JP6887089B2 - Identification device and identification method - Google Patents

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本発明は、生体に無線信号を照射し、その反射信号を受信して生体の識別を行う識別装置及び識別方法に関する。 The present invention relates to an identification device and an identification method for irradiating a living body with a wireless signal and receiving the reflected signal to identify the living body.

例えば特許文献1には、自動車の運転者に対して電磁波を照射し、その反射波を用いて心拍及び心音信号を抽出することで、個人を識別する装置が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a device that identifies an individual by irradiating a driver of an automobile with an electromagnetic wave and extracting a heartbeat and heartbeat signal using the reflected wave.

また、特許文献2には、自動車の運転者に対し複数送受信機を用い、被験者の心拍数を測定する方法が開示されている。 Further, Patent Document 2 discloses a method of measuring the heart rate of a subject by using a plurality of transceivers for a driver of an automobile.

また、特許文献3には、被験者に対し複数アンテナによる360度放射パターン測定装置が開示されている。 Further, Patent Document 3 discloses a 360-degree radiation pattern measuring device using a plurality of antennas for a subject.

特開2015−042293号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-042293 特開2009−055997号公報JP-A-2009-055997 特開2007−325621号公報JP-A-2007-325621

しかしながら、電磁波を利用した生体識別は自動車の運転者のようにハンドルや座席に囲まれた運転席空間という近距離だけでなく、数メートル離れた距離からの識別など、様々な場面で用いられることが想定され、生体識別の自由度を向上させることが求められている。 However, biological identification using electromagnetic waves is used not only in a short distance such as a driver's seat space surrounded by steering wheels and seats like a car driver, but also in various situations such as identification from a distance of several meters. Is expected, and it is required to improve the degree of freedom of biological identification.

上記目的を達成するために、本発明の一形態に係る識別装置は、生体を識別する識別装置であって、前記生体を含む所定範囲に送信信号を送信する少なくとも1個の送信アンテナ素子と、前記所定範囲の周囲を囲んで配置されるN個の受信部であって、前記生体によって前記送信信号が反射された反射信号を含む受信信号を、当該受信部が有する受信アンテナ素子を用いて、それぞれが所定期間受信するN個の受信部と、対象生体に対して前記送信アンテナ素子から送信された送信信号が前記対象生体によって反射された反射信号を含む受信信号を前記N個の受信部が予め受信することにより得られたN個の受信信号である教師信号を記憶しているメモリと、前記教師信号と前記N個の受信部が受信することにより得られたN個の前記受信信号とから複数の相関係数を算出し、前記複数の相関係数のうち所定の相関係数が所定の数値範囲に含まれる場合に、前記生体と前記対象生体とが同一であると判定する、回路と、を備える。 In order to achieve the above object, the identification device according to one embodiment of the present invention is an identification device that identifies a living body, and includes at least one transmitting antenna element that transmits a transmission signal to a predetermined range including the living body. Using the receiving antenna element of the receiving unit, the receiving signal including the reflected signal reflected by the living body, which is N receiving units arranged around the predetermined range, is used. The N receiving units each receive N receiving units for a predetermined period of time, and the N receiving units receive a receiving signal including a reflected signal transmitted from the transmitting antenna element to the target living body and reflected by the target living body. A memory that stores teacher signals, which are N reception signals obtained by receiving in advance, and N reception signals obtained by receiving the teacher signal and the N reception units. A circuit that calculates a plurality of correlation coefficients from the above, and determines that the living body and the target living body are the same when a predetermined correlation coefficient is included in a predetermined numerical range among the plurality of correlation coefficients. And.

なお、これらの全般的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なCD−ROMなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。 It should be noted that these general or specific embodiments may be realized in a recording medium such as a system, method, integrated circuit, computer program or computer readable CD-ROM, system, method, integrated circuit, computer program. And any combination of recording media may be realized.

本開示に係る識別装置によれば、生体識別の自由度を向上させることができ、生体識別を短時間で効果的に行うことができる。 According to the identification device according to the present disclosure, the degree of freedom of biological identification can be improved, and biological identification can be effectively performed in a short time.

図1は、実施の形態1における識別装置の一例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of the identification device according to the first embodiment. 図2は、実施の形態1における回路およびメモリの機能的な構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of a circuit and a memory according to the first embodiment. 図3は、実施の形態1における教師信号の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a teacher signal according to the first embodiment. 図4は、実施の形態1における識別装置の動作の一例を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing an example of the operation of the identification device according to the first embodiment. 図5は、実施の形態1における判定処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing an example of the determination process according to the first embodiment. 図6は、相関係数ρの累積確率分布の概念図を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing a conceptual diagram of the cumulative probability distribution of the correlation coefficient ρ. 図7は、実施の形態1における識別装置による認識試験に用いた環境を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an environment used for the recognition test by the identification device in the first embodiment. 図8は、識別試験により得られた相関係数ρの累積確率分布を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a cumulative probability distribution of the correlation coefficient ρ obtained by the discrimination test. 図8で決定した条件(X=70〔%〕)を元に行った識別試験の識別結果を示す図である。It is a figure which shows the identification result of the identification test performed based on the condition (X = 70 [%]) determined in FIG. 図10は、実施の形態1の変形例1における識別装置の一例を示す構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram showing an example of the identification device according to the first modification of the first embodiment. 図11は、実施の形態2における識別装置の一例を示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram showing an example of the identification device according to the second embodiment. 図12は、実施の形態2における回路およびメモリの機能的な構成を示すブロック図である。FIG. 12 is a block diagram showing a functional configuration of a circuit and a memory according to a second embodiment. 図13は、実施の形態2における識別装置の動作の一例を示すフローチャートである。FIG. 13 is a flowchart showing an example of the operation of the identification device according to the second embodiment.

(本発明の基礎となった知見)
電磁波を利用した生体の識別に関する従来技術について、発明者らは詳細な検討を行った。その結果、特許文献1および2の方法では、自動車の運転席に座っている人物に電磁波を照射して、その人物からの反射波を測定し、測定した結果に対して演算処理を行う。この演算処理により心拍または心音の測定を行い、測定した心拍または心音の時間相関を取得することで、生体識別を実現している。しかしながら、生体の識別が必要となる状況は、人が運転席に座っている以外にも多数あり、例えば、立つ、座る、寝る、歩くなど、各種状況における生体の識別については十分に考慮されていない。
(Knowledge that became the basis of the present invention)
The inventors have conducted a detailed study on the prior art for identifying living organisms using electromagnetic waves. As a result, in the methods of Patent Documents 1 and 2, a person sitting in the driver's seat of an automobile is irradiated with electromagnetic waves, the reflected wave from the person is measured, and the measured result is subjected to arithmetic processing. The biological identification is realized by measuring the heartbeat or the heart sound by this arithmetic processing and acquiring the time correlation of the measured heartbeat or the heart sound. However, there are many situations in which it is necessary to identify the living body other than the person sitting in the driver's seat. For example, the identification of the living body in various situations such as standing, sitting, sleeping, and walking is fully considered. Absent.

発明者らは、以上の課題に対して研究を重ねた結果、生体を識別する識別装置の適用先を増やすには、アンテナと生体の識別の対象生体との間の制約を緩和するために、アンテナと対象生体との距離または位置関係の自由度を向上させることが必要であると考えた。具体的には、対象生体の向きの自由度を上げるため、つまり、対象生体がどのような向きであっても識別できるようにするため、対象生体を基準として、アンテナを対象生体の周辺の複数の位置に対象生体への向きに設置することを見出した。また、アンテナと対象生体との距離の自由度を上げるため、対象生体を測位し、その結果を用いて距離補正を行うことで、対象生体とアンテナとの間の距離の条件を緩和可能であることを見出した。また、更に、対象生体とアンテナとの間の距離が離れることで、アンテナが受信する対象生体からの反射波が弱くなるため、測定時間を数十秒などに十分に長くすることを見出した。また、取得するデータ数を増やし、時間相関を複数パターン取得し、かつ、得られた複数パターンの時間相関の結果を降順に並べ、当該結果が所定の領域に含まれるときに生体識別することにより偶然の一致やノイズ成分を除去することが可能であることを見出した。発明者らは、これらを見出すことにより、本発明に至った。 As a result of repeated research on the above problems, the inventors, in order to increase the application destinations of the identification device for identifying the living body, in order to relax the restriction between the antenna and the target living body for identifying the living body, We thought that it was necessary to improve the degree of freedom in the distance or positional relationship between the antenna and the target living body. Specifically, in order to increase the degree of freedom in the orientation of the target organism, that is, to enable identification regardless of the orientation of the target organism, a plurality of antennas around the target organism are used as a reference. It was found that it is installed at the position of the target living body in the direction of the target living body. Further, in order to increase the degree of freedom of the distance between the antenna and the target living body, the condition of the distance between the target living body and the antenna can be relaxed by positioning the target living body and performing distance correction using the result. I found that. Furthermore, it has been found that the distance between the target living body and the antenna weakens the reflected wave received by the antenna from the target living body, so that the measurement time is sufficiently lengthened to several tens of seconds or the like. In addition, by increasing the number of data to be acquired, acquiring a plurality of patterns of time correlation, arranging the results of the obtained multiple patterns of time correlation in descending order, and identifying the living body when the result is included in a predetermined region. We have found that it is possible to remove coincidences and noise components. The inventors came to the present invention by finding these.

すなわち、本発明の一態様に係る識別装置は、生体を識別する識別装置であって、前記生体を含む所定範囲に送信信号を送信する少なくとも1個の送信アンテナ素子と、前記所定範囲の周囲を囲んで配置されるN個の受信部であって、前記生体によって前記送信信号が反射された反射信号を含む受信信号を、当該受信部が有する受信アンテナ素子を用いて、それぞれが所定期間受信するN個の受信部と、対象生体に対して前記送信アンテナ素子から送信された送信信号が前記対象生体によって反射された反射信号を含む受信信号を前記N個の受信部が予め受信することにより得られたN個の受信信号である教師信号を記憶しているメモリと、前記教師信号と前記N個の受信部が受信することにより得られたN個の前記受信信号とから複数の相関係数を算出し、前記複数の相関係数のうち所定の相関係数が所定の数値範囲に含まれる場合に、前記生体と前記対象生体とが同一であると判定する、回路と、を備える。 That is, the identification device according to one aspect of the present invention is an identification device that identifies a living body, and includes at least one transmitting antenna element that transmits a transmission signal to a predetermined range including the living body and a periphery of the predetermined range. The N receiving units arranged so as to be surrounded by the living body receive the received signal including the reflected signal reflected by the living body by using the receiving antenna element of the receiving unit, each of which receives the received signal for a predetermined period of time. Obtained by the N receiving units receiving in advance a receiving signal including the N receiving units and the reflected signal transmitted from the transmitting antenna element to the target living body and reflected by the target living body. A plurality of correlation coefficients from a memory that stores teacher signals, which are N received signals, and N received signals obtained by receiving the teacher signal and the N receiving units. Is included, and when a predetermined correlation coefficient among the plurality of correlation coefficients is included in a predetermined numerical range, the living body and the target living body are determined to be the same.

これによれば、所定範囲の周囲を囲んで配置されるN個の受信部によって受診された受信信号を用いて生体識別を行う。このため、生体の向きに関わらず、少ない測定回数で生体識別を行うことができる。よって、生体識別の自由度を向上させることができ、生体識別を短時間で効果的に行うことができる。 According to this, the living body is identified by using the received signals received by the N receiving units arranged so as to surround the circumference of the predetermined range. Therefore, the living body can be identified with a small number of measurements regardless of the orientation of the living body. Therefore, the degree of freedom of biological identification can be improved, and biological identification can be effectively performed in a short time.

また、前記回路は、さらに、前記複数の相関係数に対する累積分布関数を算出し、前記複数の相関係数のうち、前記累積分布関数において累積確率が第1値をとる相関係数が、第2値以上、または、第3値以下に含まれる場合に、前記生体と前記対象生体とが同一であると判定してもよい。 Further, the circuit further calculates a cumulative distribution function for the plurality of correlation coefficients, and among the plurality of correlation coefficients, the correlation coefficient having a cumulative probability of the first value in the cumulative distribution function is the first. When it is contained in two or more values or a third value or less, it may be determined that the living body and the target living body are the same.

このため、生体識別をより精度よく行うことができる。 Therefore, the biological identification can be performed more accurately.

また、前記回路は、スライディング相関演算により、前記教師信号と前記N個の受信信号のそれぞれとの間の複数の相関係数を、前記複数の相関係数として算出してもよい。 Further, the circuit may calculate a plurality of correlation coefficients between the teacher signal and each of the N received signals as the plurality of correlation coefficients by a sliding correlation calculation.

このため、生体識別を効果的に行うことができる。 Therefore, biological identification can be effectively performed.

また、前記回路は、さらに、前記N個の受信信号を用いて前記所定範囲における前記生体の位置を算出し、前記生体の位置を用いて前記複数の相関係数を算出してもよい。 Further, the circuit may further calculate the position of the living body in the predetermined range using the N received signals, and calculate the plurality of correlation coefficients using the position of the living body.

このため、生体の位置に応じた生体識別を効果的に行うことができる。 Therefore, it is possible to effectively identify the living body according to the position of the living body.

また、前記送信アンテナ素子は、複数の送信アンテナ素子を含み、前記複数の送信アンテナ素子は、互いに異なる場所に配置されてもよい。 Further, the transmitting antenna element includes a plurality of transmitting antenna elements, and the plurality of transmitting antenna elements may be arranged at different locations from each other.

このため、複数の送信部の数を乗じた数の受信信号を得ることができる。よって、相関係数の数を増加させることができ、短時間に精度よく生体識別を行うことができる。 Therefore, it is possible to obtain a number of received signals multiplied by the number of a plurality of transmitting units. Therefore, the number of correlation coefficients can be increased, and the biological identification can be performed accurately in a short time.

また、前記送信アンテナ素子は、N個の送信アンテナ素子を含み、前記N個の受信アンテナ素子は、それぞれ、前記N個の送信アンテナ素子であり、前記回路は、更に、前記N個の受信信号を用いて、前記所定範囲における前記生体の位置を推定し、前記生体の位置を用いて前記複数の相関係数を算出してもよい。 Further, the transmitting antenna element includes N transmitting antenna elements, the N receiving antenna elements are each of the N transmitting antenna elements, and the circuit further comprises the N receiving signals. May be used to estimate the position of the living body in the predetermined range, and the plurality of correlation coefficients may be calculated using the position of the living body.

このため、N個の送信アンテナ素子とN個の受信アンテナ素子とを兼用でき、識別装置の構成を簡易にすることができる。 Therefore, the N transmitting antenna elements and the N receiving antenna elements can be used in combination, and the configuration of the identification device can be simplified.

また、前記教師信号は、前記所定期間のK倍(Kは2以上)の期間、前記N個の受信部が予め前記受信信号を受信することにより得られた前記N個の受信信号であってもよい。 Further, the teacher signal is the N reception signals obtained by the N reception units receiving the reception signals in advance for a period K times (K is 2 or more) of the predetermined period. May be good.

このため、生体識別をより精度よく行うことができる。 Therefore, the biological identification can be performed more accurately.

なお、これらの全般的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なCD−ROMなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。 It should be noted that these general or specific embodiments may be realized in a recording medium such as a system, method, integrated circuit, computer program or computer readable CD-ROM, system, method, integrated circuit, computer program. And any combination of recording media may be realized.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that all of the embodiments described below show a preferred specific example of the present invention. Numerical values, shapes, materials, components, arrangement positions and connection forms of components, steps, order of steps, etc. shown in the following embodiments are examples, and are not intended to limit the present invention. Further, among the components in the following embodiments, the components not described in the independent claims indicating the highest level concept of the present invention will be described as arbitrary components constituting the more preferable form. In the present specification and the drawings, components having substantially the same functional configuration are designated by the same reference numerals, so that duplicate description will be omitted.

(実施の形態1)
図1は、実施の形態1における識別装置の構成の一例を示す構成図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of the configuration of the identification device according to the first embodiment.

図1に示すように、識別装置10は、送信部20、N個の受信部(本実施の形態では受信部30A〜30H)、回路40およびメモリ41を備える。識別装置10は、ヒト等の生体50を含む所定範囲A1に対して送信部20より送信信号を送信し、受信部30A〜30Hにて生体50で反射された反射信号を含む受信信号を受信する。識別装置10は、受信部30A〜30Hにより受信された受信信号を、回路40により処理することで、生体50を識別する。 As shown in FIG. 1, the identification device 10 includes a transmission unit 20, N reception units (reception units 30A to 30H in this embodiment), a circuit 40, and a memory 41. The identification device 10 transmits a transmission signal from the transmission unit 20 to a predetermined range A1 including the living body 50 such as a human, and receives a reception signal including the reflection signal reflected by the living body 50 by the reception units 30A to 30H. .. The identification device 10 identifies the living body 50 by processing the received signals received by the receiving units 30A to 30H by the circuit 40.

送信部20は、少なくとも1個の送信アンテナ素子21を有する。送信アンテナ素子21は、所定範囲A1に送信信号を送信する。送信部20は、所定範囲A1の周囲の位置、つまり、所定範囲A1の外側の位置に配置されていてもよい。送信アンテナ素子21は、具体的には、ヒトなどの生体50に対して、マイクロ波を送信信号として発射する。送信アンテナ素子21は、無変調の送信信号を送信してもよいし、変調処理が行われた送信信号を送信してもよい。変調処理が行われる場合、送信部20は、変調処理を行うための回路を含んでいてもよい。送信アンテナ素子21は、所定範囲A1の周囲の位置に配置される。なお、所定範囲A1とは、識別装置10が生体50を識別するための予め定められた範囲の空間である。 The transmitting unit 20 has at least one transmitting antenna element 21. The transmitting antenna element 21 transmits a transmission signal to a predetermined range A1. The transmission unit 20 may be arranged at a position around the predetermined range A1, that is, a position outside the predetermined range A1. Specifically, the transmitting antenna element 21 emits microwaves as a transmission signal to a living body 50 such as a human being. The transmitting antenna element 21 may transmit an unmodulated transmission signal, or may transmit a modulated transmission signal. When the modulation process is performed, the transmission unit 20 may include a circuit for performing the modulation process. The transmitting antenna element 21 is arranged at a position around the predetermined range A1. The predetermined range A1 is a space in a predetermined range for the identification device 10 to identify the living body 50.

受信部30A〜30Hのそれぞれは、1個の受信アンテナ素子31A〜31Hを有する。受信アンテナ素子31A〜31Hは、生体50によって送信部20からの送信信号が反射された信号である反射信号を含む受信信号を所定期間受信する。受信部30A〜30Hは、所定範囲A1の周囲を囲んだ状態で、例えば、それぞれが等間隔に円形に配置されている。受信部30A〜30Hは、N個(本実施の形態では8個)により構成される。 Each of the receiving units 30A to 30H has one receiving antenna element 31A to 31H. The receiving antenna elements 31A to 31H receive a received signal including a reflected signal, which is a signal obtained by reflecting the transmitted signal from the transmitting unit 20 by the living body 50, for a predetermined period of time. The receiving units 30A to 30H are arranged in a circular shape at equal intervals, for example, in a state of surrounding the predetermined range A1. The receiving units 30A to 30H are composed of N pieces (8 pieces in the present embodiment).

受信部30A〜30Hのそれぞれは、受信信号を周波数変換し、低周波信号に変換してもよい。また、受信部30A〜30Hのそれぞれは、受信信号に復調処理を行ってもよい。受信部30A〜30Hのそれぞれは、周波数変換および/または復調処理することにより得られた信号を回路40に出力する。受信部30A〜30Hのそれぞれは、受信信号を処理するための回路を含んでいてもよい。 Each of the receiving units 30A to 30H may frequency-convert the received signal and convert it into a low-frequency signal. Further, each of the receiving units 30A to 30H may perform demodulation processing on the received signal. Each of the receiving units 30A to 30H outputs a signal obtained by frequency conversion and / or demodulation processing to the circuit 40. Each of the receiving units 30A to 30H may include a circuit for processing the received signal.

回路40は、識別装置10を動作させる各種処理を実行する。回路40は、例えば、制御プログラムを実行するプロセッサと、当該制御プログラムを実行するときに使用するワークエリアとして用いられる揮発性の記憶領域(主記憶装置)とにより構成される。揮発性の記憶領域は、例えば、RAM(Randdom Access Memory)である。 The circuit 40 executes various processes for operating the identification device 10. The circuit 40 is composed of, for example, a processor that executes a control program and a volatile storage area (main storage device) that is used as a work area used when the control program is executed. The volatile storage area is, for example, RAM (Random Access Memory).

回路40は、受信部30A〜30Hのそれぞれから取得した信号を揮発性の記憶領域に所定期間、一時的に記憶する。回路40は、当該信号の位相および振幅を揮発性の記憶領域所定期間、に一時的に記憶してもよい。なお、回路40は、不揮発性の記憶領域を有していてもよく、当該信号を不揮発性の記憶領域に所定期間、一時的に記憶してもよい。 The circuit 40 temporarily stores the signals acquired from each of the receiving units 30A to 30H in the volatile storage area for a predetermined period of time. The circuit 40 may temporarily store the phase and amplitude of the signal in a volatile storage area for a predetermined period of time. The circuit 40 may have a non-volatile storage area, and the signal may be temporarily stored in the non-volatile storage area for a predetermined period of time.

なお、回路40は、識別装置10を動作させる各種処理を行うための専用回路により構成されていてもよい。つまり、回路40は、ソフトウェア処理を行う回路であってもよいし、ハードウェア処理を行う回路であってもよい。 The circuit 40 may be configured by a dedicated circuit for performing various processes for operating the identification device 10. That is, the circuit 40 may be a circuit that performs software processing or may be a circuit that performs hardware processing.

メモリ41は、不揮発性の記憶領域(補助記憶装置)であり、例えば、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、HDD(Hard Disk Drive)などである。メモリ41は、例えば、識別装置10を動作させる各種処理に利用される情報を記憶している。 The memory 41 is a non-volatile storage area (auxiliary storage device), and is, for example, a ROM (Read Only Memory), a flash memory, an HDD (Hard Disk Drive), or the like. The memory 41 stores, for example, information used for various processes for operating the identification device 10.

次に、回路40の機能的な構成について図2を用いて説明する。 Next, the functional configuration of the circuit 40 will be described with reference to FIG.

図2は実施の形態1における回路およびメモリの機能的な構成を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of a circuit and a memory according to the first embodiment.

回路40は、相関係数算出部410と、判定部420とを有する。 The circuit 40 has a correlation coefficient calculation unit 410 and a determination unit 420.

相関係数算出部410は、メモリ41に記憶されている教師信号42と、受信部30A〜30Hが受信することより得られたN個の受信信号とを比較することで、複数の相関係数を算出する。なお、ここで、比較する対象となるN個の受信信号は、所定期間、回路40の記憶領域に記憶されている信号である。 The correlation coefficient calculation unit 410 compares the teacher signal 42 stored in the memory 41 with the N received signals obtained by the reception units 30A to 30H to receive a plurality of correlation coefficients. Is calculated. Here, the N received signals to be compared are signals stored in the storage area of the circuit 40 for a predetermined period.

ここで、メモリ41に記憶されている教師信号42について説明する。 Here, the teacher signal 42 stored in the memory 41 will be described.

図3は、教師信号の一例を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing an example of a teacher signal.

教師信号42は、所定範囲A1にいる既知のヒトなどの対象生体に対して、送信アンテナ素子21から送信された送信信号が当該対象生体の表面によって反射された反射信号を含む受信信号を受信部30A〜30Hが予め受信することにより得られたN個の受信信号の時間応答波形である。つまり、図3に示すように、教師信号42は、生体50を識別するための所定期間のK倍(Kは2以上)の期間(図3の測定期間)、受信部30A〜30Hが予め反射信号を含む受信信号を受信することにより得られたN個の受信信号である。測定期間は、例えば、120〔s〕である。なお、図3で示す教師信号は、1個の受信部が受信した受信信号の一例である。 The teacher signal 42 receives a received signal including a reflected signal transmitted from the transmitting antenna element 21 to a known target living body such as a human being within a predetermined range A1 and reflected by the surface of the target living body. 30A to 30H are time response waveforms of N received signals obtained by receiving in advance. That is, as shown in FIG. 3, the teacher signal 42 is reflected in advance by the receiving units 30A to 30H for a period (measurement period of FIG. 3) that is K times (K is 2 or more) of a predetermined period for identifying the living body 50. These are N received signals obtained by receiving received signals including signals. The measurement period is, for example, 120 [s]. The teacher signal shown in FIG. 3 is an example of a received signal received by one receiving unit.

なお、教師信号42は、複数の既知の対象生体のそれぞれについて予め取得されていてもよい。この場合、複数の既知の対象生体にそれぞれ対応する複数の教師信号42のそれぞれは、対応する対象生体を識別する識別情報と対応付けられた状態でメモリ41に記憶されている。 The teacher signal 42 may be acquired in advance for each of the plurality of known target organisms. In this case, each of the plurality of teacher signals 42 corresponding to the plurality of known target organisms is stored in the memory 41 in a state associated with the identification information for identifying the corresponding target organisms.

相関係数算出部410は、具体的には、スライディング相関演算により、教師信号42とN個の受信信号のそれぞれとの間の複数の相関係数を算出する。ここで取り扱うスライディング相関演算とは、

Figure 0006887089
で表される相関係数を求める演算である。 Specifically, the correlation coefficient calculation unit 410 calculates a plurality of correlation coefficients between the teacher signal 42 and each of the N received signals by a sliding correlation calculation. The sliding correlation calculation dealt with here is
Figure 0006887089
It is an operation to obtain the correlation coefficient represented by.

Figure 0006887089
Figure 0006887089

ここで、S(t)はl番目の教師複素信号ベクトル、S(t)は観測した複素信号ベクトル、Cは巡回置換行列である。k(0≦k≦M−1)は、巡回置換行列の指数であり、生体の向きに対応する。すなわち、Cが1回乗算されると、観測信号ベクトルSの要素は1列分巡回シフトされるため受信アンテナ全体が円の中心を基準として360/M度回転したことと等価になる。Cは受信アンテナを360k/M度回転させることとなるが、これは生体が任意の方向を向いたときでも認識可能とするためである。また、τは観測した受信信号と教師信号との時間差を考慮するためのものである。これは生体に起因する波形応答が周期的であることを利用するためのものであり、τを変化させることで任意のタイミングに観測した受信信号をスライドさせながら観測した教師信号と比較することができる。相関係数算出部410は、以上に述べたτおよびkを変化させて相関係数の最大値、

Figure 0006887089
を算出する。ここで、τmaxはスライディング相関演算を行う最大の時間差であり、生体活動の周期またはその数倍程度以上に設定すればよい。例えば呼吸の周期を3秒とすると、τmaxは当該周期の3倍以上の10秒程度に設定すればよい。既知の生体について事前に何度も教師信号を測定しており、メモリ41が当該既知の生体についての複数の教師信号を記憶している場合、(式5)の演算を複数の教師信号に対して実施することによって、一度の観測で多数の相関係数ρを得てもよい。なお、ここで教師複素信号ベクトルS(t)と複素信号ベクトルS(t)とは送信アンテナ素子21と各受信アンテナ素子31A〜31Hとの間の伝搬チャネル(伝達関数)であってもよい。 Here, S l (t) is the l-th teacher complex signal vector, S (t) is the observed complex signal vector, and C is the cyclic permutation matrix. k (0 ≦ k ≦ M-1) is an exponential of the cyclic permutation matrix and corresponds to the orientation of the living body. That is, when C is multiplied once, the element of the observation signal vector S is cyclically shifted by one column, which is equivalent to the fact that the entire receiving antenna is rotated 360 / M degrees with respect to the center of the circle. Ck rotates the receiving antenna by 360 k / M degrees, because it can be recognized even when the living body faces an arbitrary direction. Further, τ is for considering the time difference between the observed received signal and the teacher signal. This is to utilize the fact that the waveform response caused by the living body is periodic, and by changing τ, it is possible to compare the received signal observed at an arbitrary timing with the teacher signal observed while sliding. it can. The correlation coefficient calculation unit 410 changes τ and k described above to obtain the maximum value of the correlation coefficient.
Figure 0006887089
Is calculated. Here, τ max is the maximum time difference for performing the sliding correlation calculation, and may be set to the cycle of biological activity or several times or more thereof. For example, assuming that the breathing cycle is 3 seconds, τ max may be set to about 10 seconds, which is three times or more the cycle. When the teacher signal is measured many times in advance for a known living body and the memory 41 stores a plurality of teacher signals for the known living body, the calculation of (Equation 5) is performed on the plurality of teacher signals. By carrying out the above, a large number of correlation coefficients ρ may be obtained in one observation. Here, the teacher complex signal vector S l (t) and the complex signal vector S (t) may be propagation channels (transfer functions) between the transmitting antenna element 21 and the receiving antenna elements 31A to 31H. ..

判定部420は、相関係数算出部410により算出された複数の相関係数が所定の数値範囲に含まれるか否かを判定する。判定部420は、複数の相関係数のうちの所定の相関係数が所定の数値範囲に含まれる場合に、生体50と対象生体とが同一であると判定する。 The determination unit 420 determines whether or not a plurality of correlation coefficients calculated by the correlation coefficient calculation unit 410 are included in a predetermined numerical range. When the predetermined correlation coefficient among the plurality of correlation coefficients is included in the predetermined numerical range, the determination unit 420 determines that the living body 50 and the target living body are the same.

具体的には、判定部420は、複数の相関係数に対する累積分布関数を算出する。判定部420は、複数の相関係数のうち、算出した累積分布関数において累積確率が第1値を取る相関係数が、第2値以上の数値範囲に含まれるか否かを判定する。そして、判定部420は、判定した結果、算出した累積分布関数において累積確率が第1値を取る相関係数が、第2値以上の数値範囲に含まれると判定した場合、生体50と対象生体とが同一であると判定する。 Specifically, the determination unit 420 calculates a cumulative distribution function for a plurality of correlation coefficients. The determination unit 420 determines whether or not the correlation coefficient having the first value of the cumulative probability in the calculated cumulative distribution function is included in the numerical range of the second value or more among the plurality of correlation coefficients. Then, when the determination unit 420 determines as a result of the determination that the correlation coefficient in which the cumulative probability takes the first value in the calculated cumulative distribution function is included in the numerical range of the second value or more, the living body 50 and the target living body Is determined to be the same.

なお、判定部420は、算出した累積分布関数において累積確率が第1値を取る相関係数が、第2値以上の数値範囲に含まれる場合、生体50と対象生体とが同一であると判定したが、判定の基準は第2値以上の数値範囲に限定されない。判定部420は、当該相関係数が第2値以上第3値以下の数値範囲に含まれる場合に、生体50と対象生体とが同一であると判定してもよい。また、判定部420は、当該相関係数が第3値以下の数値範囲に含まれる場合に、生体50と対象生体とが同一であると判定してもよい。 The determination unit 420 determines that the living body 50 and the target living body are the same when the correlation coefficient in which the cumulative probability takes the first value in the calculated cumulative distribution function is included in the numerical range of the second value or more. However, the criterion for judgment is not limited to the numerical range of the second value or more. The determination unit 420 may determine that the living body 50 and the target living body are the same when the correlation coefficient is included in the numerical range of the second value or more and the third value or less. Further, the determination unit 420 may determine that the living body 50 and the target living body are the same when the correlation coefficient is included in the numerical range of the third value or less.

なお、複数の既知の対象生体のそれぞれについて予め取得された複数の教師信号42がメモリ41に記憶されている場合には、回路40では、複数の対象生体のそれぞれに対応する教師信号42のそれぞれについて、処理を行う。これにより、回路40は、生体50を、当該生体50と同一であると判定された教師信号42に対応する対象生体であると識別する。 When a plurality of teacher signals 42 acquired in advance for each of the plurality of known target organisms are stored in the memory 41, in the circuit 40, each of the teacher signals 42 corresponding to each of the plurality of target organisms is stored. Is processed. Thereby, the circuit 40 identifies the living body 50 as the target living body corresponding to the teacher signal 42 determined to be the same as the living body 50.

図4は、実施の形態1における識別装置の動作の一例を示すフローチャートである。 FIG. 4 is a flowchart showing an example of the operation of the identification device according to the first embodiment.

識別装置10では、生体50を所定範囲A1内に配置した状態で、送信アンテナ素子21が所定範囲A1に送信信号を送信する(S11)。 In the identification device 10, the transmitting antenna element 21 transmits a transmission signal to the predetermined range A1 with the living body 50 arranged in the predetermined range A1 (S11).

受信部30A〜30Hは、それぞれが有する受信アンテナ素子31A〜31Hを用いて、生体50によって送信信号が反射された反射信号を含む受信信号を所定期間受信する(S12)。 The receiving units 30A to 30H use the receiving antenna elements 31A to 31H, respectively, to receive the received signal including the reflected signal reflected by the living body 50 for a predetermined period (S12).

回路40は、教師信号42をメモリ41から読み出し、読み出した教師信号とN個の受信信号とから複数の相関係数を算出する(S13)。具体的には、回路40は、得られた受信信号を処理することで得られた複素信号ベクトルS(t)について、(式1)〜(式5)の手順によって、相関係数を求める。ここで、教師複素信号ベクトルS(t)を一定時間Tの間観測する作業を事前にL回行うことで得られたL個の教師信号群[S(t),...,S(t)]がメモリ41に記憶されているものとする。この場合、L個の教師信号群と、N個の受信信号とを比較して相関係数を求めるため、得られる相関係数の数はL×N個である。 The circuit 40 reads the teacher signal 42 from the memory 41, and calculates a plurality of correlation coefficients from the read teacher signal and N received signals (S13). Specifically, the circuit 40 obtains the correlation coefficient of the complex signal vector S (t) obtained by processing the obtained received signal by the procedures of (Equation 1) to (Equation 5). Here, L teacher signal groups [S 1 (t), obtained by performing the work of observing the teacher complex signal vector S l (t) for a certain period of time L times in advance. .. .. , SL (t)] is stored in the memory 41. In this case, since the correlation coefficient is obtained by comparing the L teacher signal group with the N received signals, the number of obtained correlation coefficients is L × N.

次に、回路40は、算出した複数の相関係数のうち所定の相関係数が所定の数値範囲に含まれる場合に、生体50と対象生体とが同一であると判定する(S14)。 Next, the circuit 40 determines that the living body 50 and the target living body are the same when a predetermined correlation coefficient is included in the predetermined numerical range among the plurality of calculated correlation coefficients (S14).

次に、ステップS14の判定処理を具体的に説明する。 Next, the determination process in step S14 will be specifically described.

図5は、実施の形態1における判定処理の一例を示すフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart showing an example of the determination process according to the first embodiment.

判定処理において、判定部420は、得られた複数の相関係数の累積確率分布を算出する(S21)。 In the determination process, the determination unit 420 calculates the cumulative probability distribution of the obtained plurality of correlation coefficients (S21).

判定部420は、複数の相関係数のうち、算出した累積確率分布において累積確率が第1値としてのX%値である相関係数ρ(X)を算出する(S22)。ここで、判定部420は、判定基準となるX%値を、教師信号の対象生体と同一の生体で得られる累積確率分布と、教師信号の対象生体とは異なる生体で得られる累積確率分布との差異が十分に大きくなる値に設定することで後述の識別率を向上することが可能になる。上記の差異が十分に大きくなる値が不明な場合は、判定部420は、X%値を、例えば中央値(X=50%)に設定してもよい。 The determination unit 420 calculates the correlation coefficient ρ (X) in which the cumulative probability is the X% value as the first value in the calculated cumulative probability distribution among the plurality of correlation coefficients (S22). Here, the determination unit 420 sets the X% value as the determination criterion as a cumulative probability distribution obtained in the same living body as the target living body of the teacher signal and a cumulative probability distribution obtained in a living body different from the target living body of the teacher signal. By setting the value so that the difference between the two is sufficiently large, it is possible to improve the identification rate described later. When the value at which the above difference becomes sufficiently large is unknown, the determination unit 420 may set the X% value to, for example, the median value (X = 50%).

次に、判定部420は、識別を行うために、事前に第2値としてのしきい値ρminを設定しておき、ρmin≦ρ(X)を満たすか否かを判定する(S23)。判定部420は、ρmin≦ρ(X)を満たす場合(S23でYes)、生体50が対象生体と同一であると判定する(S24)。一方で、判定部420は、ρmin≦ρ(X)を満たさない、つまり、ρmin>ρ(X)である場合(S23でNo)、生体50が対象生体とは異なると判定する(S25)。なお、しきい値ρminは、教師信号が対象生体と同一である場合にρmin≦ρ(X)を満たすように設定する必要があるが、低すぎる値に設定されると対象生体とは異なる生体を同一の生体であると識別する誤検出率が上昇するため、適切な値に設定する必要がある。 Next, the determination unit 420 sets a threshold value ρ min as a second value in advance in order to perform identification, and determines whether or not ρ min ≤ ρ (X) is satisfied (S23). .. When the determination unit 420 satisfies ρ min ≤ ρ (X) (Yes in S23), the determination unit 420 determines that the living body 50 is the same as the target living body (S24). On the other hand, when the determination unit 420 does not satisfy ρ min ≤ ρ (X), that is, when ρ min > ρ (X) (No in S23), the determination unit 420 determines that the living body 50 is different from the target living body (S25). ). The threshold value ρ min needs to be set so as to satisfy ρ min ≤ ρ (X) when the teacher signal is the same as the target organism, but if it is set to a value too low, the target organism is Since the false positive rate for identifying different living organisms as the same living body increases, it is necessary to set an appropriate value.

図6は、相関係数ρの累積確率分布の概念図を示すグラフである。具体的には、図6では、教師信号の対象生体と同一の生体である場合の累積確率分布が実線のグラフで示され、教師信号の対象生体とは異なる生体である場合の累積確率分布が破線のグラフで示されている。同一の生体間の相関係数は、高く出る傾向があるため、実線および破線で示す両分布のρ(X)には差が生じる。このような分布の差を事前の実験などにより知っておけば、判定部420は、誤認識が少なく高い認識率が得られるしきい値ρminを用いて判定処理を行うことができる。判定部420は、このように適切に設定したしきい値ρminを用いることでより識別が可能になる。 FIG. 6 is a graph showing a conceptual diagram of the cumulative probability distribution of the correlation coefficient ρ. Specifically, in FIG. 6, the cumulative probability distribution when the organism is the same as the target organism of the teacher signal is shown by a solid line graph, and the cumulative probability distribution when the organism is different from the target organism of the teacher signal is shown. It is shown in a dashed graph. Since the correlation coefficient between the same living organisms tends to be high, there is a difference in ρ (X) of both distributions shown by the solid line and the broken line. If such a difference in distribution is known through a prior experiment or the like, the determination unit 420 can perform the determination process using the threshold value ρ min, which has few false recognitions and can obtain a high recognition rate. The determination unit 420 can be further identified by using the threshold value ρ min set appropriately in this way.

次に、実施の形態1における識別装置10による生体識別の有効性を明らかにするために行った識別試験について説明する。 Next, the identification test conducted for clarifying the effectiveness of the biological identification by the identification device 10 in the first embodiment will be described.

図7は、実施の形態1における識別装置による識別試験に用いた環境を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing an environment used for the identification test by the identification device in the first embodiment.

図7に示すように、識別試験では、送信部20に相当する送信機を1台、受信部30A〜30Hに相当する受信機(受信アンテナ)を8台用いた。8台の受信機は、生体を中心として0.5mの半径、かつ、45度間隔で円形に並べて配置されている。ここで、送信アンテナ素子は1素子の方形パッチアンテナであり、8台の受信機が有する8個の受信アンテナ素子はそれぞれ方形パッチアンテナである。また、床面から受信アンテナ素子が設置される位置までの高さは0.9mである。送信アンテナ素子は、1番目の受信アンテナ素子のマイクロ波の1波長真上に配置されている。 As shown in FIG. 7, in the identification test, one transmitter corresponding to the transmitting unit 20 and eight receivers (receiving antennas) corresponding to the receiving units 30A to 30H were used. The eight receivers are arranged in a circle with a radius of 0.5 m and an interval of 45 degrees around the living body. Here, the transmitting antenna element is a one-element square patch antenna, and the eight receiving antenna elements of the eight receivers are each a square patch antenna. The height from the floor surface to the position where the receiving antenna element is installed is 0.9 m. The transmitting antenna element is arranged directly above one wavelength of the microwave of the first receiving antenna element.

図8は、識別試験により得られた相関係数ρの累積確率分布を示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing a cumulative probability distribution of the correlation coefficient ρ obtained by the discrimination test.

ここで教師信号は、事前に5回の測定を行った結果である。また、識別のための観測回数は1回である。識別を行う所定期間はT=10秒である。 Here, the teacher signal is the result of performing the measurement five times in advance. Moreover, the number of observations for identification is one. The predetermined period for identification is T = 10 seconds.

対象生体と同一の生体である場合、比較的高い相関係数が観測されたが、対象生体とは異なる生体である場合では、対象生体と同一の生体である場合と比較して相関係数が低いことが分かる。この実験結果により、相関係数の比較の基準となる第1値は、分布の差が比較的大きいX=70〔%〕に設定した。 A relatively high correlation coefficient was observed when the organism was the same as the target organism, but when the organism was different from the target organism, the correlation coefficient was higher than when the organism was the same as the target organism. It turns out to be low. Based on the results of this experiment, the first value used as a reference for comparing the correlation coefficients was set to X = 70 [%], which has a relatively large difference in distribution.

図9は、図8で決定した条件(X=70〔%〕)を元に行った識別試験の結果を示す図である。図9では、しきい値ρminを変化させた場合に、対象生体と同一の生体であると正しく識別できた確率(以下、「認識率」ともいう。)を実線のグラフで示し、対象生体とは異なる生体を過って識別した確率(以下、「誤認識率」ともいう。)を破線のグラフで示している。誤認識率は、対象生体とは異なる生体についての判定処理において、対象生体と同一であると判定された場合の確率である。 FIG. 9 is a diagram showing the results of a discrimination test performed based on the conditions (X = 70 [%]) determined in FIG. In FIG. 9, when the threshold value ρ min is changed, the probability that the organism can be correctly identified as the same organism as the target organism (hereinafter, also referred to as “recognition rate”) is shown by a solid line graph, and the target organism is shown. The probability of accidentally identifying a living body different from the above (hereinafter, also referred to as “misrecognition rate”) is shown by a broken line graph. The erroneous recognition rate is the probability when it is determined that the organism is the same as the target organism in the determination process for the organism different from the target organism.

図9に示す破線のグラフより、しきい値ρminを上げるに従い誤認識率が低下することが分かる。また、しきい値ρminをρmin≧0.86とすることで、誤認識率を0%に、かつ、認識率を90%にできることが明らかになった。 From the broken line graph shown in FIG. 9, it can be seen that the false recognition rate decreases as the threshold value ρ min is increased. Further, it was clarified that the false recognition rate can be set to 0% and the recognition rate can be set to 90% by setting the threshold value ρ min to ρ min ≥ 0.86.

本実施の形態に係る識別装置10によれば、所定範囲A1の周囲を囲んで配置されるN個の受信部30A〜30Hによって受信された受信信号を用いて生体識別を行う。このため、異なる複数の角度から受信信号を取得でき、少ない測定回数で生体識別を行うことができる。よって、生体識別の自由度を向上させることができ、生体識別を短時間で効果的に行うことができる。 According to the identification device 10 according to the present embodiment, biometric identification is performed using the received signals received by the N receiving units 30A to 30H arranged so as to surround the periphery of the predetermined range A1. Therefore, the received signal can be acquired from a plurality of different angles, and the biological identification can be performed with a small number of measurements. Therefore, the degree of freedom of biological identification can be improved, and biological identification can be effectively performed in a short time.

また、本実施の形態に係る識別装置10は、マイクロ波などの無線信号を用いて、ヒト等の生体を識別する。このように、カメラで撮像した画像に対して画像解析することなくヒト等の生体を識別できるため、ヒトのプライバシーを保護した状態で、ヒトの識別を行うことができる。 Further, the identification device 10 according to the present embodiment identifies a living body such as a human by using a wireless signal such as a microwave. In this way, since a living body such as a human can be identified without performing image analysis on the image captured by the camera, it is possible to identify the human while protecting the privacy of the human.

(実施の形態1の変形例1)
上記実施の形態1に係る識別装置10は、1個の送信部20と、N個の受信部30A〜30Hとを備える構成としたが、これに限らない。例えば、図10に示すように、N個(本変形例では8個)の送受信部60A〜60Hを備える識別装置10Aを採用してもよい。
(Modification 1 of Embodiment 1)
The identification device 10 according to the first embodiment is configured to include one transmitting unit 20 and N receiving units 30A to 30H, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 10, an identification device 10A including N transmission / reception units 60A to 60H (8 in this modification) may be adopted.

図10は、変形例1における識別装置の一例を示す構成図である。 FIG. 10 is a configuration diagram showing an example of the identification device in the first modification.

送受信部60A〜60Hは、N個の受信アンテナ素子31A〜31Hを有する。N個の受信アンテナ素子31A〜31Hは、それぞれ、N個の送信アンテナ素子としても機能する。なお、回路40およびメモリ41の構成は、実施の形態1の識別装置10の構成と同様であるため説明を省略する。 The transmission / reception units 60A to 60H have N receiving antenna elements 31A to 31H. Each of the N receiving antenna elements 31A to 31H also functions as N transmitting antenna elements. Since the configurations of the circuit 40 and the memory 41 are the same as the configurations of the identification device 10 of the first embodiment, the description thereof will be omitted.

この場合、送受信部60A〜60Hのそれぞれは、送信部と受信部とのいずれかを選択的に機能させる。つまり、例えば、送受信部60A〜60Hのうちの1つを送信部として機能させ、他の複数の送受信部を受信部として機能させることで、複数の受信信号を取得する。また、送信部として機能させる送受信部を順次切り替えることで、複数の送受信部60A〜60Hから送信された送信信号による複数の受信信号を取得できる。 In this case, each of the transmission / reception units 60A to 60H selectively functions one of the transmission unit and the reception unit. That is, for example, one of the transmission / reception units 60A to 60H functions as a transmission unit, and the other plurality of transmission / reception units function as reception units to acquire a plurality of reception signals. Further, by sequentially switching the transmission / reception units that function as the transmission units, it is possible to acquire a plurality of reception signals by the transmission signals transmitted from the plurality of transmission / reception units 60A to 60H.

この構成により短時間に効率よく、前記教師信号、前記受信信号を取得できることは言うまでもない。 Needless to say, this configuration makes it possible to efficiently acquire the teacher signal and the received signal in a short time.

(実施の形態1の変形例2)
変形例1の識別装置10Aでは、送信部と受信部とを兼用した送受信部を備える構成としたが、兼用していなくてもよい。つまり、識別装置は、複数の送信部と、当該複数の送信部とは異なる別体のN個の受信部とを備える構成としてもよい。複数の送信部は、所定範囲A1の周囲、つまり、所定範囲A1の外側の互いに異なる位置に配置される。
(Modification 2 of Embodiment 1)
The identification device 10A of the first modification has a configuration in which a transmission / reception unit that also serves as a transmission unit and a reception unit is provided, but it does not have to be shared. That is, the identification device may be configured to include a plurality of transmission units and N separate reception units different from the plurality of transmission units. The plurality of transmitters are arranged around the predetermined range A1, that is, at different positions outside the predetermined range A1.

(実施の形態2)
上記実施の形態1およびその変形例1、2に係る識別装置10、10Aでは、生体50が所定範囲A1のどの位置に位置するのかが考慮されていないが、実施の形態2に係る識別装置10Bでは、生体50の所定範囲A1における位置を検出し、当該位置を用いて識別を行ってもよい。
(Embodiment 2)
In the identification devices 10 and 10A according to the first embodiment and the first and second modifications thereof, the position of the living body 50 in the predetermined range A1 is not considered, but the identification device 10B according to the second embodiment is not considered. Then, the position of the living body 50 in the predetermined range A1 may be detected and the identification may be performed using the position.

図11は、実施の形態2における識別装置の一例を示す構成図である。 FIG. 11 is a configuration diagram showing an example of the identification device according to the second embodiment.

図11に示すように、識別装置10Bは、送信部20B、受信部70A、70B、回路40Bおよびメモリ41を備える。メモリ41の構成は実施の形態1と同様であるため説明を省略する。 As shown in FIG. 11, the identification device 10B includes a transmission unit 20B, reception units 70A and 70B, a circuit 40B, and a memory 41. Since the configuration of the memory 41 is the same as that of the first embodiment, the description thereof will be omitted.

送信部20Bは、n個(nは2以上の自然数)の送信アンテナ素子21Bを有する。送信部20Bは、n個の送信アンテナ素子21Bが水平面上の第1所定方向に並んで配置されることで構成されるアレーアンテナを有する。n個の送信アンテナ素子21Bのそれぞれは、所定範囲A1に対して送信信号を送信する。つまり、送信部20Bは、異なるn箇所の位置からn個の送信信号を所定範囲A1に対して送信する。 The transmission unit 20B has n transmission antenna elements 21B (n is a natural number of 2 or more). The transmission unit 20B has an array antenna in which n transmission antenna elements 21B are arranged side by side in a first predetermined direction on a horizontal plane. Each of the n transmitting antenna elements 21B transmits a transmission signal to a predetermined range A1. That is, the transmission unit 20B transmits n transmission signals from different n positions to a predetermined range A1.

n個の送信アンテナ素子21Bのそれぞれは、変調信号または無変調の信号を逐次的に切り替えて送信してもよい。このように、n個の送信アンテナ素子21B毎に、n個の送信アンテナ素子21Bから送信される送信信号をそれぞれ異なる送信信号とすることで、受信部70Aにより受信された送信信号を送信した送信アンテナ素子21Bを特定できる。このように、送信部20Bは、変調処理を行うための回路を含んでいてもよい。 Each of the n transmitting antenna elements 21B may sequentially switch and transmit a modulated signal or an unmodulated signal. In this way, by setting the transmission signals transmitted from the n transmission antenna elements 21B to different transmission signals for each of the n transmission antenna elements 21B, the transmission signal received by the receiving unit 70A is transmitted. The antenna element 21B can be specified. As described above, the transmission unit 20B may include a circuit for performing the modulation process.

受信部70Aは、m個(mは2以上の自然数)の受信アンテナ素子71Aを有する。受信部70Aは、m個の受信アンテナ素子71Aが水平面上の第2所定方向に並んで配置されることで構成されるアレーアンテナを有する。m個の受信アンテナ素子71Aのそれぞれは、n個の送信信号のうち生体50により反射された信号である反射信号を含むn個の受信信号を受信する。受信部70Aは、マイクロ波からなる受信信号を周波数変換し、低周波数信号に変換する。受信部70Aは、低周波数信号に変換することにより得られた信号を回路40Bに出力する。つまり、受信部70Aは、受信信号を処理するための回路を含んでいてもよい。 The receiving unit 70A has m (m is a natural number of 2 or more) receiving antenna elements 71A. The receiving unit 70A has an array antenna in which m receiving antenna elements 71A are arranged side by side in a second predetermined direction on a horizontal plane. Each of the m receiving antenna elements 71A receives n received signals including a reflected signal which is a signal reflected by the living body 50 among the n transmitted signals. The receiving unit 70A frequency-converts the received signal composed of microwaves and converts it into a low-frequency signal. The receiving unit 70A outputs the signal obtained by converting it into a low frequency signal to the circuit 40B. That is, the receiving unit 70A may include a circuit for processing the received signal.

受信部70Bは、1個の受信アンテナ素子71Bを有する。受信部70Bは、実施の形態1の受信部30A〜30Hの1つと同じ構成であるため説明を省略する。受信部70Bは、送信部20Bおよび受信部70Aが配置される位置とは、所定範囲A1を挟んで反対側の位置に配置される。つまり、受信部70Aおよび受信部70Bは、所定範囲A1の周囲を囲んで配置される。 The receiving unit 70B has one receiving antenna element 71B. Since the receiving unit 70B has the same configuration as one of the receiving units 30A to 30H of the first embodiment, the description thereof will be omitted. The receiving unit 70B is arranged at a position opposite to the position where the transmitting unit 20B and the receiving unit 70A are arranged with the predetermined range A1 interposed therebetween. That is, the receiving unit 70A and the receiving unit 70B are arranged so as to surround the predetermined range A1.

回路40Bのハードウェア構成は、実施の形態1の回路40と同じ構成であるため説明を省略する。 Since the hardware configuration of the circuit 40B is the same as that of the circuit 40 of the first embodiment, the description thereof will be omitted.

次に、回路40Bの機能的な構成について図12を用いて説明する。 Next, the functional configuration of the circuit 40B will be described with reference to FIG.

図12は、実施の形態2における回路およびメモリの機能的な構成を示すブロック図である。 FIG. 12 is a block diagram showing a functional configuration of a circuit and a memory according to a second embodiment.

回路40Bは、相関係数算出部410と、判定部420と、複素伝達関数算出部430と、生体成分算出部440と、位置推定処理部450と、信号補正部460とを有する。回路40Bは、実施の形態1の回路40と比較して、さらに、複素伝達関数算出部430と、生体成分算出部440と、位置推定処理部450と、信号補正部460とを有する点が異なるため、これらの構成について説明する。 The circuit 40B includes a correlation coefficient calculation unit 410, a determination unit 420, a complex transfer function calculation unit 430, a biological component calculation unit 440, a position estimation processing unit 450, and a signal correction unit 460. The circuit 40B is different from the circuit 40 of the first embodiment in that it further includes a complex transfer function calculation unit 430, a biological component calculation unit 440, a position estimation processing unit 450, and a signal correction unit 460. Therefore, these configurations will be described.

複素伝達関数算出部430は、低周波信号に変換された受信信号から複素伝達関数を算出する。複素伝達関数とは、各送信アンテナ素子21Bと各受信アンテナ素子71Aとの間の伝搬損失および位相回転を表すものである。複素伝達関数は、送信アンテナ素子数がn個であり、受信アンテナ素子数がm個の場合、m×nの成分を持つ複素行列となる。以降、この複素行列を複素伝達関数行列と呼ぶ。推定した複素伝達関数行列は、生体成分算出部440に出力される。つまり、複素伝達関数算出部430は、m個の受信アンテナ素子71Aのそれぞれにおいて所定期間で受信された複数の受信信号のそれぞれから、n個の送信アンテナ素子21Bそれぞれと、m個の受信アンテナ素子71Aそれぞれとの間の伝播特性を示す各複素伝達関数を成分とする、n×mの第1行列を算出する。 The complex transfer function calculation unit 430 calculates the complex transfer function from the received signal converted into the low frequency signal. The complex transfer function represents the propagation loss and phase rotation between each transmitting antenna element 21B and each receiving antenna element 71A. The complex transfer function is a complex matrix having a component of m × n when the number of transmitting antenna elements is n and the number of receiving antenna elements is m. Hereinafter, this complex matrix will be referred to as a complex transfer function matrix. The estimated complex transfer function matrix is output to the biological component calculation unit 440. That is, the complex transfer function calculation unit 430 has n transmission antenna elements 21B and m reception antenna elements from each of the plurality of reception signals received in each of the m reception antenna elements 71A in a predetermined period. A first matrix of n × m is calculated, which is composed of each complex transfer function showing the propagation characteristics with each of 71A.

生体成分算出部440は、生体50を経由した受信信号から得られた複素伝達関数行列成分と、生体50を経由していない受信信号から得られた複素伝達関数行列成分とに分離する。生体50を経由した成分とは、生体活動により時変動する成分である。よって、生体50を経由した成分は、例えば、生体50以外は静止しているものとした場合、複素伝達関数行列の成分を時間方向にフーリエ変換することで得られた成分から、直流以外の成分を取り出すことによって抽出することが可能である。また、生体50を経由した成分は、例えば、生体50が所定範囲A1に存在しないときに観測された結果との差分が所定の閾値を超えている成分を取り出すことによって抽出することも可能である。このように、生体成分算出部440は、生体50を経由した反射信号を含む受信信号から得られた複素伝達関数行列成分を抽出することで、抽出した複素伝達関数行列成分を生体成分として算出する。つまり、生体成分算出部440は、第1行列における所定周波数範囲に対応する第2行列を抽出することで、生体の呼吸、心拍および体動の少なくともいずれかを含むバイタル活動の影響を受けた成分に対応する第2行列を抽出する。所定周波数範囲は、例えば、上述した生体の呼吸、心拍および体動の少なくともいずれかを含むバイタル活動に由来する周波数である。所定周波数範囲は、例えば、0.1Hz以上3Hz以下の範囲の周波数である。これにより、心臓、肺、横隔膜、内蔵の動きによる生体50の部位のバイタル活動、または、手、足などによるバイタル活動の影響を受けた生体成分を抽出できる。なお、心臓、肺、横隔膜、内蔵の動きによる生体50の部位とは、例えば、人のみぞおちである。 The biological component calculation unit 440 separates the complex transfer function matrix component obtained from the received signal passing through the living body 50 and the complex transfer function matrix component obtained from the received signal not passing through the living body 50. The component that has passed through the living body 50 is a component that fluctuates with time due to biological activity. Therefore, the component that has passed through the living body 50 is, for example, a component other than the direct current from the component obtained by Fourier transforming the component of the complex transfer function matrix in the time direction, assuming that the components other than the living body 50 are stationary. Can be extracted by taking out. Further, the component that has passed through the living body 50 can be extracted, for example, by extracting a component whose difference from the result observed when the living body 50 does not exist in the predetermined range A1 exceeds a predetermined threshold value. .. In this way, the biological component calculation unit 440 calculates the extracted complex transfer function matrix component as a biological component by extracting the complex transfer function matrix component obtained from the received signal including the reflected signal passing through the living body 50. .. That is, the biological component calculation unit 440 extracts the second matrix corresponding to the predetermined frequency range in the first matrix, and thereby, the component affected by the vital activity including at least one of the respiration, heartbeat, and body movement of the living body. The second matrix corresponding to is extracted. The predetermined frequency range is, for example, a frequency derived from vital activity including at least one of the above-mentioned respiration, heartbeat, and body movement of a living body. The predetermined frequency range is, for example, a frequency in the range of 0.1 Hz or more and 3 Hz or less. This makes it possible to extract biological components affected by vital activity of 50 parts of the living body due to the movement of the heart, lungs, diaphragm, and internal organs, or vital activity of hands, feet, and the like. The parts of the living body 50 due to the movement of the heart, lungs, diaphragm, and internal organs are, for example, the epigastrium of a human being.

ここで生体成分は、m×nの成分を持つ行列であり、所定期間に受信部70Aにおいて観測された受信信号から得られる複素伝達関数から抽出される。このため、生体成分は、周波数応答あるいは時間応答情報を持っているものとする。なお、所定期間は、生体の呼吸、心拍、および、体動の少なくとも1つの周期の略半分の期間である。 Here, the biological component is a matrix having a component of m × n, and is extracted from the complex transfer function obtained from the received signal observed by the receiving unit 70A in a predetermined period. Therefore, it is assumed that the biological component has frequency response or time response information. The predetermined period is approximately half the period of at least one cycle of respiration, heartbeat, and body movement of the living body.

生体成分算出部440で算出された生体成分は、位置推定処理部450に出力される。位置推定処理部450は、算出された生体成分を用いて生体50の位置推定を行う。つまり、位置推定処理部450は、第2行列を用いて、識別装置10Bに対する生体50の位置を推定することで、所定範囲A1において生体50が存在する位置を推定する。位置推定には、送信部20Bからの出発角θと受信部70Aへの到来角θとの両方の角度を推定し、推定した出発角θおよび到来角θと、メモリ41に予め記憶されている送信部20Bおよび受信部70Aの位置とから三角法によって生体50の位置を推定する。 The biological component calculated by the biological component calculation unit 440 is output to the position estimation processing unit 450. The position estimation processing unit 450 estimates the position of the living body 50 using the calculated biological components. That is, the position estimation processing unit 450 estimates the position of the living body 50 in the predetermined range A1 by estimating the position of the living body 50 with respect to the identification device 10B using the second matrix. For position estimation, both the departure angle θ T from the transmission unit 20B and the arrival angle θ R to the reception unit 70A are estimated, and the estimated departure angle θ T and arrival angle θ R are stored in the memory 41 in advance. The position of the living body 50 is estimated by the trigonometry from the stored positions of the transmitting unit 20B and the receiving unit 70A.

なお、送信部20Bに対して任意に設定された第1基準方向と、送信部20Bから生体50への方向である第1生体方向とのなす角を出発角θとする。同様に、受信部70Aに対して任意に設定された第2基準方向と、受信部70Aから生体50への方向である第2生体方向とのなす角を到来角θとする。なお、第1基準方向、第1生体方向、第2基準方向、および、第2生体方向は、水平面上の方向である。 The angle formed by the first reference direction arbitrarily set for the transmitting unit 20B and the first living body direction, which is the direction from the transmitting unit 20B to the living body 50, is defined as the starting angle θ T. Similarly, a second reference direction which is arbitrarily set with respect to the receiving portion 70A, the arrival angle theta R an angle from the receiving portion 70A and the second living direction is the direction of the living body 50. The first reference direction, the first biological direction, the second reference direction, and the second biological direction are directions on the horizontal plane.

信号補正部460は、位置推定処理部450により推定された生体50の位置に応じて、受信部70A、70Bにより受信された複数の受信信号のそれぞれについて、送信アンテナ素子21B、受信アンテナ素子71A、71Bと生体50の距離を考慮し補正を行う。 The signal correction unit 460 has the transmitting antenna element 21B and the receiving antenna element 71A for each of the plurality of received signals received by the receiving units 70A and 70B according to the position of the living body 50 estimated by the position estimation processing unit 450. The correction is performed in consideration of the distance between 71B and the living body 50.

相関係数算出部410は、メモリ41に記憶されている教師信号42と、信号補正部460により補正されることにより得られた複数の補正信号とを比較することで、複数の相関係数を算出する。相関係数算出部410は、実施の形態1と比較して、複数の受信信号の代わりに複数の補正信号を用いている点のみが異なっており、実行する処理は、実施の形態1と同様である。 The correlation coefficient calculation unit 410 compares the teacher signal 42 stored in the memory 41 with the plurality of correction signals obtained by the correction by the signal correction unit 460 to obtain a plurality of correlation coefficients. calculate. The correlation coefficient calculation unit 410 is different from the first embodiment only in that a plurality of correction signals are used instead of the plurality of received signals, and the processing to be executed is the same as that of the first embodiment. Is.

図13は、実施の形態2における識別装置の動作の一例を示すフローチャートである。 FIG. 13 is a flowchart showing an example of the operation of the identification device according to the second embodiment.

識別装置10では、生体50を所定範囲A1内に配置した状態で、送信アンテナ素子21Bが所定範囲A1にn個の送信信号を送信する(S11a)。 In the identification device 10, the transmitting antenna element 21B transmits n transmission signals to the predetermined range A1 with the living body 50 arranged in the predetermined range A1 (S11a).

受信部70A、70Bは、それぞれが有する受信アンテナ素子71A、71Bを用いて、送信部20Bにより送信されたn個の送信信号が生体50により反射された複数の反射信号を含むn個の受信信号を受信する(S12a)。 The receiving units 70A and 70B use the receiving antenna elements 71A and 71B, respectively, to provide n reception signals including a plurality of reflected signals transmitted by the transmitting unit 20B and reflected by the living body 50. Is received (S12a).

回路40Bは、m個の受信アンテナ素子71Aのそれぞれにおいて所定期間で受信されたn個の受信信号のそれぞれから、n個の送信アンテナ素子21Bそれぞれと、m個の受信アンテナ素子71Aそれぞれとの間の伝播特性を示す各複素伝達関数を成分とする、n×mの第1行列を算出する(S31)。 In the circuit 40B, from each of the n received signals received in each of the m receiving antenna elements 71A in a predetermined period, between each of the n transmitting antenna elements 21B and each of the m receiving antenna elements 71A. A first matrix of n × m is calculated with each complex transfer function showing the propagation characteristics of the above as a component (S31).

回路40Bは、第1行列における所定周波数範囲に対応する第2行列を抽出することで、生体50の呼吸、心拍および体動の少なくともいずれかを含むバイタル活動の影響を受けた成分に対応する第2行列を抽出する(S32)。 The circuit 40B extracts a second matrix corresponding to a predetermined frequency range in the first matrix, and thereby corresponds to a component affected by vital activity including at least one of respiration, heartbeat, and body movement of the living body 50. Two matrices are extracted (S32).

回路40Bは、第2行列を用いて、識別装置10Bに対する生体50の存在する位置を推定する(S33)。 The circuit 40B estimates the position of the living body 50 with respect to the identification device 10B using the second matrix (S33).

回路40Bは、推定された生体50の位置に応じて、受信部70A、70Bにより受信された複数の受信信号のそれぞれについて補正を行う(S34)。 The circuit 40B corrects each of the plurality of received signals received by the receiving units 70A and 70B according to the estimated position of the living body 50 (S34).

回路40Bは、実施の形態1で説明したステップS13およびステップS14を行い、処理を終了する。 The circuit 40B performs steps S13 and S14 described in the first embodiment, and ends the process.

本実施の形態に係る識別装置10Bによれば、生体50が所定範囲A1内を移動している場合であっても、移動する生体50の位置の測位を行い、測位された座標を元に受信部と生体の距離、方向を算出し、受信信号の補正を行うため、移動中の生体50についても生体識別が可能となる。 According to the identification device 10B according to the present embodiment, even when the living body 50 is moving within the predetermined range A1, the position of the moving living body 50 is positioned and received based on the measured coordinates. Since the distance and direction between the part and the living body are calculated and the received signal is corrected, the living body 50 that is moving can also be identified.

(実施の形態2の変形例)
上記実施の形態2では、送信部20Bが送信する送信信号が生体50により反射された複数の反射信号を含むn個の受信信号を用いて、所定範囲A1内における生体50の位置を推定するとしたが、これに限らない。例えば、既存の生体レーダ、カメラなど、生体の測位ができる装置を用いることで、所定範囲A1内における生体50の位置を検出してもよい。
(Modified Example of Embodiment 2)
In the second embodiment, the position of the living body 50 within the predetermined range A1 is estimated by using n received signals including a plurality of reflected signals reflected by the living body 50 as the transmitting signal transmitted by the transmitting unit 20B. However, it is not limited to this. For example, the position of the living body 50 within the predetermined range A1 may be detected by using an existing device such as a biological radar or a camera capable of positioning the living body.

なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPUまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、上記各実施の形態の識別装置などを実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。 In each of the above embodiments, each component may be configured by dedicated hardware or may be realized by executing a software program suitable for each component. Each component may be realized by a program execution unit such as a CPU or a processor reading and executing a software program recorded on a recording medium such as a hard disk or a semiconductor memory. Here, the software that realizes the identification device and the like of each of the above embodiments is the following program.

すなわち、このプログラムは、コンピュータに、少なくとも1個の送信アンテナ素子と、受信アンテナ素子をそれぞれが有するN個の受信部と、メモリと、回路とを備える識別装置による生体を識別する識別方法であって、前記送信アンテナ素子を用いて、前記生体を含む所定範囲に送信信号を送信し、前記N個の受信部のそれぞれが有する前記受信アンテナ素子を用いて、前記生体によって前記送信信号が反射された反射信号を含む受信信号をそれぞれが所定期間受信し、対象生体に対して前記送信アンテナ素子から送信された送信信号が前記対象生体によって反射された反射信号を前記N個の受信部が予め受信することにより得られたN個の受信信号である教師信号を前記メモリから読み出し、読み出した前記教師信号と前記N個の受信部において受信されたN個の前記受信信号とから複数の相関係数を算出し、算出した前記複数の相関係数のうち所定の相関係数が所定の数値範囲に含まれる場合に、前記生体と前記対象生体とが同一であると判定する識別方法を実行させる。 That is, this program is an identification method for identifying a living body by an identification device including at least one transmitting antenna element, N receiving units each having a receiving antenna element, a memory, and a circuit in a computer. Then, the transmission signal is transmitted to a predetermined range including the living body by using the transmitting antenna element, and the transmitting signal is reflected by the living body by using the receiving antenna element possessed by each of the N receiving units. Each of the received signals including the reflected signal is received for a predetermined period, and the transmitted signal transmitted from the transmitting antenna element to the target living body receives the reflected signal reflected by the target living body in advance by the N receiving units. The teacher signal, which is the N received signals obtained by the above, is read from the memory, and a plurality of correlation coefficients are obtained from the read teacher signal and the N received signals received by the N receiving units. Is calculated, and when a predetermined correlation coefficient is included in a predetermined numerical range among the calculated plurality of correlation coefficients, an identification method for determining that the living body and the target living body are the same is executed.

以上、本発明の一つまたは複数の態様に係る識別装置10、10A、10Bについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。 Although the identification devices 10, 10A, and 10B according to one or more aspects of the present invention have been described above based on the embodiments, the present invention is not limited to the embodiments. As long as it does not deviate from the gist of the present invention, one or more of the present embodiments may be modified by those skilled in the art, or may be constructed by combining components in different embodiments. It may be included within the scope of the embodiment.

本発明は、無線信号を利用した生体を識別する識別装置に利用でき、特に、生体に応じた制御を行う家電機器、生体の侵入を検知する監視装置などに搭載される生体識別装置などに利用できる。 The present invention can be used for an identification device that identifies a living body using a wireless signal, and is particularly used for a biological identification device mounted on a home appliance that controls according to the living body, a monitoring device that detects the invasion of the living body, and the like. it can.

10、10A、10B 識別装置
20、20B 送信部
21、21B 送信アンテナ素子
30A〜30H、70A、70B 受信部
31A〜31H、71A、71B 受信アンテナ素子
40、40B 回路
41 メモリ
42 教師信号
50 生体
60A〜60H 送受信部
410 相関係数算出部
420 判定部
430 複素伝達関数算出部
440 生体成分算出部
450 位置推定処理部
460 信号補正部
10, 10A, 10B Identification device 20, 20B Transmitter 21, 21B Transmitter antenna element 30A to 30H, 70A, 70B Receiver 31A to 31H, 71A, 71B Receiver antenna element 40, 40B Circuit 41 Memory 42 Teacher signal 50 Living body 60A to 60H Transmission / reception unit 410 Correlation coefficient calculation unit 420 Judgment unit 430 Complex transfer function calculation unit 440 Biological component calculation unit 450 Position estimation processing unit 460 Signal correction unit

Claims (8)

生体を識別する識別装置であって、
前記生体を含む所定範囲に送信信号を送信する少なくとも1個の送信アンテナ素子と、
前記所定範囲の周囲を囲んで配置されるN個(Nは2以上)の受信部であって、前記生体によって前記送信信号が反射された反射信号を含む受信信号を、当該受信部が有する受信アンテナ素子を用いて、それぞれが所定期間受信するN個の受信部と、
対象生体に対して前記送信アンテナ素子から送信された送信信号が前記対象生体によって反射された反射信号を含む受信信号を前記N個の受信部が予め受信することにより得られたN個の受信信号である教師信号を記憶しているメモリと、
記N個の受信部が受信することにより得られた前記所定期間におけるN個の前記受信信号と、前記教師信号として記憶された受信信号のうち前記所定期間の信号とを比較することにより複数の相関係数を算出し、前記複数の相関係数のうち所定の相関係数が所定の数値範囲に含まれる場合に、前記生体と前記対象生体とが同一であると判定する、回路と、を備える、
識別装置。
An identification device that identifies living organisms
At least one transmitting antenna element that transmits a transmission signal to a predetermined range including the living body, and
A reception unit having N reception units (N is 2 or more) arranged around the predetermined range and including a reflection signal in which the transmission signal is reflected by the living body. Using antenna elements, N receivers, each of which receives for a predetermined period of time,
N reception signals obtained by the N reception units receiving in advance a reception signal including a reflection signal reflected by the target living body as a transmission signal transmitted from the transmission antenna element to the target living body. The memory that stores the teacher signal, which is
Plurality by comparing the N-number of the received signal in the predetermined period obtained by receiving the pre-Symbol N reception portion, a signal of the predetermined period of the received signal stored as the teacher signal When a predetermined correlation coefficient among the plurality of correlation coefficients is included in a predetermined numerical range, it is determined that the living body and the target living body are the same. With,
Identification device.
前記回路は、
さらに、前記複数の相関係数に対する累積分布関数を算出し、
前記複数の相関係数のうち、前記累積分布関数において累積確率が第1値をとる相関係数が、第2値以上、または、第3値以下に含まれる場合に、前記生体と前記対象生体とが同一であると判定する、
請求項1に記載の識別装置。
The circuit
Further, a cumulative distribution function for the plurality of correlation coefficients is calculated.
When the correlation coefficient having the first value of the cumulative probability in the cumulative distribution function among the plurality of correlation coefficients is included in the second value or more or the third value or less, the living body and the target living body are included. Judge that is the same,
The identification device according to claim 1.
前記回路は、スライディング相関演算により、前記教師信号と前記N個の受信信号のそれぞれとの間の複数の相関係数を、前記複数の相関係数として算出する、
請求項1または2に記載の識別装置。
The circuit calculates a plurality of correlation coefficients between the teacher signal and each of the N received signals as the plurality of correlation coefficients by a sliding correlation calculation.
The identification device according to claim 1 or 2.
前記回路は、
さらに、前記N個の受信信号を用いて前記所定範囲における前記生体の位置を算出し、
前記生体の位置を用いて前記所定期間におけるN個の前記受信信号を補正し、
前記補正された前記所定期間におけるN個の受信信号と、前記教師信号として記憶された受信信号のうち前記所定期間の信号とを比較することにより前記複数の相関係数を算出する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の識別装置。
The circuit
Further, the position of the living body in the predetermined range is calculated using the N received signals.
Using the position of the living body, the N received signals in the predetermined period are corrected, and the received signals are corrected.
The plurality of correlation coefficients are calculated by comparing the corrected N received signals in the predetermined period with the received signals stored as the teacher signals in the predetermined period.
The identification device according to any one of claims 1 to 3.
前記送信アンテナ素子は、複数の送信アンテナ素子を含み、
前記複数の送信アンテナ素子は、互いに異なる場所に配置される、
請求項1から4のいずれか1項に記載の識別装置。
The transmitting antenna element includes a plurality of transmitting antenna elements.
The plurality of transmitting antenna elements are arranged at different locations from each other.
The identification device according to any one of claims 1 to 4.
前記送信アンテナ素子は、N個の送信アンテナ素子を含み、
前記N個の受信アンテナ素子は、それぞれ、前記N個の送信アンテナ素子であり、
前記回路は、更に、
前記N個の受信信号を用いて、前記所定範囲における前記生体の位置を推定し、
前記生体の位置を用いて前記所定期間におけるN個の前記受信信号を補正し、
前記補正された前記所定期間におけるN個の前記受信信号と、前記教師信号として記憶された受信信号のうち前記所定期間の信号とを比較することにより前記複数の相関係数を算出する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の識別装置。
The transmitting antenna element includes N transmitting antenna elements.
The N receiving antenna elements are the N transmitting antenna elements, respectively.
The circuit further
Using the N received signals, the position of the living body in the predetermined range is estimated.
Using the position of the living body, the N received signals in the predetermined period are corrected, and the received signals are corrected.
The plurality of correlation coefficients are calculated by comparing the corrected N received signals in the predetermined period with the received signals stored as the teacher signals in the predetermined period.
The identification device according to any one of claims 1 to 4.
前記教師信号は、前記所定期間のK倍(Kは2以上)の期間、前記N個の受信部が予め前記受信信号を受信することにより得られた前記N個の受信信号である、
請求項1から6のいずれか1項に記載の識別装置。
The teacher signal is the N reception signals obtained by the N reception units receiving the reception signals in advance for a period K times (K is 2 or more) of the predetermined period.
The identification device according to any one of claims 1 to 6.
少なくとも1個の送信アンテナ素子と、受信アンテナ素子をそれぞれが有するN個(Nは2以上)の受信部と、メモリと、回路とを備える識別装置による生体を識別する識別方法であって、
前記送信アンテナ素子を用いて、前記生体を含む所定範囲に送信信号を送信し、
前記N個の受信部のそれぞれが有する前記受信アンテナ素子を用いて、前記生体によって前記送信信号が反射された反射信号を含む受信信号をそれぞれが所定期間受信し、
対象生体に対して前記送信アンテナ素子から送信された送信信号が前記対象生体によって反射された反射信号を前記N個の受信部が予め受信することにより得られたN個の受信信号である教師信号を前記メモリから読み出し、
記N個の受信部において受信された前記所定期間におけるN個の前記受信信号と、前記教師信号として記憶された受信信号のうち前記所定期間の信号とを比較することにより複数の相関係数を算出し、
算出した前記複数の相関係数のうち所定の相関係数が所定の数値範囲に含まれる場合に、前記生体と前記対象生体とが同一であると判定する、
識別方法。
A method for identifying a living body by an identification device including at least one transmitting antenna element, N receiving units (N is 2 or more) each having a receiving antenna element, a memory, and a circuit.
Using the transmitting antenna element, a transmission signal is transmitted to a predetermined range including the living body, and the transmission signal is transmitted.
Using the receiving antenna element of each of the N receiving units, each receives a receiving signal including a reflected signal reflected by the living body for a predetermined period of time.
The teacher signal which is the N reception signals obtained by the N reception units receiving the reflected signal reflected by the target living body in advance from the transmission signal transmitted from the transmission antenna element to the target living body. From the memory,
A plurality of correlation coefficients by comparing the signal of the predetermined period of pre-Symbol the N and N of the received signal in the predetermined period received by the receiving unit, the stored received signal as the teacher signal Is calculated and
When a predetermined correlation coefficient among the calculated plurality of correlation coefficients is included in a predetermined numerical range, it is determined that the living body and the target living body are the same.
Identification method.
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