(57)【要約】【課題】録音音声や音声合成技術を使用した合成音声による「なりすまし」を防ぎ、かつ、周辺雑音の影響を受けにくい音声話者認証システムを実現する。【解決手段】ドアロックを解錠したい場合、認証登録者である発話者１００は、ＮＡＭマイクロフォン１０１を装着し、認証用キーワードを、非可聴つぶやき音（ＮＡＭ音）または通常音で発声する。ＮＡＭ音または通常音は、ＮＡＭマイクロフォン１０１により採取され、マイクアンプ１０３で増幅され、ＡＤコンバータ１０４でデジタル化された後、音声認証部１０６へ入力される。音声認証部１０６は、予め登録用に発声されたＮＡＭ音または通常音をもとに作成・登録され、登録パターン記憶部１０７に記憶された音声パターンと、認証時に発声されたＮＡＭ音または通常音との類似度を計算し、予め設定した閾値と比較して、発話者１００が部屋への入出権限を持つものか否かを判断する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
認証用の体内伝導音声に関するデータが予め記憶されている記憶手段と、認証対象者の体内伝導音声を皮膚表面から入力するための体内伝導音声入力手段と、前記体内伝導音声入力手段により入力された体内伝導音声に関するデータと前記記憶手段に記憶されている体内伝導音声に関するデータとを照合することによって認証を行う認証手段とを含み、前記認証手段の認証結果に応じて外部機器を制御するようにしたことを特徴とする音声話者認証システム。
【請求項２】
前記体内伝導音声入力手段は、ＮＡＭ（Non-Audible Murmur）マイクロフォンであることを特徴とする請求項１記載の音声話者認証システム。
【請求項３】
前記体内伝導音声は、非可聴つぶやき音であることを特徴とする請求項１又は２記載の音声話者認証システム。
【請求項４】
前記ＮＡＭマイクロフォンは、自システムに対して着脱自在に構成されていることを特徴とする請求項２又は３記載の音声話者認証システム。
【請求項５】
前記体内伝導音声入力手段により入力された体内伝導音声に関するデータを、無線通信方式によって前記認証手段に伝達する無線通信手段を更に含むことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の音声話者認証システム。
【請求項６】
前記認証対象者に予め付与され該認証対象者を識別するための識別情報を入力するためのＩＤ入力手段を更に含み、前記認証手段は、前記記憶手段に記憶されているデータのうち、前記ＩＤ入力手段によって入力された識別情報に対応するデータと、前記体内伝導音声入力手段により入力された体内伝導音声に関するデータとを照合することを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の音声話者認証システム。
【請求項７】
前記ＩＤ入力手段は、非接触ＩＤタグに記憶されている前記識別情報を読み出すことによって該識別情報が入力されることを特徴とする請求項６記載の音声話者認証システム。
【請求項８】
前記認証手段は、前記体内伝導音声入力手段により入力された体内伝導音声に関するデータと前記記憶手段に記憶されている体内伝導音声に関するデータとの類似度と、所定閾値とを比較することを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載の音声話者認証システム。
【請求項９】
前記外部機器は、前記認証結果に対応する電気信号によって扉の施錠を制御することを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載の音声話者認証システム。
【請求項１０】
前記外部機器は、前記認証結果に対応するデータによってネットワークへのログイン可否を制御することを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載の音声話者認証システム。
【請求項１１】
前記外部機器は、前記認証結果に対応するデータによってデータベースへのアクセス可否を制御することを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載の音声話者認証システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は音声を用いることで発話者を特定する音声話者認証システムに関し、特に耳介の後方下部の、頭蓋骨の乳様突起直下の、胸鎖乳突筋上の皮膚表面に装着され、発声器官の運動に伴う共振フィルタ特性変化により調音された、声帯の規則振動を伴わない、外部からは非可聴な呼吸音の体内軟部組織を伝導する振動音である非可聴つぶやき音（Non-Audible Murmur; NAM）あるいは通常音声などの体内軟部組織を伝導する体内伝導音声を採取して音声入力するマイクロフォン（ＮＡＭマイクロフォン）から採取される音声を用いる音声話者認証システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、入出門管理や金融機関のＡＴＭにおいて本人かどうか確認する方法として、磁気カード、ＩＣカード、パスワードなどが用いられてきた。しかしながら、磁気カード、ＩＣカードは紛失、盗難、偽造の危険性があり、またパスワードは忘失、盗難の恐れがある。
このため、近年、本人の身体的特徴を用いる指紋認証、虹彩認証、音声認証などの生体認証が提案されている。このうち音声認証は、音声の個人差を用いる方法で、そのアルゴリズムに関しては、例えば非特許文献１に記載されているように、まず、キーワードを発声して音声パターンを登録しておき、認証時に同一キーワードを発声して登録パターンとの類似度を計算し、予め設定した閾値と比較して本人かどうか判定する。音声認証には、指紋や虹彩などで用いられるような特殊な入力装置を必要とせず低コストで実現可能、電話を使用すれば遠隔地でも認証可能などのメリットがあり、これまでに一部銀行等で導入されている。
【０００３】
音声認証による本人確認システムをより広く普及させるため課題としては、テープレコーダー等による録音音声や音声合成技術を使用した合成音声による詐称（以後、これを「なりすまし」と呼ぶ）への対策や、周辺雑音による誤認証の低減などがあげられる。
この「なりすまし」の問題に対しては、以下の対処方法が提案されている。すなわち、予め複数のキーワードを登録しておき、システムがランダムにキーワードを指定してある時間内に音声入力がない場合は、例え登録パターンとの類似度が大きくても合成音声や録音音声と判断する対処方法（例えば、特許文献１参照）や、認証時に複数回キーワードを発声してもらい、複数の音声間の類似度が完全一致に近い場合は、入力音声が合成音声や録音音声などの不自然な音声であると判断するなどの対処方法（例えば、特許文献２参照）が提案されている。
【特許文献１】特開昭６１−２７２７９８号公報
【特許文献２】特開２００１−２６５３８７号公報
【非特許文献１】瀬戸洋一著「生体認証技術」共立出版社２００２年５月  ｐｐ．６４〜６８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、最近の音声合成技術の進歩により、容易に短時間で認証対象者の音声を生成したり、また音声合成パラメータの調整等によって合成音声に揺らぎを持たせることが可能となり、上記方法では「なりすまし」に対して十分対応できなくなってきたという問題がある。
また、周辺雑音の問題に対しては、指向性マイクロフォンを使用するなど考えられるが、現状では、抜本的な対策はない。
本発明は上述した問題を解決するためになされたものであり、その目的は、テープレコーダー等による録音音声や音声合成技術を使用した合成音声による「なりすまし」を防ぎ、かつ、周辺雑音の影響を受けにくい音声話者認証システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１による音声話者認証システムは、認証用の体内伝導音声に関するデータが予め記憶されている記憶手段と、認証対象者の体内伝導音声を皮膚表面から入力するための体内伝導音声入力手段と、前記体内伝導音声入力手段により入力された体内伝導音声に関するデータと前記記憶手段に記憶されている体内伝導音声に関するデータとを照合することによって認証を行う認証手段とを含み、前記認証手段の認証結果に応じて外部機器を制御するようにしたことを特徴とする。このように構成すれば、テープレコーダー等による録音音声や音声合成技術を使用した合成音声による「なりすまし」を防ぎ、かつ、周辺雑音の影響を受けにくい。
【０００６】
本発明の請求項２による音声話者認証システムは、請求項１において、前記体内伝導音声入力手段は、ＮＡＭ（Non-Audible Murmur）マイクロフォンであることを特徴とする。このようにＮＡＭマイクロフォンを用いれば、非可聴つぶやき音を容易に入力できる。
本発明の請求項３による音声話者認証システムは、請求項１又は２において、前記体内伝導音声は、非可聴つぶやき音であることを特徴とする。非可聴つぶやき音を認証対象とすることにより、風邪などにより認証対象者の発声が正常状態でない場合においても、適切に認証できる。
【０００７】
本発明の請求項４による音声話者認証システムは、請求項２又は３において、前記ＮＡＭマイクロフォンは、自システムに対して着脱自在に構成されていることを特徴とする。このようにＮＡＭマイクロフォンをシステムに対して着脱自在に構成すれば、ＮＡＭマイクロフォンを携行でき、システムの利便性が向上する。
本発明の請求項５による音声話者認証システムは、請求項１から４までのいずれか１項において、前記体内伝導音声入力手段により入力された体内伝導音声に関するデータを、無線通信方式によって前記認証手段に伝達する無線通信手段を更に含むことを特徴とする。このように構成すれば、システムの構成の一部分を携行でき、システムの利便性が向上する。
【０００８】
本発明の請求項６による音声話者認証システムは、請求項１から５までのいずれか１項において、前記認証対象者に予め付与され該認証対象者を識別するための識別情報を入力するためのＩＤ入力手段を更に含み、前記認証手段は、前記記憶手段に記憶されているデータのうち、前記ＩＤ入力手段によって入力された識別情報に対応するデータと、前記体内伝導音声入力手段により入力された体内伝導音声に関するデータとを照合することを特徴とする。このように構成すれば、複数の認証対象者に対応することができる。
【０００９】
本発明の請求項７による音声話者認証システムは、請求項６において、前記ＩＤ入力手段は、非接触ＩＤタグに記憶されている前記識別情報を読み出すことによって該識別情報が入力されることを特徴とする。ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）などの非接触ＩＤタグを用いれば、該認証対象者を識別するための識別情報を容易に入力することができる。
【００１０】
本発明の請求項８による音声話者認証システムは、請求項１から７までのいずれか１項において、前記認証手段は、前記体内伝導音声入力手段により入力された体内伝導音声に関するデータと前記記憶手段に記憶されている体内伝導音声に関するデータとの類似度と、所定閾値とを比較することを特徴とする。このように構成すれば、入力された非可聴つぶやき音などの体内伝導音声に関するデータと予め記憶されている非可聴つぶやき音などの体内伝導音声に関するデータとを容易に照合することができる。
【００１１】
本発明の請求項９による音声話者認証システムは、請求項１から８までのいずれか１項において、前記外部機器は、前記認証結果に対応する電気信号によって扉の施錠を制御することを特徴とする。このように構成すれば、扉の施錠を制御することができる。
本発明の請求項１０による音声話者認証システムは、請求項１から８までのいずれか１項において、前記外部機器は、前記認証結果に対応するデータによってネットワークへのログイン可否を制御することを特徴とする。このように構成すれば、ネットワークへのログイン可否を制御することができる。
本発明の請求項１１による音声話者認証システムは、請求項１から８までのいずれか１項において、前記外部機器は、前記認証結果に対応するデータによってデータベースへのアクセス可否を制御することを特徴とする。このように構成すれば、データベースへのアクセス可否を制御することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、「なりすまし」への耐性が飛躍的に向上し、セキュリティ性が高い音声認証システムの構築が可能となる。さらに、認証にＮＡＭ音声を使用すれば、第三者に認証用キーワードを聞かれることなく音声認証を行うことができるため、よりシステムのセキュリティ性が高まる。
また、ＮＡＭマイクロフォンを使うことにより、環境雑音の影響を受けにくくなるため、より高い認証性能を有する音声認証システムを実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において参照する各図では、他の図と同等部分は同一符号によって示されている。
まず非可聴つぶやき（ＮＡＭ）とは、発声器官の運動に伴う共振フィルタ特性変化により調音された、声帯の規則変動を伴わない、外部からは非可聴な呼吸音の体内軟部組織を伝導する振動音である。
【００１４】
（原理）
国際公開ＷＯ２００４／０２１７３８号パンフレットにおいて提案されているＮＡＭマイクロフォンで採取される肉伝導音は、過程で複数の異なる音響インピーダンスを有する物質を通るため、空気伝導に比較して、特に高周波帯域の信号の減衰が大きい。また、音韻や韻律に依存して音源の場所が変わるため、肉伝導の経路が一様ではなく減衰特性も異なる。本発明では、音の肉伝導特性と空気伝導特性の違いを利用して、「なりすまし」を防止することを考えた。
【００１５】
まず、発明者は、図２及び図３に示すようなＮＡＭマイクロフォンを試作した。図２はＮＡＭマイクロフォンの側面断面図、図３はＮＡＭマイクロフォンの正面図である。両図に示されているＮＡＭマイクロフォン１０１は、接触部３０１ａと、フレーム３０１ｂと、外部雑音防音空間３０１ｃと、反射板３０１ｄと、コンデンサマイクロフォン３０１ｅとを含んで構成されている。コンデンサマイクロフォン３０１ｅは、振動板電極３０１ｆと、リード線３０１ｇとを有している。接触部３０１ａは、皮膚との間で音響インピーダンスの不整合が生じないように、人間の軟体組織に近い音響インピーダンスを有する生体適合性物質であるシリコーンゴムで構成した。
【００１６】
図４（ａ）は、ある話者がある内容の文章を発声して生じた空気伝導音を、口元に置いたＮＡＭマイクロフォン１０１から採取した信号のスペクトルを示す図、図４（ｂ）は、同一話者が同一内容の文章を発声して生じた肉伝導音を、体表に装着したＮＡＭマイクロフォン１０１から採取した信号のスペクトルを示す図である。
同図（ａ）を参照すると、空気伝導音では４ｋＨｚ以上の信号が含まれている。これに対し、同図（ｂ）を参照すると、肉伝導音では４ｋＨｚ以上の信号が減衰していることがわかる。
【００１７】
また、図５（ａ）は、ある話者がそれぞれ「あ」と発声して生じた空気伝導音を、口元に置いたＮＡＭマイクロフォン１０１から採取してオクターブ分析した図、図５（ｂ）は、同一話者が同じく「あ」と発声して生じた肉伝導音を、体表に装着した同一ＮＡＭマイクロフォン１０１から採取してオクターブ分析した図である。両図において、中心周波数は、左からそれぞれ８０Hz、１００Hz、１２５Hz、１６０Hz、２００Hz、２５０Hz、３１５Hz、４００Hz、５００Hz、６５０Hz、８００Hz、１０００Hz、１２５０Hz、１６００Hz、２０００Hz、２５００Hz、３１５０Hz、４０００Hz、５０００Hzである。
【００１８】
同様に、図６（ａ）と図６（ｂ）は「い」と発声した場合、図７（ａ）と図７（ｂ）は「う」と発声した場合、図８（ａ）と図８（ｂ）は「え」と発声した場合、図９（ａ）と図９（ｂ）は「お」と発声した場合である。これらの図を参照すると、いずれの母音においても、ＮＡＭマイクロフォン１０１を体表に装着した状態で採取した肉伝導音の周波数パターンと、口元に置いたＮＡＭマイクロフォン１０１から採取した空気伝導音の周波数パターンとが異なり、かつ、高域における周波数帯域毎の空気伝導音と肉伝導音のパワー比が、「あ」、「い」、「う」、「え」、「お」で異なることがわかる。
【００１９】
したがって、単純に空気伝導音の高域をフィルタ等で減衰させても、肉伝導音の周波数パターンには一致しない。通常の「なりすまし」では、「なりすまし」対象者の空気伝導音を録音／分析し、空気伝導音を再生／合成してスピーカ等マイクロフォンから入力する。したがって、ＮＡＭマイクロフォンを体表に装着した状態で採取した肉伝導音をもとに登録用の認証パターンを作成しておけば、第三者が上記方法で「なりすまし」対象者の録音音声や合成音声をＮＡＭマイクロフォンに入力してもパターンが一致せず、「なりすまし」を防止できる。また、対象者の空気伝導音をもとに肉伝導音を生成してＮＡＭマイクロフォンに入力しようとしても、ターゲットとなる肉伝導音が第三者にはわからないため、現実には非常に困難である。
さらに、日常使用しないため安定して発声できるようになるまで訓練を要するが、登録用の認証パターンをＮＡＭ発声音声から作成すれば、キーワード自体を第三者に知られることがなくなり、セキュリティ性が一層向上する。
【００２０】
次に、ＮＡＭマイクロフォン１０１の耐環境雑音の特性について説明する。まず、図１０（ａ）に示すように、ある話者が「あー」と発声した場合の空気伝導音と肉伝導音を、通常マイクロフォンＭＣと乳様突起直下の皮膚表面に装着したＮＡＭマイクロフォン１０１とからそれぞれ採取した。次に、図１０（ｂ）に示すように、上記話者の位置に設置したスピーカから、通常マイクロフォンＭＣで採取された上記話者音声の「あー」を、同図（ａ）において採取した上記話者音声と同じ音量になるようにゲイン調整して再生し、その空気伝導音を、スピーカＳＰの隣で上記話者の乳様突起直下の皮膚表面に装着されたＮＡＭマイクロフォン１０１から採取した。
ＮＡＭマイクロフォン１０１から採取された肉伝導音が図１１（ａ）、ＮＡＭマイクロフォン１０１から採取された空気伝導音が図１１（ｂ）に示されている。同図（ａ）及び同図（ｂ）を参照すると、空気伝導音は肉伝導音に比べ、３０ｄＢ以上減衰していることがわかる。
【実施例１】
【００２１】
図１は本発明にかかる音声認証によるドアロック解錠システムの構成例を示す図である。同図に示されているドアロック解錠システムは、ＮＡＭマイクロフォン１０１と、音声前処理部１０２と、音声認証システム１０５と、ドアロック制御システム１０８と、ドア１０９とから構成されている。さらに、音声前処理部１０２は、マイクアンプ１０３とＡＤコンバータ１０４からなり、音声認証システム１０５は、音声認証部１０６と登録パターン記憶部１０７からなる。
【００２２】
ドアロックを解錠したい場合、認証登録者である発話者１００は、耳介の後方下部の、頭蓋骨の乳様突起直下の、胸鎖乳突筋上の皮膚表面にはＮＡＭマイクロフォン１０１を装着し、認証用キーワードを、非可聴つぶやき音（ＮＡＭ音）または通常音で発声する。上記ＮＡＭ音または通常音はＮＡＭマイクロフォン１０１により採取され、マイクアンプ１０３に入力される。マイクアンプ１０３で増幅されたＮＡＭ音または通常音はＡＤコンバータ１０４でデジタル化された後、音声認証部１０６へ入力される。音声認証部１０６は、予め登録用に発声されたＮＡＭ音または通常音をもとに作成・登録され、登録パターン記憶部１０７に記憶された音声パターンと、認証時に発声されたＮＡＭ音または通常音との類似度を計算し、予め設定した閾値と比較して、発話者１００が部屋への入出権限を持つものか否かを判断する。つまり、音声認証部１０６は、入力された非可聴つぶやき音に関するデータと、登録パターン記憶部１０７に記憶されている非可聴つぶやき音に関するデータとを照合することによって認証を行っている。
【００２３】
音声認証部１０６で得られた判断結果はドアロック制御システム１０８へ送信され、ドアロック制御システム１０８は上記判断結果に従い、入出権限を持つものと判断された場合に、ドア１０９のドアロックを一定時間開錠する。
なお、認証対象者である発話者１００は、ＮＡＭ発声、通常発声いずれの方法で発声してもよいが、登録時と認証時で同じ発声方法を用いる必要がある。ただし、登録時に、ＮＡＭ発声と通常発声の両方の登録パターンを用意し、認証時には、周囲の状況に応じて発声方法を選択することも可能である。
【実施例２】
【００２４】
図１２は本発明にかかる音声認証によるドアロック解錠システムの別の構成例を示す図である。図１２の構成では、図１の構成に新たに無線送信ユニット２０１と無線受信ユニット２０４とが付加され、無線送信ユニット２０１はデジタル変調部２０２と送信用アンテナ２０３とを含み、無線受信ユニット２０４は受信用アンテナ２０５とデジタル復調部２０６とを含んでいる。
【００２５】
ドアロックを解錠したい場合、認証登録者である発話者１００は、耳介の後方下部の、頭蓋骨の乳様突起直下の、胸鎖乳突筋上の皮膚表面にはＮＡＭマイクロフォン１０１を装着し、認証用キーワードを、非可聴つぶやき音（ＮＡＭ音）または通常音で発声する。上記ＮＡＭ音または通常音はＮＡＭマイクロフォン１０１により採取され、マイクアンプ１０３に入力される。マイクアンプ１０３で増幅されたＮＡＭ音または通常音はＡＤコンバータ１０４でデジタル化された後、デジタル変調部２０２でデジタル変調され、送信用アンテナ２０３、受信用アンテナ２０５を経て、デジタル復調部２０６に送られる。デジタル復調部２０６は、受信信号からもとのデジタル音声データを抽出し、音声認証部１０６に入力する。
以後の動作は実施例１の場合と同様のため省略する。
【実施例３】
【００２６】
図１３は本発明にかかる音声認証によるドアロック解錠システムのさらに別の構成例を示す図である。同図の構成が実施例１（図１）の場合と異なる点は、音声認証システム１４０１に個人ＩＤ入力部１４０２が追加され、音声認証部１４０３がＡＤコンバータ１０４からのデジタル化された音声データの他に、個人ＩＤ入力部１４０２からの個人ＩＤ情報をも入力とする点である。
【００２７】
ドアロックを解錠したい場合、認証登録者である発話者１００は、個人ＩＤ入力部１４０２から、ＩＤカードまたはテンキーにより個人ＩＤを入力し、耳介の後方下部の、頭蓋骨の乳様突起直下の、胸鎖乳突筋上の皮膚表面にはＮＡＭマイクロフォン１０１を装着し、認証用キーワードを、非可聴つぶやき音（ＮＡＭ音）または通常音で発声する。上記ＮＡＭ音または通常音はＮＡＭマイクロフォン１０１により採取され、マイクアンプ１０３に入力される。マイクアンプ１０３で増幅されたＮＡＭ音または通常音はＡＤコンバータ１０４でデジタル化された後、音声認証部１４０３へ入力される。
【００２８】
音声認証部１４０３は、個人ＩＤ入力部１４０２から入力された個人ＩＤに対応した、予め登録用に発声されたＮＡＭ音または通常音をもとに作成・登録され、登録パターン記憶部１０７に記憶された音声パターンと、認証時に発声されたＮＡＭ音または通常音との類似度を計算し、予め設定した閾値と比較して、発話者１００が部屋への入出権限を持つものか否かを判断する。
以後の動作は実施例１の場合と同様のため省略する。
【実施例４】
【００２９】
図１４は本発明にかかる音声認証によるネットワークログイン管理システムの構成例を示す図である。同図を参照すると、ネットワークログイン管理システムはＮＡＭマイクロフォン１０１と、音声前処理部１０２と、音声認証システム１４０１と、ネットワークログイン管理部１５０１と、ネットワーク１５０２とから構成されている。さらに音声前処理部１０２は、マイクアンプ１０３とＡＤコンバータ１０４とからなる。また、音声認証システム１４０１は、個人ＩＤ入力部１４０２と、音声認証部１４０３と、登録パターン記憶部１０７とからなる。
【００３０】
ネットワーク１５０２にログインしたい場合、認証登録者である発話者１００は、個人ＩＤ入力部１４０２から、ＩＤカードまたはテンキーにより個人ＩＤを入力し、耳介の後方下部の、頭蓋骨の乳様突起直下の、胸鎖乳突筋上の皮膚表面にはＮＡＭマイクロフォン１０１を装着し、認証用キーワードを、非可聴つぶやき音（ＮＡＭ音）または通常音で発声する。上記ＮＡＭ音または通常音はＮＡＭマイクロフォン１０１により採取され、マイクアンプ１０３に入力される。マイクアンプ１０３で増幅されたＮＡＭ音または通常音はＡＤコンバータ１０４でデジタル化された後、音声認証部１４０３へ入力される。
【００３１】
音声認証部１４０３は、個人ＩＤ入力部１４０２から入力された個人ＩＤに対応した、予め登録用に発声されたＮＡＭ音または通常音をもとに作成・登録され、登録パターン記憶部１０７に記憶された音声パターンと、認証時に発声されたＮＡＭ音または通常音との類似度を計算し、予め設定した閾値と比較して、発話者１００が部屋への入出権限を持つものか否かを判断する。
音声認証部１４０３で得られた判断結果はネットワークログイン管理部１５０１へ送信され、ネットワークログイン管理部１５０１は上記判断結果に従い、ログイン権限を持つものと判断された場合に、ネットワーク１５０２へのログインを許可する。
【実施例５】
【００３２】
図１５は本発明にかかる音声認証によるデータベースアクセス管理システムの構成例を示す図である。同図を参照すると、データベースアクセス管理システムは、ＮＡＭマイクロフォン１０１と、音声前処理部１０２と、音声認証システム１４０１と、データベースアクセス管理部１６０１と、データベース１６０２から構成されている。さらに音声前処理部１０２は、マイクアンプ１０３とＡＤコンバータ１０４、音声認証システム１４０１は、個人ＩＤ入力部１４０２、音声認証部１４０３、登録パターン記憶部１０７からなる。
【００３３】
データベース１６０２にアクセスしたい場合、認証登録者である発話者１００は、個人ＩＤ入力部１４０２から、ＩＤカードまたはテンキーにより個人ＩＤを入力し、耳介の後方下部の、頭蓋骨の乳様突起直下の、胸鎖乳突筋上の皮膚表面にはＮＡＭマイクロフォン１０１を装着し、認証用キーワードを、非可聴つぶやき音（ＮＡＭ音）または通常音で発声する。上記ＮＡＭ音または通常音はＮＡＭマイクロフォン１０１により採取され、マイクアンプ１０３に入力される。マイクアンプ１０３で増幅されたＮＡＭ音または通常音はＡＤコンバータ１０４でデジタル化された後、音声認証部１４０３へ入力される。音声認証部１４０３は、個人ＩＤ入力部１４０２から入力された個人ＩＤに対応した、予め登録用に発声されたＮＡＭ音または通常音をもとに作成・登録され、登録パターン記憶部１０７に記憶された音声パターンと、認証時に発声されたＮＡＭ音または通常音との類似度を計算し、予め設定した閾値と比較して、発話者１００が部屋への入出権限を持つものか否かを判断する。音声認証部１４０３で得られた判断結果はデータベースアクセス管理部１６０１へ送信され、データベースアクセス管理部１６０１は上記判断結果に従い、アクセス権限を持つものと判断された場合に、データベース１６０２へのアクセスを許可する。
【実施例６】
【００３４】
図１６は本発明にかかる音声認証によるドアロック解錠システムのさらに別の構成例を示す図である。同図を参照すると、ドアロック解錠システムは、ＲＦＩＤタグ付きＮＡＭマイクロフォン１７０１と、マイク入力端子１７０２と、音声前処理部１０２と、音声認証システム１７０３と、ドアロック制御システム１０８と、ドア１０９とから構成されている。さらに音声前処理部１０２は、マイクアンプ１０３とＡＤコンバータ１０４とからなる。音声認証システム１７０３は、ＲＦＩＤタグリーダライタ１７０４と、音声認証部１７０５と、登録パターン記憶部１０７とからなる。
【００３５】
認証登録者である発話者１００は、それぞれ個別のＲＦＩＤタグ付きＮＡＭマイクロフォン１７０１を持ち、ＲＦＩＤタグには予め個人ＩＤ情報が書き込まれている。
ＲＦＩＤタグ付きＮＡＭマイクロフォン１７０１の構成例について図１７及び図１８を参照して説明する。図１７はＦＩＤタグ付きＮＡＭマイクロフォン１７０１の側面断面図、図１８はＦＩＤタグ付きＮＡＭマイクロフォン１７０１の正面図である。図１７及び図１８に示されているＮＡＭマイクロフォン１７０１の構成が、図２及び図３に示されているＮＡＭマイクロフォン１０１の構成と異なる点は、予め個人ＩＤ情報が書き込まれているＲＦＩＤタグ１８０１と、マイク入力端子１７０２に対応したプラグ１８０２とが追加されている点である。
【００３６】
ＲＦＩＤなどの非接触ＩＤタグに記憶されている識別情報を読み出すことによって該識別情報が入力されるので、認証対象者を識別するための識別情報を容易に入力することができる。
プラグ１８０２が追加されているので、ＮＡＭマイクロフォン１７０１は、本システムに対して着脱自在に構成されていることになる。このように構成すれば、ＮＡＭマイクロフォンを携行でき、システムの利便性が向上する。
【００３７】
ドアロックを解錠したい場合、認証登録者である発話者１００は、まず個人毎に所有するＲＦＩＤタグ付きＮＡＭマイクロフォン１７０１をＲＦＩＤタグリーダライタ１７０４に近づける。ＲＦＩＤタグリーダライタ１７０４は、ＲＦＩＤタグ付きＮＡＭマイクロフォン１７０１のＲＦＩＤタグ１８０１から、個人ＩＤを読み出す。
次に、認証登録者である発話者１００は、ＲＦＩＤタグ付きＮＡＭマイクロフォン１７０１のプラグ１８０２をマイク入力端子１７０２に差し込んだ後、耳介の後方下部の、頭蓋骨の乳様突起直下の、胸鎖乳突筋上の皮膚表面にはＲＦＩＤタグ付きＮＡＭマイクロフォン１７０１を装着し、認証用キーワードを、非可聴つぶやき音（ＮＡＭ音）または通常音で発声する。
【００３８】
上記ＮＡＭ音または通常音はＲＦＩＤタグ付きＮＡＭマイクロフォン１７０１により採取され、マイクアンプ１０３に入力される。マイクアンプ１０３で増幅されたＮＡＭ音または通常音はＡＤコンバータ１０４でデジタル化された後、音声認証部１７０５へ入力される。音声認証部１７０５は、ＲＦＩＤタグリーダライタ１７０４が読み込んだ個人ＩＤに対応した、予め登録用に発声されたＮＡＭ音または通常音をもとに作成・登録され、登録パターン記憶部１０７に記憶された音声パターンと、認証時に発声されたＮＡＭ音または通常音との類似度を計算し、予め設定した閾値と比較して、発話者１００が部屋への入出権限を持つものか否かを判断する。
【００３９】
以後の動作は実施例１の場合と同様のため省略する。
個人毎に、小型かつ安価で製造可能なＮＡＭマイクロフォンとＲＦＩＤタグを組み合わせたＲＦＩＤタグ付きＮＡＭマイクロフォン１７０１を保有・使用することにより、特別な操作なしに個人ＩＤ入力が可能となり、使い勝手がよく、セキュリティ性の高いシステムが実現できる。
なお、実施例１から実施例５までのいずれかにおいて、マイク入力端子に対応したプラグを追加すれば、ＮＡＭマイクロフォンを、各システムに対して着脱自在に構成でき、ＮＡＭマイクロフォンを携行でき、システムの利便性が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明により、セキュリティ性が高く、かつ、認証性能が高い音声認証システムが実現できるようになるため、入出門管理やＡＴＭ以外のセキュリティシステムや金融システムにおいても、本人認証システムとして広く使用することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態に係るドアロック解錠システムの構成を示す図である。
【図２】ＮＡＭマイクロフォンの構成例を示す側面断面図である。
【図３】ＮＡＭマイクロフォンの構成例を示す正面図である。
【図４】ＮＡＭマイクロフォンから採取した信号のスペクトルを示す図である。
【図５】発声「あ」の空気伝導音と肉伝導音のオクターブ分析図である。
【図６】発声「い」の空気伝導音と肉伝導音のオクターブ分析図である。
【図７】発声「う」の空気伝導音と肉伝導音のオクターブ分析図である。
【図８】発声「え」の空気伝導音と肉伝導音のオクターブ分析図である。
【図９】発声「お」の空気伝導音と肉伝導音のオクターブ分析図である。
【図１０】ＮＡＭマイクロフォンの耐環境雑音性用の評価構成図である。
【図１１】ＮＡＭマイクロフォンから採取された肉伝導音と空気伝導音の波形図である。
【図１２】本発明にかかる別のドアロック解錠システムの構成を示す図である。
【図１３】本発明にかかる別のドアロック解錠システムの構成を示す図である。
【図１４】本発明にかかるネットワークログイン管理システムの構成を示す図である。
【図１５】本発明にかかるデータベースアクセス管理システムの構成を示す図である。
【図１６】本発明にかかる別のドアロック解錠システムの構成を示す図である。
【図１７】ＲＦＩＤタグ付きＮＡＭマイクロフォンの構成例を示す側面断面図である。
【図１８】ＲＦＩＤタグ付きＮＡＭマイクロフォンの構成例を示す正面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１００  発話者
１０１  ＮＡＭマイクロフォン
１０２  音声前処理部
１０３  マイクアンプ
１０４  ＡＤコンバータ
１０５  音声認証システム
１０６  音声認証部
１０７  登録パターン記憶部
１０８  ドアロック制御システム
１０９  ドア
２０１  無線送信ユニット
２０２  デジタル変調部
２０３  送信用アンテナ
２０４  無線受信ユニット
２０５  受信用アンテナ
２０６  デジタル復調部
３０１ａ  接触部
３０１ｂ  フレーム
３０１ｃ  外部雑音防音空間
３０１ｄ  反射板
３０１ｅ  コンデンサマイクロフォン
３０１ｆ  振動板電極
３０１ｇ  リード線
１４０１  音声認証システム
１４０２  個人ＩＤ入力部
１４０３  音声認証部
１５０１  ネットワークログイン管理部
１５０２  ネットワーク
１６０１  データベースアクセス管理部
１６０２  データベース
１７０１  ＲＦＩＤタグ付きＮＡＭマイクロフォン
１７０２  マイク入力端子
１７０３  音声認証システム
１７０４  ＲＦＩＤタグリーダライタ
１７０５  音声認証部
１８０１  ＲＦＩＤタグ
１８０２  プラグ
ＭＣ  通常マイクロフォン
ＳＰ  スピーカ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図４】
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