(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被識別者の耳内の構造的特徴に基づいて当該被識別者が登録者であるか否かの識別を行うようにした個人識別方法において、
被識別者の耳内に向けて超音波を送波して得られる反射波に基づいた測定情報を生成する第一の手順と、
該測定情報から被識別者の耳内の構造的特徴に依存した特徴情報を抽出する第二の手順と、
記憶手段に予め記憶された登録者の耳内の構造的特徴に依存した登録特徴情報と上記抽出された特徴情報とを比較する第三の手順と
を有し、
該第三の手順にて得られる比較結果に基づいて当該被識別者が登録者であるか否かの識別を行う場合に、上記第二の手順は、当該被識別者が登録者ではないという識別がなされる比較結果が上記第三の手順にて得られるときに、新たな特徴情報を抽出するようにした個人識別方法。
【請求項２】
請求項１記載の個人識別方法において、
上記第三の手順は、記憶手段に記憶された登録者の耳内の構造的特徴に依存した複数の登録特徴情報のそれぞれと上記抽出された特徴情報とを比較し、
それらの比較結果に基づいて当該被識別者が登録者であるか否かの識別を行うようにした個人識別方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の個人識別方法において、
上記第二の手順は、上記特徴情報を複数抽出し、
上記第三の手順は、記憶手段に記憶された当該被識別者の耳内の構造的特徴に依存した特徴情報と上記抽出された複数の特徴情報のそれぞれと比較し、
それらの比較結果に基づいて当該被識別者が登録者であるか否かの識別を行うようにした個人識別方法。
【請求項４】
請求項３記載の個人識別方法において、
上記第一の手順を繰り返して複数の測定情報を生成し、
上記第二の手順は、上記複数の測定情報から複数の特徴情報を抽出するようにした個人識別方法。
【請求項５】
請求項４記載の個人識別方法において、
上記第一の手順は、当該被識別者が登録者ではないという識別がなされる比較結果が上記第三の手順にて得られるときに新たな測定情報を生成するようにした個人識別方法。
【請求項６】
被識別者の耳内の構造的特徴に基づいて当該被識別者が登録者であるか否かの識別を行うようにした個人識別装置において、
被識別者の耳内に向けて超音波を送波して得られる反射波に基づいた測定情報を生成する測定手段と、
該測定手段にて得られた測定情報から被識別者の耳内の構造的特徴に依存した特徴情報を抽出する特徴抽出手段と、
記憶手段に予め記憶された登録者の耳内の構造的特徴に依存した登録特徴情報と上記特徴抽出手段にて抽出された特徴情報とを比較する比較手段と
を有し、
該比較手段にて得られた比較結果に基づいて当該被識別者が登録者であるか否かの識別を行う場合に、上記特徴抽出手段は、当該被識別者が登録者ではないという識別がなされる比較結果が上記比較手段にて得られるときに新たな特徴情報を抽出するようにした個人識別装置。
【請求項７】
請求項６記載の個人識別装置において、
上記記憶手段を備えた個人識別装置。
【請求項８】
請求項６または７記載の個人識別装置において、
上記記憶手段は、登録者の耳内の構造的特徴に依存した複数の登録特徴情報を記憶し、
上記比較手段は、該記憶手段に記憶された登録者の耳内の構造的特徴に依存した複数の登録特徴情報のそれぞれと上記抽出された特徴情報とを比較し、それらの比較結果に基づいて当該被識別者が登録者であるか否かの識別を行うようにした個人識別装置。
【請求項９】
請求項６乃至８いずれか記載の個人識別装置において、
上記特徴抽出手段は、上記特徴情報を複数抽出し、
上記比較手段は、記憶手段に記憶された当該被識別者の耳内の構造的特徴に依存した特徴情報と上記抽出された複数の特徴情報のそれぞれと比較し、
それらの比較結果に基づいて当該被識別者が登録者であるか否かの識別を行うようにした個人識別装置。
【請求項１０】
請求項９記載の個人識別装置において、
上記測定手段は複数の測定情報を生成し、
上記特徴抽出手段は、上記複数の測定情報から複数の特徴情報を抽出するようにした個人識別装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の個人情報識別方法において、
上記測定手段は、当該被識別者が登録者ではないという識別がなされる比較結果が上記比較手段にて得られるときにあらたな測定情報を生成するようにした個人識別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セキュリティシステムに用いられる個人識別方法及び装置に係り、詳しくは、個人の生体情報、特に耳の特徴を利用して個人識別を行うようにした個人識別方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、個人の生体情報、具体的には指紋、顔面、耳の特徴を利用して個人識別を行う方法が提案されている。これらの個人識別方法のうち、指紋の特徴を利用する方法は、犯罪捜査と結びついたイメージがあるため、被識別者の心理的な抵抗感が強い。また、顔面の特徴を利用する方法は、顔面の特徴の経年変化が大きいという問題がある。
【０００３】
一方、耳の特徴を利用して個人識別を行う方法は、上述した問題点がない。耳の特徴を利用して個人識別を行う従来技術としては、特開平１０−９４５４号公報や特開２０００−３００６３号公報に開示された技術がある。これら公報に開示された個人識別方法では、耳に光を照射し、反射した光を受けて耳介の形状や外耳の特徴を光学的に検出し、その検出された特徴に基づいて個人を識別している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように光学的に耳の特徴を検出する従来の方法では、外光を遮断した状態で耳の特徴を検出しなければならず、被識別者に装着すべき測定器具が比較的大きなものとなってしまう。また、光を照射し、受光するための光学系の規模も比較的大きくなる。このため、従来の方法を、個人認証を行った上で利用可能となる携帯電話機等の比較的小型な機器に適用することが困難であった。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するものであり、その目的は、装置構成の小型化が可能な、耳の特徴を利用した個人識別方法及び装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明によれば、被識別者の耳内の構造的特徴に基づいて当該被識別者が登録者であるか否かの識別を行うようにした個人識別方法において、被識別者の耳内に向けて超音波を送波して得られる反射波に基づいた測定情報を生成する第一の手順と、該測定情報から被識別者の耳内の構造的特徴に依存した特徴情報を抽出する第二の手順と、記憶手段に予め記憶された登録者の耳内の構造的特徴に依存した登録特徴情報と上記抽出された特徴情報とを比較する第三の手順とを有し、該第三の手順にて得られる比較結果に基づいて当該被識別者が登録者であるか否かの識別を行うように構成される。
【０００７】
このような個人識別方法では、上記測定情報を生成するめに必要となる被識別者の耳内に向けて超音波を送波してその反射波を受波する機構は、従来の方法において必要となる外光を遮断する機構及び光を耳の被測定部位まで導く光学系など光を送受信する機構に比べて小型化することが容易である。
【０００８】
識別精度を向上させることができるという観点から、本発明によれば、上記個人識別方法において、上記第第三の手順は、記憶手段に記憶された登録者の耳内の構造的特徴に依存した複数の登録特徴情報のそれぞれと上記抽出された特徴情報とを比較し、それらの比較結果に基づいて当該被識別者が登録者であるか否かの識別を行うように構成することができる。
【０００９】
同様の観点から、本発明によれば、上記各個人識別方法において、上記第二の手順は、上記特徴情報を複数抽出し、上記第三の手順は、記憶手段に記憶された当該被識別者の耳内の構造的特徴に依存した特徴情報と上記抽出された複数の特徴情報のそれぞれと比較し、それらの比較結果に基づいて当該被識別者が登録者であるか否かの識別を行うように構成することができる。
【００１０】
上記複数の特徴情報を抽出するのは、複数の測定情報のそれぞれから特徴情報を抽出することにより複数の特徴情報を抽出するようにしても、単一の測定情報から複数の特徴情報を抽出するようにしてもよい。
【００１１】
また、特徴情報を複数抽出した後に、第三の手順にてそれら複数の特徴情報のそれぞれと登録特徴情報とを比較するようにしても、特徴情報を抽出する毎にその特徴情報と登録特徴情報とを比較することを繰り返すようにしてもよい。
【００１２】
後者の場合として、本発明によれば、上記個人識別方法において、上記第二の手順は、当該被識別者が登録者ではないという識別がなされる比較結果が上記第三の手順にて得られるときに新たな特徴情報を抽出するように構成することができる。
【００１３】
更に、上記と同様に識別精度を向上させることができるという観点から、本発明によれば、上記各個人識別方法において、上記第一の手順を繰り返して複数の測定情報を生成し、上記第二の手順は、上記複数の測定情報から複数の特徴情報を抽出するように構成することができる。
【００１４】
上記の構成において、複数の測定情報を生成した後に、第二の手順にてそれら複数の測定情報のそれぞれから単一または複数の特徴情報を抽出するようにしても、測定情報を生成する毎にその測定情報から単一または複数の特徴情報を抽出することを繰り返すようにしてもよい。
【００１５】
後者の場合として、本発明によれば、上記個人識別方法において、上記第一の手順は、当該被識別者が登録者ではないという識別がなされる比較結果が上記第三の手順にて得られるときにあらたな測定情報を生成するように構成することができる。
【００１６】
また、上記課題を解決するため、本発明によれば、被識別者の耳内の構造的特徴に基づいて当該被識別者が登録者であるか否かの識別を行うようにした個人識別装置において、被識別者の耳内に向けて超音波を送波して得られる反射波に基づいた測定情報を生成する測定手段と、該測定手段にて得られた測定情報から被識別者の耳内の構造的特徴に依存した特徴情報を抽出する特徴抽出手段と、記憶手段に予め記憶された登録者の耳内の構造的特徴に依存した登録特徴情報と上記特徴抽出手段にて抽出された特徴情報とを比較する比較手段とを有し、該比較手段にて得られた比較結果に基づいて当該被識別者が登録者であるか否かの識別を行うように構成される。
【００１７】
上記記憶手段は、当該個人識別装置とは別体であっても、当該個人識別装置内に備えられるようにしてもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る個人識別装置の構成例を示す図である。この例では、個人識別装置が携帯電話機等の携帯端末に搭載されている。
【００１９】
同図に示す個人識別装置１００は、耳１０、特に個人差があり経年変化の小さい外耳道１２や鼓膜１４の特徴に基づいて個人識別を行う。この個人識別装置１００にて、正当な利用者であると認められた者のみが携帯端末等を利用することが可能となる。この個人識別装置１００は、計測部１１０、本体１２０により構成される。計測部１１０は、超音波発生部１１２、検出・変換部１１４を備えており、本体１２０は、分析部１２２、記憶部１２４、処理判断部１２６、制御部１２８を備えている。
【００２０】
超音波発生部１１２は、制御部１２８の制御の下で、短いパルスの超音波を送波する。送波される超音波は、指向性の良い高周波の信号である。具体的には、超音波は１〜１５ＭＨｚの周波数であることが好ましく、この周波数帯域の超音波であれば、外耳道１２や鼓膜１４の形状を特定するのに十分な分解能を確保することができ、更には送波時に熱が発生して生体に悪影響を及ぼすこともない。超音波発生部１１２から耳内に向けて送波された超音波は、外耳道１２や鼓膜１４により反射される。
【００２１】
検出・変換部１１４は、外耳道１２や鼓膜１４で反射した超音波（以下、「反射波」と言う。）を受波し、この反射波に対し、増幅、ノイズ除去及びアナログ／デジタル変換を行って、外耳道１２や鼓膜１４の形状を特定する信号を捉える。例えば、この検出・変換部１１４からの出力信号波形や、超音波を送波してから反射波を受波するまでの時間差は、外耳道１２や鼓膜１４の形状に依存する。この出力信号は、分析部１２２に送られる。
【００２２】
分析部１２２は、制御部１２８の制御の下、検出・変換部１１４からの信号に基づいて、外耳道１２や鼓膜１４の形状的な特徴を抽出する。抽出された特徴（以下、「特徴情報」と言う。）は、個人識別（認証）を行う場合には処理判断部１２６に送られ、登録を行う場合には記憶部１２４に送られる。
【００２３】
記憶部１２４は、携帯端末の使用が許可される者について、上記のようにして得られた特徴情報（以下、「登録特徴情報」と言う。）が記憶されている。記憶部１２４としては、ＤＲＡＭ等のメモリを用いても良く、ＩＣカード等の記憶媒体を用いても良い。
【００２４】
処理判断部１２６は、分析部１２２からの特徴情報と、記憶部１２４に記憶されている登録特徴情報とを比較し、これらの特徴情報のマッチング判定を行う。このマッチング判定では、分析部１２２からの特徴情報と、記憶部１２４に記憶されている登録特徴情報とが完全に一致するか否かの判定のみならず、所定の近似関係にあるか否かの判定を行うようにしても良い。
【００２５】
そして、処理判断部１２６は、このマッチング判定の結果に基づいて、携帯端末の利用の可否を決定する。具体的には、処理判断部１２６は、分析部１２２から送られる特徴情報と、記憶部１２４に記憶されている登録特徴情報とがマッチングする場合には、利用者を正当な者であると判断し、携帯端末を利用可能とする。
【００２６】
一方、処理判断部１２６は、分析部１２２からの特徴情報と、記憶部１２４に記憶されている登録特徴情報とがマッチングしない場合には、分析部１２２からの特徴情報と、記憶部１２４に記憶されている他の登録特徴情報とを比較する。あるいは、処理判断部１２６は、制御部１２８を介して分析部１２２に対し、他の特徴情報を抽出する指示を出したり、制御部１２８を介して超音波発生部１１２に対し、超音波の送波する指示を出し、新たに抽出された特徴情報と、記憶部１２４に記憶されている登録特徴情報とを比較する。
【００２７】
制御部１２８は、個人識別装置１００の全体を制御するものであり、上述したように、超音波発生部１１２に対し、超音波を送波するように指示を出したり、分析部１２２に対し、特徴情報を抽出するように指示を出す。
【００２８】
図２〜図４に、上記個人識別装置１００が搭載される携帯端末の外観構成の一例を示す。図２に示す携帯端末２００は、イヤホン型の計測部１１０を有しており、この計測部１１０と、携帯端末２００内に設けられた個人識別装置１００の本体１２０とがコード１３０により接続されている。図３に示す携帯端末２００は、その筐体から突出した形状の計測部１１０を有している。図２及び図３に示した携帯端末２００が用いられる場合には、計測部１１０を外耳道１２に挿入させることにより、外耳道１２や鼓膜１４に向けて超音波を送波し、その反射波を受波することが可能になる。
【００２９】
一方、図４に示す携帯端末２００は、その筐体と一体化した計測部１１０を有している。図４に示した携帯端末２００が用いられる場合には、計測部１１０を耳１０に接触させることにより、外耳道１２や鼓膜１４に向けて超音波を送波し、その反射波を受波することが可能になる。
【００３０】
次に、図５に示すフローチャートを用いて、個人識別装置１００の動作を説明する。まず、計測部１１０は、被識別者の耳内に向けて送波された超音波の反射波を計測する（Ｓ１）。具体的には、超音波発生部１１２が超音波を外耳道１２や鼓膜１２に向けて送波し、検出・変換部１１４がその反射波を受波し、増幅、ノイズ除去及びアナログ／デジタル変換を行って、外耳道１２や鼓膜１４の形状に依存した信号を生成する。
【００３１】
このようにして反射波の測定が行われると、次に、本体１２０内の分析部１２２が、検出・変換部１１４からの信号に基づいて、外耳道１２や鼓膜１４の特徴情報を抽出する（Ｓ２）。抽出された特徴情報は、認証動作中でない場合（Ｓ３で否定判断される場合）には、記憶部１２４に記憶される（登録）（Ｓ４）。
【００３２】
一方、認証動作中である場合（Ｓ３で肯定判断される場合）には、抽出された特徴情報は処理判断部１２６に送られる。処理判断部１２６は、記憶部１２４に記憶されている登録特徴情報を読み出し（Ｓ５）、抽出された特徴情報と読み出した登録特徴情報とがマッチングするか否かを判断する（Ｓ６）。
【００３３】
抽出された特徴情報と読み出した登録特徴情報とがマッチングする場合には、処理判断部１２６は、被識別者が携帯端末２００の利用を許可された者として登録されているとして、当該携帯端末２００を利用可能とする（Ｓ７）。また、抽出された特徴情報と読み出した登録特徴情報とが一致しない場合には、処理判断部１２６は、記憶部１２４から読み出した登録特徴情報の数が所定個数（ｉ個）に達したか否かを判断する（Ｓ８）。所定個数（ｉ個）に達していない場合には、処理判断部１２６は、記憶部１２４から他の登録特徴情報を読み出し（Ｓ５）、再度、抽出された特徴情報と読み出した登録特徴情報とが一致するか否かを判断する（Ｓ６）。
【００３４】
即ち、分析部１２２によって抽出された特徴情報は、記憶部１２４に記憶されている複数の登録特徴情報と比較されることになる。図２〜図４に示したような携帯端末２００が用いられる場合には、超音波が送波される方向や位置が必ずしも一致しないため、抽出される特徴情報が異なったものになり、識別精度が低下する可能性があるが、このように、記憶部１２４に記憶されている複数の登録特徴情報と比較することにより、識別精度を向上させることができる。
【００３５】
一方、記憶部１２４から読み出した登録特徴情報の数が所定個数（ｉ個）に達した場合（Ｓ８で肯定判断される場合）には、処理判断部１２６は、特徴情報を抽出した回数が所定回数（ｊ回）に達したか否かを判断する（Ｓ９）。所定回数（ｊ回）に達していない場合には、分析部１２２による他の特徴情報の抽出処理（Ｓ２）以降の処理（Ｓ２〜Ｓ８）が繰り返される。
【００３６】
即ち、分析部１２２によって複数の特徴情報が抽出されることになる。このように、複数の特徴情報を抽出することによっても、超音波が送波される方向や位置が一致しないことにより生じる識別精度の低下を防止することができる。
【００３７】
また、特徴情報を抽出した回数が所定回数（ｊ回）に達した場合（Ｓ９で肯定判断される場合）には、処理判断部１２６は、反射波を計測した回数が所定回数（ｋ回）に達したか否かを判断する（Ｓ１０）。
【００３８】
抽出された特徴情報と読み出した登録特徴情報とのマッチングがとれずに、反射波の測定回数が所定回数（ｋ回）に達した場合には、処理判断部１２６は、被識別者が携帯端末２００の利用を許可された者ではないとして、当該携帯端末２００を利用不可とする（Ｓ１１）。一方、反射波の測定回数が所定回数（ｋ回）に達していない場合には、計測部１１０による反射波の計測処理（Ｓ１）以降の処理が繰り返される。
【００３９】
即ち、計測部１１０内の超音波発生部１１２は、複数回超音波を送波することになる。特に、図４に示したような携帯端末２００が用いられる場合には、計測部１１０を接触させる位置がずれて、超音波が外耳道１２や鼓膜１４に到達しない場合があるが、このように複数回超音波を送波することにより、超音波が外耳道１２や鼓膜１４に到達する確率を高めることができる。
【００４０】
このように、本実施形態の個人識別装置１００は、予め耳内の特徴情報を記憶しておき、耳内に超音波を送波し、その反射波に基づいて耳内の特徴情報を抽出した上で、記憶された特徴情報と抽出された特徴情報とを比較して認証を行っている。このため、光学的に耳の特徴を抽出する従来の方法において小型化を妨げる要因であった、外光を遮断する機構及び光を耳の被測定部位まで導く光学系など光を送受信する機構を必要とせず、被識別者に装着すべき測定器具が大きくならず、装置全体としても小型化を図ることが容易である。
【００４１】
なお、上述した実施形態の個人識別装置１００では、記憶部１２４に複数の登録特徴情報を記憶したが、これら複数の登録特徴情報の統計的データ（例えば平均値）を求め、この統計的データと抽出された特徴情報とを比較するようにしても良い。また、上述した実施形態の個人識別装置１００では、分析部１２２、記憶部１２４、処理判断部１２６が携帯端末２００に備えられたが、これらを携帯端末２００の外部、例えば携帯電話サービスを統括するセンターに備えるようにしても良い。また、本発明は、携帯端末２００の利用可否を判断する場合のみならず、様々な個人識別のために適用することができる。
【００４２】
上記各例において、計測部１１０（超音波発生部１１２、検出・変換部１１４）の機能が測定手段に対応し、分析部１１２の機能が特徴抽出手段に対応し、処理分析部１２６の機能が比較手段に対応する。また、記憶部１２４の機能が記憶手段に対応する。
【００４３】
【発明の効果】
上述の如く、本願発明は、超音波を用いて耳内の構造的特徴を抽出することにより、従来の方法において小型化を妨げる要因であった、外光を遮断する機構及び光を耳の被測定部位まで導く光学系など光を送受信する機構を必要としないため、被識別者に装着すべき測定器具が大きくならず、装置全体としても小型化を図ることが容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る個人識別装置の構成例を示す図である。
【図２】イヤホン型の計測部を有する携帯端末の外観構成の一例を示す図である。
【図３】本体から突出した形状の計測部を有する携帯端末の外観構成の一例を示す図である。
【図４】本体と一体化した計測部を有する携帯端末の外観構成の一例を示す図である。
【図５】個人識別装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０  耳
１２  外耳道
１４  鼓膜
１００  個人識別装置
１１０  計測部
１１２  超音波発生部
１１４  検出・変換部
１２０  本体
１２２  分析部
１２４  記憶部
１２６  処理判断部
１２８  制御部
１３０  コード
２００  携帯端末
【図１】
0003765981.tif 000002
【図２】
0003765981.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003765981.tif 000005
【図５】
0003765981.tif 000006