(57)【要約】【課題】本発明は、話者テンプレート圧縮方法および装置、複数の話者テンプレートをマージする方法および装置、ならびに話者認証技術を提供する。【解決手段】話者テンプレート圧縮方法および装置、複数の話者テンプレートをマージする方法および装置、話者認証登録の方法および装置、話者認証検証の方法および装置、ならびに話者認証のシステムを提供する。複数の特徴ベクトルを含む話者テンプレートを圧縮する上記方法は、複数のコードおよびコードに対応する特徴ベクトルを含むコードブックに従って、上記話者テンプレート内の上記複数の特徴ベクトルのそれぞれにコードを指定することと、話者テンプレート内の同じコードで指定された複数の隣接する特徴ベクトルを１つの特徴ベクトルで置換することを含む。【選択図】      図１
2007133413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の特徴ベクトルを含む話者テンプレートを圧縮する方法であって、
複数のコードおよびこれらのコードに対応する特徴ベクトルを含むコードブックに従って、前記話者テンプレート内の前記複数の特徴ベクトルのそれぞれにコードを指定するステップと、
前記話者テンプレート内の同じコードで指定された複数の隣接する特徴ベクトルを１つの特徴ベクトルと置き換えるステップと、
を含む、話者テンプレート圧縮方法。
【請求項２】
前記話者テンプレート内の前記複数の特徴ベクトルのそれぞれにコードを指定するステップは、
前記話者テンプレート内の前記特徴ベクトルに最も近い特徴ベクトルを求めて前記コードブックを検索するステップと、
前記コードブック内の前記最も近い特徴ベクトルに対応するコードを前記話者テンプレート内の前記特徴ベクトルに指定するステップと、
を含む、請求項１に記載の話者テンプレート圧縮方法。
【請求項３】
前記話者テンプレート内の同じコードで指定された複数の隣接する特徴ベクトルを１つの特徴ベクトルに置き換えるステップは、
前記話者テンプレート内の同じコードで指定された前記複数の隣接する特徴ベクトルの平均を計算するステップと、
前記話者テンプレート内の同じコードで指定された前記複数の隣接する特徴ベクトルを前記平均ベクトルと置き換えるステップと、
を含む、請求項１または請求項２に記載の話者テンプレート圧縮方法。
【請求項４】
前記話者テンプレート内の同じコードで指定された複数の隣接する特徴ベクトルを１つの特徴ベクトルに置き換えるステップは、
前記話者テンプレート内の同じコードで指定された前記複数の隣接する特徴ベクトルからランダムに代表ベクトルを選択するステップと、
前記話者テンプレート内の同じコードで指定された前記複数の隣接する特徴ベクトルを前記代表ベクトルに置き換えるステップと、
を含む、請求項１または請求項２に記載の話者テンプレート圧縮方法。
【請求項５】
前記話者テンプレート内の同じコードで指定された複数の隣接する特徴ベクトルを１つの特徴ベクトルに置き換えるステップは、
前記話者テンプレート内の同じコードで指定された前記複数の隣接する特徴ベクトルから、前記コードブック内の前記コードに対応する前記特徴ベクトルに最も近い特徴ベクトルを、代表ベクトルとして選択するステップと、
前記話者テンプレート内の同じコードで指定された前記複数の隣接する特徴ベクトルを前記代表ベクトルに置き換えるステップと、
を含む、請求項１または請求項２に記載の話者テンプレート圧縮方法。
【請求項６】
前記話者テンプレート内の同じコードで指定された複数の隣接する特徴ベクトルを１つの特徴ベクトルに置き換えるステップは、
前記話者テンプレート内の同じコードで指定された前記複数の隣接する特徴ベクトルを、前記コードブック内の前記コードに対応する前記特徴ベクトルと置き換えるステップを含む、請求項１または請求項２に記載の話者テンプレート圧縮方法。
【請求項７】
前記話者テンプレート内の同じコードで指定された複数の隣接する特徴ベクトルを１つの特徴ベクトルに置き換えるステップは、
前記話者テンプレート内の同じコードで指定された前記複数の隣接する特徴ベクトルのそれぞれと前記コードブック内の前記コードに対応する前記特徴ベクトルの間の距離を計算するステップと、
計算された最大距離を有する少なくとも１つの特徴ベクトルを除く前記話者テンプレート内の同じコードで指定された前記複数の隣接する特徴ベクトルの平均ベクトルを計算するステップと、
前記話者テンプレート内の同じコードで指定された前記複数の隣接する特徴ベクトルを、前記平均ベクトルに置き換えるステップと、
を含む、請求項１または請求項２に記載の話者テンプレート圧縮方法。
【請求項８】
前記圧縮された話者テンプレート内の前記特徴ベクトルに対応するコードシーケンスを背景テンプレートとして格納するステップをさらに含む、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の話者テンプレート圧縮方法。
【請求項９】
複数の話者テンプレートをマージする方法であって、
請求項１から８のいずれか１項に記載の話者テンプレート圧縮方法を使って、前記複数の話者テンプレートをそれぞれ圧縮するステップと、
前記複数の圧縮された話者テンプレートをＤＴＷマージするステップと、
を含む、話者テンプレートマージ方法。
【請求項１０】
複数の話者テンプレートをマージする方法であって、
前記複数の話者テンプレートをＤＴＷマージして単一のテンプレートを形成するステップと、
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の話者テンプレート圧縮方法を使って、前記単一のテンプレートを圧縮するステップと、
を含む、話者テンプレートマージ方法。
【請求項１１】
複数の話者テンプレートをマージする方法であって、
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の話者テンプレート圧縮方法を使って、前記複数の話者テンプレートの少なくとも１つを圧縮するステップと、
前記少なくとも１つの圧縮された話者テンプレートを、前記複数の話者テンプレートの残りの話者テンプレートとＤＴＷマージするステップと、
を含む、話者テンプレートマージ方法。
【請求項１２】
話者認証登録の方法であって、
話者によって入力される複数の発声に基づいて複数の話者テンプレートを生成するステップと、
請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の複数の話者テンプレートをマージする方法を使って、前記複数の生成された話者テンプレートをマージするステップと、
を備える、話者認証登録方法。
【請求項１３】
話者認証検証の方法であって、
発声を入力するステップと、
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の話者テンプレート圧縮方法を使って生成される話者テンプレートに従って、前記入力された発声が同じ話者によって話された登録済みのパスワード発声であるかどうか判定するステップと、
を含む、話者認証検証方法。
【請求項１４】
前記入力された発声が同じ話者によって話された登録済みのパスワード発声であるかどうか判定するステップは、
前記入力された発声から音響特徴を抽出するステップと、
前記抽出された音響特徴と前記話者テンプレートのＤＴＷマッチングスコアを計算するステップと、
前記計算されたＤＴＷマッチングスコアを閾値と比較して、前記入力された発声が同じ話者によって話された登録済みのパスワード発声であるかどうか判定するステップと、
を含む、請求項１３に記載の話者認証検証方法。
【請求項１５】
話者認証検証の方法であって、
発声を入力するステップと、
請求項８に記載の話者テンプレート圧縮方法を使って生成される話者テンプレートおよび背景テンプレートに従って、前記入力された発声が、同じ話者によって話された登録済みのパスワード発声であるかどうか判定するステップと、
を含む、話者認証検証方法。
【請求項１６】
前記入力された発声が、同じ話者によって話された登録済みのパスワード発声であるかどうか判定する前記ステップは、
前記入力された発声から音響特徴を抽出するステップと、
前記抽出された音響特徴と前記話者テンプレートのＤＴＷマッチングスコアを計算するステップと、
前記抽出された音響特徴と前記背景テンプレートのＤＴＷマッチングスコアを計算するステップと、
前記抽出された音響特徴と前記背景テンプレートの前記ＤＴＷマッチングスコアを用いて前記抽出された音響特徴と前記話者テンプレートの前記ＤＴＷマッチングスコアを正規化するステップと、
前記正規化されたＤＴＷマッチングスコアを閾値と比較して、前記入力された発声が、同じ話者によって話された登録済みのパスワード発声であるかどうか判定するステップと、
を含む、請求項１５に記載の話者認証検証方法。
【請求項１７】
前記入力された発声が、同じ話者によって話された登録済みのパスワード発声であるかどうか判定する前記ステップは、
前記入力された発声から音響特徴を抽出するステップと、
前記抽出された音響特徴と前記話者テンプレートのＤＴＷマッチングスコアを計算するステップと、
前記話者テンプレートと前記背景テンプレートのＤＴＷマッチングスコアを計算するステップと、
前記話者テンプレートと前記背景テンプレートの前記ＤＴＷマッチングスコアを用いて前記抽出された音響特徴と前記話者テンプレートの前記ＤＴＷマッチングスコアを正規化するステップと、
前記正規化されたＤＴＷマッチングスコアを閾値と比較して、前記入力された発声が、同じ話者によって話された登録済みのパスワード発声であるかどうか判定するステップと、
を含む、請求項１５に記載の話者認証検証方法。
【請求項１８】
複数の特徴ベクトルを含む話者テンプレートを圧縮する装置であって、
複数のコードおよびコードに対応する特徴ベクトルを含むコードブックに従って、前記話者テンプレート内の前記複数の特徴ベクトルのそれぞれにコードを指定するように構成されたコード指定ユニットと、
前記話者テンプレート内の同じコードで指定された複数の隣接する特徴ベクトルを１つの特徴ベクトルに置き換えるように構成されたベクトルマージユニットと、
を備えることを特徴とする話者テンプレート圧縮装置。
【請求項１９】
２つのベクトルの間の距離を計算するように構成されたベクトル距離計算器と、
前記ベクトル距離計算器を使って、所与の特徴ベクトルに最も近い特徴ベクトルおよびこれに対応するコードを求めて前記コードブックを検索するように構成されたコードサーチユニットと、
をさらに備えることを特徴とする請求項１８に記載の話者テンプレート圧縮装置。
【請求項２０】
複数の特徴ベクトルの平均ベクトルを計算するように構成された平均ベクトル計算器をさらに備えることを特徴とする請求項１８または請求項１９に記載の話者テンプレート圧縮装置。
【請求項２１】
前記ベクトルマージユニットは、前記話者テンプレート内の同じコードで指定された前記複数の隣接する特徴ベクトルを、前記平均ベクトル計算器によって計算される前記複数の隣接する特徴ベクトルの前記平均ベクトルに置き換えることを特徴とする請求項２０に記載の話者テンプレート圧縮装置。
【請求項２２】
前記ベクトルマージユニットは、前記話者テンプレート内の同じコードで指定された前記複数の隣接する特徴ベクトルを、前記コードブック内の前記コードに対応する前記特徴ベクトルから最大の距離を有する少なくとも１つの特徴ベクトルを除く前記複数の隣接する特徴ベクトルの前記平均ベクトルに置き換えることを特徴とする請求項２０に記載の話者テンプレート圧縮装置。
【請求項２３】
前記ベクトルマージユニットは、前記話者テンプレート内の同じコードで指定された前記複数の隣接する特徴ベクトルからランダムに代表ベクトルを選択し、前記話者テンプレート内の同じコードで指定された前記複数の隣接する特徴ベクトルと置き換えることを特徴とする請求項１８または請求項１９に記載の話者テンプレート圧縮装置。
【請求項２４】
前記ベクトルマージユニットは、前記話者テンプレート内の同じコードで指定された前記複数の隣接する特徴ベクトルから、前記コードブック内の前記コードに対応する前記特徴ベクトルに最も近い特徴ベクトルを、代表ベクトルとして選択し、前記話者テンプレート内の同じコードで指定された前記複数の隣接する特徴ベクトルと置き換えることを特徴とする請求項１８または請求項１９に記載の話者テンプレート圧縮装置。
【請求項２５】
前記ベクトルマージユニットは、前記話者テンプレート内の同じコードで指定された前記複数の隣接する特徴ベクトルを、前記コードブック内の前記コードに対応する前記特徴ベクトルに置き換えることを特徴とする請求項１８または請求項１９に記載の話者テンプレート圧縮装置。
【請求項２６】
前記圧縮された話者テンプレート内の前記特徴ベクトルに対応するコードシーケンスを背景テンプレートとして格納するように構成された背景テンプレート生成器をさらに備えることを特徴とする請求項１８から請求項２５のいずれか１項に記載の話者テンプレート圧縮装置。
【請求項２７】
請求項１８から請求項２６のいずれか１項に記載の話者テンプレート圧縮装置と、
話者テンプレートをＤＴＷマージするように構成されたＤＴＷマージユニットと、
を備えることを特徴とする複数の話者テンプレートマージ装置。
【請求項２８】
話者によって入力される発声に基づいて話者テンプレートを生成するように構成されたテンプレート生成器と、
前記テンプレート生成器によって生成される複数の話者テンプレートをマージするように構成された、請求項２７に記載の複数の話者テンプレートマージ装置と、
を備える、話者認証登録装置。
【請求項２９】
発声を入力するように構成された発声入力ユニットと、
前記入力された発声から音響特徴を抽出するように構成された音響特徴抽出器と、
前記抽出された音響特徴と、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の話者テンプレート圧縮方法を使って生成される話者テンプレートのＤＴＷマッチングスコアを計算するように構成されたマッチングスコア計算器と、
を備え、前記計算されたＤＴＷマッチングスコアを閾値と比較することによって、前記入力された発声が、同じ話者によって話された登録済みのパスワード発声であるかどうか判定することを特徴とする話者認証検証装置。
【請求項３０】
発声を入力するように構成された発声入力ユニットと、
前記入力された発声から音響特徴を抽出するように構成された音響特徴抽出器と、
前記抽出された音響特徴と、請求項８に記載の話者テンプレート圧縮方法を使って生成される話者テンプレートのＤＴＷマッチングスコアを計算すると共に、前記抽出された音響特徴と、請求項８に記載の話者テンプレート圧縮方法を使って生成される背景テンプレートのＤＴＷマッチングスコアを計算するように構成されたマッチングスコア計算器と、
前記抽出された音響特徴と前記背景テンプレートのＤＴＷマッチングスコアを用いて、前記抽出された音響特徴と前記話者テンプレートのＤＴＷマッチングスコアを正規化するように構成された正規化ユニットと、
を備え、前記正規化されたＤＴＷマッチングスコアを閾値と比較して、前記入力された発声が、同じ話者によって話された登録済みのパスワード発声であるかどうか判定することを特徴とする話者認証検証装置。
【請求項３１】
発声を入力するように構成された発声入力ユニットと、
前記入力された発声から音響特徴を抽出するように構成された音響特徴抽出器と、
前記抽出された音響特徴と、請求項８に記載の話者テンプレート圧縮方法を使って生成される話者テンプレートのＤＴＷマッチングスコアを計算すると共に、前記話者テンプレートと、請求項８に記載の話者テンプレート圧縮方法を使って生成される背景テンプレートのＤＴＷマッチングスコアを計算するように構成されたマッチングスコア計算器と、
前記話者テンプレートと前記背景テンプレートのＤＴＷマッチングスコアを用いて前記抽出された音響特徴と前記話者テンプレートのＤＴＷマッチングスコアを正規化するように構成された正規化ユニットと、
を備え、前記正規化されたＤＴＷマッチングスコアを閾値と比較して、前記入力された発声が、同じ話者によって話された登録済みのパスワード発声であるかどうか判定することを特徴とする話者認証検証装置。
【請求項３２】
請求項２８に記載の話者認証登録装置と、
請求項２９から請求項３１のいずれか１項に記載の話者認証検証の装置と、
を備えることを特徴とする話者認証のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理技術に関し、詳細には、話者テンプレートの圧縮、複数の話者テンプレートのマージおよび話者認証の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
各話者が話すときの各話者の発音特徴を使って、異なる話者を識別することができ、これにより話者認証を行うことができる。非特許文献１には、ＨＭＭ、ＤＴＷおよびＶＱという、３つの一般的な種類の話者識別エンジン技術が紹介されている。
【０００３】
普通、話者認証のプロセスは、登録および検証という２つの段階を含む。登録段階では、話者の話者テンプレートが、同じ話者（ユーザ）によって話されたパスワードを含む発声に基づいて生成される。一方、検証段階では、試験発声が、同じ話者によって話された同じパスワードを含む発声であるかどうかが、話者テンプレートに基づいて判定される。したがって、話者テンプレートの品質は、認証プロセス全体にとって非常に重要である。
【０００４】
話者テンプレートの品質を高めるために、複数の訓練発声を使って話者テンプレートを構築し得ることが知られている。まず、１つの訓練発声が初期テンプレートとして選択され、次いで、ＤＴＷ法を使って、これに第２の発声が時間軸整合される。これら２つの発声セグメント内の対応する特徴ベクトルの平均を使って新しいテンプレートが生成され、次いで、これに第３の発声が時間軸整合され、以下同様である。このプロセスは、すべての訓練発声が別個のテンプレートにまとめられるまで繰り返される。このプロセスをテンプレートのマージという。詳細については、非特許文献２で参照することができる。
【非特許文献１】K.Yu、J.Mason、J.Oglesbyによる論文「Speaker recognition using hidden Markov Models,dynamic time warping and vector quantisation」（Vision,Image and Signal Processing、IEE Proceedings、V0l. 142、Oct. 1995, pp. 313-18）
【非特許文献２】W.H.Abdulla、D.ChowおよびG.Sinによる論文「Cross-words reference template for DTW-based speech recognition systems」(IEEE TENCON 2003、pp.1576-1579）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
他方、記憶空間を節約するためにテンプレート圧縮が必要とされる場合には、普通、テンプレート内の特徴ベクトルの系列に対して、単純なダウンサンプリングが行われる。詳細については、Ｘ．ＷｅｎおよびＲ．Ｌｉｕによる論文「Enhancing the stability of speaker verification with compressed templates」（ＩＳＣＳＬＰ２００２、pp.111~114）を参照することができる。しかしながら、この方法でテンプレートを圧縮すると、テンプレートの品質に影響を及ぼし、最終的に、認証誤りの増加をもたらすことがある。
【０００６】
さらに、ごく少数の訓練発声だけしか利用できないときには、普通、すべてのテンプレートが推測的閾値を共用する。この結果、閾値の焦点を欠くために、認証誤り率を増大させるという問題も生じることになる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述の従来技術における問題を解決するために、本発明は、話者テンプレート圧縮方法および装置、複数の話者テンプレートをマージする方法および装置、話者認証登録の方法および装置、話者認証検証の方法および装置、ならびに話者認証のシステムを提供する。
【０００８】
本発明の一態様によれば、複数の特徴ベクトルを含む話者テンプレートを圧縮する方法であって、複数のコードおよびコードに対応する特徴ベクトルを含むコードブックに従って、話者テンプレート内の複数の特徴ベクトルのそれぞれにコードを指定するステップと、話者テンプレート内の同じコードで指定された複数の隣接する特徴ベクトルを１つの特徴ベクトルに置き換えるステップとを含む方法が提供される。
【０００９】
さらに、圧縮された話者テンプレート内の特徴ベクトルに対応するコードシーケンスは、背景テンプレートとして保存されてもよい。
【００１０】
本発明の別の態様によれば、複数の話者テンプレートをマージする方法であって、前述の話者テンプレート圧縮方法を使って、複数の話者テンプレートをそれぞれ圧縮するステップと、複数の圧縮された話者テンプレートをＤＴＷマージするステップとを含む方法が提供される。
【００１１】
本発明の別の態様によれば、複数の話者テンプレートをマージする方法であって、複数の話者テンプレートをＤＴＷマージして別個のテンプレートを形成するステップと、前述の話者テンプレート圧縮方法を使って、マージされた話者テンプレートを圧縮するステップとを含む方法が提供される。
【００１２】
本発明の別の態様によれば、複数の話者テンプレートをマージする方法であって、前述の話者テンプレート圧縮方法を使って複数の話者テンプレートの少なくとも１つを圧縮するステップと、少なくとも１つの圧縮された話者テンプレートを、複数の話者テンプレートの残りの話者テンプレートとＤＴＷマージするステップとを含む方法が提供される。
【００１３】
本発明の別の態様によれば、話者認証登録の方法であって、話者によって入力された複数の発声に基づいて複数の話者テンプレートを生成するステップと、前述の複数の話者テンプレートをマージする方法を使って複数の生成された話者テンプレートをマージするステップとを含む方法が提供される。
【００１４】
本発明の別の態様によれば、話者認証検証の方法であって、発声を入力するステップと、前述の話者テンプレート圧縮方法を使って生成される話者テンプレートに従って、入力された発声が同じ話者によって話された登録パスワード発声であるかどうか判定するステップとを含む方法が提供される。
【００１５】
本発明の別の態様によれば、話者認証検証の方法であって、発声を入力するステップと、前述の話者テンプレート圧縮方法を使って生成される話者テンプレートおよび背景テンプレートに従って、入力された発声が同じ話者によって話された登録パスワード発声であるかどうか判定するステップとを含む方法が提供される。
【００１６】
本発明の別の態様によれば、複数の特徴ベクトルを含む話者テンプレートを圧縮する装置であって、複数のコードおよびコードに対応する特徴ベクトルを含むコードブックに従って、話者テンプレート内の上記複数の特徴ベクトルのそれぞれにコードを指定するように構成されたコード指定ユニットと、話者テンプレート内の同じコードで指定された複数の隣接する特徴ベクトルを１つの特徴ベクトルに置き換えるように構成されたベクトルマージユニットとを含む装置が提供される。
【００１７】
本発明の別の態様によれば、複数の話者テンプレートをマージする装置であって、前述の話者テンプレート圧縮装置と、話者テンプレートをＤＴＷマージするように構成されたＤＴＷマージユニットとを含む装置が提供される。
【００１８】
本発明の別の態様によれば、話者認証登録の装置であって、話者によって入力される発声に基づいて話者テンプレートを生成するように構成されたテンプレート生成器と、テンプレート生成器によって生成される複数の話者テンプレートをマージするように構成された、前述の複数の話者テンプレートをマージする装置とを含む装置が提供される。
【００１９】
本発明の別の態様によれば、話者認証検証の装置であって、発声を入力するように構成された発声入力ユニットと、入力された発声から音響特徴を抽出するように構成された音響特徴抽出器と、抽出された音響特徴と対応する話者テンプレートのＤＴＷマッチングスコアを計算するように構成されたマッチングスコア計算器とを含み、話者テンプレートが、前述の話者テンプレート圧縮方法を使って生成され、入力された発声が同じ話者によって話された登録済みパスワード発声であるかどうかが、計算されたＤＴＷマッチングスコアを所定の判断閾値と比較することによって判定される装置が提供される。
【００２０】
本発明の別の態様によれば、話者認証検証の装置であって、発声を入力するように構成された発声入力ユニットと、入力された発声から音響特徴を抽出するように構成された音響特徴抽出器と、抽出された音響特徴と、前述の話者テンプレート圧縮方法を使って生成される話者テンプレートのＤＴＷマッチングスコアを計算すると共に、抽出音響特徴と、前述の話者テンプレート圧縮方法を使って生成される背景テンプレートのＤＴＷマッチングスコアを計算するように構成されたマッチングスコア計算器と、抽出された音響特徴と背景テンプレートのＤＴＷマッチングスコアを用いて抽出された音響特徴と話者テンプレートのＤＴＷマッチングスコアを正規化するように構成された正規化ユニットとを含み、正規化されたＤＴＷマッチングスコアを閾値と比較して、入力された発声が同じ話者によって話された登録済みパスワード発声であるかどうかが判定される装置が提供される。
【００２１】
本発明の別の態様によれば、話者認証検証の装置であって、発声を入力するように構成された発声入力ユニットと、入力された発声から音響特徴を抽出するように構成された音響特徴抽出器と、抽出された音響特徴と話者テンプレートのＤＴＷマッチングスコアを計算すると共に、話者テンプレートと背景テンプレートのＤＴＷマッチングスコアを計算するように構成されたマッチングスコア計算器と、話者テンプレートと背景テンプレートのＤＴＷマッチングスコアを用いて抽出された音響特徴と話者テンプレートのＤＴＷマッチングスコアを正規化するように構成された正規化ユニットとを含み、話者テンプレートおよび背景テンプレートが前述の話者テンプレート圧縮方法を使って生成され、正規化されたＤＴＷマッチングスコアを閾値と比較して、入力された発声が同じ話者によって話された登録済みパスワード発声であるかどうかが判定される装置が提供される。
【００２２】
本発明の別の態様によれば、話者認証のシステムであって、前述の話者認証登録の装置と、前述の話者認証検証の装置とを含むシステムが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、図面を参照して本発明の好ましい実施形態の詳細な説明を行う。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態による話者テンプレート圧縮方法を示す流れ図である。図１に示すように、まず、ステップ１０１で、圧縮される必要のある話者テンプレート内の特徴ベクトル毎に、コードブックで各特徴ベクトルに最も近い特徴ベクトルが検索される。この実施形態で使用されるコードブックは、例えば、中国語適用環境のためのアプリケーションのグローバル音響空間において訓練されるコードブックであり、コードブックは、中国語発声の音響空間をカバーすることができる必要がある。一方、英語適用環境では、コードブックは、英語発声の音響空間をカバーすることのできる必要がある。当然ながら、特定の目的を有するいくつかの適用環境では、コードブックによってカバーされる音響空間は、これに応じて変更できる。
【００２５】
この実施形態のコードブックは、複数のコードおよびそれぞれコードに対応する特徴ベクトルを含む。コード数は、音響空間のサイズ、所望の圧縮率および所望の圧縮品質に依存する。音響空間が大きいほど、必要とされるコード数も大きい。同じ音響空間では、コード数が小さいほど、圧縮率が高く、コード数が大きいほど、圧縮率が高い。本発明の好ましい実施形態によれば、通常の中国語発声の音響空間において、コード数は、好ましくは、２５６から５１２までの範囲である。当然ながら、コード数およびカバーされる音響空間は、様々な要件に応じて適正に調整できる。
【００２６】
このステップでは、話者テンプレート内の特徴ベクトルとコードブック内の各特徴ベクトルの間の距離（例えば、ユークリッド距離など）を計算することによって、最も近い特徴ベクトルを求めることができる。
【００２７】
次に、ステップ１０５で、コードブック内の最も近い特徴ベクトルに対応するコードが話者テンプレート内の対応する特徴ベクトルに指定される。
【００２８】
次いで、単一の特徴ベクトルが、話者テンプレート内の同じ指定コードを有する複数の隣接する特徴ベクトルを置き換えるために用いられる。具体的には、この実施形態によれば、まず、同じコードを有する隣接する特徴ベクトルのグループの平均ベクトルが計算され、次いで、計算された平均ベクトルが、同じコードを有する隣接する特徴ベクトルのグループを置き換えるために使用される。
【００２９】
話者テンプレート内に、それぞれがこのような同じコードを有する隣接する特徴ベクトルを含む複数のグループがある場合、これらのグループは、前述のように１つずつ置き換えることができる。このように、各特徴ベクトルグループは、それぞれ、１つの特徴ベクトルに置き換えられ、これによって話者テンプレート内の特徴ベクトルの数が低減され、テンプレートが圧縮される。
【００３０】
以上の説明から、この実施形態の話者テンプレート圧縮方法が用いられる場合、話者テンプレートを圧縮することができ、この好ましい実施形態の場合には、話者テンプレートを、元の長さの約３分の１まで圧縮し、システムによって必要とされる記憶空間を大幅に節約することができることが分かる。さらに、相互に近い連続する特徴ベクトル（同じコードを有する複数の隣接する特徴ベクトル）を置き換えるために、単純なダウンサンプリングを使用するのではなく平均が使用されるため、システム性能も高めることができる。
【００３１】
この好ましい実施形態では、ＭＦＣＣ（メル周波数ケプストラム係数）を使用して発声の音響特徴が表現されるが、本発明は特にこれに限定されるものではなく、話者の個人発声特徴を表現することができる限り、ＬＰＣＣ（線形予測ケプストラム係数）や、エネルギー、１次可聴周波数またはウェーブレット分析から獲得される他の様々な係数など、他の任意の知られている、または将来の方法を使って発声の音響特徴が表現されてもよいことに留意すべきである。
【００３２】
さらに、この実施形態の一変形形態によれば、相互に近い連続する特徴ベクトル（同じコードを有する複数の隣接する特徴ベクトル）の平均を使って連続する特徴ベクトルを置き換えるのではなく、同じコードを有する複数の隣接する特徴ベクトルから代表ベクトルがランダムに選択され、同じコードを有する複数の隣接する特徴ベクトルを置き換えるために使用される。
【００３３】
代替として、同じコードを有する複数の隣接する特徴ベクトルから、代表ベクトルとして、コードブック内のコードに対応する特徴ベクトルに最も近い特徴ベクトルが選択され、同じコードを有する複数の隣接する特徴ベクトルを置き換えるために使用されてもよい。
【００３４】
さらに、代替として、同じコードを有する複数の隣接する特徴ベクトルは、コードブック内のコードに対応する特徴ベクトルに置き換えられてもよい。
【００３５】
さらに、代替として、同じコードで指定される複数の隣接する特徴ベクトルのそれぞれとコードブック内のコードに対応する特徴ベクトルの間の距離が計算され、次いで、最大距離を有する１つまたは複数の特徴ベクトルを除く、同じコードを有する複数の隣接する特徴ベクトルの平均ベクトルが計算され、同じコードを有する複数の隣接する特徴ベクトルが、計算された平均ベクトルに置き換えられてもよい。
【００３６】
図２は、本発明の別の実施形態による話者テンプレート圧縮方法を示す流れ図である。次に、図２を参照してこの実施形態の説明を行う。前述の実施形態における部分と類似の部分の説明は、適宜省略する。
【００３７】
図２に示すように、この実施形態の話者テンプレート圧縮方法のステップ１０１から１１０は、図１に示す実施形態のステップと同じであり、ここでは繰り返さない。
【００３８】
１つの特徴ベクトルが話者テンプレート内の同じコードを有する複数の隣接する特徴ベクトルを置き換えるために使用された（ステップ１１０）後、ステップ２１５で、圧縮された話者テンプレート内の特徴ベクトルに対応するコードシーケンスが背景テンプレートとして格納される。具体的には、前のステップ１０１から１１０での話者テンプレートの圧縮後、テンプレートは、元のテンプレートの特徴ベクトルより少ない特徴ベクトルを含む。これらの特徴ベクトルは、特徴ベクトルシーケンスを構成し、シーケンス内の各特徴ベクトルにはコードが指定されており、よって、特徴ベクトルシーケンスは、コードシーケンスに対応する。このステップで、背景テンプレートとして保存されるのはこのコードシーケンスである。
【００３９】
このように、この実施形態の話者テンプレート圧縮方法は、圧縮された話者テンプレートを生成するだけでなく、背景テンプレートを生成することもできる。背景テンプレートは、後述する話者認証検証の方法および装置によって、検証精度を高めるために、マッチングスコアを正規化するのに使用される。
【００４０】
同じ発明概念の下で、図３Ａから図３Ｃは、本発明の３つの実施形態による、複数の話者テンプレートをマージする方法を示す流れ図である。次に、図３Ａから図３Ｃを参照してこれらの実施形態の説明を行う。前述の実施形態における部分と類似の部分の説明は、適宜省略する。
【００４１】
図３Ａに示すように、まず、ステップ３１０１で、この実施形態の複数の話者テンプレートをマージする方法は、前述の実施形態の話者テンプレート圧縮方法を使って、マージすべき複数の話者テンプレートをそれぞれ圧縮する。
【００４２】
次いで、ステップ３１０５で、複数の圧縮された話者テンプレートの１つずつに、ＤＴＷマージが行われる。具体的には、例えば、前述の、W.H.Abdulla、D.ChowおよびG.Sinによる論文「Cross-words reference template for DTW-based speech recognition systems」(IEEE TENCON 2003、pp.1576-1579）に記載されているように、既存のテンプレートマージの方法を使用することができ、この場合、まず、１つのテンプレートが初期テンプレートとして選択され、次いで、ＤＴＷの方法を使って、これに第２のテンプレートが時間軸整合される。これら２つのテンプレート内の対応する特徴ベクトルの平均を使って新しいテンプレートが生成され、次いで、これに第３のテンプレートが時間軸整合され、以下同様である。このプロセスは、すべての訓練発声が別個のテンプレートにまとめられるまで繰り返される。本願では、このテンプレートマージの方法をＤＴＷマージという。
【００４３】
以上の説明から、この実施形態の複数の話者テンプレートをマージする方法が用いられる場合、各話者テンプレートは、ＤＴＷマージの前に、前述の話者テンプレート圧縮方法を使って圧縮されているため、マージされる話者テンプレートの長さが大幅に短縮され、これによって、記憶空間が節約できることが分かる。
【００４４】
図３Ｂに示すように、まず、ステップ３２０１で、この実施形態の複数の話者テンプレートをマージする方法は、複数の話者テンプレートを１つずつＤＴＷマージして別個のテンプレートを形成する。
【００４５】
次いで、ステップ３２０５で、ＤＴＷマージされた別個のテンプレートは、前述の実施形態の話者テンプレート圧縮方法を使って圧縮される。
【００４６】
この実施形態の複数の話者テンプレートをマージする方法が用いられる場合、ＤＴＷマージの後で、前述の実施形態の話者テンプレート圧縮方法を使って話者テンプレートが圧縮されるため、マージされた話者テンプレートの長さが大幅に短縮され、これによって、記憶空間が節約できる。
【００４７】
図３Ｃに示すように、まず、ステップ３３０１で、この実施形態の複数の話者テンプレートをマージする方法は、前述の実施形態の話者テンプレート圧縮方法を使って、これらのマージすべき話者テンプレートの１つを圧縮する。
【００４８】
次いで、ステップ３３０５で、圧縮された話者テンプレートが、これらの話者テンプレートの残りの話者テンプレートと１つずつＤＴＷマージされる。ステップ３３０５のＤＴＷマージの間に、圧縮された話者テンプレートをベーステンプレートとみなす必要があることを指摘しておく必要がある。これは、ＤＴＷマージされたテンプレート内の特徴ベクトルの数がベーステンプレート内の特徴ベクトルの数に対応する、すなわち、２つのテンプレートのＤＴＷ整合の後、ベーステンプレート内の各特徴ベクトルが、平均およびマージのための単位として使用されるからである。このため、圧縮されていないテンプレートをベーステンプレートとみなしてＤＴＷマージを行った場合、最終的に、特徴ベクトルの数を低減させる効果が得られなくなる。
【００４９】
以上の説明から、この実施形態の複数の話者テンプレートをマージする方法が用いられる場合、話者テンプレートの長さも短縮され、これによって、記憶空間が節約できることが分かる。
【００５０】
さらに、ステップ３３０１で、前述の圧縮方法を使って、複数のマージすべき話者テンプレートのうちの１以上のテンプレートが圧縮されてもよい。
【００５１】
同じ発明概念の下で、本発明の一実施形態によれば、さらに、話者認証登録の方法が提供される。まず、この実施形態の話者認証登録の方法は、話者によって入力される複数の発声に基づいて複数の話者テンプレートを生成する。具体的には、発声中の音響特徴を抽出し、抽出された音響特徴に基づいて話者テンプレートを形成することによる、従来技術のテンプレートを生成する方法が使用できる。音響特徴およびテンプレートの内容については、前述しており、ここでは繰り返さない。
【００５２】
次に、複数の生成された話者テンプレートが、前述の実施形態の複数の話者テンプレートをマージする方法を使ってマージされる。
【００５３】
よって、この実施形態の話者認証登録の方法が用いられる場合、従来技術の方法と比べて、生成される話者テンプレートの長さを短縮することができ、これによって、記憶空間が節約できる。さらに、単純なダウンサンプリングを使用しないため、話者テンプレートの品質があまり影響を受けない。
【００５４】
同じ発明概念の下で、図４は、本発明の一実施形態による話者認証検証の方法を示す流れ図である。次に、図４を参照してこの実施形態の説明を行う。前述の実施形態における部分と類似の部分の説明は、適宜省略する。
【００５５】
図４に示すように、まず、ステップ４０１で、試験発声が入力される。次いで、ステップ４０５で、入力された発声から音響特徴が抽出される。前述の実施形態に示すように、本発明は、音響特徴だけに特に限定されるものではなく、話者の個人発声特徴を表現することができる限り、例えば、ＭＦＣＣや、ＬＰＣＣや、エネルギー、１次可聴周波数またはウェーブレット分析から獲得される他の様々な係数などが使用されてもよいが、音響特徴を取得する方法は、ユーザの登録において生成される話者テンプレートで使用されるものと一致する必要がある。
【００５６】
次に、ステップ４１０で、抽出された音響特徴と話者テンプレートに含まれる音響特徴の間のＤＴＷマッチング距離が計算される。この場合、この実施形態における話者テンプレートは、前述の実施形態の話者テンプレート圧縮方法を使って生成される話者テンプレートである。
【００５７】
次いで、ステップ４１５で、ＤＴＷマッチング距離が所定の判断閾値より小さいかどうかが判定される。ＤＴＷマッチング距離が所定の判断閾値より小さい場合、ステップ４２０で、入力された発声は同じ話者によって話された同じパスワードであると判定され、検証に成功する。そうでない場合、ステップ４２５で、検証に失敗したと判定される。
【００５８】
以上の説明から、この実施形態の話者認証検証の方法が用いられる場合、前述の実施形態の話者テンプレート圧縮方法を使って生成される話者テンプレートが、ユーザの発声の検証を行うのに使用できることが分かる。話者テンプレートのデータ量が大幅に低減されるため、検証時の計算量および記憶空間を大幅に低減することができ、これは、限られた処理能力および記憶容量を備える端末装置に適している。
【００５９】
図５は、本発明の別の実施形態による話者認証検証の方法を示す流れ図である。次に、図５を参照してこの実施形態の説明を行う。前述の実施形態における部分と類似の部分の説明は、適宜省略する。
【００６０】
この実施形態と図４に示す実施形態との違いは、この実施形態が、前述の実施形態の話者テンプレート圧縮方法を使って生成される話者テンプレートを使用するのみならず、前述の実施形態の話者テンプレート圧縮方法を使って生成される背景テンプレートを使ったスコアの正規化も行うことである。
【００６１】
図５に示すように、ステップ４０１から４１０では、この実施形態は、基本的に、図４に示す実施形態と同じである。次に、ステップ５１５で、試験発声から抽出された音響特徴と背景テンプレートのＤＴＷマッチングスコアが計算される。具体的には、前の実施形態で説明したように、背景テンプレートは、圧縮された話者テンプレート内の特徴ベクトルに対応するコードシーケンスを含む。このステップでは、背景テンプレート内のコードシーケンスが、それぞれ、コードシーケンス内のコードに対応するコードブック内の特徴ベクトルに基づく特徴ベクトルのシーケンスに変換される。次いで、背景テンプレートから変換された特徴ベクトルと試験発声から抽出された音響特徴のＤＴＷマッチングスコアが計算される。
【００６２】
次に、ステップ５２０で、試験発声の音響特徴と前述の背景テンプレートのＤＴＷマッチングスコアを使って、試験発声の音響特徴と話者テンプレートのＤＴＷマッチングスコアが正規化される。すなわち、試験発声の音響特徴と話者テンプレートのＤＴＷマッチングスコアから、試験発声の音響特徴と前述の背景テンプレートのＤＴＷマッチングスコアが差し引かれる。
【００６３】
次に、ステップ５２５で、正規化されたＤＴＷマッチングスコアが閾値と比較されて、試験発声が、同じ話者によって話された登録パスワード発声であるかどうかが判定される。
【００６４】
正規化されたＤＴＷマッチングスコアが閾値より小さい場合、ステップ５３０で、試験発声は、同じ話者によって話された同じパスワードであると判定され、検証に成功する。そうでない場合、ステップ５３５で、検証に失敗したと判定される。
【００６５】
以上の説明から、この実施形態の話者認証検証の方法が用いられる場合、前述の実施形態の話者テンプレート圧縮方法を使って生成される話者テンプレートが、ユーザの発声の検証を行うのに使用できることが分かる。話者テンプレートのデータ量が大幅に低減されるため、検証時の計算量および記憶空間を大幅に低減することができ、これは、限られた処理能力および記憶容量を備える端末装置に適している。さらに、この実施形態は、テンプレートマッチングに基づいて話者認証のシステムに合わせてマッチングスコアを正規化する方法も提供する。これは、各テンプレート毎にテンプレート依存の最適閾値を設定するのに等しく、システム性能を大幅に向上させる。すなわち、統一された閾値が使用される場合でも、異なる話者テンプレートおよび背景テンプレートに従って適正な判定が行える。
【００６６】
図６は、本発明の別の実施形態による話者認証検証の方法を示す流れ図である。次に、図６を参照してこの実施形態の説明を行う。前述の実施形態における部分と類似の部分の説明は、適宜省略する。
【００６７】
図５に示す実施形態と同様に、この実施形態も、前述の実施形態の話者テンプレート圧縮方法を使って生成される話者テンプレートを使用するのみならず、前述の実施形態の話者テンプレート圧縮方法を使って生成される背景テンプレートを使ったスコアの正規化も行う。
【００６８】
図６に示すように、ステップ４０１から４１０では、この実施形態は、基本的に、図４および図５に示す実施形態と同じである。次に、ステップ６１５で、背景テンプレートと話者テンプレートのＤＴＷマッチングスコアが計算される。具体的には、前の実施形態で説明したように、背景テンプレートは、圧縮された話者テンプレート内の特徴ベクトルに対応するコードシーケンスを含む。このステップでは、背景テンプレート内のコードシーケンスが、コードシーケンス内の各コードに対応するコードブック内の特徴ベクトルに基づく特徴ベクトルのシーケンスに変換される。次いで、背景テンプレートから変換された特徴ベクトルと話者テンプレート内の音響特徴のＤＴＷマッチングスコアが計算される。
【００６９】
次に、ステップ６２０で、背景テンプレートと話者テンプレートのＤＴＷマッチングスコアを使って、試験発声の音響特徴と話者テンプレートのＤＴＷマッチングスコアが正規化される。すなわち、試験発声の音響特徴と話者テンプレートのＤＴＷマッチングスコアから、背景テンプレートと話者テンプレートのＤＴＷマッチングスコアが差し引かれる。
【００７０】
次に、ステップ６２５で、正規化されたＤＴＷマッチングスコアが閾値に比較されて、試験発声が、同じ話者によって話された登録パスワード発声であるかどうかが判定される。
【００７１】
正規化されたＤＴＷマッチングスコアが閾値より小さい場合、ステップ６３０で、試験発声は、同じ話者によって話された同じパスワードであり、検証に成功したと判定される。そうでない場合、ステップ６３５で、検証に失敗したと判定される。
【００７２】
以上の説明から、この実施形態の話者認証検証の方法が用いられる場合、前述の実施形態の話者テンプレート圧縮方法を使って生成される話者テンプレートは、ユーザの発声の検証を行うのに使用できることが分かる。話者テンプレートのデータ量が大幅に低減されるため、検証時の計算量および記憶空間を大幅に低減することができ、これは、限られた処理能力および記憶容量を備える端末装置に適している。さらに、この実施形態は、テンプレートマッチングに基づいて話者認証のシステムに合わせてマッチングスコアを正規化する方法も提供する。これは、各テンプレート毎にテンプレート依存の最適閾値を設定するのに等しく、システム性能を大幅に向上させる。すなわち、統一された閾値が使用される場合でも、異なる話者テンプレートおよび背景テンプレートに従って適正な判定が行える。
【００７３】
同じ発明概念の下で、図７は、本発明の一実施形態による話者テンプレート圧縮装置を示すブロック図である。次に、図７を参照してこの実施形態の説明を行う。前述の実施形態における部分と類似の部分の説明は、適宜省略する。
【００７４】
図７に示すように、この実施形態の話者テンプレート圧縮装置７００は、コードブックに従って話者テンプレート内の複数の特徴ベクトルのそれぞれにコードを指定するように構成されたコード指定ユニット７０１（コードブックおよび話者テンプレートの説明は前述しており、ここでは繰り返さない）と、話者テンプレート内の同じコードで指定された複数の隣接する特徴ベクトルを１つの特徴ベクトルに置き換えるように構成されたベクトルマージユニット７０５とを含む。
【００７５】
さらに、話者テンプレート圧縮装置７００は、さらに、２つのベクトルの間の距離を計算するように構成されたベクトル距離計算器７０３と、ベクトル距離計算器７０３を使って、所与の特徴ベクトルに最も近い特徴ベクトルおよびこれに対応するコードを求めてコードブックをサーチするように構成されたコードサーチユニット７０４とを含む。よって、コード指定ユニット７０１は、コードサーチユニット７０４を使って、話者テンプレート内の各特徴ベクトル毎に最も近い特徴ベクトルを見つけ出し、これに対応するコードをテンプレート内の特徴ベクトルに指定するためにコードブックをサーチすることができる。
【００７６】
図７に示すように、話者テンプレート圧縮装置７００は、さらに、複数の特徴ベクトルの平均ベクトルを計算するように構成された平均ベクトル計算器７０６を含む。よって、ベクトルマージユニット７０５は、平均ベクトル計算器７０６を使って、同じコードを有する複数の隣接する特徴ベクトルの平均ベクトルを計算し、同じコードを有する上記複数の隣接する特徴ベクトルと置き換えることができる。
【００７７】
さらに、この実施形態の一変形形態によれば、ベクトルマージユニット７０５は、平均ベクトル計算器７０６を使って、最大の距離を有する少なくとも１つの特徴ベクトルを除く、同じコードで指定された複数の隣接する特徴ベクトルの平均ベクトルを計算し、同じコードで指定された上記複数の隣接する特徴ベクトルと置き換えることもできる。
【００７８】
代替として、ベクトルマージユニット７０５は、話者テンプレート内の同じコードを有する複数の隣接する特徴ベクトルからランダムに代表ベクトルを選択し、同じコードを有する上記複数の隣接する特徴ベクトルと置き換えることもできる。
【００７９】
代替として、ベクトルマージユニット７０５は、話者テンプレート内の同じコードを有する複数の隣接する特徴ベクトルからコードブック内のコードに対応する特徴ベクトルに最も近い特徴ベクトルを選択し、同じコードを有する上記複数の隣接する特徴ベクトルと置き換えることもできる。
【００８０】
代替として、ベクトルマージユニット７０５は、コードブック内のコードに対応する特徴ベクトルを使って、同じコードを有する複数の隣接する特徴ベクトルと置き換えることもできる。
【００８１】
さらに、この実施形態の一変形形態によれば、話者テンプレート圧縮装置７００は、さらに、圧縮された話者テンプレート内の特徴ベクトルに対応するコードシーケンスを背景テンプレートとして格納するように構成された背景テンプレート生成器を含む。
【００８２】
この実施形態の話者テンプレート圧縮装置７００およびこれの構成要素は、専用の回路またはチップを用いて構築されてもよく、対応するプログラムを実行するコンピュータ（プロセッサ）によって実施されてもよい。また、この実施形態の話者テンプレート圧縮装置７００は、前述の実施形態の話者テンプレート圧縮方法を操作的に実施することができる。
【００８３】
同じ発明概念の下で、図８は、本発明の一実施形態による複数の話者テンプレートをマージする装置を示すブロック図である。次に、図８を参照してこの実施形態の説明を行う。前述の実施形態における部分と類似の部分の説明は、適宜省略する。
【００８４】
図８に示すように、この実施形態の複数の話者テンプレートをマージする装置８００は、図７を参照して前述した話者テンプレート圧縮装置とすることのできる、話者テンプレート圧縮装置７００と、２つの話者テンプレートをＤＴＷマージするように構成されたＤＴＷマージユニット８０１とを含み、前述のように、既存のＤＴＷマージ方法を使って２つの話者テンプレートをマージすることができる。
【００８５】
この実施形態の複数の話者テンプレートをマージする装置８００およびこれの構成要素は、専用の回路またはチップを用いて構築されてもよく、対応するプログラムを実行するコンピュータ（プロセッサ）によって実施されてもよい。また、この実施形態の複数の話者テンプレートをマージする装置８００は、図３Ａから図３Ｃを参照して前述した実施形態の複数の話者テンプレートをマージする方法を実施することができる。
【００８６】
同じ発明概念の下、図９は、本発明の一実施形態による話者認証登録の装置を示すブロック図である。次に、図９を参照してこの実施形態の説明を行う。前述の実施形態における部分と類似の部分の説明は、適宜省略する。
【００８７】
図９に示すように、この実施形態の話者認証登録の装置９００は、前述のように、例えば、発声内の音響特徴をサンプリングし、抽出し、抽出された音響特徴に基づいて話者テンプレートを形成するなどの従来技術のテンプレートを生成する方法を用いて、話者によって入力される発声に基づいて話者テンプレートを生成するように構成されたテンプレート生成器と、テンプレート生成器９０１によって生成される複数の話者テンプレートをマージするように構成された、図７を参照して前述した複数の話者テンプレートをマージする装置とすることのできる、複数の話者テンプレートをマージする装置８００とを含む。
【００８８】
この実施形態の話者認証登録の装置９００およびこれの構成要素は、専用の回路またはチップを用いて構成されてもよく、対応するプログラムを実行するコンピュータ（プロセッサ）によって実施されてもよい。また、この実施形態の話者認証登録の装置９００は、前述の実施形態の話者認証登録の方法を実施することができる。
【００８９】
同じ発明概念の下で、図１０は、本発明の一実施形態による話者認証検証の装置を示すブロック図である。次に、図１０を参照してこの実施形態の説明を行う。前述の実施形態における部分と類似の部分の説明は、適宜省略する。
【００９０】
図１０に示すように、この実施形態の話者認証検証の装置１０００は、発声を入力するように構成された発声入力ユニット１００１と、入力された発声から音響特徴を抽出するように構成された音響特徴抽出器１００２と、音響特徴抽出器１００２によって抽出された音響特徴と話者テンプレート１００４のＤＴＷマッチングスコアを計算するように構成されたマッチングスコア計算器１００３とを含み、話者テンプレート１００４は、前述の実施形態の話者テンプレート圧縮方法を使って生成される。この実施形態の話者認証検証の装置１０００は、計算されたＤＴＷマッチングスコアを所定の判断閾値と比較することによって、入力された発声が同じ話者によって話された登録済みパスワード発声であるかどうか判定するように構成される。
【００９１】
この実施形態の話者認証検証の装置１０００およびこれの構成要素は、専用の回路またはチップを用いて構築されてもよく、対応するプログラムを実行するコンピュータ（プロセッサ）によって実施されてもよい。また、この実施形態の話者認証検証の装置１０００は、前述の実施形態の話者認証検証の方法を実施することができる。
【００９２】
図１１は、本発明の別の実施形態による話者認証検証の装置を示すブロック図である。次に、図１１を参照してこの実施形態の説明を行う。前述の実施形態における部分と類似の部分の説明は、適宜省略する。
【００９３】
図１１に示すように、前述の実施形態と同様に、この実施形態の話者認証検証の装置１１００は、発声入力ユニット１１０１と音響特徴抽出器１１０２とを含む。この実施形態と前述の実施形態の違いは、この実施形態が、前述の実施形態の話者テンプレート圧縮方法を使って話者テンプレート１００４を生成するのみならず、前述の実施形態の話者テンプレート圧縮方法を使って背景テンプレート１１０３も生成することである。
【００９４】
この実施形態の話者認証検証の装置１１００は、さらに、音響特徴抽出器１００２によって抽出される音響特徴と話者テンプレート１００４のＤＴＷマッチングスコアを計算すると共に、音響特徴抽出器１００２によって抽出される音響特徴と背景テンプレート１１０３のＤＴＷマッチングスコアを計算するように構成されたマッチングスコア計算器１１０１と、抽出される音響特徴と背景テンプレートのＤＴＷマッチングスコアを用いて、抽出される音響特徴と話者テンプレートのＤＴＷマッチングスコアを正規化するように構成された正規化ユニット１１０２を含む。よって、この実施形態の話者認証検証の装置１１００は、正規化されたＤＴＷマッチングスコアを閾値と比較して、入力された発声が同じ話者によって話された登録パスワード発声であるかどうか判定することができる。
【００９５】
代替として、この実施形態の一変形形態によれば、マッチングスコア計算器１１０１は、音響特徴抽出器１００２によって抽出される音響特徴と話者テンプレート１００４のＤＴＷマッチングスコアを計算すると共に、話者テンプレート１００４と背景テンプレート１１０３のＤＴＷマッチングスコアを計算するように構成されてもよい。正規化ユニット１１０２は、話者テンプレート１００４と背景テンプレート１１０３のＤＴＷマッチングスコアを用いて、抽出される音響特徴と話者テンプレート１００４のＤＴＷマッチングスコアを正規化するように構成される。よって、この変形形態の話者認証検証の装置１１００は、正規化されたＤＴＷマッチングスコアを閾値と比較して、入力された発声が、同じ話者によって話された登録済みパスワード発声であるかどうか判定することもできる。
【００９６】
この実施形態の話者認証検証の装置１１００およびこれの構成要素は、専用の回路またはチップを用いて構築されてもよく、対応するプログラムを実行するコンピュータ（プロセッサ）によって実施されてもよい。また、この実施形態の話者認証検証の装置１１００は、前述の実施形態の話者認証検証の方法を実施することができる。
【００９７】
同じ発明概念の下で、図１２は、本発明の一実施形態による話者認証のシステムを示すブロック図である。次に、図１２を参照してこの実施形態の説明を行う。前述の実施形態における部分と類似の部分の説明は、適宜省略する。
【００９８】
図１２に示すように、この実施形態の話者認証のシステムは、前述の実施形態で説明した話者認証登録の装置とすることのできる登録装置９００と、前述の実施形態で説明した話者認証検証の装置とすることのできる検証装置１１００とを含む。登録装置９００によって生成される話者テンプレートは、ネットワークや、内部チャネルや、ディスクなどの記録媒体など、任意の通信手段によって検証装置１１００に転送される。
【００９９】
よって、この実施形態の話者認証のシステムが用いられる場合、話者テンプレートのデータ量が大幅に低減されるため、検証時の計算量および記憶空間が大幅に低減できる。さらに、検証装置１１００で背景テンプレートを使って正規化が行われる場合、システム性能はさらに改善できる。
【０１００】
以上、話者テンプレート圧縮方法および装置、複数の話者テンプレートをマージする方法および装置、話者認証登録の方法および装置、話者認証検証の方法および装置、ならびに話者認証のシステムを、いくつかの例示的実施形態を用いて詳細に説明したが、これらの実施形態は網羅的なものではない。当業者は、本発明の精神および範囲内で様々な変形および改変を行うことができる。したがって、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ定義されるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の一実施形態による話者テンプレート圧縮方法を示す流れ図である。
【図２】本発明の別の実施形態による話者テンプレート圧縮方法を示す流れ図である。
【図３Ａ】本発明の実施形態による複数の話者テンプレートをマージする方法を示す流れ図である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態による複数の話者テンプレートをマージする方法を示す流れ図である。
【図３Ｃ】本発明の実施形態による複数の話者テンプレートをマージする方法を示す流れ図である。
【図４】本発明の一実施形態による話者認証検証の方法を示す流れ図である。
【図５】本発明の別の実施形態による話者認証検証の方法を示す流れ図である。
【図６】本発明の別の実施形態による話者認証検証の方法を示す流れ図である。
【図７】本発明の一実施形態による話者テンプレート圧縮装置を示すブロック図である。
【図８】本発明の一実施形態による複数の話者テンプレートをマージする装置を示すブロック図である。
【図９】本発明の一実施形態による話者認証登録の装置を示すブロック図である。
【図１０】本発明の一実施形態による話者認証検証の装置を示すブロック図である。
【図１１】本発明の別の実施形態による話者認証検証の装置を示すブロック図である。
【図１２】本発明の一実施形態による話者認証のシステムを示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１０２】
７００…話者テンプレート圧縮装置、７０１…コード指定ユニット、７０２…コードサーチユニット、７０３…ベクトル距離計算器、７０４…コードブック、７０５…ベクトルマージユニット、７０６…平均ベクトル計算器、８００…ＤＴＷマージユニット、９００…登録装置、９０１…テンプレート生成器、１００１…発声入力ユニット、１００２…音響特徴抽出器、１００３…マッチングスコア計算器、１００４…話者テンプレート、１１０２…正規化ユニット、１１０３…背景テンプレート、１１０４…コードブック、１１００…検証装置
【図１】
2007133413.tif 000003
【図２】
2007133413.tif 000004
【図３Ａ】
2007133413.tif 000005
【図３Ｂ】
2007133413.tif 000006
【図３Ｃ】
2007133413.tif 000007
【図４】
2007133413.tif 000008
【図５】
2007133413.tif 000009
【図６】
2007133413.tif 000010
【図７】
2007133413.tif 000011
【図８】
2007133413.tif 000012
【図９】
2007133413.tif 000013
【図１０】
2007133413.tif 000014
【図１１】
2007133413.tif 000015
【図１２】
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