(57)【要約】【課題】  利用者によるジェスチャを、接触等という行動の結果だけでなく行動の過程をも利用して認証することが可能な認証方法等を提案する。【解決手段】  携帯装置３は、取付部１９により利用者に取り付けられ、ｓ−ＥＭＧ信号検出部１５が、センサによって、ｓ−ＥＭＧ信号を検出する。ｓ−ＥＭＧ信号は、収縮中の筋線維の電気的活動によって生成され、皮膚表面上で検出されるものである。認証装置５は、利用者のジェスチャに応じて検出されたｓ−ＥＭＧ信号を利用して認証する。ジェスチャは、例えば、指や手首を曲げるものでよい。利用者は、ポケットの中などで秘匿して行うことができる。また、ジェスチャが知られたとしても、他人であればジェスチャの過程で検出されるｓ−ＥＭＧ信号は異なるため、利用を拒否することができる。【選択図】図１
2016212696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
認証装置と携帯装置を備え、前記認証装置が前記携帯装置の利用者の認証を行う認証システムにおける認証方法であって、
前記携帯装置は、
前記利用者に取り付ける取付部と、
前記利用者の表面筋電位（以下、「ｓ−ＥＭＧ」という。）信号を検出するｓ−ＥＭＧ信号検出手段を備え、
前記ｓ−ＥＭＧ信号検出手段が、前記取付部により取り付けられた状態で前記利用者がジェスチャを行ってｓ−ＥＭＧ信号を検出するｓ−ＥＭＧ信号検出ステップと、
前記認証装置が備える利用者認証手段が、前記ｓ−ＥＭＧ信号検出ステップで検出されたｓ−ＥＭＧ信号を利用して、前記利用者の認証を行う利用者認証ステップを含む認証方法。
【請求項２】
前記ｓ−ＥＭＧ信号検出手段は、前記利用者の腕におけるｓ−ＥＭＧ信号を検出するものであり、
前記利用者のジェスチャには、指及び／又は手首を曲げる動作が含まれる、請求項１記載の認証方法。
【請求項３】
前記認証装置は、利用者に対応して登録されたパスワードの文字列が入力された場合に利用可能な者であると認証するものであり、
前記携帯装置が備えるｓ−ＥＭＧ信号処理手段及び／又は前記認証装置が備える利用者登録手段が、少なくとも前記パスワードの各文字に対応して登録者のジェスチャにより検出されたｓ−ＥＭＧ信号を登録する利用者登録ステップを含み、
前記利用者認証ステップにおいて、
前記携帯装置が備えるｓ−ＥＭＧ信号処理手段及び／又は前記認証装置が備える利用者登録手段が、前記ｓ−ＥＭＧ信号検出ステップで検出されたｓ−ＥＭＧ信号と前記利用者登録ステップにおいて登録されたｓ−ＥＭＧ信号とを比較して文字列を生成し、
前記利用者認証手段が、生成された文字列が前記パスワードの文字列と一致するか否かにより前記利用者の認証を行う、請求項１又は２に記載の認証方法。
【請求項４】
前記認証装置が備える機器登録手段が接続可能機器として前記携帯装置を登録する機器登録ステップを含み、
前記利用者登録ステップにおいて、前記利用者登録手段が、接続可能機器として登録された前記携帯装置が備える前記取付部により取り付けられた状態で登録者がジェスチャを行って検出されたｓ−ＥＭＧ信号を登録し、
前記認証手段が備える機器認証手段が、前記携帯装置の登録後に、前記携帯装置が接続可能機器であることを認証する機器認証ステップをさらに含み、
前記ｓ−ＥＭＧ信号検出ステップにおいて、前記ｓ−ＥＭＧ信号検出手段は、前記機器認証ステップにおいて認証された前記携帯装置が備える前記ｓ−ＥＭＧ信号検出手段が備える前記取付部により取り付けられた状態で前記利用者がジェスチャを行ってｓ−ＥＭＧ信号を検出し、
前記利用者認証ステップにおいて、前記利用者認証手段が、前記ｓ−ＥＭＧ信号検出ステップで検出されたｓ−ＥＭＧ信号と、前記利用者登録手段によって登録されたｓ−ＥＭＧ信号とを比較して、前記ｓ−ＥＭＧ信号検出ステップでｓ−ＥＭＧ信号を検出した利用者の認証を行う、請求項１から３のいずれかに記載の認証方法。
【請求項５】
利用者の認証を行う利用者認証装置であって、
前記利用者に取り付ける取付部と、
前記利用者のｓ−ＥＭＧ信号を検出するｓ−ＥＭＧ信号検出手段と、
前記取付部により取り付けられた状態で前記利用者がジェスチャを行って検出されたｓ−ＥＭＧ信号を利用して前記利用者の認証を行う利用者認証手段を備える利用者認証装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、認証方法及び利用者認証装置に関し、特に、携帯装置の利用者の認証を行う認証システムにおける認証方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報保護のため、計算機を利用する際には個人認証が行われる。具体的には、ユーザがパスワードの入力などの認証操作を行い、認証が完了するまではこの計算機を使用することができないようになっている。ユーザが認証操作を行っているところを盗み見されてパスワード等を盗まれてしまうと、本来の所有者ではない者が計算機を利用することを許されてしまう危険がある。
【０００３】
携帯装置（モバイルデバイス）のユーザ認証には、２つの特徴がある。１つは、認証処理が、ユーザが携帯装置を使い始めようとするときに行われることである。もう１つは、近時のモバイル装置の多くのユーザ認証が、タッチスクリーンで行われることである。現在、携帯装置の多くはハードウエアキーボードがない。ユーザがタッチスクリーンを操作してアンロックするとき、例えばタッチスクリーンに表示された数字や文字をタップすることでパスワードや個人識別数字（ＰＩＮｓ）を入力する。ユーザは、通常、１つの指のみを動かすため、タッチスクリーン上でタッチした文字を容易に特定することができる。ユーザは、携帯装置をアンロックする間、タッチスクリーンを見なければならないため、ユーザの周りにいる他人は、アンロック動作を簡単に見ることができる。そのため、他人がパスワード等を盗むことはとても容易になっている。
【０００４】
近年、ショルダーサーフィン攻撃を防ぐため、多くの研究がなされている。例えば、秘密タップ法（非特許文献１参照）は、パスアイコンが明らかになることを避けるためにシフト量を導入する。シフト量を秘密にすることによって、ユーザの周りにいる他人は、タップ操作を見てもパスアイコンを知ることができない。リズム認証法（非特許文献２参照）は、ユーザが、タッチスクリーン上で好む音楽のリズムをタップする。タップのパターンがパスワードとして使用される。ユーザは、携帯装置をポケット等の中に入れた状態でアンロックすることができる。彼らの周りの他人は、認証情報を含むタップ動作を見ることができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近時のアンロック動作は、タッチスクリーンに対するものであり、ユーザが接触した位置や接触のタイミングを利用するものである。この場合、誰もが同じ情報を入力してアンロックさせてしまう危険性がある。そのため、従来のタッチスクリーンを利用した認証法は、利用者を十分に特定することはできていない。
【０００６】
そこで、本願発明は、利用者によるジェスチャを、接触等という行動の結果だけでなく行動の過程をも利用して認証することが可能な認証方法等を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明の第１の観点は、認証装置と携帯装置を備え、前記認証装置が前記携帯装置の利用者の認証を行う認証システムにおける認証方法であって、前記携帯装置は、前記利用者に取り付ける取付部と、前記利用者の表面筋電位（以下、「ｓ−ＥＭＧ」という。）信号を検出するｓ−ＥＭＧ信号検出手段を備え、前記ｓ−ＥＭＧ信号検出手段が、前記取付部により取り付けられた状態で前記利用者がジェスチャを行ってｓ−ＥＭＧ信号を検出するｓ−ＥＭＧ信号検出ステップと、前記認証装置が備える利用者認証手段が、前記ｓ−ＥＭＧ信号検出ステップで検出されたｓ−ＥＭＧ信号を利用して、前記利用者の認証を行う利用者認証ステップを含むものである。
【０００８】
本願発明の第２の観点は、第１の観点の認証方法であって、前記ｓ−ＥＭＧ信号検出手段は、前記利用者の腕におけるｓ−ＥＭＧ信号を検出するものであり、前記利用者のジェスチャには、指及び／又は手首を曲げる動作が含まれるものである。
【０００９】
本願発明の第３の観点は、第１又は第２の観点の認証方法であって、前記認証装置は、利用者に対応して登録されたパスワードの文字列が入力された場合に利用可能な者であると認証するものであり、前記携帯装置が備えるｓ−ＥＭＧ信号処理手段及び／又は前記認証装置が備える利用者登録手段が、少なくとも前記パスワードの各文字に対応して登録者のジェスチャにより検出されたｓ−ＥＭＧ信号を登録する利用者登録ステップを含み、前記利用者認証ステップにおいて、前記携帯装置が備えるｓ−ＥＭＧ信号処理手段及び／又は前記認証装置が備える利用者登録手段が、前記ｓ−ＥＭＧ信号検出ステップで検出されたｓ−ＥＭＧ信号と前記利用者登録ステップにおいて登録されたｓ−ＥＭＧ信号とを比較して文字列を生成し、前記利用者認証手段が、生成された文字列が前記パスワードの文字列と一致するか否かにより前記利用者の認証を行うものである。
【００１０】
本願発明の第４の観点は、第１から第３のいずれかの観点の認証方法であって、前記認証装置が備える機器登録手段が接続可能機器として前記携帯装置を登録する機器登録ステップを含み、前記利用者登録ステップにおいて、前記利用者登録手段が、接続可能機器として登録された前記携帯装置が備える前記取付部により取り付けられた状態で登録者がジェスチャを行って検出されたｓ−ＥＭＧ信号を登録し、前記認証手段が備える機器認証手段が、前記携帯装置の登録後に、前記携帯装置が接続可能機器であることを認証する機器認証ステップをさらに含み、前記ｓ−ＥＭＧ信号検出ステップにおいて、前記ｓ−ＥＭＧ信号検出手段は、前記機器認証ステップにおいて認証された前記携帯装置が備える前記ｓ−ＥＭＧ信号検出手段が備える前記取付部により取り付けられた状態で前記利用者がジェスチャを行ってｓ−ＥＭＧ信号を検出し、前記利用者認証ステップにおいて、前記利用者認証手段が、前記ｓ−ＥＭＧ信号検出ステップで検出されたｓ−ＥＭＧ信号と、前記利用者登録手段によって登録されたｓ−ＥＭＧ信号とを比較して、前記ｓ−ＥＭＧ信号検出ステップでｓ−ＥＭＧ信号を検出した利用者の認証を行うものである。
【００１１】
本願発明の第５の観点は、利用者の認証を行う利用者認証装置であって、前記利用者に取り付ける取付部と、前記利用者のｓ−ＥＭＧ信号を検出するｓ−ＥＭＧ信号検出手段と、前記取付部により取り付けられた状態で前記利用者がジェスチャを行って検出されたｓ−ＥＭＧ信号を利用して前記利用者の認証を行う利用者認証手段を備えるものである。
【００１２】
なお、本願発明を、コンピュータを、ｓ−ＥＭＧ信号を利用して利用者の認証を行う利用者認証手段として機能させるためのプログラムとして捉えてもよい。また、本願発明を、このプログラムを定常的に記録するコンピュータ読み取り可能な記録媒体として捉えてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
ｓ−ＥＭＧ信号は、収縮中の筋線維の電気的活動によって生成され、皮膚表面上で検出される。ｓ−ＥＭＧ信号は、例えば人工肢や電動車椅子などのいろいろな機器を制御するために使用されてきた（非特許文献３参照）。筋肉の動きは、ｓ−ＥＭＧ信号を分析することによって区別することができる。例えば、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）は、この解析に適用することができる。ｓ−ＥＭＧ信号の分析を通して特徴抽出が行われる。抽出された特徴は、手のジェスチャを含む筋肉の動きを区別するために使用される。発明者らは、長年、このようなｓ−ＥＭＧ信号を用いた機器制御を研究してきた。この場合、複数の人に共通するｓ−ＥＭＧ信号に着目することとなる。
【００１４】
一般に、測定されるｓ−ＥＭＧ信号は、被験者によって異なる。抽出された特徴は、複数の被験者における筋肉の動きを正しく区別するために十分な性能を示すことができない。そのため、研究者は、特徴抽出の性能を向上させるために様々な手法を模索してきた。一般に、ある手法が一部の被験者には良好なパフォーマンスを発揮しても、他の被験者には、他の手法がよりよいパフォーマンスを示す。全員に対してジェスチャを区別するために使用することができる特徴として、例えば、生のｓ−ＥＭＧ信号の最大値と最小値を使用する方法が提案されている（非特許文献４参照）。
【００１５】
本願発明によれば、利用者が行動することにより継続して検出されるｓ−ＥＭＧ信号の個体差を利用して、ｓ−ＥＭＧ信号を用いて携帯装置の認証を行うことができる。携帯装置であれば、取り付けた状態で利用者が動くことができ、ｓ−ＥＭＧ信号を検出することが可能である。そして、発明者らによって、異なる被験者の間で差があることに加えて、同じ被験者から検出されるｓ−ＥＭＧ信号には時間が経過しても類似性があることが明らかになった。本願発明によって、ｓ−ＥＭＧ信号の性質を利用して携帯装置の認証を実現することができる。
【００１６】
利用者が筋肉を収縮させる際に電流が発生し、それらは皮膚上で計測することができる。その波形パターンは、どの筋肉を収縮させたのかによって異なる。例えば、上腕にセンサを取り付けた筋電位計を使えば、どの指、あるいは手首を曲げたのか、どのように曲げたのかによって、異なる波形パターンを計測することができる。例えば、指や手首の曲げ方（ジェスチャ）毎に数や文字などの値を対応させておくことにより、筋電位計が測定した波形パターンからジェスチャを推定し、それに対応した値を認証情報として計算機に入力することができる。指や手首の曲げ方であれば、ポケットやカバンの中などで行うことができる。そのため、認証情報を秘匿することが可能になる。
【００１７】
さらに、本願発明によれば、登録されていない者が、登録されている者と同じジェスチャをしても、ｓ−ＥＭＧ信号が異なる。そのため、登録されていない者に、利用を許可しないことができる。そのため、タッチスクリーン上の操作とは異なり、他人が認証情報（ジェスチャ）を盗み見したとしても、登録されていない者の利用を防ぐことができる。
【００１８】
さらに、本願発明の第２の観点によれば、携帯装置を腕に取り付けて指及び／又は手首を曲げる動作を含めることにより、携帯装置は外部から見ることができても、認証動作をポケット等で隠すことが可能になる。
【００１９】
さらに、本願発明の第３の観点によれば、パスワードの文字列と対応させて認証することにより、以前からあるパスワードによる認証装置に付加することが可能になる。
【００２０】
さらに、本願発明の第４の観点によれば、認証装置に対して携帯装置を認証し、さらに、利用者を認証するという、ハードウェアとしての認証と利用者の認証の２段階の認証を実現することが可能になる。これにより、携帯装置を軽量化することができ、さらに、高精度な認証処理を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本願発明の実施の形態に係る認証システムの構成の一例を示す（ａ）概略ブロック図と（ｂ）具体例を示す図である。
【図２】図１（ａ）の認証システム１の動作の一例を示すフロー図である。
【図３】実験で使用した（ａ）実験システムと（ｂ）初期状態のジェスチャと（ｃ）６つの手のジェスチャを示す図である。
【図４】被験者ＡとＢのジェスチャにより測定されたｓ−ＥＭＧ信号を示す。
【図５】本願発明の実施の形態に係る認証装置の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下では、図面を参照して、本願発明の実施例について説明する。なお、本願発明は、この実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００２３】
図１（ａ）は、本願発明の実施の形態に係る認証システムの構成の一例を示す概略ブロック図である。図１（ｂ）は、具体的な構成の一例を示す。図２は、図１の認証システム１の動作の一例を示すフロー図である。
【００２４】
図１（ａ）を参照して、認証システム１は、携帯装置３（本願請求項の「携帯装置」の一例）と、認証装置５（本願請求項の「認証装置」の一例）を備える。携帯装置３は、利用者の腕などに取り付けて使用するものである。認証装置５は、利用者が利用を開始する際に、利用者の認証を行うものである。
【００２５】
携帯装置３は、機器通信部１１と、機器処理部１３と、ｓ−ＥＭＧ信号検出部１５（本願請求項の「ｓ−ＥＭＧ信号検出手段」の一例）と、ｓ−ＥＭＧ信号処理部１７と、取付部１９（本願請求項の「取付部」の一例）と、表示部２１を備える。
【００２６】
機器通信部１１は、認証装置５と通信を行うためのものである。機器処理部１３は、認証装置５に対する携帯装置３の登録処理や、認証装置５による認証処理のための処理などを行う。ｓ−ＥＭＧ信号検出部１５は、携帯装置３が取り付けられた者のｓ−ＥＭＧ信号を検出する。ｓ−ＥＭＧ信号処理部１７は、認証装置５に対して、検出された生のｓ−ＥＭＧ信号の波形データを送信する。取付部１９は、利用者等に取り付けるためのものである。取付部１９により携帯装置３を利用者に取り付けて、ｓ−ＥＭＧ信号検出部１５のセンサが利用者の皮膚表面に接してｓ−ＥＭＧ信号を検出することができる。表示部２１は、ユーザに情報を表示するものである。表示部２１は、タッチスクリーン等として、ユーザが情報を入力できるものであってもよい。ｓ−ＥＭＧ信号検出部は、表示部２１とは異なるものである。
【００２７】
認証装置５は、サーバ通信部２３と、機器登録部２５（本願請求項の「機器登録手段」の一例）と、機器認証部２７（本願請求項の「機器認証手段」の一例）と、利用者登録部２９（本願請求項の「利用者登録手段」の一例）と、利用者認証部３１（本願請求項の「利用者認証手段」の一例）を備える。
【００２８】
サーバ通信部２３は、携帯装置３と通信するためのものである。機器登録部２５は、携帯装置３を、接続可能装置として登録する。機器認証部２７は、携帯装置３からアクセス要求があったときに、携帯装置３が接続可能装置として登録されているか否かによって認証するものである。
【００２９】
利用者登録部２９は、ジェスチャ登録部３３と、パスワード登録部３５を備える。利用者認証部３１は、文字列特定部３７と、パスワード判定部３９を備える。パスワード登録部３５は、パスワードの文字列を登録する。ジェスチャ登録部３３は、図示を省略する記憶部に、各文字に対応して登録者のジェスチャを登録する。登録する文字は、少なくともパスワードの各文字であればよく、例えば、すべての文字に対応して事前に登録してもよい。文字列特定部３７は、携帯装置３から送信されるｓ−ＥＭＧ信号と登録された文字に対応するｓ−ＥＭＧ信号とを比較して、文字列を特定する。パスワード判定部３９は、特定された文字列が、パスワードの文字列と一致するときに利用可能であるとし、そうでないときには利用可能でないとする。
【００３０】
パスワード登録部３５及びパスワード判定部３９は、従来のパスワードを利用した認証システムが備えるものである。そのため、従来のパスワードを利用した認証システムに、ジェスチャ登録部３３及び文字列特定部３７等を付加することにより、容易に、ｓ−ＥＭＧ信号を利用した認証システムに拡張することができる。
【００３１】
図１（ｂ）を参照して、具体的な構成の一例を説明する。認証システム４１は、携帯装置４３と、ネットワーク４５に接続するタブレット端末４７と機器群４９を備える。携帯装置４３は、図１（ａ）の携帯装置３の一例である。携帯装置４３は、時計型ウェアラブルデバイスであり、利用者に取り付けられる。ネットワーク４５は、無線ＬＡＮや公衆回線（３Ｇ，ＬＴＥなど）である。タブレット端末４７は、図１（ａ）の認証装置５の一例である。利用者は、携帯端末４３を取り付けてジェスチャをすることにより、タブレット端末４７にアクセスして機器群４９を制御する。機器群４９は、例えば、電子ロックドアや、デスクトップＰＣや、エアコンなどの家電である。利用者は、入室の認証をして電子ロックドアを開錠したり、デスクトップＰＣのユーザ認証をしたり、家電の操作をしたりすることができる。
【００３２】
携帯装置４３は、表示部５１と、取付部５３と、センサ５５1及び５５2を備える。表示部５１は、例えば時刻を表示したりするものである。表示部５１には、１チップの筋電位計を内蔵する。取付部５３はリストバンドであり、利用者の腕などに取り付けることができる。センサ５５1及び５５2は、取付部５３の内側にあり、利用者の皮膚表面に接触し、ｓ−ＥＭＧ信号を検出することができる。センサ５５1及び５５2により検出されたｓ−ＥＭＧ信号の波形データは、Bluetooth（登録商標）などによりタブレット端末４７に送信される。タブレット端末４７は、特徴量を抽出して、利用可能な者として登録されているかを判定して、利用者を認証する。
【００３３】
図２を参照して、図１（ａ）の認証システム１の動作の一例を説明する。
【００３４】
図２（ａ）を参照して、利用可能な機器及び利用可能な者の登録処理について説明する。機器登録部２５は、携帯装置３の機器処理部１３から携帯装置３を特定する情報を得て、アクセス可能な機器として携帯装置３を登録する（ステップＳＴＲ１）。また、パスワード登録部３５は、パスワードの文字列を登録する（ステップＳＴＲ２）。パスワードの文字列は、例えば認証装置５が備えるタッチスクリーンやハードウエアキーボードを利用して入力される。以下では、パスワードは２文字以上であるとする。続いて、携帯装置３を取り付けた登録者は、パスワードの各文字に対応してジェスチャを行う。ｓ−ＥＭＧ信号検出部１５は、ジェスチャに応じてｓ−ＥＭＧ信号を検出する。ｓ−ＥＭＧ信号処理部１７は、ｓ−ＥＭＧ信号を送信する。ジェスチャ登録部３３は、パスワードの各文字列に対応して登録者が行うジェスチャによるｓ−ＥＭＧ信号を受信して登録する（ステップＳＴＲ３）。
【００３５】
図２（ｂ）を参照して、登録後の認証処理について説明する。機器処理部１３は、携帯装置３が認証装置５と通信することができるかを判定する（ステップＳＴＡ１）。通信できないときは、通信できるまで待つ。通信できる状態になると、機器処理部１３は、認証装置５に対し、携帯装置３の接続許可を求める。機器認証部２７は、携帯装置３が機器登録部２５により登録済みか否かを判定する（ステップＳＴＡ２）登録済みでない場合、接続を拒否してステップＳＴＡ１に戻る。登録済みである場合、携帯装置３の接続を許可する。これにより、まず、ハードウェア機器としての認証を行うことができる。
【００３６】
続いて、利用者は、パスワードの各文字に対応するジェスチャを行う。ｓ−ＥＭＧ信号検出部は、各ジェスチャに対応するｓ−ＥＭＧ信号を順に検出する。ｓ−ＥＭＧ信号処理部１７は、ｓ−ＥＭＧ信号の波形データを認証装置５に送信する（ステップＳＴＡ３）。文字列特定部３７は、ｓ−ＥＭＧ信号の波形データにおける最初のジェスチャの文字を特定する。パスワード判定部３９は、パスワードの最初の文字であるか否かを判定する（ステップＳＴＡ４）。最初の文字でない場合、ステップＳＴＡ３に戻る。
【００３７】
最初の文字であるならば、文字列特定部３７は、ｓ−ＥＭＧ信号の波形データにおける次のジェスチャに対応する文字を特定する（ステップＳＴＡ５）。パスワード判定部３９は、パスワードの次の文字であるか否かを判定する（ステップＳＴＡ６）。パスワードの次の文字でない場合、所定の待ち時間が経過したか否かを判定する（ステップＳＴＡ７）。時間が経過していないならば、ステップＳＴＡ５に戻る。時間が経過したならば、ステップＳＴＡ３に戻る。
【００３８】
次の文字であるならば、パスワード判定部３９は、すべての文字列が入力されたか否かを判定する（ステップＳＴＡ８）。入力されていない文字列があるならば、ステップＳＴＡ５に戻る。すべての文字列が入力されたならば、認証されたと判定する（ステップＳＴＡ９）。これにより、ハードウェアの認証に加えて、利用者の認証を実現することができる。
【００３９】
続いて、図３及び図４を参照して、実験により、ｓ−ＥＭＧ信号を利用して認証することができることを説明する。認証することができるためには、一人の被験者から測定されたｓ−ＥＭＧ信号が、時間が経過しても類似していること、そして、異なる被験者から測定されたｓ−ＥＭＧ信号が違うものであることが重要である。
【００４０】  図３（ａ）は、実験で使用した実験システムを示す。筋電位計は、２つの電極を使って各動きのパターンのｓ−ＥＭＧ信号を測定するものである。測定されたデータは、ＰＣ上に格納して分析した。２０歳代の健康な１０人（（公序良俗違反につき、不掲載）の学生）が、被験者として参加した（被験者Ａ−Ｊ）。【００４１】
図３（ｂ）は、実験に使用した１つの初期状態のジェスチャを示す。図３（ｃ）は、実験に使用した６つの手のジェスチャ（１〜６）を示す。被験者は、初期状態からいずれかのジェスチャを行う。各被験者は、まず、連続して１０回各ジェスチャをし、筋電位計により彼らのｓ−ＥＭＧ信号を記録した（実験＃１）。およそ一週間後、同じ実験を再び行った（実験＃２）。
【００４２】
図４（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、被験者Ａのジェスチャ（１）により測定された実験＃１及び＃２のｓ−ＥＭＧ信号を示す。図４（ｃ）及び（ｄ）は、それぞれ、被験者Ｂのジェスチャ（１）により測定された実験＃１及び＃２のｓ−ＥＭＧ信号を示す。図４（ｅ）及び（ｆ）は、それぞれ、被験者Ａのジェスチャ（６）により測定された実験＃１及び＃２のｓ−ＥＭＧ信号を示す。図４（ｇ）及び（ｈ）は、それぞれ、被験者Ｂのジェスチャ（６）により測定された実験＃１及び＃２のｓ−ＥＭＧ信号を示す。同じ被験者の実験＃１と＃２により得られたｓ−ＥＭＧ信号は、類似している。他方、被験者ＡとＢのｓ−ＥＭＧ信号は、異なり、類似していない。同様の結果は、すべてのジェスチャと被験者のペアで得られた。このように、本実施例によれば、図４（ａ）〜（ｄ）にあるような指のジェスチャだけでなく、図４（ｅ）〜（ｈ）にあるような手首のジェスチャをも利用することができる。
【００４３】
このように、実験では、上腕部の手首より先について6種類のジェスチャを用意し、15名の被験者を対象に、それぞれのジェスチャを取った時の筋電位を測定した。測定は、1週間程度の期間をおいて2回行った。得られた筋電位図を比較したところ、同一人物から測定された波形パターンは各ジェスチャについて互いに類似しており、また、異なる人物から測定された同一のジェスチャについての波形パターンは異なるものであった。そのため、実験により、ｓ−ＥＭＧ信号がユーザ認証として利用可能であることを示す。
【００４４】
本願発明によれば、ｓ−ＥＭＧ信号を認証に利用することにより、ジェスチャを秘匿できる。さらに、同じジェスチャを行っても、人によって生成される波形パターンは異なる。そのため、認証情報（ジェスチャ）が盗まれたとしても、他人がそのジェスチャを真似しても、入力される値は違ったものになるため、不正な認証を防ぐことができる。そのため、ショルダーサーフィンを防ぐことが可能になる。
【００４５】
さらに、パスワードの文字列に対応するジェスチャを用いることにより、従来の認証システムを利用することが可能になる。また、機器の認証をも加えることにより、強固な認証を実現することが可能になる。
【００４６】
なお、図１では、携帯装置３は、認証装置５に対して生のｓ−ＥＭＧ信号を送信する例を説明した。携帯装置３がジェスチャ登録部及び文字列特定部を備え、携帯装置３は、認証装置５に、ジェスチャにより特定された文字列を入力するようにしてもよい。この場合、認証装置５は、従来と同様にパスワードによる認証を行うものとすることができる。
【００４７】
また、認証装置は、文字列を使用する必要はない。検出されたｓ−ＥＭＧ信号を用いて、以前のｓ−ＥＭＧ信号と比較して認証するようにしてもよい。また、一連のジェスチャに対応する複数の一連のｓ−ＥＭＧ信号を利用して認証を行うものであってもよい。
【００４８】
また、図５にあるように、携帯装置６１が、ｓ−ＥＭＧ信号を利用して認証を行うものであってもよい。携帯装置６１は、取付部６３と、表示部６５と、ｓ−ＥＭＧ信号検出部６７と、利用者登録部６９と、利用者認証部７１を備える。取付部６３は、取付部１９と同様に、利用者に取り付けるためのものである。表示部６５は、表示部２１と同様に、表示するためのものである。ｓ−ＥＭＧ信号検出部１５は、ｓ−ＥＭＧ信号検出部１５と同様にｓ−ＥＭＧ信号を検出する。利用者登録部６９は、利用可能な者のジェスチャから検出されたｓ−ＥＭＧ信号を登録する。利用者認証部７１は、取り付けられた者のジェスチャから検出されたｓ−ＥＭＧ信号と登録されたｓ−ＥＭＧ信号を比較して利用可能な者か否かを判定して認証する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００４９】
【非特許文献１】Y.Kita, et al., Implimentation and evaluation of shoulder-surfing attack resistant users , IEICE-part D, J97-D(12), 2014, 1770-1784.
【非特許文献２】Y. Kita, et al., A study of Rhythm Authentication and its Accuracy using the Self-Organizing Maps, Proceedings of DICOMO 2014, 2014, 1011-1018.
【非特許文献３】H.Tamura, et al., A study on motion recognition without FFT from surface-EMG, IEIC-part D, J90-D(9), 2007, 2652-2655.
【非特許文献４】H. Tamura, et al., A study on the s-EMG pattern recognition using neural network, IJICIC, 5(12), 2009, 4877-4884
【符号の説明】
【００５０】
１  認証システム、３  携帯装置、５  認証装置、１１  機器通信部、１３  機器処理部、１５  ｓ−ＥＭＧ信号検出部、１７  ｓ−ＥＭＧ信号処理部、１９  取付部、２１  表示部、２３  サーバ通信部、２５  機器登録部、２７  機器認証部、２９  利用者登録部、３１  利用者認証部、３３  ジェスチャ登録部、３５  パスワード登録部、３７  文字列特定部、３９  パスワード判定部、４１  認証システム、４３  携帯装置、４５  ネットワーク、４７  タブレット端末、４９  機器群、５１  表示部、５３  取付部、５５1及び５５2  センサ、６１  携帯装置、６３  取付部、６５  表示部、６７  ｓ−ＥＭＧ信号検出部、６９  利用者登録部、７１  利用者認証部
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図３】
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【図４】
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