JP2005160805A - 個人認識装置および属性判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 容易に個人の特徴を模倣できない信頼度の高い個人認識装置を提供する。
【解決手段】 複数の事象が格納された事象ＤＢ６と、格納された複数の事象を発生させる事象発生手段７と、発生する複数の事象に対応する生体の変化量を測定する人体センサ１と、測定された生体の変化量から各事象に対応する複数の特徴量を抽出する特徴量抽出手段２を備え、登録時には、特徴量抽出手段２が抽出する複数の特徴量を各事象に対応する個人別の特徴量として個人別特徴量ＤＢ４に登録し、照合時には、事象ＤＢ６に格納されている複数の事象を事象発生手段７に発生させ、発生する複数の事象に対する生体の変化量を生体センサ１に測定させ、特徴量抽出手段２に生体センサ１が測定した複数の生体の変化量から特徴量を抽出させ、抽出された複数の事象に対応する特徴量と個人別特徴量ＤＢ４に登録されている複数の特徴量とを比較して照合判定を行う。
【選択図】図１

Description

この発明は、物理的あるいは心理的な事象を与えることによって生じる生体的な特徴を利用して個人を認識する個人認識装置および個人の属性判定装置に関する。

図５は、従来の生体的特徴を利用した個人認識装置の構成を概念的に示す図である。
図において、生体センサ１０は、カメラやマイクあるいは文字を書かせるパッドのようなものであり、物理的・心理的な事象変化に対応して変化する生体の変化量を測定（検出）する。
特徴量抽出手段２０は、生体センサ１０が測定（検出）する生体の変化量（センシングデータ）を個人の特徴量として抽出する。これには画像処理なども含まれる。
さらに、特徴量抽出手段２０で抽出された特徴量は、特徴量登録手段によって個人別特徴量ＤＢ（データバンク）に登録される。

そして、照合時には、生体センサ１０によって測定（検出）される個人（認識対象）の生体変化量は、特徴量抽出手段２０によってその特徴量が抽出される。
特徴量抽出手段２０によって抽出された特徴量は、特徴量照合手段５０によって予め個人別特徴量ＤＢ（データバンク）４０に登録されている特徴量と比較（特徴量間の距離を計算）され、その結果により照合判定（即ち、個人認識）を行う。なお、図６は、図５に示した従来の個人認識装置における照合処理時のフローチャートである。

また、特許文献１（特開平６−２０３１４５号公報）には、顔の特定部位を撮像する撮像部と、この撮像部の出力に基づいて、特定部位画像に係る時系列準の各辞典の動的データを求め、この各動的データに基づいて動的特徴値を得る抽出部と、この抽出部による動的特徴値と、予め登録された複数個人の対応する動的特徴値とを比較する非各部と、その比較による整合度合いに基づいて、撮像された人が登録された内の一個人であると特定する判定部とを備えた個人認識装置が示されている。

従来利用していたこれらの生体的特徴は、指紋や虹彩などの身体的特徴、または身体の特定部位（例えば、顔の特定部位）の動き、署名や声紋などの行動的特徴である。
これらの特徴は、カメラやマイクなどによって簡単にキャプチュア（capture）が可能であり、これをもとに個人の生体的特徴の偽造が可能である。
また、行動的特徴で、顔の特定部位の動き、署名（形、書き順、圧力）やキーストローク（タイプ間隔）などのように、個人の癖に関するような特徴であっても、訓練によって真似することが可能である。

セキュリティシステムなどのように、より上位のシステムから見た場合、誰であるかよりも、その属性（悪意の有無など）が重要な場合がある。
従来のように、固定した生体的特徴あるいは行動的特徴を利用した個人認識装置では、属性（即ち、悪意の有無、落ち着いている、イライラしているなどの心理状態、性別、年齢などの）の判別は困難である。
特開平６−２０３１４５号公報（図１、段落０００５）

固定した生体的特徴あるいは行動的特徴を利用する従来の個人認識装置は、悪意を有して個人の特徴を偽造や模倣されることにより、認識精度（即ち、認識の信頼度）が著しく損なわれるとい問題点があった。
また、事象関連反応を利用し、個人の属性判定を行う装置は無かった。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、簡単には個人の特徴を偽造や模倣できない認識精度（認識の信頼度）の高い個人認識装置を提供することを目的とする。
また、個人の属性判定の行うことができる属性判定装置を提供することを目的とする。

この発明に係る個人認識装置は、複数の事象が格納された事象データバンクと、上記事象データバンクに格納された複数の事象を発生させる事象発生手段と、上記事象発生手段が発生する複数の事象に対応する生体の変化量をそれぞれ測定する人体センサと、上記人体センサが測定する生体の変化量から各事象に対応する複数の特徴量を抽出する特徴量抽出手段を備え、登録時には、上記特徴量抽出手段が抽出する複数の特徴量を各事象に対応する個人別の特徴量として個人別特徴量データバンクに登録し、照合時には、上記事象データバンクに格納されている複数の事象を上記事象発生手段に発生させ、上記事象発生手段が発生する複数の事象のそれぞれに対する生体の変化量を上記生体センサに測定させ、上記特徴量抽出手段に上記生体センサが測定した複数の生体の変化量から特徴量を抽出させ、上記特徴量抽出手段が抽出した複数の事象に対応する特徴量と上記個人別特徴量データバンクに登録されている複数の特徴量とを特徴量照合手段によって比較して照合判定を行うものである。

また、この発明に係る属性判定装置は、事象が格納された事象データバンクと、上記事象データバンクに格納された事象を発生させる事象発生手段と、上記事象発生手段が発生する事象に対応する生体の変化量を測定する人体センサと、上記人体センサが測定する生体の変化量から事象に対応する特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、上記事象データバンクに格納される事象に対応する属性別特徴量を格納する属性別特徴量データバンクとを備え、上記特徴量抽出手段が抽出する特徴量と上記属性別特徴量データバンクに登録されている属性別の特徴量とを特徴量照合手段によって比較して照合判定を行うものである。

この発明によれば、複数の事象に対応する特徴量と予め個人別特徴量データバンクに登録されている対応する複数の特徴量を比較して照合判定を行うので、容易に個人の特徴を偽造や模倣できない認識精度（信頼度）の高い個人認識装置を提供できる。

また、この発明によれば、特徴量抽出手段が抽出する特徴量と属性別特徴量データバンクに登録されている属性別の特徴量とを比較して照合判定を行うことにより、属性判定の行うことができる属性判定装置を提供できる。

実施の形態１．
以下、図面に基づいて、本発明の一実施の形態について説明する。
図１は、実施の形態１による個人認識装置の構成を概念的に示す図である。
本実施の形態による個人認識装置は、生体的特徴を利用した個人認識装置において、物理的・心理的な複数の事象を与えることによって生じる生体の変化量を測定（検出）し、事象と生体の変化量の相関関係を個人の特徴量として利用することを特徴とする。
物理的事象としては、音や光、熱や圧力など、五感で感じ取れるもののみならず、電磁気や酸素濃度、投薬などの生体に影響を与え得るあらゆる刺激を考慮される。
心理的事象としては、音声または文字としての言葉、音楽、映像・アニメーション、写真、絵画、幾何学模様、物品、サイレン、信号、標識など、意味を見出し得るあらゆる記号を考慮するものである。

また、その他の事象としては、瞬きや深呼吸、発生、電話、電話、楽器演奏、自動車の運転など、ある動作（指示）を行うことを考慮するものである。
また、仮想現実空間での出来事や、ゲームないでの出来事（ゲームオーバーなど）も事象として考慮をするものである。
また、事象とは、前述の事象の同時的あるいは時系列的な組合せ、繰り返しを含むものである。
上述の事象に対して、生体の変化量とは、表情や胃の伸縮などの身体部位の動き（方向や速度、移動量のパターンなど）や心拍数、脈拍数、発汗量、体温・サーモグラフィ、血中酸素、電気抵抗、生体電流、脳波、事象関連電位など、あらゆる測定可能な変化量を考慮するものである。

以下、図面に基づいて、本発明の一実施の形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の実施の形態１による個人認識装置の構成を概念的に示す図である。
本発明では、物理的・心理的事象を認定対象の個人に与えることによって生じる生体の変化量を測定（検出）し、事象と変化量の相対関係を個人の特徴量として利用して、個人認識を行うものである。
事象には、閃光を発するだけの単純なものから、次々と言葉をモニタに映すなどの複雑なものがあり、これらの複数の事象は事象ＤＢ（データバンク）に予め格納されている。
事象発生手段７は、例えば、ライト（光・光線）やモニタ、スピーカなどであり、制御部８を介して事象ＤＢ（データバンク）６に格納されている複数の事象を同時的にあるいは時系列発生させることができる。

また、生体センサ１は、例えば、表情や瞳孔開度などを撮影するカメラや、脳波を測定する電極などであり、複数の事象に対する生体の変化量をそれぞれ測定（検出）することができる。
特徴量抽出手段２は、複数の事象に対応して生体センサ１が測定（検出）した複数の生体の変化量をデジタル化し、複数の事象のそれぞれに対応する特徴量を抽出する。
特徴量抽出手段２で抽出された特徴量は、特徴量登録手段３によって個人別特徴量ＤＢ（データバンク）４に登録される。

照合時（個人認識時）には、登録時と同様に、制御部８は事象ＤＢ（データバンク）６に格納されている所定の事象を事象発生手段７に発生させる。
さらに、制御部８は事象発生手段７が発生する事象に対する生体の変化量を生体センサ１に測定（検出）させ、特徴量抽出手段２に生体センサ１が測定（検出）した生体の変化量から特徴量を抽出させる。
そして、個人別特徴量ＤＢ（データバンク）に登録されている特徴量と特徴量抽出手段２が抽出した特徴量を特徴量照合手段５によって類似度を比較し、その値がある閾値を越えたかどうかにより照合判定（個人識別）を行う。
なお、図２は、本実施の形態における照合時処理を示すフローチャートである。

以上説明したように、この発明に係る個人照合装置は、複数の事象が格納された事象データバンク６と、事象データバンク６に格納された複数の事象を発生させる事象発生手段７と、事象発生手段７が発生する複数の事象に対応する生体の変化量をそれぞれ測定する人体センサ１と、人体センサ１が測定する生体の変化量から各事象に対応する複数の特徴量を抽出する特徴量抽出手段３を備え、登録時には、特徴量抽出手段３が抽出する複数の特徴量を各事象に対応する個人別の特徴量として個人別特徴量データバンク４に登録し、照合時には、事象データバンク６に格納されている複数の事象を事象発生手段７に発生させ、事象発生手段７が発生する複数の事象のそれぞれに対する生体の変化量を上記生体センサ１に測定させ、特徴量抽出手段２に生体センサ１が測定した複数の生体の変化量から特徴量を抽出させ、特徴量抽出手段２が抽出した複数の事象に対応する特徴量と個人別特徴量データバンク４に登録されている複数の特徴量とを特徴量照合手段５によって比較して照合判定を行う。
これにより、本実施の形態による個人認識装置は、複数の事象に対応する生体の変化量の特徴量に基づいて個人の照合を行うので、容易に個人の特徴を偽造したり模倣することができない。

実施の形態２．
図３は、実施の形態２による属性判定装置の構成を概念的に示す図である。
本実施の形態による属性判定装置は、物理的・心理的事象を与えることによって生じる生体の変化量を測定し、事象と変化量の属性に関する相関関係に注目することによって、個人の属性を判定するものである。
本実施の形態は、前述の実施の形態１における個人別特徴量ＤＢ（データバンク）に代わり、属性別特徴量を格納する属性別特徴量データバンク９を設けている。

また、事象データバンク６に格納された事象にしたがって事象発生手段７から事象を発生させ、生体センサ１によって発生した事象に対する生体の変化量を測定（検出）し、特徴量抽出手段２によってその特徴量を抽出する。
そして、属性別特徴量ＤＢ（データバンク）９に格納されている属性別特徴量と特徴量抽出手段２によって抽出された特徴量を特徴量照合手段５ａによって類似度を比較、その値がある閾値を越えたかどうかにより照合判定（属性判定）を行う。
なお、属性特徴量とは、例えば、統計値、理論値、推測値などであり、健康診断のように、測定値がある範囲内であれば「正常」と判定するのに似ている。

本発明は、容易に個人の特徴を偽造や模倣することのできない認識精度（信頼度）の高い個人認識装置の実現に有用である。また、個人の属性を判定するのに有効である。

実施の形態１による個人認識装置の構成を示す図である。 実施の形態１による個人認識装置における照合時のフローチャートである。 実施の形態２による属性判定装置の構成を示す図である。 実施の形態２による属性判定装置における照合時のフローチャートである。 生体的特徴を利用した従来の個人認識装置の構成を示す図である。 従来の個人認識装置における照合処理時のフローチャートである。

符号の説明

１ 生体センサ ２ 特徴量抽出手段
３ 特徴量登録手段 ４ 個人別特徴量ＤＢ（データバンク）
５、５ａ 特徴量照合手段 ６ 事象ＤＢ（データバンク）
７ 事象発生手段 ８ 制御部
９ 属性別特徴量ＤＢ（データバンク）

Claims (2)

1. 複数の事象が格納された事象データバンクと、上記事象データバンクに格納された複数の事象を発生させる事象発生手段と、上記事象発生手段が発生する複数の事象に対応する生体の変化量をそれぞれ測定する人体センサと、上記人体センサが測定する生体の変化量から各事象に対応する複数の特徴量を抽出する特徴量抽出手段を備え、
   登録時には、上記特徴量抽出手段が抽出する複数の特徴量を各事象に対応する個人別の特徴量として個人別特徴量データバンクに登録し、
   照合時には、上記事象データバンクに格納されている複数の事象を上記事象発生手段に発生させ、上記事象発生手段が発生する複数の事象のそれぞれに対する生体の変化量を上記生体センサに測定させ、上記特徴量抽出手段に上記生体センサが測定した複数の生体の変化量から特徴量を抽出させ、上記特徴量抽出手段が抽出した複数の事象に対応する特徴量と上記個人別特徴量データバンクに登録されている複数の特徴量とを特徴量照合手段によって比較して照合判定を行うことを特徴とする個人認識装置。
2. 事象が格納された事象データバンクと、上記事象データバンクに格納された事象を発生させる事象発生手段と、上記事象発生手段が発生する事象に対応する生体の変化量を測定する人体センサと、上記人体センサが測定する生体の変化量から事象に対応する特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、上記事象データバンクに格納される事象に対応する属性別特徴量を格納する属性別特徴量データバンクとを備え、
   上記特徴量抽出手段が抽出する特徴量と上記属性別特徴量データバンクに登録されている属性別の特徴量とを特徴量照合手段によって比較して照合判定を行うことを特徴とする属性判定装置。

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