WO2015178549A1 - 역치 이하 자극을 이용한 보안 서비스 제공 방법 및 장치 - Google Patents

역치 이하 자극을 이용한 보안 서비스 제공 방법 및 장치 Download PDF

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WO2015178549A1
WO2015178549A1 PCT/KR2014/010686 KR2014010686W WO2015178549A1 WO 2015178549 A1 WO2015178549 A1 WO 2015178549A1 KR 2014010686 W KR2014010686 W KR 2014010686W WO 2015178549 A1 WO2015178549 A1 WO 2015178549A1
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WO
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eeg
data
user
stimulus
signal
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PCT/KR2014/010686
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French (fr)
Inventor
이수영
정은수
Original Assignee
한국과학기술원
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/30—Authentication, i.e. establishing the identity or authorisation of security principals
    • G06F21/31—User authentication
    • G06F21/32—User authentication using biometric data, e.g. fingerprints, iris scans or voiceprints

Definitions

  • the present invention relates to a technique for authenticating a person by acquiring a change in EEG or eye movements or a pupil size generated in response to a stimulus and authenticating the user by a user response to a stimulus below a threshold,
  • the following stimuli are provided to the user to learn so that continuous stimulus updating is possible.
  • the frontal lobe responsible for the visual area in the brain is activated, and the frontal lobe responsible for the accident is activated when the photographer thinks that he is handsome or beautiful .
  • the electrical signal in the brain may be thought to be transmitted from the occipital lobe responsible for visualization to the frontal lobe responsible for the accident, and there is a connection between the two areas.
  • it is possible to observe the interaction between the brain regions by observing the connection between the brain regions related to the subject after giving a specific stimulus to the subject or performing the action, or by observing brain-related diseases such as Alzheimer's, dementia, schizophrenia,
  • By comparing and analyzing the connectivity between a patient with a certain brain area and a normal brain area it can be used to diagnose a disease by using the difference in connectivity between the normal brain and the patient.
  • P300 a type of event related potential (ERP) is known to occur in relation to memory.
  • ELP event related potential
  • P300 occurs and it is called a brain fingerprint.
  • the automotive technology field or the keying field field is widely used in an authentication system for authenticating through key means such as an electronic key or human fingerprint.
  • the user is authenticated in comparison with the past response.
  • the memory of the user changes. That is, when the same stimulus is used for authentication several times, the subject learns the visual stimulus and becomes accustomed to all the stimuli irrespective of the stimuli known and the unknown stimuli.
  • the present invention has been made in order to solve the problems of the related art as described above, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for providing user- A user authentication system and a control method thereof.
  • a method for generating a stimulus signal comprising the steps of: (a) generating at least one relevant stimulus signal of at least one of visual, auditory, and psychological states through a stimulus signal generator; (b) (C) performing noise processing for noise filtering on the obtained EEG data through an amplifying and filtering unit, and converting the noise processing to a digital signal through an A / D conversion unit; (d) Extracting data corresponding to the effective EEG data segment of the stimulation type that the EEG responds through the preprocessing unit, and classifying the data into EEG data to be analyzed; and (e) applying the classified EEG data to the predetermined EEG analysis pattern, And performing authentication by detecting EEG specificity, wherein the step (a) includes transmitting a stimulus signal of a threshold value or less to a user, It shall be.
  • a stimulus signal generating apparatus comprising: a stimulus signal generator for generating a stimulus signal relating to visual, auditory, and psychological states; and an electroencephalogram signal generator for sensing an electroencephalogram signal corresponding to a stimulus signal output from the stimulus signal generator
  • a data processing apparatus comprising: a data acquisition unit; a preprocessor for extracting data corresponding to a valid EEG data interval for each stimulus type to which the EEG is responsive and classifying the data into EEG data to be analyzed; And a control unit for controlling authentication to be performed through detection of the EEG specificity for each user, wherein the stimulus signal generation unit provides the user with a stimulation signal of a threshold value or less.
  • the present invention provides a stimulus of less than a threshold value that the user can not recognize and thereby serves as a signal of learning for use in the next authentication so that the stimulus presented at the time of authentication can be periodically updated, There is an effect that the user can be utilized for authenticating the user by the brain wave or the pupil movement according to the user.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating an overall system for providing security services using a threshold-value stimulus according to an embodiment of the present invention
  • the present invention relates to a security service providing method
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of authenticating a user through detection of a first EEG specificity in a security service providing method using a hypothesis sub stimulation according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of authenticating a user through detection of a second brain wave specificity in a method of providing a security service using sub threshold stimulation according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a method for authenticating a user through detection of a third brain wave specificity in a security service providing method using a hypothesis sub stimulation according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a detailed block diagram of a security service apparatus using a bio-signal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating an entire system for providing a security service using a threshold-value stimulus according to an embodiment of the present invention.
  • the present invention generates visual or auditory stimulation signals that respond to changes in the user's eyes and unique EEG signals that are active in the human brain to provide biometric authentication to a user who requires authentication.
  • the user provides his / her own response stimulus signal through a bio-signal required for authentication, that is, an electrode (brain wave measurement sensor) or a gaze tracker 110,
  • a bio-signal required for authentication that is, an electrode (brain wave measurement sensor) or a gaze tracker 110.
  • the data is processed and analyzed and the authentication process is performed.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of providing a security service using a threshold-value stimulus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • step 210 a user's own bio-signal acquisition is performed to acquire a stimulus signal for acquiring an EEG signal in response to an image and voice, a stable state of the user, .
  • the stimulus signal provides a stimulus signal less than or equal to a threshold value that the user can not recognize.
  • a frequency less than a threshold value is generated through the display of the mobile communication terminal, When the user views the screen, a method of presenting a stimulus at a threshold value or less is applied to measure the user's brain wave with respect to the current threshold value or less and use different reaction information for each user for authentication.
  • a method of providing a new visual stimulus to a user who has participated in authentication more than once is provided so that the user can learn for the next authentication while the visual stimulus in the previous authentication is provided.
  • the stimuli that are learned through these thresholds are used in the authentication process.
  • the human visual threshold value is known to be about 1 ms to 63 ms in terms of time due to stimulation within a range that can not be perceived by a person, the stimulus signal of the threshold value is provided in a time shorter than 1 ms in the embodiment of the present invention.
  • step 212 after the stimulus signal is provided, a user's brain wave is sensed through an EEG sensor to acquire EEG data.
  • the user's brain wave refers to an electroencephalogram (EEG) in response to an image and a voice or a user's stable state or a specific situation or a specific task.
  • EEG electroencephalogram
  • the stable EEG is a state in which a user It refers to the EEG measured during a certain thought.
  • Stable state EEG is a criterion for judging how EEG changes when a subject performs a specific task.
  • the EEG during task execution refers to an EEG that appears when a specific subject thinks or feels a specific thought, calculation, body movement, or emotion.
  • noise processing for noise filtering on the acquired EEG data is performed through an amplifying and filtering unit, and converted into a digital signal through an A / D converter 216 in operation 216.
  • a high-frequency part can be removed by using a low pass filter as a noise processing method for noise filtering.
  • step 218 data corresponding to a stimulation type effective EEG data interval in which an EEG responds is extracted through a preprocessing unit, and the extracted data is classified into EEG data to be analyzed in step 220.
  • the effective EEG data per stimulation type means EEG data acquired through generation of a visual stimulus signal, EEG data acquired through generation of an auditory stimulation signal, stable state, and EEG data when performing a specific situation / task. According to the type of presence or absence of the stimulus, only the existing signals of the predetermined period can be extracted and classified according to the required interval.
  • the EEG data thus classified are applied to the predetermined EEG analysis pattern in step 222.
  • EEG analyzes there are a plurality of pre-set EEG analyzes applied to the present invention.
  • first EEG analysis that performs classification or analysis by combining signals for all stimuli, analysis during measurement
  • second EEG analysis that performs classification or analysis as soon as a signal is generated for each interval
  • third EEG analysis that analyzes the measurement signal in a time domain or a frequency domain.
  • the third EEG analysis is an EEG analysis for converting the EEG data classified into the EEG data into the time domain signals or the FFT processing for the converted time domain signals to convert EEG data into frequency domain EEG data.
  • the EEG analysis for converting the time domain signal into FFT-based EEG data is performed by extracting first and second specific frequency bands from EEG data in the frequency domain, extracting power for each band, And is performed using power for each band.
  • the EEG analysis previously applied to the present invention extracts a signal for each component differently from a signal for each EEG sensor by using an EEG analysis or an independent component analysis algorithm using a signal from a specific EEG or all EEG sensors Includes fourth EEG analysis.
  • Independent component analysis, or electrode-by-electrode analysis it is possible to determine how much time difference is generated when a certain stimulus is received, and how a brain wave having a certain size is generated. The pattern can be grasped and the specificity of EEG for each user can be found.
  • the EEG data classified by the user can be detected by the user, and the authentication is performed in step 226.
  • the user-specific EEG specificity detection can be obtained by the following three methods applied to the present invention.
  • the first EEG specificity detection is performed through the similarity determination using a correlation between the EEG data of the user's previously stored stimulation type and the obtained EEG data, through the output of the similarity degree over the threshold value.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a method for authenticating a user through first EEG detection in a security service providing method using a hypothesis sub-stimulus according to an embodiment of the present invention.
  • the EEG data for the user's stimulation type for authentication of the user is called from the security service system database using the bio-signal to acquire brain wave data in step 312.
  • correlation measurement based on the first brain wave singularity detection is performed in step 314, the result is checked in step 316, and if it is equal to or more than the threshold value, it is moved to step 318 to permit authentication by the user. To block the authentication of the user.
  • the security service system database using the bio-signals can provide various services and applications by using brain wave history data for each user. For example, it is possible to control the EEG data to be periodically transmitted to the external health examination system through the network, and various types of health examination applications can be provided.
  • map learning is performed using the EEG data based on the user's stimulus type data or the user's predetermined state information based on the EEG data according to the mechanical guidance learning method, The second EEG specificity detection.
  • the detection of the second EEG specificity is performed through support vector machining (SVM) learning, linear discriminant analysis, and MLP (multi-layer perceptron) learning.
  • SVM support vector machining
  • linear discriminant analysis linear discriminant analysis
  • MLP multi-layer perceptron
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of authenticating a user through second EEG detection in a method of providing a security service using a threshold-value stimulus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • EEG data for the user's stimulation type for authentication of the user is called from the security service system database using the bio-signal to acquire brain wave data in step 412.
  • the acquired EEG data is subjected to mechanical guidance learning, which is a second EEG specificity detection.
  • the EEG data is checked. If the EEG data is greater than or equal to the threshold value, the process proceeds to step 418 to permit authentication. Thereby blocking the authentication of the user.
  • EEG signals that have similar responses can be categorized so that EEGs can be simply binary or more.
  • the code can be compared to past responses or authenticated users compared to anticipated responses.
  • EEG data corresponding to a response equal to or higher than the threshold value is classified according to a mechanical non-guidance learning method, and the classified EEG data is generated as a binary or binary code, and EEPROM data of the user's previously stored stimulation type, Based EEG data, which is detected through a similarity degree over a threshold value.
  • the third EEG specificity detection is performed through any one of k-means clustering, nearest neighbor, and extectation-maximization techniques.
  • step 510 The EEG data for the user's stimulation type for authentication of the user is called from the security service system database using the bio-signal to acquire brain wave data in step 512.
  • step 514 the obtained EEG data is subjected to a mechanical non-guidance learning method.
  • step 516 the result is checked in step 516. If the EEG is greater than or equal to the threshold value, Move to block your identity.
  • a method of providing a security service using a threshold-value stimulus which is related to user authentication using a user's pupil reaction (e.g., a pupil change or a gaze movement)
  • a user's pupil reaction e.g., a pupil change or a gaze movement
  • Generating a related stimulus signal of at least one of an auditory and a psychological state acquiring gaze motion data of a user through a gaze tracker, and amplifying noise processing for noise filtering on the obtained gaze motion data, And a filter unit.
  • the digital signal is converted into a digital signal through an A / D conversion unit.
  • a data loss period due to blinking is filled through an interpolation process.
  • a pre- The data corresponding to the data section is extracted and analyzed.
  • a step of performing authentication by detecting eye movement specificity for each user by applying the classified eye movement data to a predetermined analysis pattern.
  • FIG. 6 is a detailed block diagram of a security service apparatus using bio-signals according to an embodiment of the present invention.
  • a security service apparatus 600 using a bio-signal includes a stimulus signal generation unit 610, an EEG data acquisition unit 614, an amplification and filter unit 616, An A / D conversion unit 620, a preprocessing unit 622, an EEG analysis unit 624, and an authentication processing unit 626.
  • the stimulus signal generator 610 generates stimulus signals related to the visual, auditory, and psychological states, and the stimulus signal generator 610 according to the present invention provides a stimulus signal including a stimulus signal having a threshold value or less.
  • the stimulus signal generation unit 610 generates frequencies below a threshold value through a display of the mobile communication terminal, so that when a user views a screen, And performs an authentication operation in response to each user.
  • the stimulus signal generation unit 610 allows the user participating in the authentication more than once to touch the visual stimulus in the previous authentication and observe the user's reaction.
  • the new visual stimulus is presented below the threshold for the next authentication so that the user can simultaneously perform the learning.
  • the stimulus signal generation unit 610 presents a stimulus that the user knows, a stimulus that the user does not know, a stimulus that is learned less than a threshold value, and observes the user's response to each stimulus signal, To authenticate the user.
  • the EEG data acquisition unit 614 senses an EEG signal corresponding to the stimulus signal output from the stimulus signal generation unit 610 to acquire brain wave data.
  • the preprocessor 622 extracts data corresponding to the effective EEG data interval for each stimulus type to which the EEG responds, and classifies the data into EEG data to be analyzed.
  • the control unit 618 applies the EEG data classified by the preprocessing unit 622 to the predetermined EEG pattern to perform authentication by detecting the EEG specificity of each user.
  • the controller 618 controls the EEG analyzing unit 624 to measure the specificity of the EEG for each user based on the correlation between the EEG data of the user's previously stored stimulation type and the obtained EEG data, Or by performing a map learning based on the EEG data based on the user's stimulus type or the user's predetermined state information based on the mechanical map learning method, , Or classifies brain wave data corresponding to a response of a threshold value or more according to a mechanical non-guidance learning method, generates the classified brain wave data as a binary or binary code, EEG history data or user's predetermined status information Through comparison of the estimated half EEG data and controls so as to detect whether the degree of similarity with the threshold value or more.
  • the control unit 618 When applying the predetermined EEG analysis pattern through the EEG analysis unit 624, the control unit 618 performs FFT on the EEG analysis for converting the classified EEG data into a time domain signal or the transformed time domain signal EEG analysis that converts EEG data into frequency domain EEG data or EEG analysis that uses signals from specific or all EEG sensors or EEG that extracts signals by components differently from EEG signals by using an independent component analysis algorithm Analysis is executed and selected to be executed.

Abstract

본 발명은 시각, 청각 및 심리상태 관련 자극신호를 생성하는 자극신호 생성부와, 상기 자극신호 생성부로부터 출력된 자극신호에 대응하는 뇌파신호를 센싱하여 뇌파 데이터를 획득하는 뇌파 데이터 획득부와, 뇌파가 반응하는 자극 타입별 유효 뇌파 데이터 구간에 대응하는 데이터를 추출하여 분석하고자 하는 뇌파 데이터로 분류하는 전처리부와, 상기 전처리부에서 분류된 뇌파 데이터를 기설정된 뇌파분석 패턴에 적용하여 사용자별 뇌파 특이성 검출을 통해 인증을 수행하도록 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 자극신호 생성부는 역치 이하의 자극신호를 사용자에 제공함을 특징으로 하는 특징으로 한다.

Description

역치 이하 자극을 이용한 보안 서비스 제공 방법 및 장치
본 발명은 자극에 대해 발생하는 뇌파(EEG) 혹은 시선 움직임의 변화 혹은 동공의 크기를 획득하여 본인 인증을 수행하는 기술에 있어서, 사용자가 인지하지 못하는 역치 이하의 자극에 대한 사용자 반응으로 인증하거나 역치 이하의 자극을 사용자가 학습하도록 제공하여 지속적인 자극 갱신이 가능하도록 하는 기술이다.
사람은 뇌의 전기적인 신호를 이용하여 사고나 행동을 할 때에 전기적인 신호를 발생시킨다. 각 뇌 영역마다 담당하고 있는 기능적 역할은 다르지만, 통상적으로는 뇌가 아무리 간단한 일을 처리한다고 해도 뇌의 여러 영역들이 상호작용을 한다. 따라서 뇌가 특정 과제를 수행할 때 어떠한 뇌 영역들이 서로 상호작용을 하게 되는지를 뇌 영역 간의 연결성을 통해 알 수 있다.
예를 들어, 사람이 사진 등을 보는 것과 같은 시각적 반응을 받았을 경우 뇌에서 시각적인 영역을 담당하는 후두엽이 활성화되고, 사진을 보고 잘생겼다거나 예쁘다 라는 생각을 할 때 사고를 담당하는 전두엽이 활성화된다.
이럴 경우 뇌에서 전기적인 신호는 시각을 담당하는 후두엽에서 사고를 담당하는 전두엽으로 전파된다고 생각할 수 있으며 두 영역 사이에는 연결성이 있다고 할 수 있다. 최근 뇌기능 조사 및 뇌질환 진단 등의 목적으로 뇌 영역 간의 연결성을 관찰하는 것에 관심을 기울이기 시작하고 있다. 즉, 피험자에게 특정 자극을 제시하거나 행동을 수행하게 한 후 그와 관련된 뇌 영역 간의 연결성을 관찰함으로써 뇌 영역 간의 상호작용을 관찰하거나, 알츠하이머, 치매, 정신 분열증, 자폐증, 우울증과 같은 뇌 관련 질환을 앓고 있는 환자와 정상인의 특정 뇌 영역 간의 연결성을 비교 관찰함으로써, 정상인과 환자에서 관찰되는 뇌 영역 간의 연결성 차이를 이용하여 질병을 진단하는데 이용할 수 있다. 최근에는 인간두뇌의 뇌파를 이용하여 산업의 다양한 분야 예컨대, 자동차 기술에 적용되어 사용되고 있다.
ERP (event related potential)의 한 종류인 P300은 기억과 관계되어 발생한다고 알려져 있다. 사람이 자신이 아는 것에 대한 사진을 볼 때 P300이 발생하고 그것을 뇌지문이라고 하는데 이것을 이용하여 범죄수사에서 범인을 찾는 연구도 있다. (Farwell, "Brain fingerprinting: a comprehensive tutorial review of detection of concealed information with event-related brain potentials", 2012 ) 이렇게 뇌지문을 이용하여 개인을 식별할 수 있는데 이 점을 사용자 인증시스템에 적용시키려고 하는 것이다.
이에 더하여 상기 자동차 기술분야 혹은 시건 장치 분야에는 전자 키 혹은 인체의 지문과 같은 키 수단을 통해 인증하는 인증시스템에 현재 널리 사용되고 있다.
종래 기술의 경우 과거의 반응과 비교하여 사용자를 인증하게 되는데 이때 사용자의 기억이 변화한다는 문제점이 있다. 즉, 같은 자극을 여러 차례 인증에 사용하게 되면 피험자가 시각 자극을 학습하게 되어 알고 있던 자극과 모르던 자극에 상관없이 모든 자극에 익숙해지게 된다.
따라서 지속적인 자극 갱신을 통해 사용자의 기억 정보를 유추하고 이를 통해 사용자를 인증하는 새로운 기술이 요구된다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 사용자가 인지하지 못하는 역치 이하의 자극을 제공하여, 사용자의 뇌파 또는 눈동자 움직임으로 사용자를 인증하고 다음 인증 시 사용하기 위한 학습의 신호로 활용할 수 있는 사용자 인증시스템 및 그 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 일 견지에 따르면, (a) 자극신호 생성부를 통해 시각, 청각, 심리상태 중 적어도 어느 하나 이상의 관련 자극신호를 생성하는 과정과, (b) 사용자의 뇌파를 뇌파측정 센서를 통해 센싱하여 뇌파 데이터를 획득하는 과정과, (c) 획득된 상기 뇌파 데이터에 대한 노이즈 필터링을 위한 잡음 처리를 증폭 및 필터부를 통해 수행하고, A/D 변환부를 통해 디지털 신호로 변환하는 과정과, (d) 전처리부를 통해 뇌파가 반응하는 자극 타입별 유효 뇌파 데이터 구간에 대응하는 데이터를 추출하여 분석하고자 하는 뇌파 데이터로 분류하는 과정과, (e) 분류된 뇌파 데이터를 기설정된 뇌파분석 패턴에 적용하여 사용자별 뇌파 특이성 검출을 통해 인증을 수행하는 과정을 포함하되, 상기 (a) 단계는 역치 이하의 자극신호를 사용자에 전달하는 것을 기술적 특징으로 한다.
본 발명의 다른 견지에 따르면, 시각, 청각 및 심리상태 관련 자극신호를 생성하는 자극신호 생성부와, 상기 자극신호 생성부로부터 출력된 자극신호에 대응하는 뇌파신호를 센싱하여 뇌파 데이터를 획득하는 뇌파 데이터 획득부와, 뇌파가 반응하는 자극 타입별 유효 뇌파 데이터 구간에 대응하는 데이터를 추출하여 분석하고자 하는 뇌파 데이터로 분류하는 전처리부와, 상기 전처리부에서 분류된 뇌파 데이터를 기설정된 뇌파분석 패턴에 적용하여 사용자별 뇌파 특이성 검출을 통해 인증을 수행하도록 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 자극신호 생성부는 역치 이하의 자극신호를 사용자에 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 사용자가 인지하지 못하는 역치 이하의 자극을 제공함으로써, 다음 인증 시 사용하기 위한 학습의 신호로 활용함으로써 인증 시, 제시되는 자극을 주기적으로 갱신할 수 있는 효과가 있으며, 역치 이하의 현재 자극에 따른 사용자의 뇌파 또는 눈동자 움직임으로 사용자를 인증하는데 활용할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들을 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 역치 이하 자극을 이용한 보안 서비스 제공에 관한 전체 시스템을 개략적으로 보인 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 역치 이하 자극을 이용한 보안 서비스 제공 방법에 관한 전체 흐름도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 역치 이하 자극을 이용한 보안 서비스 제공 방법에 있어서 제1 뇌파 특이성 검출을 통한 사용자 인증 방법을 보인 흐름도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 역치 이하 자극을 이용한 보안 서비스 제공 방법에 있어서 제2 뇌파 특이성 검출을 통한 사용자 인증 방법을 보인 흐름도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 역치 이하 자극을 이용한 보안 서비스 제공 방법에 있어서 제3 뇌파 특이성 검출을 통한 사용자 인증 방법을 보인 흐름도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 생체신호를 이용한 보안 서비스 장치에 관한 상세 블록도.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.
이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 역치 이하 자극을 이용한 보안 서비스 제공 방법에 대해 도 1 내지 도 4를 참조하여 자세히 살펴보기로 한다.
우선, 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 역치 이하 자극을 이용한 보안 서비스 제공에 관한 전체 시스템을 개략적으로 보인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명은 생체신호 기반 사용자 인증을 위해 인간두뇌에서 활동하는 독특한 뇌파신호들과 눈동자의 변화에 반응을 하는 시각 혹은 청각 자극신호들을 생성하여 본인 인증이 필요한 사용자에게 제공한다.
본 발명에 있어서 상기 사용자는 인증에 필요한 생체신호 즉, 전극(뇌파측정 센서) 혹은 시선 추적기(110)를 통해 본인 고유의 반응 자극 신호를 제공하고, 이는 본 발명에 따른 생체신호 보안 서비스 제공 장치를 통해 획득되어 데이터 처리 후 분석되어 본인 인증 절차를 수행한다.
더욱 상세하게는, 도 2를 참조하면, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 역치 이하 자극을 이용한 보안 서비스 제공 방법에 관한 전체 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 먼저 210 과정에서는 사용자 인증을 위해 사용자별 고유 생체 신호 획득을 영상 및 음성에 반응하는 혹은 사용자의 안정상태 혹은 특정상황 혹은 특정 태스크 수행 시 뇌파를 획득하기 위한 자극신호를 생성한다.
본 발명에 있어서, 상기 자극신호는 사용자가 인식하지 못하는 역치 이하의 자극신호를 제공하며, 본 발명의 일 실시 예에서는 이동통신 단말기의 디스플레이를 통해 역치 이하의 주파수를 발생시켜 사용자가 이동통신 단말기의 화면을 볼 때 수시로 역치 이하의 자극을 제시하는 방법을 적용하여, 현재의 역치 이하의 자극에 관한 사용자의 뇌파를 측정하여 사용자마다 다른 반응 정보를 인증 작업에 사용한다.
또 다른 실시 예에서는 한 번 이상 인증에 참여한 사용자에 대해 그 전회의 인증에서의 시각 자극이 제공되는 동안 다음번의 인증을 위해 사용자가 학습하도록 새로운 시각 자극을 역치 이하로 제공하는 방법을 적용하였다.
즉, 이러한 역치 이하의 자극을 통해 학습된 자극은 이후 인증 작업에 사용되는데, 사용자가 알고 있는 자극, 사용자가 모르고 있는 자극, 역치이하로 학습되는 자극을 제공하고, 뇌파를 측정하여 예상 반응과 실제 반응과의 일치도에 따라 사용자를 인증하도록 하였다.
역치 이하의 자극이란 사람이 인지하지 못하는 범위의 자극으로 인간의 시각 역치는 시간상으로부터 1ms부터 63ms 정도로 알려져 있으므로, 본 발명의 실시예에서 시각의 자극 신호는 1ms 보다 짧은 시간으로 제공하도록 하였다.
212 과정에서는 상기 자극신호 제공 후 사용자의 뇌파를 뇌파측정 센서를 통해 센싱하여 뇌파 데이터를 획득한다.
이때, 상기 사용자의 뇌파는, 영상 및 음성에 반응하는 뇌파 혹은 사용자의 안정상태 혹은 특정 상황 혹은 특정 태스크 수행 시 뇌파를 의미하는 것으로, 상기 안정상태 뇌파는 피험자(사용자)가 안정된 상태에서 특정한 의사 또는 특정한 생각 없는 동안 측정한 뇌파를 말한다. 안정상태 뇌파는 피험자가 특정 태스크를 수행할 때 뇌파가 어떻게 변화하는 판단하기 위한 기준이 된다.
또한, 피험자의 태스크 수행 시 뇌파란 특정 피험자가 특정한 생각, 연산, 신체 움직임, 감정 등을 생각하거나 느낄 때 나타나는 뇌파를 의미한다.
214 과정에서는 획득된 상기 뇌파 데이터에 대한 노이즈 필터링을 위한 잡음 처리를 증폭 및 필터부를 통해 수행하고, 이를 216 과정에서 A/D 변환부를 통해 디지털 신호로 변환한다.
이때, 본 발명에 적용된 역치 이하 자극을 이용한 보안 서비스 제공 시스템에서는 노이즈 필터링을 위한 노이즈 처리방법으로 저역통과 필터(low pass filter)를 이용해 고주파 부분을 제거할 수 있다.
이후, 218 과정에서는 전처리부를 통해 뇌파가 반응하는 자극 타입별 유효 뇌파 데이터 구간에 대응하는 데이터를 추출하고, 상기 추출된 데이터를 220 과정에서 분석하고자 하는 뇌파 데이터로 분류한다.
여기서, 자극 타입별 유효 뇌파 데이터란 시각 자극 신호 생성을 통해 획득된 뇌파 데이터, 청각 자극 신호 생성을 통해 획득된 뇌파 데이터, 안정상태, 특정 상황/태스크 수행 시 뇌파 데이터를 의미하는 것으로, 본 발명에 따르면 자극의 유무, 유형에 따라 기설정된 주기별 존재하는 신호만 추출하여 필요한 구간에 맞춰 분류할 수 있다.
이와 같이 분류된 뇌파 데이터를 222 과정에서 기설정된 뇌파분석 패턴에 적용한다.
더욱 상세하게는, 본 발명에 적용되어 미리 설정된 뇌파분석은 다수 존재하며, 이는 측정 후 분석을 수행할 경우 모든 자극에 대한 신호를 조합하여 분류 혹은 분석을 수행하는 제1 뇌파분석, 측정 중 분석을 수행할 경우 구간별로 신호가 생성되는 즉시 분류 혹은 분석을 수행하는 제2 뇌파분석, 측정신호를 시간 도메인이나 주파수 도메인에서 분석을 수행하는 제3 뇌파분석을 포함한다.
이때, 상기 제3 뇌파분석은, 상기 220 과정에서 분류된 뇌파 데이터를 시간도메인 신호로 변환하는 뇌파분석 혹은 상기 변환된 시간도메인 신호를 FFT하여 주파수 영역의 뇌파 데이터로 변환하는 뇌파분석이다.
상기 시간도메인 신호를 FFT하여 주파수 영역의 뇌파 데이터로 변환하는 뇌파분석은, 주파수 영역의 뇌파 데이터에서 제1 및 제2의 특정 주파수 대역을 추출하여 각 대역별 파워(power)를 추출하고, 추출된 각 대역별 파워를 이용하여 수행된다.
이어서, 본 발명에 적용되어 미리 설정된 뇌파분석은 특정 혹은 전체 뇌파측정 센서에서의 신호를 사용하는 뇌파분석 혹은 독립성분 분석 알고리즘을 이용하여 뇌파측정 센서별 신호와는 다르게 성분별로 신호를 추출해서 사용하는 제4 뇌파분석을 포함한다. 독립성분 분석, 혹은 전극별 분석을 통해서 어떤 자극을 받았을 때 얼마만큼의 시간 차이를 두고 어느 정도 크기를 갖는 뇌파가 생성되는지 확인 가능하다. 그 패턴을 파악하여 사용자별 뇌파의 특이성을 찾을 수 있다.
이를 통해 224 과정에서는 분류된 뇌파 데이터를 사용자별 뇌파 특이성 검출이 가능하며, 이를 통해 226 과정에서 인증을 수행한다.
또한, 본 발명에서는 상기 사용자별 뇌파 특이성 검출을 통해 사용자별 기억 혹은 감정에 의한 패턴을 찾을 수도 있다.
예를 들면 어떤 인물의 사진을 보았을 때 사용자의 기억에 의해 이 인물을 '안다', '모른다'하는 반응이 자동적으로 나오게 된다. 따라서 같은 자극을 같은 순서로 여러 사용자에게 제시가 되어도 사용자 간의 반응이 다르게 될 것이다. 사용자 한명이 보인 반응도 기억정보에 의한 차이를 이용해서 분류를 할 수 있기 때문에 여러 자극을 제시했을 때 전체적인 패턴을 이용해서 그 사용자의 특정 추출을 할 수 있다. 다시 말해 한 번의 반응 속에서도 그 인물의 고유한 생체신호 특징을 찾을 수 있지만 여러 자극을 제시했을 때 각각의 반응의 차이를 이용해서도 특징을 찾을 수 있다.
그리고 상기 사용자별 뇌파 특이성 검출은, 본 발명에 적용된 하기의 세 가지 방법으로 획득 가능하다.
더욱 상세하게는, 첫째, 상관관계(correlation) 방법이다.
한 사용자가 과거에 보여준 반응과 현재의 반응의 상관관계(correlation)를 이용하여 두 신호가 얼마나 같은지 알아본다. 정한 기준 이상의 유사도를 보이면 과거의 사용자와 현재의 사용자가 같은 인물이라 판단한다.
즉, 사용자의 기저장된 자극 타입별 뇌파 이력 데이터와 획득된 뇌파 데이터 간의 상관관계(correlation)을 이용한 유사도 측정을 통해 임계치 이상의 유사도 여부 출력을 통해 검출하는 제1 뇌파 특이성 검출이다.
여기서, 도 3을 참조하면, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 역치 이하 자극을 이용한 보안 서비스 제공 방법에 있어서 제1 뇌파 특이성 검출을 통한 사용자 인증 방법을 보인 흐름도로서, 310 과정에서는 특정 사용자의 인증을 위한 해당 사용자의 자극 타입별 뇌파 이력 데이터를 생체신호를 이용한 보안 서비스 시스템 데이터베이스에서 호출하여 312 과정에서 뇌파 데이터를 획득한다. 획득된 뇌파 데이터를 314 과정에서 제1 뇌파 특이성 검출인 코릴레이션 기반 유사도 측정을 수행하고, 그 결과를 316 과정에서 체크하여 임계치 이상인 경우 318 과정으로 이동하여 본인 인증을 허용하고, 임계치 이하인 경우 320 과정으로 이동하여 본인 인증을 차단한다.
이때, 상기 생체신호를 이용한 보안 서비스 시스템 데이터베이스는, 사용자별 뇌파 이력 데이터를 이용하여, 다양한 서비스 및 어플리케이션을 제공할 수 있다. 예를 들어, 뇌파 데이터를 네트워크를 통해 외부의 건강 검진 시스템에 주기적으로 송신하도록 제어할 수 있으며, 다양한 유형별 건강 검진 어플리케이션 등을 제공할 수 있다.
둘째, 기계적 지도학습법이다.
사용자 개인이 각각의 자극에 대해 어떻게 반응할지를 예상하여 분석하는 것으로, 과거의 사용자 뇌파 반을 분류해 놓은 답을 이용하거나 사용자에 대한 사전 정보를 이용한다. 예상이나 과거의 분류를 이용하여 지도학습을 한 후 현재의 반응결과를 분류한다. 과거 혹은 예상했던 바와 유사도가 높은 경우에 올바른 사용자라고 간주할 수 있다.
즉, 기계적 지도학습법에 따라 사용자의 자극 타입별 뇌파 이력 데이터 기반 혹은 사용자의 소정 상태 정보 기반 예상 뇌파 데이터를 이용하여 지도학습을 수행한 후 획득된 뇌파 데이터 결과 분류를 통해 임계치 이상의 유사도 여부를 통해 검출하는 제2 뇌파 특이성 검출이다.
이러한 제2 뇌파 특이성 검출은 SVM(support vector maching) 학습, 선형판별분석(linear discriminant analysis) 및 MLP(multi-layer perceptron) 학습 중 어느 하나를 통해 수행된다.
여기서, 도 4를 참조하면, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 역치 이하 자극을 이용한 보안 서비스 제공 방법에 있어서 제2 뇌파 특이성 검출을 통한 사용자 인증 방법을 보인 흐름도로서, 410 과정에서는 특정 사용자의 인증을 위한 해당 사용자의 자극 타입별 뇌파 이력 데이터를 생체신호를 이용한 보안 서비스 시스템 데이터베이스에서 호출하여 412 과정에서 뇌파 데이터를 획득한다. 획득된 뇌파 데이터를 414 과정에서 제2 뇌파 특이성 검출인 기계적 지도학습법을 수행하고, 그 결과를 416 과정에서 체크하여 임계치 이상인 경우 418 과정으로 이동하여 본인 인증을 허용하고, 임계치 이하인 경우 420 과정으로 이동하여 본인 인증을 차단한다.
셋째, 기계적 비지도학습법이다.
사용자의 반응을 비지도학습으로 분류하는 것이다. 비슷한 반응을 보인 뇌파 신호끼리 분류를 하여 뇌파를 간단하게 2진 혹은 그 이상의 코드로 만들 수 있다. 그 코드를 과거의 반응과 비교하거나 예상하는 반응과 비교해서 사용자를 인증할 수 있다.
즉, 기계적 비지도학습법에 따라 임계치 이상의 반응에 대응하는 뇌파 데이터를 분류하고, 분류된 상기 뇌파 데이터를 이진 혹은 이진 이상의 코드로 생성하여 사용자의 기저장된 자극 타입별 뇌파 이력 데이터 혹은 사용자의 소정 상태 정보 기반 예상 뇌파 데이터와의 비교를 통해 임계치 이상의 유사도 여부를 통해 검출되는 제3 뇌파 특이성 검출이다.
이러한 제3 뇌파 특이성 검출은, k-means clustering, nearest neighbor, extectation-maximization 기법 중 어느 하나를 통해 수행된다.
여기서, 도 5를 참조하면, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 역치 이하 자극을 이용한 보안 서비스 제공 방법에 있어서 제3 뇌파 특이성 검출을 통한 사용자 인증 방법을 보인 흐름도로서, 510 과정에서는 특정 사용자의 인증을 위한 해당 사용자의 자극 타입별 뇌파 이력 데이터를 생체신호를 이용한 보안 서비스 시스템 데이터베이스에서 호출하여 512 과정에서 뇌파 데이터를 획득한다. 획득된 뇌파 데이터를 514 과정에서 제3 뇌파 특이성 검출인 기계적 비지도학습법을 수행하고, 그 결과를 516 과정에서 체크하여 임계치 이상인 경우 518 과정으로 이동하여 본인 인증을 허용하고, 임계치 이하인 경우 520 과정으로 이동하여 본인 인증을 차단한다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 역치 이하 자극을 이용한 보안 서비스 제공 방법은 사용자 눈동자 반응(예컨대, 동공의 변화 혹은 시선 움직임)을 이용한 사용자 인증에 관한 것으로, 자극신호 생성부를 통해 역치 이하의 시각, 청각, 심리상태 중 적어도 어느 하나 이상의 관련 자극신호를 생성하는 과정과, 시선 추적기를 통해 사용자의 시선 움직임 데이터를 획득하는 과정과, 획득된 상기 시선 움직임 데이터에 대한 노이즈 필터링을 위한 잡음 처리를 증폭 및 필터부를 통해 수행하고, A/D 변환부를 통해 디지털 신호로 변환하는 과정과, 보간법(interpolation)을 통해 눈 깜박임으로 인한 데이터 손실 구간을 채우고, 전처리부를 통해 시선이 변화하는 자극 타입별 유효 시선 움직임 데이터 구간에 대응하는 데이터를 추출하여 분석하고자 하는 시선 움직임 데이터로 분류하는 과정과, 분류된 시선 움직임 데이터를 기설정된 분석 패턴에 적용하여 사용자별 시선 움직임 특이성 검출을 통해 인증을 수행하는 과정을 포함한다.
이상에서는, 본 발명에 따른 역치 이하 자극을 이용한 보안 서비스 제공 방법에 관해 살펴보았다.
이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 역치 이하 자극을 이용한 보안 서비스 제공 장치에 관해 살펴보기로 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 생체신호를 이용한 보안 서비스 장치에 관한 상세 블록도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 생체신호를 이용한 보안 서비스 장치(600)은 자극신호 생성부(610), 뇌파 데이터 획득부(614), 증폭 및 필터부(616), 제어부(618), A/D 변환부(620), 전처리부(622), 뇌파 분석부(624) 및 인증 처리부(626)를 포함한다.
상기 자극신호 생성부(610)은 시각, 청각 및 심리상태 관련 자극신호를 생성하며, 본 발명에 따른 자극신호 생성부(610)는 역치 이하의 자극신호를 포함한 자극 신호를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서 자극신호 생성부(610)는 이동통신 단말기의 디스플레이를 통해 역치 이하의 주파수를 발생시키도록 하여 사용자가 화면을 볼 때 수시로 역치 이하의 자극을 제공하도록 하여, 사용자의 뇌파를 관측하고 사용자 마다 다른 반응으로 인증 작업을 수행한다.
또한 본 발명의 또 다른 실시 예에서, 상기 자극신호 생성부(610)는 한번 이상 인증에 참여한 사용자는 그 전 회의 인증에서 시각 자극을 접하고 사용자의 반응을 관측하는데 본 발명에 있어서 시각 자극이 제공되는 동안 다음 번 인증을 위해 새로운 시각 자극을 역치 이하로 제시하도록 하여 사용자가 학습을 동시에 수행할 수 있도록 하였다.
이때, 상기 자극신호 생성부(610)는 사용자가 알고 있는 자극, 사용자가 모르고 있는 자극, 역치이하로 학습되는 자극을 제시하여 각 자극신호에 대한 사용자의 반응을 관찰하여 예상 반응과 실제 반응의 일치도에 따라 사용자를 인증하게 된다.
상기 뇌파 데이터 획득부(614)는 자극신호 생성(610)부로부터 출력된 자극신호에 대응하는 뇌파신호를 센싱하여 뇌파 데이터를 획득한다.
상기 전처리부(622)는 뇌파가 반응하는 자극 타입별 유효 뇌파 데이터 구간에 대응하는 데이터를 추출하여 분석하고자 하는 뇌파 데이터로 분류한다.
상기 제어부(618)은 상기 전처리부(622)에서 분류된 뇌파 데이터를 기설정된 뇌파분석 패턴에 적용하여 사용자별 뇌파 특이성 검출을 통해 인증을 수행하도록 제어한다.
그리고 상기 제어부(618)는, 뇌파 분석부(624)를 통해 상기 사용자별 뇌파의 특이성을, 사용자의 기저장된 자극 타입별 뇌파 이력 데이터와 획득된 뇌파 데이터 간의 상관관계(correlation)을 이용한 유사도 측정을 통해 임계치 이상의 유사도 여부 출력을 통해 검출하거나, 기계적 지도학습법에 따라 사용자의 자극 타입별 뇌파 이력 데이터 기반 혹은 사용자의 소정 상태 정보 기반 예상 뇌파 데이터를 이용하여 지도학습을 수행한 후 획득된 뇌파 데이터 결과 분류를 통해 임계치 이상의 유사도 여부를 통해 검출하거나, 기계적 비지도학습법에 따라 임계치 이상의 반응에 대응하는 뇌파 데이터를 분류하고, 분류된 상기 뇌파 데이터를 이진 혹은 이진 이상의 코드로 생성하여 사용자의 기저장된 자극 타입별 뇌파 이력 데이터 혹은 사용자의 소정 상태 정보 기반 예상 뇌파 데이터와의 비교를 통해 임계치 이상의 유사도 여부를 통해 검출하도록 제어한다.
또한, 상기 제어부(618)는, 뇌파분석부(624)를 통해 상기 기설정된 뇌파분석 패턴 적용 시, 상기 분류된 뇌파 데이터를 시간도메인 신호로 변환하는 뇌파분석 혹은 상기 변환된 시간도메인 신호를 FFT하여 주파수 영역의 뇌파 데이터로 변환하는 뇌파분석 혹은 특정 혹은 전체 뇌파측정 센서에서의 신호를 사용하는 뇌파분석 혹은 독립성분 분석 알고리즘을 이용하여 뇌파측정 센서별 신호와는 다르게 성분별로 신호를 추출해서 사용하는 뇌파분석 중 어느 하나를 선택하여 실행되도록 제어한다.
상기와 같이 본 발명에 따른 역치 이하 자극을 이용한 보안 서비스 제공 방법 및 장치에 관한 동작이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.

Claims (16)

  1. (a) 자극신호 생성부를 통해 시각, 청각, 심리상태 중 적어도 어느 하나 이상의 관련 자극신호를 생성하는 과정과,
    (b) 사용자의 뇌파를 뇌파측정 센서를 통해 센싱하여 뇌파 데이터를 획득하는 과정과,
    (c) 획득된 상기 뇌파 데이터에 대한 노이즈 필터링을 위한 잡음 처리를 증폭 및 필터부를 통해 수행하고, A/D 변환부를 통해 디지털 신호로 변환하는 과정과,
    (d) 전처리부를 통해 뇌파가 반응하는 자극 타입별 유효 뇌파 데이터 구간에 대응하는 데이터를 추출하여 분석하고자 하는 뇌파 데이터로 분류하는 과정과,
    (e) 분류된 뇌파 데이터를 기설정된 뇌파분석 패턴에 적용하여 사용자별 뇌파 특이성 검출을 통해 인증을 수행하는 과정을 포함하되,
    상기 (a) 단계는
    역치 이하의 자극신호를 사용자에 전달하는 것을 특징으로 하는 역치 이하 자극을 이용한 보안 서비스 제공 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    이동통신 단말기의 디스플레이를 통해 역치 이하의 주파수를 발생시키는 것을 특징으로 하는 역치 이하 자극을 이용한 보안 서비스 제공 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    시각 자극신호일 경우, 1ms 보다 짧은 시간동안 자극신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 역치 이하 자극을 이용한 보안 서비스 제공 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    시각 자극이 제공되는 동안 다음 인증 작업을 위한 새로운 역치 이하의 자극 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 역치 이하 자극을 이용한 보안 서비스 제공 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 사용자별 뇌파의 특이성 검출은,
    사용자의 기저장된 자극 타입별 뇌파 이력 데이터와 획득된 뇌파 데이터 간의 상관관계(correlation)을 이용한 유사도 측정을 통해 임계치 이상의 유사도 여부 출력을 통해 검출되거나,
    기계적 지도학습법에 따라 사용자의 자극 타입별 뇌파 이력 데이터 기반 혹은 사용자의 소정 상태 정보 기반 예상 뇌파 데이터를 이용하여 지도학습을 수행한 후 획득된 뇌파 데이터 결과 분류를 통해 임계치 이상의 유사도 여부를 통해 검출되거나,
    기계적 비지도학습법에 따라 임계치 이상의 반응에 대응하는 뇌파 데이터를 분류하고, 분류된 상기 뇌파 데이터를 이진 혹은 이진 이상의 코드로 생성하여 사용자의 기저장된 자극 타입별 뇌파 이력 데이터 혹은 사용자의 소정 상태 정보 기반 예상 뇌파 데이터와의 비교를 통해 임계치 이상의 유사도 여부를 통해 검출됨을 특징으로 하는 역치 이하 자극을 이용한 보안 서비스 제공 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 기설정된 뇌파분석 패턴은,
    상기 분류된 뇌파 데이터를 시간도메인 신호로 변환하는 뇌파분석 혹은 상기 변환된 시간도메인 신호를 FFT하여 주파수 영역의 뇌파 데이터로 변환하는 뇌파분석 혹은 특정 혹은 전체 뇌파측정 센서에서의 신호를 사용하는 뇌파분석 혹은 독립성분 분석 알고리즘을 이용하여 뇌파측정 센서별 신호와는 다르게 성분별로 신호를 추출해서 사용하는 뇌파분석 중 어느 하나를 선택하여 실행됨을 특징으로 하는 역치 이하 자극을 이용한 보안 서비스 제공 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 시간도메인 신호를 FFT하여 주파수 영역의 뇌파 데이터로 변환하는 뇌파분석은,
    주파수 영역의 뇌파 데이터에서 제1 및 제2의 특정 주파수 대역을 추출하여 각 대역별 파워(power)를 추출하고, 추출된 각 대역별 파워를 이용하여 수행됨을 특징으로 하는 역치 이하 자극을 이용한 보안 서비스 제공 방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 기계적 지도학습법은,
    SVM(support vector maching) 학습, 선형판별분석(linear discriminant analysis) 및 MLP(multi-layer perceptron) 학습 중 어느 하나를 통해 수행되고,
    상기 기계적 비지도학습법은,
    k-means clustering, nearest neighbor, extectation-maximization 기법 중 어느 하나를 통해 수행됨을 특징으로 하는 역치 이하 자극을 이용한 보안 서비스 제공 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 사용자의 뇌파는,
    영상 및 음성에 반응하는 뇌파 혹은 사용자의 안정상태 혹은 특정 상황 혹은 특정 태스크 수행 시 뇌파를 포함함을 특징으로 하는 역치 이하 자극을 이용한 보안 서비스 제공 방법.
  10. (a) 자극신호 생성부를 통해 시각, 청각, 심리상태 중 적어도 어느 하나 이상의 관련 자극신호를 생성하는 과정과,
    (b) 시선 추적기를 통해 사용자의 시선 움직임 데이터를 획득하는 과정과,
    획득된 상기 시선 움직임 데이터에 대한 노이즈 필터링을 위한 잡음 처리를 증폭 및 필터부를 통해 수행하고, A/D 변환부를 통해 디지털 신호로 변환하는 과정과,
    (c) 보간법(interpolation)을 통해 눈 깜박임으로 인한 데이터 손실 구간을 채우고, 전처리부를 통해 시선이 변화하는 자극 타입별 유효 시선 움직임 데이터 구간에 대응하는 데이터를 추출하여 분석하고자 하는 시선 움직임 데이터로 분류하는 과정과,
    (d) 분류된 시선 움직임 데이터를 기설정된 분석 패턴에 적용하여 사용자별 시선 움직임 특이성 검출을 통해 인증을 수행하는 과정을 포함하되,
    상기 (a) 단계는
    역치 이하의 자극신호를 사용자에 전달하는 것을 특징으로 하는 역치 이하 자극을 이용한 보안 서비스 제공 방법.
  11. 시각, 청각 및 심리상태 관련 자극신호를 생성하는 자극신호 생성부와,
    상기 자극신호 생성부로부터 출력된 자극신호에 대응하는 뇌파신호를 센싱하여 뇌파 데이터를 획득하는 뇌파 데이터 획득부와,
    뇌파가 반응하는 자극 타입별 유효 뇌파 데이터 구간에 대응하는 데이터를 추출하여 분석하고자 하는 뇌파 데이터로 분류하는 전처리부와,
    상기 전처리부에서 분류된 뇌파 데이터를 기설정된 뇌파분석 패턴에 적용하여 사용자별 뇌파 특이성 검출을 통해 인증을 수행하도록 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 자극신호 생성부는,
    역치 이하의 자극신호를 사용자에 제공하는 것을 특징으로 하는 역치 이하 자극을 이용한 보안 서비스 제공 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 자극신호 생성부는,
    이동통신 단말기의 디스플레이를 통해 역치 이하의 주파수를 발생시키는 것을 특징으로 하는 역치 이하 자극을 이용한 보안 서비스 제공 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 역치 이하의 자극신호는
    시각 자극신호일 경우, 1ms 보다 짧은 시간 동안 자극신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 역치 이하 자극을 이용한 보안 서비스 제공 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 자극신호 생성부는,
    사용자가 알고 있는 자극, 사용자가 모르고 있는 자극, 역치이하로 학습되는 자극 중 적어도 어느 하나 이상을 제공하는 것을 특징으로 하는 역치 이하 자극을 이용한 보안 서비스 제공 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 제어부는,
    뇌파 분석부를 통해 상기 사용자별 뇌파의 특이성을,
    사용자의 기저장된 자극 타입별 뇌파 이력 데이터와 획득된 뇌파 데이터 간의 상관관계(correlation)을 이용한 유사도 측정을 통해 임계치 이상의 유사도 여부 출력을 통해 검출하거나,
    기계적 지도학습법에 따라 사용자의 자극 타입별 뇌파 이력 데이터 기반 혹은 사용자의 소정 상태 정보 기반 예상 뇌파 데이터를 이용하여 지도학습을 수행한 후 획득된 뇌파 데이터 결과 분류를 통해 임계치 이상의 유사도 여부를 통해 검출하거나,
    기계적 비지도학습법에 따라 임계치 이상의 반응에 대응하는 뇌파 데이터를 분류하고, 분류된 상기 뇌파 데이터를 이진 혹은 이진 이상의 코드로 생성하여 사용자의 기저장된 자극 타입별 뇌파 이력 데이터 혹은 사용자의 소정 상태 정보 기반 예상 뇌파 데이터와의 비교를 통해 임계치 이상의 유사도 여부를 통해 검출하도록 제어함을 특징으로 하는 역치 이하 자극을 이용한 보안 서비스 제공 장치.
  16. 제11항에 있어서, 상기 제어부는,
    뇌파분석부를 통해 상기 기설정된 뇌파분석 패턴 적용 시,
    상기 분류된 뇌파 데이터를 시간도메인 신호로 변환하는 뇌파분석 혹은 상기 변환된 시간도메인 신호를 FFT하여 주파수 영역의 뇌파 데이터로 변환하는 뇌파분석 혹은 특정 혹은 전체 뇌파측정 센서에서의 신호를 사용하는 뇌파분석 혹은 독립성분 분석 알고리즘을 이용하여 뇌파측정 센서별 신호와는 다르게 성분별로 신호를 추출해서 사용하는 뇌파분석 중 어느 하나를 선택하여 실행되도록 제어함을 특징으로 하는 역치 이하 자극을 이용한 보안 서비스 제공 장치.
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