(57)【要約】【課題】  声紋認証において音声パスワードの変更を容易に行うこと。【解決手段】  声紋認証システム１は、パスワードを構成する数字及び／又は文字の要素、並びにこれら要素を繋ぐ要素の声紋データを登録者毎に記録する音声記録手段４と、各要素を用いてランダムなパスワードを形成するパスワード形成手段７と、パスワード形成手段により形成されたパスワードの音声データを声紋データを用いて形成する音声データ形成手段８と、判定要求者がパスワードを音声入力して得られる音声データと、音声データ形成手段で形成した音声データとの照合に基づいて、判定要求者が登録者であることを判定するパスワード判定手段１２とを備える。パスワードを発声して得られる音声パスワード自体を登録することに代えて、パスワードを構成する各要素についてその要素の声紋データを登録する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パスワードを構成する数字及び／又は文字の要素、並びに前記要素を繋ぐ要素の声紋データを登録者毎に記録する音声記録手段と、
前記各要素を用いてランダムなパスワードを形成するパスワード形成手段と、
前記パスワード形成手段により形成されたパスワードの音声データを、前記声紋データを用いて形成する音声データ形成手段と、
判定要求者が前記パスワードを音声入力して得られる音声データと、前記音声データ形成手段で形成した音声データとの照合に基づいて、判定要求者が登録者であることを判定するパスワード判定手段とを備えたことを特徴とする声紋認証システム。
【請求項２】
前記要素間を繋ぐ要素は、数の桁を表わす要素及び／又は符号の要素であることを特徴とする請求項１の記載の声紋認証システム。
【請求項３】
前記音声記録手段は、前記声紋データを各登録者に固有に設定されたＩＤと関連付けて記録し、
前記パスワード形成手段は、当該ＩＤの認識に基づいてパスワード形成を開始することを特徴とする請求項１又は２に記載の声紋認証システム。
【請求項４】
前記パスワードの入力を要求する質問を形成し、当該形成した質問に対するパスワードを判定要求者に要求するパスワード要求手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の声紋認証システム。
【請求項５】
前記音声記録手段は、登録者から取得した同じ要素に対する複数の音声入力に基づいて形成された声紋データを記録し、当該声紋データは認証範囲を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の声紋認証システム。
【請求項６】
前記パスワード形成手段は、
前記数字及び／又は文字の要素から少なくとも２つ以上の任意の個数の要素を選択し、
前記選択した要素を任意の順序に配列することによりパスワードを形成することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の声紋認証システム。
【請求項７】
前記音声データ形成手段は、前記パスワード形成手段で形成したパスワードが含む各要素に対応する声紋データを前記音声記録手段から取り出し、当該音声データをパスワードの要素の配列順序に従って配置し、当該要素間に繋ぎの要素を挿入することによりパスワードの音声データを形成することを特徴とする請求項１乃至５に記載の声紋認証システム。
【請求項８】
判定要求者が入力する音声を解析してパスワードを形成する要素の音声データを抽出し、
前記パスワード判定手段は、抽出した音声データと音声データ形成手段が形成した音声データとを、パスワードを形成する要素毎に比較することを特徴とする請求項７に記載の声紋認証システム。
【請求項９】
判定要求者が入力する音声を解析してパスワードを形成する要素の音声データを抽出し、
前記パスワード判定手段は、抽出した音声データと音声データ形成手段が形成した音声データとを、一連のパスワードの音声レベル及び／又は各要素間の時間間隔に基づいて比較することを特徴とする請求項７に記載の声紋認証システム。
【請求項１０】
前記パスワード形成手段は、パスワードを形成する文章中の所定位置に前記数字及び／又は文字の要素を組み込むことによりパスワードを形成することを特徴とする請求項１に記載の声紋認証システム。
【請求項１１】
前記音声データ形成手段は、前記パスワード形成手段で形成したパスワードが備える各要素に対応する声紋データを前記音声記録手段から抽出し、
前記抽出した音声データを、前記文章中の各要素が配置される位置に配置することによりパスワードの音声データを形成することを特徴とする請求項１０に記載の声紋認証システム。
【請求項１２】
判定要求者が入力する音声を解析してパスワードを形成する文中に含まれる要素の音声データ及び／又は要素間の時間間隔を抽出し、
前記パスワード判定手段は、当該抽出した音声データ及び／又は要素間の時間間隔と、音声データ形成手段が形成した音声データ及び／又は要素間の時間間隔とを、パスワードを形成する要素毎に比較することを特徴とする請求項１０に記載の声紋認証システム。
【請求項１３】
前記音声記録手段は前記要素に加えてパスワードを形成する文章に含まれる文節の要素を記録し、
前記音声データ形成手段は、前記パスワード形成手段で形成したパスワードに含まれる各要素の声紋データを前記音声記録手段から抽出し、
前記文章中の各要素が配置される位置に対応する各音声データを配置することによりパスワードの音声データを形成することを特徴とする請求項１０に記載の声紋認証システム。
【請求項１４】
判定要求者が入力する音声を解析してパスワードを形成する文章の音声データを抽出し、
前記パスワード判定手段は、抽出した文章の音声データと、音声データ形成手段が形成した文章の音声データとを比較することを特徴とする請求項１１に記載の声紋認証システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、声紋を用いた認証システムに関し、特になりすましによる不正使用を防止する声紋認証システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
システムへのアクセスにおいて、パスワードを用いて本人認証を行うことが一般に行われており、本人の音声を用いた音声パスワードによって本人認証を行う認証システムも知られている。
【０００３】
このようなパスワードを用いた本人認証において、パスワードの盗用による不正アクセスを防ぐために、予め複数のパスワードを用意しておき、その中から１つのパスワードを選択して用いる認証システムも提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
この認証システムでは、複数の端末とこれら複数の端末が接続される接続装置とを有した認証システムであって、接続装置と複数の端末はそれぞれ複数のパスワードを有し、時間に応じてこれらパスワードを変更することによって認証に用いるパスワードを選択し、接続装置側で生成したパスワードと端末側で生成したパスワードが一致した際に、端末の通信を許可するものである。
【特許文献１】特開２００１−２０９６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
音声パスワードを用いた声紋認証では、悪意の第三者に特定の音声パスワードを録音等により不正取得されると、不正認証が行われるおそれがあるという問題がある。
【０００６】
複数のパスワードを用いることによりパスワード盗用による不正アクセスを防ぐ方法を適応することも考えられるが、多数の音声パスワードを登録するには多大な時間を要するという問題があり、安全性を高めるために音声パスワードを変更する場合には、その変更の度に新たに多数の音声パスワードを記録する必要がある。
【０００７】
そのため、音声パスワードの登録、変更に長時間を要し、安全性を維持するには音声パスワードの変更を繰り返さなければならないという問題がある。
【０００８】
また、前記した特許文献１のように、認証側と被認証側の両方が有するパスワードを照合させることにより本人認証を行う場合には、複数のパスワードを予め用意し、本人認証を行う接続装置側と本人認証を求める端末側の両方でこれらパスワードを記録しておく必要があるという問題があり、さらに、これらの複数のパスワードから使用するパスワードを選択するために、接続装置側と端末側の両方に同一のパスワードを選択するパスワードコントローラを用意しておく必要があるという問題もある。
【０００９】
そこで、本発明は、前記した課題を解決して、声紋認証において音声パスワードの変更を容易に行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の声紋認証システムは、パスワードを発声して得られる音声パスワード自体を登録することに代えて、パスワードを構成する各要素についてその要素の声紋データを登録するものである。これにより、認証側は任意に形成したパスワードに対する音声データを、登録しておいた声紋データを用いて形成することができる。認証側は、形成した音声データと、認証を要求する者が発したパスワードの音声データと比較することで本人認証を行うことができる。
【００１１】
本発明の声紋認証システムによれば、パスワードを構成する各要素の声紋データを登録し音声パスワード自体の登録を要しないため、任意に設定するパスワードに対して、パスワード毎に音声を発生して音声パスワードを登録するといった煩雑な手間を不要とすることができる。
【００１２】
本発明の声紋認証システムは、パスワードを構成する数字及び／又は文字の要素、並びにこれら要素を繋ぐ要素の声紋データを登録者毎に記録する音声記録手段と、各要素を用いてランダムなパスワードを形成するパスワード形成手段と、パスワード形成手段により形成されたパスワードの音声データを声紋データを用いて形成する音声データ形成手段と、判定要求者がパスワードを音声入力して得られる音声データと、音声データ形成手段で形成した音声データとの照合に基づいて、判定要求者が登録者であることを判定するパスワード判定手段とを備える。
【００１３】
ここで、パスワードを構成する要素は、数字や文字の要素の他に、これらを繋ぐ要素であり、数字の要素間を繋ぐ要素としては十，百，千，万等の数の桁を表す要素とすることができる。また、繋ぎ要素として“−（ハイフォン）”，“．（ピリオド、ドット）”，“，（カンマ）”等の符号を用いることもできる。
【００１４】
パスワード形成手段は、これらパスワードを構成する要素を任意に組み合わせることでパスワードを形成する。パスワードの文字数や内容は、用意してある要素を含むものであれば任意に設定することができる。
【００１５】
また、声紋データは、パスワードを構成する各要素について登録者が発声するデータである。
【００１６】
音声記録手段は、登録者毎に声紋データを記録しておく手段であり、各登録者に固有に設定されたＩＤと関連付けて記録することにより、登録者との関連性を付けることができる。
【００１７】
音声記録手段は、登録者から同じ要素に対する複数の音声入力を取得し、取得した複数の音声入力に基づいて声紋データを形成し記録する。例えば、複数の音声入力の声紋データが備える広がりを認証範囲として記録する。
【００１８】
音声データ形成手段は、パスワードを構成する各要素に対応する声紋データをつなぎ合わせることにより、パスワードの音声データを形成する。例えば、パスワードを“Ａ−１２３４”としたとき、このパスワードの要素は“Ａ”，“−”，“１”，“２”，“３”，“４”，“千”，“百”，“十”である。音声データ形成手段は、これらの各要素に対応する声紋データ“エイ”，“ハイフォン”，“イチ”，“ニ”，“サン”，“ヨン”，“セン”，“ヒャク”，“ジュウ”（ここでは声紋データをカタカナで表している）をつなぎ合わせることによって「エイハイフォンセンニヒャクサンジュウヨン」の音声データを形成する。
【００１９】
音声データ形成手段は、各要素に対応する声紋データをつなぎ合わせることによりパスワードの音声データを形成するため、パスワード毎に音声データを登録しておく必要がなく、任意にパスワードに対応することができる。
【００２０】
パスワード形成手段は、認証を求める判定要求者が入力したＩＤを認識することにより、パスワード形成を開始する。
【００２１】
パスワード要求手段は、パスワード形成手段が形成したパスワードの入力を要求する質問を形成し、形成した質問に対するパスワードを判定要求者に要求する。例えば、パスワードとして住所を設定した場合には、判定要求者が住所をパスワードとして入力するような、例えば、「住所はどこですか」等の質問を形成し、判定要求者に要求する。
【００２２】
本発明の声紋認証システムは、パスワード及び声紋認証の形態において複数の形態とすることができる。第１の形態のパスワードは文章を含まないパスワードであり、第２，３の形態のパスワードは文章からなるパスワードである。また、第２の形態は文章パスワードの音声データから所定の要素を抽出して認証を行う形態であり、第３の形態は文章パスワードの全体の音声データを用いて認証を行う形態である。
【００２３】
第１の形態において、パスワード形成手段は、数字及び／又は文字の要素から少なくとも２つ以上の任意の個数の要素を選択し、選択した要素を任意の順序に配列することによりパスワードを形成する。
【００２４】
音声データ形成手段は、パスワード形成手段で形成したパスワードが含む各要素に対応する声紋データを前記音声記録手段から取り出し、取り出した音声データをパスワードの要素の配列順序に従って配置し、要素間に繋ぎの要素を挿入することによりパスワードの音声データを形成する。
【００２５】
パスワード判定手段による第１の判定方法は、判定要求者が入力する音声を解析してパスワードを形成する要素の音声データを抽出し、抽出した音声データと音声データ形成手段が形成した音声データとを、パスワードを形成する要素毎に逐次比較する。第１の判定方法によれば、各要素単位での比較であるため、比較処理が容易である比較時間を短縮することができる。
【００２６】
また、パスワード判定手段による第２の判定方法は、判定要求者が入力する音声を解析してパスワードを形成する要素の音声データを抽出し、抽出した音声データと音声データ形成手段が形成した音声データとを、一連のパスワードの音声レベル及び／又は各要素間の時間間隔に基づいて比較する。第２の判定方法によれば、パスワードを発声する際の抑揚や時間的な流れについて比較することができるため、認証精度を高めることができる。
【００２７】
第２の形態と第３の形態において、パスワード形成手段は、パスワードを形成する文章中の所定位置に数字及び／又は文字の要素を組み込むことによりパスワードを形成する。
【００２８】
第２の形態において、音声データ形成手段は、パスワード形成手段で形成したパスワードが備える各要素に対応する声紋データを音声記録手段から抽出し、抽出した音声データを、文章中の各要素が配置される位置に配置することによりパスワードの音声データを形成する。
【００２９】
また、前記パスワード判定手段は、判定要求者が入力する音声を解析してパスワードを形成する文中に含まれる要素の音声データ及び／又は要素間の時間間隔を抽出し、抽出した音声データ及び／又は要素間の時間間隔と、音声データ形成手段が形成した音声データ及び／又は要素間の時間間隔とを、パスワードを形成する要素毎に比較することによりパスワードの判定を行う。
【００３０】
第３の形態において、音声記録手段は要素に加えてパスワードを形成する文章に含まれる文節の要素を記録し、音声データ形成手段は、パスワード形成手段で形成したパスワードに含まれる各要素の声紋データを前記音声記録手段から抽出し、文章中の各要素が配置される位置に対応する各音声データを配置することによりパスワードの音声データを形成する。
【００３１】
また、パスワード判定手段は、判定要求者が入力する音声を解析してパスワードを形成する文章の音声データを抽出し、抽出した文章の音声データと、音声データ形成手段が形成した文章の音声データとを比較することによりパスワードの判定を行う。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の声紋認証システムによれば、パスワードを構成する各要素の声紋データを用いることによって、任意に設定したパスワードの音声データを形成することができるため、形成したパスワード毎に音声データを再度記録する必要がなく、容易にパスワードの変更に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて詳細に説明する。  
【００３４】
以下、図１を用いて本発明の声紋認証システムの第１〜３の形態に適応することができる構成例を説明し、図２を用いて本発明の声紋認証システムの第１の形態のフローチャートを説明し、図３を用いて本発明の声紋認証システムの声紋データの例を説明し、図４を用いて本発明の声紋認証システムの第１の形態の動作例を説明し、図５を用いて本発明の声紋認証システムの第１の形態の音声データの比較動作例を説明し、図６を用いて本発明の声紋認証システムの第２，３の形態のフローチャートを説明し、図７，８を用いて本発明の声紋認証システムの第２，３の形態の音声データの比較動作例を説明する。
【００３５】
はじめに、本発明の第１〜３の形態に適用することができる構成について図１を用いて説明する。
【００３６】
図１において、声紋認証システム１は、パスワードを構成する数字や文字の要素、これらを繋ぐ要素の声紋データを登録者毎に記録する音声登録手段３と、各要素を用いてランダムなパスワードを形成するパスワード形成手段７と、パスワード形成手段７により形成されたパスワードの音声データを、音声登録手段３に記録される声紋データを用いて形成する音声データ形成手段８と、判定要求者がパスワードを音声入力することにより得られる音声データと、音声データ形成手段８で形成した音声データとを照合して、判定要求者が登録者であることを判定するパスワード判定手段１２とを備える。
【００３７】
パスワードは、数字や文字の要素や符号やこれらを繋ぐ要素により構成される。これらを繋ぐ要素は、数字の要素間を繋ぐ要素としては十，百，千，万等の数の桁を表す要素とすることができる。
【００３８】
複数の数字の要素を連続して配置することにより、ある桁数のパスワードが形成される。このとき、十，百，千，万等の数の桁を表す要素は、上記のある桁数のパスワードから音声データを形成する際に用いられる。パスワードを構成する要素としては、“−（ハイフォン）”，“．（ピリオド、ドット）”，“，（カンマ）”等の符号を用いることもできる。
【００３９】
音声登録手段３は、登録者にパスワードの各要素について発声させ、この発声で得られた各要素の声紋データを登録者毎に記憶する。この声紋データは、音声データを形成する際の構成要素となる。音声登録は、Ｉ／Ｏ手段２を介して入力した音声を音声登録手段３により音声データに変換し音声記録手段４に記録することで行うことができる。
【００４０】
音声登録手段３は、各登録者に固有に設定されたＩＤと関連付けて記録することで登録者との関連性を付けることができる。
【００４１】
声紋認証システム１は、ユーザＩＤ認識手段５及びユーザＩＤ記録手段６を備え、声紋認証を行う前、あるいは声紋認証と同時にＩＤによる本人認証を行うことができる。ユーザＩＤ認識手段５は、Ｉ／Ｏ手段２を介して入力したＩＤと、予め本人によってユーザＩＤ記録手段６に登録し記録しておいたＩＤとを比較することにより本人認証を行うことができる。このＩＤの認識は声紋認証と組み合わせることによって本人認証の安全性を高める他、声紋認証に用いる音声データの形成を開始する開始信号の役目を果たすものである。
【００４２】
音声登録手段３は、各要素に対して一つの声紋データを記録することも、各要素に対してある幅を有した声紋データを記録することもできる。登録者が発声して得られる声紋データは、登録者の体調や環境状況に応じて変化し、必ずしも常に一定ではない。そこで、登録者に複数回発声させ、これらの声紋データを平均して得られる平均値や、ある幅を有して表される複数の声紋データの分布範囲を声紋データとして記録する。この声紋データの分布範囲は、声紋認証において、本人と認証する際の声紋データの許容範囲となる。
【００４３】
なお、声紋データの平均値を記録する場合には、本人認証において、この平均値から所定の許容幅分だけずれた範囲も許容範囲として設定することで音声データの比較を行うことができる。上記所定の許容幅は任意に設定することができ、許容幅を狭く設定することにより本人認証の精度を高めることができ、逆に許容幅を広く設定することにより本人認証の許容度を広くすることができる。
【００４４】
パスワード形成手段７は、これらパスワードを構成する要素を任意に組み合わせることでパスワードを形成する。パスワードの文字数や内容は、用意してある文字や数字や符号等の要素を含むものであれば任意に設定することができる。
【００４５】
第１の形態のパスワード形成手段は、数字及び／又は文字の要素から少なくとも２つ以上の任意の個数の要素を選択し、選択した要素を任意の順序に配列することによりパスワードを形成する。
【００４６】
このパスワード形成手段７は、例えば、ユーザＩＤ認識手段５により、認証を求める判定要求者が入力したＩＤを登録ＩＤと照合し認識することにより、パスワードの形成を開始する。
【００４７】
声紋認証システム１は、パスワード形成手段７で形成したパスワードを判定要求者に音声で入力させ、このパスワードの音声データが声紋認証システム１側で作成した音声データと一致するか否かにより本人認証の判定を行うものである。
【００４８】
そこで、声紋認証システム１はパスワード要求手段９によって、形成したパスワードを判定要求者に発声させるよう要求する。パスワード要求手段は９、パスワード形成手段７が形成したパスワードを判定要求者に入力させるべく、質問を形成し、この形成した質問をＩ／Ｏ手段２を介して判定要求者に送り、質問に対するパスワードを判定要求者に要求する。
【００４９】
例えば、パスワードとして住所を設定した場合には、判定要求者が住所をパスワードとして入力するような、例えば「住所はどこですか」等の質問を形成し、判定要求者に要求する。また、パスワードは上記の住所の他に、氏名、生年月日、本日の月日等、任意に設定することができ、これに対する質問は「どなたですか」、「生年月日はいつですか」、「本日は何月何日ですか」等となる。パスワード要求手段９は、パスワードに対して、当該パスワードを回答する質問を作成するプログラムを記録しておく。
【００５０】
上記例では、パスワード形成手段７で形成したパスワードに対応する質問をパスワード様手段９で形成する態様としているが、逆に、パスワード要求手段９側で質問を作成し、この質問に対応するパスワードをユーザ情報に基づいて作成するようにしてもよい。この態様では、図示しない記録手段にユーザ情報を記録しておき、パスワード形成手段７はこのユーザ情報を参照してパスワードを形成する。
【００５１】
声紋データは、パスワードを構成する各要素について登録者が発声するデータである。音声データ形成手段８は、パスワードを構成する各要素に対応する声紋データをつなぎ合わせることにより、パスワードの音声データを形成する。
【００５２】
第１の形態の音声データ形成手段は、パスワード形成手段で形成したパスワードが含む各要素に対応する声紋データを音声記録手段４から取り出し、取り出した音声データをパスワードの要素の配列順序に従って配置し、要素間に繋ぎの要素を挿入することによりパスワードの音声データを形成する。
【００５３】
例えば、パスワードを“Ａ−１２３４”としたとき、このパスワードの要素は“Ａ”，“−”，“１”，“２”，“３”，“４”，“千”，“百”，“十”である。音声データ形成手段８は、これらの各要素に対応する声紋データ“エイ”，“ハイフォン”，“イチ”，“ニ”，“サン”，“ヨン”，“セン”，“ヒャク”，“ジュウ”（ここでは声紋データをカタカナで表している）をつなぎ合わせることによって「エイハイフォンセンニヒャクサンジュウヨン」の音声データを形成する。
【００５４】
この音声データの形成において、一連の数字を読ませる場合には、桁部分の読みも考慮する必要があるため、音声データ形成手段８は、各数字の桁を判断し桁要素に対応する声紋データを選択してつなぎ合わせる音声データ形成プログラムを備えておく。
【００５５】
また、パスワードに要素に対応する声紋データを単につなぎ合わせただけでは、例えば上記例では、「エイハイフォンイチセンニヒャクサンジュウヨン」となり、判定要求者が発声するものと異なることになる（上記下線部分）。そこで、音声データ形成プログラムは、桁を含めて数字を発声する際の音便変化を考慮するプログラムも含めて備え、判定要求者が実際に発声する読みと同様の音声データを形成する。
【００５６】
音声データ形成手段８は、各要素に対応する声紋データをつなぎ合わせることによりパスワードの音声データを形成するため、パスワード毎に音声データを登録しておく必要がなく、任意にパスワードに対応することができる。
【００５７】
判定要求者は、送られた質問に応じて要求されたパスワードについて発声し、声紋認証システム１に送る。判定要求者による発声及音声データの入力は、例えば、図１に示すように、声紋認証システム１とクライアント端末２０との間をネットワーク３０を介して接続して行う構成の他に、声紋認証システム１に直接に入力して行う構成とすることもできる。
【００５８】
ネットワーク３０を介して接続する構成の場合には、声紋認証システム１をネットワーク上に設けられたサーバにより構成し、この声紋認証システム１により本人認証されたアクセスのみを目的とするアクセス先に接続する構成に適用することができる。また、直接接続する構成の場合には、声紋認証システム１により管理領域への侵入監視機構を構成し、この声紋認証システム１により本人認証された人物のみの管理領域内への侵入を許可する構成に適用することができる。
【００５９】
声紋認証システム１は、判定要求者が発声の信号をＩ／Ｏ手段２を介してパスワード受信手段１０で受信する。音声解析手段１１は、パスワード受信手段１０で受けた音声データを音声解析し、音声データ形成手段８との比較に適した信号形態の音声データを取得する。
【００６０】
パスワード判定手段１２は、音声解析手段１１で抽出した音声データと音声データ形成手段８で形成した音声データとを比較する。第１の形態では、パスワードを形成する要素毎に比較を行う方法の他に、抽出した音声データと音声データ形成手段が形成した音声データとを、一連のパスワードの音声レベルや各要素間の時間間隔に基づいて比較することができる。
【００６１】
パスワード判定手段１２により判定結果は、認識結果出力手段１３に送られる。認識結果出力手段１３は、Ｉ／Ｏ手段２を介して、クライアント端末２０に送る他、ネットワーク上の他のサーバに送ることができる。また、認識結果出力は図示しない表示装置に表示することもできる。
【００６２】
次に、図２のフローチャートを用いて本発明の声紋認証システムの第１の形態の処理例について説明する。
【００６３】
はじめに、登録者による音声登録を行う。この音声登録では、パスワードを構成する各要素を登録者に発声させ、この声紋データを音声登録手段３によって音声記録手段４に記録しておく（ステップＳ１）。
【００６４】
本人認証の判定を求める場合には、判定要求者はユーザＩＤを入力し（ステップＳ２）、ユーザＩＤ認識手段５は、入力されたＩＤとユーザＩＤ記録手段６に予め登録しておいたＩＤとを比較してＩＤによる認識を行う（ステップＳ３）。
【００６５】
ＩＤが認識された場合には（ステップＳ４）、パスワード形成手段７はこれを受けてパスワードの形成を開始する。形成するパスワードの内容や文字数は任意に定めることができる。例えば、パスワードの内容は、予め登録した複数の候補から選択することも、声紋認証システム側において各時点で任意に設定することもできる（ステップＳ５）。
【００６６】
パスワード要求手段９は、パスワード形成手段７で形成したパスワードを回答とする質問事項を形成して判定要求者に要求する（ステップＳ６）。パスワード受信手段１０は判定要求者からの音声信号を受け、音声解析手段１１はこの音声信号を解析して音声データを形成する（ステップＳ７）。
【００６７】
なお、パスワード受信手段１０において、質問を出してからに経過時間を計時し、所定時間内にパスワードが受信されない場合には応答なしとして処理を行う。認識結果出力手段１３は、この応答なしの結果を受けて、本人認証がなされなかったことを出力する。また、ステップＳ４においてＩＤの認証が不成功である場合も、本人認証がなされなかったことを出力する。一方、パスワード形成手段７は、登録した声紋データを用いて、パスワードの音声データを抽出する（ステップＳ８）。
【００６８】
パスワード判定手段１２は、音声解析手段１１の音声解析で得た音声データと、音声データ形成手段８で形成した音声データとを比較する（ステップＳ９）。比較の結果、両音声データが一致したと判定された場合には（ステップＳ１０）、パスワードが一致したとし（ステップＳ１１）、両音声データが不一致と判定された場合には（ステップＳ１０）、パスワードが不一致であるとして（ステップＳ１２）、認証結果を出力する（ステップＳ１３）。
【００６９】
次に、図４に基づいて本発明の声紋認証システムの第１の形態の動作例を説明する。ここで、第１の形態の動作例に用いる声紋データの一例について図３を用いて示す。図３では、声紋データとして、数の声紋データ、数の位を表す桁の声紋データ、文字の声紋データ、符号の声紋データ、及び文節の声紋データを備える。
【００７０】
なお、文節の声紋データは、文章による音声データを形成するために用いる文節要素の声紋データであり、例えば、「今日は」，「月」，「日です」，「時です」等とする。この文節要素の声紋データを数や文字の声紋データと組み合わせることにより、例えば、「今日は１月１日です」，「今１０時１２分です」等の文章によるパスワードに対応する音声データを形成することができる。なお、ここで説明する第１の形態では、この文節の声紋データは用いない例について説明する。
【００７１】
図４は、音声データの判定を、要素毎の音声で比較する第１の方法と、一連の音声で比較する第２の方法について示している。なお、図４では、各要素の音声で比較する場合は、パスワード形成手段によって“４１５６”のパスワードを形成し、このパスワードに対して真正者が応答した例で示し、一連の音声で比較する場合は、パスワード形成手段によって“ＡＢ−１２”のパスワードを形成し、このパスワードに対して不正者が応答した例によって示している。
【００７２】
第１の方法において、パスワード形成手段によって“４１５６”のパスワードが形成されると、音声データ形成手段はこのパスワードの要素“４”，“１”，“５”，“６”に対応する声紋データ“ヨン”，“イチ”，“ゴ”，“ロク”及び数の位を表す桁の音声データ“セン”，“ヒャク”，“ジュウ”を読み出し、音韻変化を考慮して音声データ“ヨンセンヒャクゴジュウロク”を形成する。
【００７３】
一方、音声解析手段は、真正者から入力した音声信号から音声データ“ヨンセンヒャクゴジュウロク”を抽出する。
【００７４】
パスワード判定手段は、両音声データ“ヨンセンヒャクゴジュウロク”の各要素に対応する“ヨン”，“セン”，“ヒャク”，“ゴ”，“ジュウ”，“ロク”をそれぞれ比較することによりパスワードの判定を行い、一致した場合にパスワードが一致したと判定する。なお、パスワードの判定は、全ての要素が一致した場合を一致の条件とすることも、要素の一致率が所定率を満たした場合を一致の条件とすることもできる。
【００７５】
第２の方法において、パスワード形成手段によって“ＡＢ−１２”のパスワードが形成されると、音声データ形成手段はこのパスワードの要素“Ａ”，“Ｂ”，“−”，“１” ，“２”に対応する声紋データ“エイ”，“ビー”，“ハイフォン”，“イチ” ，“ニ”及び数の位を表す桁の音声データ“ジュウ”を読み出し、音韻変化を考慮して音声データ“エイビーハイドンジュウニ”を形成する。
【００７６】
一方、音声解析手段は、不正者から入力した音声信号から音声データ“えいびーはいふぉんじゅうに”を抽出する。なお、ここでは、不正者による音声データをひらがなで示している。
【００７７】
パスワード判定手段は、音声データ“ヨンセンヒャクゴジュウロク”と“えいびーはいふぉんじゅうに”を一連の音声として比較することによりパスワードの判定を行い、不一致した場合にパスワードが不一致したと判定する。
【００７８】
図５は、この第２の方法において、一連の音声による比較の例を示している。一連の音声による比較は、例えば、音声強度の時間変化を比較により行うことができる。
【００７９】
図５（ａ）は、登録者の声紋データを用いて例えば、“１２３４”のパスワードに対する音声データの音声強度の時間変化を示している。図中の破線は複数回の声紋データの平均値を示し、斜線が施された帯部分は一致判定の許容範囲を示している。
【００８０】
これに対して、図５（ｂ）は、不正者が“１２３４”のパスワードを入力した場合の音声データの音声強度の時間変化を示している。図中の不正者による音声データを示し、この音声データが斜線の帯部分内にあるか否かを判定することでパスワード判定を行う。
【００８１】
なお、パスワードの判定は、音声データの全てが許容範囲内である場合を一致の条件とすることも、音声データが許容範囲内にある率が所定率を満たした場合を一致の条件とすることもできる。
【００８２】
次に、図６のフローチャートを用いて本発明の声紋認証システムの第２，３の形態の処理例について説明する。第２，３の形態のパスワードは文章からなるパスワードであり、第２の形態は文章パスワードの音声データから所定の要素を抽出して認証を行い、第３の形態は文章パスワードの全体の音声データを用いて認証を行う。
【００８３】
図６に示すフローチャートは、図２のフローチャートとほぼ同様であり、ステップＳ２７〜ステップＳ２９の工程で相違している。ここでは、相違するステップＳ２７〜ステップＳ２９についてのみ説明し、他の工程についての説明は省略する。
【００８４】
パスワード要求手段９は、パスワード形成手段７で形成したパスワードを回答とする質問事項を形成して判定要求者に要求し（ステップＳ２６）、パスワード受信手段１０は判定要求者からの音声信号を受け、音声解析手段１１はこの音声信号を解析して文章中から音声データを抽出する（ステップＳ２８）。
【００８５】
なお、パスワード受信手段１０において、質問を出してからに経過時間を計時し、所定時間内にパスワードが受信されない場合には応答なしとして処理を行う。認識結果出力手段１３は、この応答なしの結果を受けて、本人認証がなされなかったことを出力する。また、ステップＳ４においてＩＤの認証が不成功である場合も、本人認証がなされなかったことを出力する。
【００８６】
パスワード判定手段１２は、音声解析手段１１の音声解析で得た文章の音声データと、音声データ形成手段８で形成した文書の音声データとを比較する（ステップＳ２９）。
【００８７】
次に、図７に基づいて本発明の声紋認証システムの第２，３の形態の動作例を説明する。ここで、図７（ａ）は第２の形態の動作例を示し、図７（ｂ）は第３の形態の動作例を示している。
【００８８】
第２の態様は、パスワード文章中の一部の要素について比較を行う態様である。
【００８９】
図７（ａ）において、複数あるパスワードの文章例から、任意の文章を選択する。この文章例は、文字や数字を組み込む空欄部を有した形態で形成される。この空欄部分は、判定要求者が任意に応答することができる。ここでは、例えば、「今日は    月    日です」、「今、    時    分です」の文章パスワードの例が示されている。判定要求者はこの文章パスワードの例の空欄部分を埋めながら音声で応答することになる。
【００９０】
音声データ形成手段は、複数あるパスワードの文章例から任意の文章を選択し、選択した文章パスワードの例（ここでは、「今日は    月    日です」）の空欄部分に組み込まれる数や文字に用いられる声紋データを読み出して音声データを形成する。
【００９１】
この態様では、組み込まれる数や文字に用いられる声紋データのみによって音声データが形成される。図７（ａ）では○○，△△で示されている。
【００９２】
一方、判定要求者が入力したパスワードの音声データから組み込まれる数や文字に対応する音声データのみを抽出し、音声形成手段で形成した音声データと比較する。
【００９３】
図８は、日付が４月１日である場合について示している。第２の態様は、図８中のパスワード判定Ａに対応する。「今日は    月    日です」の文章パスワード例に対して、日付が４月１日である場合には、パスワードは「今日は４月１日です」となる。第２の態様では、この「今日は４月１日です」の音声データである“キョウハシガツツイタチデス”から“４”と“１”の要素に対応する“シ”と“ツイタチ”の音声データを抽出して比較を行う。
【００９４】
第３の態様は、パスワード文章の全部の要素について比較を行う態様である。
【００９５】
図７（ｂ）において、図７（ａ）と同様に、複数あるパスワードの文章例から、任意の文章を選択する。音声データ形成手段は、複数あるパスワードの文章例から任意の文章を選択し、選択した文章パスワードの例（ここでは、「今日は    月    日です」）の各文節の要素である“今日は”，“月”，“日”の声紋データと、空欄部分に組み込まれる数や文字に用いられる声紋データを読み出して音声データにより“キョウハ○○ガツ△△ヒデス”を形成する
【００９６】
一方、判定要求者が入力したパスワードの音声データから“キョウハ○○ガツ△△ヒデス”の文章の音声データのみを抽出し、音声形成手段で形成した文章の音声データと比較する。
【００９７】
第３の態様は、図８中のパスワード判定Ｂに対応する。「今日は    月    日です」の文章パスワード例に対して、日付が４月１日である場合には、パスワードは「今日は４月１日です」となり、第３の態様では、この「今日は４月１日です」の音声データである“キョウハシガツツイタチデス”の全文章の音声データを比較する。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明の声紋認証システムは、ネットワーク上において端末からの不正アクセスの防止に適用することができる他、建物や施設等の特定の領域内への侵入防止に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の声紋認証システムの第１〜３の形態に適応することができる構成例を説明するための図である。
【図２】本発明の声紋認証システムの第１の形態を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明の声紋認証システムの声紋データの例を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の声紋認証システムの第１の形態の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の声紋認証システムの第１の形態の音声データの比較動作例を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の声紋認証システムの第２，３の形態を説明するためフローチャートである。
【図７】本発明の声紋認証システムの第２，３の形態の音声データの比較動作例を説明するための図である。
【図８】本発明の声紋認証システムの第２，３の形態の音声データの比較動作例を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１００】
１  声紋認証システム
２  Ｉ／Ｏ手段
３  音声登録手段
４  音声記録手段
５  ユーザＩＤ認識手段
６  ユーザＩＤ記録手段
７  パスワード形成手段
８  音声データ形成手段
９  パスワード要求手段
１０  パスワード受信手段
１１  音声解析手段
１２  パスワード判定手段
１３  認識結果出力手段
２０  クライアント端末
３０  ネットワーク
【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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【図８】
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