(57)【要約】本発明によって、電子装置のユーザに関してアイデンティティデータを決定する方法が与えられ、その方法は、電子装置がユーザの頭部に作用する第１の音響信号から生じる第２の音響信号を受信し、少なくとも第２の音響信号からユーザの頭部のトポグラフィの特性であるシグナチャを得て、そのシグナチャに基づいてアイデンティティデータを決定するステップを含んでいる。１実施形態では、電子装置は人間の耳により実質的に検出できないかユーザに邪魔にならない第１の音響信号を発生する。別の実施形態では、第１の音響信号はユーザにより発生される。【選択図】図３
2004532584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子装置のユーザに関するアイデンティティデータを決定する方法において、
ａ）電子装置が実質的に人間の聴覚装置により検出できない第１の音響信号を発生し、
ｂ）電子装置がユーザの身体の一部と作用する第１の音響信号から生じる第２の音響信号を受信し、
ｃ）少なくとも第２の音響信号からユーザの身体の一部のトポグラフィの特徴であるシグナチャを導出し、
ｄ）シグナチャにしたがってアイデンティティデータを決定するステップを含んでいる方法。
【請求項２】
第１の音響信号は実質的に人間の聴覚周波数の範囲外の周波数である請求項１記載の方法。
【請求項３】
第１の音響信号は超音波である請求項２記載の方法。
【請求項４】
第１の音響信号は実質的に人間の聴覚周波数範囲内の周波数であるが、人間の聴覚装置により実質的に検出できない程度の十分短い期間の１以上のコンポーネントを含んでいる請求項１記載の装置。
【請求項５】
アイデンティティデータの第１の決定において、第１の音響信号は第１の予め選択された特徴を有し、アイデンティティデータの第２の決定において、第１の音響信号は第１の予め選択された特徴と異なる第２の予め選択された特徴を有し、シグナチャにしたがったアイデンティティデータを決定するステップは、電子装置の外部で行われるプロセスによって選択された予め選択された特徴に基づいている請求項１乃至４のいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
予め選択された特徴は電子装置の許可されたユーザのアイデンティティまたは特徴に基づいて選択される請求項５記載の方法。
【請求項７】
予め選択された特徴は電子装置を介してアクセス可能なサービスの許可されたユーザのアイデンティティまたは特徴にしたがって選択される請求項５または６記載の方法。
【請求項８】
予め選択された特徴は電子装置を介してアクセス可能なサービスのプロバイダのアイデンティティまたは特徴にしたがって選択される請求項５乃至７のいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
電子装置は電気通信サービスをアクセスし、アイデンティティを決定する方法は電気通信サービスの提供期間に行われる請求項１乃至８のいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
電子装置のユーザに関するアイデンティティデータを決定する方法において、
ａ）電子装置がユーザの身体の一部と作用するユーザにより発生された第１の音響信号から生じる第２の音響信号を受信し、
ｂ）少なくとも第２の音響信号からユーザの身体の一部のトポグラフィの特徴であるシグナチャを導出し、
ｃ）シグナチャにしたがってアイデンティティデータを決定するステップを含んでいる方法。
【請求項１１】
第１の音響信号はユーザの音声またはスピーチである請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
電子装置は第１の音響信号を受信し、シグナチャを導出するステップは第１の音響信号にしたがって行われる請求項１０または１１記載の方法。
【請求項１３】
シグナチャを導出するステップは信号の情報コンポーネントを除去するための第１および第２の音響信号の処理を含んでいる請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
電子装置は電話の能力を有する請求項１乃至１３のいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
第２の音響信号は電子装置のイアピースで受信される請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
第２の音響信号は電子装置のマウスピースで受信される請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれか１項記載の方法を実行する装置。
【請求項１８】
請求項１乃至１６のいずれか１項記載の方法を実行する１または複数のコンピュータプログラム。
【請求項１９】
電気通信リンクによって１以上のネットワークノードへ接続可能な電子装置を具備し、請求項１乃至１６のいずれか１項記載の方法を実行するように構成されている電気通信ネットワーク。
【請求項２０】
１以上のノードはシグナチャを導出し、アイデンティティデータを決定するステップを実行する請求項１９記載の電気通信ネットワーク。
【請求項２１】
１以上の音響信号を表すデータを記憶する局部的にアクセス可能なデータ記憶装置を具備しており、データ記憶装置に記憶されているデータを使用して第１の音響信号を発生し、ユーザに関するアイデンティティデータの決定に使用するためにユーザの身体の一部に作用する第１の音響信号から生じる第２の音響信号を受信するように遠隔装置により制御可能である電話装置。
【請求項２２】
第１の音響信号を発生する高声器と、電話装置のユーザの頭部の一部に作用する第１の音響信号から生じる第２の音響信号を受信するマイクロホンとを具備し、ユーザによる正常の動作のとき、高声器およびマイクロホンがユーザの耳に隣接して位置されるように構成されている電話装置。
【請求項２３】
第１の音響信号を発生する高声器と、電話装置のユーザの頭部の一部に作用する第１の音響信号から生じる第２の音響信号を受信するマイクロホンとを具備し、ユーザによる正常の動作のとき、高声器およびマイクロホンがユーザの耳に隣接して位置されるように構成されているイアピースまたはヘッドピース。
【請求項２４】
電子装置のユーザに関するアイデンティティデータを決定する方法において、
ａ）ユーザの身体の一部に作用したオリジナル音響信号から生じる音響信号を受信し、
ｂ）受信された作用した音響信号から導出された特徴ににしたがってアイデンティティデータを決定するステップを含んでいる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生物測定学技術を使用して電子装置のユーザのアイデンティティデータの決定に関し、特に電話装置のユーザの認証のために生物測定学技術の使用に関するがそれに限定されない。
【背景技術】
【０００２】
歴史的に、電子装置、データ処理、コンピュータネットワーク、通信分野においてユーザ認証が通常必要とされている。例えば、自動窓口機（ＡＴＭ）のユーザは通常、銀行のアカウントサービスまたは基金へのアクセスを可能にする前に個人の識別番号（ＰＩＮ）を入力することが必要とされる。同様に、イントラネットまたはインターネット等の私設または公共コンピュータネットワークへのユーザのアクセスでは、典型的にユーザはアクセスを可能にされる前にユーザ名とパスワードを入力することが必要である。インターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）は典型的に、ａ）ユーザが誰であるかを確かめ（認証）、ｂ）ユーザのアクセス権を決定し（許可）、ｃ）ユーザに必要な料金請求機構を設定する（課金）ために認証、許可、課金（ＡＡＡ）システムを構成する。許可および課金プロセスは両者とも適切な認証に基づいている。同様に、ウェブサイト、その他のサービス等の個々のネットワークリソースもまた例えばユーザ名およびパスワード入力を使用する条件的なアクセスシステムを構成する。
【０００３】
移動体通信の分野では、特に汎欧州デジタル移動電話方式（ＧＳＭ）等の第２世代のシステムではセキュリティは、加入者アイデンティティモジュール（ＳＩＭ）として知られているスマートカードの使用によりデータの暗号化と加入者の認証により行われる。移動局はＳＩＭに記憶されたデータへおよび非緊急の呼に対するアクセスを可能にする前にＰＩＮの入力を必要とするように選択的に設定されてもよい。
【０００４】
しかしながら、ＰＩＮを必要とする技術は加入者には忠実に個人的ではなく、書換え可能な知識、即ちＰＩＮコードに基づいている。したがって、その技術は偽装者による侵害に対して脆弱であり、第３者はＰＩＮ番号を獲得または適切に推測し、加入者と装うことができる。同じことがユーザ名およびパスワード技術等のパスワードを必要とする任意の技術でも言える。
【０００５】
さらに、ＰＩＮまたはユーザ名およびパスワード技術は入力技術の問題点であり、これは移動局の切換えのようなあるイベントの発生で周期的に認証を行うだけである。したがって前に認証された移動局を得た許可されていないパーティは移動局がパワーをオフに切換えるかパワーがなくなるまでさらに認証を受ける必要はない。この問題は移動局のパワー容量の改良で増加され、したがって移動局はオフに切換えられる必要はない。
【０００６】
さらに、ＰＩＮコードまたはユーザ名およびパスワードを必要とするような入力認証技術の問題点は“常にオン”の電気通信アクセスの登場で悪化され、したがって固定したまたは可動の電気通信装置のユーザには周期的に接続をダイアルアップし、入力認証の問題点を受ける必要なくネットワークリソースおよびサービスへの継続したアクセスが与えられる。
【０００７】
第３世代の移動体通信技術の登場と固定したまたは可動の電気通信およびコンピュータネットワークの集合によって、より大きな値の多くのサービスが可動および固定した局の両者によりアクセス可能である。銀行のアカウント情報、地理的な位置、私的な通信等のさらに進歩した潜在的により感応性の情報は多数の電気通信装置からアクセス可能である。例えばｅメール、ｅコマーストランザクションと、位置ベースのサービスは可動および固定した電気通信装置の両者のユーザに利用可能である。
【０００８】
したがって、将来の可動および固定した通信システムでさらに大きなセキュリティの必要性、特に強化された真に個人的で連続的なユーザベースの認証の必要性が増加していることが認められる。
【０００９】
国際特許出願WO 99/08238 号明細書にはマイクロホン、およびユーザ認証を行うために生物測定学的データを処理することのできる局部的な中央処理装置（ＣＰＵ）により持ち運び可能なクライアントのパーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）が開示されている。この装置は周辺装置との直接的な通信を行い、無線通信により情報を送受信できるモデムを含んでいる。随意的に、生物測定学的センサは生物測定学的証明を行うために指、親指または掌のプリント、手書きのサンプル、網膜管パターンまたはその組合わせ等の生物測定学的データを集収するために与えられる。しかしながら、この明細書は音声データによる生物測定学的証明の嗜好を開示している。
【００１０】
国際特許出願WO 99/45690 号明細書には電話機ネットワーク等のネットワークへのアクセスを制御するための保護されたアクセスシステムが開示されており、これは加入者識別のための生物測定学的特性を使用する。文献は３つの生物測定学的特性、即ち指紋の網膜パターン、スピーチまたは音声特性の任意のものを使用することを開示している。
【００１１】
国際特許出願WO 99/54851 号明細書には移動体電話およびＳＩＭカード等の装置を開示しており、生物測定学的特性を検出するセンサと、生物学的特性から認証情報を決定するデータ処理装置を具備している。この明細書は任意の３つの生物測定学的特性、即ち指紋、網膜パターン、音声またはスピーチ特性を使用することを開示している。
【００１２】
米国特許第5,872,834 号明細書にはユーザを識別または認証するために生物測定学的データを得るための接触イメージング装置が設けられている電話機を開示している。接触イメージング装置は容量性指紋イメージャ等の電気的接触イメージングセンサと、光学的指紋イメージャ等の光学的接触イメージングセンサを含んでいることが述べられている。ユーザは得ることができる生物測定学的データのイメージャの電気的または光学的コンポーネントと物理的な接触を行わなければならない。
【００１３】
ＣＡＶＥプロジェクト（銀行および通信における呼者証明）および追跡プロジェクトＰＩＣＡＳＳＯ（パイオニア秘密保護サービス動作のための呼者認証）は電話サービスのユーザの認証がそれらの音声特性の解析に基づいているスピーカ証明の分野で知られている研究プロジェクトである。証明手順が発話のテキストが証明システムにより知られていることを仮定する意味で、両者の研究プロジェクトはテキスト依存スピーカ証明に焦点を合わせた。この結果としてさらに正確な証明が得られるが、認証が行われる前に知られた用語またはフレーズをユーザが発話することを必要とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
音声または話者証明技術の１つの問題は、正確性については、披検者は予め定められた用語またはフレーズを発話しなければならず、これは多くのケースでは可能ではなく、被検者には不便で厄介である。さらにテキスト依存技術が使用されるならば、連続的な証明は可能ではない。テキスト依存または独立した技術が使用されるいずれの場合でも、被検者は認証判断が行われることができる前に、話すことが必要とされる。これらおよび他の問題は本発明により解決される。
【００１５】
米国特許第5,787,187 号明細書には、耳道の音響特性を使用した生物測定学的識別システムおよび方法を開示している。この明細書は音響ソース信号を個人の耳へ放射し、装置を使用して応答信号を受信することが記載されており、その装置はユーザに扱いやすいように、電話機のハンドセットに似ているが電話機の能力をもたない。記載されているソース信号は人間に可聴であり、１実施形態ではそれぞれ約１００サイクルの期間に１００Ｈｚのインクリメントの１ｋＨｚ乃至２０ｋＨｚの範囲の一連の周波数トーンであり、別の実施形態では、ブロードバンド雑音である。登録手順で耳道特性データが得られ記憶され、その後のアクセスの試行で個人を識別するために使用される。この明細書は情報またはプロパティへのアクセス制御分野でのシステムの応用について説明している。この明細書は識別のための“入力の点”タイプの方法、即ち個人は情報またはプロパティへのアクセスを認められる前に識別される方法だけを説明している。
【００１６】
英国特許第1,450,741 号明細書には音波エネルギを人体、例えば人の腕に適用することを含んだ生物測定学的識別方法および装置が記載されている。米国特許第5,787,187 号明細書では、与えられる音波信号は人間に可聴であり、好ましい実施形態では１００Ｈｚ乃至１０ｋＨｚを反復的に掃引する掃引周波数発生器により発生される。米国特許第5,787,187 号明細書では識別のための“入力の点”タイプの方法、即ち個人は秘密保護されたデータまたはプロパティへのアクセスを認められる前に識別される方法だけを説明している。
【００１７】
米国特許第5,787,187 号明細書と英国特許第1,450,741 号明細書の両者の“入力点”についての１つの問題は、一度限りの最初の認証が一度行われると、“入力点”は稀にしか生じないか全くない電気通信サービスのような連続的なサービスの供給に適している連続的な認証方式を提供しないことである。前述したように、電気通信サービスの分野では、問題は“常にオン”の電気通信アクセスの登場により悪化され、それによって固定したまたは可動の電気通信装置のユーザには定期的に接続をダイヤルアップし入力点の認証を受ける必要なくネットワークリソースおよびサービスへの連続的なアクセスが与えられる。移動電気通信の分野では、移動局がオフに切換えられる必要のない移動局のパワー容量の改良も前述したように問題を悪化する。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の第１の特徴にしたがって、電子装置のユーザに関してアイデンティティデータを決定する方法が提供され、その方法は、
ａ）電子装置が人間の聴覚装置によって実質的に検出することができない第１の音響信号を発生し、
ｂ）電子装置がユーザの身体の一部に作用する第１の音響信号から生じる第２の音響信号を受信し、
ｃ）少なくとも第２の音響信号からユーザの身体の一部のトポグラフィの特徴であるシグナチャを導出し、
ｄ）このシグナチャに基づいてアイデンティティデータを決定するステップを含んでいる。
【００１９】
実質的に人間の聴覚装置により検出できないので、第１の音響信号は装置の機能に干渉しまたはユーザの経験を中断させることなしに、意図する目的のために連続的または電子装置の使用期間中に発生されることができる。例えば第１の音響信号は電子装置により電気通信サービスの供給期間中に発生される。したがって認証は知られている“入力点”認証技術で、連続的または強化されたセキュリティを可能にする電子装置の使用中に行われる。
【００２０】
本発明の第２の特徴にしたがって、電子装置のユーザに関してアイデンティティデータを決定する方法が提供され、その方法は、
ａ）電子装置がユーザの身体の一部に作用するユーザにより発生された第１の音響信号から生じる第２の音響信号を受信し、
ｂ）少なくとも第２の音響信号からユーザの身体の一部のトポグラフィの特徴であるシグナチャを導出し、
ｃ）このシグナチャに基づいてアイデンティティデータを決定するステップを含んでいる。
【００２１】
スピーチ、呟きまたはユーザの息づかい等のようなユーザにより発生された第１の音響信号の使用により、認証が装置の機能に干渉せずまたはユーザの経験を中断せずに、意図する目的のために連続的に、または電子装置の使用期間中に行われる。したがって、既知の“入力点”認証技術よりも強化されたセキュリティが可能である。
【００２２】
本発明の第３の特徴によると、１以上の音響信号を表すデータを記憶する局部的にアクセス可能なデータ記憶装置を具備している電話装置が設けられ、その電話装置は、データ記憶装置に記憶されているデータを使用して第１の音響信号を発生し、ユーザに関するアイデンティティデータの決定に使用するためにユーザの身体の一部に作用する第１の音響信号から生じる第２の音響信号を受信するように遠隔装置により制御可能である。したがって発生された最初の音響信号の品質は保証され、ネットワークの通信量は減少される。
【００２３】
本発明の第４の特徴によると、第１の音響信号を発生する高声器と、電話装置のユーザの頭部に作用する第１の音響信号から生じる第２の音響信号を受信するマイクロホンとを具備する電話装置が設けられ、電話装置はユーザによる正常の動作のとき、高声器およびマイクロホンがユーザの耳に隣接して位置されるように構成されている。
【００２４】
本発明の第５の特徴によると、第１の音響信号を発生する高声器と、電話装置のユーザの頭部に作用する第１の音響信号から生じる第２の音響信号を受信するマイクロホンとを具備するイアピースまたはヘッドピースが設けられ、イアピースまたはヘッドピースはユーザによる正常の動作のとき、高声器およびマイクロホンがユーザの耳に隣接して位置されるように構成されている。
【００２５】
本発明のさらに別の特徴は特許請求の範囲に記載されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の好ましい実施形態の詳細な説明を単なる例示として以下説明する。
ＧＳＭネットワーク等の既知の第２世代の移動体電気通信ネットワークが図６で概略して示されている。これはそれ自体は知られているので、詳細に説明しない。移動局交換センタ（ＭＳＣ）２は通信リンクにより複数の基地局制御装置（ＢＳＣ）４へ接続される。ＢＳＣ４は移動局交換センタ２によりサービスされる区域を横切って地理的に分散されている。各ＢＳＣはさらに別の通信リンクから離れて位置されその通信リンクによりＢＳＣへ接続されている１以上のベーストランシーバ局（ＢＴＳ）６を制御する。各ＢＴＳ６はそのＢＴＳによりサービスされている区域内の移動局10へ無線信号を送信し、そこから無線信号を受信する。その区域は“セル”と呼ばれている。移動局ネットワークには多数のこのようなセルが設けられており、これらはネットワークの領域全体にわたって連続的なカバーを行うために理想的には連続している。
【００２７】
移動局交換センタ２は通信リンクによって残りの移動体通信ネットワーク８の他の移動体交換センタ、および図示されていない公共サービス電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）等の他のネットワークにも接続されている。移動局交換センタ２には各移動局８に特有の国際移動局加入者のアイデンティティ（ＩＭＳＩ）を含んだ加入者認証データを記憶しているデータベースであるホーム位置レジスタ（ＨＬＲ）７が設けられている。ＩＭＳＩは他の加入者特定情報と共に加入者アイデンティティモジュール（ＳＩＭ）の移動局にも記憶されている。移動局交換センタにもその区域でアクチブの移動局の加入者認証データを一時的に記憶するデータベースであるビジッタ位置レジスタ（ＶＬＲ）９が設けられている。
【００２８】
図１は本発明にしたがった移動体電気通信ネットワークで使用するための既知の移動局の概略図である。移動局10は送信／受信アンテナ12、無線周波数トランシーバ14、高声器18およびマイクロホン20に接続されているスピーチコーダ／デコーダ16、プロセッサ回路22、およびその関連するメモリ24、ＬＣＤディスプレイ26、手動の入力ポート（キーパッド）28、取外し可能なＳＩＭ30を具備している。高声器18とマイクロホン20はスピーチコーダ／デコーダ16により両者ともプロセッサ回路に接続されている。スピーチコーダ／デコーダ16はマイクロホン20に接続されたアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）と、高声器18に接続されたデジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）とを具備している。移動局10は送信／受信アンテナ12により送信される無線信号を使用して移動体電気通信ネットワークのＢＴＳと通信する。
【００２９】
典型的に、コーダ／デコーダ16は低帯域幅の通信チャンネルにわたって音声またはスピーチを表すデータの効率的な伝送に最適にされたデジタルコード化フォーマットを使用する。特に、通常使用されるコード化フォーマットは人間の聴覚範囲外の周波数の音響を実質的に表さない。したがって、第２世代の移動体ネットワークの標準的で適合されていない移動局を使用した本発明の実施形態では、アイデンティティデータを決定するプロセスは好ましくは帯域内（即ち人間の聴覚周波数範囲内）の音響信号を使用して実行される。代わりに、帯域外音響信号、特に超音波信号を使用する本発明の実施形態では、適合された移動局が使用され、ここではコーダ／デコーダ16は異なるデータコード化フォーマットを使用するように構成され、アイデンティティデータを決定する目的で使用されるとき、異なるデータコード化フォーマットは使用される周波数の第２の信号を表すのに適している。
【００３０】
図２は本発明にしたがった移動体電気通信ネットワークと共に使用するための適合された移動局の概略図である。図２の移動局10は、付加的なマイクロホン32が高声器18に近接するイアピースに位置されており、スピーチコーダ／デコーダ16にも接続されていることを除いて、図１を参照して説明されているものと同じである。さらに別のＡＤＣはマイクロホン32から受信されるアナログ信号を別々に変換するためマイクロホン32に接続されているコーダ／デコーダ16にも設けられている。帯域外音響信号を使用する本発明の実施形態では、コーダ／デコーダ16はアイデンティティデータを決定する目的で使用されるとき、使用される周波数の音響信号を表すのに適しているデータコード化を使用するように構成されている。本発明のさらに別の実施形態にしたがって、高声器18とマイクロホン32の機能は両者とも移動局10のイアピースに位置する単一の音響トランシーバにより実行される。
【００３１】
図１および図２は組込まれた高声器とマイクロホンを使用する移動局を示しているが、移動局から分離されているが接続可能である高声器および／またはマイクロホンからなる“ハンドフリー”装置もまた本発明で使用されることができる。さらに、図２の高声器18およびマイクロホン32に対応する高声器およびマイクロホンを具備している適合されたフリーハンドイアピースまたはヘッドピースはまた図２で示されているような適合された移動局に接続されるときに使用されてもよい。代わりに、適合されたイアピースまたはヘッドピースの高声器およびマイクロホンは前述したように単一の音響トランシーバに結合されてもよい。
【００３２】
移動局10のユーザのアイデンティティデータを決定するプロセスはプロセッサ22、ＳＩＭ30のプロセッサ、または任意のＢＴＳ６、ＢＳＣ４、ＭＳＣ２等の移動体電気通信ネットワークの１以上のノード、或いは残りのネットワーク８の任意の他のノードにより制御される。認証エンティティとしてアイデンティティデータを決定するプロセスを制御するエンティティについて言及する。オリジナル音響信号が移動局10の高声器18により発生される本発明の実施形態では、適切なデータコード化フォーマットでフォーマットされたオリジナル音響信号を表すデジタルデータは復号と高声器18でオリジナル音響信号を発生させるため認証エンティティによってコーダ／デコーダ16へ送信られる。反対に、マイクロホン20または32により受信された作用された音響信号はコーダ／デコーダ16によりデジタルデータへコード化され、認証エンティティへ送信される。認証エンティティがＳＩＭ30のプロセッサの場合、データは移動局／ＳＩＭインターフェースによって送信される。認証エンティティが移動体電気通信ネットワークのノードである場合、データは無線周波数トランシーバ14と送信／受信アンテナ12により無線インターフェースを通って送信される。好ましくは、認証エンティティが移動体電気通信システムのノードである場合、認証エンティティと移動局／ＳＩＭとの間で送信されるデータは暗号化される。
【００３３】
オリジナル音響信号が移動局10の高声器18により発生された本発明の実施形態では、複数の異なるオリジナル音響信号が使用されてもよい。認証エンティティは使用されるオリジナル音響信号を表すデータを発生し、またはそれにアクセス可能なデータ記憶装置に記憶された１以上の予め発生されたデータアイテムから選択する。例えばプロセッサ22が認証エンティティである場合、予め発生されたデータはメモリ24に記憶される。ＳＩＭ30のプロセッサが認証エンティティである場合、予め発生されたデータはＳＩＭカードのメモリに記憶される。代わりに、認証エンティティは別の装置によりオリジナル音響信号を表すデータの発生を制御し、または他の装置にアクセス可能なデータ記憶装置に記憶された１以上の予め発生されたデータアイテムから選択するように別の装置を制御する。例えば認証エンティティがネットワークのノードである場合、ノードは使用される予め定められたオリジナル音響信号と、選択された信号を表す予め発生されたデータを発生または選択するための制御プロセッサ22またはＳＩＭ30のプロセッサを選択する。
【００３４】
図３は移動局10がオリジナル音響信号を発生する第１のモードのユーザのアイデンティティデータを決定するプロセスを示した概略図である。移動局10は図２を参照して説明したように適合された移動局である。正常の動作のとき、ユーザはイアピースの高声器18とマイクロホン32がユーザの耳42に隣接するようにユーザの頭40に移動局10を保持する。認証が認証エンティティにより必要とされるとき、コーダ／デコーダ16は高声器10にオリジナル音響信号44を発生させるように制御される。好ましくは、発生された音声信号は人間の聴覚範囲内（約２０−２０，０００Ｈｚ）のピンク雑音（即ち帯域幅を限定された白色雑音）であり、それによってコーダ／デコーダ16の標準的なデータコード化フォーマットが使用される。しかしながら、信号はユーザに検出可能ではないか、少なくとも邪魔ではないように十分に短い継続期間である。１０ｍｓ以下の継続期間はユーザに検出可能ではないか少なくとも侵入性ではないように十分に短い。別の実施形態では、帯域外（即ち人間の聴覚範囲外）の音響周波数、特に低周波数信号ではなく高い物理的分解能を可能にする超音波周波数が使用される。超音波周波数はユーザに検出可能ではなく、したがって完全に透明な認証を行う。この場合、コーダ／デコーダ16は前述したように信号44と46の周波数範囲に適したデータコード化フォーマットを使用するように構成されている。
【００３５】
さらに、オリジナル音響信号44は予め定められたシグナチャを有する。例えばピンク雑音信号は選択された周波数で信号の振幅を変化することにより適合される。異なるシグナチャを有する複数のオリジナル音響信号からの選択により、侵害者には変化する“挑戦”が与えられるので、さらにセキュリティがシステムに付加される。予め定められたシグナチャの音響信号44は好ましくは認証エンティティにより選択される。選択はランダムまたは疑似ランダムベースであるか、ａ）移動体ネットワークの許可された加入者のアイデンティティまたは特性、ｂ）移動局によりアクセス可能なサービスの許可されたユーザのアイデンティティまたは特性、および／またはｃ）移動局によりアクセス可能なサービスのプロバイダのアイデンティティまたは特性に依存している。例えば可変のセキュリティレベルは異なるユーザまたは異なる電気通信ネットワーク或いは移動局を使用して利用可能なサービスまたはリソースのプロバイダにより必要とされる。特に、音声呼だけの許可をされている加入者は例えば低レベルの認証を受けることだけを必要とされ、一方、移動局を介して高度の個人情報、例えば銀行のアカウント情報または地理または位置付け情報等をアクセスすることを許可されている加入者は高レベルの認証を受けることを必要とされる。
【００３６】
ユーザの内耳および耳道の柔組織で反射された作用された音響信号46はその後、マイクロホン32により受信され、コーダ／デコーダ16によりデジタルデータへ変換される。コーダ／デコーダ16から出力されたデジタルデータはその後、解析のため認証エンティティへ送信される。オリジナル音響信号44を表すデータと、受信され作用された音響信号46はその後ユーザの内耳と耳道の生理学的トポロジに対応してシグナチャを決定するために比較される。これは周波数応答を得るために高速度フーリエ変換（ＦＦＴ）を使用する等のデジタルオーディオ信号処理の既知の技術を使用して行われる。発生された生理学的シグナチャはその後、認識されていることをを決定するために許可された加入者の予め記憶された生理学的シグナチャまたは統計的モデルと比較される。決定されたシグナチャが予め定められたレベルの許容度内で一致するならば、移動局10のユーザは認証される。しかしながら、決定されたシグナチャが許容レベル内で整合しないならば、移動局10のユーザは認証されない。発生された生理学的シグナチャと予め記憶された生理学的シグナチャとの整合の程度を決定するプロセスは既知の統計パターン整合の技術を使用する。
【００３７】
移動局10の許可された加入者の予め記憶された生理学的シグナチャまたは統計学的モデルは本発明にしたがったアイデンティティデータのその後の決定と非常に同様の方法で決定される。特に、登録では、加入者は、記憶されその後のアイデンティティデータの決定に使用される生理学的シグナチャまたは統計的モデルを決定するためのプロセスを受けることを必要とされる。複数の試験のオリジナル音響信号を発生し、対応する作用された信号を受信することによって、単一の平均の生理学的シグナチャまたは加入者の生理学的シグナチャの正常範囲を示すさらに詳細の統計的モデルが得られる。好ましくは発生される試験信号は正確な平均の生理学的シグナチャまたは統計的モデルが決定されるように十分に多数である。随意的に試験信号はアイデンティティデータのその後の決定で認証エンティティにより選択される異なる音響シグナチャに対応する異なる音響シグナチャの信号を含んでいる。
【００３８】
さらに、内耳と耳道のトポグラフィは時間の経過、特に子供および病気等の健康状態によって漸進的に変化するので、加入者の予め記憶されたシグナチャまたは統計的モデルは通常の認証手順中に決定されたデータに基づいて時間で漸進的に変化される。例えば根本的に異なる生理学的トポグラフィを与えるユーザは、その差が予め定められたレベルの許容度を超えると拒否され、予め定められたレベルの許容度内の漸進的な一貫した変化は内耳と耳道のトポグラフィの正常な変化として解釈され、その加入者の予め記憶されたシグナチャまたは統計モデルはしたがって変更される。
【００３９】
図４は移動局がオリジナル音響を発生する第２のモードにおいてユーザのアイデンティティデータを決定するプロセスを示した概略説明図である。移動局10は図１を参照して説明したように標準的な移動局である。アイデンティティデータを決定するためのプロセスは作用された音響信号48がイアピースに位置するマイクロホン32ではなく移動局10のマウスピースに位置する標準的なマイクロホン20により受信されることを除いて、移動局がオリジナル音響を発生する第１のモードについて前述したプロセスと同じである。したがって、高声器18がオリジナル音響信号44を発生した後、作用された音響信号48はユーザの頭骨および頭の柔組織を通ってマイクロホン20により受信され、シグナチャはユーザの頭を形成する骨および柔組織の生理学的トポグラフィに対応して導出される。
【００４０】
随意選択的に、移動局10の本体によって高声器18からマイクロホン20へ直接伝送される音響信号は信号処理技術を使用して受信された音響信号から消去される。移動局の所定の製造およびモデルに対しては、正常動作の移動局のコンポーネントの物理的構造が固定される。したがって所定のオリジナル音響信号では、移動局10の本体により直接伝送される音響に対応する消去信号が決定され、マイクロホン20により受信された信号から差引かれる。したがって実質上移動局10のユーザの頭のみとのオリジナル音響信号の作用に対応する音響信号が決定される。ハンドフリー装置を使用する実施形態では、移動局の本体による音響送信の影響は大幅に減少され、消去は必要ではない。
【００４１】
図５はユーザがオリジナル音響を発生する第３のモードにおけるユーザのアイデンティティデータを決定するプロセスを示した概略図である。移動局10は図２を参照して説明したように構成された移動局である。移動局10がユーザのアイデンティティデータを決定するためにオリジナル音響を発生するのに使用される態様を前述したが、この別の実施形態では、オリジナル音響信号は移動局10のユーザにより発生され、即ちオリジナル音響はユーザの音声またはスピーチ50である。このオリジナル音響信号はマウスピースに位置するマイクロホン20により直接受信され、イアピースに位置するマイクロホン32によりユーザの頭を横切って間接的に受信される。これらの２つの受信された信号から、ユーザの頭の骨および柔組織の生理学的トポグラフィに対応するシグナチャが決定され、アイデンティティデータの決定は前述したように行われる。好ましくは、（マイクロホン20と32からの）２つの受信された音響信号は信号の情報コンポーネントを除去するがユーザのシグナチャ特性を維持するように処理される。したがって、信号の実際の音声、スピーチまたはその他の発話コンポーネントは実質的にユーザの頭の骨および柔組織の生物学的トポグラフィに対応する信号を残して消去される。音声またはスピーチ、ハミング、呟き、またはユーザの息づかい等のユーザからの任意の検出可能な音響は認証が行われることを可能にするのに十分でなければならないことに注意する。発話されたワードは必要とされない。
【００４２】
移動局が一連の試験の音響信号を発生するのではなく、前述の第３のモードを使用する実施形態により、許可された加入者の予め定められたシグナチャまたは統計的モデルを発生するとき、前述したようにユーザは他の発話を移動局へ話すか声を出すことを必要とされる。随意的に、ユーザはユーザの正確なシグナチャまたはモデルを与えるのに十分な長さで種々の発声のテキストの標準的な訓練部分（passage ）を朗読することを必要とされる。しかしながら、訓練中に受信された２つの音響信号の処理によって、任意の発話されたワードと独立したユーザのシグナチャが得られることが理解されよう。
【００４３】
移動体電気通信ネットワークの移動局を使用する本発明の好ましい実施形態を前述したが、本発明は例えば公共交換電話網（ＰＳＴＮ）等のネットワークの電話局等の固定したまたは可動の電気通信局と、イントラネットまたはインターネット等の私設または公共データネットワークへ、通常は装置が電気通信できるか否かに関係なく、ユーザ認証が必要とされる任意の電子装置へアクセスするための固定または可動端末またはコンピュータ処理装置に対する応用を有することが認識されるであろう。さらに、アイデンティティデータの決定に使用される生理学的特性はユーザの内耳と耳道または頭のトポグラフィであることが説明され、ユーザの身体の他の部分のトポグラフィのような他の生理学的特性、または音響を使用して測定可能の他の生理学的特性が使用されてもよいことが明白になるであろう。
【００４４】
［本発明の他の実施形態］
本発明の別の第１の実施形態によれば、電話装置等の電子装置のユーザに関するアイデンティティデータを決定する方法が提供され、その方法は、
ａ）ユーザの身体の一部に作用するオリジナル音響信号から生じる作用された音響信号を受信し、
ｂ）少なくとも作用された音響信号からシグナチャを導出し、そのシグナチャはユーザの生理学的特性を表し、生理学的特性はユーザの音声またはスピーチの特性ではなく、
ｃ）そのシグナチャに依存してアイデンティティデータを決定するステップを含んでいる。
【００４５】
作用された音響信号は多かれ少なかれ連続的にデータを受信しデータを提供し、そのデータからユーザの生理学的特性が決定されることができる。したがって強化され、真に個人的で、所望ならば連続なユーザベースの認証方法が提供される。
【００４６】
本発明の好ましい実施形態によれば、電子装置はオリジナル音響信号を発生する。好ましくは、オリジナル音響信号はユーザに検出可能ではなく、または邪魔にならない。音響信号は人間の聴覚周波数範囲外であり、またはその代わりに人間の聴覚周波数範囲内であるが、検出可能ではないか邪魔にならないように十分に短い期間である。したがってアイデンティティデータはユーザを妨害せずに既知の特性によりオリジナル音響信号を受信された作用された音響信号と比較することにより決定される。
【００４７】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、オリジナル音響信号は予め選択された特性を有し、シグナチャに基づいてアイデンティティデータを決定するステップは予め選択された特性に基づいている。したがって、認証の改良された正確性は認証に使用される生理学的特性に適切な音響特性を選択することによって実現される。
【００４８】
好ましくは、アイデンティティデータの第１の決定では、オリジナル音響信号は第１の予め選択された特徴を有し、アイデンティティデータの第２の決定では、オリジナル音響信号は第１の予め選択された特徴と異なる第２の予め選択された特徴を有する。例えば音響特性はランダムまたは疑似ランダムベースで選択される。したがってセキュリティは通常、ユーザに対して変化する“挑戦”を与えることによって仮面のアタックに対して改良されている。
【００４９】
好ましくは、予め選択された特性は電子装置の外部で行われるプロセスにより選択される。したがってセキュリティはさらに例えば電子装置のセキュリティプロセスが侵害者により決定されている侵害に対してさらに改良されている。
【００５０】
好ましくは、予め選択された特性はａ）電子装置の許可されたユーザのアイデンティティまたは特徴、ｂ）電子装置によりアクセス可能なサービスの許可されたユーザのアイデンティティまたは特徴、および／またはｃ）電子装置によりアクセス可能なサービスのプロバイダのアイデンティティまたは特徴に基づいて選択される。したがってセキュリティの可変レベルは特定の使用状態に対して適切に選択される。
【００５１】
本発明のさらに別の実施形態では、第１の特性にしたがって方法が提供され、
ａａ）オリジナル音響信号を受信するステップを含んでおり、それにおいてオリジナル音響信号はユーザにより発生され、シグナチャは作用されたオリジナル音響信号から導出される。
【００５２】
例えば、オリジナル音響信号はユーザの音声またはスピーチであってもよい。したがって認証はその目的に対して電子装置が音響信号を発生する必要なく、ユーザにより発生されたオリジナル音響信号を使用して行われる。
【００５３】
別の好ましい実施形態によれば、電子装置は電話装置であり、音響信号を発生するイアピースと、音響信号を受信するためのマウスピースと、他の音響信号処理装置とを具備している。したがって、電話装置のユーザの認証は音響または他の目的で装置に存在する装置を使用して音響を表す信号を受信および／または処理することにより行われ、それによって電話装置に既存の装置を利用する。
【００５４】
別の好ましい実施形態によれば、生理学的特性は聴覚装置またはユーザの頭の生理学に関連する。したがって、正確な認証を行うため人間の耳または人間の頭の特有のトポグラフィが利用される。
【００５５】
アイデンティティデータを決定する方法は１以上のネットワークノードに接続可能な電子装置を具備している電気通信ネットワークによって、または自立型の電子装置によって実行されてもよい。電子装置は移動体電気通信ネットワークの移動局等の電話装置であってもよい。
【００５６】
本発明の第２の別の実施形態によれば、ユーザに関するアイデンティティデータの決定に使用するために音響信号を処理するように構成された電話装置が設けられ、電話装置はユーザの音声またはスピーチをコード化または復号するための第１のデータコード化フォーマットと、ユーザのアイデンティティデータの決定に使用するために音響信号をコード化または復号するための第２の異なるデータコード化フォーマットとを使用するように構成されているオーディオ信号コード化／復号装置を具備している。したがって、使用されるデータコード化フォーマットはユーザに関するアイデンティティデータを決定するときに使用される音響信号の特徴に対して最適化される。
【００５７】
本発明の第３の別の実施形態によれば、局部的にアクセス可能なデータ記憶装置を具備する電話装置が設けられ、データ記憶装置は１以上のオリジナル音響信号を表すデータを記憶し、電話装置はデータ記憶装置に記憶されているデータを使用してオリジナル音響信号を発生し、ユーザに関するアイデンティティデータの決定で使用するためにユーザの身体の一部と作用するオリジナル信号から生じる作用された音響信号を受信するために遠隔装置により制御可能である。したがって、発生されたオリジナル音響信号の品質は保証され、ネットワーク通信量は減少される。
【００５８】
本発明の第４の別の実施形態によれば、オリジナル音響信号を発生する高声器と、電話装置のユーザの身体の一部と作用したオリジナル音響信号から生じる作用された音響信号を受信するマイクロホンとを具備する電話装置が与えられ、電話装置はユーザによる正常な動作のとき、高声器とマイクロホンがユーザの耳に隣接して位置されるように構成されている。
【００５９】
本発明の第５の別の実施形態によれば、オリジナル音響信号を発生する高声器と、電話装置のユーザの身体の一部に作用したオリジナル音響信号から生じる作用された音響信号を受信するマイクロホンとを具備する電話装置と共に使用するためのイアピースまたはヘッドピースが提供され、イアピースまたはヘッドピースはユーザによる正常の動作のとき、高声器およびマイクロホンがユーザの耳に隣接して位置されるように配置されている。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明で使用するための移動体電気通信ネットワークの既知の移動局の概略図。
【図２】本発明で使用するための適合された移動局の概略図。
【図３】移動局がオリジナル音響を発生する第１のモードにおけるユーザのアイデンティティデータを決定するプロセスを示した概略図。
【図４】移動局がオリジナル音響を発生する第２のモードにおけるユーザのアイデンティティデータを決定するプロセスを示した概略図。
【図５】ユーザがオリジナル音響を発生する第３のモードにおけるユーザのアイデンティティデータを決定するプロセスを示した概略図。
【図６】本発明が実行される移動体電気通信ネットワークを示した概略図。
【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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【図６】
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【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年6月27日(2003.6.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子装置のユーザに関するアイデンティティデータを決定する方法において、
ａ）ユーザが第１の音響信号を発生し、
ｂ）電子装置が第１の音響信号と、ユーザの身体の一部に作用することにより第１の音響信号から生じる第２の音響信号とを受信し、
ｃ）第１の音響信号にしたがって少なくとも第２の音響信号からユーザの身体の一部のトポグラフィの特性であるシグナチャを導出し、
ｄ）シグナチャにしたがってアイデンティティデータを決定するステップを含んでいる方法。
【請求項２】
第１の音響信号はユーザの音声またはスピーチである請求項１記載の方法。
【請求項３】
シグナチャを導出するステップは信号の情報コンポーネントを除去するための第１および第２の音響信号の処理を含んでいる請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
電気通信装置のユーザに関するアイデンティティデータを決定する方法において、
ａ）電子装置が実質的に人間の聴覚装置により検出できない第１の音響信号を電気通信サービスの供給期間中に発生し、
ｂ）電子装置がユーザの身体の一部と作用する第１の音響信号から生じる第２の音響信号を受信し、
ｃ）少なくとも第２の音響信号からユーザの身体の一部のトポグラフィの特徴であるシグナチャを導出し、
ｄ）シグナチャにしたがってアイデンティティデータを決定するステップを含んでいる方法。
【請求項５】
第１の音響信号は実質的に人間の聴覚周波数の範囲外の周波数である請求項４記載の方法。
【請求項６】
第１の音響信号は超音波である請求項５記載の方法。
【請求項７】
第１の音響信号は実質的に人間の聴覚周波数範囲内の周波数であるが、人間の聴覚装置により実質的に検出できない程度の十分短い期間の１以上のコンポーネントを含んでいる請求項４記載の装置。
【請求項８】
アイデンティティデータの第１の決定において、第１の音響信号は第１の予め選択された特徴を有し、アイデンティティデータの第２の決定において、第１の音響信号は第１の予め選択された特徴と異なる第２の予め選択された特徴を有し、シグナチャにしたがったアイデンティティデータを決定するステップは、電子装置の外部で行われるプロセスによって選択された予め選択された特徴に基づいている請求項５乃至７のいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
予め選択された特徴は電子装置の許可されたユーザのアイデンティティまたは特徴に基づいて選択される請求項８記載の方法。
【請求項１０】
予め選択された特徴は電子装置を介してアクセス可能なサービスの許可されたユーザのアイデンティティまたは特徴にしたがって選択される請求項８または９記載の方法。
【請求項１１】
予め選択された特徴は電子装置を介してアクセス可能なサービスのプロバイダのアイデンティティまたは特徴にしたがって選択される請求項８乃至１０のいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
電子装置は電気通信サービスをアクセスし、アイデンティティを決定する方法は電気通信サービスの提供期間に行われる請求項４乃至１１のいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
電子装置は電話の能力を有する請求項１乃至１２のいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
第２の音響信号は電子装置のイアピースで受信される請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
第２の音響信号は電子装置のマウスピースで受信される請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれか１項記載の方法を実行する装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１５のいずれか１項記載の方法を実行する１または複数のコンピュータプログラム。
【請求項１８】
電気通信リンクによって１以上のネットワークノードへ接続可能な電子装置を具備し、請求項１乃至３のいずれか１項記載の方法を実行するように構成されている電気通信ネットワーク。
【請求項１９】
電気通信リンクによって１以上のネットワークノードへ接続可能な電子装置を具備し、請求項４乃至１５のいずれか１項記載の方法を実行するように構成されている電気通信ネットワーク。
【請求項２０】
１以上のノードはシグナチャを導出し、アイデンティティデータを決定するステップを実行する請求項１８または１９記載の電気通信ネットワーク。
【請求項２１】
１以上の音響信号を表すデータを記憶する局部的にアクセス可能なデータ記憶装置を具備しており、電気通信サービスの提供期間中にデータ記憶装置に記憶されているデータを使用して第１の音響信号を発生し、ユーザに関するアイデンティティデータの決定に使用するためにユーザの身体の一部に作用する第１の音響信号から生じる第２の音響信号を受信するように遠隔装置により制御可能である電話装置。
【請求項２２】
電気通信サービスの提供期間中に第１の音響信号を発生する高声器と、電話装置のユーザの頭部の一部に作用する第１の音響信号から生じる第２の音響信号を受信するマイクロホンとを具備し、ユーザによる正常の動作のとき、高声器およびマイクロホンがユーザの耳に隣接して位置されるように構成されている電話装置。
【請求項２３】
電気通信サービスの提供期間中に第１の音響信号を発生する高声器と、電話装置のユーザの頭部の一部に作用する第１の音響信号から生じる第２の音響信号を受信するマイクロホンとを具備し、ユーザによる正常の動作のとき、高声器およびマイクロホンがユーザの耳に隣接して位置されるように構成されているイアピースまたはヘッドピース。
【国際調査報告】
2004532584.tif 000046
2004532584.tif 000047
2004532584.tif 000048