个人认证装置和个人认证方法

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个人认证装置和个人认证方法
【专利摘要】本发明涉及个人认证装置和个人认证方法。个人认证装置,具备:心电计测电路(11),其使用多个电极来计测用户的心电波形;波峰检测部(12),其检测心电波形中的P波的波峰及Q波的波峰的至少一方、第一R波的波峰和第二R波的波峰;以及取得部(13),取得部(13)使第一R波的波峰与第二R波的波峰的时间间隔伸缩为第一预定时间,取得部(13),(i)使第一R波的波峰与所述P波的波峰的时间间隔伸缩为第二预定时间,(ii)使第一R波的波峰与Q波的波峰的时间间隔伸缩为第三预定时间,或(iii)使第一R波的波峰与P波的波峰的时间间隔伸缩为第二预定时间,并且使第一R波的波峰与Q波的波峰的时间间隔伸缩为第三预定时间。
【专利说明】
个人认证装置和个人认证方法
技术领域
[0001 ]本公开设及使用个人的屯、电波形来认证该个人的装置或方法等。
【背景技术】
[0002] W往,提出了计测个人用户的屯、电波形并使用该屯、电波形来认证该用户的装置和 方法(参照专利文献1)。
[0003] 在先技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1:日本专利第4782141号公报

【发明内容】

[0006] 但是,上述专利文献1的装置和方法中,存在认证的精度低运样的问题。
[0007] 本公开的非限定性的例示的一技术方案,是能够W高精度对个人进行认证的个人 认证装置。
[0008] 本公开的一技术方案设及的个人认证装置,具备:屯、电计测电路,其使用与用户接 触的多个电极来计测所述用户的屯、电波形;波峰检测部,其检测所述屯、电波形中的P波的波 峰及Q波的波峰的至少1方、第一 R波的波峰、和第二R波的波峰;取得部,其基于所述各波的 波峰使所述屯、电波形在时间轴方向和振幅方向上伸缩,由此取得第一规范化屯、电波形;W 及认证部,其参照登记信息,将与表示与所述第一规范化屯、电波形类似的特征的特征信息 关联的用户的识别信息输出,所述登记信息包含多个用户的识别信息、和与所述多个用户 的识别信息的各自相关联的表示屯、电波形的特征的特征信息,所述取得部,使所述第一 R波 的波峰与所述第二R波的波峰的时间间隔伸缩为第一预定时间,所述取得部,(i)使所述第 一 R波的波峰与所述P波的波峰的时间间隔伸缩为第二预定时间,(ii)使所述第一 R波的波 峰与所述Q波的波峰的时间间隔伸缩为第Ξ预定时间,或(iii)使所述第一 R波的波峰与所 述P波的波峰的时间间隔伸缩为所述第二预定时间,并且使所述第一R波的波峰与所述Q波 的波峰的时间间隔伸缩为所述第Ξ预定时间。
[0009] 再者,该概括的或具体的技术方案,可W通过系统、方法、集成电路、计算机程序或 计算机可读取的记录介质实现,也可W通过装置、系统、方法、集成电路、计算机程序和记录 介质的任意组合实现。计算机可读取的记录介质,包括例如CD-R0M(Compact Disc-Read Only Memory:光盘只读存储器)等非易失性的记录介质。
[0010] 根据本发明,能够W高精度对个人进行认证。
【附图说明】
[0011] 图1是表示1个周期的屯、电波形的图。
[0012] 图2是表示由专利文献1设想的使用屯、电波形的个人认证的概要的图。
[001 ;3 ]图3是表示使2个R波之间的屯吨波形在时间轴方向上伸缩的一例的图。
[0014] 图4A是表示线性插补的一例的图。
[0015] 图4B是表示线性插补的一例的图。
[0016] 图5是表示对6名被试验者的屯、电波形采用由专利文献1设想的方法进行认证的结 果的图。
[0017] 图6是表示由专利文献1设想的方法中的误认证的例子的图。
[0018] 图7是表示实施方式1中的个人认证装置的构成的框图。
[0019] 图8是表示实施方式1中的规则信息的一例的图。
[0020] 图9是表示实施方式1中的登记信息的一例的图。
[0021] 图10是表示实施方式1中的登记信息的另一例的图。
[0022] 图11是用于说明实施方式1中的规范化的一例的图。
[0023] 图12是表示实施方式1中的2个屯、电波形的相关性的一例的图。
[0024] 图13是表示实施方式1中的个人认证装置的认证阶段中的处理工作的流程图。
[0025] 图14是表示实施方式1中的取得部的处理工作的流程图。
[0026] 图15是表示实施方式1中的由取得部进行的时间轴方向上的伸缩的处理工作的流 程图。
[0027] 图16是表示实施方式1中的由取得部13进行的振幅方向上的伸缩的处理工作的流 程图。
[00%]图17是表示实施方式1中的认证部15的处理工作的流程图。
[0029] 图18A是表示实施方式1中的规则信息的另一例的图。
[0030] 图18B是用于说明实施方式1中的规则信息所示的预定时间的依据的图。
[0031] 图19是用于说明实施方式1中的规范化的另一例的图。
[0032] 图20是表示实施方式1中的2个波形的相关性的另一例的图。
[0033] 图21是表示实施方式1中的通过规范化而校准的波峰(调整对象波峰)的组合、和 对于该组合的正确率的图。
[0034] 图22是表示实施方式1的变形例设及的个人认证装置的构成的框图。
[0035] 图23是表示实施方式1的变形例设及的个人认证装置的登记阶段中的处理工作的 流程图。
[0036] 图24是表示实施方式1及其变形例中的通过规范化而校准的波峰(调整对象波峰) 的组合、和对于该组合的不使用签名(signa化re)而进行认证的情况下的正确率的图。
[0037] 图25是表示实施方式2中的个人认证装置的构成的框图。
[0038] 图26是表示实施方式2中的登记信息的一例的图。
[0039] 图27是用于说明实施方式2中的特征向量的生成方法的一例的图。
[0040] 图28是表示实施方式2中的个人认证装置的认证阶段中的处理工作的流程图。
[0041] 图29是对实施方式2中的所选择的要素的数量的每一个,示出调整对象波峰的组 合、和对于该组合的最大的正确率的图。
[0042] 图30是对实施方式2中的选择要素数量的每一个,示出调整对象波峰组、和对于该 调整对象波峰组正确率为100%的要素组的数量的图。
[0043] 图31是表示实施方式2中的选择要素数量为2的情况下,正确率为100%的各要素 组中所含的2个要素在矩阵上的位置的图。
[0044] 图32是表示实施方式2中的选择要素数量为2的情况下,正确率为100%的各要素 组中所含的2个要素在矩阵上的位置的图。
[0045] 图33是表示选择要素数量为3的情况下,正确率为100%的各要素组中所含的3个 要素在矩阵上的位置的图。
[0046] 图34是表示选择要素数量为3的情况下,正确率为100%的各要素组中所含的3个 要素在矩阵上的位置的图。
[0047] 图35是表示实施方式2的变形例设及的个人认证装置的构成的框图。
[0048] 图36是表示实施方式2的变形例设及的个人认证装置的登记阶段中的处理工作的 流程图。
[0049] 图37是表示实施方式1中的对于20秒W上的计测的正确率和对于3秒的计测的正 确率的图。
[0050] 图38是表示实施方式2中的对于20秒W上的计测的正确率和对于3秒的计测的正 确率的图。
[0051] 图39是用于说明实施方式3中的特征向量的生成方法的一例的图。
[0052] 图40是表示实施方式3中的选择要素数量为2的情况下的最大的正确率的图。
[0053] 图41是表示实施方式3中的选择要素数量为3的情况下的最大的正确率的图。
[0054] 图42是表示实施方式3中的选择要素数量为2的情况下的正确率为100%的要素组 的数量的图。
[0055] 图43是表示实施方式3中的选择要素数量为3的情况下的正确率为100%的要素组 的数量的图。
[0056] 图44是表示实施方式3中的选择要素数量为2的情况下,正确率为100%的各要素 组中所含的2个要素在矩阵上的位置的图。
[0057] 图45是表示实施方式3中的选择要素数量为2的情况下,正确率为100%的各要素 组中所含的2个要素在矩阵上的位置的图。
[0058] 图46是表示实施方式3中的选择要素数量为2的情况下,正确率为100%的各要素 组中所含的2个要素在矩阵上的位置的图。
[0059] 图47是表示实施方式3中的选择要素数量为2的情况下,正确率为100%的各要素 组中所含的2个要素在矩阵上的位置的图。
[0060] 图48是表示实施方式3中的选择要素数量为3的情况下,正确率为100%的各要素 组中所含的3个要素在矩阵上的位置的图。
[0061] 图49是表示实施方式3中的选择要素数量为3的情况下,正确率为100%的各要素 组中所含的3个要素在矩阵上的位置的图。
[0062] 图50是表示实施方式3中的选择要素数量为3的情况下,正确率为100%的各要素 组中所含的3个要素在矩阵上的位置的图。
[0063] 图51是表示实施方式3中的选择要素数量为3的情况下,正确率为100%的各要素 组中所含的3个要素在矩阵上的位置的图。
[0064] 图52是表示实施方式3中的个人认证装置的认证阶段中的处理工作的流程图。
[0065] 图53是表示实施方式3的变形例设及的个人认证装置的登记阶段中的处理工作的 流程图。
[0066] 图54是表示各实施方式及其变形例设及的个人认证装置的硬件构成的图。
[0067] 附图标记说明
[006引 10、10A、20、20A、40个人认证装置
[0069] 11屯吨计测部(屯、电计测电路)
[0070] 12波峰检测部
[0071] 13取得部
[0072] 14a输入部
[0073] 14b、14c 登记部
[0074] 15、15a 认证部 [00巧]16小波变换部
[0076] 17选择部
[0077] DB1规则存储部
[0078] DB2登记存储部
[00巧]DB3选择位置存储部
【具体实施方式】
[0080] (成为本发明的基础的见解)
[0081] 本申请发明人,关于"【背景技术】"一栏中记载的由专利文献1设想的装置和方法,发 现会产生W下的问题。首先,对由专利文献1设想的装置和方法进行说明。
[0082] 屯、电波形表示与屯、脏的屯、房和屯、室的极化过程相伴而周期性出现的电位即屯、电 位的时间变化。
[0083] 图1是表示1个周期的屯、电波形的图。
[0084] 屯、电波形具有P波、Q波、R波、S波和T波。P波是由屯、房的去极化产生的波。Q波、R波 和S波各波是由屯、室的去极化产生的波。T波是由屯、室的复极化产生的波。
[0085] 屯、电波形的特征因人而异。因此,能够使用屯、电波形对个人进行认证。W下,将个 人作为用户进行说明。但是,即使在同一用户的屯、电波形中,该波形的振幅或周期也会变 动。由此,要求不受同一用户的屯、电位的变动影响地,来区别多个用户间的屯、电波形的差 异。
[0086] 为了将包含屯、电波形的生物信息用于个人认证,需要登记阶段和认证阶段。在登 记阶段中,登记个人认证所使用的多个用户的生物信息。在认证阶段中,从所登记的多个用 户的生物信息之中,捜索与同计测出的用户的生物信息匹配的生物信息关联的用户。
[0087] 图2是表示由专利文献1设想的使用屯、电波形的个人认证的概要的图。
[0088] 在登记阶段中,基于R-R区间和R波的峰值对各用户的1个周期的屯、电波形进行规 范化。R-R区间是屯、电波形中的、R波的波峰与下一个R波的波峰之间的区间。接着,计算所有 用户的平均(总平均)的屯、电波形。从各用户的被规范化了的屯、电波形减去总平均的屯、电波 形,保存通过该减算而得到的差作为各用户的签名。
[0089] 在认证阶段中,基于R-R区间和R波的峰值对作为被试验者的用户的1个周期的屯、 电波形进行规范化。从该被规范化了的屯、电波形减去总平均。接着,从已登记的各用户的签 名之中,捜索与同通过该减算而得到的差的相关性最高的签名关联的用户,并输出该用户 的ID(识别信息)。
[0090] 本申请发明人,对由专利文献1设想的使用屯、电波形的个人认证方法的课题进行 了研究。具体而言,按照由专利文献1设想的方法,如下进行了个人认证。
[0091] 目P,使用无线生物电位传感器计测了 6名被试验者的屯、电波形。在被试验者用一只 手持有Ag电极,用另一只手持有AgCl电极的状态下,计测了被试验者的屯、电波形。该计测的 采样频率为1024化。对每一名被试验者,在3天里在不同的时间计测了 12次屯、电波形。每1次 计测中,计测了20秒W上(21~39秒)屯、电波形。12次计测出的屯、电波形之中,9次屯、电波形 用于登记,剩余的3次屯、电波形用于认证。
[0092] 计测出的屯、电波形中包含低频噪声,因此作为前处理将5Hz的高通滤波器应用于 屯、电波形。在预处理之后,从该屯、电波形之中检测P波、Q波、R波、S波和T波的所有的波峰。由 于屯、电波形的振幅和周期每次都会变动,因此对每1周期,基于该周期的时间(R-R区间)和 振幅(R波峰值)进行了屯、电波形的规范化。基于R-R区间的规范化中,使2个R波之间的屯、电 波形在时间轴方向上伸缩,W使R-R区间成为预定的时间。
[0093 ]图3是表示使2个R波之间的屯吨波形在时间轴方向上伸缩的一例的图。
[0094] 使屯、电波形在时间轴方向上伸缩,W使2个不同的R-R区间RR1、RR2成为预定的时 间RRnorm。通过运样的伸缩,使屯吨波形在时间轴方向上规范化。再者,图3所示的图表的纵 轴表示电位,横轴表示样本序号或样本数量。采样频率为1024化,因此该横轴的样本序号或 样本数量表示与该采样频率对应的时刻或时间。在此,版norm为100个样本。屯、电波形的时 间轴的伸缩方法为线性插补。
[0095] 图4A和图4B是表示线性插补的一例的图。
[0096] 图4A所示的由样本1~N1构成的波形n,如图4B所示,被规范化为由样本1~N2构 成的波形f 2。波形f 2中的样本序号k的值,如W下的式(1)那样,采用波形η中的样本序号表 /J、- 〇
[0097]
[0098] 在此,如果(1+化-DN1/N2)不为整数,则如下述式(2)那样计算f2化)。
[0102] 其中,
[0103] L J
[0104] 和 [01 化]「1
[0106] 分别表示负和正的无穷大方向的舍入(丸故)。
[0107] 接着,在基于R波的峰值的规范化中,对每个R-R区间,将该R-R区间的屯、电波形基 于预定比率ratio3分割为2个区间。并且,如果将R-R区间的时间长度设为RR,则将从0到 rati〇3 X RR为止的时间范围中的屯、电波形的电位除W第一R波的峰值。并且,将从ratio3 X RR到R-R区间的结束端为止的时间范围中的屯、电波形的电位除W第二R波的峰值。通过运样 的除算即伸缩,使屯、电波形在振幅方向上规范化。通过该伸缩,使R波的峰值始终为1。在此, ratio3为0.7。
[0108] 在对1名用户计测出的屯、电波形中存在多个R-R区间的波形的情况下,基于R-R区 间和R波的峰值,将1个周期的被规范化了的多个屯、电波形平均化。在被平均化了的屯、电波 形中,将从ratio3XRR到R-R区间的结束端为止的时间范围中的波形,移动至从0到ratios X RR为止的时间范围中的波形之前。由此W P波、Q波、R波、S波、T波的顺序排列各波。再者, 该移动是任意的。
[0109] 对用户i登记的数据中包含被平均化了的时间RRnorm的屯、电波形ECGMean i和R-R 区间的数量RRNumi。如果所登记的用户的数量为N,则所有用户的平均(总平均化CGMeanAll 由W下的式(3)计算。
[0110]
[011。 在此,k表示样本序号,是1~RRnorm的任一个值。
[0112] 对每个为了认证而计测出的屯、电波形进行了认证。对6名被试验者,将每个被试验 者的3个屯、电波形用于认证,因此对合计18个屯、电波形进行了评价。作为评价方法,计算了 屯、电波形被正确认证的数量的比例(正确率)。
[0113] 图5是表示对6名被试验者的屯、电波形,采用由专利文献1设想的方法进行了认证 的结果的图。
[0114] 图5的表中,左端的沿纵向排列的序号分别是实际的用户序号,上端的沿横向排列 的序号分别是通过认证而输出的用户序号。对每个用户正确认证的次数,由图5的表中沿对 角线排列的数字表示。正确率为72%。像运样,由专利文献1设想的方法中认证的精度低。
[0115] 图6是表示由专利文献1设想的方法中的误认证的例子的图。
[0116] 图6中的左侧的图表表示被试验者1的认证数据(实线)和登记数据(虚线)。认证数 据是基于为了认证而计测出的1个屯、电波形而生成的、被平均化和规范化了的1个周期的屯、 电波形。另外,登记数据是对每个被试验者,基于预先计测出的9个屯、电波形而生成的、被平 均化和规范化了的1个周期的屯、电波形。图6中的正中的图表表示所有用户的屯、电波形的平 均(总平均)。图6中的右侧的图表表示通过从认证数据减去总平均而得到的差(实线)和通 过从登记数据减去总平均而得到的差(虚线)。
[0117] 2个差的相关性为0.23,该相关性低。其原因是,如左侧的图表所示,虽然2个波形 相似,但P波、Q波、S波和T波的波峰的位置偏移。
[0118] R波W外的波的波峰与R波的波峰之间的时间,相对于R-R区间为非线性,因此在规 范化时会产生运样的偏移。
[0119] 为解决运样的问题,本公开的一技术方案设及的个人认证装置,具备:屯、电计测电 路,其使用与用户接触的多个电极来计测所述用户的屯、电波形;波峰检测部,其检测所述屯、 电波形中的P波的波峰及Q波的波峰的至少一方、第一 R波的波峰、和第二R波的波峰;取得 部,其基于所述各波的波峰使所述屯、电波形在时间轴方向和振幅方向上伸缩,由此取得第 一规范化屯、电波形;W及认证部,其参照登记信息,将与表示与所述第一规范化屯、电波形类 似的特征的特征信息关联的用户的识别信息输出,所述登记信息包含多个用户的识别信 息、和与所述多个用户的识别信息的各自相关联的表示屯、电波形的特征的特征信息,所述 取得部使所述第一 R波的波峰与所述第二R波的波峰的时间间隔伸缩为第一预定时间,所述 取得部,(i)使所述第一 R波的波峰与所述P波的波峰的时间间隔伸缩为第二预定时间,(ii) 所述第一R波的波峰与所述Q波的波峰的时间间隔伸缩为第Ξ预定时间,或(iii)使所述第 一 R波的波峰与所述P波的波峰的时间间隔伸缩为所述第二预定时间,并且使所述第一 R波 的波峰与所述Q波的波峰的时间间隔伸缩为所述第Ξ预定时间。例如,所述登记信息中所含 的各用户的所述特征信息表示屯、电波形。
[0120] 由此,第一规范化屯、电波形中,第一R波的波峰与P波的波峰之间的时间被设为第 二预定时间,或第一 R波的波峰与Q波的波峰之间的时间被设为第Ξ预定时间。因此,能够不 受第一 R波的波峰与P波的波峰之间的时间、或第一 R波的波峰与Q波的波峰之间的时间的影 响,进行对于用户的屯吨波形的认证。其结果,能够得到例如94%或83%的正确率,能够W 高精度认证个人用户。
[0121] 另外,能够不仅不受第一 R波的波峰与P波的波峰之间的时间的影响,还不受第一 R 波的波峰与Q波的波峰之间的时间的影响,进行对于用户的屯、电波形的认证。其结果,能够 得到例如83%的正确率,能够W高精度认证个人用户。
[0122] 另外,可W为,所述波峰检测部还检测所述屯、电波形中的S波的波峰,所述取得部 还使所述第一 R波的波峰与所述S波的波峰的时间间隔伸缩为第四预定时间。
[0123] 由此,能够还不受第一R波的波峰与S波的波峰之间的时间的影响,进行对于用户 的屯、电波形的认证。其结果,能够得到例如94%或83%的正确率,能够W高精度认证个人用 户。
[0124] 另外,可W为,所述波峰检测部还检测所述屯、电波形中的T波的波峰,所述取得部 还使所述第一 R波的波峰与所述T波的波峰的时间间隔伸缩为第五预定时间。
[0125] 由此,能够还不受第一R波的波峰与T波的波峰之间的时间的影响,进行对于用户 的屯、电波形的认证。其结果,能够得到例如89%或83%的正确率,能够W高精度认证个人用 户。
[0126] 另外,可W为,所述波峰检测部还检测所述屯、电波形中的S波的波峰和T波的波峰, 所述取得部使所述第一 R波的波峰与所述S波的波峰的时间间隔在时间轴方向上伸缩为第 四预定时间,并且使所述第一R波的波峰与所述T波的波峰的时间间隔伸缩为第五预定时 间。
[0127] 由此,能够还不受第一 R波的波峰与S波的波峰之间的时间、W及第一 R波的波峰与 T波的波峰之间的时间的影响,进行对于用户的屯、电波形的认证。其结果,能够得到例如 94%或83%的正确率,能够W高精度认证个人用户。
[0128] 另外,可W为,所述个人认证装置还具备:输入部,其接受多个登记对象用户的各 自的识别信息的输入;和登记部,其通过将由所述输入部接受的所述多个登记对象用户的 识别信息、与表示对于所述多个登记对象用户的每一个由所述取得部取得的第一规范化屯、 电波形的特征的特征信息相关联,生成所述登记信息。
[0129] 由此,利用由取得部取得的第一规范化屯、电波形生成登记信息,因此能够简单地 生成正确的登记信息。
[0130] 另外,可W为,所述个人认证装置还具备:小波变换部,其对由所述取得部取得的 所述第一规范化屯、电波形进行小波变换而生成第一矩阵;和选择部,其从生成的所述第一 矩阵中选择至少2个要素,生成由所选择的所述至少2个要素构成的特征向量,所述认证部, 参照包含向量作为各用户的所述特征信息的所述登记信息,将与类似于生成的所述特征向 量的向量关联的用户的识别信息输出。
[0131] 由此,登记信息中所含的特征信息为向量,因此与特征信息表示屯、电波形的情况 相比,能够抑制该登记信息的数据量。所W,能够消减保存登记信息的存储器的容量。另外, 例如对于计测了 20秒W上的屯、电波形,能够使正确率成为100%。
[0132] 另外,可W为,所述取得部还通过使所述屯、电波形在时间轴方向和振幅方向上伸 缩,取得第二规范化屯、电波形,所述第二规范化屯、电波形,在所述屯、电波形中所含的各波峰 间的时间间隔之中,只有所述第一R波的波峰与所述第二R波的波峰的时间间隔被伸缩为所 述第一预定时间,所述个人认证装置还具备:小波变换部,其对由所述取得部取得的所述第 一规范化屯、电波形进行小波变换而生成第一矩阵,并且对由所述取得部取得的所述第二规 范化屯、电波形进行小波变换而生成第二矩阵;和选择部,其从生成的所述第一矩阵和所述 第二矩阵的各自中选择至少1个要素,生成由所选择的至少2个要素构成的特征向量,所述 认证部,参照包含向量作为各用户的所述特征信息的所述登记信息,将与类似于生成的所 述特征向量的向量关联的用户的识别信息输出。
[0133] 由此,进行对第一规范化屯、电波形的小波变换和对第二规范化屯、电波形的小波变 换。因此,即使对于例如计测了 3秒的屯、电波形,也能够提高正确率,能够W高精度在短时间 内认证个人用户。
[0134] 另外,可W为,由所述取得部取得的所述第一规范化屯、电波形中,作为P波、Q波、S 波和T波之中的至少1个波的波峰的调整对象波峰与所述第一R波的波峰的时间间隔,伸缩 为与至少1个所述调整对象波峰的各自对应的预定时间的情况下,所述登记信息中所含的 各用户的所述特征信息,表示通过使该用户的屯、电波形在时间轴方向和振幅方向上伸缩而 取得的登记规范化屯、电波形的特征,所述登记规范化屯、电波形和所述第一规范化屯、电波形 中,第一R波的波峰与第二R波的波峰的时间间隔相等,并且至少1个所述调整对象波峰的各 自与所述第一 R波的波峰的时间间隔的时间相等。
[0135] 由此,登记规范化屯、电波形和第一规范化屯、电波形中,至少1个调整对象波峰的各 自与第一R波的波峰之间的时间相等。因此,能够不受至少1个调整对象波峰的各自的时刻 (时间轴上的位置)的影响,进行对于用户的屯、电波形的认证。其结果,能够W高精度认证个 人用户。
[0136] 本公开的另一技术方案设及的个人认证装置,具备:屯、电计测电路,其使用多个电 极来计测用户的屯、电波形;波峰检测器,其检测所述屯、电波形中所含的多个波峰;取得部, 其基于所述多个波峰使所述屯、电波形伸缩,由此取得规范化屯、电波形;W及认证器,其基于 预先记录的信息和所述规范化屯、电波形,输出确定所述用户的信息,所述屯、电波形包含第 一波形和紧接着第一波形的第二波形,所述多个波峰包含所述第一波形中所含的第一 R波 的波峰和所述第二波形中所含的第二R波的波峰,所述多个波峰包含所述第一波形中所含 的P波的波峰和所述第一波形中所含的Q波的波峰的至少一方,所述第一波形和所述第二波 形的各自不含多个R波的波峰,所述取得部使所述第一 R波的波峰与所述第二R波的波峰的 时间间隔伸缩为第一预定时间,所述取得部实施第一拉伸、第二拉伸和第Ξ拉伸中的一方, 所述第一拉伸中,所述取得部使所述第一R波的波峰与所述P波的波峰的时间间隔伸缩为第 二预定时间,所述第二拉伸中,所述取得部使所述第一R波的波峰与所述Q波的波峰的时间 间隔伸缩为第Ξ预定时间,所述第Ξ拉伸中,所述取得部使所述第一R波的波峰与所述P波 的波峰的所述时间间隔伸缩为所述第二预定时间,并且使所述第一 R波的波峰与所述Q波的 波峰的所述时间间隔伸缩为所述第Ξ预定时间,所述预先记录的信息包括基于包含所述用 户在内的多个用户的各自的屯、电波形的信息。
[0137] W下,参照附图对实施方式进行具体说明。
[0138] 再者,W下说明的实施方式都表示概括的或具体的例子。在W下的实施方式中所 示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置W及连接方式、步骤、步骤的顺序等 只是一例,其主旨并不限定本公开。另外,对于W下的实施方式中的构成要素之中没有记载 于表示最上位概念的独立权利要求中的构成要素,作为任意的构成要素进行说明。
[0139] (实施方式1)
[0140] (个人认证装置10的构成)
[0141] 图7是表示实施方式1中的个人认证装置的构成的框图。
[0142] 个人认证装置10具备屯、电计测部11、波峰检测部12、取得部13和认证部15。
[0143] (屯、电计测部11)
[0144] 屯、电计测部11使用与用户接触的多个电极(即,电极群),计测该用户的屯、电波形。 再者,具体而言,屯、电计测部11通过在每个预定的采样周期计测屯、电位,将表示屯、电波形的 屯、电数据输出。屯、电数据表示该采样周期的每一个的、换言之每经过预定的时间的屯、电位。 因此,根据该屯、电数据,屯、电位随时间的推移被表示为屯、电波形。再者,屯、电计测部11例如 被构成为屯、电计测电路。另外,屯、电计测部11可W具备电极群,也可W不具备电极群。在不 具备电极群的情况下,屯、电计测部11与电极群中所含的各个电极电连接。
[0145] 运样的屯、电计测部11,通过计测预定时间(例如1~2秒)W上,计测具有2个W上R 波的波峰的屯、电波形。例如,屯、电计测部11W1024化的采样频率对屯、电位进行采样。
[0146] 多个电极可用户的屯、脏位于该多个电极之间的方式与用户接触。例如,多个 电极之中的任一个与用户的右手接触,剩余的任一个与左手接触。或者,多个电极之中的任 一个与用户的右脚接触,剩余的任一个与左脚接触。另外,多个电极可W通过W用户的双手 把持而与用户接触。或者,多个电极可W通过粘接剂而贴附于用户,由此与用户接触。
[0147] (波峰检测部12)
[014引波峰检测部12从由屯、电计测部11计测出的屯、电波形中检测2个W上R波的波峰。并 且,波峰检测部12从由屯、电计测部11计测出的屯、电波形中检测P波的波峰作为调整对象波 峰。调整对象波峰是屯、电波形中所含的P波、Q波、S波和T波之中波峰的时刻(时间轴上的位 置)被调整的波的波峰,在存储于规则存储部DB1的规则信息中表示。在此,本实施方式中, 调整对象波峰是屯、电波形中所含的P波、Q波、S波和T波之中至少包含P波或Q波的1个或多个 波。W下,首先W调整对象波峰仅是P波的情况为例进行说明,图18AW后,对调整对象波峰 是P波、Q波、S波和T波的例子等其它例子进行说明。
[0149] 波峰检测部12,如上所述,检测2个R波的波峰,并且参照规则信息,由此决定P波的 波峰作为调整对象波峰,检测该P波的波峰。
[0150] 例如,波峰检测部12检测屯、电波形之中、预定的电位下的波的宽度为阔值W下且 电位的最大值为阔值W上的波的波峰作为R波的波峰。并且,波峰检测部12检测在R波的波 峰的时刻之前的预定的时间范围中出现的、具有电位的最大值的波的波峰作为P波的波峰。 再者,波峰检测部12可W基于其它公知的方法来检测R波的波峰和P波的波峰。另外,可W检 测表示比电位的最大值低预定的电位的电位的波的时刻,作为该波的波峰的时刻。
[0151] 在此,将2个W上的R波的波峰,从在屯、电波形中出现的时刻最早的R波开始依次记 为R1波、R2波、· · ·、RN波(N为整数)。将第N个R波的波峰记为第一R波,将第N+1个R波记为 第二R波。将第一R波与第二R波之间的区间记为"R-R区阿'。另外,波峰检测部12可W对每个 R-R区间检测S波的波峰、T波的波峰、P波的波峰和Q波的波峰。
[0152] (取得部 13)
[0153] 取得部13基于由波峰检测部12检测出的各波的波峰,使计测出的屯、电波形在时间 轴方向和振幅方向上伸缩,由此取得规范化屯、电波形(第一规范化屯、电波形)。
[0154] 在进行时间轴方向的伸缩时,取得部13通过参照存储于规则存储部DB1的规则信 息,决定P波作为调整对象波峰,并且确定相对于该P波的波峰的预定时间(第二预定时间)。 该第二预定时间是第一 R波的波峰与调整对象波峰的时间间隔。取得部13使屯、电波形中的 第一 R波的波峰与第二R波的波峰的时间间隔伸缩为预定的时间RRnorm(第一预定时间)。并 且,取得部13使屯、电波形中的第一 R波的波峰与作为调整对象波峰的P波的波峰的时间间隔 伸缩为第二预定时间。
[0155] 在进行振幅方向上的伸缩时,取得部13将在时间轴方向上伸缩了的屯、电波形中的 第一区间的电位除W第一 R波的峰值,将该屯、电波形中的第二区间的电位除W第二R波的峰 值。由此,屯、电波形在振幅方向上伸缩。另外,例如规则存储部DB1中存储有表示预定的电位 大小的信息的情况下,取得部13可W使用该信息进行振幅方向上的伸缩。该信息例如表示 V0的电位的大小。该情况下,取得部13对在时间轴方向上伸缩了的屯、电波形中的第一区间 的电位,乘WV0/(第一 R波的峰值),对该屯、电波形中的第二区间的电位,乘WV0/(第二R波 的峰值)。由此,屯、电波形在振幅方向上伸缩,伸缩后的屯、电波形的最大的电位大小成为V0。
[0156] (认证部 15)
[0157] 认证部15参照存储于登记存储部DB2的登记信息,对由取得部13取得的规范化屯、 电波形的用户进行认证。在此,登记信息包含多个用户的识别信息、和与运些多个用户的识 别信息的各自相关联的表示屯、电波形的特征的特征信息。本实施方式中,特征信息是对于 该用户登记的屯、电波形(登记屯、电波形)。另外,对用户进行认证,包括从登记信息中所含的 多个用户的识别信息中输出1个用户的识别信息。通过该认证,确定由屯、电计测部11计测出 的屯、电波形的用户。
[0158] 例如,认证部15从登记信息中所含的多个登记屯、电波形之中,输出与同由取得部 13取得的规范化屯、电波形最类似的、或相关性最高的登记屯、电波形关联的用户的识别信 息。或者,认证部15求出登记信息中所含的多个登记屯、电波形的每一个与由取得部13取得 的规范化屯、电波形的类似度,将与预定的类似度W上且具有最高的类似度的登记屯、电波形 相关联的用户的识别信息输出。该预定的类似度,可W在登记存储部DB2的登记信息中表 示,也可W在存储于登记存储部DB2的与登记信息不同的信息中表示。或者,认证部15可W 保存表示该预定的类似度的信息,也可W从个人认证装置10所具备的记录介质中读取该信 息。
[0159] 另外,认证部15可W在对登记信息中所含的多个登记屯、电波形的每一个求出的类 似度都比预定的类似度小的情况下,输出表示无法对用户进行认证的信息。即,认证部15可 W输出表示所取得的规范化屯、电波形与所登记的识别信息的用户没有关联的信息。
[0160] (规则存储部DB1)
[0161] 图8是表示实施方式1中的规则信息的一例的图。
[0162] 存储于规则存储部DB1的规则信息,表示调整对象波峰、和与该调整对象波峰对应 的预定时间。调整对象波峰是P波的波峰。预定时间是第二预定时间,例如为0.85 XRRnorm。 再者,用于表示该P波的预定时间的、与R化orm相乘的系数可W不是0.85,是0.79~0.94的 范围内的值。
[0163] (登记存储部DB2)
[0164] 图9是表示实施方式1中的登记信息的一例的图。
[0165] 存储于登记存储部DB2的登记信息,包括多个用户的识别信息、和与运些多个用户 的识别信息的各自相关联的表示屯、电波形的特征的特征信息。本实施方式中,特征信息是 用户的规范化后的屯、电波形即上述的登记屯、电波形。登记屯、电波形表示时刻和在该时刻的 屯、电位的大小。用户的识别信息是例如包含用户的姓名、年龄或体重的能对个人进行识别 的信息。
[0166] 另外,登记信息可W对于每个用户表示该用户的R-R区间的数量。该R-R区间的数 量是在生成登记屯、电波形时由屯、电计测部11计测出的用户的屯、电波形中所含的R-R区间的 数量,在计算后述的所有用户的登记屯、电波形的平均(总平均)时使用。
[0167] 另外,登记屯、电波形可使各波按照P波、Q波、R波、S波、T波的顺序排列的方式 进行上述的移动,也可W不进行移动。
[016引图10是表示实施方式1中的登记信息的另一例的图。
[0169] 登记屯、电波形可W代替如图9所示对每个预定的时刻表示该时刻和该时刻的屯、电 位,而如图10所示表示规范化了的屯、电波形本身。该情况下,同样,登记屯、电波形可使 各波按照P波、Q波、R波、S波、T波的顺序排列的方式进行上述的移动,也可W不进行移动。
[0170] 另外,本实施方式中的登记屯、电波形,是通过使用户的屯、电波形在时间轴方向和 振幅方向上伸缩而规范化的屯、电波形。并且,在为了生成该登记屯、电波形而由屯、电计测部 11计测出的用户的屯、电波形中具有多个R-R区间的情况下,对该R-R区间的数量的被规范化 了的屯、电波形进行平均化。通过该平均化而得到的屯、电波形是上述的登记屯、电波形。另外, 该登记屯、电波形中的第一 R波的波峰与调整对象波峰(P波的波峰)之间的时间与上述的第 二预定时间一致。
[0171] 图11是用于说明实施方式1中的规范化的一例的图。
[0172] 取得部13通过使R-R区间的屯、电波形在时间轴方向和振幅方向上伸缩而进行规范 化。
[0173] 具体而言,取得部13将R-R区间的屯、电波形分割为第一R波的波峰与P波的波峰之 间的区间即R-P区间、和P波的波峰与第二R波的波峰之间的区间即P-R区间。并且,取得部13 对运些区间的每一个,使屯、电波形在时间轴方向上伸缩,W使R-R区间的时间成为第一预定 时间RRrorm,R-P区间的时间成为第二预定时间RPnorm,P-R区间的时间成为预定时间 Pfoiorm。在此,第一预定时间RRrorm是例如100个样本的时间。第二预定时间RPnorm如图8的 规则信息所示,是0.85 X 100 = 85个样本的时间。另外,预定时间ranorm是通过从第一预定 时间RRrorm减去第二预定时间RPnorm而得到的时间,是100-85 = 15个样本的时间。像运样, 作为P波的波峰的调整对象波峰被调整为在预定时间产生。换言之,调整对象波峰被校准, 使得该调整对象波峰与第一 R波的波峰之间的时间成为预定时间。在校准该调整对象波峰 时,作为屯、电波形的时间轴方向上的伸缩方法,采用由上述的式(1)和式(2)所示的线性插 补。
[0174] 图12是表示实施方式1中的2个屯、电波形的相关性的一例的图。
[0175] 图12中的左侧的图表表示由取得部13取得的用户的规范化屯、电波形(实线)、和该 用户的登记屯、电波形(虚线)。例如,该用户是图5所示的被试验者1。图12中的正中的图表表 示所有用户的登记屯、电波形的平均(总平均)。图12中的右侧的图表表示通过从规范化屯、电 波形减去总平均而得到的差(实线)和通过从登记屯、电波形减去总平均而得到的差(虚线)。 运些差的相关性为0.49,该相关性高。因此,所取得的规范化屯、电波形与被试验者1的登记 屯、电波形的相关性在与被试验者1~被试验者6的登记屯、电波形的相关性之中最高,所W对 于该取得的规范化屯、电波形,能够正确地输出被试验者1的识别信息。再者,相关性例如表 示为皮尔逊积差相关系数。
[0176] (认证阶段的处理流程)
[0177] 图13是表示实施方式1中的个人认证装置10的认证阶段中的处理工作的流程图。
[0178] 首先,屯、电计测部11使用与用户接触的多个电极来计测该用户的屯、电波形(步骤 S10)〇
[0179] 波峰检测部12从在步骤S10中计测出的屯、电波形中检测屯、电波形的第一 R波和第 二R波各自的波峰。并且,波峰检测部12检测P波的波峰作为调整对象波峰(步骤S11)。
[0180] 取得部13基于检测出的各波峰,使该屯、电波形在时间轴方向和振幅方向上伸缩, 由此取得规范化屯、电波形(步骤S12)。此时,取得部13在时间轴方向上的伸缩中,使屯、电波 形中的第一R波的波峰与第二R波的波峰之间的时间伸缩为第一预定时间(R化orm)。并且, 取得部13使规范化屯、电波形中的第一 R波的波峰与作为调整对象波峰的P波的波峰之间的 时间伸缩为第二预定时间。即取得部13校准P波的波峰。
[0181] 另外,取得部13在步骤S10中计测出的屯、电波形中包含多个R-R区间的情况下,在 步骤S12中取得被平均化了的规范化屯、电波形。即,取得部13对多个R-R区间的每一个生成 规范化屯、电波形。并且,取得部13通过算出该R-R区间的数量的规范化屯、电波形的平均,取 得该平均化的规范化屯、电波形。
[0182] 认证部15接受存储于登记存储部DB2的登记信息(步骤S13)。接着,认证部15参照 在步骤S13中接受的登记信息,将与同在步骤S12中取得的规范化屯、电波形类似的登记屯、电 波形关联的用户的识别信息输出。即,认证部15将与表示与所取得的规范化屯、电波形类似 的特征的登记屯、电波形关联的用户的识别信息输出。
[0183] (取得部13的处理流程)
[0184] 图14是表示实施方式1中的取得部13的处理工作的流程图。即,图14是详细表示图 13的步骤S12的处理的流程图。
[0185] 取得部13通过参照存储于规则存储部DB1的规则信息,从P波的波峰、Q波的波峰、S 波的波峰和T波的波峰之中决定校准的波峰即调整对象波峰(例如P波的波峰)(步骤S51)。 并且,取得部13基于图13所示的步骤S11中检测出的R波的波峰,确定屯、电波形中所含的R-R 区间的数量RRNum(步骤S52)。接着,取得部13将计数η的值初始化为1 (步骤S53)。
[0186] 然后,取得部13判定计数η是否为数量RRNumW下(步骤S54)。在此,如果判定为数 量RRNum W下(步骤S54中为是),取得部13通过时间轴方向上的伸缩,将在步骤S51中决定的 调整对象波峰校准,使屯、电波形的第η个R-R区间规范化(步骤S55)。进而,取得部13通过基 于该第η个R-R区间中的R波的峰值的振幅方向上的伸缩,使该R-R区间的各电位规范化(步 骤S56)。由此,生成第η个R-R区间的规范化屯、电波形。进而,取得部13使计数η增加1(步骤 S57),反复执行从步骤S54开始的处理。
[0187] 取得部13如果在步骤S54中判定计数η不为数量RRNumW下(步骤S54中为否),则使 RRNum个规范化屯、电波形平均化(步骤S58)。由此,取得平均化的规范化屯、电波形。
[0188] 在此,取得部13可W对平均化的规范化屯、电波形进行移动。即,取得部13将平均化 的规范化屯、电波形之中一部分的波形移动至剩余部分的波形之前。一部分的波形是从由 (rat i03 X版norm)所示的时刻到由RRnorm所示的时刻为止的时间范围中的波形。剩余部分 的波形是从0到由(ratio3 X RRnorm)所示的时刻为止的时间范围中的波形。再者,RRnorm是 上述的第一预定时间,由RRnorm所示的时刻是从0开始经过了RRnorm的时刻。同样地,由 (ratio3 X RRnorm)所示的时刻是从0开始经过了(ratio3 X RRnorm)的时刻。另外,ratio3例 如为0.7。由此,在平均化的规范化屯吨波形中,各波卵波、Q波、R波、S波、T波的顺序排列。 再者,该移动是任意的。
[0189] (时间轴方向上的伸缩的处理流程)
[0190] 图15是表示实施方式1中的由取得部13进行的时间轴方向上的伸缩的处理工作的 流程图。即,图15是详细表示图14的步骤S55的处理的流程图。
[0191] 取得部13确定在图14的步骤S51中所决定的调整对象波峰的数量PeakNum(步骤 S21)。例如,如果调整对象波峰仅为P波的波峰,则取得部13确定1作为数量化akNum。
[0192] 接着,取得部13W在图13的步骤S11中检测出的第一 R波的波峰、调整对象波峰、和 第二R波的波峰成为边界的方式,将R-R区间分割为(数量PeakNum+l)个小区间(步骤S22)。
[0193] 并且,取得部13基于规则信息使屯、电波形在时间轴方向上伸缩,W使各区间成为 预定的时间(步骤S23)。由此,R-R区间的屯吨波形通过在时间轴方向上伸缩而被规范化。 即,进行时间轴方向上的规范化。
[0194] (振幅方向上的伸缩的处理流程)
[0195] 图16是表示实施方式1中的由取得部13进行的振幅方向上的伸缩的处理工作的流 程图。即,图16是详细表示图14的步骤S56的处理的流程图。
[0196] 取得部13将在图14的步骤S55中通过时间轴方向上的伸缩而被规范化的屯、电波形 W预定的比率ratio3分割为2个区间(步骤S25)。即,取得部13将屯、电波形分割为第一区间 和第二区间。第一区间是从0到由(ratio3 X版norm)所示的时刻为止的区间。第二区间是从 由(rat i 0 3 X RRnorm)所示的时刻到由RRnorm所示的时刻为止的区间。
[0197] 接着,取得部13将第一区间中的屯、电波形的电位除W第一 R波的峰值(步骤S26)。
[0198] 并且,取得部13将第二区间中的屯、电波形的电位除W第二R波的峰值(步骤S27)。 由此,R-R区间的屯、电波形通过在振幅方向(或高度方向)上伸缩而被规范化。即,进行振幅 方向上的规范化。
[0199] (认证部15的处理流程)
[0200] 图17是表示实施方式1中的认证部15的处理工作的流程图。即,图17是详细表示图 13的步骤S14的处理的流程图。
[0201] 认证部15基于在图13的步骤S13中接受到的登记信息,使用上述的式(3)计算所有 用户的登记屯、电波形的平均(总平均)(步骤S30)。
[0202] 认证部15基于在图13的步骤S13中接受到的登记信息,生成与所登记的各用户的 识别信息对应的签名。换言之,认证部15生成所登记的各用户的签名(步骤S31)。具体而言, 认证部15对于登记信息所示的用户的识别信息的每一个,将从该用户的识别信息的登记屯、 电波形减去在步骤S30中计算出的总平均,由此生成其差作为签名。
[0203] 认证部15生成在图13的步骤S12中取得的规范化屯、电波形(更具体而言为平均化 的规范化屯、电波形)的签名(步骤S32)。即,认证部15将从所取得的规范化屯、电波形减去在 步骤S30中计算出的总平均,由此生成其差作为所取得的规范化屯、电波形的签名。
[0204] 认证部15计算在步骤S32中生成的签名与在步骤S31中生成的各用户的签名的相 关性(步骤S33)。并且,认证部15捜索与示出在步骤S33中计算出的相关性之中在登记信息 中最高的相关性的签名关联的用户的识别信息(步骤S34)。
[0205] 在此,上述的例子中,调整对象波峰仅为P波的波峰。但是,调整对象波峰是屯、电波 形中所含的P波、Q波、S波和T波之中至少包含P波或Q波的1个或多个波。例如,调整对象波峰 可W是P波、Q波、S波和T波各自的波峰。
[0206] (规则存储部DB1的另一例)
[0207] 图18A是表示实施方式1中的规则信息的另一例的图。
[0208] 存储于规则存储部DB1的规则信息,对于每个调整对象波峰,示出该调整对象波峰 和与该调整对象波峰对应的预定时间。调整对象波峰是P波、Q波、S波和T波各自的波峰。另 夕h规则信息,作为与P波的波峰对应的预定时间(第二预定时间),示出〇.85XRRnorm,作为 与Q波的波峰对应的预定时间(第Ξ预定时间),示出0.95XRRnorm。并且,规则信息,作为与 S波的波峰对应的预定时间(第四预定时间),示出0.05 X R化orm,作为与T波的波峰对应的 预定时间(第五预定时间),示出0.35 X RRnorm。
[0209] 再者,为了表示与P波的波峰对应的预定时间(第二预定时间)而与版norm相乘的 系数可W不是0.85,是0.79~0.94的范围内的值。同样地,为了表示与Q波的波峰对应的预 定时间(第Ξ预定时间)而与R化orm相乘的系数可W不是0.95,是0.95~0.98的范围内的 值。同样地,为了表示与S波的波峰对应的预定时间(第四预定时间)而与版norm相乘的系数 可W不是0.05,是0.01~0.07的范围内的值。同样地,为了表示与T波的波峰对应的预定时 间(第五预定时间)而与RRnorm相乘的系数可W不是0.35,是0.26~0.43的范围内的值。
[0210] 波峰检测部12通过参照该规则信息,作为调整对象波峰决定P波、Q波、S波和T波各 自的波峰,并检测运些波峰。
[0211] 例如,如上所述,波峰检测部12检测屯、电波形之中、预定的电位下的波的宽度为阔 值W下且电位的最大值为阔值W上的波的波峰作为R波的波峰。并且,波峰检测部12W该检 测出的R波的波峰为基准,检测P波、Q波、S波和Τ波各自的波峰。具体而言,波峰检测部12检 测在R波的波峰的时刻之前的预定的时间范围出现的具有电位的极大值的波的波峰作为Ρ 波的波峰。并且,波峰检测部12检测在R波的波峰的时刻之后的预定的时间范围出现的具有 电位的极大值的波的波峰作为Τ波的波峰。并且,波峰检测部12检测在R波的波峰的时刻之 前出现的具有电位的极小值的波的波峰作为Q波的波峰,检测在R波的波峰的时刻之后出现 的具有电位的极小值的波的波峰作为S波的波峰。再者,波峰检测部12可W基于其它公知的 方法来检测Ρ波、Q波、R波、S波和Τ波各自的波峰。另外,可W检测表示比电位的极大值或极 小值低或高预定的电位的电位的波的时刻作为该波的波峰的时刻。
[0212] 图18Β是用于说明实施方式1中的规则信息所示的预定时间的依据的图。
[0213] 如图18Β的(a)所示,上述的对6名被试验者的每一个计测了 12次的屯、电波形存在 偏差。即,运些屯、电波形中的P波、Q波、R波、S波和T波的波峰出现的时刻存在偏差。另外,即 使在由1名被试验者得到的多个屯、电波形中,P波、Q波、R波、S波和T波的波峰出现的时刻也 存在偏差。再者,在图18B的(a)中,RS/RR表示R-R区间中的从第一 R波的波峰到S波的波峰为 止的时间相对于R-R区间的时间的比率。同样地,RT/RR表示R-R区间中的从第一 R波的波峰 到T波的波峰为止的时间相对于R-R区间的比率。RP/RR表示R-R区间中的从第一 R波的波峰 至化波的波峰为止的时间相对于R-R区间的时间的比率。RQ/RR表示R-R区间中的从第一 R波 的波峰到Q波的波峰为止的时间相对于R-R区间的时间的比率。
[0214] 基于运些波峰出现的时刻的统计结果,如图18B的(b)所示,算出相对于各波峰的 比率的平均值和标准偏差。并且,如图18B的(C)所示,对相对于各波峰的比率,算出"平均 值-(2X标准偏差Γ和"平均值+(2X标准偏差)"。其结果,如图18B的(d)所示,相对于各波 峰的比率的范围被决定为从"平均值-(2 X标准偏差r到"平均值+(2 X标准偏差r。
[0215] 规则信息,作为与各波峰对应的预定时间,示出由该图18B的(d)所示的范围内的 比率与R-R区间的时间即化orm的乘积。因此,规则信息由于表示与各波峰对应的适当的预 定时间,所W能够抑制由于基于规则信息的时间轴方向上的伸缩而各波峰在不适当的时刻 出现。其结果,能够抑制由于由时间轴方向上的伸缩产生的各波峰的时刻的变更导致认证 的精度降低。
[0216] 图19是用于说明实施方式1中的规范化的另一例的图。
[0217] 取得部13参照图18A所示的规则信息,使屯、电波形在时间轴方向和振幅方向上伸 缩,由此取得规范化屯、电波形。更具体而言,取得部13取得平均化的规范化屯、电波形。此时, 取得部13使屯、电波形中的第一 R波的波峰与第二R波的波峰之间的时间伸缩为第一预定时 间(版norm)。并且,取得部13使屯、电波形中的P波的波峰与第一 R波的波峰之间的时间伸缩 为第二预定时间。并且,取得部13使屯、电波形中的Q波的波峰与第一R波的波峰之间的时间 伸缩为第Ξ预定时间。并且,取得部13使屯、电波形中的S波的波峰与第一 R波的波峰之间的 时间伸缩为第四预定时间。并且,取得部13使屯、电波形中的T波的波峰与第一 R波的波峰之 间的时间伸缩为第五预定时间。即,取得部13进行规范化W使得P波、Q波、S波和T波各自的 波峰的位置(时间轴上的位置)始终与预定的位置对齐。 惦1引具体而言,取得部13将R-R区间分割为R-S区间、S-T区间、T-P区间、P-Q区间和Q-R 区间。R-S区间是第一 R波的波峰与S波的波峰之间的区间。S-T区间是S波的波峰与T波的波 峰之间的区间。T-P区间是T波的波峰与P波的波峰之间的区间。P-Q区间是P波的波峰与Q波 的波峰之间的区间。Q-R区间是Q波的波峰与第二R波的波峰之间的区间。接着,取得部13对 包括R-R区间在内的运些区间的每一个区间,使该区间的屯吨波形在时间轴方向上伸缩,W 成为与该区间对应的预定时间。R-R区间的预定时间是RRn 0 rm (第一预定时间),具体而言是 100个样本的时间。R-S区间、S-T区间、T-P区间、P-Q区间和Q-R区间各自的预定时间为 RSno;rm、STno;rm、TF*no;rm、PQno;rm、QI?no;rmeRSno;rm 是第四预定时间,STnorm 是通过(第五预定 时间-第四预定时间)算出的时间。TPnorm是通过(第二预定时间-第五预定时间)算出的时 间。P化orm是通过(第Ξ预定时间-第二预定时间)算出的时间。孤norm是通过(第一预定时 间-第Ξ预定时间)算出的时间。即,35]1〇1'111、5化〇1'111、了化〇1'111、?化〇1'111、0化〇1'1]1和版]1〇1'1]1分别 是5个样本、30个样本、50个样本、10个样本、5个样本和100个样本的时间。
[0219] 通过运样的时间轴方向上的伸缩,P波、Q波、S波和T波的各自的位置始终与预定的 位置对齐。
[0220] 再者,在校准P波、Q波、S波和T波的各自的位置时,运些波的波峰全都是调整对象 波峰。因此,在图13的步骤S11中,检测P波、Q波、S波和T波各自的波峰。另外,在图14的步骤 S51中,P波、Q波、S波和T波各自的波峰被决定为调整对象波峰。并且,在图15的步骤S21中, 作为调整对象波峰的数量化akNum确定为4。
[0221] 图20是表示实施方式1中的2个波形的相关性的另一例的图。
[0222] 图20中的左侧的图表表示如上述那样由取得部13取得的规范化屯、电波形(实线)、 和该用户的登记屯、电波形(虚线)。例如,该用户是图5所示的被试验者1。图20中的正中的图 表表示所有用户的登记屯、电波形的平均(总平均)。图20中的右侧的图表表示通过从规范化 屯、电波形减去总平均而得到的差(实线)和通过从登记屯、电波形减去总平均而得到的差(虚 线)。运些差的相关性高,为0.66。因此,如上述那样取得的规范化屯、电波形与被试验者1的 登记屯、电波形的相关性在与被试验者1~被试验者6的登记屯、电波形的相关性之中最高,所 W能够对于该取得的规范化屯、电波形,正确地输出被试验者1的识别信息。
[0223] 再者,本实施方式中的登记屯、电波形,是通过使用户的屯、电波形在时间轴方向和 振幅方向上伸缩而被规范化的屯、电波形。并且,在为了生成该登记屯、电波形而由屯、电计测 部11计测出的用户的屯、电波形中具有多个R-R区间的情况下,对该R-R区间的数量的被规范 化的屯、电波形进行平均化。通过该平均化得到的屯、电波形是上述的登记屯、电波形。另外,该 登记屯、电波形中的第一R波的波峰与各调整对象波峰之间的时间,与上述的第二~第五预 定时间之中的某个一致。即,登记屯、电波形中的第一 R波的波峰与P波的波峰之间的时间等 于第二预定时间。第一 R波的波峰与Q波的波峰之间的时间等于第Ξ预定时间。第一 R波的波 峰与S波的波峰之间的时间等于第四预定时间。第一 R波的波峰与T波的波峰之间的时间等 于第五预定时间。
[0224] 在此,如上述那样,调整对象波峰可W是P波、Q波、S波和T波之中的包含P波或Q波 的至少1个波的各自的波峰。
[0225] 图21是表示实施方式1中的通过规范化而校准的波峰(调整对象波峰)的组合、和 相对于该组合的正确率的图。
[02%]调整对象波峰的组合如图20所示为15组。该15组之中,在作为调整对象波峰仅包 括S波和T波之中的一者的波峰、或仅包含两者的波峰的3组中,正确率为72% W下。但是,15 组中除了运3组W外的12组均为正确率超过72%。因此,本实施方式中,通过将P波、Q波、S波 和Τ波之中的包含P波或Q波的至少1个波的各自的波峰作为调整对象波峰,能够w高精度对 用户进行认证。
[0227] 像运样,本实施方式中的个人认证装置10具备屯、电计测部11、波峰检测部12、取得 部13和认证部15。屯、电计测部11使用与用户接触的多个电极来计测该用户的屯、电波形。波 峰检测部12检测所计测出的屯、电波形中的P波的波峰或Q波的波峰、W及第一 R波的波峰、第 二R波的波峰。取得部13基于由波峰检测部12检测出的各波的波峰使计测出的屯、电波形在 时间轴方向和振幅方向上伸缩,由此取得第一规范化屯、电波形。认证部15参照登记信息,将 与表示与第一规范化屯、电波形类似的特征的特征信息关联的用户的识别信息输出,所述登 记信息包含多个用户的识别信息、和与运些多个用户的识别信息的各自相关联的表示屯、电 波形的特征的特征信息。在此,取得部13使计测出的屯、电波形中的第一 R波的波峰与第二R 波的波峰之间在时间轴方向上伸缩为第一预定时间(R化orm)。并且,取得部13在时间轴方 向上,使第一 R波的波峰与P波的波峰之间伸缩为第二预定时间(例如0.85 X版norm)、或使 第一R波的波峰与Q波的波峰之间伸缩为第Ξ预定时间(例如0.95 X RRnorm)。例如,登记信 息中所含的各用户的特征信息表示屯、电波形。
[0228] 由此,第一规范化屯、电波形中,第一R波的波峰与P波的波峰之间的时间被设为第 二预定时间,或第一 R波的波峰与Q波的波峰之间的时间被设为第Ξ预定时间。因此,能够不 受第一 R波的波峰与P波的波峰之间的时间、或第一 R波的波峰与Q波的波峰之间的时间的影 响,进行对于用户的屯、电波形的认证。其结果,例如图21所示,能够得到对于P波为94%、或 对于Q波为83%的正确率,能够W高精度认证个人用户。
[0229] 另外,波峰检测部12检测P波的波峰和Q波的波峰。取得部13使计测出的屯、电波形 中的第一 R波的波峰与P波的波峰之间在时间轴方向上伸缩为第二预定时间(例如0.8 5 X 版norm)。并且,取得部13使第一 R波的波峰与Q波的波峰之间在时间轴方向上伸缩为第Ξ预 定时间(例如0.95 X RRnorm)。
[0230] 由此,能够不受第一R波的波峰与P波的波峰之间的时间、第一R波的波峰与Q波的 波峰之间的时间的影响,进行对于用户的屯、电波形的认证。其结果,例如图21所示,能够得 到对于P波和Q波为83%的正确率,能够W高精度认证个人用户。
[0231] 另外,波峰检测部12还检测所计测出的屯、电波形中的S波的波峰。取得部13还使计 测出的屯、电波形中的第一 R波的波峰与S波的波峰之间在时间轴方向上伸缩为第四预定时 间(例如 0.05 X RRnorm)。
[0232] 由此,能够还不受第一R波的波峰与S波的波峰之间的时间的影响,进行对于用户 的屯、电波形的认证。其结果,例如图21所示,能够得到对于P波和S波为94%、或对于Q波和S 波为83%的正确率,能够W高精度认证个人用户。
[0233] 另外,波峰检测部12还检测所计测出的屯、电波形中的T波的波峰。取得部13还使计 测出的屯、电波形中的第一 R波的波峰与T波的波峰之间在时间轴方向上伸缩为第五预定时 间(例如 0.35 X RRnorm)。
[0234] 由此,能够还不受第一R波的波峰与T波的波峰之间的时间的影响,进行对于用户 的屯、电波形的认证。其结果,例如图21所示,能够得到对于P波和T波为89%、或对于Q波和T 波为83%的正确率,能够W高精度认证个人用户。
[0235] 另外,波峰检测部12还检测所计测出的屯、电波形中的S波的波峰和T波的波峰。取 得部13使计测出的屯、电波形中的第一R波的波峰与S波的波峰之间在时间轴方向上伸缩为 第四预定时间(例如0.05 X RRnorm)。并且,取得部13使第一R波的波峰与T波的波峰之间在 时间轴方向上伸缩为第五预定时间(例如0.35 XRRnorm)。
[0236] 由此,能够还不受第一R波的波峰与S波的波峰之间的时间、和第一R波的波峰与T 波的波峰之间的时间的影响,进行对于用户的屯、电波形的认证。其结果,例如图21所示,能 够得到对于P波、S波和T波为94 %、或对于Q波、S波和T波为83 %的正确率,能够W高精度认 证个人用户。
[0237] (变形例)
[0238] 上述实施方式1中的个人认证装置10,使用存储于登记存储部DB2的登记信息进行 了认证,但也可W进行生成该登记信息的处理即登记。
[0239] (个人认证装置10A的构成)
[0240] 图22是表示实施方式1的变形例设及的个人认证装置的构成的框图。
[0241] 个人认证装置10A具备屯、电计测部11、波峰检测部12、取得部13、输入部14a、登记 部14b和认证部15。
[0242] (输入部 14a)
[0243] 输入部14a通过例如用户进行的操作,接受该用户的识别信息。输入部14a例如由 键盘、鼠标或触摸面板等构成。
[0244] (登记部 14b)
[0245] 登记部14b每当通过输入部14a接受了用户的识别信息时,将该用户的识别信息、 对于该用户的识别信息而由取得部13取得的规范化屯、电波形、和R-R区间的数量相关联。由 此,登记部14b生成上述的登记信息。并且,登记部14b将该生成的登记信息存储于登记存储 部DB2。通过运样的处理,由取得部13取得的用户的规范化屯、电波形作为登记屯、电波形被登 记。例如,登记部14b通过输入部14a接受了用户的识别信息后,在预定时间W内,将由取得 部13取得的规范化屯、电波形作为登记屯、电波形进行登记。
[0246] (登记阶段的处理流程)
[0247] 图23是表示实施方式1的变形例设及的个人认证装置10A的登记阶段中的处理工 作的流程图。
[0248] 个人认证装置10A执行步骤S40~S42。运些步骤是与上述实施方式1中的个人认证 装置10的认证阶段中进行的处理、即图13所示的步骤S10~S12的处理同样的处理。
[0249] 接着,登记部14b将由取得部13取得的规范化屯、电波形、由输入部14a事先接受到 的用户的识别信息、和用于该规范化屯、电波形的生成的R-R区间的数量相关联,写入登记信 息(步骤S43)。此时,规范化屯、电波形作为登记屯、电波形被写入。通过对每个登记对象用户 进行运样的写入,生成图9或图10所示的登记信息。另外,通过该步骤S43的处理,登记对象 用户的屯、电波形被登记。
[0250] 像运样,本变形例设及的个人认证装置10A与实施方式1中的个人认证装置10相 比,还具备输入部14a和登记部14b。输入部14a接受多个登记对象用户各自的识别信息的输 入。登记部14b将由输入部14a接受到的多个登记对象用户的识别信息、和表示对于运些多 个登记对象用户的各自由取得部13取得的第一规范化屯、电波形的特征的特征信息相关联。 由此,登记部14b生成登记信息。
[0251] 由此,利用由取得部13取得的第一规范化屯、电波形生成登记信息,因此能够简单 地生成正确的登记信息。
[0252] 另外,上述实施方式1和变形例中,在由取得部13取得的第一规范化屯、电波形中, 调整对象波峰与第一 R波的波峰之间伸缩为与至少1个调整对象波峰的各自对应的预定时 间。再者,调整对象波峰是P波、Q波、S波和T波之中的至少包含P波或Q波的1个或多个波的波 峰。该情况下,登记信息中所含的各用户的特征信息,表示通过使该用户的屯、电波形在时间 轴方向和振幅方向上伸缩而取得的登记规范化屯、电波形(登记屯、电波形)的特征。而且,该 登记规范化屯、电波形和第一规范化屯、电波形中,第一R波的波峰与第二R波的波峰之间的时 间相等,并且至少1个调整对象波峰的各自与第一 R波的波峰之间的时间相等。
[0253] 由此,登记规范化屯、电波形和第一规范化屯、电波形中,至少1个调整对象波峰的各 自与第一R波的波峰之间的时间相等。因此,能够不受至少1个调整对象波峰的各自的时刻 (时间轴上的位置)的影响,进行对于用户的屯、电波形的认证。其结果,能够W高精度认证个 人用户。
[0254] 再者,虽然上述实施方式1和变形例中利用了签名,但也可W不利用签名。该情况 下,认证部15不使用签名而直接算出由取得部13取得的规范化屯、电波形与登记信息所示的 各用户的登记屯、电波形之间的相关性或类似度。因此,该情况下,由于不需要为了生成签名 而算出登记屯、电波形的总平均,所W登记信息可W不包含R-R区间的数量。
[0255] 图24是表示上述实施方式1及其变形例中的通过规范化而校准的波峰(调整对象 波峰)的组合、和对于该组合的不使用签名而进行认证的情况下的正确率的图。
[0256] 如图24所示,在没有调整对象波峰的情况下,认证的正确率为61%。即,该情况下 的正确率是不使用签名而进行对P波、Q波、S波和T波之中的哪一个波的波峰都不校准的W 往方法的认证的情况下的正确率。另一方面,在有调整对象波峰的情况下,调整对象波峰的 组合如图24所示为15组。运15组之中,作为调整对象波峰仅包括S波和T波之中的一者的波 峰、或仅包括两者的波峰的3组中,正确率为72% W下。但是,15组中的除了运3组W外的12 组的每一组中,正确率都超过72%。因此,上述实施方式1及其变形例中,如上述那样,通过 将包含P波或Q波的至少1个波的各自的波峰作为调整对象波峰,即使不使用签名,也能够W 比W往的方法高的精度对用户进行认证。具体而言,能够W正确率为83% W上的精度对用 户进行认证。
[0257] (实施方式2)
[0258] 本实施方式中的个人认证装置,其特征在于,作为表示用户的屯、电波形的特征的 特征信息,取代屯、电波形而使用通过小波变换得到的向量。
[0259] (个人认证装置20的构成)
[0260] 图25是表示实施方式2中的个人认证装置的构成的框图。
[0%1] 本实施方式中的个人认证装置20具备屯、电计测部11、波峰检测部12、取得部13、小 波变换部16、选择部17和认证部15a。屯、电计测部11、波峰检测部12和取得部13,与实施方式 1的构成要素相同,因此省略运些构成要素的详细说明。
[0262] (小波变换部16)
[0263] 小波变换部16,通过对由取得部13取得的规范化屯、电波形进行小波变换,生成小 波矩阵。该小波矩阵W矩阵形状表示多个小波系数。并且,小波变换部16在该小波矩阵的尺 寸大于预定的尺寸的情况下,将该小波矩阵按比例缩小。由此,生成比小波矩阵小的尺寸的 矩阵。再者,本实施方式中的小波变换部16虽然将小波矩阵按比例缩小,但也可W不进行按 比例缩小。
[0264] (选择部 17)
[0265] 选择部17参照储存于选择位置存储部DB3的选择位置信息。并且,选择部17从由小 波变换部16生成的矩阵中,选择位于由该选择位置信息所示的2处W上的位置的各位置的 要素。即,选择部17生成由运些所选择的要素构成的向量下称为特征向量)。再者,选择 位置信息表示在矩阵所含的各要素之中特征向量应包含的2个W上要素的各自在矩阵上的 位置。例如,如果矩阵是8行10列的矩阵,则选择位置信息对于特征向量应包含的要素的各 自,由第η行和第m列(1 <n<8、l <m< 10)来表示该要素的位置。
[0%6](认证部 15a)
[0267]认证部15a参照存储于登记存储部DB2的登记信息,对由选择部17生成的特征向量 的用户进行认证。
[0%引(登记存储部DB2)
[0269] 图26是表示实施方式2中的登记信息的一例的图。
[0270] 存储于登记存储部DB2的登记信息,包含多个用户的识别信息、和与运些多个用户 的识别信息的各自相关联的表示屯、电波形的特征的特征信息。本实施方式中,特征信息是 对于用户而登记的特征向量下称为登记特征向量)。另外,登记信息对于每个用户,包含 多个登记特征向量。图26所示的例子中,多个登记特征向量的各自例如是二维向量,包含2 个要素,但是,也可W是Ξ维向量,包含3个要素。
[0271] 选择部17,在如图26所示登记特征向量是二维向量的情况下,通过从小波矩阵中 选择2个要素的值而生成二维特征向量。另外,认证部15a参照图26所示的登记信息,将与同 由选择部17生成的特征向量类似的登记特征向量关联的用户的识别信息输出。
[0272] 再者,本实施方式中的登记特征信息,是基于通过使用户的屯、电波形在时间轴方 向和振幅方向上伸缩而得到的规范化的屯、电波形(实施方式1的规范化屯、电波形)的特征向 量。即,登记特征向量是由对该规范化屯、电波形进行小波变换和按比例缩小而得到的矩阵 之中、上述的选择位置信息所示的各位置的要素构成的向量。另外,上述的规范化屯、电波形 被平均化。另外,该规范化屯、电波形中,如实施方式1那样,由波峰检测部12检测的调整对象 波峰与第一 R波的波峰之间的时间,和与该调整对象波峰对应的预定时间一致。
[0273] 图27是用于说明实施方式2中的特征向量的生成方法的一例的图。
[0274] 首先,取得部13生成例如P波、Q波、S波和T波的各自的波峰作为调整对象波峰而被 校准后的规范化屯、电波形。小波变换部16对该规范化屯、电波形进行小波变换。该小波变换 采用例如墨西哥帽母小波。小波的比例因子为1~64,相当于频率4Hz~256Hz。屯、电波形是 100个样本的排列,因此小波变换的结果由64行100列的矩阵表示。该矩阵为小波矩阵,包含 64 X 100个小波系数分别作为要素。
[0275] 小波变换部16为了减少计算时间,将生成的小波矩阵按比例缩小为8行10列的矩 阵。在按比例缩小时,小波变换部16对于64行100列的矩阵中所含的8 X 10的区块的每一个, 将该区块中所含的小波系数平均化。
[0276] 选择部17通过从该8行10列的矩阵中选择位于由选择位置信息所示的2个位置的 各位置的要素,生成二维特征向量。认证部15a使用该生成的特征向量和登记信息例如进行 判别分析,由此将与同该特征向量类似的登记特征向量关联的用户的识别信息输出。
[0277] (认证阶段的处理流程)
[0278] 图28是表示实施方式2中的个人认证装置20的认证阶段中的处理工作的流程图。
[0279] 首先,屯、电计测部11使用与用户接触的多个电极来计测该用户的屯、电波形(步骤 S70)。
[0280] 波峰检测部12从在步骤S70中计测出的屯、电波形中,检测屯、电波形的第一R波和第 二R波的各自的波峰。并且,波峰检测部12检测P波、Q波、S波和T波的各自的波峰作为调整对 象波峰(步骤S71)。
[0281 ]取得部13基于检测出的各波峰使该屯、电波形在时间轴方向和振幅方向上伸缩,由 此取得规范化屯、电波形(步骤S72)。此时,取得部13在时间轴方向上的伸缩中,使屯、电波形 中的第一 R波的波峰与第二R波的波峰之间的时间伸缩为第一预定时间(版norm)。并且,取 得部13使屯、电波形中的第一R波的波峰与P波、Q波、S波和T波的各自的波峰即调整对象波峰 之间的时间伸缩为与该调整对象波峰对应的预定时间。即,取得部13校准P波、Q波、S波和T 波的各自的波峰。
[0282] 另外,取得部13在步骤S70中计测出的屯、电波形包含多个R-R区间的情况下,在步 骤S72中,取得平均化的规范化屯、电波形。即,取得部13对于多个R-R区间的每一个生成规范 化屯、电波形。并且,取得部13通过算出该R-R区间的数量的规范化屯、电波形的平均,取得该 平均化的规范化屯、电波形。
[0283] 小波变换部16通过对在步骤S72中取得的规范化屯、电波形进行小波变换,生成小 波矩阵(步骤S73)。接着,小波变换部16在步骤S73中生成的小波矩阵的尺寸比预定的尺寸 大的情况下,将该小波矩阵按比例缩小(步骤S74)。
[0284] 选择部17从通过步骤S74的按比例缩小而生成的矩阵中,选择位于由选择位置信 息所示的位置的dim个要素,生成dim维特征向量(步骤S75)。再者,dim表示2 W上的整数值。 [02化]认证部15a取得存储于登记存储部DB2的登记信息(步骤S76)。并且,认证部15a参 照所取得的登记信息(例如图26所示的登记信息),对由选择部17生成的特征向量的用户进 行认证(步骤S77)。即,认证部15a使用该生成的特征向量、和登记信息中所含的与多个用户 的识别信息各自关联的多个登记特征向量,进行判别分析。其结果,认证部15a将与该生成 特征向量对应的用户的识别信息输出。
[0286] 图29是对实施方式2中的所选择的要素的数量的每一个,表示调整对象波峰的组 合、和对于该组合的最大的正确率的图。再者,所选择的要素的数量是由选择部17选择的要 素的数量(上述的dim),W下称为选择要素数量。
[0287] 本实施方式中,如该图29所示,无论选择要素数量为2还是3,并且无论通过调整对 象波峰的12组组合之中的哪一组合进行规范化,作为最大的正确率都能够得到100%。再 者,从矩阵中选择dim个要素,但根据该选择的dim个要素的组合,正确率有所不同。图29所 示的最大的正确率是对于dim个要素的组合的每一个而得到的正确率之中最大的正确率。2 个要素的组合为3160个,3个要素的组合为82160个。即,图29所示的最大的正确率,是对于 运些组合而得到的正确率的最大值。另外,该正确率基于上述的对6名被试验者的每一个计 测12次的屯、电波形。
[0288] 在此,W下将dim个要素的组合称为要素组,W下将调整对象波峰的组合称为调整 对象波峰组。
[0289] 图30是对实施方式2中的选择要素数量的每一个,表示调整对象波峰组、和对于该 调整对象波峰组正确率为100%的要素组的数量的图。
[0290] 本实施方式中,如该图30所示,在选择要素数量为2、调整对象波峰组仅由P波的波 峰构成的情况下,正确率为100%的要素组有3个。
[0291] 3个要素组中所含的2个要素分别为例如8行10列的矩阵中所含的8X10个要素之 中的任一个。如该图30所示,存在调整对象波峰组中所含的调整对象波峰的数量越多,正确 率为100%的要素组的数量越多的倾向。即,调整对象波峰的数量越多,能够越容易地进行 认证。
[0292] 图31和图32是表示实施方式2中的选择要素数量为2的情况下,正确率为100%的 各要素组中所含的2个要素在矩阵上的位置的图。再者,各图的Ξ维图表的横向的轴表示矩 阵的列号,进深方向的轴表示矩阵的行号。并且,各图的Ξ维图表的纵轴表示包含位于由矩 阵的行号和列号所示的位置的要素的正确率为100%的要素组的个数。
[0293] 如上述的图30所示,在选择要素数量为2且调整对象波峰组仅由P波的波峰构成的 情况下(P波的波峰被校准的情况下),正确率为100%的要素组有3个。该情况下,如图31的 左上的图表所示,包含位于矩阵上的位置(1,3)的要素的正确率为100%的要素组有2个,包 含位于矩阵上的位置(2,2)的要素的正确率为100%的要素组有1个。同样地,包含位于矩阵 上的位置(6,6)的要素的正确率为100%的要素组有1个,包含位于矩阵上的位置巧,7)的要 素的正确率为100 %的要素组有1个。包含位于矩阵上的位置(6,7)的要素的正确率为100% 的要素组有1个。再者,位置(η, m)表示矩阵内的第η行和第m列的位置。
[0294] 本实施方式中的选择位置信息,在选择要素数量为2即特征向量为二维向量的情 况下,表示在图31和图32所示的各图表中,从纵轴的值大的要素起依次选择的2个要素在矩 阵上的位置。因此,在调整对象波峰组仅由P波的波峰构成的情况下(P波的波峰被校准的情 况下),选择位置信息如图31的左上的图表所示,表示位置(1,3)、位置(2,2)、位置(6,6)、位 置(5,7)或位置(6,7)。
[OWS]图33和图34是表示在选择要素数量为3的情况下,正确率为100%的各要素组中所 含的3个要素在矩阵上的位置的图。
[0296] 如上述的图30所示,在选择要素数量为3且调整对象波峰组仅由P波的波峰构成的 情况下(P波的波峰被校准的情况下),正确率为100%的要素组有1706个。该情况下,如图33 的左上的图表所示,运些要素组之中大多包含位于位置(1,3)的要素。
[0297] 本实施方式中的选择位置信息,在选择要素数量为3的情况下,与选择要素数量为 2的情况同样地,表示在图33和图34所示的各图表中,从纵轴的值大的要素起依次选择的3 个要素在矩阵上的位置。再者,在选择要素数量为3的情况下,特征向量为Ξ维向量。因此, 在调整对象波峰组由P波和S波的波峰构成的情况下(P波和S波的波峰被校准的情况下),选 择位置信息如图33的右中央的图表所示,表示位置(1,4)、位置(1,3)和位置(2,3)。
[0298] 像运样,本实施方式中的选择位置信息表示正确率为100%的要素组中所含的各 要素的位置,因此能够W高精度对用户进行认证。
[0299] 像W上那样,本实施方式中的个人认证装置20与实施方式1中的个人认证装置10 相比,还具备小波变换部16和选择部17。小波变换部16对由取得部13取得的第一规范化屯、 电波形进行小波变换而生成第一矩阵。选择部17从生成的第一矩阵中选择至少2个要素,生 成由所选择的至少2个要素构成的特征向量。另外,认证部15a参照包含向量作为各用户的 特征信息的登记信息,并将与同生成的特征向量类似的向量关联的用户的识别信息输出。
[0300]由此,登记信息中所含的特征信息为向量,因此与如实施方式1那样特征信息表示 屯、电波形的情况相比,能够抑制该登记信息的数据量。因此,能够消减保存登记信息的存储 器即登记存储部DB2的容量。另外,例如对于20秒W上的计测出的屯、电波形,能够使正确率 为 100%。
[0301](变形例)
[0302] 上述实施方式2中的个人认证装置20,利用存储于登记存储部DB2的登记信息进行 了认证,但也可W进行生成该登记信息的处理即登记。
[0303] (个人认证装置20A的构成)
[0304] 图35是表示实施方式2的变形例设及的个人认证装置的构成的框图。
[0305] 个人认证装置20A具备屯、电计测部11、波峰检测部12、取得部13、小波变换部16、选 择部17、输入部14a、登记部14c和认证部15a。
[0306] (输入部 14a)
[0307] 输入部14a例如通过用户进行的操作,接受该用户的识别信息。输入部14a例如由 键盘、鼠标或触摸面板等构成。
[030引(登记部14c)
[0309] 登记部14c每当通过输入部14a接受到用户的识别信息时,将该用户的识别信息、 与由对于该用户的识别信息通过选择部17选择的dim个要素构成的特征向量相关联。由此, 登记部14c生成上述的登记信息。并且,登记部14c将该生成的登记信息存储于登记存储部 DB2。通过运样的处理,由通过选择部17取得的dim个要素构成的特征向量作为登记特征向 量被登记。例如,登记部14c通过输入部14a接受到用户的识别信息后,在预定时间W内,将 由通过选择部17取得的dim个要素构成的特征向量作为登记特征向量进行登记。
[0310] (登记阶段的处理流程)
[0311] 图36是表示实施方式2的变形例设及的个人认证装置20A的登记阶段中的处理工 作的流程图。
[0312] 个人认证装置20A执行步骤S80~S85。运些步骤是与上述实施方式2的个人认证装 置20的认证阶段中进行的处理、即图28所示的步骤S70~S75的处理同样的处理。
[0313] 接着,登记部14c将由通过选择部17选择的dim个要素构成的特征向量与由输入部 14a接受到的用户的识别信息相关联,写入登记信息(步骤S86)。此时,特征向量作为登记特 征向量被写入。运样的写入对每个登记对象用户进行,并且对于1个登记对象用户的多次计 测反复进行,由此生成图26所示的登记信息。另外,通过该步骤S86的处理,登记对象用户的 特征向量被登记。
[0314] 像运样,本变形例设及的个人认证装置20A与实施方式2中的个人认证装置20相 比,还具备输入部14a和登记部14c。输入部14a接受多个登记对象用户各自的识别信息的输 入。登记部14c将由输入部14a接受到的多个登记对象用户的识别信息、与表示对于运些多 个登记对象用户的每一个由取得部13取得的第一规范化屯、电波形的特征的特征信息相关 联。由此,登记部14c生成登记信息。
[0315]由此,在本变形例中,与实施方式1的变形例同样利用由取得部13取得的第一规范 化屯、电波形生成登记信息,因此能够简单地生成正确的登记信息。
[0;316](实施方式3)
[0317] 上述各实施方式中,使用计测20秒W上的屯、电波形进行用户的认证。本申请发明 人仅使用该屯、电波形之中最初的3秒,求出上述各实施方式中的认证的正确率。
[0318] 图37是表示实施方式1中的对于20秒W上的计测的正确率和对于3秒的计测的正 确率的图。
[0319] 如该图37所示,实施方式1中,无论规范化所应用的调整对象波峰组是12种调整对 象波峰组之中的哪一个,对于3秒的计测的正确率都比对于20秒W上的计测的正确率低。另 夕h在没有调整对象波峰的情况(即上述专利文献1的情况)下,对于3秒的计测的正确率也 比对于20秒W上的计测的正确率低。
[0320] 图38是表示实施方式2中的对于20秒W上的计测的正确率和对于3秒的计测的正 确率的图。
[0321 ]如该图38所示,实施方式2中,无论选择要素数量是2还是3,无论规范化所应用的 调整对象波峰组是12种调整对象波峰组之中的哪一个,对于3秒的计测的正确率都比对于 20秒W上的计测的正确率低。
[0322] 因此,本实施方式中的个人认证装置对2种规范化屯、电波形进行小波变换。由此, 即使对于时间长度短的屯、电波形,也能够W高正确率对用户进行认证。再者,本实施方式中 的个人认证装置与实施方式2的个人认证装置20同样地,具备图25所示的屯、电计测部11、波 峰检测部12、取得部13、小波变换部16、选择部17和认证部15a。但是,本实施方式中的取得 部13、小波变换部16和选择部17,进行与实施方式2相比一部分不同的处理。
[0323] 图39是用于说明实施方式3中的特征向量的生成方法的一例的图。
[0324] 本实施方式中的个人认证装置20,不仅对于调整了峰值时间的规范化屯、电波形进 行小波变换和按比例缩小,对于未调整峰值时间的规范化屯、电波形也进行小波变换和按比 例缩小。再者,调整了峰值时间的规范化屯、电波形是W调整对象波峰与第一 R波的波峰之间 的时间成为与该调整对象波峰对应的预定时间的方式规范化的屯、电波形。即,调整了峰值 时间的规范化屯、电波形中,P波、Q波、S波和T波被校准。另一方面,未调整峰值时间的规范化 屯、电波形虽然是规范化的屯、电波形,但该屯、电波形所含的P波、Q波、S波和T波之中的哪个波 的波峰都没有调整为与第一 R波的波峰之间的时间成为预定时间。即,未调整波峰时间的规 范化屯、电波形中,P波、Q波、S波和T波之中的哪个波都没有被校准。
[0325] 个人认证装置20从由调整了峰值时间的规范化屯、电波形的到的矩阵、和由未调整 峰值时间的规范化屯、电波形得到的矩阵分别选择至少1个要素。再者,运些矩阵是与实施方 式2同样地对规范化屯、电波形进行小波变换、进而进行按比例缩小而得到的矩阵。
[0326] 由此,个人认证装置20在从2个矩阵的每一个中选择了 1个要素时,生成由所选择 的2个要素构成的二维特征向量。另外,个人认证装置20在从2个矩阵之中的一方选择了 1个 要素,从另一方选择了 2个要素时,生成由所选择的3个要素构成的Ξ维特征向量。
[0327] 并且,个人认证装置20通过与实施方式2同样地使用所生成的特征向量进行判别 分析,从而进行用户的认证。
[0328] 从2个8行10列的矩阵之中选择的2个或3个要素的组合很多。2个要素的组合即选 择要素数量为2的情况下的组合有6400组,3个要素的组合即选择要素数量为3的情况下的 组合有505600组。对于运些所有组合的每一个计算在本实施方式中的正确率,求出最大的 正确率。
[0329] 图40是表示实施方式3中的选择要素数量为2的情况下的最大的正确率的图。图41 是表示实施方式3中的选择要素数量为3的情况下的最大的正确率的图。
[0330] 如运些图所示,无论在将哪个波峰作为调整对象波峰的情况下,对于计测20秒W 上的屯、电波形的、本实施方式中的最大的正确率都为大致100%。如果是选择要素数量为3 的情况下,则对于通过3秒的计测而得到的数据的、本实施方式中的最大正确率为100%的 调整对象波峰组的数量,比实施方式2中的最大正确率为100 %的调整对象波峰组的数量 多。
[0331] 图42是表示实施方式3中选择要素数量为2的情况下的正确率为100%的要素组的 数量的图。图43是表示实施方式3中选择要素数量为3的情况下的正确率为100%的要素组 的数量的图。
[0332] 如运些图所示,如果是选择要素数量为3的情况下,则本实施方式中的对于计测3 秒的屯、电波形正确率为100%的要素组的数量,比实施方式2中的正确率为100%的要素组 的数量多。
[0333] 图44~图47是表示实施方式3中选择要素数量为2的情况下,正确率为100%的各 要素组中所含的2个要素在矩阵上的位置的图。再者,运些图中,对每个调整对象波峰组、即 按照被校准的波,示出2个图表。该2个图表之中的一方对应于由未调整波峰时间的规范化 屯、电波形得到的矩阵(波峰没有被校准的矩阵)。2个图表之中的另一方对应于由调整了波 峰时间的规范化屯、电波形得到的矩阵(波峰被校准的矩阵)。
[0334] 本实施方式中的选择位置信息,在选择要素数量为2即特征向量为二维向量的情 况下,表示图44~图47所示的2个图表的每一个中,纵轴的值最大的要素在矩阵上的位置。
[0335] 图48~图51是表示实施方式3中的选择要素数量为3的情况下,正确率为100%的 各要素组中所含的3个要素在矩阵上的位置的图。再者,运些图中,与图44~图47同样地对 每个调整对象波峰组即按照被校准的波,示出2个图表。
[0336] 本实施方式中的选择位置信息,在选择要素数量为3即特征向量为Ξ维向量的情 况下,表示图48~图51所示的2个图表之中的一方中,纵轴的值最大的要素在矩阵上的位 置。并且,选择位置信息表示运2个图表之中的另一方中,从纵轴的值大的要素起依次选择 的2个要素在矩阵上的位置。
[0337] 像运样,本实施方式中的选择位置信息表示正确率为100%的要素组中所含的各 要素的位置,因此能够W高精度对用户进行认证。
[0338] (认证阶段的处理流程)
[0339] 图52是表示实施方式3中的个人认证装置的认证阶段中的处理工作的流程图。
[0340] 首先,屯、电计测部11使用与用户接触的多个电极来计测该用户的屯、电波形(步骤 S90)。
[0341] 波峰检测部12从在步骤S90中计测出的屯、电波形中,检测屯、电波形的第一R波和第 二R波的各自的波峰。并且,波峰检测部12检测P波、Q波、S波和T波的各自的波峰作为调整对 象波峰(步骤S91)。
[0342] 取得部13基于检测出的各波峰使该屯、电波形在时间轴方向和振幅方向上伸缩,由 此取得调整了波峰时间的规范化屯、电波形、和未调整波峰时间的规范化屯、电波形(步骤 S92)。在取得调整了波峰时间的规范化屯、电波形时,取得部13使第一 R波的波峰与第二R波 的波峰的间隔伸缩为第一预定时间(RRnorm)。并且,取得部13使该屯、电波形中的第一 R波的 波峰与P波、Q波、S波和T波的各自的波峰即调整对象波峰之间的时间伸缩为与该调整对象 波峰对应的预定时间。即,取得部13将P波、Q波、S波和T波的各自的波峰校准。另一方面,在 取得未调整波峰时间的规范化屯、电波形时,取得部13使第一 R波的波峰与第二R波的波峰的 间隔伸缩为第一预定时间(版norm)。但是,此时取得部13对P波、Q波、S波和T波之中的哪一 个波的波峰都没有进行时间调整。即,取得部13对P波、Q波、S波和T波的哪个波的波峰都未 进行校准。
[0343] 小波变换部16对在步骤S92中取得的调整了波峰时间的规范化屯、电波形和未调整 波峰时间的规范化屯、电波形进行小波变换,生成2个小波矩阵(步骤S93)。接着,小波变换部 16在步骤S93中生成的2个小波矩阵的尺寸比预定的尺寸大的情况下,将运些小波矩阵按比 例缩小(步骤S94)。
[0344] 选择部17从通过步骤S94的按比例缩小而生成的2个矩阵之中的一方中选择位于 由选择位置信息所示的位置的diml个要素,从另一方中选择位于由选择位置信息所示的位 置的dim2个要素。并且,选择部17生成由所选择的(diml+dim2)个要素构成的(diml+dim2) 维特征向量(步骤S95)。再者,diml和dim2分别为1或2。
[0345] 认证部15a取得存储于登记存储部DB2的登记信息(步骤S96)。并且,认证部15a参 照所取得的登记信息(例如图26所示的登记信息),对由选择部17生成的特征向量的用户进 行认证(步骤S97)。即,认证部15a使用该生成的特征向量、和登记信息中所含的与多个用户 的识别信息的各自相关联的多个登记特征向量,进行判别分析。其结果,认证部15a将与该 生成的特征向量对应的用户的识别信息输出。
[0346] 像运样,本实施方式中的取得部13,与实施方式1相比,还通过使计测出的屯、电波 形在时间轴方向和振幅方向上伸缩,取得第二规范化屯、电波形。此时的伸缩中,取得部13仅 使计测出的屯、电波形中所含的各波峰间之中、第一 R波的波峰与第二R波的波峰之间在时间 轴方向上伸缩为第一预定时间。另外,本实施方式中的个人认证装置20,与实施方式1相比, 还具备小波变换部16和选择部17。小波变换部16对由取得部13取得的第一规范化屯、电波形 进行小波变换而生成第一矩阵,并且对由取得部13取得的第二规范化屯、电波形进行小波变 换而生成第二矩阵。选择部17从该第一矩阵和第二矩阵的每一个中选择至少1个要素,生成 由所选择的至少2个要素构成的特征向量。另外,认证部15a参照作为各用户的特征信息包 含登记特征向量的登记信息,将与同生成的特征向量类似的登记特征向量关联的用户的识 别信息输出。
[0347] 由此,进行对于第一规范化屯、电波形的小波变换和对于第二规范化屯、电波形的小 波变换。因此,即使对于例如计测3秒的屯、电波形,也能够提高正确率,能够W高精度在短时 间内认证个人用户。
[0348] (变形例)
[0349] 上述实施方式3中的个人认证装置20,使用存储于登记存储部DB2的登记信息进行 了认证,但也可w进行生成该登记信息的处理即登记。
[0350] 本变形例设及的个人认证装置20A与实施方式2的变形例设及的个人认证装置20A 同样地具备图35所示的屯、电计测部11、波峰检测部12、取得部13、输入部14a、登记部14c、小 波变换部16、选择部17和认证部15a。
[0351] (登记阶段的处理流程)
[0352] 图53是表示实施方式3的变形例设及的个人认证装置20A的登记阶段中的处理工 作的流程图。
[0353] 实施方式3的本变形例设及的个人认证装置20A执行步骤S100~S105。运些步骤是 与上述实施方式3的个人认证装置20的认证阶段中进行的处理、即图52所示的步骤S90~ S95的处理同样的处理。
[0354] 接着,个人认证装置20A的登记部14c将由通过选择部17选择的(diml+dim2)个要 素构成的特征向量与由输入部14a接受到的用户的识别信息相关联,写入登记信息(步骤 S106)。此时,特征向量作为登记特征向量被写入。运样的写入对每个登记对象用户进行,并 且对于1个登记对象用户的多次计测反复进行,由此生成图26所示的登记信息。另外,通过 该步骤S106的处理,登记对象用户的特征向量被登记。
[0355] 像运样,本变形例设及的个人认证装置20A与实施方式3中的个人认证装置20相 比,还具备输入部14a和登记部14c。输入部14a接受多个登记对象用户各自的识别信息的输 入。登记部14c将由输入部14a接受到的多个登记对象用户的识别信息、与表示对运些多个 登记对象用户的每一个由取得部13取得的第一和第二规范化屯、电波形的特征的登记特征 向量相关联。由此,登记部14c生成登记信息。
[0356] 由此,在本变形例中,与实施方式2的变形例同样地利用由取得部13取得的第一和 第二规范化屯、电波形生成登记信息,因此能够简单地生成正确的登记信息。
[0357] W上,对一个或多个方式设及的个人认证装置,基于实施方式及其变形例进行了 说明,但本公开并不限定于该实施方式。只要不脱离本公开的主旨,本领域技术人员想到的 对本实施方式实施各种变形而成的方式、将不同的实施方式中的构成要素组合而构建的形 态,都可W包含在本公开的范围内。
[0358] 例如,上述各实施方式及其变形例中,个人认证装置可W不具备规则存储部DB1等 记录介质,但也可W具备运样的记录介质。
[0359] 另外,实施方式2和3及其变形例中,如图27和图39所示,采用了P波、Q波、S波和T波 的各自的波峰被校准了的规范化屯、电波形。但是,在规范化屯、电波形中,不需要对所有运些 波的波峰进行校准。与实施方式1及其变形例同样地,只要对P波、Q波、S波和T波之中的包含 P波或Q波的至少1个波的各自的波峰进行校准即可。
[0360] 另外,实施方式2和3W及它们的变形例中,登记信息对于每个用户的识别信息,包 含与该用户的识别信息相关联的多个登记特征向量,但也可W只包含1个登记特征向量。该 情况下,认证部15a不采用判别分析法,而是基于由选择部17得到的特征向量与登记信息中 所含的各登记特征向量的距离,寻找与该特征向量类似的登记特征向量。并且,认证部15a 将与该登记特征向量相关联的用户的识别信息输出。
[0361] 另外,在上述各实施方式及其变形例中,基于规则信息决定调整对象波峰,但也可 W切换被设为调整对象波峰的波的波峰。
[0362] 另外,上述各实施方式及其变形例设及的个人认证装置可W由硬件构成。
[0363] (硬件构成)
[0364] 图54是表示上述各实施方式及其变形例设及的个人认证装置的硬件构成的图。
[0365] 个人认证装置40是上述各实施方式及其变形例之中的任一个人认证装置,具备 CPU400、存储器401、通信电路402、电极群403和输入设备405。CPU400、存储器401、通信电路 402、电极群403和输入设备405,彼此经由母线404连接,相互进行数据的发送或接收。输入 设备405相当于上述的输入部14a,也可W不设置于个人认证装置40。
[0366] CPU400执行存储于存储器401的计算机程序410。由此,CPU400作为屯、电计测部11、 波峰检测部12、取得部13、登记部14b、14c、认证部15、15a、小波变换部16和选择部17之中的 至少1个构成要素发挥作用。计算机程序410中记述了使各构成要素执行上述的流程图(图 13~图17、图23、图28、图36、图52和图53)所示的处理步骤的步骤。个人认证装置40按照计 算机程序410执行上述的工作。
[0367] 通信电路402是通过预定的通信协议与外部设备W无线或有线的方式通信的电 路。
[0368] 屯、电计测部11、波峰检测部12、取得部13、登记部14b、14c、认证部15、15a、小波变 换部16和选择部17之中的至少1个构成要素,可W作为将计算机程序安装于半导体电路而 成的DSP(digital signal processor:数字信号处理器)等硬件来实现。计算机程序可记录 于例如CD-ROM等记录介质而成为产品在市场流通,或通过因特网等电信线路传送。
[0369] 在本说明书中说明的上述各种方式,只要不发生矛盾冲突,则可W相互组合。
[0370] 本公开的一方式设及的个人认证装置,能够W高精度对个人进行认证,能够应用 于例如安保领域等所利用的个人认证装置等。
【主权项】
1. 一种个人认证装置,具备: 心电计测电路,其使用与用户接触的多个电极来计测所述用户的心电波形; 波峰检测部,其检测所述心电波形中的P波的波峰及Q波的波峰的至少一方、第一 R波的 波峰和第二R波的波峰; 取得部,其基于所述各波的波峰使所述心电波形在时间轴方向和振幅方向上伸缩,由 此取得第一规范化心电波形;以及 认证部,其参照登记信息,将与表示与所述第一规范化心电波形类似的特征的特征信 息关联的用户的识别信息输出,所述登记信息包含多个用户的识别信息、和与所述多个用 户的识别信息的各自相关联的表示心电波形的特征的特征信息, 所述取得部使所述第一 R波的波峰与所述第二R波的波峰的时间间隔伸缩为第一预定 时间, 所述取得部,(i)使所述第一R波的波峰与所述P波的波峰的时间间隔伸缩为第二预定 时间,(ii)使所述第一R波的波峰与所述Q波的波峰的时间间隔伸缩为第三预定时间,或 (iii)使所述第一R波的波峰与所述P波的波峰的时间间隔伸缩为所述第二预定时间,并且 使所述第一 R波的波峰与所述Q波的波峰的时间间隔伸缩为所述第三预定时间。2. 根据权利要求1所述的个人认证装置,所述波峰检测部还检测所述心电波形中的S波 的波峰, 所述取得部还使所述第一 R波的波峰与所述S波的波峰的时间间隔伸缩为第四预定时 间。3. 根据权利要求1所述的个人认证装置,所述波峰检测部还检测所述心电波形中的T波 的波峰, 所述取得部还使所述第一 R波的波峰与所述T波的波峰的时间间隔伸缩为第五预定时 间。4. 根据权利要求1所述的个人认证装置,所述波峰检测部还检测所述心电波形中的S波 的波峰和T波的波峰, 所述取得部使所述第一 R波的波峰与所述S波的波峰的时间间隔在时间轴方向上伸缩 为第四预定时间,并且使所述第一 R波的波峰与所述T波的波峰的时间间隔伸缩为第五预定 时间。5. 根据权利要求1~4中任一项所述的个人认证装置,所述个人认证装置还具备: 输入部,其接受多个登记对象用户的各自的识别信息的输入;和 登记部,其通过将由所述输入部接受的所述多个登记对象用户的识别信息、与表示对 于所述多个登记对象用户的每一个由所述取得部取得的第一规范化心电波形的特征的特 征信息相关联,生成所述登记信息。6. 根据权利要求1~5中任一项所述的个人认证装置,所述登记信息中所含的各用户的 所述特征信息表示心电波形。7. 根据权利要求1~5中任一项所述的个人认证装置, 所述个人认证装置还具备: 小波变换部,其对由所述取得部取得的所述第一规范化心电波形进行小波变换而生成 第一矩阵;和 选择部,其从生成的所述第一矩阵中选择至少2个要素,生成由所选择的所述至少2个 要素构成的特征向量, 所述认证部参照包含向量作为各用户的所述特征信息的所述登记信息,将与类似于生 成的所述特征向量的向量关联的用户的识别信息输出。8. 根据权利要求1~5中任一项所述的个人认证装置,所述取得部还通过使所述心电波 形在时间轴方向和振幅方向上伸缩,取得第二规范化心电波形, 所述第二规范化心电波形中,在所述心电波形中所含的各波峰间的时间间隔之中,只 有所述第一 R波的波峰与所述第二R波的波峰的时间间隔伸缩为所述第一预定时间, 所述个人认证装置还具备: 小波变换部,其对由所述取得部取得的所述第一规范化心电波形进行小波变换而生成 第一矩阵,并且对由所述取得部取得的所述第二规范化心电波形进行小波变换而生成第二 矩阵;和 选择部,其从所述第一矩阵和所述第二矩阵的各自中选择至少1个要素,生成由所选择 的至少2个要素构成的特征向量, 所述认证部参照包含向量作为各用户的所述特征信息的所述登记信息,将与类似于生 成的所述特征向量的向量关联的用户的识别信息输出。9. 根据权利要求1~8中任一项所述的个人认证装置,在由所述取得部取得的所述第一 规范化心电波形中,作为P波、Q波、S波和T波之中的至少1个波的波峰的调整对象波峰与所 述第一 R波的波峰的时间间隔被伸缩为与至少1个所述调整对象波峰的各自对应的预定时 间的情况下, 所述登记信息中所含的各用户的所述特征信息表示通过使该用户的心电波形在时间 轴方向和振幅方向上伸缩而取得的登记规范化心电波形的特征,在所述登记规范化心电波 形和所述第一规范化心电波形中,第一R波的波峰与第二R波的波峰的时间间隔相等,并且 至少1个所述调整对象波峰的各自与所述第一 R波的波峰的时间间隔的时间相等。10. -种个人认证方法,包括: 计测步骤,使用与用户接触的多个电极来计测所述用户的心电波形; 波峰检测步骤,检测所述心电波形中的P波的波峰或Q波的波峰、和第一 R波的波峰及第 二R波的波峰; 取得步骤,基于在所述波峰检测步骤中检测到的各波的波峰,使所述心电波形在时间 轴方向和振幅方向上伸缩,由此取得第一规范化心电波形;以及 认证步骤,参照登记信息,将与表示与所述第一规范化心电波形类似的特征的特征信 息关联的用户的识别信息输出,所述登记信息包含多个用户的识别信息、和与所述多个用 户的识别信息的各自相关联的表示心电波形的特征的特征信息, 所述取得步骤中,使所述第一R波的波峰与所述第二R波的波峰的时间间隔在时间轴方 向上伸缩为第一预定时间, 所述取得步骤中,(i)使所述第一R波的波峰与所述P波的波峰的时间间隔伸缩为第二 预定时间,(ii)使所述第一R波的波峰与所述Q波的波峰的时间间隔伸缩为第三预定时间, 或(iii)使所述第一R波的波峰与所述P波的波峰的时间间隔伸缩为所述第二预定时间,并 且使所述第一 R波的波峰与所述Q波的波峰的时间间隔伸缩为所述第三预定时间。11. 根据权利要求10所述的个人认证方法,所述波峰检测步骤中,还检测所述心电波形 中的S波的波峰, 所述取得步骤中,还使所述第一 R波的波峰与所述S波的波峰的时间间隔在时间轴方向 上伸缩为第四预定时间。12. 根据权利要求10所述的个人认证方法,所述波峰检测步骤中,还检测所述心电波形 中的T波的波峰, 所述取得步骤中,还使所述第一 R波的波峰与所述T波的波峰的时间间隔在时间轴方向 上伸缩为第五预定时间。13. 根据权利要求10所述的个人认证方法,所述波峰检测步骤中,还检测所述心电波形 中的S波的波峰和T波的波峰, 所述取得步骤中,使所述第一R波的波峰与所述S波的波峰的时间间隔在时间轴方向上 伸缩为第四预定时间,并且使所述第一 R波的波峰与所述T波的波峰的时间间隔在时间轴方 向上伸缩为第五预定时间。14. 根据权利要求10~13中任一项所述的个人认证方法,所述个人认证方法还包括: 输入步骤,接受多个登记对象用户的各自的识别信息的输入;和 登记步骤,通过将在所述输入步骤中接受到的所述多个登记对象用户的识别信息、与 表示对于所述多个登记对象用户的每一个在所述取得步骤中取得的第一规范化心电波形 的特征的特征信息相关联,生成所述登记信息。15. 根据权利要求10~14中任一项所述的个人认证方法,所述登记信息中所含的各用 户的所述特征信息表示心电波形。16. 根据权利要求10~14中任一项所述的个人认证方法,所述个人认证方法还包括: 小波变换步骤,对在所述取得步骤中取得的所述第一规范化心电波形进行小波变换而 生成第一矩阵;和 选择步骤,从生成的所述第一矩阵中选择至少2个要素,生成由所选择的所述至少2个 要素构成的特征向量, 所述认证步骤中,参照包含向量作为各用户的所述特征信息的所述登记信息,将与类 似于所述生成的所述特征向量的所述向量关联的用户的识别信息输出。17. 根据权利要求10~14中任一项所述的个人认证方法,所述取得步骤中,还通过使所 述心电波形在时间轴方向和振幅方向上伸缩,取得第二规范化心电波形, 所述第二规范化心电波形的取得中,在所述心电波形中所含的各波峰间之中,只使所 述第一 R波的波峰与所述第二R波的波峰的时间间隔在时间轴方向上伸缩为所述第一预定 时间, 所述个人认证方法还包括: 小波变换步骤,对在所述取得步骤中取得的所述第一规范化心电波形进行小波变换而 生成第一矩阵,并且对在所述取得步骤中取得的所述第二规范化心电波形进行小波变换而 生成第二矩阵;和 选择步骤,从所述第一矩阵和所述第二矩阵的各自中选择至少1个要素,生成由所选择 的至少2个要素构成的特征向量, 所述认证步骤中,参照包含向量作为各用户的所述特征信息的所述登记信息,将与类 似于所生成的所述特征向量的向量关联的用户的识别信息输出。18. 根据权利要求10~17中任一项所述的个人认证方法,在所述取得步骤中取得的所 述第一规范化心电波形中,作为P波、Q波、S波和T波之中的至少1个波的波峰的调整对象波 峰与所述第一 R波的波峰的时间间隔被伸缩为与至少1个所述调整对象波峰的各自对应的 预定时间的情况下, 所述登记信息中所含的各用户的所述特征信息表示通过使该用户的心电波形在时间 轴方向和振幅方向上伸缩而取得的登记规范化心电波形的特征,在所述登记规范化心电波 形和所述第一规范化心电波形中,第一R波的波峰与第二R波的波峰的时间间隔相等,并且 至少1个所述调整对象波峰的各自与所述第一 R波的波峰的时间间隔相等。19. 一种个人认证装置,具备: 心电计测电路,其使用多个电极来计测用户的心电波形; 波峰检测器,其检测所述心电波形中所含的多个波峰; 取得部,其基于所述多个波峰使所述心电波形伸缩,由此取得规范化心电波形;以及 认证器,其基于预先记录的信息和所述规范化心电波形,输出确定所述用户的信息, 所述心电波形包含第一波形和紧接着第一波形的第二波形, 所述多个波峰包含所述第一波形中所含的第一 R波的波峰和所述第二波形中所含的第 二R波的波峰, 所述多个波峰包含所述第一波形中所含的P波的波峰和所述第一波形中所含的Q波的 波峰的至少一方, 所述第一波形和所述第二波形的各自不含多个R波的波峰, 所述取得部使所述第一 R波的波峰与所述第二R波的波峰的时间间隔伸缩为第一预定 时间, 所述取得部实施第一拉伸、第二拉伸和第三拉伸中的一方, 所述第一拉伸中,所述取得部使所述第一R波的波峰与所述P波的波峰的时间间隔伸缩 为第二预定时间, 所述第二拉伸中,所述取得部使所述第一R波的波峰与所述Q波的波峰的时间间隔伸缩 为第三预定时间, 所述第三拉伸中,所述取得部使所述第一R波的波峰与所述P波的波峰的所述时间间隔 伸缩为所述第二预定时间,并且使所述第一 R波的波峰与所述Q波的波峰的所述时间间隔伸 缩为所述第三预定时间, 所述预先记录的信息包括基于包含所述用户在内的多个用户各自的心电波形的信息。
【文档编号】A61B5/0452GK105989271SQ201610086214
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年2月15日
【发明人】J·B·费尔南多, 森川幸治
【申请人】松下知识产权经营株式会社
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