(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
声紋認証システム（１）および声紋キー（Ｋｃ）を用いた声紋パスワードキーのシステムであって、
上記声紋認証システム（１）には、特徴抜取部が設けられており、
上記特徴抜取部は、原始入力音声資料から前端処理部によって得られた有効音声情報に対して線形予測ケプストラム係数とメル周波数ケプストラム係数を採用することによって音声特徴を取得するようになっており、
上記声紋認証システム（１）は、上記音声特徴からビタビ演算法を用いて当該音声特徴に最も相似する経路を得ることによって声紋特徴ファイル（３１）を獲得するようになっており、
上記声紋特徴ファイル（３１）は、声紋特徴値を生成するのに用いられ、
上記声紋キー（Ｋｃ）は、上記声紋特徴値から選出されたものであり、電子資料ファイル（３２）の暗号化と復号化の演算を行うのに用いられるようになっており、
上記声紋特徴ファイル（３１）と入力音声との誤差が予定値より低くなった場合には音声テスト作業を通過したと見なして上記電子資料ファイル（３２）が開くのを許可し、上記誤差が予定値より高くなった場合には音声テスト作業を通過しないと見なして上記電子資料ファイル（３２）が開くのを許可しないように構成されていることを特徴とする声紋パスワードキーのシステム。
【請求項２】
上記声紋キー（Ｋｃ）は、パーソナルコンピュータ、ノート型コンピュータ、パーソナル・デジタル・アシスタンスまたは携帯電話に適用される固定式の声紋パスワードキーとなっていることを特徴とする請求項１記載の声紋パスワードキーのシステム。
【請求項３】
上記声紋特徴ファイル（３１）を暗号化および復号化する一般のキー（Ｋ）を備えており、
上記声紋特徴ファイル（３１）は、上記キー（Ｋ）によって暗号化された状態で保存されるようになっていることを特徴とする請求項２記載の声紋パスワードキーのシステム。
【請求項４】
上記声紋キー（Ｋｃ）は、ネットワークまたは記録メディアの伝送に適用される携帯式の声紋パスワードキーとなっていることを特徴とする請求項１記載の声紋パスワードキーのシステム。
【請求項５】
上記声紋特徴ファイル（４１）を暗号化および復号化する一般のキー（Ｋ）を備えており、
上記声紋特徴ファイル（４１）は上記キー（Ｋ）によって暗号化された状態で保存され、上記電子資料ファイル（４２）は上記携帯式の声紋パスワードキーによって暗号化された状態で保存されるようになっており、
暗号化された上記声紋特徴ファイル（４１）と暗号化された上記電子資料ファイル（４２）は、直列に接続された直列ファイル（４０）となっていることを特徴とする請求項４記載の声紋パスワードキーのシステム。
【請求項６】
情報認証コード生成構造を利用して、暗号化された上記声紋特徴ファイル（４１）と暗号化された上記電子資料ファイル（４２）との上記直列ファイル（４０）に情報認証コードを生成させ、復号化を行う時、上記情報認証コードと声紋特徴ファイル（４１）および上記電子資料ファイル（４２）に対して認証コードの比較を行うようになっていることを特徴とする請求項５記載の声紋パスワードキーのシステム。
【請求項７】
キー（Ｋ）を利用して上記直列ファイル（４０）の情報認証コードを暗号化の演算を行うことにより、上記情報認証コードを暗号化し、さらに上記キー（Ｋ）は上記情報認証コードを復号化の演算を行うのに用いられることを特徴とする請求項６記載の声紋パスワードキーのシステム。
【請求項８】
上記声紋認証システム（１）は、上記前端処理部および上記特徴抜取部に加えて保存部および運算部を備えた構成になっており、
上記前端処理部は、上記声紋認証システム（１）の原始入力音声資料を前端処理するのに用いられることにより、有効音声情報と無効音声情報との区分を完成してから、再び有効音声情報を抜取るようになっており、
上記保存部は、上記音声特徴を保存するのに用いられるようになっており、
上記運算部は、保存された音声特徴と、入力された音声特徴を運算するのに用いられるようになっていることを特徴とする請求項１記載の声紋パスワードキーのシステム。
【請求項９】
上記声紋認証システム（１）には、使用者の身分を確認するＩＤ番号が未登録であった場合に実行される訓練システム（１０）が含まれ、
上記訓練システム（１０）は、上記前端処理部と上記特徴抜取部を使用することにより、原始入力音声資料から音声特徴を獲得するようになっていることを特徴とする請求項１記載の声紋パスワードキーのシステム。
【請求項１０】
上記訓練システム（１０）は、他にビタビ演算法を使用することにより、上記音声特徴から当該音声特徴に最も相似する径路を獲得することにより、上記声紋特徴ファイル（３１）としてのモデルパラメーターを計算して保存するようになっていることを特徴とする請求項９記載の声紋パスワードキーのシステム。
【請求項１１】
上記声紋認証システム（１）には、使用者の身分を確認するＩＤ番号が登録済みであった場合に実行されるテストシステム（２０）が含まれ、
上記テストシステム（２０）は、上記前端処理部と上記声紋認証システム（１）を使用することにより、原始入力音声資料から音声特徴を獲得するようになっていることを特徴とする請求項８記載の声紋パスワードキーのシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、声紋パスワードキーのシステムに関するもので、特に電子資料（ファイルまたはフォルダ）に使用される声紋パスワードキーのシステムに関し、上記声紋パスワードキーは固定式または携帯式に設定されることにより、個人の電子資料の安全保護を強化することができる声紋パスワードキーのシステムに係るものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、個人的な生物特徴を利用して身分を識別するのは段々と個人的な身分識別の主な技術に形成されている。識別の技術において、現在識別できる生物特徴は顔識別、指紋識別、掌紋識別、眼球虹彩識別とデオキシリボ核酸（ＤＮＡ）排列配対識別などが含まれている。一般として、電子資料の安全保護に対して只個人のパスワードを使用して保護するものであるが、単純な個人のパスワードでは有効な安全保護を提供することができず、例えばパスワードの外部漏れや解読成功などがある。そのため、電子資料の安全を高めるべく、電子資料の安全保護ではその他の保護の措置を求めなければならない。もし、識別技術の構造のコストと実際の操作を考慮した時、声紋による識別は相対的に個人の身分識別の用途に適合するということを発見することができる。
【０００３】
従来の声紋認証システムとしては、異なる使用者が特有する音声のスペクトルを利用して使用者の身分を判別することにより、使用者が授権を経たか否かを決定する。上記のシステムでは下記の段階が含まれ、ａ）使用者が音声を発した後、音声の終点を検知する。ｂ）音声のスペクトルから音声の特徴を取り出す。ｃ）訓練の必要性を決定し、もし「Yes」であれば、音声の特徴を参考のサンプルとすると同時に、境界線を設定し、もし「No」であれば、次の段階に進む。ｄ）音声の特徴と参考のサンプルを図案の比較を行う。ｅ）比較の結果により両者の間隔の距離を計算する。ｆ）計算の結果と設定の境界線を比較する。ｇ）比較の結果により使用者が授権された使用者であるか否かを決定するようにとしたものがある（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】中華民国公告番号第４９０６５５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来の声紋認証システムにおいては、そのシステムは携帯電話に使用されるもので、音声のスペクトルの分析方法を利用して音声の独特な情報を取り出すことにより、使用者の判別を行う方法である。従来の音声認証システムにおいては、主にそれぞれのタイムフレーム（time frame）の主要数値を利用して使用者が設定した境界線と比較を行い、音声の始点と終点を決定した後、再びPrincen-Bradleyフィルターを利用して検知された音声の信号を転換することにより、対応する音声のスペクトルの図案を取得する。音声のスペクトルの図案と予め保存された参考の音声スペクトルのサンプルとの比較を行うことにより、使用者の声紋を判別する。簡単に言えば、従来の声紋認証システムにおいては、図案の整合と距離の演算を行わなければならず、もし演算の距離が境界線を超えていない場合、使用者は声紋の判別を通過することができる。しかし、上述した図案の整合と距離の演算を行う時、参考のサンプルとテストのサンプルとの間の距離を計算しなければならない。実際には、参考のサンプルが占用するデータベースの空間は相当大きいため、比較的大きいデータベースの空間が必要になると共に、さらに長いファイルの伝送時間が必要になるという問題点があった。また、個人の電子資料の安全保護において一旦参考のサンプルが大き過ぎると、保存空間が限られた保存メディアを承載するのに適用しないという問題点があった。このように、上記のような従来の声紋認証システムにおける参考のサンプルが大きい空間を占用するという問題点をさらに改善することにより、参考のサンプルを保存するデータベースの空間を節約することができるため、保存空間が限られた保存メディアまたは装置を承載する適用することができる。
【０００５】
本発明はこのような問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、声紋認証システムを採用し、音声の特徴を抜取る前に、前端処理（front-end processing）を利用して有効音声情報を原始入力音声資料から抜取り、無効音声情報を濾過して除去することにより、資料の処理量を減らすと共に、判別の確率を高めることができる声紋パスワードキーのシステムを提供しようとするものである。
【０００６】
その他に、本発明においては声紋認証システムを利用して声紋キー（voiceprint）を生成し、例えば一つの声紋特徴値を選出し、上記声紋キーを利用して電子資料の暗号化（encrypt）または復号化（decrypt）の演算を行うことにより、声紋パスワードキーを構成し、上記声紋パスワードキーは上記電子資料を保護するのに用いられることができる声紋パスワードキーのシステムを提供しようとするものである。
【０００７】
本発明の第一の目的は、声紋キーを利用して電子資料の暗号化または復号化の演算を行うことにより、声紋パスワードキーを構成するため、電子資料の安全を高めることができる声紋パスワードキーのシステムを提供しようとするものである。
【０００８】
本発明の第二の目的は、声紋認証システムを採用し、音声特徴の抜取りの訓練とテストの前に、前端処理を利用して有効音声情報を原始入力音声資料から抜取り、無効音声情報を濾過して除去することにより、資料の処理量を減らすと共に、判別の確率を高めることができる声紋パスワードキーのシステムを提供しようとするものである。
【０００９】
本発明の第三の目的は、テストにおいて前端処理を利用して有効音声情報を減らし、そして音声特徴の抜取りを行い、さらにビタビ（Viterbi）演算法を利用して最も相似する径路を獲得することにより、モデルパラメーター（各状態の要望値と変異数）を計算して保存することができ、さらに音声の訓練またはテスト時においてはモデルパラメーターを計算し、音声特徴の間の相似する確率をテストするだけで声紋特徴値を獲得することができるため、訓練とテストの作業を簡単にすることができる声紋パスワードキーのシステムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明による声紋パスワードキーのシステムは、下記のようになるものである。すなわち、
声紋認証システム（１）および声紋キー（Ｋｃ）を用いた構成になっている。上記声紋認証システム（１）には、特徴抜取部が設けられている。上記特徴抜取部は、原始入力音声資料から前端処理部によって得られた有効音声情報に対して線形予測ケプストラム係数とメル周波数ケプストラム係数を採用することによって音声特徴を取得するようになっている。上記声紋認証システム（１）は、上記音声特徴からビタビ演算法を用いて当該音声特徴に最も相似する経路を得ることによって声紋特徴ファイル（３１）を獲得するようになっている。上記声紋特徴ファイル（３１）は、声紋特徴値を生成するのに用いられ、上記声紋キー（Ｋｃ）は、上記声紋特徴値から選出されたものであり、電子資料ファイル（３２）の暗号化と復号化の演算を行うのに用いられるようになっている。上記声紋特徴ファイル（３１）と入力音声との誤差が予定値より低くなった場合には音声テスト作業を通過したと見なして上記電子資料ファイル（３２）が開くのを許可するようになっている。さらに上記誤差が予定値より高くなった場合には音声テスト作業を通過しないと見なして上記電子資料ファイル（３２）が開くのを許可しないように構成されている。
【００１１】
上記声紋キー（Ｋｃ）は、パーソナルコンピュータ、ノート型コンピュータ、パーソナル・デジタル・アシスタンスまたは携帯電話に適用される固定式の声紋パスワードキーとなっていてもよい。また、上記声紋特徴ファイル（３１）を暗号化および復号化する一般のキー（Ｋ）を備えたものとし、上記声紋特徴ファイル（３１）は、上記キー（Ｋ）によって暗号化された状態で保存するようにしてもよい。また、上記声紋キー（Ｋｃ）は、ネットワークまたは記録メディアの伝送に適用される携帯式の声紋パスワードキーとなっていてもよい。また、上記声紋特徴ファイル（４１）を暗号化および復号化する一般のキー（Ｋ）を備えており、上記声紋特徴ファイル（４１）は上記キー（Ｋ）によって暗号化された状態で保存され、上記電子資料ファイル（４２）は上記携帯式の声紋パスワードキーによって暗号化された状態で保存されるようになっており、暗号化された上記声紋特徴ファイル（４１）と暗号化された上記電子資料ファイル（４２）は、直列に接続された直列ファイル（４０）となるようにしてもよい。また、情報認証コード生成構造を利用して、暗号化された上記声紋特徴ファイル（４１）と暗号化された上記電子資料ファイル（４２）との上記直列ファイル（４０）に情報認証コードを生成させ、復号化を行う時、上記情報認証コードと声紋特徴ファイル（４１）および上記電子資料ファイル（４２）に対して認証コードの比較を行うようになっていてもよい。また、キー（Ｋ）を利用して上記直列ファイル（４０）の情報認証コードを暗号化の演算を行うことにより、上記情報認証コードを暗号化し、さらに上記キー（Ｋ）は上記情報認証コードを復号化の演算を行うのに用いられるようにしてもよい。また、上記声紋認証システム（１）は、上記前端処理部および上記特徴抜取部に加えて保存部および運算部を備えた構成になっており、上記前端処理部は、上記声紋認証システム（１）の原始入力音声資料を前端処理するのに用いられることにより、有効音声情報と無効音声情報との区分を完成してから、再び有効音声情報を抜取るようになっており、上記保存部は、上記音声特徴を保存するのに用いられるようになっており、上記運算部は、保存された音声特徴と、入力された音声特徴を運算するのに用いられるようになっているようにしてもよい。また、上記声紋認証システム（１）には、使用者の身分を確認するＩＤ番号が未登録であった場合に実行される訓練システム（１０）が含まれ、上記訓練システム（１０）は、上記前端処理部と上記特徴抜取部を使用することにより、原始入力音声資料から音声特徴を獲得するようになっているものであってもよい。また、上記訓練システム（１０）は、他にビタビ演算法を使用することにより、上記音声特徴から当該音声特徴に最も相似する径路を獲得することにより、上記声紋特徴ファイル（３１）としてのモデルパラメーターを計算して保存するようになっているものであってもよい。また、上記声紋認証システム（１）には、使用者の身分を確認するＩＤ番号が登録済みであった場合に実行されるテストシステム（２０）が含まれ、上記テストシステム（２０）は、上記前端処理部と上記声紋認証システム（１）を使用することにより、原始入力音声資料から音声特徴を獲得するようになっているものであってもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の声紋パスワードキーのシステムによれば、声紋キーを利用して電子資料ファイルの暗号化または復号化の演算を行うことにより、声紋パスワードキーを構成するため、電子資料ファイルの安全を高めることができるという利点がある。
【００１３】
本発明の声紋パスワードキーのシステムによれば、声紋認証システムを採用し、音声特徴の抜取りの訓練とテストの前に、前端処理を利用して有効音声情報を原始入力音声資料から抜取り、無効音声情報を濾過して除去することにより、資料の処理量を減らすと共に、判別の確率を高めることができるという利点がある。
【００１４】
本発明の声紋パスワードキーのシステムによれば、テストにおいて前端処理を利用して有効音声情報を減らし、そして音声特徴の抜取りを行い、さらにビタビ（Viterbi）演算法を利用して最も相似する径路を獲得することにより、モデルパラメーター（各状態の要望値と変異数）を計算して保存することができ、さらに音声の訓練またはテスト時においてはモデルパラメーターを計算し、音声特徴の間の相似する確率をテストするだけで声紋特徴値を獲得することができるため、訓練とテストの作業を簡単にすることができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の形態について、以下、図面を参照して説明する。
【００１６】
本発明の実施例の声紋パスワードキーのシステムは声紋認証システムを採用することにより、原始入力音声資料に対して訓練またはテストの作業を行う。図１は声紋パスワードキーのシステムが採用する声紋認証システムによる流れのブロック図である。
【００１７】
図１を参照すると、本発明の実施例の声紋パスワードキーのシステムが採用する声紋認証システム１には訓練システム１０およびテストシステム２０が含まれることにより、原始入力音声資料に対して訓練またはテストの作業を行う。声紋認証システム１には他に前端処理部、特徴抜取部、保存部および運算部が含まれる。前端処理部と特徴抜取部は訓練システム１０とテストシステム２０が前端処理と特徴抜取りを行うのに用いられ、保存部は音声特徴を保存するのに用いられ、運算部は保存された音声特徴と入力された音声特徴を運算するのに用いられる。
【００１８】
使用者が本発明の声紋認証システム１に進入しようとする時、先ずＩＤ番号を入力することにより、身分の確認を行う。それから、声紋認証システム１は入力されたＩＤ番号に基づいて、入力されたＩＤ番号がすでに登録されたか否かをデータベースで検索する。もし入力されたＩＤ番号が未登録であれば、訓練システム１０に進入して音声の訓練作業を行うことにより、入力されたＩＤ番号の音声資料の登録と保存を行う。もし入力されたＩＤ番号がすでに登録された場合、テストシステム２０に進入して音声のテスト作業を行うことにより、入力されたＩＤ番号の音声の特徴がすでに保存されている入力されたＩＤ番号の音声資料と符合するか否かを判別する。
【００１９】
音声の特徴を抜取る前に、前端処理部を利用して有効音声情報を原始入力音声資料から抜取り、無効音声情報を濾過して除去する。本発明においては短間隔エネルギー（Short-Energy）とゼロ交差率（Zero-Crossing Rate）を含んだ検知を行う。本発明においてはガウシアン分布確率を結合した計算方法を採用し、その方程式は下記の如くである。
【数１】
0004351659.tif 000002
その中、
【数２】
0004351659.tif 000003
は原始信号で複数個のＤ次元の音フレームに分け、
【数３】
0004351659.tif 000004
は所属する確率であり、
【数４】
0004351659.tif 000005
は背景背の雑信号の要望値であり、Σi は背景の雑信号の変異数である。ここで、
【数５】
0004351659.tif 000006
の中のD=256は一つの定数で、故に省略して計算に入れず、方程式(1)を下記の如く簡単にする。
【数６】
0004351659.tif 000007
上記方程式の指数の運算は運算のデータを運算する上では過大になるかもしれず、故にそれを対数に取った後、方程式(2)を下記の如く簡単にする。
【数７】
0004351659.tif 000008
原始入力音声資料前端256点を抜取り、短間隔エネルギーとゼロ交差率の要望値と変異数を計算し、それから二個の数値と原始入力音声資料を方程式(3)に代入して運算を行う。短間隔エネルギーとゼロ交差率の分布確率を利用して有効音声情報と無効音声情報を区分し、無効音声情報を濾過して除去することにより、資料の量を減らすだけではなく、有効音声情報を正確に抜取ることができる。
【００２０】
特徴抜取部において特徴の抜取りを行う上で、本発明においては二個の音声判別特徴のモデルパラメーターを採用するもので、線形予測ケプストラム係数（Linear Prediction Cepstrum Coefficient，LPCC）とメル周波数ケプストラム（Mel Frequency Cepstrum Coefficient，MFCC）が含まれる。両者にはそれぞれ１２個のケプストラムモデルパラメーター（cepstral coefficients）と１２個の一階ケプストラムモデルパラメーター（delta-cepstral coefficients）が含まれる。ケプストラムモデルパラメーターcnを時間に対して偏微分を行う。
【数８】
0004351659.tif 000009
Ｋは音フレームの数を考慮することができる。
一階ケプストラムモデルパラメーターの公式(4)が複雑過ぎて、故にそれを簡単にし、下記の各式は前後各二個のタイムフレームのみを考慮した時、方程式は下記の如く簡単化される。
【数９】
0004351659.tif 000010
方程式(5)から(9)の中、Cnはn階の特徴値であり、Lは信号中のタイムフレームの総数であり、iはタイムフレームの番号である。
【００２１】
図２に本発明の実施例の声紋パスワードキーのシステムが採用する声紋認証システムによる状態と音フレームとの関係の説明図が掲示される。音声を訓練する上で、音声には所謂「状態」の観念が形成され、状態は発音時における口の形と声道の変化である。一般的に言えば、毎回話す時には口の形は必ず変化を有するもので、故に毎回の状態は全て一個の音声変化の特徴の表れである。時に一個の単音で反って多数の状態が含まれる可能性がある。一個の状態は音フレームと同様に固定したサイズを有するものではなく、通常、一個の状態には数個または数十個の音フレームが含まれる。
【００２２】
図２を参照すると、第一状態には三個の音フレームが含まれ、第二状態には六個の音フレームが含まれ、さらに第三状態には四個の音フレームが含まれる。本発明において、先ず均等切り方式を利用して上記状態と音フレームとの間の関係の仮定を行う。それから、本発明において上記開始のモデルパラメーター（要望値と変異数を含み）を計算する。上記開始のモデルパラメーターを利用して音フレームと状態との関係を新たに分配することにより、新切点を獲得する。それから、上記新切点を利用してそれぞれの状態が対応する音フレームを新たに計算する。それから、最大に相似する確率が再び上昇しないようになるまで、繰り返し音フレームと状態との間の関係を新たに分配し、さらにそれぞれの状態が対応する音フレームを新たに計算する。
【００２３】
図３に本発明の実施例の声紋パスワードキーのシステムが採用する声紋認証システムによる音フレームと状態との開始の分配モデルの説明図が掲示される。上記開始の分配モデルは三個の音声のサンプルを例に挙げて均等に分ける動作を行う。
【００２４】
開始のモデルにおいて音声を均等に分ける動作を行い、均等に分けた後、整数に割り切ることができないかもしれず、余った音フレームは第一個と最後一個の状態に平等に分ける。再び図３を参照すると、分配のモデルにおいて、音声サンプルを均等に分けるのに三つの要素を考慮しなければならず、ａ）第一個の音フレームは必ず第一個の状態に属する。ｂ）最後一個の音フレームは必ず最後一個の状態に属する。ｃ）音フレームの状態の変化は不変だけであったり、または次まで変化したりするものである。ガウシアン分布確率を採用してそれぞれの音フレームがそれぞれの状態に属する確率を計算し、さらにビタビ演算法を利用して最も相似する径路を獲得する。
【００２５】
図４に本発明の実施例の声紋パスワードキーのシステムが採用する声紋認証システムによる状態転換の説明図が掲示される。図４を参照すると、三個の状態において、Ｌ個の音フレームの可能状態変換の方向が示される。×印の付いている音フレームは不可能状態に属すると見なし、矢印の方向は可能状態の変化径路と見なす。
【００２６】
図５に本発明の実施例の声紋パスワードキーのシステムが採用する声紋認証システムによる最も相似する径路の説明図が掲示される。図５を参照すると、抜取り特徴の最も相似する径路には第一状態では第一から第三の音フレームが含まれ、第二状態では第四から第六の音フレームが含まれ、さらに第三状態では第七から第十の音フレームが含まれる。
【００２７】
図６に本発明の実施例の声紋パスワードキーのシステムが採用する声紋認証システムによる音フレームを均等に分ける説明図が掲示される。図６を参照すると、三個の音声サンプルは三個の状態における開始のモデルは均等に分けた後の分布を採用する。第一音声サンプルのそれぞれの音声サンプルは三個の音フレームを均等に分けた後、残りの二個の音フレームはそれぞれ第一状態と第二状態に分配される。第二音声サンプルのそれぞれの音声サンプルは四個の音フレームを均等に分ける。第三音声サンプルのそれぞれの音声サンプルは三個の音フレームを均等に分けた後、残りの一個の音フレームは第一状態に分配される。計算した後、その最大の相似する確率は2157である。
【００２８】
図７に本発明の実施例の声紋パスワードキーのシステムが採用する声紋認証システムによる第一次新たに音フレームを分配する説明図が掲示される。図７を参照すると、第一次新たに音フレームを分配した後、その最大の相似する確率は3171まで上昇する。
【００２９】
図８に本発明の実施例の声紋パスワードキーのシステムが採用する声紋認証システムによる第二次新たに音フレームを分配する説明図が掲示される。図８を参照すると、第二次新たに音フレームを分配した後、その最大の相似する確率は3571まで上昇する。
【００３０】
図９に本発明の実施例の声紋パスワードキーのシステムが採用する声紋認証システムによる最良な音フレームを分配する説明図が掲示される。図９を参照すると、数次新たに音フレームを分配した後、その最大の相似する確率である3571は再び上昇しないため、最良な音フレームの分配と見なす。各状態の要望値と変異数を計算してモデルパラメーターとし、モデルパラメーターは声紋特徴ファイルを形成することができ、上記声紋特徴ファイルはデータベースに保存することができる。
【００３１】
再び図１を参照すると、訓練システム１０に進入して音声訓練の作業を行う場合、方程式(1)から(9)を運算することにより、有効訓練音声特徴を獲得することができる。それから、ビタビ演算法を利用して最も相似する径路を獲得する。それから、各状態の要望値と変異数を計算してモデルパラメーターとすることにより、音声訓練の作業を完成することができる。音声訓練において、その最大に相似する確率が予定された参考値より小さくなると、音声訓練を通過することができないと共に、訓練の作業を終えるため、新たに声紋認証システム１を操作しなければならない。それに反して、その最大に相似する確率が予定された参考値より大きくなると、音声訓練を通過することにより、モデルパラメーターを声紋特徴ファイルと設定し、上記声紋特徴ファイルを一般のキーを利用して暗号化（encryption）を行うと共に、上記声紋認証システム１に保存することができる。
【００３２】
再び図１を参照すると、同様にテストシステム２０に進入して音声テストの作業を行う場合、方程式(1)から(9)を運算することにより、有効テスト音声特徴を獲得することができる。また、上記声紋特徴ファイルの復号化（decryption）を行うことにより、声紋認証システム１は声紋認証の作業を行うことができる。
【００３３】
再び図１を参照すると、それから、有効テスト音声特徴とモデルパラメーターとの間の相似する確率を運算することにより、識別の結果を出力する。音声の識別において、その最小の相似する確率が予定された参考値より大きくなると、音声の識別を通過することにより、声紋認証システム１に進入することができる。それに反して、その最小の相似する確率が予定された参考値より小さくなると、音声の識別を通過することができなくなると共に、テストの作業を終えてしまうため、声紋認証システム１から離れなければならなくなる。
【実施例１】
【００３４】
図１０に本発明の実施例１の声紋パスワードキーのシステムが固定式の声紋パスワードキーを利用して暗号化と復号化を行う流れのブロック図が掲示される。図１０を参照すると、本発明の実施例１の声紋パスワードキーのシステム３には声紋キーＫｃが含まれる。声紋キーＫｃは電子資料ファイル３２の暗号化または復号化の運算を行うのに用いられることにより、固定式の声紋パスワードキーが構成される。上記固定式の声紋パスワードキーはパーソナルコンピューター（ＰＣ）、ノート型コンピューター（ＮＢ）、パーソナル・デジタル・アシスタンス（ＰＤＡ）または携帯電話（Mobile Phone）などに適用する。
【００３５】
再び図１、１０を参照すると、本発明の声紋パスワードキーのシステム３は声紋認証システム１の訓練システム１０を採用する。声紋認証システム１は声紋特徴値を生成するのに用いられ、上記声紋特徴値から上記声紋キーＫｃを選出する。訓練システム１０は声紋特徴ファイル３１を提供することができ、そして好ましくは声紋特徴ファイル３１から３２個のバイト（bite）を抜取る。所謂、声紋キーＫｃは電子資料ファイル３２の保存端および抜取端で、全て同じ声紋の特徴を入力しなければならない。電子資料ファイル３２を保存する時、予め声紋認証システム１の訓練システム１０の訓練作業を利用して声紋キーＫｃを獲得することができる。この時、声紋キーＫｃは電子資料ファイル３２の暗号化の運算を行うのに用いられ、さらに暗号化された電子資料ファイル３２を特定の位置に保存することにより、電子資料ファイル３２の暗号化の作業を完成する。本発明においては好ましくは先進的な暗号化標準（Advanced Encryption Standard、AES）および対称式の暗号化方法を採用して暗号化の運算を行う。
【００３６】
再び図１、１０を参照すると、電子資料ファイル３２を抜取る時、先ず声紋特徴ファイル３１を一般のキーＫを利用して復号化の運算を行う。それから、声紋認証システム１のテストシステム２０を利用して音声テスト作業を行うことにより、声紋特徴ファイル３１と入力された音声との比較を行う。もし声紋特徴ファイル３１と入力声音との誤差が予定値より低くなった場合、音声テスト作業を通過したと見なし、一旦音声テスト作業を通過すると、電子資料ファイル３２が開くのを許可することができる。それに反して、もし声紋特徴ファイル３１と入力声音との誤差が予定値より高くなった場合、音声テスト作業を通過していないと見なし、一旦音声テスト作業を通過しないと、電子資料ファイル３２が開くのを許可しないように構成される。
【実施例２】
【００３７】
図１１に本発明の実施例２の声紋パスワードキーのシステムが携帯式の声紋パスワードキーを利用して暗号化と復号化を行う流れのブロック図が掲示される。図１１を参照すると、本発明の実施例２の声紋パスワードキーのシステム４は声紋キーＫｃを有する。声紋キーＫｃは電子資料ファイル４２の暗号化または復号化の運算を行うのに用いられることにより、携帯式の声紋パスワードキーが構成される。上記携帯式の声紋パスワードキーはコンパクトディスク（ＣＤ）、フレキシブルディスク（Flexible Disk）、フラッシュディスク（Flash Disk）、ＭＯディスク（MO Disk）またはネットワークの伝送などに適用する。
【００３８】
再び図１、１１を参照すると、本発明の声紋パスワードキーのシステム４は声紋認証システム１の訓練システム１０を採用し、訓練システム１０は声紋特徴ファイル４１を提供することができる。声紋認証システム１は声紋特徴値を生成するのに用いられ、上記声紋特徴値から上記声紋キーＫｃを選出する。電子資料ファイル４２を保存する時、予め声紋認証システム１の訓練システム１０の訓練作業を利用して声紋キーＫｃを獲得することができる。この時、声紋特徴ファイル４１を電子資料ファイル４２に嵌入し、すなわち声紋特徴ファイル４１は電子資料ファイル４２の２Ｋから６Ｋのバイトしか占めていない。声紋キーＫｃを利用して電子資料ファイル４２の暗号化の運算を行うことにより、暗号化された電子資料ファイル４２が生成される。また、一般のキーＫを利用して声紋特徴ファイル４１に対して暗号化の運算を行うことにより、暗号化された声紋特徴ファイル４１が生成される。さらに、暗号化された声紋特徴ファイル４１と暗号化された電子資料ファイル４２を直列に接続することにより、直列ファイル４０を獲得する。その他に、暗号化された声紋特徴ファイル４１と暗号化された電子資料ファイル４２との直列ファイル４０を、情報認証コード生成構造を経て情報認証コードを生成させる。本発明においては好ましくは安全な要約アルゴリズム（Secure Hash Algorithm、SHA）の運算法を採用して情報認証コードを生成し、さらに一般のキーＫを利用して上記情報認証コードの暗号化の運算を行うことにより、暗号化された情報認証コードを生成する。上記暗号化された電子資料ファイル４２、声紋特徴ファイル４１と情報認証コードは携帯式のファイルを形成することができ、すなわち電子資料ファイル４２の暗号化作業を完成し、ネットワークまたは記録メディアを経て伝送することができる。
【００３９】
再び図１、１１を参照すると、コンピューターのシステムにおいて電子資料ファイル４２を抜取る時、先ず暗号化された声紋特徴ファイル４１と暗号化された情報認証コードを一般のキーＫを利用して復号化の運算を行うことにより、声紋特徴ファイル４１と情報認証コードを獲得する。それから、声紋認証システム１のテストシステム２０を利用して音声テスト作業を行うことにより、声紋特徴ファイル４１と入力された音声との比較を行う。もし声紋特徴ファイル４１と入力声音との誤差が予定値より低くなった場合、音声テスト作業を通過したと見なし、一旦音声テスト作業を通過すると、声紋キーＫｃによって電子資料ファイル４２が開くのを許可することができる。それに反して、もし声紋特徴ファイル４１と入力声音との誤差が予定値より高くなった場合、音声テスト作業を通過していないと見なし、一旦音声テスト作業を通過しないと、電子資料ファイル４２が開くのを許可しないように構成される。
【００４０】
再び図１１を参照すると、最後に声紋特徴ファイル４１および電子資料ファイル４２を上記情報認証コードと認証コードの比較を行う。もし声紋特徴ファイル４１と電子資料ファイル４２が上記情報認証コードに符合した場合、電子資料ファイル４２は上記コンピューターのシステムに表すことができる。それに反して、もし声紋特徴ファイル４１と電子資料ファイル４２が上記情報認証コードに符合しない場合、電子資料ファイル４２は上記コンピューターのシステムに表すことができないと共に、声紋パスワードキーのシステム４から離れなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
上述の如く、従来の声紋認証システムによれば、参考のサンプルが占用するデータベースの空間は相当大きいため、比較的大きいデータベースの空間が必要になると共に、さらに長いファイルの伝送時間が必要になるという問題点があったが、図１に示す本発明の声紋パスワードキーのシステムによれば、音声の特徴を抜取る前に、前端処理を利用して有効音声情報を原始入力音声資料から抜取り、無効音声情報を濾過して除去することにより、資料の処理量を減らすと共に、判別の確率を高めることができる。また、声紋認証システムを利用して声紋キーを生成し、さらに一つの声紋特徴値を選出し、声紋キーを利用して電子資料ファイルの暗号化または復号化の演算を行うことにより、声紋パスワードキーを構成して電子資料ファイルを保護することができる。
【００４２】
本発明は、その精神及び必須の特徴事項から逸脱することなく他のやり方で実施することができる。従って、本明細書に記載した好ましい実施例は例示的なものであり、限定的なものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施例の声紋パスワードキーのシステムが採用する声紋認証システムによる流れを示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施例の声紋パスワードキーのシステムが採用する声紋認証システムによる状態と音フレームとの関係を示す図である。
【図３】本発明の実施例の声紋パスワードキーのシステムが採用する声紋認証システムによる音フレームと状態との開始の分配モデルを示す図である。
【図４】本発明の実施例の声紋パスワードキーのシステムが採用する声紋認証システムによる状態転換を示す図である。
【図５】本発明の実施例の声紋パスワードキーのシステムが採用する声紋認証システムによる最も相似する径路を示す図である。
【図６】本発明の実施例の声紋パスワードキーのシステムが採用する声紋認証システムによる音フレームを均等に分ける状態を示す図である。
【図７】本発明の実施例の声紋パスワードキーのシステムが採用する声紋認証システムによる第一次新たに音フレームを分配する状態を示す図である。
【図８】本発明の実施例の声紋パスワードキーのシステムが採用する声紋認証システムによる第二次新たに音フレームを分配する状態を示す図である。
【図９】本発明の実施例の声紋パスワードキーのシステムが採用する声紋認証システムによる最良な音フレームを分配する状態を示す図である。
【図１０】本発明の実施例１の声紋パスワードキーのシステムが固定式の声紋パスワードキーを利用して暗号化と復号化を行う流れを示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施例２の声紋パスワードキーのシステムが携帯式の声紋パスワードキーを利用して暗号化と復号化を行う流れを示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４４】
１    声紋認証システム
１０    訓練システム
２０    テストシステム
３    声紋パスワードキーのシステム
３１    声紋特徴ファイル
３２    電子資料ファイル
４    声紋パスワードキーのシステム
４０    直列ファイル
４１    声紋特徴ファイル
４２    電子資料ファイル
Ｋ      キー
Ｋｃ    声紋キー
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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