(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピーカとマイクと制御部とを備えたスマートスピーカの認証システムにおいて実行され、対象ユーザが予め登録されている特定ユーザであるか否かを認証するための認証方法であって、
前記制御部は、
前記スピーカから所定の文字列を含む音声を出力させる第一ステップと、
前記第一ステップの後、前記対象ユーザが発した音声をマイクにより受信して音声情報を取得し、当該音声情報から前記対象ユーザが前記特定ユーザであるか否かを判定する第二ステップと、
を備え、
前記第二ステップでは、
前記音声情報から認識された文字列が、前記所定の文字列に適合することの判定と、
前記音声情報から認識された特徴量と、前記特定ユーザの音声として予め登録されている音声情報の特徴量とに基づき、前記対象ユーザが発した音声の特徴が前記対象ユーザの音声の特徴に適合することの判定と、
を実行し、
前記所定の文字列は、認証の際に対象ユーザに復唱させるために生成された文字列である、
スマートスピーカの認証方法。
【請求項２】
前記第二ステップでは、前記第一ステップが実行された時から前記音声情報を取得するまでの時間が、所定時間以内であることの判定を更に実行する、
請求項１に記載のスマートスピーカの認証方法。
【請求項３】
前記第一ステップで前記所定の文字列の音声を出力させる前後には、発声を促すための音声が出力される、
請求項１又は２に記載のスマートスピーカの認証方法。
【請求項４】
スピーカとマイクと制御部とを備えたスマートスピーカの認証システムであって、
前記制御部は、
前記スピーカから所定の文字列を含む音声を出力させ、
その後、対象ユーザが発した音声を前記マイクにより受信して音声情報を取得し、当該音声情報から前記対象ユーザが、予め登録されている特定ユーザであるか否かを判定するように構成されており、
前記判定では、
前記音声情報から認識された文字列が、前記所定の文字列に適合することの判定と、
前記音声情報から認識された特徴量と、前記特定ユーザの音声として予め登録されている音声情報の特徴量とに基づき、前記対象ユーザが発した音声の特徴が前記対象ユーザの音声の特徴に適合することの判定と、
を実行し、
前記所定の文字列は、認証の際に対象ユーザに復唱させるために生成された文字列である、
スマートスピーカの認証システム。
【請求項５】
前記判定では、前記スピーカから所定の文字列を含む音声を出力させた時から前記音声情報を取得するまでの時間が、所定時間以内であることの判定を更に実行する、
請求項４記載のスマートスピーカの認証システム。
【請求項６】
スピーカとマイクと制御部とを備えたスマートスピーカであって、
前記制御部は、
前記スピーカから所定の文字列を含む音声を出力させ、
その後、対象ユーザが発した音声を前記マイクにより受信して音声情報を取得し、当該音声情報から前記対象ユーザが、予め登録されている特定ユーザであるか否かを判定するように構成されており、
前記判定では、
前記音声情報から認識された文字列が、前記所定の文字列に適合することの判定と、
前記音声情報から認識された特徴量と、前記特定ユーザの音声として予め登録されている音声情報の特徴量とに基づき、前記対象ユーザが発した音声の特徴が前記対象ユーザの音声の特徴に適合することの判定と、
を実行し、
前記所定の文字列は、認証の際に対象ユーザに復唱させるために生成された文字列である、
スマートスピーカ。
【請求項７】
前記判定では、前記スピーカから所定の文字列を含む音声を出力させた時から前記音声情報を取得するまでの時間が、所定時間以内であることの判定を更に実行する、
請求項６記載のスマートスピーカ。
【請求項８】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のスマートスピーカの認証方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、認証方法、認証システム、デバイス及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、従来の認証方法が開示されている。特許文献１に記載の認証方法は、声紋を使用したログイン方法である。特許文献１に記載のログイン方法は、ユーザからログイン要求があると、ログイン文字列を生成した上で、ログイン文字列の少なくとも一つの文字を置換し、この置換した文字列を表示する。
【０００３】
ユーザは、表示された文字列を確認した後、置換前のログイン文字列を読む。特許文献１に記載のログイン方法では、文字列を読んだユーザの声紋を取得し、ログイン文字列が正しいか否かを判定するのに加え、音声に基づいて声紋認証も実行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１７−５３０３８７号公報
【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、特許文献１記載のログイン方法では、ログイン文字列を表示するため、視力が弱い高齢者や盲目な人などの目が不自由な人はログインすることができないという問題がある。また、運転中、料理中、子育て中、荷物配達中など、ユーザの手がふさがっている状態では、文字列を目視することが困難な状況であり、ログインできない問題がある。また、このようなログイン方法において、より使い勝手の良い方法が望まれている。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされ、目が不自由な人や、運転中、料理中、子育て中、荷物配達中など、手がふさがっている状態にあるユーザでも認証することが可能であり、より使い勝手のよい認証方法、認証システム、デバイス及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る認証方法は、対象ユーザが予め登録されている特定ユーザであるか否かを認証するための認証方法である。認証方法は、第一ステップと、第二ステップとを備える。第一ステップは、スピーカから所定の文字列の音声を出力させる。第二ステップは、前記第一ステップの後、前記対象ユーザが発した音声をマイクにより受信して音声情報を取得し、当該音声情報から前記対象ユーザが前記特定ユーザであるか否かを判定する。前記第二ステップでは、少なくとも二つの判定を実行する。一つめの判定は、前記音声情報から認識された文字列が、前記所定の文字列に適合することを判定する。二つ目の判定は、前記音声情報から認識された特徴量と、前記特定ユーザの音声として予め登録されている音声情報の特徴量とに基づき、前記対象ユーザが発した音声の特徴が前記対象ユーザの音声の特徴に適合することを判定する。
【０００８】
本発明の一態様に係る認証システムは、スピーカと、マイクと、制御部と、を備える。前記制御部は、前記スピーカから所定の文字列の音声を出力させる。前記制御部は、その後、対象ユーザが発した音声を前記マイクにより受信して音声情報を取得し、当該音声情報から前記対象ユーザが、予め登録されている特定ユーザであるか否かを判定する。前記判定は、前記音声情報から認識された文字列が、前記所定の文字列に適合することの判定と、前記音声情報から認識された特徴量と、前記特定ユーザの音声として予め登録されている音声情報の特徴量とに基づき、前記対象ユーザが発した音声の特徴が前記対象ユーザの音声の特徴に適合することの判定と、を実行する。
【０００９】
本発明の一態様に係るデバイスは、スピーカと、マイクと、制御部と、を備える。前記制御部は、前記スピーカから所定の文字列の音声を出力させる。前記制御部は、その後、対象ユーザが発した音声を前記マイクにより受信して音声情報を取得し、当該音声情報から前記対象ユーザが、予め登録されている特定ユーザであるか否かを判定する。前記判定は、前記音声情報から認識された文字列が、前記所定の文字列に適合することの判定と、前記音声情報から認識された特徴量と、前記特定ユーザの音声として予め登録されている音声情報の特徴量とに基づき、前記対象ユーザが発した音声の特徴が前記対象ユーザの音声の特徴に適合することの判定と、を実行する。
【００１０】
本発明の一態様に係るプログラムは、上記認証方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の上記態様に係る認証方法、認証システム、デバイス及びプログラムは、目が不自由な人でも認証することができる、という利点がある。また、本発明の上記態様に係る認証方法、認証システム、デバイス及びプログラムは、運転中、料理中、子育て中、荷物配達中など、ユーザの手がふさがっている状態であっても、手で何かを操作入力することや、画面上に何かを表示させることなく、自然な会話の中でユーザ認証することができる。また、本発明の上記態様に係る認証方法、認証システム、デバイス及びプログラムは、第二ステップにより、ユーザの１回の発声により、同時に２種類の判定により認証を行うことができ、ユーザ認証の際に、ユーザが煩わしい思いをすることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る認証システムの概略図である。
【図２】図２は、同上のデバイスのハードウェア構成のブロック図である。
【図３】図３は、同上のサーバのハードウェア構成のブロック図である。
【図４】図４は、同上の認証システムの機能構成のブロック図である。
【図５】図５は、同上の認証システムのシーケンス図である。
【図６】図６は、同上の認証システムのフローチャートである。
【図７】図７は、変形例のデバイスのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（１）実施形態１
（１．１）概要
本実施形態に係る認証方法は、例えば、スマートスピーカ等のデバイス２において、デバイス２を使用しようとしている者（以下、「対象ユーザ」又は単に「ユーザ」という。）が、予め登録されている者（以下、「特定ユーザ」という。）であるか否かを、音声で認証する方法である。
【００１４】
デバイス２は、スマートスピーカに限らず、パーソナルコンピュータ，スマートフォン，タブレット端末、ウェアラブル端末（時計型、メガネ型、コンタクトレンズ型、衣類型、靴型、指輪型、ブレスレット型、ネックレス型、イヤリング型など）等の情報端末であっても良い。さらに、デバイス２は、家電機器（例：冷蔵庫、洗濯機、ガスコンロ、エアコン、テレビ、炊飯器、電子レンジなど）、玄関の扉等の施錠装置（例：スマートフォンやカードキーなどで操作できるスマートロック）、自動車等の乗り物（車両など）の認証装置（例：カーナビの認証、音声操作を行う場合の認証、施錠や始動時の認証など）、ロボット、電気機器等が挙げられる。また、これらのデバイスは、ユーザとスマートスピーカとが自然な会話の中で、音声によるデバイス操作（一のデバイスが他のデバイスを操作することも含む）を行うことができるものである。例えば、デバイス２の使用を開始するときに、本実施形態に係る認証方法を実行可能な認証システム１は、対象ユーザが特定ユーザであることを認証すると、デバイス２の使用を許可する。
また、デバイス２は、屋内又は屋外のいずれに設置できる。例えば、デバイス２は、家庭内（例：リビング、台所、浴室、トイレ、洗面台、卓上、玄関など）、オフィス内（例：卓上、イントランスなど）、車両内（例：ダッシュボード、センターコンソール、座席、後部座席、背もたれ、荷室など）などの任意の位置に設置できる。また、デバイス２は、持ち運びできないように恒常的に設置されていても、持ち運びできるように設置されていても良い。例えば、スマートスピーカ、パーソナルコンピュータ，スマートフォン、タブレット端末、ウェアラブル端末等の情報端末は、持ち運びできるように設置されている。また、持ち運びできるように設置されたデバイス２によると、使用者はデバイスを室内又は室外のいずれかの好きな場所に設置して音楽やネットラジオなどを聞くことができる。このとき、ユーザの手がふさがっている状態であっても、手で何かを操作入力すること、または、画面上で何かを表示させることなく、自然な会話の中でユーザ認証することができる。
【００１５】
本実施形態に係る認証方法は、図５に示すように、第一ステップと、第一ステップの後に行われる第二ステップとを備える。第一ステップは、スピーカ２３から所定の文字列の音声を出力させる。第二ステップは、対象ユーザが発した音声をマイク２１により受信して音声情報を取得し、当該音声情報から対象ユーザが特定ユーザであるか否かを判定する。
【００１６】
本実施形態に係る第二ステップでは、少なくとも二つの判定が実行される。二つの判定のうちの一つ目は、受信した音声情報から認識された文字列が、所定の文字列に適合することを判定する。二つ目は、音声情報から認識された特徴量と、特定ユーザの音声として予め登録されている音声情報の特徴量とに基づき、対象ユーザの音声の特徴が特定ユーザの音声の特徴に適合することを判定する。なお、これらが実行される順番は特に問わない。
【００１７】
これらの判定を実行し、全てが適合することで、対象ユーザが特定ユーザであるとみなされる。したがって、本実施形態に係る認証方法によれば、音声のみで登録されたユーザであることの認証を行うことができる。
【００１８】
これらの具体的な態様は、システム、デバイス、集積回路、コンピュータプログラム、コンピュータで読み取り可能なCD-ROM等の記録媒体等で実現されてもよい。また、これらの態様は、システム、デバイス、集積回路、コンピュータプログラム、記録媒体等の組み合わせで実現されてもよい。
【００１９】
（１．２）詳細
以下、本実施形態に係る認証方法を実行する認証システム１に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
本実施形態に係る認証システム１は、例えば、対象ユーザがデバイス２を使用するとき、又は対象ユーザがデバイス２を使用しているときに、対象ユーザが特定ユーザであるか否かを認証するシステムである。本実施形態では、認証システム１は、図１に示すように、デバイス２と、サーバ４とで実現されている。デバイス２及びサーバ４は、通信ネットワーク８を介して双方向に通信可能に接続されている。
【００２１】
（１．２．１）通信ネットワーク
通信ネットワーク８は、デバイス２とサーバ４とが互いに通信するための双方向のネットワークである。通信ネットワーク８は、本実施形態では、インターネットであるが、例えば、企業内ネットワークのような通信範囲が制限されたネットワークであってもよい。
【００２２】
通信ネットワーク８としては、例えば、伝送制御プロトコル／インターネット・プロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ），ＧＳＭ（登録商標）やＣＤＭＡやＬＴＥ等のモバイルデータ通信ネットワーク，Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標），ｗｉ−ｆｉ（登録商標），Ｚ−ＷＡＶＥ，Ｉｎｓｔｅｏｎ，ＥｎＯｃｅａｎ，ＺｉｇＢｅｅ，ＨｏｍｅＰｌｕｇ（登録商標），ＭＱＴＴ（Message Queueing Telemetry Transport），ＸＭＰＰ（extensible messaging and  presence protocol），ＣｏＡＰ（constrained application  protocol）等、又はこれらの組み合わせが例示される。
【００２３】
（１．２．２）ハードウェア構成
デバイス２は、本実施形態では、スマートスピーカである。ただし、本開示に係るデバイス２は、スマートスピーカに限らず、パーソナルコンピュータ，スマートフォン，タブレット端末等の情報端末や、家電機器、玄関の扉等の施錠装置、自動車等の乗り物の認証装置、ロボット、電気機器等であってもよい。ここで、図２には、デバイス２のハードウェア構成を示す。図２に示すように、本実施形態に係るデバイス２は、マイク２１，コンピュータ２２，スピーカ２３及び通信インターフェイス２４を備える。
【００２４】
マイク２１は、周囲の音を集めるマイクロフォンである。マイク２１は、入力された音をデジタル化して、音声情報に変換する。マイク２１は、コンピュータ２２につながっており、音声情報をコンピュータ２２に出力する。
【００２５】
コンピュータ２２は、デバイス２を動作させる制御プログラムを実行可能なプロセッサと、主記憶装置と、補助記憶装置とを備える。主記憶装置は、いわゆるメインメモリであり、揮発性の記憶領域（例えば、ＲＡＭ）である。補助記憶装置は、制御プログラムなどを記憶する装置であり、不揮発性の記憶領域（例えば、ＲＯＭ）である。不揮発性の記憶領域としては、ＲＯＭに限らず、ハードディスク，フラッシュメモリ等であってもよい。
【００２６】
スピーカ２３は、音声情報が入力されると、アナログ化して音を出力する。スピーカ２３はコンピュータ２２に接続されており、コンピュータ２２から出力された音声情報が入力される。
【００２７】
通信インターフェイス２４は、通信ネットワーク８を介してサーバ４と通信を行うインターフェイスである。通信インターフェイス２４は、本実施形態では、無線LANインターフェイスであるが、本開示では、有線LANインターフェイス，無線WAN，有線WAN等であっ
てもよい。
【００２８】
図３には、サーバ４のハードウェア構成を示す。図３に示すように、本実施形態に係るサーバ４は、コンピュータ４１と、通信インターフェイス４２とを備える。
【００２９】
コンピュータ４１は、デバイス２を動作させる制御プログラムを実行可能なプロセッサと、主記憶装置と、補助記憶装置とを備える。主記憶装置は、いわゆるメインメモリであり、揮発性の記憶領域（例えば、RAM）である。補助記憶装置は、制御プログラムなどを記憶する装置であり、不揮発性の記憶領域（例えば、ROM）である。不揮発性の記憶領域としては、ROMに限らず、ハードディスク，フラッシュメモリ等であってもよい。
【００３０】
通信インターフェイス４２は、通信ネットワーク８を介してデバイス２と通信を行うインターフェイスである。通信インターフェイス４２は、本実施形態では、無線LANインターフェイスであるが、本開示では、有線LANインターフェイス，無線WAN，有線WAN等であってもよい。
【００３１】
（１．２．３）機能構成
次に、認証システム１の機能構成を説明する。図４に示すように、デバイス２は、通信部３４と、処理部３３と、発音部３１と、音声取得部３２と、を備える。
【００３２】
通信部３４は、通信ネットワーク８を介してサーバ４との間で通信接続をし、サーバ４との間で通信を行う。通信部３４は、サーバ４から送信された音声情報を受信し、受信した音声情報を処理部３３に出力する。また、通信部３４は、処理部３３から出力された音声情報をサーバ４に送信する。通信部３４は、本実施形態では、通信インターフェイス２４，コンピュータ２２等により実現される。
【００３３】
処理部３３は、音声取得部３２（マイク２１）を介して受信した音声情報をサーバ４に出力したり、通信部３４を介して受信した情報（音声情報を含む）に基づいて、スピーカ２３で音声を出力させたり、などの各種処理を行う。処理部３３は、本実施形態では、コンピュータ２２により実現される。
【００３４】
発音部３１は、処理部３３から出力された音声情報を外部に音として出力する。発音部３１は、本実施形態では、スピーカ２３と、コンピュータ２２とにより実現される。
【００３５】
音声取得部３２は、ユーザが発した音声を受信し、音声情報を取得する。音声取得部３２が取得した音声情報は、処理部３３に出力される。音声取得部３２は、本実施形態では、マイク２１とコンピュータ２２とにより実現される。
【００３６】
次にサーバ４の機能構成について説明する。サーバ４は、本実施形態では、通信部５と、制御部６と、を備える。
【００３７】
通信部５は、通信ネットワーク８を介してデバイス２との間で通信接続をし、デバイス２との間で通信を行う。通信部５は、デバイス２から送信された音声情報を受信し、受信した音声情報を制御部６に出力する。また、通信部５は、制御部６から出力された情報をデバイス２に送信する。通信部５は、本実施形態では、通信インターフェイス４２，コンピュータ４１等により実現される。
【００３８】
制御部６は、通信部５から入力された情報に基づいて、各種処理を行う。制御部６は、本実施形態では、文字列生成部６２，ＩＤ記憶部６１，文字認識部６４，文字判定部６５，時間計測部６６，時間判定部６７，特徴抽出部６８，特徴判定部６９，特徴記憶部７０を備える。
【００３９】
文字列生成部６２は、認証の際に対象ユーザに復唱させるための文字列を生成する。文字列は、発音が可能な複数の文字からなる。文字列は、例えば、複数の平仮名（ここでは、二文字の平仮名「い」「ぬ」とする）で構成される。ただし、文字列としては、発音可能な文字の組み合わせであればよく、アルファベットからなる文字列であってもよい。本開示でいう文字列には、数字も含む。また、文字列生成部６２は、平仮名の文字のランダムな組み合わせで文字列を生成してもよい。
【００４０】
文字列生成部６２は、例えば、予め登録された情報から文字列を生成してもよい。予め登録された情報としては、任意のパスワード，住所，氏名，生年月日，好きな食べ物，好きな映画，通学している学校名，所属するクラブ名，好きなスポーツ等が挙げられる。
【００４１】
文字列生成部６２は、例えば、ＩＤ記憶部６１に記憶されたユーザのＩＤ情報から文字列を生成してもよい。ＩＤ記憶部６１には、ＩＤ情報が記憶されている。ＩＤ記憶部６１には、例えば、デバイス２の音声取得部３２を通して、ＩＤ情報が登録される。本開示でいう「ＩＤ情報」とは、特定ユーザのユーザ名の事である。ユーザ名は、実名でもよいし、ハンドルネームでもよい。
【００４２】
文字列生成部６２で生成した文字列の情報は、音声情報生成部６３と文字判定部６５とに出力される。
【００４３】
音声情報生成部６３は、文字列生成部６２から入力された文字列の情報から音声情報を生成する。音声情報生成部６３は、本実施形態では、文字列生成部６２から文字列「い」「ぬ」が入力されると、文字列に対応する音声情報「イヌ」を生成する。例えば、文字列生成部６２から数字の文字列「１」「２」「３」が入力されると、音声情報「イチニサン」を生成する。さらに他例として、文字列生成部６２からアルファベットの文字列「Ｄ」「Ｏ」「Ｇ」が入力されると、音声情報生成部６３は、音声情報「ドッグ」を生成してもよい。音声情報生成部６３で生成された音声情報は、通信部５に出力され、デバイス２に送信される。
【００４４】
後述のフローチャートで説明するように、デバイス２の発音部３１からは、所定の文字列の音声が出力される。本開示でいう「所定の文字列」とは、認証を実行するための文字列を意味する。本実施形態では、音声情報生成部６３で生成された音声情報に基づいて音声が出力される。例えば、本実施形態によると、デバイス２は、発音部３１によって「『イヌ』と発音して下さい」、あるいは「『イヌ』という言葉を繰り返してください」と出力する。これを聞いた対象ユーザは、「イヌ」と復唱することができる。つまり、ここでは、「イヌ」が所定の文字列に相当する。なお、デバイス２は、所定の文字列の前後に、所定の文字列の発声を促すための音声が出力しても良い。例えば、デバイス２は、発音部３１によって、「今から認証を始めます」、「うまく聞き取れませんでした。もう一度、『イヌ』という言葉を繰り返してください。」と出力する。また、所定の文字列は、質問に対する回答であっても良い。例えば、「あなたの名前を教えてください」という質問がデバイス２から発音されると、認証を実行するための所定の文字列は、「山田太郎」などの名前となる。これを聞いた対象ユーザは、「山田太郎」と復唱することができる。別の例を示すと、「あなたの生年月日を教えてください。」という質問がデバイス２から発音されると、認証を実行するための所定の文字列は、「１９８９年６月９日」などとなる。
【００４５】
文字認識部６４は、通信部５を介して受け取ったデバイス２からの音声情報に基づいて、文字列を認識する。文字認識部６４は、本実施形態では、例えば、デバイス２から音声情報である「イヌ」を受け取ると、文字列の各文字「い」「ぬ」を認識する。各文字の認識は、例えば、音声パターンマッチング技術により実現可能である。文字認識部６４によって認識された文字列の情報は、文字判定部６５に出力される。
【００４６】
文字判定部６５は、文字列生成部６２で生成された文字列と、入力された文字列の情報とが一致（適合）するか否かを判定する。また、文字列生成部６２で生成された文字列と、入力された文字列の情報とが一致（適合）するか否かは、例えば、所定のテーブル等に対応付けが登録されているか否か、反対語、同義語、同音異義語、同一文字列、略同一文字列等など種々の方法が適用できる。文字判定部６５により判定された結果は、文字判定部６５から出力され、認証部７１に出力される。
【００４７】
時間計測部６６は、デバイス２が所定の文字列に対応する音声を発音してから、音声情報を取得するまでの時間を計測し、時間情報を生成する。要するに、時間計測部６６は、第一ステップが実行された時から対象ユーザが発した音声に対応する音声情報を取得するまでの時間を計測する。時間計測部６６は、例えば、コンピュータ４１の内部のタイマにより実現される。本実施形態では、デバイス２が起動した時点（認証の開始時点）をタイプスタンプとしてサーバのメインメモリに記録し、この認証の開始時点から、デバイス２から送信された音声情報を通信部５で受信した時点までをもって、「第一ステップが実行された時から対象ユーザが発した音声に対応する音声情報を取得するまでの時間」とする。ただし、本開示では、発音部３１から音声が出力された時点から、音声取得部３２で音声が入力された時点までをもって、「第一ステップが実行された時から対象ユーザが発した音声に対応する音声情報を取得するまでの時間」としてもよい。要するに、「第一ステップが実行された時」とは、厳密な意味で第一ステップが開始された時を意味するのではなく、第一ステップの実行中のいずれかから開始されていればよい。
【００４８】
時間計測部６６で生成された時間情報は、時間判定部６７に出力される。
【００４９】
時間判定部６７は、時間計測部６６で出力された時間情報が入力されると、時間情報が閾値以内であるか否かを判定する。要するに、時間判定部６７は、第一ステップが実行された時から音声情報を取得するまでの時間が所定時間以内であることを判定する。本実施形態では、閾値は、好ましくは、５［ｓ］以上６０［ｓ］以下のうちのいずれかである。より好ましくは、閾値は、５［ｓ］以上２０［ｓ］以下のうちのいずれかである。
【００５０】
時間判定部６７により判定された結果は、時間判定部６７から出力され、認証部７１に出力される。
【００５１】
特徴抽出部６８は、通信部５を介して受け取ったデバイス２からの音声情報に基づいて、音声の特徴量を抽出する。本実施形態では、特徴抽出部６８は、対象ユーザが発した音声の音声情報から、特徴ベクトルを抽出する。音声の特徴量の抽出は、ＭＦＣＣ（Mel-Frequency Cepstrum Coefficients），線形予測 （Linear Predictive Coding；ＬＰＣ），ＰＬＰ（Perceptual Linier Prediction），ＬＳＰ（Line Spectrum Pair）等による方法が例示される。音声の特徴量の抽出は、これらの方法を組み合わせてもよい。
【００５２】
特徴抽出部６８で抽出された特徴量（特徴ベクトル）の情報は、特徴判定部６９に出力される。
【００５３】
特徴判定部６９は、特徴抽出部６８から入力された特徴量の情報と、特徴記憶部７０に特定ユーザの音声として予め登録されている音声情報の特徴量とに基づき、対象ユーザが発した音声の特徴が対象ユーザの音声の特徴に適合することを判定する。特徴判定部６９による判定は、例えば、特徴抽出部６８から入力された特徴量と、特徴記憶部７０から入力された音声情報の特徴量との差分が、閾値以下である場合に、「適合する」と判定する。要するに、ここでいう「適合する」とは、厳密に同一であることを意味するのではなく、特徴量の傾向が同じあれば、「適合する」範疇であるとする。
【００５４】
特徴記憶部７０には、予め、特定ユーザの音声として音声情報が登録されている。特徴記憶部７０への音声情報の特徴量の登録は、デバイス２の音声取得部３２を介して入力された音声情報が、特徴抽出部６８により抽出された後に行われる。特徴記憶部７０は、本実施形態では、不揮発性の記憶領域により実現される。
【００５５】
特徴判定部６９により判定された結果は、特徴判定部６９から出力され、認証部７１に入力される。
【００５６】
認証部７１は、文字判定部６５，時間判定部６７及び特徴判定部６９から、全て適合することの判定の情報が入力されると、認証が成功したと判定する。本実施形態では、認証部７１は、認証が成功したと判定すると、認証が成功したことの情報（以下、成功情報という）を通信部５を介して、デバイス２に送信する。
【００５７】
一方、認証部７１は、文字判定部６５，時間判定部６７及び特徴判定部６９の少なくとの一つから、適合しないことの判定の情報が入力されると、認証が失敗したと判定する。認証が失敗したと判定すると、認証が失敗したことの情報（以下、失敗情報という）を、通信部５を介して、デバイス２に送信する。
【００５８】
デバイス２の処理部３３に成功情報が入力されると、処理部３３は、例えば、発音部３１から「認証が成功しました」と出力させ、以降のデバイス２の使用を許可する。一方、失敗情報が処理部３３に入力されると、処理部３３は、例えば、発音部３１から「もう一度、繰り返してください」と出力させ、再び、認証を行う。動作の詳しい説明については、フローチャートを用いて説明する。
【００５９】
（１．２．４）動作
次に、認証システム１の動作について、図５を用いて説明する。図５は本実施形態に係る認証システム１における認証方法の一例を示すシーケンス図である。
【００６０】
ユーザは、デバイス２に対して何らかの操作を行う（例えば、電源ＯＮ）。すると、デバイス２は、起動する（Ｓ１）。デバイス２は起動後、認証が必要な操作が実行されると（例えば、ユーザが商品を購入する等の認証が必要な操作を行うと）、認証の第一ステップが実行される。具体的に、デバイス２は、起動したことの情報を、通信ネットワーク８を介して、サーバ４に送信する（Ｓ２）。
【００６１】
サーバ４は、起動情報を受信すると（Ｓ３）、制御部６で文字列の生成を行い（Ｓ４）、生成した文字列の情報を、通信ネットワーク８を介してデバイス２に送信する（Ｓ５）。
【００６２】
デバイス２は、文字列の情報を受信し（Ｓ６）、スピーカ２３により文字列の音声を出力する（Ｓ７）。ここでは、デバイス２は、例えば「『イヌ』と繰り返して下さい」などと出力する。ユーザは、デバイス２から出力された音声に従い、これに対応する文字列を復唱する。ここでは、ユーザは、「イヌ」と発音する。
【００６３】
次に、認証システム１は、第二ステップを実行する。デバイス２は、ユーザが発音した音声を、マイク２１から取得し（Ｓ８）、音声情報に変換する。そして、デバイス２は、ここで取得した音声情報を、通信ネットワーク８を介して、サーバ４に送信する（Ｓ９）。
【００６４】
サーバ４は、音声情報を受信すると（Ｓ１０）、認証処理を開始する（Ｓ１１）。そして、サーバ４は、認証処理を行った結果を、通信ネットワーク８を介して、デバイス２に送信する（Ｓ１２）と共に、サーバ４のメインメモリに格納する（Ｓ１５）。
【００６５】
デバイス２は、認証結果を受信し（Ｓ１３）、その後の処理を実行する（Ｓ１４）。
【００６６】
認証処理の詳細を、図６に示す。図６は認証処理のフローチャートである。
【００６７】
サーバ４は、認証処理を開始すると（Ｓ１１０）、受信した音声情報から認識された文字列が、スピーカ２３から出力した文字列（デバイス２に送信した文字列）に適合するか否かを判定する（Ｓ１１１）。
【００６８】
受信した音声情報から認識された文字列が、スピーカ２３から出力した文字列に適合すると判定すると、ステップ１１２の判定に進み、適合しないと判定すると、認証失敗であると判定する（Ｓ１１４）。
【００６９】
ステップ１１２では、受信した音声情報から抽出された特徴ベクトルが、予め登録された音声情報の特徴ベクトルに合致するか否かを判定する（Ｓ１１２）。ここでいう「合致」とは、厳密に一致することをだけを意味するのではなく、特徴ベクトルの傾向が共通することも含む。
【００７０】
受信した音声情報から抽出された特徴ベクトルが、予め登録された音声情報の特徴ベクトルに合致するか否かを判定し、合致したと判定すると、ステップ１１３の判定に進み、合致したと判定すると、認証失敗であると判定する（Ｓ１１４）。
【００７１】
ステップ１１３では、デバイス２のスピーカ２３から出力された時点から、マイク２１から音声が取得されるまでの時間ｔが、閾値以下であるか否かを判定する。
【００７２】
デバイス２のスピーカ２３から出力された時点から、マイク２１から音声が取得されるまでの時間ｔが、閾値以下であると判定すると、認証が成功したと判定し、時間tが閾値よりも大きい場合には、認証失敗であると判定する（Ｓ１１４）。
【００７３】
認証が失敗したと判定すると、サーバ４は、ステップ５に戻り、再び文字列をデバイス２に送信して、認証をやり直す。本実施形態では、認証が成功するまで、繰り返し認証を実行するが、認証の回数（例えば、３回）を制限し、これを超えた場合にはデバイス２の電源をＯＦＦにするなどしてもよい。
【００７４】
（２）変形例
以上説明した実施形態１に係る認証システム１及び認証方法は、本開示の一例に過ぎない。以下、本開示に係る認証システム１及び認証方法お変形例を列挙する。以下のいくつかの変形例と上記実施形態とは適宜組み合わせて用いることができる。
【００７５】
上記実施形態では、制御部６は、サーバ４が備えたが、図７に示すように、制御部６はデバイス２のコンピュータ２２（図２参照）により実現されてもよい。この場合、通信ネットワーク８を介した音声情報の送受信はなくてもよい。制御部６は、実施形態１で説明した機能構成と同じであるため、説明を省略する。
【００７６】
上記実施形態では、スピーカ２３とマイク２１が一つの筐体にあり、制御部６が別の筐体にあるが、これらは一つの筺体に収まっていてもよいし、それぞれが別の筐体に収まっていてもよい。
【００７７】
上記実施形態では、文字列として「いぬ」を例示したが、これに限らず、文字列として、文章（例えば、「いぬがかわいい」）などであってもよく、文字数に制限はない。文字列を、主語と述語とを含む文章にすると、長い文字列でもユーザが復唱しやすくて好ましい。なお、この所定の文字列を出力する前後に、認証には関係がなく、使用者がデバイスと会話できるような音声情報が、デバイスの発音部３１から出力されても良い。
【００７８】
上記実施形態では、認証の対象となる特定ユーザを一人として説明したが、本開示では、特定ユーザは複数であってもよい。
【００７９】
上記実施形態では、認証方法の開始は、デバイス２の起動によって実行されたが、例えば、デバイス２に対し、データを双方に送受信可能に接続されたユーザ端末（例えば、スマートフォン）から認証方法の開始が指示されてもよい。その場合、上記のように、デバイス２のスピーカ２３及びマイク２１を介して音声の送受信を行ってもよいし、ユーザ端末のスピーカ及びマイクを介して音声の送受信を行ってもよい。この場合において、例えば、ユーザ端末の特定の操作（例えば、インターネットにおける決済）を実行したことの信号を、デバイス２が受信したことをトリガーにして、デバイス２がサーバ４に認証開始の信号を送信してもよい。そして、認証の結果を、デバイス２を介してユーザ端末に送信し、ユーザ端末は、認証が成功した旨の信号を受けることで、以後の処理を実行可能としてもよい。
【００８０】
（３）まとめ
以上、説明したように、第１の態様の認証方法は、対象ユーザが予め登録されている特定ユーザであるか否かを認証するための認証方法である。認証方法は、第一ステップと、第二ステップとを備える。第一ステップは、スピーカ２３から所定の文字列の音声を出力させる。第二ステップは、第一ステップの後、対象ユーザが発した音声をマイク２１により受信して音声情報を取得し、当該音声情報から対象ユーザが特定ユーザであるか否かを判定する。第二ステップでは、少なくとも二つの判定を実行する。一つめの判定は、音声情報から認識された文字列が、所定の文字列に適合することを判定する。二つめの判定は、音声情報から認識された特徴量と、特定ユーザの音声として予め登録されている音声情報の特徴量とに基づき、対象ユーザが発した音声の特徴が対象ユーザの音声の特徴に適合することを判定する。
また、第二ステップでは、三つ目の判定として、第一ステップが実行された時から音声情報を取得するまでの時間が、所定時間以内であることを更に判定してもよい。この三つ目の判定は必須ではない。なお、一つ目，二つ目，三つ目の判定は、判定を行う順番が入れ替わってもよい。
【００８１】
この態様によれば、音声の発音で認証することができるため、視力が弱い者等の目が不自由な者や、文字を読むことができない者（子供，外国人等）であっても認証を行うことができる。また、第１の態様によれば、従前の認証方法のように、パスワードを記憶する必要がない。
また、この態様によれば、運転中、料理中、子育て中、荷物配達中など、ユーザの手がふさがっている状態であっても、手で何かを操作入力することや、画面上に何かを表示させることなく、自然な会話の中でユーザ認証することができる。
また、この態様によれれば、手でデバイスを操作することなく、スマートスピーカ（スマートフォン等にその機能が含まれているものを含む）のように会話の中で認証できるため、デバイスの使い方がわからない者であっても、自然な会話の中で認証することができる。
また、この態様によれば、第二ステップでは、ユーザの１回の発声により、次の２種類の判定により認証を行うことができ、ユーザ認証の際に、ユーザが煩わしい思いをすることない。すなわち、上記認証方法は、デバイスからの質問にユーザが１回の回答（発音）することにより、２つの判定がされるため、何回も質問に回答することなく、ユーザ認証の際に、ユーザが煩わしい思いをすることがありません。すなわち、一つ目の判定は、音声情報から認識された文字列が、所定の文字列に適合することを判定する。二つ目の判定は、音声情報から認識された特徴量と、特定ユーザの音声として予め登録されている音声情報の特徴量とに基づき、対象ユーザが発した音声の特徴が対象ユーザの音声の特徴に適合することを判定する。この一つ目の判定では、ユーザがパスワードを覚える必要がない。二つ目の判定では、なりすましによる認証を防止できる。
【００８２】
第２の態様の認証方法では、第１の態様において、所定の文字列が、予め登録された、特定ユーザのＩＤ情報である。
【００８３】
この態様によれば、対象ユーザの使い慣れた文字列を用いて認証を行うことができる。
【００８４】
第３の態様の認証システム１では、スピーカ２３と、マイク２１と、制御部６と、を備えた認証システム１である。制御部６は、スピーカ２３から所定の文字列の音声を出力させ、その後、対象ユーザが発した音声を前記マイク２１により受信して音声情報を取得し、当該音声情報から対象ユーザが、予め登録されている特定ユーザであるか否かを判定する。その判定は、少なくとも二つの判定を含む。一つ目の判定は、音声情報から認識された文字列が、所定の文字列に適合することを判定する。二つ目の判定は、音声情報から認識された特徴量と、特定ユーザの音声として予め登録されている音声情報の特徴量とに基づき、対象ユーザが発した音声の特徴が対象ユーザの音声の特徴に適合することを判定する。
前記判定は、三つ目の判定として、第一ステップが実行された時から音声情報を取得するまでの時間が、所定時間以内であることを更に判定してもよい。この三つ目の判定は必須ではない。なお、一つ目，二つ目，三つ目の判定は、判定を行う順番が入れ替わってもよい。
【００８５】
この態様によれば、音声の発音で認証することができるため、視力が弱い者等の目が不自由な者や、文字を読むことができない者（子供，外国人等）であっても認証を行うことができる。また、この態様によれば、従前の認証システムのように、パスワードを記憶する必要がない。
【００８６】
第４の態様のデバイス２は、スピーカ２３と、マイク２１と、制御部６と、を備える。制御部６は、スピーカ２３から所定の文字列の音声を出力させ、その後、対象ユーザが発した音声をマイク２１により受信して音声情報を取得し、当該音声情報から対象ユーザが、予め登録されている特定ユーザであるか否かを判定する。その判定は、少なくとも二つの判定を含む。一つ目の判定は、音声情報から認識された文字列が、所定の文字列に適合することを判定する。二つ目の判定は、音声情報から認識された特徴量と、特定ユーザの音声として予め登録されている音声情報の特徴量とに基づき、対象ユーザが発した音声の特徴が対象ユーザの音声の特徴に適合することを判定する。
前記判定は、三つ目の判定として、第一ステップが実行された時から音声情報を取得するまでの時間が、所定時間以内であることを更に判定してもよい。この三つ目の判定は必須ではない。なお、一つ目，二つ目，三つ目の判定は、判定を行う順番が入れ替わってもよい。
【００８７】
この態様によれば、音声の発音で認証することができるため、視力が弱い者等の目が不自由な者や、文字を読むことができない者であっても認証を行うことができる。また、この態様によれば、従前のデバイスのように、認証の祭に、パスワードを記憶する必要がない。
【００８８】
第５の態様のプログラムは、第１の態様又は第２の態様の認証方法をコンピュータ４１
２２に実行させるためのプログラムである。
【００８９】
この態様によれば、プログラムによって、音声による認証を実行させることができる。
【００９０】
ただし、第２の態様は、本発明の認証方法においては、必須の構成ではなく、適宜選択して採用することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１        認証システム
２        デバイス
２１      マイク
２３      スピーカ
６        制御部
【要約】
【課題】目が不自由な人や、運転中、料理中、子育て中、荷物配達中など、手がふさがっている状態にあるユーザでも認証することが可能な認証方法、認証システム、デバイス及びプログラムを提供する。
【解決手段】認証方法は、対象ユーザが予め登録されている特定ユーザであるか否かを認証する。認証方法は、第一ステップと、第二ステップとを備える。第一ステップは、スピーカ２３から所定の文字列の音声を出力させる。第二ステップは、第一ステップの後、対象ユーザが発した音声をマイク２１により受信して音声情報を取得し、当該音声情報から対象ユーザが特定ユーザであるか否かを判定する。第二ステップでは、少なくとも二つの判定を実行する。一つめの判定は、音声情報から認識された文字列が、所定の文字列に適合することを判定する。二つめの判定は、音声情報から認識された特徴量と、特定ユーザの音声として予め登録されている音声情報の特徴量とが適合することを判定する。
【選択図】図４【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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