signal processor further comprising a pulse rate normalization module; And c) 식별 출력 모듈c) identification output module 을 포함하는 생체 식별 시스템.Biometric identification system comprising a. 제53항에 있어서,The method of claim 53, 상기 ECG 신호 프로세서는 디지털 신호 프로세서인 생체 식별 시스템.And the ECG signal processor is a digital signal processor. 제53항에 있어서,The method of claim 53, 적어도 하나의 상기 ECG 신호 프로세서는 다른 장치에 통합되어 있는 생체 식별 시스템.At least one said ECG signal processor is integrated in another device. 제53항에 있어서,The method of claim 53, 상기 신호 획득 모듈, 상기 신호 프로세서, 및 상기 신호 출력 모듈은 일체형 장치의 일부인 생체 식별 시스템.The signal acquisition module, the signal processor, and the signal output module are part of an integrated device. 개체를 식별하는 방법으로서,As a way of identifying an entity, 특정 개체의 심장 박동 패턴의 표현과 심장 박동 패턴들의 공통 특징의 분석적 표현 간의 차이를 형성함으로써 상기 특정 개체를 식별하는 제1 생체 서명(biometric signature)을 생성 및 저장하는 단계;Generating and storing a first biometric signature identifying the particular individual by forming a difference between the representation of the particular heart's heartbeat pattern and the analytical representation of a common feature of the heartbeat patterns; 상기 생성 및 저장하는 단계 후에, 선택된 개체의 심장 박동 패턴의 표현을 획득하고 상기 선택된 개체의 심장 박동 패턴과 상기 심장 박동 패턴들의 공통 특징의 분석적 표현 간의 차이를 형성함으로써 제2 생체 서명을 생성하는 단계; 및After the generating and storing, generating a second biometric signature by obtaining a representation of the heartbeat pattern of the selected subject and forming a difference between the heartbeat pattern of the selected subject and the analytical representation of a common feature of the heartbeat patterns ; And 상기 선택된 개체가 상기 특정 개체인지 여부를 결정하기 위해 상기 제2 생체 서명을 상기 제1 생체 서명과 비교하는 단계Comparing the second biometric signature with the first biometric signature to determine whether the selected entity is the specific entity 를 포함하는 개체 식별 방법.Object identification method comprising a. 생체 식별 방법으로서,As a biometric identification method, a) 제1 ECG 신호를 획득하는 단계;a) obtaining a first ECG signal; b) 상기 제1 ECG 신호를 처리하여 ECG 서명 템플릿을 발생하는 단계;b) processing the first ECG signal to generate an ECG signature template; c) 제2 ECG 신호를 획득하는 단계;c) obtaining a second ECG signal; d) 상기 제2 ECG 신호를 처리하여 ECG 서명을 발생하는 단계,d) processing the second ECG signal to generate an ECG signature; e) 상기 ECG 서명을 상기 ECG 서명 템플릿과 비교하는 단계; 및e) comparing the ECG signature with the ECG signature template; And f) 상기 비교의 결과를 출력하는 단계f) outputting the result of said comparison 를 포함하는 생체 식별 방법.Biometric identification method comprising a. 제58항에 있어서,The method of claim 58, 상기 ECG 서명 템플릿을 발생하는 단계는 분석적 ECG 모델에 의해 제공되는 하나 이상의 ECG 성분의 공통 특징을 차감함으로써 상기 ECG 신호로부터 하나 이상의 ECG 성분의 공통 특징을 제거하는 생체 식별 방법.Generating the ECG signature template removes common features of one or more ECG components from the ECG signal by subtracting common features of one or more ECG components provided by an analytical ECG model. 제58항에 있어서,The method of claim 58, g) 상기 ECG 서명 템플릿의 데이터베이스를 생성하는 단계;g) creating a database of the ECG signature template; h) 상기 ECG 서명 템플릿을 서브세트들로 분할하는 단계; 및h) partitioning the ECG signature template into subsets; And i) 적어도 하나의 데이터베이스 서브세트를 사용하여 ECG 신호로부터 하나 이상의 ECG 성분의 공통 특징을 제거하는 단계i) removing common features of one or more ECG components from the ECG signal using at least one database subset 를 더 포함하는 생체 식별 방법.Biometric identification method further comprising. 생체 식별 방법으로서,As a biometric identification method, a) 제1 ECG 신호를 획득하는 단계;a) obtaining a first ECG signal; b) 상기 제1 ECG 신호를 처리하여 ECG 서명 템플릿을 발생하는 단계;b) processing the first ECG signal to generate an ECG signature template; c) 상기 ECG 서명 템플릿을 등록된 서명 데이터베이스에 저장하는 단계;c) storing the ECG signature template in a registered signature database; d) 상기 단계 a) 내지 단계 c)를 반복하는 단계;d) repeating steps a) to c); e) 제2 ECG 신호를 획득하는 단계;e) acquiring a second ECG signal; f) 상기 제2 ECG 신호를 처리하여 ECG 서명을 발생하는 단계;f) processing the second ECG signal to generate an ECG signature; g) 상기 제2 ECG 서명을 적어도 하나의 등록된 ECG 서명과 비교하는 단계; 및g) comparing the second ECG signature with at least one registered ECG signature; And h) 상기 비교의 결과를 출력하는 단계h) outputting the result of said comparison 를 포함하는 생체 식별 방법.Biometric identification method comprising a. 제61항에 있어서,62. The method of claim 61, 상기 비교하는 단계는 단지 상기 ECG 서명을 단일의 등록된 ECG 서명과 비교하는 생체 식별 방법.And the comparing step merely compares the ECG signature with a single registered ECG signature. 제61항에 있어서,62. The method of claim 61, 상기 비교 단계는 상기 ECG 서명을 복수의 등록된 서명과 상관시키는 생체 식별 방법.And the comparing step correlates the ECG signature with a plurality of registered signatures. 생체 식별 방법으로서,As a biometric identification method, a) ECG 신호를 획득하는 단계;a) obtaining an ECG signal; b) 상기 ECG 신호를 처리하여 등록된 서명 데이터베이스를 발생하는 단계;b) processing the ECG signal to generate a registered signature database; c) 그 결과적인 ECG 서명을 데이터베이스에 배치하는 단계;c) placing the resulting ECG signature in a database; d) 상기 단계 a) 내지 단계 c)를 반복하는 단계;d) repeating steps a) to c); e) 하나 이상의 ECG 서명을 복수의 등록된 ECG 서명과 비교하는 단계;e) comparing the one or more ECG signatures with the plurality of registered ECG signatures; f) 상기 비교 단계의 결과에 기초하여 일련의 일치 점수를 발생하는 단계;f) generating a series of match scores based on the results of said comparing step; g) 상기 하나 이상의 ECG 서명에 대한 상기 일치 점수를 적어도 하나의 등록된 서명에 대한 일치 점수와 상관시키는 단계; 및g) correlating the match score for the one or more ECG signatures with a match score for at least one registered signature; And h) 상기 상관 결과를 출력하는 단계h) outputting the correlation result 를 포함하는 생체 식별 방법.Biometric identification method comprising a. 생체 식별 방법으로서,As a biometric identification method, a) ECG 신호를 획득하는 단계;a) obtaining an ECG signal; b) 상기 ECG 신호로부터 ECG 서명을 생성하는 단계;b) generating an ECG signature from the ECG signal; c) 퍼지 논리를 사용하여 상기 ECG 서명을 적어도 하나의 등록된 ECG 서명과 비교하는 단계; 및c) comparing the ECG signature with at least one registered ECG signature using fuzzy logic; And d) 상기 비교의 결과를 출력하는 단계d) outputting the result of said comparison 를 포함하는 생체 식별 방법.Biometric identification method comprising a. 생체 식별 방법으로서,As a biometric identification method, a) ECG 신호를 획득하는 단계;a) obtaining an ECG signal; b) 상기 ECG 신호를 처리하여 ECG 서명을 발생하는 단계;b) processing the ECG signal to generate an ECG signature; c) 상기 ECG 서명을 복수의 등록된 ECG 서명과 비교하는 단계;c) comparing the ECG signature with a plurality of registered ECG signatures; d) 상기 비교를 위한 동적 임계치를 발생하는 단계; 및d) generating a dynamic threshold for the comparison; And e) 식별 결과를 출력하는 단계e) outputting the identification result 를 포함하는 생체 식별 방법.Biometric identification method comprising a. 제66항에 있어서,The method of claim 66, 상기 서명 비교 단계는 상기 서명들을 상관시키는 생체 식별 방법.And comparing the signatures correlates the signatures. 생체 식별 방법으로서,As a biometric identification method, a) ECG 신호를 획득하는 단계;a) obtaining an ECG signal; b) 상기 ECG 신호를 처리하여 ECG 서명을 발생하는 단계;b) processing the ECG signal to generate an ECG signature; c) 상기 ECG 서명을 복수의 등록된 ECG 서명과 상관시키는 단계,c) correlating the ECG signature with a plurality of registered ECG signatures, d) 하나 이상의 상기 상관들을 변환하는 단계;d) transforming one or more said correlations; e) 상기 변환을 위한 동적 임계치를 발생하는 단계; 및e) generating a dynamic threshold for the transformation; And f) 식별 결과를 출력하는 단계f) outputting the identification result 를 포함하는 생체 식별 방법.Biometric identification method comprising a. 제68항에 있어서,The method of claim 68, 상기 하나 이상의 상기 상관을 변환하는 단계는 Z-점수를 발생하는 데 사용되는 생체 식별 방법.And wherein transforming the one or more correlations is used to generate a Z-score. 제68항에 있어서,The method of claim 68, 상기 하나 이상의 상기 상관들을 변환하는 단계는 상기 하나 이상의 상관을 제곱하는 생체 식별 방법.And transforming the one or more correlations squares the one or more correlations. 생체 식별 방법으로서,As a biometric identification method, a) ECG 신호를 획득하는 단계;a) obtaining an ECG signal; b) 상기 신호의 품질을 계산하는 단계;b) calculating the quality of the signal; c) 상기 ECG 신호를 처리하여 ECG 서명을 발생하는 단계;c) processing the ECG signal to generate an ECG signature; d) 상기 ECG 서명을 하나 이상의 등록된 ECG 서명과 상관시키는 단계;d) correlating the ECG signature with one or more registered ECG signatures; e) 상기 상관 단계의 결과를 임계치와 비교하는 단계; 및e) comparing the result of the correlation step with a threshold; And f) 상기 비교의 결과를 출력하는 단계f) outputting the result of said comparison 를 포함하는 생체 식별 방법.Biometric identification method comprising a. 제71항에 있어서,The method of claim 71, wherein 상기 신호 품질을 계산하는 단계는 Q-값을 계산하는 생체 식별 방법.And calculating the signal quality comprises calculating a Q-value. 제71항에 있어서,The method of claim 71, wherein 상기 신호의 품질에 기초하여 획득 시간을 조정하는 단계를 더 포함하는 생체 식별 방법.And adjusting the acquisition time based on the quality of the signal. 제71항에 있어서,The method of claim 71, wherein 상기 신호 품질 계산에 응답하여 새로운 신호를 획득하는 단계를 더 포함하는 생체 식별 방법.And obtaining a new signal in response to the signal quality calculation. 생체 식별 방법으로서,As a biometric identification method, a) 제1 ECG 신호를 획득하는 단계;a) obtaining a first ECG signal; b) 상기 ECG 신호를 처리하여 ECG 서명을 발생하는 단계;b) processing the ECG signal to generate an ECG signature; c) 상기 서명을 암호화하는 단계;c) encrypting the signature; d) 상기 암호화된 서명을 등록된 서명 데이터베이스에 추가하는 단계;d) adding the encrypted signature to a registered signature database; e) 제2 ECG 신호를 획득하는 단계;e) acquiring a second ECG signal; f) 상기 ECG 신호를 처리하여 제2 서명을 발생하는 단계; 및f) processing the ECG signal to generate a second signature; And g) 상기 제2 서명을 상기 등록된 서명 데이터베이스 내의 하나 이상의 상기 등록된 서명과 비교하는 단계g) comparing the second signature with one or more of the registered signatures in the registered signature database. 를 포함하는 생체 식별 방법.Biometric identification method comprising a. 제75항에 있어서,76. The method of claim 75, 상기 서명 암호화 단계는 공개키 기반구조 기술을 사용하여 상기 서명을 스크램블링하는 생체 식별 방법.The signature encryption step scrambles the signature using a public key infrastructure technology. 생체 식별 방법으로서,As a biometric identification method, a) 초고입력 임피던스 프로브를 사용하여 ECG 신호를 획득하는 단계;a) acquiring an ECG signal using an ultra high input impedance probe; b) 상기 ECG 신호를 처리하여 ECG 서명을 발생하는 단계;b) processing the ECG signal to generate an ECG signature; c) 상기 서명을 등록된 서명 데이터베이스 내의 적어도 하나의 등록된 서명과 비교하는 단계; 및c) comparing the signature with at least one registered signature in a registered signature database; And d) 상기 비교의 결과를 출력하는 단계d) outputting the result of said comparison 를 포함하는 생체 식별 방법.Biometric identification method comprising a. 제77항에 있어서,78. The method of claim 77 wherein 상기 초고입력 저항 프로브는 초저 노이즈 특성을 갖는 생체 식별 방법.The ultra-high input resistance probe has an extremely low noise characteristic. 생체 식별 방법으로서,As a biometric identification method, a) ECG 신호를 획득하는 단계;a) obtaining an ECG signal; b) 상기 신호를 처리하여 ECG 서명을 발생하는 단계;b) processing the signal to generate an ECG signature; c) 상기 ECG 서명을 등록된 서명 데이터베이스 내의 적어도 하나의 ECG 서명 템플릿과 상관시키는 단계;c) correlating the ECG signature with at least one ECG signature template in a registered signature database; d) 상기 서명 상관의 결과를 가중하는 단계;d) weighting the result of the signature correlation; e) 상기 가중된 상관의 결과를 임계치와 비교하는 단계; 및e) comparing the result of the weighted correlation with a threshold; And f) 상기 비교의 결과를 출력하는 단계f) outputting the result of said comparison 를 포함하는 생체 식별 방법.Biometric identification method comprising a. 보안 장치를 잠그는 방법으로서,As a way to lock a security device, a) ECG 신호를 획득하는 단계;a) obtaining an ECG signal; b) 상기 ECG 신호를 처리하여 ECG 서명을 발생하는 단계;b) processing the ECG signal to generate an ECG signature; c) 상기 ECG 서명을 등록된 서명 데이터베이스 내의 하나 이상의 ECG 서명 템플릿과 비교하는 단계;c) comparing the ECG signature with one or more ECG signature templates in a registered signature database; d) 상기 비교의 결과를 식별 임계치와 비교하는 단계; 및d) comparing the result of said comparison with an identification threshold; And e) 상기 비교에 기초하여 잠금 기구에 영향을 주는 단계e) affecting the locking mechanism based on the comparison 를 포함하는 보안 장치 잠금 방법.Security device locking method comprising a. 실내 출입을 통제하는 방법으로서,As a way to control indoor entry, a) ECG 신호를 획득하는 단계;a) obtaining an ECG signal; b) 상기 ECG 신호를 처리하여 ECG 서명을 발생하는 단계;b) processing the ECG signal to generate an ECG signature; c) 상기 ECG 서명을 등록된 서명 데이터베이스 내의 하나 이상의 ECG 서명 템플릿과 비교하는 단계;c) comparing the ECG signature with one or more ECG signature templates in a registered signature database; d) 상기 비교의 결과를 식별 임계치와 비교하는 단계; 및d) comparing the result of said comparison with an identification threshold; And e) 상기 비교에 기초하여 실내 출입을 허용 또는 거부하는 단계e) allowing or denying indoor entry based on the comparison 를 포함하는 실내 출입 통제 방법.Indoor access control method comprising a. 생체 식별 방법으로서,As a biometric identification method, a) ECG 신호를 획득하는 단계;a) obtaining an ECG signal; b) 상기 신호를 맥박수에 대해 정규화함으로써 상기 신호를 처리하는 단계;b) processing the signal by normalizing the signal to a pulse rate; c) ECG 서명을 발생하는 단계;c) generating an ECG signature; d) 상기 ECG 서명을, 상기 정규화된 맥박수로 얻어진 신호 또는 맥박수에 대해 정규화된 신호로부터의 적어도 하나의 ECG 서명 템플릿과 상관시키는 단계;d) correlating the ECG signature with at least one ECG signature template from a signal obtained with the normalized pulse rate or a signal normalized to a pulse rate; e) 상기 상관의 결과를 임계치와 비교하는 단계; 및e) comparing the result of said correlation with a threshold; And f) 상기 비교의 결과를 출력하는 단계f) outputting the result of said comparison 를 포함하는 생체 식별 방법.Biometric identification method comprising a. 제82항에 있어서,83. The method of claim 82, 상기 처리 단계는 상기 신호를 디지털적으로 처리하는 생체 식별 방법.And said processing step digitally processes said signal. 제82항에 있어서,83. The method of claim 82, 비ECG 생체 측정치(non-ECG biometric reading)를 획득하는 단계를 더 포함하는 생체 식별 방법.Biometric identification method further comprising obtaining a non-ECG biometric reading. 제84항에 있어서,85. The method of claim 84, 상기 비ECG 생체 측정치 및 상기 출력된 비교 결과를 평가하여 개체를 식별하는 단계를 더 포함하는 생체 식별 방법.And identifying the individual by evaluating the non-ECG biometric value and the output comparison result. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 비ECG 생체 측정치를 획득하는 단계를 더 포함하는 개체 식별 방법.The method of claim 1 further comprising obtaining a non-ECG biometric. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 긍정적 식별(positive identification) 이후에 제한된 기간 동안 동작가능하고 그 후에 그 다음의 성공적인 긍정적 식별이 수행될 때까지 동작불가능한 신용 카드를 더 포함하는 개체 식별 장치.And a credit card operable for a limited period of time after positive identification and then inoperable until the next successful positive identification is performed. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 비ECG 생체 획득 모듈을 더 포함하는 개체 식별 장치.An object identification device further comprising a non-ECG biometric acquisition module. 제29항에 있어서,The method of claim 29, 비ECG 생체 획득 모듈을 더 포함하는 생체 식별 시스템.A biometric identification system further comprising a non-ECG biometric acquisition module. 연령 분석기(age analyzer)로서,As an age analyzer, a) ECG 획득 모듈;a) an ECG acquisition module; b) ECG 신호 프로세서;b) an ECG signal processor; c) 처리된 ECG 신호 비교기; 및c) processed ECG signal comparator; And d) 연령 분석 출력 모듈d) age analysis output module 을 포함하는 연령 분석기.Age analyzer comprising a. 제90항에 있어서,91. The method of claim 90, 상기 ECG 신호 프로세서는 서명 발생기를 포함하고, 상기 처리된 신호 비교기는 서명 비교기인 연령 분석기.The ECG signal processor includes a signature generator and the processed signal comparator is a signature comparator. 제90항에 있어서,91. The method of claim 90, 상기 처리된 ECG 비교기는 피험자의 QRS군(QRS complex)의 폭을 QRS군 신호 템플릿의 폭과 비교하는 연령 분석기.The processed ECG comparator compares the width of the subject's QRS group (QRS complex) with the width of the QRS group signal template. 제90항에 있어서,91. The method of claim 90, 상기 출력 모듈은 그의 출력을 인터넷을 통해 출력하는 연령 분석기.And the output module outputs its output through the internet. 연령 검출 방법으로서,As the age detection method, a) ECG 신호를 획득하는 단계;a) obtaining an ECG signal; b) 상기 ECG 신호를 처리하는 단계;b) processing the ECG signal; c) 상기 처리된 ECG 신호를 하나 이상의 기준 신호와 비교하는 단계; 및c) comparing the processed ECG signal with one or more reference signals; And d) 상기 비교 단계의 결과에 기초하여 인터넷 웹 사이트에의 액세스를 통제하는 단계d) controlling access to an Internet web site based on the results of said comparing step; 를 포함하는 연령 검출 방법.Age detection method comprising a. 제94항에 있어서,95. The method of claim 94, 상기 비교 단계는 ECG 서명을 하나 이상의 ECG 서명 템플릿과 비교하는 연령 검출 방법.And the comparing step compares the ECG signature with one or more ECG signature templates. 제94항에 있어서,95. The method of claim 94, 상기 비교 단계는 QRS 신호군의 폭을 하나 이상의 기준 신호 QRS군의 폭과 비교하는 연령 검출 방법.And the comparing step compares the width of the QRS signal group with the width of the one or more reference signal QRS groups. 생체 식별 시스템으로서,Biometric Identification System, a) ECG(electrocardiogram) 신호 획득 모듈;a) an electrocardiogram (ECG) signal acquisition module; b) 등록된 서명 데이터베이스;b) a registered signature database; c) 상기 ECG 신호 획득 모듈에 의해 획득된 상기 ECG 신호로부터, 개체들의 그룹의 공통 ECG 특징들을 나타내는 특성 파형들을 제거하는 ECG 서명 발생기를 포함하는 ECG 신호 프로세서;c) an ECG signal processor including an ECG signature generator for removing characteristic waveforms representing common ECG characteristics of a group of entities from the ECG signal obtained by the ECG signal acquisition module; d) ECG 서명을 적어도 하나의 등록된 ECG 서명과 비교하는 ECG 서명 비교기; 및d) an ECG signature comparator that compares the ECG signature with at least one registered ECG signature; And e) 출력 모듈e) output module 을 포함하는 생체 식별 시스템.Biometric identification system comprising a. 제97항에 있어서,97. The method of claim 97, 상기 ECG 서명 발생기는 상기 그룹의 ECG 신호들의 주성분 분석(Principal Component Analysis; PCA)로부터 도출된 제1 주성분들을 나타내는 특성 파형들을 제거하는 생체 식별 시스템.And the ECG signature generator removes characteristic waveforms representing first principal components derived from Principal Component Analysis (PCA) of the group's ECG signals. 제98항에 있어서,99. The method of claim 98, 상기 특성 파형들은 상기 ECG 신호 획득 모듈에 의해 획득되는 상기 ECG 신호에 존재하는 그 특성 파형들의 범위를 근사화하기 위해 가중되는 생체 식별 시스템.The characteristic waveforms are weighted to approximate a range of characteristic waveforms present in the ECG signal obtained by the ECG signal acquisition module. 제99항에 있어서,105. The method of claim 99, 상기 ECG 서명 발생기는 상기 ECG 신호 획득 모듈에 의해 획득되는 상기 ECG 신호로부터 상기 근사치를 제거하는 생체 식별 시스템.And the ECG signature generator removes the approximation from the ECG signal obtained by the ECG signal acquisition module. 제98항에 있어서,99. The method of claim 98, 상기 ECG 신호 획득 모듈은 상기 개체들의 그룹의 구성원이 아닌 개체로부터 ECG 신호를 획득하는 생체 식별 시스템.And the ECG signal acquisition module obtains an ECG signal from an entity that is not a member of the group of entities. 제97항 내지 제99항 중 어느 한 항에 있어서,The method of any one of claims 97-99, wherein 상기 특성 파형들은 합성 ECG들로부터 도출되는 생체 식별 시스템.The characteristic waveforms are derived from synthetic ECGs. 제97항에 있어서,97. The method of claim 97, 상기 ECG 서명 발생기는 상기 그룹의 ECG 신호들의 ICA로부터 도출된 특성 파형들을 제거하는 생체 식별 시스템.And the ECG signature generator removes characteristic waveforms derived from ICA of the group's ECG signals. 제97항에 있어서,97. The method of claim 97, 상기 ECG 서명 발생기는 상기 그룹의 ECG 신호들의 웨이블렛 분해(wavelet decomposition; WD)로부터 도출된 특성 파형들을 제거하는 생체 식별 시스템.And the ECG signature generator removes characteristic waveforms derived from wavelet decomposition (WD) of the group's ECG signals. 제99항에 있어서,105. The method of claim 99, 상기 시스템은 상기 특성 파형들을 가중하기 위해 재구성 계수(reconstruction coefficient)를 사용하는 생체 식별 시스템.The system uses a reconstruction coefficient to weight the characteristic waveforms. 제97항 내지 제99항 중 어느 한 항에 있어서,The method of any one of claims 97-99, wherein 상기 ECG 획득 모듈은 사용자로부터의 의식적인 응답을 요구하지 않는 생물학적 도전-응답 메카니즘을 제공하는 양방향 인터페이스를 포함하는 생체 식별 시스템.The ECG acquisition module includes a bi-directional interface that provides a biological challenge-response mechanism that does not require a conscious response from the user. 제106항에 있어서,107. The method of claim 106, 상기 양방향 인터페이스는 전도성 매체를 포함하는 생체 식별 시스템.And said bidirectional interface comprises a conductive medium. 제107항에 있어서,107. The method of claim 107 wherein 상기 전도성 매체는 의복 물품 내에 포함되어 있는 생체 식별 시스템.And the conductive medium is contained within a garment article. 개체를 식별하는 방법으로서,As a way of identifying an entity, a) 피험자의 ECG를 획득하는 단계;a) obtaining an ECG of the subject; b) 개체들의 그룹으로부터의 ECG들을 분해하여 상기 그룹의 공통 특징들을 나타내는 일련의 특성 파형들을 결정하는 단계;b) decomposing the ECGs from the group of entities to determine a series of characteristic waveforms representing common features of the group; c) 상기 특성 파형들을 제거함으로써 상기 피험자의 ECG를 처리하는 단계; 및c) processing the subject's ECG by removing the characteristic waveforms; And d) 상기 피험자의 처리된 ECG를 사용하여 상기 피험자를 식별하는 단계d) identifying the subject using the subject's processed ECG 를 포함하는 개체 식별 방법.Object identification method comprising a. 제109항에 있어서,109. The method of claim 109, 상기 피험자는 상기 개체들의 그룹의 구성원이 아닌 개체 식별 방법.And the subject is not a member of the group of individuals. 제109항에 있어서,109. The method of claim 109, 상기 분해된 ECG는 합성인 개체 식별 방법.Wherein said decomposed ECG is synthetic. 제109항에 있어서,109. The method of claim 109, 상기 단계들은 열거된 순서로 수행되는 개체 식별 방법.Wherein said steps are performed in the order listed. 제109항에 있어서,109. The method of claim 109, 상기 피험자의 ECG에 존재하는 공통 특징들의 범위를 근사화하기 위해 상기 특성 파형들을 가중하는 단계를 더 포함하는 개체 식별 방법.Weighting the characteristic waveforms to approximate a range of common features present in the subject's ECG. 제113항에 있어서,113. The method of claim 113, 상기 특성 파형들을 제거하는 단계는 상기 근사치를 제거함으로써 달성되는 개체 식별 방법.Removing the characteristic waveforms is achieved by removing the approximation. 제113항에 있어서,113. The method of claim 113, 상기 분해 단계는 상기 개체들의 그룹으로부터의 ECG들에 PCA를 적용함으로써 수행되고, 상기 가중 단계는 상기 피험자의 ECG에 존재하는 상기 특성 파형들의 범위를 근사화하도록 공통 특징들을 나타내는 주성분들에 대한 재구성 계수(reconstruction coefficient)들을 결정함으로써 수행되는 개체 식별 방법.The decomposing step is performed by applying PCA to ECGs from the group of individuals, wherein the weighting step is a reconstruction coefficient for the principal components representing common features to approximate the range of the characteristic waveforms present in the subject's ECG. An object identification method performed by determining reconstruction coefficients. 제115항에 있어서,116. The method of claim 115, 상기 근사치가 상기 피험자의 ECG로부터 제거되는 개체 식별 방법.And the approximation is removed from the subject's ECG. 제115항에 있어서,116. The method of claim 115, 공통 특징들을 나타내는 상기 주성분들은 상기 재구성 계수들을 결정하기 위해 시간 이동(time-shift)되는 개체 식별 방법.The principal components representing common features are time-shifted to determine the reconstruction coefficients. 제109항에 있어서,109. The method of claim 109, 상기 분해 단계는 독립적 성분 분석(independent component analysis; ICA)인 개체 식별 방법.Wherein said dissolving step is independent component analysis (ICA). 제109항에 있어서,109. The method of claim 109, 상기 분해 단계는 WD(wavelet decomposition)인 개체 식별 방법.And said dissolving step is wavelet decomposition (WD). 제109항 내지 제112항 중 어느 한 항에 있어서,112. The method of any of claims 109-112, 상기 피험자의 의식적인 응답을 요구하지 않는 방식으로 상기 피험자에게 수검을 요구(challenge)하는 단계를 더 포함하는 개체 식별 방법.And subjecting the subject to a test in a manner that does not require a conscious response of the subject. 제120항에 있어서,121. The method of claim 120, 상기 수검을 요구하는 단계는 상기 피험자의 ECG를 획득하기 위해서도 사용되는 전도성 매체를 통해 전기적 자극을 제공하는 단계를 포함하는 개체 식별 방법.The requesting examination includes the step of providing an electrical stimulus through a conductive medium that is also used to obtain the subject's ECG. 생체 식별 방법으로서,As a biometric identification method, a) ECG 신호를 획득하는 단계;a) obtaining an ECG signal; b) 상기 ECG 신호를 처리하여 ECG 서명을 발생하는 단계;b) processing the ECG signal to generate an ECG signature; c) 상기 ECG 서명을 복수의 합성 ECG 서명과 상관시키는 단계;c) correlating the ECG signature with a plurality of synthetic ECG signatures; d) 상기 상관들 중 하나 이상을 변환하는 단계;d) transforming one or more of the correlations; e) 상기 상관에 대한 동적 임계치를 발생하는 단계; 및e) generating a dynamic threshold for the correlation; And f) 상기 식별 결과를 출력하는 단계f) outputting the identification result 를 포함하는 생체 식별 방법.Biometric identification method comprising a. 제122항에 있어서,123. The method of claim 122 wherein 상기 단계들은 열거된 순서로 수행되는 생체 식별 방법.Wherein said steps are performed in the order listed.
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