JP2012529331A - 生体認証のためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

システム（１０）が、生体認証を可能にするために供される。システム（１０）は、少なくとも２つの電極（１２）、データベース（１４）及び処理装置（１３）を含む。数なくとも２つの電極（１２）は、対象者の顔に、そこから電気生理学的な信号（５１、５２、５３、５４）を取得するために、適用され得る。対象者は、登録されたユーザーの１人である。データベース（１４）は、登録されたユーザーの、瞬目に関する固有のデータを含む。処理装置（１３）は、電極（１２）及びデータベース（１４）に動作可能に結合され、対象者の少なくとも１回の瞬目の間、少なくとも２つの電極（１２）からの電気生理学的な信号（５１、５２、５３、５４）を受信するように、得られた電気生理学的な信号（５１、５２、５３、５４）から瞬目に関する特徴を得るように、えら得られた瞬目に関する特徴を、データベース（１４）内の瞬目に関する固有のデータの少なくとも一部と比較するように、及び比較に基づいて、対象者の同一性を決定するように、作動する。

Description

本発明は、生体認証のためのシステム、生体認証のための、デバイス、方法及びプログラム（ｐｒｏｇｒａｍ ｐｒｏｄｕｃｔ）に関する。

生体認証システムは、米国特許出願ＵＳ２００８／０１０４４１５Ａ１内で述べられる。その特許出願において、装置は、バイオメトリック特徴に基づいて、対象者を認識するために述べられる。この装置は、最初に、データベースから少なくとも１つの刺激要因（ｓｔｉｍｕｌｕｓ）が選択され、対象者にその刺激要因を供する。応答が解析され、対象者を認識するために、予め記憶された対象者の特定の識別テンプレートと比較される。取得された応答は、身体的、生理学的又は行動的であって良い。応答を検出するための３つのサブシステムが、特許出願ＵＳ２００８／０１０４４１５で述べられる。１つ目のサブシステムは、ビデオカメラを使用する。別のサブシステムは、電気的−眼球運動記録法（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｏｃｕｌｏｇｒａｐｈｙ）を使用する。最後のサブシステムは、目から反射された光を測定するための、光検出器を使用する。３つ全ての述べられたサブシステムは、目の動きを追跡するように作動する。１つ以上の選択された刺激要因に従うユーザーの目の動きを、対象者の特定の情報と比較することにより、ユーザーの同一性が決定される。

ＵＳ２００８／０１０４４１５のシステムの欠点の１つは、特定の、制御された刺激要因を、ユーザーに供さなければならないということである。これは、システムが専用の刺激要因供与手段を必要とするからだけでなく、刺激要因の供与及び応答の検出は、ユーザーが他に何も出来ない、別々のプロセスであるということからも（ｂｅｃａｕｓｅ ｉｔ ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｉｍｕｌｕｓ ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ａｒｅ ｓｅｐａｒａｔｅ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｄｕｒｉｎｇ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ｕｓｅｒ ｃａｎｎｏｔ ｄｏ ａｎｙｔｈｉｎｇ ｅｌｓｅ）、欠点である。

生体認証システムを使用するためのより容易なシステムを供することが望ましい。本発明の第１の様態によると、この目的は、生体認証のためのシステムであって、当該システムは、少なくとも２つの電極、データベース及び処理装置を含むシステムを供することによって達成される。前記少なくとも２つの電極は、対象者の顔（ｆａｃｅ）に、そこから（ｔｈｅｒｅｆｒｏｍ）電気生理学的な信号を取得するために、適用され得る。データベースは、登録されたユーザーの、瞬目（ｅｙｅ ｂｌｉｎｋ）に関する固有のデータを含んで供される。処理装置は、電極及びデータベースに、動作可能に結合される。処理装置は、対象者（対象者は登録されたユーザーの一人である）の少なくとも１回の瞬目の間、少なくとも２つの電極からの電気生理学的な信号を受信するように、得られた電気生理学的な信号から瞬目に関する特徴を得るように、得られた瞬目に関する特徴を、データベース内の瞬目に関する特徴のあるデータの少なくとも一部と比較するように、及び前記の比較に基づいて、対象者の同一性を決定するように、作動する。

瞬目は、水をやり、角膜の表面から刺激物を除去する、目の基本的な機能である。少なくとも２つの電極から得られ、１つ以上の瞬目の表示する、電気生理学的な信号のいくつかの特徴は、ユーザー固有である。したがって、取得された瞬目に関する特徴の、データベース内のデータとの比較を、認証のために使用することができる。瞬目に関する特徴は、供された刺激要因と無関係である。生体認証を実行するための必要とされる刺激要因がないということが、本発明に係るシステムの利点である。成人は、平均で、１分に１０回まばたきする。いかなる刺激要因を供給することなく、それでも（ｓｔｉｌｌ）、システムは生体認証を実行するために、多くのデータを受信するであろう。刺激要因供給する手段がないことにより、システムは、より小さく、より安価になる。認証される対象者は、認証のために必要とされる、いかなる人工的な刺激要因によって、妨害されない。本発明に係るシステムは、したがって、使用するのが非常に容易であり、時間の量を最小にし、対象者の努力（ｅｆｆｏｒｔ）は、認証されている間、位置するほかない。

好ましくは、電極は、１つの測定装置に一体にされる。例えば、測定装置は、２つ以上の統合された電極を有するヘッドギア、又は、対象者が、必要とされる電気生理学的な信号を捉えることができるよう、その頭部に装着しても良いフレーム（ｆｒａｍｅ）であって良い。そのような測定装置により、ユーザーの頭部での正確な位置に、独立して、多数の電極を取り付けることが、不必要となる。測定装置は、好ましくは、電極が自動的に正しく配置されるような方法で、構想される（ｓｈａｐｅｄ）。

本発明の第２の様態によると、方法が、生体認証のために供される。方法は、対象者の少なくとも１回の瞬目の間、前記対象者の顔に適用される、少なくとも２つの電極からの電気生理学的な信号を受信する段階、前記の得られた電気生理学的な信号から、瞬目に関する特徴を得る段階、前記の得られた瞬目に関する特徴を、登録されたユーザーの瞬目に関する特徴的なデータと比較する段階、であって、前記対象者は、前記登録されたユーザーの１人である、段階、及び前記の比較に基づいて、前記対象者の同一性を決定する段階、を含む。

本発明の更なる様態によると、コンピュータプログラムが、上述された方法を実行するために供される。

本発明の、これら及び他の様態は、この後に述べられる実施形態から明らかであり、かつ、実施形態を参照して、明らかにされるであろう。

図１は、本発明に係るシステムを概略的に示す。 図２は、４人の異なる対象者からの、瞬目に関する平均化された信号を示す。 図３は、４人の異なる対象者に関する、瞬目に関する多数の信号を示す。 図４は、本発明に係るシステムの、フレームに基づいた実施形態を示す。 図５は、本発明に係るシステムの、ヘルメットに基づいた実施形態を示す。 図６は、本発明に係る方法のフロー図を示す。

図１は、本発明に係るシステム１０を概略的に示す。システム１０は、対象者の頭部１１に適用される、２つの電極１２を含む。好ましくは、電極１２の１つは、前額部の前側に配置され、一方で、他方の電極は、目と目の間で、顔の左側又は右側に取り付けられる。更なる電極１２が、追加的な信号を記録し、システム１０の信頼性を改善するために使用されても良い。電極１２は、対象者の皮膚からの電気生理学的な信号を取得するために配置される。電極１２が、対象者の前額部１１上の適切な位置に配置されるとき、取得された電気生理学的な信号は、対象者の瞬目と関係する情報を含む。図１において、電気生理学的信号は、有線接続を介して、処理装置１３に送られる。また、信号は、無線通信を使用して、処理装置１３に送られても良い。処理装置１３は、電気生理学的信号を受信し、信号から瞬目に関する特徴を得る。いくつかの例示された電気生理学的信号５１、５２、５３、５４、６１、６２、６３、６４は、図２及び図３に示される。対象者の瞬目により引き起こされる電気生態学的な信号内での、ピーク及び、ピーク幅又は凹部の幅（ｖａｌｌｅｙ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）といった他の形態学的な特徴は、処理装置１３により容易に認識されうるということが、図２及び図３から明らかである。

図２は、４人の異なる対象者からの、瞬目に関する平均化された信号５１、５２、５３、５４を示す。信号５１、５２、５３、５４は、Ｘ−Ｙグラフ内でプロットされ、マイクロボルトでの、電極１２から記録された値（ｙ−軸５９）が、秒での時間（ｘ−軸５８）の関数として示される。図２で示された各々の信号は、１人の対象者に関して、多数の瞬目に亘って平均化された、瞬目に関する信号の形状を表示する。図２から、異なる対象者についての、瞬目に関する信号は、異なる特有の性質を有することが、明らかである。異なる対象者からの信号は、例えば、形状、ピーク高さ及びピーク幅で異なる。異なる対象者からの信号の間での、これらの違いによって、瞬目に関する信号が、生体認証に関して非常に適切となる。

図３は、４人の異なる対象者に関する、瞬目に関する多数の信号６１、６２、６３、６４を示す。図２は、異なる対象者の瞬目に関する信号の間での、重大な違いを示す一方で、図３は、同じ対象者の、瞬目に関する異なる信号６１、６２、６３、６４が、互いに、酷似しているということを示す。結果として、対象者を信頼できて認証するために、多くの瞬目からの信号を得ることは、必要でない。一度の瞬目だけを示す信号を処理することが、十分ですらあり得る。

データベース１４は、処理装置１３に接続される。データベース１４又はデータベース１４の一部及び処理装置１３は、単一の装置の一部であっても良い。また、データベース１４は、有線又は無線接続を介して処理装置に接続される、別々のユニットとして供されても良い。データベース１４及び処理装置１３は、閉じられたネットワークの一部であっても良く、又は、データベースは、インターネットのような広域ネットワークを介して利用可能であっても良い。もし処理装置１３及びデータベース１４が、広域ネットワークを介して接続されるなら、データベース１４と処理装置１３との間でデータフローを暗号化することが好ましい。

データベース１４は、登録されたユーザーの、瞬目に関する特徴的なデータを含む。処理装置は、取得した瞬目に関する信号から得られた、瞬目に関する特徴を、データベース内のデータと比較する。比較は、例えば、ピーク高さ及び／又はピーク幅に基づき得る。好ましくは形態学的な比較が、取得された信号、データベース１４内に記憶された信号との間でなされる。生体認証が使用される用途に依存して、必要とされるマッチングレベル（ｍａｔｃｈｉｎｇ ｌｅｖｅｌ）が定義されても良い。権限のない人がシステムへのアクセスを認められることがない、ということが非常に重要である、非常に重大な用途に関して、必要とされるマッチングレベルは、非常に高くされるべきである（即ち、他人許容率が低くならなければならない）。重大でない用途に関して、必要とされるマッチングレベルは、より低くても良い。もし必要とされるマッチングレベルが高いなら、システム１０は、システム１０の信頼性を改善するために、より多くの数の瞬目を表現した、平均化された信号を使用して、設計されても良い。

もし、取得された瞬目に関する信号が、データベース１４内に登録されたユーザーの１人に関して記憶されたデータと一致するなら、対象者が認証される。対象者が認証されるとき、取得された電気生理学的信号が、データベース１４内の各々のユーザーの、瞬目に関する特徴的なデータをアップデートするために使用されても良い。もし、対象者が認証されないなら、システムは、不明のユーザーを登録し、新しく登録されたユーザーに関する特徴的なデータとして、取得された信号を記憶するように、選択肢を供しても良い。

図４は、本発明に係るシステムの、実施形態に基づいたフレーム２１を示す。この実施形態は、例えば、対象者がある部屋にアクセスすることを許可するよう決定するために、使用されても良い。フレーム２１は、閉じられた扉（ｃｌｏｓｅｄ ｄｏｏｒ）の隣に導入されても良い。対象者が自分の顔を、自分の顎を顎支持部２３上に付いて、フレーム２１に対向して配置するとき、電極１２は、ユーザーの前額部上の皮膚と連絡する（ｍａｋｅ ｃｏｎｔａｃｔ ｗｉｔｈ）。電極１２により取得された電気生理学的な信号は、少なくとも１回の瞬目の間、フレーム２１内に統合された、送信装置２２によって、知覚の受信装置２４に送られる。受信装置２４は、取得されたデータを記憶されたデータと比較するために、処理装置１３を含むコンピュータ２５と接続される。記憶された瞬目に関する特徴は、コンピュータ２５に含まれたデータベース１４内にあっても良い。また、コンピュータ２５は、ローカルエリアネットワーク又は広域エリアネットワークを介して、データベース１４に接続されても良い。もし、対象者が権限保持者として認証されるなら、扉がロック解除される又は開かれる。

図５は、本発明に係るシステムの、実施形態に基づいたヘルメット３１を示す。このヘルメット３１は、例えば、コンピュータゲーム又はバーチャルリアリティアプリケーションで使用されても良い。ヘルメット３１は、ヘルメットを身に着け、生体認証のために使用されるとき、対象者の前額部と連絡する２つ以上の電極１２を含む。処理装置１３及びデータベース１４は、ヘルメット３１内の１つ以上の電子機器部分（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔ）内に含まれても良い。好ましくは、ヘルメット３１は、受信装置を有する知覚のコンピュータに、取得された電気生理学的な信号を送信するための、送信装置又は送信装置／受信装置をだけを含む。電子機器部分３２は更に、電極、送信装置又は他の電子装置に電力を供給するためのバッテリを含んでも良い。

他の実施形態において、電極は、例えば、眼鏡（ａ ｐａｉｒ ｏｆ ｇｌａｓｓｅｓ）又はヘッドバンド内に統合されても良い。

図６は、本発明に係る方法のフロー図を示す。図は、４ステップ方法を示す。他の図を参照して既に上で説明されたように、方法は、任意の更なる段階を含んでも良い。図６で示される段階は、対象者の少なくとも１回の瞬目の間、少なくとも２つの電極からの電気生理学的な信号を受信するための、受信段階７２、得られた電気生理学的な信号から、瞬目に関する特徴を得るための、特徴取得段階７３、得られた瞬目に関する特徴を、データベース内の瞬目に関する固有のデータの少なくとも一部と比較するための、比較段階７４、及び、前記比較に基づいて、対象者の同一性を決定するための、認証段階７５である。

本発明はまた、コンピュータプログラム、具体的には、本発明を実現するために適合された、端末（ｃａｒｒｉｅｒ）上の又は内のコンピュータプログラムにまで、拡張するということが理解されるであろう。プログラムは、ソースコード、オブジェクトコード、部分的にコンパイルされた形態の、或いは本発明に係る方法の実行で使用するに適した如何なる他の形態での、といった、ソース及びオブジェクトコードに関する中間コードソース（ａ ｃｏｄｅ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ ｏｂｊｅｃｔ ｃｏｄｅ）の形態であっても良い。そのようなプログラムは、多くの異なるアーキテクチャー面での設計（ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ ｄｅｓｉｇｎｓ）を有しても良いということも、理解されるであろう。例えば、本発明に係る方法又はシステムの機能を実行する、プログラムコードは、１つ以上のサブルーチン内に再分割されても良い。機能性をこれらのサブルーチン間で分配するための、種々多くの方法は、当業者にとって明らかであろう。サブルーチンは、内蔵型プログラムを形作るために、１つの実行ファイル内に一緒に記憶されても良い。そのような実行ファイルは、コンピュータが実行可能な命令、例えば、プロセッサ命令（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ）及び／又はインタープリター命令（ｉｎｔｅｒｐｒｅｔｅｒ ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ）（例えば、ＪＡＶＡ（登録商標）インタープリター命令）を含んでも良い。また、全てのサブルーチン内の１つ以上は、少なくとも１つの外部ライブラリファイル（ｅｘｔｅｒｎａｌ ｌｉｂｒａｒｙ ｆｉｌｅ）内に記憶され、例えば、実行時間で、静的又は動的のいずれかで、メインプログラムと関連付けられても良い。メインプログラムは、少なくとも１つのサブルーチンに対して少なくとも１つの呼び出し（ｃａｌｌ）を含む。また、サブルーチンは、互いに関数呼び出しを含んでも良い。コンピュータプログラムに関連する実施形態は、説明された少なくとも１つの方法の処理段階の各々に対応する、コンピュータが実行可能な命令を含む。これらの命令は、サブルーチンに分割されても良く、及び／又は、静的に又は動的に関連付けられ得る１つ以上のファイル内に記憶されても良い。コンピュータプログラムに関連する他の実施形態は、説明されたシステム及び／又は産物（ｐｒｏｄｕｃｔｓ）の少なくとも１つの手段の各々に対応する、コンピュータが実行可能な命令を含む。これらの命令は、サブルーチンで分割されても良く、及び／又は、静的又は動的に関連付けられ得る、１つ以上のファイル内で記憶されても良い。

コンピュータプログラムのキャリア（ｃａｒｒｉｅｒ）は、プログラムを伝えることができる、如何なる構成要素又はデバイスであっても良い。例えば、キャリアは、例えば、ＣＤ ＲＯＭ、半導体型ＲＯＭ（ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ＲＯＭ）といったＲＯＭ、又は、例えばフロッピー（登録商標）ディスク又はハードディスクの、磁気記録媒体、といった、記憶媒体であっても良い。更に、キャリアは、電気ケーブル若しくは光学ケーブルを介して、又は、無線通信若しくは他の手段によって、伝達されても良い、電気信号又は光学信号といった、伝達可能なキャリアであっても良い。プログラムがそのような信号で具現化されるとき、キャリアは、そのようなケーブル又は他のデバイス又は手段によって構成されても良い。または、キャリアは、プログラムが具現化される集積回路であっても良く、集積回路は、連関する方法を実行するために或いは実行で使用するために、適合される。

上述された実施形態は、本発明を制限するよりも寧ろ説明するためあり、当業者は、添付の特許請求項の範囲から逸脱することなく、多くの別の実施形態を設計することができるであろうということが、言及されるべきである。特許請求の範囲内において、パーレン間に配置された如何なる参照符号は、特許請求の範囲を制限するよう解釈されるはずがない。動詞「含む」及びその活用形の使用は、特許請求の範囲内で述べられたとは別の要素又は段階の存在を除外しない。要素に先立つ冠詞「ａ」及び「ａｎ」は、そのような要素の複数の存在を除外しない。本発明は、いくつかの注目すべき要素を含むハードウェアにより、及び、適切にプログラム化したコンピュータによって、実行され得る。いくつかの手段を列挙する装置クレームにおいて、これらの手段のいくつかは、ハードウェアの１つ及び同じアイテムによって具現化されても良い。ある手段が、互いに異なる独立クレーム内で引用されているという、単なる事実は、これらの手段の組み合わせを、有利に使用することができないということを示さない。

生体認証システムを使用するためのより容易なシステムを供することが望ましい。本発明の第１の様態によると、この目的は、生体認証のためのシステムであって、当該システムは、少なくとも２つの電極、データベース及び処理装置を含むシステムを供することによって達成される。前記少なくとも２つの電極は、対象者の顔（ｆａｃｅ）に、そこから（ｔｈｅｒｅｆｒｏｍ）電気生理学的な信号を取得するために、適用され得る。データベースは、登録されたユーザーの、瞬目（ｅｙｅ ｂｌｉｎｋ）に関する固有のデータを含んで供される。処理装置は、電極及びデータベースに、動作可能に結合される。処理装置は、対象者（対象者は登録されたユーザーの一人である）の少なくとも１回の瞬目の間、少なくとも２つの電極からの電気生理学的な信号を受信するように、得られた電気生理学的な信号から瞬目に関する特徴を得るように、得られた瞬目に関する特徴を、データベース内の瞬目に関する特徴のあるデータの少なくとも一部と比較するように、及び前記の比較に基づいて、対象者の同一性を決定するように、作動し、前記瞬目に関する特徴は、前記電気生理学的な信号、形状、ピーク高さ及びピーク幅の１つ以上を含む。

本発明の第２の様態によると、方法が、生体認証のために供される。方法は、対象者の少なくとも１回の瞬目の間、前記対象者の顔に適用される、少なくとも２つの電極からの電気生理学的な信号を受信する段階、前記の得られた電気生理学的な信号から、瞬目に関する特徴を得る段階であって、前記瞬目に関する特徴は、前記電気生理学的な信号、形状、ピーク高さ及びピーク幅の１つ以上を含む、段階、前記の得られた瞬目に関する特徴を、登録されたユーザーの瞬目に関する特徴的なデータと比較する段階、であって、前記対象者は、前記登録されたユーザーの１人である、段階、及び前記の比較に基づいて、前記対象者の同一性を決定する段階、を含む。

Claims (9)

1. 生体認証のためのシステムであって、
   当該システムは、
   対象者の顔に、前記顔からの電気生理学的な信号を取得するために、適用される、少なくとも２つの電極と、
   登録されたユーザーの、瞬目に関する固有のデータを含むデータベースと、
   前記電極及び前記データベースに、動作可能に結合された処理装置と、
   を含み、
   前記処理装置は、
   前記対象者は前記登録されたユーザーの１人であって、前記対象者の少なくとも１回の瞬目の間、前記少なくとも２つの電極からの電気生理学的な信号を受信するように、
   得られた前記電気生理学的な信号から、瞬目に関する特徴を得るように、
   前記の得られた瞬目に関する特徴を、前記データベース内の、前記瞬目に関する固有のデータの少なくとも一部と、比較するように、
   前記の比較に基づいて、前記対象者の同一性を決定するように、
   作動する、生体認証のためのシステム。
2. 前記の比較は、形態学的な比較である、請求項１に記載の生体認証のためのシステム。
3. 前記少なくとも２つの電極は、１つの測定装置内に含まれる、請求項１に記載の生体認証のためのシステム。
4. 前記測定装置はヘッドギアである、請求項３に記載の生体認証のためのシステム。
5. 前記ヘッドギアは、１対の眼鏡又はヘッドバンドである、請求項４に記載の生体認証のためのシステム。
6. 前記測定装置は更に、
   取得された前記電気生態学的な信号を受信装置へと送るための、送信装置を含み、
   前記受信装置は、前記処理装置に接続される、
   請求項３に記載の生体認証のためのシステム。
7. 生体認証を実行するための装置であって、
   当該装置は処理装置を含み、
   前記処理装置は、
   対象者の少なくとも１回の瞬目の間、前記対象者の顔に適用された少なくとも２つの電極からの電気生理学的な信号を、受信するように、
   得られた前記電気生理学的な信号から、瞬目に関する特徴を得るように、
   前記の得られた瞬目に関する特徴を、登録されたユーザーの瞬目に関するデータを含む、データベース内の瞬目に関する固有のデータと、比較するように、
   前記の比較に基づいて、前記対象者の同一性を決定するように、
   作動する、生体認証を実行するための装置。
8. 対象者の少なくとも１回の瞬目の間、前記対象者の顔に適用された少なくとも２つの電極からの電気生理学的な信号を受信する段階、
   得られた前記電気生理学的な信号から、瞬目に関する特徴を得る段階、
   前記の得られた瞬目に関する特徴を、登録されたユーザーの瞬目に関する固有のデータと比較する段階であって、前記対象者は、前記登録されたユーザーの１人である、段階、及び
   前記の比較に基づいて、前記対象者の同一性を決定する段階、
   を含む、生体認証のための方法。
9. 処理装置が、請求項８に記載された方法を実行するように作動させる、コンピュータプログラム。

Images