(57)【要約】【課題】生体測定によるセキュリティ装置を既存のインフラストラクチャに組み込んだ保護資源アクセスシステムを提供する。【解決手段】セキュリティサーバ６０は、電話機に対して直接または中間構成要素を介してメッセージを送信する。生体測定データ記憶部８７は、音声データ、視覚認識データなどの生体測定データを記憶する。生体測定データは、必要に応じて、電話機の内線識別情報と結合させて記憶される。生体測定認証／同定手段は、生体測定データ記憶部８７にアクセスし、このデータ記憶部に記憶されている生体測定データに基づいて、保護資源との対話を要求しているユーザの生体測定データを評価して、このユーザが保護資源の制御すなわち保護資源との対話を行ってもよいか否かを判定する。対話が許可された場合は、セキュリティサーバ６０が、保護資源に制御信号を送る。【選択図】　図３
2004032685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の内線によるアクセスが可能な電話機に接続され、該電話機を通じてアクセス可能な保護資源と対話する保護資源アクセスシステムであって、
上記電話機に対してメッセージを送信するためのインタフェースを有し、上記保護資源に対して制御信号を送るセキュリティサーバと、
少なくとも１人のユーザに対応する生体測定データを記憶する生体測定データ記憶部と、
上記セキュリティサーバに接続され、上記ユーザからそのユーザ生体測定データを入手するよう動作可能な生体測定データ入力装置と、
上記データ記憶部にアクセスし、上記ユーザ生体測定データを上記データ記憶部に記憶されている生体測定データに基づいて評価し、上記セキュリティサーバに対して命令を与えることにより、上記保護資源と対話する制御信号を送るよう構成された生体測定認証／同定手段を備える
ことを特徴とする保護資源アクセスシステム。
【請求項２】
請求項１において、
上記インタフェースは、
上記電話機に接続された電話インタフェースである
ことを特徴とする保護資源アクセスシステム。
【請求項３】
請求項１において、
上記インタフェースは、
上記セキュリティサーバを上記電話機と通信する中間システムに接続するインタフェースである
ことを特徴とする保護資源アクセスシステム。
【請求項４】
請求項１において、
上記インタフェースは、
上記セキュリティサーバと上記電話機との間でネットワークを通じてメッセージを通信させるネットワークインタフェースである
ことを特徴とする保護資源アクセスシステム。
【請求項５】
請求項１において、
上記データ記憶部は、
生体測定データを上記複数の内線のうちの少なくとも１つの識別情報と結合させて記憶するよう構成されている
ことを特徴とする保護資源アクセスシステム。
【請求項６】
請求項１において、
上記生体測定データ入力装置は、
上記複数の内線のうちの１つを操作しているユーザからそのユーザ生体測定データを入手するよう動作可能になっている
ことを特徴とする保護資源アクセスシステム。
【請求項７】
請求項１において、
学習を通して、上記ユーザからの生体測定データを処理するよう構成可能になっている
ことを特徴とする保護資源アクセスシステム。
【請求項８】
請求項１において、
学習を通して、上記電話機を通じて提供された学習用音声を使って上記ユーザからの生体測定データを処理するよう構成可能になっている
ことを特徴とする保護資源アクセスシステム。
【請求項９】
請求項１において、
上記セキュリティサーバは、
上記保護資源と接続するダイレクトインタフェースを有している
ことを特徴とする保護資源アクセスシステム。
【請求項１０】
請求項９において、
上記ダイレクトインタフェースは、
上記保護資源に対する有線接続である
ことを特徴とする保護資源アクセスシステム。
【請求項１１】
請求項９において、
上記ダイレクトインタフェースは、
上記保護資源と通信するネットワーク接続である
ことを特徴とする保護資源アクセスシステム。
【請求項１２】
請求項９において、
上記ダイレクトインタフェースは、
上記保護資源と通信する無線接続である
ことを特徴とする保護資源アクセスシステム。
【請求項１３】
請求項１において、
上記生体測定データ入力装置は、音声入力装置である
ことを特徴とする保護資源アクセスシステム。
【請求項１４】
請求項１において、
上記生体測定データ入力装置は、
上記複数の内線のうちの少なくとも１つを通じて上記電話機と通信する音声入力装置である
ことを特徴とする保護資源アクセスシステム。
【請求項１５】
請求項１において、
上記生体測定認証／同定手段は、話者認証／同定方式を使用する
ことを特徴とする保護資源アクセスシステム。
【請求項１６】
請求項１において、
上記生体測定認証／同定手段は、
上記複数の内線のうちの上記ユーザが操作中の１内線に対応する内線識別情報を自動的に求め、該内線識別情報を上記記憶されている生体測定データへのアクセス時に使用する
ことを特徴とする保護資源アクセスシステム。
【請求項１７】
請求項１において、
上記生体測定認証／同定手段は、
ユーザの音声と所定のキーワードリストとを比較する音声認識方式を使用することを特徴とする保護資源アクセスシステム。
【請求項１８】
請求項１において、
上記生体測定認証／同定手段は、
ユーザの音声発話内のキーワードを識別するワードスポッティング法による音声認識方式を使用する
ことを特徴とする保護資源アクセスシステム。
【請求項１９】
請求項１において、
上記生体測定認証／同定手段は、
少なくとも１つのテキスト独立成分と少なくとも１つのテキスト依存成分とを評価する話者認証／同定方式を使用する
ことを特徴とする保護資源アクセスシステム。
【請求項２０】
請求項１において、
上記セキュリティサーバは、
上記複数の内線のうちの１つとして上記電話機に接続されている
ことを特徴とする保護資源アクセスシステム。
【請求項２１】
複数の内線によるアクセスが可能な電話機に接続され、該電話機を通じてアクセス可能な保護資源と対話する保護資源アクセス方法であって、
上記複数の内線のうちの１つを操作しているユーザからそのユーザ生体測定データを受け取る工程と、
上記ユーザが操作している内線を識別するユーザ内線識別情報を入手する工程と、
上記ユーザ内線識別情報と上記ユーザ生体測定データとを使って、少なくとも１人のユーザに対応する生体測定データと該ユーザの内線識別情報とを結合させた形で格納している生体測定データ記憶部にアクセスする工程と、
上記ユーザ生体測定データを上記データ記憶部に格納されている生体測定データに基づいて評価し、この評価の結果に基づいて上記保護資源と対話する命令を与える工程とを備える
ことを特徴とする保護資源アクセス方法。
【請求項２２】
請求項２１において、
上記生体測定データは、音声データである
ことを特徴とする保護資源アクセス方法。
【請求項２３】
請求項２１において、
上記生体測定データは、
上記複数の内線のうちの１つを通じて送られる音声データである
ことを特徴とする保護資源アクセス方法。
【請求項２４】
請求項２１において、
上記生体測定データは、音声データであり、
上記ユーザ生体測定データを評価する工程は、上記音声データに話者認証／同定技術を適用することで行われる
ことを特徴とする保護資源アクセス方法。
【請求項２５】
請求項２１において、
上記生体測定データは、音声データであり、
上記ユーザ生体測定データを評価する工程は、話者認識技術を使用して上記音声データと所定のキーワードリストとを比較することで行われる
ことを特徴とする保護資源アクセス方法。
【請求項２６】
請求項２１において、
上記生体測定データは、連続する音声データのストリームであり、
上記ユーザ生体測定データを評価する工程は、上記連続する音声データ内のキーワードを識別するワードスポッティングによって行われる
ことを特徴とする保護資源アクセス方法。
【請求項２７】
請求項２１において、
上記生体測定データは、連続する音声データのストリームであり、
上記ユーザ生体測定データを評価する工程は、少なくとも１つのテキスト独立成分と少なくとも１つのテキスト依存成分とを評価することによって行われる
ことを特徴とする保護資源アクセス方法。
【請求項２８】
複数の内線によるアクセスが可能な電話機に接続され、該電話機を通じてアクセス可能な保護資源と対話する保護資源アクセス方法であって、
ユーザからそのユーザ生体測定データを受け取る工程と、
上記ユーザ生体測定データを使って、上記ユーザに対応する生体測定データを格納している生体測定データ記憶部にアクセスする工程と、
上記ユーザ生体測定データを上記データ記憶部に格納されている生体測定データに基づいて評価し、この評価の結果に基づいて上記保護資源と対話する命令を与える工程とを備える
ことを特徴とする保護資源アクセス方法。
【請求項２９】
請求項２８において、
複数のユーザに対応する生体測定データを記憶する工程をさらに備えている
ことを特徴とする保護資源アクセス方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、話者同定技術、話者認証技術など、生体測定による同定／認証技術を利用した保護資源との対話に関し、特に、構内交換機（ＰＢＸ）などの電話機と統合したコンピュータテレホニーシステムを利用することにより実現される、生体測定による同定／認証システムおよび同定／認証方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
保護資源へのアクセスを制御する認証及び同定技術として、様々な技術が提案されている。この点で特に有望な技術として、生体測定による同定および認証技術が多数存在する。これらの技術はすべて、ユーザが提供する何らかの形の生体測定データに基づくものである。生体測定データは、偽装者による作成が比較的困難であるため、認証および同定の用途に特に望ましい。生体測定データの例としては、指紋データ、網膜走査データ、顔同定データ、発話または音声データ、話者同定／認証データがあるが、これら以外にも、認証／同定作業に有用な生体測定データが考えられる。
【０００３】
認証と同定は、言い換え可能に使用される場合もあるが、セキュリティ問題全体の中では、幾分異なった解釈となる。同定とは、識別対象の人物が誰であるかを特定することであり、認証とは、本人であると主張する人物がその人物であるか否かを判定することである。当業者であれば分かるように、本発明は、同定技術と認証技術の両技術に関して、あらゆる形の生体測定データに利用することができる。したがって、本明細書中において、妥当な場合には、認証／同定という連結語を使用することによって、認証のみ、同定のみ、あるいは認証と同定の両方を使用または実行する手段を表現した。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来、生体測定によるセキュリティ装置を既存のインフラストラクチャに組み込むことは困難であった。生体測定セキュリティ装置を新たな製品の形に構成することは可能であるが、既存の製品内に生体測定セキュリティ機能を追加することは必ずしも容易ではない。
【０００５】
本発明は、構内交換機や他の通信切換え機、ルータなどの既存の電話機器に接続されるセキュリティサーバを通じて生体測定セキュリティ機能を提供することによって、上記の問題に対処する。
【０００６】
あるいは、セキュリティサーバは、既存の電話機に接続されたセキュリティ装置などの別の装置に接続されてもよい。
【０００７】
本発明の好ましい実施形態によれば、セキュリティサーバは電話機の内線にプラグ接続される。この場合、いずれかの生体測定認証／同定手段が実行されている間に、特に有用な生体測定認証／同定手段が音声から生体測定情報を抽出する。この音声は、例えば、電話機の内線機器として取り付けられた装置の受話器やスピーカを通じて入手できれば便利である。
【０００８】
本発明のシステムは、保護資源との対話が要求される様々な用途に使用可能である。本発明の原理を説明するため、本明細書では、保護資源を扉の電子制御ロックの形で説明する。この実施の形態は、それ自体、あらゆる種類の区域、建物、部屋、セーフティボックスを保護するのに使用できるので非常に有用である。しかしながら、本発明は電子ロック制御に限定されるものではなく、コンピュータ資源、データ資源、通信資源、金融資産などの広範囲の保護資源との対話を保護または制御するために使用することができる。例えば、従業員のある集団に対して、１個の長距離アカウント番号を通じて長距離通話を申し込む権限を与えてもよい。あるいは、その従業員集団に課金カードを使用する権限を与えてもよい。したがって、本明細書中の電子ロックを使用した説明は、電子ロックのみを対象とするものではなく、あらゆる形の保護資源を象徴するものとして記載されている。
【０００９】
ユーザと保護資源との対話方法を制御する問題への導入部として、図１について考察する。図１は、集合住宅や大規模事務所総合ビルにおいて使用され、建物内への立入りを管理するドア・ロック構成の一例を示す。
【００１０】
図１に示すように、従来のドアアクセスシステム１０は、通常、保護区域１９の外側１６に位置する第１の電話１２と、内側１８に位置する第２の電話１４を備えている。これら第１および第２の電話１２、１４は、構内電話交換機２０に接続されている。ドアアクセスシステム１０には、上記電話１２、１４と電話交換機２０の代わりに、インターホンなどの通話装置が使用されることもある。
【００１１】
ドア２１は、保護区域１９への立入りを制限するとともに、権限を持つ者が鍵、ＩＤカード、パスワードなどのセキュリティ方式を使用して外部から解除可能なロック２２を備えている。権限のない者が内部に入るためには、誰か内部の人間が直接ドア２１を開けてやるか、ドア２１の作動部２４を作動させる必要がある。作動部２４は、ロック２２を解除して外部の人間がドア２１を開けられるようにするリレーであってもよい。また、ドアアクセスシステム１０は、ドア２１外部の映像のビデオ信号を出力するカメラ２６を備えていてもよい。カメラ２６は、ケーブル、すなわち、閉回路テレビジョンシステムを介してテレビなどの表示装置３０に接続されている。それにより、保護区域１９内の人物は、保護区域１９の外側にいる人物の立入りを許可する前に、その人物を表示装置３０上で確認することができる。
【００１２】
使用時には、建物内への立入りを要求する人物が、外部の電話１２から保護区域１９内の人物を呼び出す。その際、建物外の人物は建物内の人物の内線番号をダイヤルする。名前と内線番号のリストは、ドアアクセスシステム１０により与えられる。建物内の人物は、電話１４で呼出しを受け取る。建物内の人物は、電話１４のキーパッド上の特定のキーを押すことで外部の人物の建物内への立入りを許可する。
【００１３】
例えば、建物内の人物は、電話１４のキーパッド上の番号９を押すことで作動部２４を作動させ、ロック２２を解除させるようにしてもよい。図１の例では、電話１２は、作動部２４と通信する特殊なタイプの電話である。この特殊なタイプの電話１２は、建物内の人物が電話１４のキーパッド上の特定のキーを押すと、作動部２４を作動させるようになっている。建物内の人物は、場合によっては、外部の人物の立入りを許可する前に、表示装置３０で外部の人物を確認することができる。
【００１４】
このようなドアアクセスシステム１０の場合、建物内に入るためには、建物内の人物が在室していることと、外部の人物からの呼出しに応答することが必要である。これらの要件を２つとも満たすことは、時にはわずらわしい場合がある。例えば、個人や法人が、毎日のようにフェデラルエクスプレスやユナイテッドパーセルサービスから小包を受け取る場合がある。飲食物の配達人などの訪問者が、例えば昼食の配達のために、頻繁に建物内への進入を要求する場合もある。このような場合に、内部の人物に対して在室していることと外部の人物からの呼出しを受け取ることの両方を要求することには問題がある。また、入館を要求する人物からの呼出しに頻繁に応答することは、建物内の人物に割り当てられた他の作業を邪魔することになって不合理である。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる保護資源アクセスシステムには、電話機と接続する電話インタフェースを有するセキュリティサーバが使用される。このセキュリティサーバは、電話機を通じて保護資源に制御信号を送るようになっている。本システムは、内線呼出しによる生体測定データ記憶部を備えており、このデータ記憶部は、電話機の内線のうちの少なくとも１つの識別情報と結合させた形で生体測定データを記憶する。したがって、例えば、データ記憶部は、オフィスビルの受付ロビーや郵便室に入るために特定の内線にアクセスしようとする配達人に対応する生体測定データを記憶することができる。
【００１６】
また、保護資源アクセスシステムは、上記セキュリティサーバに接続された生体測定データ入力装置をさらに備えている。この入力装置は、複数の内線のうちの１つを操作しているユーザから当人のユーザ生体測定データを入手するように動作可能になっている。例えば、この入力装置は、保護資源との対話を要求するユーザからの音声データが入力される音声入力部を備えている。
【００１７】
さらに、保護資源アクセスシステムは、上記データ記憶部にアクセスし、上記ユーザ生体測定データをデータ記憶部に記憶されている生体測定データに基づいて評価し、上記セキュリティサーバに対して命令を与えるよう構成された生体測定認証／同定手段を備えている。これにより、生体測定認証／同定手段は、保護資源と対話する制御信号を送る。
【００１８】
本発明には、様々な生体測定技術が利用可能であるが、特に有用な実施形態では、ユーザから入手した音声データが利用される。例えば、上記生体測定認証／同定手段は、ユーザが発する音声をテキストから独立して解析することによって第１の信頼レベルを与えるように構成されてもよい。生体測定認証／同定手段にさらに機能を追加し、ユーザが発する音声をテキストに依存して解析することにより第２の信頼レベルを実施するようにしてもよい。必要があれば、ユーザが発する音声に対して、話者認証／同定処理が実行される。その際、ユーザが提供する学習用データから、ガウス混合モデル（Ｇａｕｓｓｉａｎ　ｍｉｘｔｕｒｅ　ｍｏｄｅｌｓ）や固有音声モデル（ｅｉｇｅｎｖｏｉｃｅ　ｍｏｄｅｌｓ）を構築してもよい。これらのモデルは、その後、認証／同定処理時に、後の利用のために生体測定データ記憶部に記憶される。
【００１９】
上記生体測定認証／同定手段は、数個の異なる信頼レベルに対して異なった方法で解釈と反応を行ってもよい。記憶されている生体測定データと新たに入手した生体測定データとを比較し、第１の信頼レベルが第１の閾値を超えた場合に、保護資源との対話を許可するようにしてもよい。その場合、セキュリティサーバは、ユーザの保護資源へのアクセスを許可する。第１の信頼レベルが第１の閾値を超えない場合は、セキュリティサーバは、話者に対して、例えば合成音声により、１つ以上のキーワードなどからなるパスワードやパスフレーズといった所定の発話を行うようにプロンプトを発する。その場合、生体測定認証／同定手段は、話者の所定の発話をテキストに依存して解析することにより第２の信頼レベルを発生させ、この第２の信頼レベルと第２の閾値とを比較する。
【００２０】
本発明を適用可能な他の分野については、以下の詳細な説明により明らかになるであろう。なお、本発明の好ましい実施形態を示す以下の詳細な説明と具体例は、例示に過ぎず、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
なお、以下の好ましい実施の形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用分野および利用法の限定を意図するものでは全くない。この点に関して、既に述べたように、ドアアクセスシステムが本明細書に例示されているが、本発明は、ドアアクセスの適用分野に限定されるものではなく、むしろ、生体測定による認証／同定を使用して、電話機を通じてアクセス可能な保護資源との対話を管理または仲介する様々な適用分野に利用可能である。
【００２３】
図２に示すように、本発明にかかる典型的なドアアクセスシステム５０は、図１に示すドアアクセスシステム１０と統合されていることが好ましい。分かりやすくするため、図２では、図１と同じ要素に同じ符号を用いることとする。このドアアクセスシステム５０は、第１の電話１２と、第２の電話１４を備えている。第１の電話１２は、保護区域１９の外側１６に設置されている。第２の電話１４は、保護区域１９の内側１８に設置されていることが好ましいが、保護区域１９から離れた警備室など、保護区域１９の外側に設置されてもよい。第１および第２の電話１２、１４は、電話交換機２０と接続されている。
【００２４】
ドア２１は、作動部２４を使って解除可能なロック２２を備えている。ドアアクセスシステム５０は、さらに、ドア２１外部の周辺区域を撮影してビデオ信号を出力するカメラ２６を備えている。カメラ２６は、ケーブルシステム、すなわち、閉回路テレビジョンシステム５６を介して表示装置３０に接続されている。できれば、表示装置３０は、第２の電話１４に隣接して、あるいは第２の電話１４が見える距離の範囲内に設置されていることが好ましい。
【００２５】
ドアアクセスシステム５０は、さらに、電話交換機２０と通信するセキュリティサーバ６０を電話機の内線の形で備えている。セキュリティサーバ６０は、様々な方法で制御信号を作動部２４に送ることができる。例えば、セキュリティサーバ６０は、電話交換機２０を介して作動部２４に接続するか、直接作動部２４に接続するか、あるいは、電話１２など、１つ以上の装置を介して作動部２４に接続することができる。セキュリティサーバ６０は、図３に示すように、ユーザから入手した生体測定データを含む、提供された入館データ９６に基づいて保護区域１９への話者の立入りを許可または拒否する許可ルール群９５を実装している。このルール群９５は、曜日、時刻、および／またはアクセスされる保護区域に応じて異なっていてもよい。
【００２６】
ドアアクセスシステム５０は、ドア２１外部の近くで音声信号を生成するマイクロホン６６をさらに備えている。さらに、ユーザに音声プロンプトなどの言語情報を与えるスピーカ６７が設けられてもよい。マイクロホン６６は、セキュリティサーバ６０と通信を行う。もちろん、必要に応じて、電話機のスピーカホンや受話器内部のマイクロホンを使用してセキュリティサーバと通信してもよい。動き検出器７０は、ドア２１近くの保護区域１９の外側１６の動きを検知する。ドア２１近くで動きが検出された場合は、動き信号が生成される。セキュリティサーバ６０は、この動き信号を使って、マイクロホン６６の機能の有効化および／または許可ルール群の適用の開始を行う。ボタン７４を使用してマイクロホン６６の機能を有効にしてもよい。ハンズフリーの実施形態の場合、音声イネーブルソルーションを選んで、ボタン７４を無しで済ましてもよい。例えば、ユーザの会話用の音声チャンネルを開けたままにし（常に聴こえている状態にし）、ワードスポッティング技術などの音声検出の開始時の技術を利用して、ユーザが保護資源との対話を要求していることを検知するようにしてもよい。
【００２７】
セキュリティサーバ６０を、図３に基づいてさらに詳しく説明する。セキュリティサーバ６０は、プロセッサ８２と、入出力インタフェース８４と、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、その他電子記憶装置などのメモリ８６とを有するコンピュータ８０を使用することで実現される。
【００２８】
特に、一実施形態では、セキュリティサーバ６０は、電話機の内線に接続できるように、電話インタフェース８５を備えている。別の実施形態では、セキュリティサーバは、電話機に接続されたセキュリティ装置や盗難警報装置などの補助装置に接続される。セキュリティサーバは、一実施形態では、電話交換機２０からの情報にアクセスして、ユーザが保護資源（この場合は、ロック２２）との対話を試みる際に操作している内線番号などの内線識別情報を得ることができる。この内線識別情報は、メモリ８６の一部である生体測定データ記憶部８７内のレコードにアクセスするために使用される。
【００２９】
セキュリティサーバは、所望の構成に応じて、（１）直接に、（２）電話機を通じて、（３）電話機以外のネットワークシステムを介して間接に、あるいは（４）これらのいずれかの組合せによって、保護資源と通信可能である。例えば、セキュリティサーバは、制御命令を保護資源に対して直接に、または電話機以外のコンピュータネットワークシステムを通じて送信する通信インタフェースカード（例えば、ＲＳ−２３２、イーサネット（Ｒ）、無線通信など）を備えていてもよい。例えば、ＲＳ−２３２シリアル接続を使用して保護資源を直接に制御してもよい。また、例えば、イーサネット（Ｒ）または無線通信リンクを使用し、ローカルエリアネットワークシステム、広域ネットワークシステム、インターネットを利用したシステム、無線システムなどの他のネットワークシステムと通信することによって保護資源を制御してもよい。
【００３０】
セキュリティサーバの重要な側面の１つは、その柔軟性である。セキュリティサーバは、既存の設備にうまく統合されるようになっている。したがって、ユーザは、既存のインフラストラクチャを使って保護資源との対話を続けることができる。セキュリティサーバは、既存のインフラストラクチャにさらに双方向機能を追加する。例えば、既存のインフラストラクチャにおいて、セキュリティ装置や盗難警報装置などの周辺防御装置が、建物内の権限をもつ関係者全員に発行されたキーカードを使用することで動作するようにしてもよい。また、この装置が、権限をもつ関係者が手元にキーカードがない場合でも入館できるような、キーパッドによるアクセスの機構を備えていてもよい。本発明のセキュリティサーバは、そのような装置に付設されることにより、アクセス機能を提供することができる。例えば、本発明によれば、権限をもつ関係者が入館地点で適切なパスワードを発声することによって「ハンズフリー」に建物内に入ることができるような音声作動入力機能を実現することができる。
【００３１】
本発明のシステムには、電話機との統合がもたらす効果として、資源との対話機能を追加するという点以外に、新たに許可されたユーザをセキュリティサーバに認識させる学習手段として役立つという利点がある。この実施形態では、電話機は、便利なデータ入手装置の１構成要素として、ユーザにプロンプトを伝える働きをする。プロンプトは、ユーザから音声入力を引き出すようになっており、引き出された音声入力は、その後、その話者の認識モデルおよび／または同定／認証モデルを作成するために使用される。これらのモデルが作成されると、その後にそのモデルに該当するユーザが保護資源との対話を試みた時に、セキュリティサーバがそれらのモデルを使用して音声処理機能を実行する。
【００３２】
音声データ、その他の生体測定データ、パスワードデータ、電話内線データなど、本システムのユーザに関して収集された情報は、適切なデータ記憶部に記憶される。図３のように、データ記憶部８７は、様々な生体測定データ（キーワードデータ、話者認証／同定データ、網膜走査データなど）と電話機の内線識別番号とを結合させたものを記憶するように構成されていてもよい。図３は、電話内線データと様々な種類の生体測定データとが結合された一実施形態を示す。図３では、例示として、電話内線１１０１が３種類の生体測定データ、すなわち、キーワードデータ、話者認証／同定データおよび網膜走査データと結合されている。内線１１０２は、話者認証／同定データとのみ結合されている。もちろん、様々なデータ構成と並び替えが可能である。各内線データに結合された生体測定データは、複数のユーザに対応するデータの場合もあれば、１人のユーザのみに対応するデータの場合もある。したがって、図３では、例えば、内線１１０１に結合された生体測定データは、複数の異なるユーザのデータを含んでいる場合がある。このようなデータテーブルは、必要に応じて、実際の生体測定データが保存されている別のテーブルへのポインタや参照を格納することができる。
【００３３】
生体測定データと電話内線データを結合させたテーブルを利用する実施形態の場合、本システムは、データ記憶部８７にアクセスする生体測定認証／同定手段を使用して、記憶されている生体測定データの中から所定の内線（ユーザが操作している内線）に対応する生体測定データを取り出す。その後、生体測定認証／同定手段が、ユーザが提供した生体測定データをデータベース内の生体測定データに基づいて評価し、そのユーザと保護資源との対話を許可するか否かを判定する。データベース内に複数のユーザに対応する生体測定データが記憶されている場合は、生体測定認証／同定手段は、これらのデータの全てを探索してユーザのうちの誰か１人と保護資源との対話を許可するか否かを判定する。図３の実施形態では、生体測定認証／同定手段は、複数のモジュールの形で実装されており、その起動またはインスタンス作成がプロセッサ８２によって実行されるようになっている。別の実施形態では、生体測定データと電話内線データとの結合を必要としない場合もある。したがって、このようなデータ記憶部の探索という特徴は、一部のシステム構成の場合には任意である。
【００３４】
生体測定認証／同定手段を構成する話者許可モジュール９０は、テキスト依存型および／またはテキスト独立型の認識を使用し、信頼レベルを生成する。話者許可モジュール９０は、まず、テキスト独立型認識を使用し、第１の信頼レベルを生成する。第１の信頼レベルが第１の閾値よりも大きい場合は、話者の保護区域１９などの資源への立ち入りが許可される。第１の信頼レベルが第１の閾値よりも小さい場合は、話者許可モジュール９０がテキスト依存型認識を使用して第２の信頼レベルを生成する。第２の信頼レベルが第２の閾値よりも大きい場合は、話者の保護区域１９などの資源への立ち入りが許可される。第２の信頼レベルが第２の閾値よりも小さい場合は、話者の立入りが拒否される。
【００３５】
セキュリティサーバ６０は、場合によっては、生体測定認証／同定手段の構成要素として、さらに視覚データ評価モジュール９４を備えている。このモジュール９４は、顔認識、指紋解析、網膜走査など、保護区域１９などの資源への立入りを許可または拒否するもう１つの基準を設ける。例えば、カメラ２６が撮影した画像により、人物の入力画像が得られ、この入力画像が、立入りが許可されている人物の画像と比較される。
【００３６】
視覚データ評価モジュール９４の出力は、話者許可モジュール９０が生成した第１および第２の信頼レベルの算出値を修正、増加および／または減少させるために使用される。あるいは、視覚データ評価モジュール９４は、保護区域１９や他の資源への立入りを許可または拒否する第３の信頼レベルを生成してもよい。言い換えれば、テキスト独立型認証が第１の閾値を超えた場合、テキスト依存型認証が第２の閾値を超えた場合、および／または視覚データ評価モジュール９４が生成した第３の信頼レベルが第３の閾値を超えた場合（および、これらのいずれかが組み合わされた場合）に、立入りを許可することができる。またあるいは、テキスト独立型認証に合格したにもかかわらず、顔認識認証に不合格だった場合には、話者は、さらにテキスト依存型認証に合格しなければならない。さらに、その他の合格と不合格の組合せが採用されてもよい。
【００３７】
図４に、ドアアクセスシステム５０が実行する認証工程の例を示す。ステップ１００において、制御を開始する。ステップ１０２では、ユーザによる保護資源との対話要求が手動で行われているか、あるいは音声を使って自動的に行われているかが最初に判定される。この最初の判定は、セキュリティサーバ６０（これに限定されるわけではない）など、システム内のいずれかの構成要素によって行われる。図４のドアアクセスシステムの場合、建物外の人物が話者同定および／または話者認証を使って保護区域１９などの資源への進入を要求しているか否かが判定される。このステップは、動き検出器７０が動き検出信号を発した時、ボタン７４が押された時、および／またはマイクロホン６６の音声信号が閾値を超えた時に開始される。その際、雑音消去技術を利用してスプリアス信号を低減させてもよい。キーカード入館装置、キーパッド入館装置など、レガシーインフラストラクチャを使用した場合は、システムは、手動式の対話を使用する要求であると判断する。手動式の対話の場合、レガシーインフラストラクチャが使用されるので、セキュリティサーバを使用する必要がない。音声チャンネルを（例えば、マイクロホン６６または電話機に話しかけることによって）使用した場合は、セキュリティサーバが提供する自動音声イネーブル機能を使用する要求であると判断される。
【００３８】
話者が話者同定および／または認証を使用して入館を要求する場合は、ステップ１０４で、セキュリティサーバ６０がテキスト独立型認証を開始する。テキスト独立型認証は、後にさらに詳しく説明するように、予め設定された単語や語句を使用することなく話者の身元を確認する。ステップ１０６では、セキュリティサーバ６０が、テキスト独立型認証に基づいて第１の信頼レベルを算出する。第１の信頼レベルは、話者が予め入館を許可されている複数の人物のうちの１人であることの確からしさに関する計測値である。
【００３９】
ステップ１０８では、セキュリティサーバ６０が、算出された第１の信頼レベルと第１の閾値とを比較する。第１の信頼レベルが第１の閾値を超えていると、ステップ１１０で、話者の建物などの資源への立入りが許可される。ステップ１１０からステップ１１２に制御が進み、ステップ１１２で、セキュリティサーバ６０が、入館要求時刻、ユーザの識別番号、ユーザの写真、ユーザの声、および／または入館が許可されたかまたは拒否されたかの情報など、入館トランザクションデータを記録する。ステップ１１４で、制御が終了する。
【００４０】
第１の信頼レベルが第１の閾値より低い場合、ステップ１２０で、セキュリティサーバ６０がテキスト依存型認証を開始する。テキスト依存型認証では、話者に対して、パスワード、パスフレーズ、またはセキュリティサーバ６０が予測するその他のキーワードが質問される。ステップ１２４では、セキュリティサーバ６０が、話者の応答に基づいて第２の信頼レベルを算出する。
【００４１】
ステップ１２６では、セキュリティサーバ６０が、算出された第２の信頼レベルと第２の閾値とを比較する。第２の信頼レベルが第２の閾値より高い場合は、ステップ１１０に制御が進み、保護区域１９などの資源への立入りが許可される。第２の信頼レベルが第２の閾値より低い場合は、ステップ１３０に制御が進み、セキュリティサーバ６０が話者の保護区域１９などの資源への立入りを拒否する。ステップ１３０からステップ１１２へ制御が進み、ステップ１１２で、入館トランザクションデータが記録される。
【００４２】
上述したように、話者が建物内の人物を呼び出す場合には、ステップ１４０、１４２、１４４および１４６が実行される。手動式の対話の場合、セキュリティサーバは全く関与する必要がないが、場合によっては、補足的に音声関連機能を提供する形で関与することができる。例えば、セキュリティサーバ６０は、話者が建物内の人物への呼出しを開始した時に関与することができる。その場合、セキュリティサーバ６０は、例えば、カメラ２６、マイクロホン６６などを使用可能にする。セキュリティサーバ６０が、入館トランザクションデータを記録することもできる。
【００４３】
セキュリティサーバ６０が実装する許可ルール群には、話者の権限付与プロファイルが含まれていてもよい。例えば、月曜から金曜までの午前８時から午後５時まで入館が許可される者もいれば、火曜日の午前１０時から午後１２時まで建物内の一部への立入りが許可される者もいる。各話者のプロファイルは、その話者が建物内への立入りを要求する曜日および／または時刻に応じて変更してもよい。また、話者に対して、時刻、曜日または日付によって建物内の別々の個所への立入りを許可することもできる。
―音声データを使用した信頼レベル生成―
信頼レベルは、様々な方法で評価することができる。本明細書では、説明のために、音声処理をテキスト依存型処理とテキスト独立型処理とに分類する。本発明の原理は、テキスト依存型処理とテキスト独立型処理のどちらか一方、あるいは両方を使うことによって活かすことができる。テキスト依存型処理では、実行時にユーザが発すると予測される音声について本システムが事前に知っていることが必要である。ユーザは、本システムが事前に知っている所定のパスワードやパスフレーズを言うことを要求される。テキスト独立型処理は、システムが所定のパスワードやパスフレーズについて特に知っている必要はない。必要があれば、１つの実施形態で、テキスト依存型技術とテキスト独立型技術の両方が使用される。この場合、本システムは、ユーザの発話を検査することにより、特定の単語や語句を発している話者の音声特徴を抽出するだけでなく、不特定の単語や語句を発している話者の音声特徴を評価する。
【００４４】
テキスト依存型処理を使用するシステムにおいて信頼レベルを生成するため、音声認識器に対する信頼度が使用されてもよい。大部分の音声認識器は、発話入力を解析して、発話入力が認識器の語彙リストや辞書に記憶されている語句と一致する尤度を評価する。例えば、メアリーが認識器に対して「ドアを開けて」という語句を認識させる学習を行ったとすれば、その後にメアリーがその語句を発した時に、認識器が比較的高い信頼値で認識の一致を返す。しかし、ボブが同じ語句を発した場合にも、認識器が認識の一致を返す場合がある（返さない場合もある）。認識器が「ドアを開けて」という発話語句に相当する一致結果を返す場合、そのシステムに学習をさせたメアリーが同じ語句を発した時よりもはるかに信頼値が低くなると思われる。したがって、認識器の信頼度すなわち信頼値は、話者認証／同定に対する信頼レベルの尺度となり得る。メアリーの発話は所定の閾値を超える信頼値を獲得し、システムは、メアリーを許可された者と認証または同定することになる。一方、ボブの発話は所定の閾値より低い信頼値となり、偶然に彼自身もシステムに対してその音声を学習させていない限り、システムは、ボブを許可された者と認証または同定しない。
【００４５】
テキスト独立型音声処理が採用される場合、他の技術を利用して信頼レベルを生成してもよい。現在好ましい実施形態では、本発明は、本明細書に引用の形で盛り込まれた、本発明の出願人による１９９８年９月４日出願の米国特許出願公開第０９／１４８，９１１号明細書「固有音声に基づく話者認証および話者同定（Ｓｐｅａｋｅｒ　Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｓｐｅａｋｅｒ　Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｅｉｇｅｎｖｏｉｃｅｓ）」に開示された技術である、話者認証および／または話者同定用のモデルベースの解析手法を使用する。固有音声技術は、話者からほんの短い発話を受け取った後に話者認証／同定を実行することができるので、この用途の場合に非常に役に立つ。特に、固有音声技術は、話者同定方式にも話者認証方式にも利用することができる。話者同定は話者の身元が明らかでない場合に採用され、話者認証は話者の身元が明らかである場合に採用される。話者の身元は、話者自身が「私はジョン・スミスです。入館を希望します。」と発言することで明らかになる。あるいは、顔認識モジュールが使用される。またあるいは、ドアアクセスシステムを利用し、パスワード、ＰＩＮ、鍵、その他を使って身元を確認することができる。これら両方式を図５に示す。
【００４６】
モデル１７８は、顧客である既知の話者の音声１７４に基づいて（話者認証の場合には、できれば、さらに１人以上の詐称者の音声に基づいて）構築され、トレーニングされる（１７６）。このような話者モデルは、通常、隠れマルコフモデルパラメータなど、多数のパラメータを使用する。パラメータは、直接使用されるのではなく、連結されてスーパーベクトル１８２に形成される（１８０）。スーパーベクトルは、その各々が１人の話者に対応し、学習データ中の全話者数を表す。
【００４７】
スーパーベクトルに対して線形変換が実行されて次数が削減され（１８４）、固有空間１８８と呼ばれる低次元の空間が生成される。この固有空間の基底ベクトルは、「固有音声」ベクトルまたは「固有ベクトル」と呼ばれる。固有空間は、必要に応じて、固有ベクトルの項の一部を切り捨てることでさらに次数を削減することができる。
【００４８】
次に、各話者が、固有空間に、点の形で、または、確率分布の形で表現される（１８６）。点による表現は、各話者の音声を相対的に不変のものとして扱うという点でいくらか精度が落ちる。確率分布による表現は、各話者の音声の発話ごとの変化を反映させることができる。各話者の学習データを固有空間で表現しているので、本システムを利用して話者認証または話者同定を行うことができる。
【００４９】
新しい音声データが入手されると、これを使用してスーパーベクトルが作成され、その後、このスーパーベクトルの次数削減と固有空間による表現が行われる。次に、この新しい音声データと固有空間内の既存のデータとの近似性を評価することによって（１８９）、話者認証または話者同定が行われる。図５では、１図の中に、ステップ１８９から左右に枝分かれするようにして話者認証処理と話者同定処理の両方が示されている。
【００５０】
新しいデータと事前に記憶されているデータとの間の（固有空間１８８内で反映されるような）近似性を利用して、上述した信頼レベルが生成される。話者の新しい音声は、その音声が顧客である話者本人の音声か詐称者の音声かを判定する検査にかけられる（１９６）。固有空間内の対応する点や分布が信頼レベルの範囲内にあるか、または、顧客である話者の学習データに近似していれば、その音声は認証される。新しい音声が固有空間内に配置されたとき、その音声が所定の近似度や信頼レベルから外れている場合や、詐称者の音声のほうに近い場合には、システムは、この新しい音声を拒否する（１９８）。
【００５１】
話者同定も同様の方法で行われる。すなわち、新しい音声データが固有空間内に配置され、その固有ベクトル点または固有ベクトル分布が最も近い学習用話者と同一であるとされる（１９２）。
【００５２】
新しい音声データと固有空間内の学習用データとの近似性を評価して信頼レベルを生成することには、いくつかの利点がある。第１に、固有空間は、簡潔かつ低次数の方法で、各話者の特定の数個の特徴点だけでなく各話者の全体を表現することができる。固有空間内の取り組むべき次数は、一般に、オリジナルの話者モデル空間すなわち特徴ベクトル空間の次数よりもかなり少ないので、固有空間で実行される近似性の計算（例えば、信頼レベルと閾値との比較）を非常に高速に実行することができる。第２に、本システムは、新しい音声データがオリジナルの学習用データの作成に使用されたありとあらゆる例すなわち発話を含んでいることを必要としない。本明細書に記載された技術により、一部の成分が失われたスーパーベクトルに対して次数削減を行うことができる。それにもかかわらず、固有空間の分布の結果点は、話者を非常に的確に表現することができる。
【００５３】
本発明で使用される固有音声技術は、多数の様々な音声モデルに使用することができる。上記好ましい実施形態は、現在、音声認識技術分野において非常に普及している隠れマルコフモデル認識器について説明したものである。しかしながら、本発明は、例えば、音素類似性認識器など、他の型のモデルベースの認識器を使用して実施することも可能である。
【００５４】
当業者であれば、以上の説明から分かるように、本発明の概略的な教示は、様々な形で実施することができる。すなわち、上記の説明では、本発明を特定の実施形態について説明したが、熟練者が図面、詳細な説明および特許請求の範囲を検討すれば、その他の変形が可能であることは明らかであり、したがって、本発明の真の範囲は上記の実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のドアアクセスシステムを示す構成図。
【図２】本発明にかかるドアアクセスシステムを示す構成図。
【図３】図２のセキュリティサーバを詳細に示す構成図。
【図４】本発明にかかる音声認識処理を使用して建物などの資源への立入りを許可する工程の例を示すフロー図。
【図５】学習時に作成された固有空間を使用して話者同定または話者認証を実行する過程を示すフロー図。
【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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