(57)【要約】音響信号を送受信する機器の装着具合による誤判定を防ぎ、正確な個人認証を可能とする。個人認証装置は、音響信号を送受信する機器が装着されて、ユーザの頭部を伝搬する音響信号から算出された音響特性および音響特性から抽出された特徴量の少なくともいずれかの第１情報を用いて個人を認証する個人認証部と、機器の装着不具合を検出するための装着不具合ルールを記憶する装着不具合ルール記憶部と、第１情報が前記装着不具合ルールを満たす場合、機器の装着状態に不具合があることを検出する装着不具合検出部と、を備える。
2018034178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの頭部に装着された音響信号を送受信する機器が検知した前記ユーザの頭部を伝搬する前記音響信号から算出された音響特性、および、前記音響特性から抽出された特徴量の、少なくともいずれかを含む第１情報を用いて個人を認証する個人認証手段と、
前記機器の装着不具合を検出するための装着不具合ルールを記憶する装着不具合ルール記憶手段と、
前記第１情報が前記装着不具合ルールを満たす場合、前記機器の装着状態に不具合があることを検出する装着不具合検出手段と、
を備える個人認証装置。
【請求項２】
前記音響特性は、インパルス応答、または、前記インパルス応答をフーリエ変換またはラプラス変換することによって得られる伝達関数を含み、
前記特徴量は、前記音響特性から抽出された、対数スペクトラム、メルケプストラム係数、線形予測分析係数、または、これらを主成分分析または線形判別分析を用いて次元圧縮した特徴量を含む、請求項１に記載の個人認証装置。
【請求項３】
前記装着不具合ルールは、前記第１情報とあらかじめ定めた基準との比較に基づいて装着不具合と判定するルールを含む、請求項１または２に記載の個人認証装置。
【請求項４】
前記装着不具合ルールは、前記第１情報における音量に関する因子、前記第１情報における低周波数もしくは高周波数の音量に関する因子、音響送出部から鼓膜までの距離に対応する固有振動の音量に関する因子、または、前記第１情報における音量に相当する因子のうち最大の値を取るものおよび隣り合う２つの値よりも大きな値を取るものが、それぞれに対応する基準となる値を下回った場合、もしくは、上回った場合に装着不具合と判定するルールを含む、請求項３に記載の個人認証装置。
【請求項５】
前記装着不具合ルールは、音響送出部から鼓膜までの距離に対応する固有振動の周波数、または、前記第１情報における音量に相当する因子のうち最大の値を取るものおよび隣り合う２つの値よりも大きな値を取るものの周波数が、それぞれに対応するあらかじめ定めた基準に比べて定数倍もしくは半分となる場合に装着不具合と判定するルールを含む、請求項３または４に記載の個人認証装置。
【請求項６】
前記装着不具合ルールは、前記第１情報の因子の１つ以上があらかじめ複数の人物から取得した前記第１情報の平均である基準と比べて大きく異なる場合、または、前記第１情報の因子の１つ以上があらかじめ装着に不具合があるとわかっている前記第１情報の基準と類似している場合に装着不具合と判定するルールを含む、請求項３乃至５のいずれか１項に記載の個人認証装置。
【請求項７】
あらかじめ認証対象の人物から取得した音響信号から得られた第２情報を記憶する音響特性記憶手段を、さらに備え、
前記装着不具合検出手段は、前記第１情報と前記第２情報との関係性が、前記装着不具合ルールを満たす場合、前記機器の装着状態に不具合があることを判定する、請求項１に記載の個人認証装置。
【請求項８】
前記装着不具合ルールは、前記第１情報における音量に関する因子、前記第１情報における低周波数もしくは高周波数の音量に関する因子、音響送出部から鼓膜までの距離に対応する固有振動の音量に関する因子、または、前記第１情報における音量に相当する因子のうち最大の値を取るものおよび隣り合う２つの値よりも大きな値を取るものが、それぞれに対応する前記第２情報の値を下回った場合もしくは上回った場合に装着不具合と判定するルールを含む、請求項７に記載の個人認証装置。
【請求項９】
前記装着不具合ルールは、音響送出部から鼓膜までの距離に対応する固有振動の周波数、または、前記第１情報における音量に相当する因子のうち最大の値を取るものおよび隣り合う２つの値よりも大きな値を取るものの周波数が、それぞれに対応する前記第２情報に比べて定数倍もしくは半分となる場合に装着不具合と判定するルールを含む、請求項７または８に記載の個人認証装置。
【請求項１０】
前記音響信号は、前記ユーザの外耳道を伝搬する音響信号、または、前記ユーザの頭部の骨を伝搬する音響信号である、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の個人認証装置。
【請求項１１】
前記機器の装着状態に不具合があることを報知する報知手段を、さらに備える請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の個人認証装置。
【請求項１２】
ユーザの頭部に装着された音響信号を送受信する機器が検知した前記ユーザの頭部を伝搬する前記音響信号から算出された音響特性、および、前記音響特性から抽出された特徴量の少なくともいずれかを含む第１情報を用いて個人を認証し、
前記第１情報が前記機器の装着不具合を検出するための装着不具合ルールを満たす場合、前記機器の装着状態に不具合があることを検出する、ことを含む
個人認証方法。
【請求項１３】
ユーザの頭部に装着された音響信号を送受信する機器が検知した前記ユーザの頭部を伝搬する前記音響信号から算出された音響特性、および、前記音響特性から抽出された特徴量の少なくともいずれかを含む第１情報を用いて個人を認証する処理と、
前記第１情報が前記機器の装着不具合を検出するための装着不具合ルールを満たす場合、前記機器の装着状態に不具合があることを検出する処理と、
をコンピュータに実行させる個人認証プログラムが記録された記録媒体。
【請求項１４】
音響信号をユーザの頭部において送受信する機器と、
装着された前記機器が検知した前記ユーザの頭部を伝搬する音響信号から算出された音響特性および前記音響特性から抽出された特徴量の少なくともいずれかの第１情報を用いて個人を認証する個人認証手段と、
前記機器の装着不具合を検出するための装着不具合ルールを記憶する装着不具合ルール記憶手段と、
前記第１情報が前記装着不具合ルールを満たす場合、前記機器の装着状態に不具合があることを検出する装着不具合検出手段と、
を備える個人認証システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、個人認証システム、個人認証装置、個人認証方法および個人認証プログラム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記技術分野において非特許文献１には、マイクロホン内蔵イヤホンを用いてユーザの外耳道の音響特性を測定し、測定した外耳道の音響特性の個人の違いを利用して個人認証を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】荒川隆行他，「外耳道音響特性を用いた高精度個人認証」，２−P−３０，日本音響学会2016年春季研究発表会講演論文集
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記文献に記載の技術には、ヘッドホンやイヤホンなどの音響信号を送受信する機器の装着具合による誤判定の可能性があるが、その解決方法には言及されていない。【０００５】
本発明の目的は、上述の課題を解決する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る個人認証装置は、
ユーザの頭部に装着された音響信号を送受信する機器が検出した前記ユーザの頭部を伝搬する前記音響信号から算出された音響特性、および、前記音響特性から抽出された特徴量の少なくともいずれかを含む第１情報を用いて個人を認証する個人認証手段と、前記機器の装着不具合を検出するための装着不具合ルールを記憶する装着不具合ルール記憶手段と、前記第１情報が前記装着不具合ルールを満たす場合、前記機器の装着状態に不具合があることを検出する装着不具合検出手段と、を備える。【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る個人認証方法は、
ユーザの頭部に装着された音響信号を送受信する機器が検知した前記ユーザの頭部を伝搬する前記音響信号から算出された音響特性、および、前記音響特性から抽出された特徴量の少なくともいずれかを含む第１情報を用いて個人を認証する個人認証し、前記第１情報が前記機器の装着不具合を検出するための装着不具合ルールを満たす場合、前記機器の装着状態に不具合があることを検出する、ことを含む。【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る個人認証プログラムは、
ユーザの頭部に装着された音響信号を送受信する機器が検知した前記ユーザの頭部を伝搬する前記音響信号から算出された音響特性、および、前記音響特性から抽出された特徴量の少なくともいずれかを含む第１情報を用いて個人を認証する処理と、前記第１情報が前記機器の装着不具合を検出するための装着不具合ルールを満たす場合、前記機器の装着状態に不具合があることを検出する処理と、をコンピュータに実行させる。なお、上記目的は、本発明に係る個人認証プログラムが記録された記録媒体によっても達成可能である。【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る個人認証システムは、
音響信号をユーザの頭部において送受信する機器と、装着された前記機器が検知した前記ユーザの頭部を伝搬する音響信号から算出された音響特性および前記音響特性から抽出された特徴量の少なくともいずれかの第１情報を用いて個人を認証する個人認証手段と、前記機器の装着不具合を検出するための装着不具合ルールを記憶する装着不具合ルール記憶手段と、前記第１情報が前記装着不具合ルールを満たす場合、前記機器の装着状態に不具合があることを検出する装着不具合検出手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、音響信号を送受信する機器の装着具合による誤判定を防ぎ、正確な個人認証をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る個人認証装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の第２実施形態に係る個人認証装置を含む個人認証システムの概要を示す図である。
【図３】図３は、本発明の第２実施形態に係る個人認証装置の機能構成を示すブロック図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の第２実施形態に係る個人認証に使用する音響特性を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の第２実施形態に係る個人認証に使用する音響特性を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の第２実施形態に係る装着不具合ルール記憶部の構成を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明の第２実施形態に係る装着不具合検出テーブルの構成を示す図である。
【図６】図６は、本発明の第２実施形態に係る個人認証装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、本発明の第２実施形態に係る個人認証装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の第２実施形態に係る装着不具合判定処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】図９は、本発明の第３実施形態に係る個人認証装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、本発明の第３実施形態に係る装着不具合ルール記憶部の構成を示す図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、本発明の第３実施形態に係る音響特性記憶部の構成を示す図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、本発明の第３実施形態に係る装着不具合検出テーブルの構成を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の第３実施形態に係る装着不具合判定処理の手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、本発明の第４実施形態に係る個人認証装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、本発明の第４実施形態に係る個人認証に使用する特徴量を示す図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、本発明の第４実施形態に係る装着不具合ルール記憶部の構成を示す図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、本発明の第４実施形態に係る装着不具合検出テーブルの構成を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明の第４実施形態に係る個人認証装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、本発明の第５実施形態に係る個人認証装置の機能構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態について例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施の形態に記載されている構成要素は単なる例示であり、本発明の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１３】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態としての個人認証装置１００について、図１を用いて説明する。
個人認証装置１００は、個人を認証するための装置である。
【００１４】
図１に示すように、個人認証装置１００は、個人認証部１０１と、装着不具合ルール記憶部１０２と、装着不具合検出部１０３と、を含む。個人認証部１０１は、音響信号を送受信する機器が装着されて、ユーザの頭部を伝搬する音響信号から算出された音響特性および音響特性から抽出された特徴量の少なくともいずれかの第１情報を用いて個人を認証する。装着不具合ルール記憶部１０２は、機器の装着不具合を検出するための装着不具合ルールを記憶する。装着不具合検出部１０３は、第１情報が前記装着不具合ルールを満たす場合、機器の装着状態に不具合があることを検出する。
【００１５】
本実施形態によれば、ユーザの頭部を伝搬する音響信号から得られた音響特性や特徴量が機器の装着不具合を検出するための装着不具合ルールを満たす場合、機器の装着状態に不具合があることを検出する。これにより、音響信号を送受信する機器の装着具合による誤判定を防ぎ、正確な個人認証をすることができる。
【００１６】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る個人認証装置について説明する。本実施形態に係る個人認証装置は、機器の装着不具合を検出するための装着不具合ルールを記憶しておき、個人認証部によって音響信号から得られた音響特性が、機器の装着不具合を検出するための装着不具合ルールを満たす場合、機器の装着状態に不具合があることを検出する。本実施形態において、装着不具合ルールは音響特性とあらかじめ定めた基準との比較に基づいて装着不具合と判定するルールである。そして、機器の装着状態に不具合があることを報知する。
【００１７】
（音響特性）
なお、音響特性としては、例えば、インパルス応答（Impulse Response）およびインパルス応答をフーリエ変換またはラプラス変換することによって得られる伝達関数（Transfer Function）等が考えられる。係る音響特性は、例えば、音響信号が生体内でどのように反射および／または減衰するかの情報を含む。外耳道口にイヤホンおよびマイクロホンを設置し、外耳道中を反射する音響特性を測定する場合、音響特性として、外耳道インパルス応答（Ear Canal Impulse Response）や外耳道伝達関数（Ear Canal Transfer Function）を用いてもよい。
【００１８】
《個人認証システムの概要》
図２は、本実施形態に係る個人認証装置２１０を含む個人認証システム２００の概要を示す図である。
【００１９】
図２に示す個人認証システム２００は、パーソナルコンピュータ（Personal Computer；ＰＣ）としての個人認証装置２１０と、イヤホン（Earphone）とマイクロホン（Microphone）とを含む装着機器２２０と、サウンドプロセッサ（Sound Processor）２３０と、マイクロホンアンプ（Microphone Amplifier）２４０と、を備えている。なお、符号２５０は、認識対象とされるユーザ（Subject）を示す。
【００２０】
なお、マイクロホンとイヤホンとは、相対的な位置関係が変化しないよう一体型であることが望ましい。ただし、両者の相対的な位置関係が大きく変わらない場合にはその限りではない。また、ここでは、装着機器２２０を、外耳道入口の中に挿入するマイクロホン一体型のイヤホンを挙げているが、両者の実現例としては、耳介を覆うタイプのヘッドホンにマイクロホンを設定したものであってもよい。また、両者を実現する他の例としては、電話機の受話器部分にマイクロホンを設置したものであってもよい。その他、左の外耳道入口に設置したイヤホンで送出した音響信号を、右耳の外耳道入口に設置したマイクロホンで観測する、またはこの反対を行う等も考えられる。
【００２１】
図２においては、個人認証装置２１０が装着機器２２０の装着不具合を検出したので、スピーカから“イヤホンを装着し直して下さい”との音声出力、あるいは、スクリーン上に“イヤホン装着エラー！”の表示がされている。なお、装着不具合の報知は、個人認証装置２１０からではなく、装着機器２２０からの警報などであってもよい。
【００２２】
《個人認証装置の機能構成》
図３は、本実施形態に係る個人認証装置２１０の機能構成を示すブロック図である。
【００２３】
図３を参照すると、本実施形態の個人認証装置２１０は、ユーザの頭部を伝搬する音響信号の音響特性から個人を照合する個人認証部３０１を備える。そして、個人認証装置２１０は、装着不具合ルールを記憶する装着不具合ルール記憶部３０２と、音響特性が装着不具合ルールを満たす場合、装着機器２２０の装着状態の不具合を検出する装着不具合検出部３０３と、装着状態の不具合を報知する装着不具合報知部３０４と、を備える。
【００２４】
装着不具合検出部３０３は、装着不具合検出テーブル３０３ａを有し、個人認証部３０１の音響特性算出部３１３において算出された音響得性を、装着不具合ルール記憶部３０２に格納されている音響得性の条件と比較して、装着状態の不具合を検出する。装着不具合報知部３０４は、装着不具合報知メッセージ３０４ａを有し、装着不具合に対応したメッセージを出力する。
【００２５】
個人認証部３０１は、音響信号送出部３１１と、音響信号観測部３１２と、音響特性算出部３１３と、特徴量抽出部３１４と、ユーザ識別部３１５と、特徴量記憶部３１６と、を備える。
【００２６】
音響信号送出部３１１は、イヤホンを介してユーザの頭部の一部に音響信号を送出する。ここで、音響信号が送出される頭部の一部は、より具体的には、頭部において空洞が形成されている領域であって、装飾品や音響効果を発現させる機器を装着できるまたは近づけることのできる領域の少なくとも一部であってもよい。
【００２７】
音響信号観測部３１２は、音響信号送出部３１１から送出された音響信号がユーザの頭部の一部を伝搬した後の音響信号を観測する。音響信号の伝搬路とされる頭部の一部は、より具体的には、頭部を構成する頭蓋骨、脳、感覚器およびその間の空洞の少なくとも一部であってもよい。
【００２８】
音響特性算出部３１３は、音響信号送出部３１１から送出された音響信号と、音響信号観測部３１２で観測された音響信号とに基づいて、ユーザの頭部の一部を伝搬する音響信号の音響特性を算出する。ここで音響特性としては、インパルス応答(Impulse Response)やインパルス応答を高速フーリエ変換することで得られる伝達関数(Transfer Function)等が考えられる。
【００２９】
特徴量抽出部３１４は、算出された音響特性から、ユーザに関する特徴量を算出する。
特徴量としては、対数スペクトラム(logarithm spectrum)、メル周波数ケプストラム係数(mel-frequency cepstrum coefficients)、線形予測分析係数(linear predictive coding coefficients）等が用いられてよい。また、これらを主成分分析(Principal Component Analysis)または線形判別分析(Linear Discriminative Analysis)を用いて次元圧縮した特徴量が用いられてもよい。また、これ以外の特徴量が用いられてもよい。
【００３０】
ユーザ識別部３１５は、特徴量抽出部３１４により得られた特徴量と、後述する特徴量記憶部３１６に格納されている、登録済みユーザの特徴量とを比較し、ユーザが登録済みの個人に該当するか否かを判定する。
【００３１】
特徴量記憶部３１６は、あらかじめ、所定のユーザについて、抽出された特徴量を記憶する。特徴量記憶部３１６には、例えば、あらかじめ複数のユーザに対して、音響信号送出部３１１、音響信号観測部３１２、音響特性算出部３１３および特徴量抽出部３１４、またはそれらと同等の構成を用いて抽出した特徴量が格納されている。本認証における照合方式は、あらかじめ照合対象として特徴量が格納された人物の内の一人と同一人物であるか否か、もしくはあらかじめ照合対象として特徴量が格納された複数の人物のうちの誰かを判定する、もしくはこの２つを同時に行うものである。
【００３２】
（音響特性の例）
図４Ａおよび図４Ｂは、本実施形態に係る個人認証に使用する音響特性を示す図である。
【００３３】
図４Ａは、音響特性としてのインパルス応答４１０を示す図である。かかるインパルス応答が、本実施形態の装着不具合検出に使用される。
【００３４】
また、図４Ｂは、対数スペクトラム４２０の図である。本実施形態において外耳道の音響特性を用いる場合、図４Ｂに示すように、音響信号送出部３１１と鼓膜までの距離（通常２〜３ｃｍ）に対応する周波数の音量に関する因子にピークが見られる。本実施形態の装着不具合検出においては、例えば、このピークの値とあらかじめ定めた基準値とを比較してもよい。また、音量とは、音声波形の振幅、ＦＦＴ(Fast Fourier Transform)等を用いて得られたスペクトルのパワーを示す。
【００３５】
（装着不具合の検出）
例えば、装着状態が不十分であり隙がある場合、音が外に漏れるために、装着状態が十分である時に比べて音量特性の音量が低くなる。この変化を用いることにより、装着状態が不十分であることを検知することが可能である。また、この音量の変化は、イヤホンの形状や装着状態に依存して特定の周波数に特徴的に現れる。このため、特定の周波数の音量に着目した検知が有効である。
【００３６】
さらに、図４Ｂを参照すると、鼓膜までの距離２〜３ｃｍに対応するピークが、５〜８ｋＨｚに存在する。これは、２〜３ｃｍの両端が閉じた管の気柱共鳴として理解できる。
音速が３４０メートル毎秒だと仮定すると、両端が閉じた管の波長および固有振動は以下の式で表すことができる。
【００３７】
λn=(2／n)×L        n=1,2,3,…
ｆn=(340／2L)×n      n=1,2,3,…
ここで、λnは波長（単位はメートル）を、ｆnは周波数（単位はHz）を表す。n=1の時、固有振動の１倍音を、n=2,3,4,…の時にそれぞれ固有振動の２倍音、３倍音、４倍音を示す。Lは気柱の長さ（単位はメートル）であり、ここではヘッドホンもしくはイヤホンから鼓膜までの長さを示す。
【００３８】
このことから、固有振動の周波数があらかじめ定めた値の２倍以上の定数倍になった場合には、固有振動の１倍音の周波数が観測できなかったと考えられるため、ヘッドホンまたはイヤホンの装着が不十分であると判断できる。
【００３９】
２〜３ｃｍの片方が開いた管の波長および固有振動は、以下の式となる。
【００４０】
λn={4／(2n-1)}×L          n=1,2,3,…
ｆn={340／4L}×(2n-1)       n=1,2,3,…
このことから、固有振動の周波数が半分になった場合には、両端が閉じた管から片方が開いた管の固有振動に変化したと考えられるため、ヘッドホンまたはイヤホンの装着が不十分であると判断できる。
【００４１】
（装着不具合ルール記憶部）
図５Ａは、本実施形態に係る装着不具合ルール記憶部３０２の構成を示す図である。装着不具合ルール記憶部３０２は、音響特性から装着不具合を検出するための装着不具合ルールを記憶する。なお、装着不具合ルール記憶部３０２の構成は図５Ａに限定されない。
【００４２】
装着不具合ルール記憶部３０２は、装着不具合ルールを識別するルール番号５１１に対応付けて、装着不具合検出に用いる音響特性の対象因子５１２と、音響特性の対象因子５１２における装着不具合条件５１３と、装着不具合検出に用いるそれら装着不具合ルールの組み合わせアルゴリズム５１４と、を記憶する。なお、装着不具合ルールはそれぞれ単独で用いられてもよい。
【００４３】
本実施形態の装着不具合ルールの例としては、以下のものが考えられる。ここで因子とは、音響特性を構成する複数の値のうちの１つ以上の複数の値のことを指す。
（ルール番号11）：音響特性のうち音量に相当する因子の値があらかじめ定めた基準に比べて小さい、もしくは大きい。
（ルール番号12）：音響特性のうち低周波数（例えば１ｋＨｚ以下）の音量に相当する因子の値があらかじめ定めた基準に比べて小さい（下回った）、もしくは大きい（上回った）。
（ルール番号13）：音響特性のうち高周波数（例えば１ｋＨｚ以上）の音量に相当する因子の値があらかじめ定めた基準に比べて小さい、もしくは大きい。
（ルール番号14）：音響特性のうちイヤホン（音響送出部）から鼓膜までの距離に対応する固有振動(Characteristic Vibration / Natural Vibration)の音量に関する因子の値が、あらかじめ定めた基準に比べて小さい、もしくは大きい。
（ルール番号15）：音響特性の音量に相当する因子のうち、最大の値を取るものおよび隣り合う２つの値よりも大きな値を取るもの（ピーク）が、あらかじめ定めた基準に比べて小さい、もしくは大きい。
（ルール番号16）：音響特性のうちイヤホン（音響送出部）から鼓膜までの距離に対応する固有振動の周波数が、あらかじめ定めた基準に比べて定数倍もしくは半分となる。
（ルール番号17）：音響特性の音量に相当する因子のうち、最大の値を取るものおよび隣り合う２つの値よりも大きな値を取るもの（ピーク）の周波数が、あらかじめ定めた認証対象の人物から取得した音響特性の該当する因子の周波数の定数倍もしくは半分となる。
（ルール番号18）：音響特性の因子の１つ以上が、あらかじめ複数の人物から取得した音響特性の平均と比べて大きく異なる。
（ルール番号19）：音響特性の因子の１つ以上が、あらかじめ装着に不具合があるとわかっている音響特性と類似している。
【００４４】
（装着不具合検出テーブル）
図５Ｂは、本実施形態に係る装着不具合検出テーブル３０３ａの構成を示す図である。
装着不具合検出テーブル３０３ａは、装着不具合検出部３０３が装着不具合を検出するための一時記憶として使用される。
【００４５】
装着不具合検出テーブル３０３ａは、装着不具合検出の対象因子５２１に対応付けて、音響特性算出部３１３からの音響特性の対象因子５２２と、装着不具合検出に用いる装着不具合ルール番号５２３と、音響特性の対象因子５２２が装着不具合ルール番号５２３の条件を満たした場合の、装着不具合判定フラグ５２４と、を記憶する。そして、装着不具合検出テーブル３０３ａは、装着不具合判定フラグ５２４を装着不具合ルールの組み合わせアルゴリズム５１４に従って組み合わせた、装着不具合検出出力５２５を記憶する。
【００４６】
《個人認証装置のハードウェア構成》
図６は、本実施形態に係る個人認証装置２１０のハードウェア構成を示すブロック図である。
【００４７】
図６で、ＣＰＵ６１０は演算制御用のプロセッサであり、プログラムを実行することで図３の機能構成部を実現する。ＲＯＭ６２０は、初期データおよびプログラムなどの固定データおよびプログラムを記憶する。ネットワークインタフェース６３０は、ネットワークを介して、外部装置との通信を制御する。
【００４８】
ＲＡＭ６４０は、ＣＰＵ６１０が一時記憶のワークエリアとして使用するランダムアクセスメモリである。ＲＡＭ６４０には、本実施形態の実現に必要なデータを記憶する領域が確保されている。送出音響信号データ６４１は、イヤホンへの送出音響信号のデータである。観測音響信号データ６４２は、マイクロホンからの観測音響信号のデータである。
音響特性データ６４３は、送出音響信号データ６４１と観測音響信号データ６４２とから音響特性算出部３１３が算出した音響特性のデータである。特徴量抽出データ６４４は、音響特性データ６４３から特徴量抽出部３１４が抽出したデータである。ユーザ識別結果６４５は、特徴量抽出データ６４４と特徴量記憶部３１６とからユーザ識別部３１５が識別したユーザのデータである。装着不具合検出テーブル３０３ａは、図５Ｂで説明した、装着不具合検出部３０３が装着不具合の検出に使用するテーブルである。装着不具合報知メッセージ３０４ａは、装着不具合報知部３０４が装着不具合を報知するメッセージである。入出力データ６４６は、入出力インタフェース６６０を介して周辺機器と入出力されるデータである。送受信データ６４７は、ネットワークインタフェース６３０を介して通信されるデータである。
【００４９】
ストレージ６５０は、データベースや各種のパラメータ、あるいは本実施形態の実現に必要な以下のデータまたはプログラムが記憶されている。装着不具合ルール記憶部３０２は、図５Ａで説明した、装着不具合ルールのデータベースである。特徴量記憶部３１６は、あらかじめ所定のユーザについて抽出された特徴量を記憶するデータベースである。個人認証アルゴリズム６５１は、本実施形態における個人認証方法のアルゴリズムである。
装着不具合判定アルゴリズム６５２は、本実施形態における装着不具合判定方法のアルゴリズムである。装着不具合報知メッセージ６５３は、装着不具合に対応する報知メッセージを記憶するデータベースである。
【００５０】
ストレージ６５０には、以下のプログラムが格納される。個人認証制御プログラム６５４は、本個人認証装置２１０を制御するプログラムである。音響信号送出観測モジュール６５５は、音響信号の送出および観測を制御するモジュールである。音響特性算出モジュール６５６は、送出および観測した音響信号から音響特性を算出するモジュールである。
特徴量抽出モジュール６５７は、音響特性から特徴量を抽出するモジュールである。ユーザ識別モジュール６５８は、音響特性から抽出した特徴量と特徴量記憶部３１６の特徴量とからユーザを識別するモジュールである。装着不具合判定モジュール６５９は、音響特性（または特徴量）から装着不具合ルールに従って装着機器２２０の装着不具合を判定するモジュールである。
【００５１】
入出力インタフェース６６０は、周辺機器との入出力をインタフェースする。入出力インタフェース６６０には、表示部６６１と、操作部６６２と、音声入出力部６６３と、装着機器２２０を接続するイヤホン／マイク制御部６６４とが接続される。
【００５２】
なお、図６のＲＡＭ６４０やストレージ６５０には、個人認証装置２１０が有する汎用の機能や他の実現可能な機能に関連するプログラムやデータは図示されていない。
【００５３】
《個人認証装置の処理手順》
図７は、本実施形態に係る個人認証装置２１０の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、図６のＣＰＵ６１０がＲＡＭ６４０を使用して実行し、図３の機能構成部を実現する。
【００５４】
個人認証装置２１０は、ステップＳ７０１において、ユーザの頭部の一部に音響信号を送出する。個人認証装置２１０は、ステップＳ７０３において、頭部の一部を伝搬する音響信号を観測する。個人認証装置２１０は、ステップＳ７０５において、送出した音響信号および観測した音響信号から音響特性を算出する。
【００５５】
個人認証装置２１０は、ステップＳ７０７において、算出された音響特性を用いて装着不具合判定処理を実行する。個人認証装置２１０は、ステップＳ７０９において、装着不具合フラグがＯＮかＯＦＦかを判定する。装着不具合フラグがＯＮの場合、個人認証装置２１０は、ステップＳ７１５において、装着不具合を報知して、ステップＳ７０１に戻って個人認証を繰り返す。装着不具合フラグがＯＦＦの場合、個人認証装置２１０は、ステップＳ７１１において、音響特性から特徴量を抽出する。そして、個人認証装置２１０は、ステップＳ７１３において、特徴量をあらかじめ記憶された特徴量と比較して、ユーザを認証する。
【００５６】
（装着不具合判定処理）
図８は、本実施形態に係る装着不具合判定処理（Ｓ７０７）の手順を示すフローチャートである。
【００５７】
個人認証装置２１０は、ステップＳ８０１において、装着不具合ルール記憶部３０２から装着不具合ルールを取得する。個人認証装置２１０は、ステップＳ８０３において、装着不具合ルールに従って、算出した音響特性から装着不具合か否かを判定する。
【００５８】
装着不具合でなければ、個人認証装置２１０は、ステップＳ８０５において、装着不具合フラグをＯＦＦとしてリターンする。一方、装着不具合であれば、個人認証装置２１０は、ステップＳ８０７において、装着不具合フラグをＯＮとしてリターンする。
【００５９】
本実施形態によれば、個人認証装置２１０は、マイクが埋め込まれたヘッドホンやイヤホンを用いてユーザの外耳道の音響特性を測定する際に、ヘッドホンやイヤホンの装着具合が個人認証に適した状態で有るか否かを検知する。個人認証装置２１０は、個人認証に適した状態でない場合にはユーザにフィードバックを返す事で、ヘッドホンやイヤホンの装着具合による誤判定を防ぐ。これにより、音響信号を送受信する機器の装着具合による誤判定を防ぎ、正確な個人認証をすることができる。
【００６０】
すなわち、認証対象のユーザが、マイクロホンが埋め込まれたヘッドホンやイヤホンを装着することにより、そのユーザの頭部を伝搬する音響信号の音響特性が測定され、個人認証が行われる。このとき、個人認証装置２１０は、音響特性と装着不具合ルールとを比較することで、装着したヘッドホンやイヤホンの装着状態が適切な状態でないことを検知する。これより、個人認証装置２１０は、装着不具合が原因として起こる、本人が誤って棄却される誤棄却(False Rejection)、および、他人が誤って受理される誤受理(False Acceptance)、の２つの誤判定を防ぐことができる。これにより、個人認証装置２１０は、本実施形態の効果を奏することができる。
【００６１】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る個人認証装置について説明する。本実施形態に係る個人認証装置は、上記第２実施形態と比べると、あらかじめ設定された基準ではなく、特定の認証対象から取得した音響特性との比較により装着不具合を検出する点で異なる。すなわち、本実施形態に係る個人認証装置は、あらかじめ認証対象の人物から取得した音響信号から得られた音響特性を記憶しておく。本実施形態に係る個人認証装置は、算出した音響特性とあらかじめ記憶された音響特性との関係性が装着不具合ルールを満たす場合、機器の装着状態に不具合があることを判定する。その他の構成および動作は、第２実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００６２】
《個人認証装置の機能構成》
図９は、本実施形態に係る個人認証装置９１０の機能構成を示すブロック図である。なお、図９において、図３と同様の機能構成部には同じ参照番号を付して、重複する説明は省略する。
【００６３】
装着不具合ルール記憶部９０２は、本実施形態で用いられる装着不具合ルールを記憶する。音響特性記憶部９０５は、あらかじめ認証対象の人物から取得した音響信号から得られた音響特性を記憶する。装着不具合検出部９０３は、装着不具合検出テーブル９０３ａを有し、音響特性算出部３１３が算出した音響特性と、音響特性記憶部９０５が記憶する音響特性とから、装着不具合ルールに従い装着不具合を検出する。
【００６４】
（装着不具合ルール記憶部）
図１０Ａは、本実施形態に係る装着不具合ルール記憶部９０２の構成を示す図である。
装着不具合ルール記憶部９０２は、音響特性から装着不具合を検出するための装着不具合ルールを記憶する。なお、装着不具合ルール記憶部９０２の構成は図１０Ａに限定されない。
【００６５】
装着不具合ルール記憶部９０２は、装着不具合ルールを識別するルール番号１０１１に対応付けて、装着不具合検出に用いる音響特性の対象因子１０１２と、音響特性の対象因子１０１２における装着不具合条件１０１３と、装着不具合検出に用いるそれら装着不具合ルールの組み合わせアルゴリズム１０１４と、を記憶する。なお、装着不具合ルールはそれぞれ単独で用いられてもよい。
【００６６】
本実施の形態での装着不具合ルールの例としては、以下のものが考えられる。
（ルール番号21）：音響特性のうち音量に相当する因子の値が、あらかじめ認証対象の人物から取得した音響特性の該当する因子の値と比べて小さい、もしくは大きい。
（ルール番号22）：音響特性のうち低周波数（例えば１ｋＨｚ以下）に相当する因子の値が、あらかじめ認証対象の人物から取得した音響特性の該当する因子の値と比べて小さい、もしくは大きい。
（ルール番号23）：音響特性のうち高周波数（例えば１ｋＨｚ以上）の音量に相当する因子が、あらかじめ認証対象の人物から取得した音響特性の該当する因子の値と比べて小さい、もしくは大きい。
（ルール番号24）：音響特性のうちイヤホン（音響送出部）から鼓膜までの距離に対応する固有振動の音量に関する因子が、あらかじめ認証対象の人物から取得した音響特性の該当する因子の値と比べて小さい、もしくは大きい。
（ルール番号25）：音響特性の音量に相当する因子のうち、最大の値を取るものおよび隣り合う２つの値よりも大きな値を取るもの（ピーク）の値が、あらかじめ認証対象の人物から取得した音響特性の該当する因子の値と比べて小さい、もしくは大きい。
（ルール番号26）：音響特性のうちイヤホン（音響送出部）から鼓膜までの距離に対応する固有振動の周波数が、あらかじめ認証対象の人物から取得した音響特性の該当する固有振動の周波数の定数倍もしくは半分となる。
（ルール番号27）：音響特性の音量に相当する因子のうち、最大の値を取るものおよび隣り合う２つの値よりも大きな値を取るもの（ピーク）の周波数が、あらかじめ認証対象の人物から取得した音響特性の該当する因子の周波数の定数倍もしくは半分となる。
【００６７】
（音響特性記憶部）
図１０Ｂは、本実施形態に係る音響特性記憶部９０５の構成を示す図である。なお、音響特性記憶部９０５の構成は、図１０Ｂに限定されない。
【００６８】
音響特性記憶部９０５は、認証対象者１０５１に対応付けて、１つまたは複数の装着不具合ルール番号１０５２と、装着不具合ルール番号１０５２に対応する音響特性の対象因子のあらかじめ取得した情報１０５３と、を記憶する。
【００６９】
（装着不具合検出テーブル）
図１０Ｃは、本実施形態に係る装着不具合検出テーブル９０３ａの構成を示す図である。装着不具合検出テーブル９０３ａは、装着不具合検出部９０３が装着不具合を検出するための一時記憶として使用される。なお、図１０Ｃにおいて、図５Ｂと同様の構成要素には同じ参照番号を付して、重複する説明を省略する。
【００７０】
音響特性の対象因子１０２２は、音響特性記憶部９０５から装着不具合ルール番号１０２３に対応して取得した情報である。装着不具合ルール番号１０２３は、装着不具合の判定に使用される装着不具合ルールを示す。
【００７１】
（装着不具合判定処理）
図１１は、本実施形態に係る装着不具合判定処理（Ｓ７０７）の手順を示すフローチャートである。なお、個人認証装置９１０における処理手順は図７と同様であり、図１１は図７のステップＳ７０７と入れ替えられる。また、図１１において、図８と同様のステップには同じステップ番号を付して、重複する説明を省略する。
【００７２】
個人認証装置９１０は、ステップＳ１１０２において、音響特性記憶部９０５から装着不具合ルールに対応する音響特性を取得する。
【００７３】
本実施形態によれば、認証対象の人物ごとに異なる装着不具合ルールを設定して、音響信号を送受信する機器の装着具合による誤判定を防ぎ、正確な個人認証をすることができる。
【００７４】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係る個人認証装置について説明する。本実施形態に係る個人認証装置は、上記第２実施形態および第３実施形態と比べると、音響特性から抽出された特徴量に基づいて装着不具合を検出する点で異なる。なお、個人認証装置は、本実施形態において抽出された特徴量を、第２実施形態の音響特性と共に、それぞれあるいは組み合わせて、装着不具合の検出に用いてもよい。また、個人認証装置は、本実施形態において抽出された特徴量を、個人認証部の特徴量記憶部に記憶された特徴量と比較して、装着不具合を検出するよう構成されてもよい。その他の構成および動作は、第２実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００７５】
《個人認証装置の機能構成》
図１２は、本実施形態に係る個人認証装置１２１０の機能構成を示すブロック図である。なお、図１２において、図３と同様の機能構成部には同じ参照番号を付して、重複する説明は省略する。
【００７６】
装着不具合ルール記憶部１２０２は、本実施形態で用いられる装着不具合ルールを記憶する。装着不具合検出部１２０３は、装着不具合検出テーブル１２０３ａを有し、特徴量抽出部３１４が抽出した特徴量が、装着不具合ルール記憶部１２０２が記憶する条件を満たす場合、装着不具合であることを検出する。
【００７７】
（特徴量）
本実施形態における特徴量としては、対数スペクトラム(logarithm spectrum)、メル周波数ケプストラム係数(ＭＦＣＣ：mel-frequency cepstrum coefficients)、線形予測分析係数(linear predictive coding coefficients）等を用いることができる。また、これらを主成分分析(Principal Component Analysis)、または、線形判別分析(Linear Discriminative Analysis)を用いて次元圧縮した特徴量を用いてもよい。また、これ以外の特徴量を用いてもよい。
【００７８】
図１３は、本実施形態に係る個人認証に使用する特徴量としての、ＭＦＣＣの関連波形１３００を示す図である。
【００７９】
（装着不具合ルール記憶部）
図１４Ａは、本実施形態に係る装着不具合ルール記憶部１２０２の構成を示す図である。装着不具合ルール記憶部１２０２は、音響特性から装着不具合を検出するための装着不具合ルールを記憶する。なお、装着不具合ルール記憶部１２０２の構成は図１４Ａに限定されない。
【００８０】
装着不具合ルール記憶部１２０２は、装着不具合ルールを識別するルール番号１４１１に対応付けて、装着不具合検出に用いる特徴量の対象因子１４１２と、特徴量の対象因子１４１２における装着不具合条件１４１３と、装着不具合検出に用いるそれら装着不具合ルールの組み合わせアルゴリズム１４１４と、を記憶する。なお、装着不具合ルールはそれぞれ単独で用いられてもよい。
【００８１】
なお、装着不具合ルールとしては、第２実施形態もしくは第３実施形態と同様のルールを用いることができる。また、特徴量を構成する因子が、音量もしくは特定の周波数の音量と直接関係が無い場合、特徴量に対して、特徴量を算出した計算と逆の演算を施すことで音響特性に戻して用いてもよい。
【００８２】
（装着不具合検出テーブル）
図１４Ｂは、本実施形態に係る装着不具合検出テーブルの構成を示す図である。装着不具合検出テーブル１２０３ａは、装着不具合検出部１２０３が装着不具合を検出するための一時記憶として使用される。なお、図１４Ｂにおいて、図５Ｂと同様の構成要素には同じ参照番号を付して、重複する説明を省略する。
【００８３】
装着不具合検出の対象因子１４２１は、装着不具合検出に使用される特徴量の対象因子を示す。特徴量の対象因子１４２２は、特徴量抽出部３１４から取得した情報である。装着不具合ルール番号１４２３は、装着不具合の判定に使用される本実施形態の装着不具合ルールを示す。
【００８４】
《個人認証装置の処理手順》
図１５は、本実施形態に係る個人認証装置１２１０の処理手順を示すフローチャートである。なお、図１５において、図７と同様のステップには同じステップ番号を付して、重複する説明を省略する。
【００８５】
個人認証装置１２１０は、ステップＳ１５０７において、装着不具合ルールに基づいて装着不具合判定処理を実行する。そして、個人認証装置１２１０は、ステップＳ１５０９において、装着不具合フラグがＯＮかＯＦＦかを判定する。
【００８６】
なお、ステップＳ１５０７の装着不具合判定処理は、ステップＳ７０７における音響特性を特徴量に置き換えた同様の処理である。
【００８７】
本実施形態によれば、音響特性から抽出された特徴量を用いて、音響信号を送受信する機器の装着具合による誤判定を防ぎ、正確な個人認証をすることができる。
【００８８】
すなわち、認証対象のユーザが、マイクロホンが埋め込まれたヘッドホンやイヤホンを装着することにより、ユーザの頭部を伝搬する音響信号の音響特性が測定され、個人認証が行われる。このとき、個人認証装置１２１０は、音響特性から抽出した特徴量と装着不具合ルールとを比較することで、装着したヘッドホンやイヤホンの装着状態が適切な状態でないことを検知する。これにより、個人認証装置１２１０は、装着不具合が原因として起こる、本人が誤って棄却される誤棄却(False Rejection)、および、他人が誤って受理される誤受理(False Acceptance)、の２つの誤判定を防ぐことができる。
【００８９】
このため、個人認証装置１２１０は、特徴量に基づいて装着不具合を判定することで、認証精度を向上し、ノイズ等への耐性を向上し、データ量を削減する、ことができる。
【００９０】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態に係る個人認証装置について説明する。本実施形態に係る個人認証装置は、上記第２実施形態乃至第４実施形態と比べると、外耳道の音響信号ではなくて頭部の骨を伝搬する音響信号から音響特性を算出し特徴量を抽出する点で異なる。
一般に、音は空気を主に媒体にして伝搬するが、骨格を媒体にして伝搬させることも可能である。骨を媒体にして音を伝搬させることを骨伝導と呼ぶが、骨伝導の伝搬特性にも個人性が存在するため、個人の認証に用いることができる。なお、本実施形態においても、第４実施形態のように特徴量を用いた装着不具合検出の構成や、第３実施形態のように認証対象の音響特性や特徴量と比較する構成も可能である。その他の構成および動作は、第２実施形態から第４実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００９１】
《個人認証装置の機能構成》
図１６は、本実施形態に係る個人認証装置１６１０の機能構成を示すブロック図である。なお、図１６において、図３と同様の機能構成部には同じ参照番号を付して、説明を省略する。
【００９２】
骨伝導信号送出部１６１１は、頭部の一部に骨伝導用の音響信号である骨伝導信号を送出する。ここで、骨伝導信号が送出される頭部の一部は、より具体的には、頭部において骨が形成されている領域であって、装飾品や音響効果を発現させる機器を装着できるまたは近づけることのできる領域の少なくとも一部であってもよい。
【００９３】
骨伝導信号観測部１６１２は、骨伝導信号送出部１６１１から送出された骨伝導信号（音響信号）がユーザの頭部の一部を伝搬した後の骨伝導信号（音響信号）を観測する。ここで、骨伝導用の音響信号である骨伝導信号の伝搬路とされる頭部の一部は、より具体的には、頭部を構成する頭蓋骨や歯、脳、感覚器およびその間の空洞の少なくとも一部であってもよい。なお、伝搬路には、少なくとも骨が含まれているものとする。
【００９４】
骨伝導信号観測部１６１２は、例えば、骨伝導マイクロホンにより実現されてもよい。
このとき、骨伝導信号観測部１６１２は、骨伝導信号送出部１６１１が送出した頭部の任意の一部とは異なる一部から音響信号を観測してもよい。
【００９５】
本実施形態によれば、頭部の音響信号の骨伝導を用いて、音響信号を送受信する機器の装着具合による誤判定を防ぎ、正確な個人認証をすることができる。
【００９６】
［他の実施形態］
上記実施形態においては、ＰＣによって個人認証処理や装着不具合検出処理を行なったが、オーディオデバイスを用いて個人を認証する個人認証装置、個人認証方法、個人認証プログラムも提供できる。
【００９７】
また、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の範疇に含まれる。
【００９８】
また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用されてもよいし、単体の装置に適用されてもよい。さらに、本発明は、実施形態の機能を実現する情報処理プログラムが、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給される場合にも適用可能である。したがって、本発明の機能をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラム、あるいはそのプログラムを格納した媒体、そのプログラムをダウンロードさせるＷＷＷ(World Wide Web)サーバも、本発明の範疇に含まれる。特に、少なくとも、上述した実施形態に含まれる処理ステップをコンピュータに実行させるプログラムを格納した非一時的コンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）は本発明の範疇に含まれる。
【００９９】
［実施形態の他の表現］
上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
音響信号を送受信する機器が装着されて、ユーザの頭部を伝搬する前記音響信号から算出された音響特性および前記音響特性から抽出された特徴量の少なくともいずれかの第１情報を用いて個人を認証する個人認証手段と、
前記機器の装着不具合を検出するための装着不具合ルールを記憶する装着不具合ルール記憶手段と、
前記第１情報が前記装着不具合ルールを満たす場合、前記機器の装着状態に不具合があることを検出する装着不具合検出手段と、
を備える個人認証装置。
（付記２）
前記音響特性は、インパルス応答、または、前記インパルス応答をフーリエ変換またはラプラス変換することによって得られる伝達関数を含み、
前記特徴量は、前記音響特性から抽出された、対数スペクトラム、メルケプストラム係数、線形予測分析係数、または、これらを主成分分析または線形判別分析を用いて次元圧縮した特徴量を含む、付記１に記載の個人認証装置。
（付記３）
前記装着不具合ルールは、前記第１情報とあらかじめ定めた基準との比較に基づいて装着不具合と判定するルールを含む  、付記１または２に記載の個人認証装置。
（付記４）
前記装着不具合ルールは、前記第１情報における音量に関する因子、前記第１情報における低周波数もしくは高周波数の音量に関する因子、音響送出部から鼓膜までの距離に対応する固有振動の音量に関する因子、または、前記第１情報における音量に相当する因子のうち最大の値を取るものおよび隣り合う２つの値よりも大きな値を取るものが、それぞれに対応する基準となる値を下回った場合、もしくは、上回った場合に装着不具合と判定するルールを含む、付記３に記載の個人認証装置。
（付記５）
前記装着不具合ルールは、音響送出部から鼓膜までの距離に対応する固有振動の周波数、または、前記第１情報における音量に相当する因子のうち最大の値を取るものおよび隣り合う２つの値よりも大きな値を取るものの周波数が、それぞれに対応するあらかじめ定めた基準に比べて定数倍もしくは半分となる場合に装着不具合と判定するルールを含む、付記３または４に記載の個人認証装置。
（付記６）
前記装着不具合ルールは、前記第１情報の因子の１つ以上があらかじめ複数の人物から取得した前記第１情報の平均である基準と比べて大きく異なる場合、または、前記第１情報の因子の１つ以上があらかじめ装着に不具合があるとわかっている前記第１情報の基準と類似している場合に装着不具合と判定するルールを含む、付記３乃至５のいずれか１項に記載の個人認証装置。
（付記７）
あらかじめ認証対象の人物から取得した音響信号から得られた第２情報を記憶する音響特性記憶手段を、さらに備え、
前記不具合検出手段は、前記第１情報と前記第２情報との関係性が、前記装着不具合ルールを満たす場合、前記機器の装着状態に不具合があることを判定する、付記１に記載の個人認証装置。
（付記８）
前記装着不具合ルールは、前記第１情報における音量に関する因子、前記第１情報における低周波数もしくは高周波数の音量に関する因子、音響送出部から鼓膜までの距離に対応する固有振動の音量に関する因子、または、前記第１情報における音量に相当する因子のうち最大の値を取るものおよび隣り合う２つの値よりも大きな値を取るものが、それぞれに対応する前記第２情報の値を下回った場合もしくは上回った場合に装着不具合と判定するルールを含む、付記７に記載の個人認証装置。
（付記９）
前記装着不具合ルールは、音響送出部から鼓膜までの距離に対応する固有振動の周波数、または、前記第１情報における音量に相当する因子のうち最大の値を取るものおよび隣り合う２つの値よりも大きな値を取るものの周波数が、それぞれに対応する前記第２情報に比べて定数倍もしくは半分となる場合に装着不具合と判定するルールを含む、付記７または８に記載の個人認証装置。
（付記１０）
前記音響信号は、前記ユーザの外耳道を伝搬する音響信号、または、前記ユーザの頭部の骨を伝搬する音響信号である、付記１乃至９のいずれか１項に記載の個人認証装置。
（付記１１）
前記機器の装着状態に不具合があることを報知する報知手段を、さらに備える付記１乃至１０のいずれか１項に記載の個人認証装置。
（付記１２）
音響信号を送受信する機器が装着されて、ユーザの頭部を伝搬する前記音響信号から算出された音響特性および前記音響特性から抽出された特徴量の少なくともいずれかの第１情報を用いて個人を認証する個人認証ステップと、
前記第１情報が前記機器の装着不具合を検出するための装着不具合ルールを満たす場合、前記機器の装着状態に不具合があることを検出する装着不具合検出ステップと、
を含む個人認証方法。
（付記１３）
音響信号を送受信する機器が装着されて、ユーザの頭部を伝搬する前記音響信号から算出された音響特性および前記音響特性から抽出された特徴量の少なくともいずれかの第１情報を用いて個人を認証する個人認証ステップと、
前記第１情報が前記機器の装着不具合を検出するための装着不具合ルールを満たす場合、前記機器の装着状態に不具合があることを検出する装着不具合検出ステップと、
をコンピュータに実行させる個人認証プログラム。
（付記１４）
音響信号をユーザの頭部において送受信する機器と、
装着された前記機器が検知した前記ユーザの頭部を伝搬する音響信号から算出された音響特性および前記音響特性から抽出された特徴量の少なくともいずれかの第１情報を用いて個人を認証する個人認証手段と、
前記機器の装着不具合を検出するための装着不具合ルールを記憶する装着不具合ルール記憶手段と、
前記第１情報が前記装着不具合ルールを満たす場合、前記機器の装着状態に不具合があることを検出する装着不具合検出手段と、
を備える個人認証システム。
【０１００】
以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。
【０１０１】
この出願は、２０１６年８月１９日に出願された日本出願特願２０１６−１６１４１３を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【０１０２】
１００    個人認証装置
１０１    個人認証部
１０２    装着不具合ルール記憶部
２００    個人認証システム
２１０    個人認証装置
２２０    装着機器
２３０    サウンドプロセッサ
２４０    マイクロホンアンプ
３０１    個人認証部
３０２    装着不具合ルール記憶部
３０３    装着不具合検出部
３０４    装着不具合報知部
６１０    CPU
６２０    ROM
６３０    ネットワークインタフェース
６４０    RAM
６５０    ストレージ
６６０    入出力インタフェース
６６１    表示部
６６２    操作部
６６３    音声入出力部
６６４    イヤホン／マイク制御部
９０２    装着不具合ルール記憶部
９０３    装着不具合検出部
９０５    音響特性記憶部
９１０    個人認証装置
１２０２    装着不具合ルール記憶部
１２０３    装着不具合検出部
１２１０    個人認証装置
１６１０    個人認証装置
【図１】
2018034178.tif 000003
【図２】
2018034178.tif 000004
【図３】
2018034178.tif 000005
【図４Ａ】
2018034178.tif 000006
【図４Ｂ】
2018034178.tif 000007
【図５Ａ】
2018034178.tif 000008
【図５Ｂ】
2018034178.tif 000009
【図６】
2018034178.tif 000010
【図７】
2018034178.tif 000011
【図８】
2018034178.tif 000012
【図９】
2018034178.tif 000013
【図１０Ａ】
2018034178.tif 000014
【図１０Ｂ】
2018034178.tif 000015
【図１０Ｃ】
2018034178.tif 000016
【図１１】
2018034178.tif 000017
【図１２】
2018034178.tif 000018
【図１３】
2018034178.tif 000019
【図１４Ａ】
2018034178.tif 000020
【図１４Ｂ】
2018034178.tif 000021
【図１５】
2018034178.tif 000022
【図１６】
2018034178.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成31年2月5日(2019.2.5)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの頭部に装着された音響信号を送受信する機器が検知した前記ユーザの頭部を伝搬する前記音響信号から算出された音響特性、および、前記音響特性から抽出された特徴量の、少なくともいずれかを含む第１情報を用いて個人を認証する個人認証手段と、
前記機器の装着不具合を検出するための装着不具合ルールを記憶する装着不具合ルール記憶手段と、
前記第１情報が前記装着不具合ルールを満たす場合、前記機器の装着状態に不具合があることを検出する装着不具合検出手段と、
を備える個人認証装置。
【請求項２】
前記音響特性は、インパルス応答、または、前記インパルス応答をフーリエ変換またはラプラス変換することによって得られる伝達関数を含み、
前記特徴量は、前記音響特性から抽出された、対数スペクトラム、メルケプストラム係数、線形予測分析係数、または、これらを主成分分析または線形判別分析を用いて次元圧縮した特徴量を含む、請求項１に記載の個人認証装置。
【請求項３】
前記装着不具合ルールは、前記第１情報とあらかじめ定めた基準との比較に基づいて装着不具合と判定するルールを含む、請求項１または２に記載の個人認証装置。
【請求項４】
前記装着不具合ルールは、前記第１情報における音量に関する因子、前記第１情報における低周波数もしくは高周波数の音量に関する因子、音響送出部から鼓膜までの距離に対応する固有振動の音量に関する因子、または、前記第１情報における音量に相当する因子のうち最大の値を取るものおよび隣り合う２つの値よりも大きな値を取るものが、それぞれに対応する基準となる値を下回った場合、もしくは、上回った場合に装着不具合と判定するルールを含む、請求項３に記載の個人認証装置。
【請求項５】
前記装着不具合ルールは、音響送出部から鼓膜までの距離に対応する固有振動の周波数、または、前記第１情報における音量に相当する因子のうち最大の値を取るものおよび隣り合う２つの値よりも大きな値を取るものの周波数が、それぞれに対応するあらかじめ定めた基準に比べて定数倍もしくは半分となる場合に装着不具合と判定するルールを含む、請求項３または４に記載の個人認証装置。
【請求項６】
前記装着不具合ルールは、前記第１情報の因子の１つ以上があらかじめ複数の人物から取得した前記第１情報の平均である基準と比べて大きく異なる場合、または、前記第１情報の因子の１つ以上があらかじめ装着に不具合があるとわかっている前記第１情報の基準と類似している場合に装着不具合と判定するルールを含む、請求項３乃至５のいずれか１項に記載の個人認証装置。
【請求項７】
あらかじめ認証対象の人物から取得した音響信号から得られた第２情報を記憶する音響特性記憶手段を、さらに備え、
前記装着不具合検出手段は、前記第１情報と前記第２情報との関係性が、前記装着不具合ルールを満たす場合、前記機器の装着状態に不具合があることを判定する、請求項１に記載の個人認証装置。
【請求項８】
ユーザの頭部に装着された音響信号を送受信する機器が検知した前記ユーザの頭部を伝搬する前記音響信号から算出された音響特性、および、前記音響特性から抽出された特徴量の少なくともいずれかを含む第１情報を用いて個人を認証し、
前記第１情報が前記機器の装着不具合を検出するための装着不具合ルールを満たす場合、前記機器の装着状態に不具合があることを検出する、ことを含む
個人認証方法。
【請求項９】
ユーザの頭部に装着された音響信号を送受信する機器が検知した前記ユーザの頭部を伝搬する前記音響信号から算出された音響特性、および、前記音響特性から抽出された特徴量の少なくともいずれかを含む第１情報を用いて個人を認証する処理と、
前記第１情報が前記機器の装着不具合を検出するための装着不具合ルールを満たす場合、前記機器の装着状態に不具合があることを検出する処理と、
をコンピュータに実行させる個人認証プログラム。
【請求項１０】
音響信号をユーザの頭部において送受信する機器と、
装着された前記機器が検知した前記ユーザの頭部を伝搬する音響信号から算出された音響特性および前記音響特性から抽出された特徴量の少なくともいずれかの第１情報を用いて個人を認証する個人認証手段と、
前記機器の装着不具合を検出するための装着不具合ルールを記憶する装着不具合ルール記憶手段と、
前記第１情報が前記装着不具合ルールを満たす場合、前記機器の装着状態に不具合があることを検出する装着不具合検出手段と、
を備える個人認証システム。
【国際調査報告】
2018034178.tif 000024
2018034178.tif 000025