(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声会話型システムにおいて、ユーザを認証するための方法において、
前記音声会話型システムが、ユーザ登録処理として、ユーザについての発話のサンプルを集め、発話の特徴に基づいて個人を認証するための話者モデルを構築するステップと、
前記音声会話型システムが、ダイアログ・セッションの開始時にユーザからのＩＤの入力を受け付けるステップと、
前記音声会話型システムが、前記ＩＤを受け付けると、前記話者モデル及びユーザからの発話の入力を使用して、信頼性スコアを計算するステップであって、前記信頼性スコアが前記ユーザからのＩＤの妥当性についての信頼性の指標であるステップと、
前記音声会話型システムが、前記計算された信頼性スコアに対応するセキュリティ・レベルに応じて、前記ユーザがアクセス可能なデータを決定するステップと、
前記音声会話型システムが、前記ダイアログ・セッションの継続中に、前記ユーザの発話の入力を継続的に解析するステップと、
前記音声会話型システムが、信頼性スコアを再計算するためのトリガリング・イベントの発生時に、前記話者モデル及び前記継続的に解析されたユーザからの発話の入力を使用して信頼性スコアを再計算するステップと、
前記音声会話型システムが、前記再計算された信頼性スコアに応じて、前記ダイアログ・セッションの開始時に前記ユーザから提供された前記ＩＤの妥当性についての信頼性をチェックするステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記音声会話型システムが、前記計算された信頼性スコアをシステム状態の一部としてコンテキスト・ストア中に維持するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ユーザがアクセス可能な前記データは、複数のデータ・クラスに区分されており、
前記セキュリティ・レベルは、各前記データ・クラスに割り当てられており、
前記ユーザがアクセス可能なデータにアクセスするための前記セキュリティ・レベルに基づいて、アクセス・マップが構築されている、
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
信頼性スコアの範囲は、複数の領域に区分されており、
各領域は、前記セキュリティ・レベルのうちの１つに割り当てられている、
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記音声会話型システムが、前記計算された信頼性スコアに対応するセキュリティ・レベルに応じて、前記ユーザがアクセス可能なデータを決定するステップが、
前記計算された信頼性スコアを含む、複数の領域のうちの所与の領域を決定するステップと、
前記所与の領域に割り当てられた前記セキュリティ・レベルを決定するステップと、
前記所与の領域に割り当てられた前記セキュリティ・レベルに基づき前記アクセス・マップを使用して前記ユーザがアクセス可能なデータにアクセスするステップと
を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記アクセス・マップを使用して前記ユーザがアクセス可能なデータにアクセスするステップが、前記所与の領域の前記セキュリティ・レベルに割り当てられたデータと、前記所与の領域の前記セキュリティ・レベルよりも低い少なくとも１つのセキュリティ・レベルに割り当てられたデータとにアクセスすることを可能にするステップを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記信頼性スコアが、複数の条件のもとで前記スコアを特徴付ける統計モデルの線形関数に基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記信頼性スコアが、（１）単一モード実装を考慮するための第１構成要素、又は（２）前記第１構成要素および多峰形実装を考慮するための第２構成要素を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記信頼性スコアが、多峰形実装での前記第１および第２構成要素の重みをつけるための混合因子を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
コンピュータに、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法の各ステップを実行させるコンピュータ・プログラム。
【請求項１１】
ユーザを認証するための音声会話型システムであって、
ユーザ登録処理として、ユーザについての発話のサンプルを集め、発話の特徴に基づいて個人を認証するための話者モデルを構築する手段と、
ダイアログ・セッションの開始時にユーザからのＩＤの入力を受け付ける手段と、
前記ＩＤを受け付けると、前記話者モデル及びユーザからの発話の入力を使用して、信頼性スコアを計算する手段であって、前記信頼性スコアが前記ユーザからのＩＤの妥当性についての信頼性の指標である手段と、
前記計算された信頼性スコアに対応するセキュリティ・レベルに応じて、前記ユーザがアクセス可能なデータを決定する手段と、
前記ダイアログ・セッションの継続中に、前記ユーザの発話の入力を継続的に解析する手段と、
信頼性スコアを再計算するためのトリガリング・イベントの発生時に、前記話者モデル及び前記継続的に解析されたユーザからの発話の入力を使用して信頼性スコアを再計算する手段と、
前記再計算された信頼性スコアに応じて、前記ダイアログ・セッションの開始時に前記ユーザから提供された前記ＩＤの妥当性についての信頼性をチェックする手段と、
を含む、音声会話型システム。
【請求項１２】
前記計算された信頼性スコアをシステム状態の一部としてコンテキスト・ストア中に維持する手段をさらに含む、請求項１１に記載の音声会話型システム。
【請求項１３】
前記信頼性スコアが、複数の条件のもとで前記スコアを特徴付ける統計モデルの線形関数に基づく、請求項１１に記載の音声会話型システム。
【請求項１４】
前記信頼性スコアが、（１）単一モード実装を考慮するための第１構成要素、又は（２）前記第１構成要素および多峰形実装を考慮するための第２構成要素を含む、請求項１３に記載の音声会話型システム。
【請求項１５】
前記信頼性スコアが、多峰形実装での前記第１および第２構成要素の重みをつけるための混合因子を含む、請求項１４に記載の音声会話型システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般にユーザ認証を提供するシステムおよび方法に関し、詳細には、増分アクセス認証システムでの信頼性ベースの認証を提供するためのシステムおよび方法において、元の識別要求の妥当性についての信頼性レベルをチェックするためにユーザとマシンとの間の対話セッション中、信頼性スコアが周期的に計算されるシステムおよび方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピューティング世界は、数十億の相互接続されたパーベイシブ・クライアントが互い同士、および強力な情報サーバと通信する時代に向けて発展している。実際、この世紀は、遍在する情報アクセスを受け入れられた厳然たる事実にする複数の情報装置が利用可能であることによって特徴付けられるであろう。そのような情報装置の使用の普及から生じる人間とマシンとの対話の増加のために、ユーザは、そのような対話が他の個人と会話しているかのように自然かつ単純であることを要求することになる。
【０００３】
人間とマシンとの対話をより自然に、効果的にする１つの要素は、マシンが会話に基づいてユーザの識別要求を正確に、効果的に検証する能力である。その人の発話の特徴に基づいて個人を認証するための当業者に周知の従来の技術は、一般に所与のテスト発話サンプルを以前に構築した話者モデルと比較することで導出される数値スコアに基づく。そのような従来の技術の認証の枠組みは、２値仮定テストに基づく。その２値仮定テストでは、認証結果は、合否による応答である。
【０００４】
例として、ｓnは、会話型システムへのアクセスを求めるシステム・ユーザによって提供される離散的時間発話サンプル・シーケンスを表すと仮定する。この発話データは、ユーザの話者モデルＭi（これはユーザによって提供される識別要求ｉに基づいて選択される）と共に、識別要求を検証するために処理される。この識別要求自体は認証されたユーザに属さなければならない。より具体的には、話者ｉについてのスコアは、次式のように、入力としてｓn、Ｍiをとる実数（Ｒ）値の関数ρを使用して計算することができ、あるいは（当業者が理解する通り）バックグラウンド・モデルに関連して計算することができる。
ρ（ｓn，Ｍi）∈Ｒ      （１）
次いで、検証（認証）処理は、仮定テストを介して実行される。例えば、上の例で識別要求ｉが与えられると、競合する仮定は、
Ｈ０：発話サンプルｓnは話者ｉによって生成された。
Ｈ１：発話サンプルｓnは話者ｉ以外によって生成された。
次に、各過程の条件のもとでのスコアの分布を計算することによって、結果として生じる（分布）関数は、判断基準および予測されるエラー比率を決定するために使用することができる。例えば、判断基準は、スコアの空間中でしきい値ｔを選択し、次いで以下の決定を行うことを含むことがある。
ρ（ｓn，Ｍi）＞ｔの場合、Ｈ０を受け入れ、そうでない場合は、Ｈ１を受け入れる。
【０００５】
加えて、予測されるエラー比率を以下のように決定することがある。ｄ（ρ｜Ｈ０）およびｄ（ρ｜Ｈ１）は、各仮定に関連付けられた確率密度であると仮定し、しきい値ｔが与えられると、偽拒絶の確率は、
【数１】
0004222743.tif 000002
および偽受諾の確率は、
【数２】
0004222743.tif 000003
【０００６】
上述の２値仮定テストを実装する認証技術は、人間とマシンの対話が一般に短い（例えば、預金残高などの特定の情報に対する要求、音声起動自動車を始動するなどの単純な処理コマンド、など）アプリケーションで有用である。その認証処理は、一般に短い対話セッションの始めで１度実行されるからである。実際、単純な処理コマンドで、さらなる会話は不要である。加えて、これらの例では会話型ダイアログが最小限であるため、延長する対話の過程にわたって、システム状態（またはコンテキスト）を集め、維持する必要がない。
【０００７】
一方、一般に持続時間が長い、より精巧な対話は、コンテキストを格納、管理する必要があることによって特徴付けられ、このコンテキストに基づいて処理を実行する。精巧な会話型ダイアログを持つことができるシステムは、継続的で控えめな認証も行えるべきである。例として、システムが、初めに認証された話者によって使用され、次いで突然話者が変わった場合、システムは、その新しい話者が前の話者と同じ特権にアクセスできないようにすべきである。これは広範なセキュリティ種別を有するデータにアクセスすることができる複雑な会話型システムで特に重要である。実際、ユーザの識別は、システム状態（コンテキスト）の一部として維持すべきであり、それによって話者の識別における変更は、検出される状態変更となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、ユーザが会話型システムと対話する過程の間にユーザの継続的かつ控えめな認証を提供するために、精巧なダイアログを有する会話型システムを実装するための新しい認証プロセスが必要である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、継続的な信頼性ベースの認証を提供するためのシステムおよび方法を対象とする。本発明は、様々なセキュリティのレベルを有する保護されたデータへのアクセスを制御するための増分アクセス認証システムに実装することができる。ユーザとマシンとの間の会話型セッションの過程の間に、本発明による信頼性ベースの認証システムを備える会話型システムは、ダイアログ・セッションの開始時にユーザによって提供される元の識別要求（ｉで示す）の妥当性についての「信頼性指標（confidence measure）」を計算するために、システムと対話するユーザの入力発話を周期的に解析することになる。有利には、本発明による「信頼性指標」の計算プロセスは、会話型システムが対話を元の識別要求でのユーザの信頼性に合わせるように、会話型アーキテクチャにシームレスに統合される。
【００１０】
本発明の１つの態様では、会話型システムでユーザを認証する方法は、ユーザから識別要求を受け取るステップと、ユーザからの発話入力を使用して識別要求に基づいて信頼性スコアを計算するステップにおいて、信頼性スコアが識別要求の妥当性についての信頼性の指標であるステップと、ユーザに計算された信頼性スコアに基づいて保護されたデータへのアクセスを提供するステップとを含む。好ましくは、信頼性スコアは、複数の条件のもとでスコアを特徴付ける統計モデルの線形関数に基づく。
【００１１】
本発明の別の態様では、信頼性スコアは、元の識別要求に沿ってシステム状態（コンテキスト）の一部として維持される。
【００１２】
さらに別の態様では、１つまたは複数の保護データベースのデータ／リソースは、複数のデータ・クラスに区分される。各データ・クラスは、（意図したアプリケーションに基づいて）セキュリティ・レベルに割り当てられる。セキュリティ・レベルは、昇順にソートされ、アクセス・マップは、ソートされたセキュリティ・レベルを使用して構築される。ユーザとマシンとの間の会話型セッションの間に、計算された信頼性スコアは、アクセス・マップを決定し、次にユーザがアクセスすることが可能なデータのレベルを決定するために使用されることになる。
【００１３】
本発明の別の態様では、関係する信頼性スコアの範囲は、複数の領域に区分される。信頼性スコアの範囲を含む各領域は、所定のセキュリティ・レベルのうちの１つに割り当てられる。信頼性スコアが計算されると、計算された信頼性スコアを含む領域が決定され、対応するセキュリティ・レベルが識別される。次いでこのセキュリティ・レベルは、アクセス・マップを決定するために使用される。
【００１４】
さらに別の態様では、信頼性スコアは、所定のイベント（例えばユーザ・クエリ）の発生時に周期的に再計算される。このプロセスによって、会話型システムは、起こりうる話者の変更の検出、またはユーザに提供される保護されたアクセスのレベルの変更、あるいはその両方のために、元の識別要求の信頼性レベルを周期的にチェックすることを可能にする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本明細書記載の例示的システム・モジュールおよび方法は、様々な形式のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、特殊目的プロセッサ、またはその組み合わせに実装できることを理解されたい。好ましくは、本発明は、１つまたは複数のプログラム記憶装置上に有形に実施されるアプリケーション・プログラムとしてソフトウェアに実装される。そのアプリケーション・プログラムは、適切なアーキテクチャを備えるどのマシン、装置、またはプラットフォームでも実行することができる。添付の図に示す構成システム・モジュールおよび方法ステップの一部は、ソフトウェアに実装されることが好ましいため、システム構成要素（またはプロセス・ステップ）間の実際の接続は、本発明をプログラムする方式に応じて異なる可能性があることをさらに理解されたい。本明細書の教示が与えられると、当業者は、本発明のそれらの同様の実装および構成を企図することが可能になるだろう。
【００１６】
図１を参照すると、ブロック・ダイアグラムは、会話型システム１０が信頼性ベースの認証システムと、セキュリティ種別の変化する階級を有するデータへの増分アクセスを提供するための本発明の実施形態による方法とを使用するところを示している。一般には、ユーザとマシンの間の会話型セッションの過程の間に、会話型システム１０は、システム１０と対話するユーザの入力発話（ｓnと示す）を、ダイアログ・セッションの開始時にユーザによって提供される元の識別要求（ｉと示す）の妥当性についての「信頼性指標」を計算するために周期的に解析する。有利には、本発明による「信頼性指標」の計算プロセス（以下に詳細に示す）は、会話型システム１０が対話を元の識別要求でのユーザの信頼性に合わせるように、会話型アーキテクチャにシームレスに統合される。
【００１７】
好ましい実施形態による会話型システム１０は、音声入出力モジュール１１を備える。音声入出力モジュール１１は、当業者に周知の何らかの適切な特徴抽出技術を使用して関係のある特徴を抽出するために入力発話を処理するだけでなく、入力発話を取り込むこともできる音響フロント・エンドを備える。加えて、音声入出力モジュール１１は、例えば音声ファイルおよび合成された発話を出力するための音声再生システムも備えることができる。会話型システム１０は、入力発話を処理し、音声出力を生成するための１つまたは複数の会話型エンジン１２を含むことができる。会話型エンジン１２は、例えば発話認識エンジン、話者認識エンジン、ＴＴＳ（text-to-speech）エンジン、ＮＬＵ（自然言語理解）エンジン、ＮＬＧ（自然言語生成）エンジン、発話圧縮／解凍エンジンなどや他の所与のアプリケーションに対して必要となる他の会話型エンジンを含む。会話型エンジン１２は、そのそれぞれの機能を実行するために会話型データ・ファイル１３を使用する（例えば発話モデル、話者モデル、語彙、文法、言語モデル、構文解析および翻訳／タギング・モデル、合成規則、基本形（baseform）（発音規則）、記号言語など）。
【００１８】
会話型システム１０は、一般に会話型セッションの間ユーザとの会話的対話（入出力処理）を制御するダイアログ・マネージャ１４をさらに備える。より具体的には、ダイアログ・マネージャ１４は、会話型エンジン１２を特定の会話型タスク（例えば入力発話の発話認識、ＴＴＳエンジンを介した合成された発話の出力など）に対して割り振るだけでなく、コンテキスト・ストア１５中に、会話型セッションの間に所与のアプリケーションと関連付けられた会話の状態またはコンテキストを維持するなどの機能を実行する。ダイアログ・マネージャ１４の制御のもとで動作するコマンド・プロセッサ１９は、発話認識エンジンなどからの出力である転記された発話中にコマンド・プロセッサ１９が認識する何らかの可能な発話コマンドを実行するために、転記された発話データを受け取り、処理する。可能なコマンドは、所与のアプリケーションに基づいて変化することを理解されたい。
【００１９】
加えて、ダイアログ・マネージャ１４は、保護データベース１６（または複数のデータベース）に格納されたリソース／データに増分アクセスを提供するために本発明によるユーザ認証プロセスを制御する。より具体的には、データベース１６の内容は、各クラスがセキュリティ・レベル１７に割り当てられた複数のクラスに区分される。セキュリティ・レベル１７の選択およびデータベース１６の内容の区分化は、システム開発者によって先見的に決定されることを理解されたい。セキュリティのＮs個のレベルがあると仮定すると、データは、Ｎs個のクラスに区分される。
【００２０】
例として、会話型システム１０がＥメール・クライアントを含み、この例での保護データベース１６が１組のＥメールであると仮定する。メールの各部は、機密レベル、宛先リスト、件名などの特徴に基づくセキュリティのレベルに割り当てることができる。具体的には、セキュリティ・レベルを割り当てる１つの方法は、典型的なＥメール・ヘッダの「Ｔｏ：」、「Ｓｕｂｊｅｃｔ：」、および「ｃｃ：」フィールドを考慮することである。例えば、大きいグループを表すアドレス（例えばＳｐｅｅｃｈ−Ｇｒｏｕｐ、Ａｌｌなど）が「Ｔｏ：」および「ｃｃ：」フィールドに現れた場合、Ｅメールを低いセキュリティのレベルに割り当てることができる。一方、「Ｓｕｂｊｅｃｔ：」フィールドが、そのＥメールが機密または私用であることを示す場合、高いセキュリティ・レベルを割り当てることができる。さらに、個々のアドレスのリストを「Ｔｏ：」および「ｃｃ：」フィールドに与えると仮定する。するとシステムは、ユーザがそのアドレスのうちの１つであることを検証するだけでよい。（すなわちユーザがそのアドレスのうちの１つであることは、十分に高い信頼性を有することを必要とする。）所与のどのデータベースに対しても、セキュリティ・レベルを割り当てるプロセスは、増分アクセス認証システムの開発に不可欠な部分である。
【００２１】
本発明に従って、データベース１６中のデータにアクセスするためのアクセス・マップは、これらのデータ・クラスＮs（またはセキュリティ・レベル）のそれぞれに信頼性指標の範囲を割り当てることによって生成される。本発明の１つの態様による、アクセスマップを生成する方法は、図３に関して以下に詳細に説明する。ユーザが会話型システム１０とダイアログを開始するとき、ユーザは、コンテキスト・ストア１５に格納されるコンテキストのみなし部分である識別要求ｉを提供することになる。ダイアログ・マネージャ１４の要求時に、信頼性スコア計算モジュール１８は、信頼性スコアＣを計算することになり、この信頼性スコアＣは、そのユーザがそうであると主張する本人かについての、システムの信頼性のレベルを表す。信頼性スコアＣを計算するための好ましいプロセスを、図４に関して以下に詳細に示す。
【００２２】
次いで信頼性スコアＣは、ユーザがデータベース１６からアクセスする可能性のある保護されたデータ（例えばＥメール）のレベルを決定するためにアクセス・マップと比較される。ダイアログ・マネージャ１４は、ユーザが現アクセス・マップによって利用不可能なデータベース１６中のどのデータにもアクセスできないようにする。信頼性スコアＣまたは相当するアクセス・マップおよびその両方は、コンテキスト・ストア１５中に維持されるコンテキストのみなし部分である。ダイアログが続行するにつれて、発話データは、元の識別要求ｉに基づいて新しい信頼性スコアＣを周期的に計算するために集められ、解析される。より具体的には、ダイアログ・マネージャ１４は、信頼性スコア計算モジュール１８に、新しい信頼性レベルが元の識別要求の妥当性に対してチェックできるように信頼性スコアＣを計算するよう信号を送ることになる。このようにして、会話型システム１０は、結果的にデータベース１６中のデータへのアクセスのレベルを制御するために、元の識別要求での自身の信頼性レベルを周期的に更新し、話者の変更があった場合それを検出することができる。そのような各解析の後、コンテキストは、新しい信頼性スコアを反映するために更新される。ダイアログ・セッションの過程にわたって、アクセス・マップ／信頼性スコアのシーケンスは、コンテキスト・ストア１５に格納される。このように、認証プロセスは、増分式かつ控えめである。
【００２３】
本発明の実施形態による好ましい信頼性指標を次に述べる。好ましい信頼性指標は、上述の従来の２値仮定検証手法（式１および仮定Ｈ０、Ｈ１）の拡張である。本明細書記載の信頼性指標は、従来の検証手法とは異なり、多峰形分布を効果的に操作できることを理解されたい。さらに、この信頼性指標は、２値仮定テストへの応答を表さない。そのかわり、この信頼性指標は、認証要求の妥当性についての信頼性の継続的指標である。好ましい信頼性スコアは、複数の条件のもとでスコアを特徴付ける統計モデルの線形関数に基づく。より具体的には、好ましい信頼性指標は、次式のように定義される。
【００２４】
２値確率変数Ｘは、次式のように定義される。
【数３】
0004222743.tif 000004
および
【数４】
0004222743.tif 000005
【００２５】
当業者が理解する通り、式４は、しきい値ｔよりも大きいスコアが仮定Ｈ０の妥当性を示す「尤度」を表す比であり、式５は、しきい値ｔよりも大きいスコアが仮定Ｈ１の妥当性を示す「尤度」を表す比である。
【００２６】
本発明の１つの実施形態では、アクセス権決定は、信頼性指標Ｃ≡Ｐ（Ｘ＝１）に基づく。さらに具体的には、データが与えられた時、対応するρは、上の式１によって得られるものとして計算されるのが好ましい。次いで計算されたρは、式４および５の上部の積分に関する下限ｔとして設定される。
【００２７】
本発明の別の実施形態では、拒絶クラスまたは受諾クラスあるいはその両方が複数の分布（図５に示すものなど）を含むことがある多峰形分布の場合、追加２値変数Yを、信頼性スコアを計算するために使用し、その追加２値変数Yは、次式のように定義される。
【数５】
0004222743.tif 000006
および
【数６】
0004222743.tif 000007
ただしρは、式１によって与えられる値である。当業者は理解する通り、式６は、特定のスコアが仮定Ｈ０の妥当性を示す「尤度」を表す比であり、式７は、特定のスコアが仮定Ｈ１の妥当性を示す「尤度」を表す比である。さらに、０≦λ≦１であることが好ましい混合因子λを定義することにより、信頼性指標Cは次式のように計算できる。
Ｃ＝λＰ（Ｘ＝１）＋（１―λ）Ｐ（Ｙ＝１）
ただしＣ∈［０，１］（以下に述べる通り）。信頼性指標を計算する好ましいプロセスを、図４に関して以下により詳細に説明する。
【００２８】
会話型システム１０は、保護されたデータおよびリソースへのアクセスを制御するための任意の会話型アプリケーション、装置、マシン、またはプラットフォームと共に実装することができることを認識されたい。例として、会話型システム１０は、リモート・サーバ上で実行し、無線または従来型の電話によってアクセス可能なＩＶＲ（対話的音声応答）システムに実装できる。加えて、会話型システム１０は、保護されたデータまたはサービスへの会話型アクセスを提供するために、コンピュータ・ネットワーク（例えばインターネット、イントラネット、エクストラネット、ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク））上のコンテント（content）・サーバに実装することができる。コンテント・サーバは、音声データを送信するか、そうでなければ適切なクライアント／サーバ通信を提供するための当業者に周知の何らかの適切な通信プロトコルを使用して、クライアント装置（例えばパーソナル・コンピュータまたはＰＤＡ（携帯情報端末））を介してアクセスすることができる。さらに、会話型システムは、クライアントと１つまたは複数のサーバ間で分散することができる。当業者は、本明細書記載の例示的実施形態などの信頼性ベースの認証を使用する会話型システム用の他の実装を容易に想像されよう。
【００２９】
次に図２を参照すると、フロー・ダイアグラムは、本発明の１つの態様による、信頼性ベースの増分アクセス認証を提供する方法を示している。最初に、１人または複数のシステム・ユーザは、当業者に周知の何らかの適切な技術を使用してシステムに登録される（ステップ２００）。登録プロセスは、所与のシステム・ユーザについての１つまたは複数の話者モデル（または声紋）を構築するために、そのユーザによって提供される発話サンプルを集め、処理することを含む。Ｍiがｉ番目の登録ユーザの話者モデル（または１組の話者モデル）を示すこととする。これらの話者モデルによって、システムは、本明細書記載の信頼性指標を使用し、登録話者（またはターゲット話者）の識別をその後認証することが可能となる。話者モデルを構築するために適切な技術を使用することができるが、好ましい実施形態では、各話者モデルは、発話特徴ベクトルの空間上の話者依存確率密度を表し、それによって本発明による信頼性指標を計算するための尤度ベースのスコアリングを使用することが可能となる。さらに、使用される検証技術に応じて、システムは、全世界の人々を表すために使用される複数の一般的モデル（または背景モデル）を生成し、格納することができる。次いでスコアは、この世界的モデルとの関連で計算される。世界的モデルの目的は規格化としての役目を果たすことだからである（当業者が理解する通り）。
【００３０】
増分アクセス・システムの構築での次のステップでは、アクセス可能なデータベース中のすべての内容をセキュリティ・レベルに基づく複数のクラスに区分することが関係する（ステップ２０１）。上述の通り、システム開発者は、望むように、これらのセキュリティ・レベルを選択し、データを区分することになる。再び、セキュリティのＮs個のレベルがあると仮定すると、すべてのデータは、Ｎs個のクラスに区分すべきである。
【００３１】
次のステップでは、アクセス・マップの生成が関係する（ステップ２０２）。１つの実施形態では、データ・クラスは、セキュリティ・レベルの昇順でソートされる。各クラスは、ソーティングでのそのクラスの順序の数値を割り当てられる。次いで入力として数値（セキュリティまたは信頼性レベル）１、．．．、Ｎsを取るアクセス・マップは、作成され、そのレベルで利用可能な１組のデータを返す。他のアクセス構成を行うことができるが、１つの実施形態では、レベルＬで利用可能なデータは、レベルＬよりも下のセキュリティレベルを有する（すなわちソーティング１、．．．、Ｌに基づく）すべてのクラスに相当するデータも含む。
【００３２】
次に、システム開発者は、各セキュリティ・レベルに割り当てられる信頼性スコアの範囲を決定することになる（ステップ２０３）。図３のダイアグラムは、このステップを実行するための好ましいプロセスを示す。図３では、ライン・セグメント［０，１］は、値が０から１の範囲にある信頼性指標Ｃのスペクトルを表す。このライン・セグメントは、Ｎs個のオーバーラップしない領域に区分される（例としてＬ1．．．Ｌ5と示す）。各領域（または区分）は、計算された信頼性スコアＣに基づく、ユーザが利用可能なデータに対するセキュリティ・レベルを示す。言い換えれば、その範囲に計算された信頼性スコアＣがあるライン・セグメント［０，１］の領域は、上で定義した通りアクセス・マップを決定することになる。
【００３３】
図３に示される例として、計算された信頼性スコアＣがＬ3領域内にある場合、好ましくは、ユーザは、セキュリティ・レベルＬ1〜Ｌ3に割り当てられるデータにアクセスできることになる。他の値の範囲を使用することもできるが、図３は、信頼性指標Ｃが０〜１の値の範囲にある好ましい方法を示していることを理解されたい。
【００３４】
上述のステップ２００〜２０３は、本発明による増分アクセス認証システムを構築するためにシステム開発者によって実行される初期ステップであることをさらに理解されたい。しかし、このようなステップは、システムが配置された後いつでも実行できることを認識されたい。例えば、新しいユーザは、システムが配置された後いつでも続いて登録することができる。加えて、システムの使用法が時の経過と共に分析されるにつれて、アクセス・マップおよびセグメント区分は、システム・パフォーマンスを向上させるために更新することができる。実際、パラメータは、システムをより限定的または非限定的とするためにいつでも変更することができる。
【００３５】
システムの操作中、アクセスを求める（例えばＥメールの要求する）ユーザは、識別要求をシステムに入力することになる（ステップ２０４）。識別要求は、例えばパスワードを入力する、カード・リーダにカードを通す、ユーザの名前／ユーザＩＤを話す／入力するなどの様々な方式のうちのいずれかで提供することができる。システムが識別要求を受け取ると（ステップ２０４での肯定的な結果）、システムは識別要求での信頼性レベルを決定するために初期信頼性スコアＣを計算することになる（ステップ２０５）。
【００３６】
次いで本発明による信頼性スコアを計算する好ましい方法を、図４に則して述べる。初めに、識別要求ｉに対応する話者モデルＭiは、識別されることになる（ステップ４００）。ユーザがシステムと対話し続けるにつれて、発話データは、集められる。十分な発話データが集められると、話者に関するスコアρは、例えば上の式１を使用して計算されることになる：ρ（ｓn，Ｍi）（ステップ４０１）。次に、単一モード実装について、値
【数７】
0004222743.tif 000008
は、計算され（ステップ４０２）、値
【数８】
0004222743.tif 000009
は、計算される（ステップ４０３）。ただし両方の計算についての値ｔは（ステップ４０１で計算したとおり）スコアρに設定される。ステップ４０２および４０３で計算された積分値は、それぞれ仮定Ｈ０およびＨ１のもとでスコアρがしきい値ｔよりも大きい確率を表す。これらの値は、次いで上の式４を使用してＰ（Ｘ＝１）を計算するために（ステップ４０６で）使用される。
【００３７】
さらに、多峰形実装について、値ｄ（ρ｜Ｈ１）は計算され（ステップ４０４）、値ｄ（ρ｜Ｈ０）は計算され（ステップ４０５）、それらの値は、上の式６を使用してＰ（Ｙ＝１）を計算するために（ステップ４０７で）使用される。ステップ４０４および４０５で計算された値は、それぞれ仮定Ｈ０およびＨ１で与えられるスコアρの尤度を表す。Ｐ（Ｘ＝１）およびＰ（Ｙ＝１）（使用される場合）が計算されると、信頼性スコアＣは、上の式８を使用して計算される（ステップ４０８）。
【００３８】
図２に戻ると、初期信頼性スコアＣが計算されると、信頼性スコアＣがある所定のしきい値を超えるかどうかについて決定を行うことができる（ステップ２０６）。このステップは、第１インスタンスで（または後の時間で）、その話者がそうであると主張する本人であるかについて十分な信頼性があるかを識別要求に基づいて決定するために実行できる。しきい値は、望まれるどの値、例えば０であっても良い。信頼性スコアが所与のしきい値を超えない場合（ステップ２０６での否定的決定）、システムは、ユーザの主張した識別をはっきりさせるために話者に追加の情報または発話入力を促すことになる（ステップ２０７）。ユーザは、次いで要求された情報を提供することができ、信頼性スコアが計算されることになる（ステップ２０５）。
【００３９】
一方、信頼性スコアＣが所定のしきい値を超える場合（ステップ２０６での肯定的な結果）、計算された信頼性スコアＣに基づいて、システムは、ユーザが保護されたデータベースからアクセスできるデータ（例えばＥメール）を決定するために（図３に則して上述した通り）アクセス・マップを使用することになる（ステップ２０８）。システム状態またはコンテキストは、次いで現信頼性指標またはアクセス・マップあるいはその両方がコンテキスト・ストア中の要求された識別ｉに沿って格納されることによって更新される（ステップ２０９）。
【００４０】
ダイアログ・セッションが続行するにつれて（ステップ２１０）、ユーザの発話は、継続的に解析され、システムは、トリガリング・イベントの発生時に信頼性スコアＣを再計算することになる（ステップ２１１）。トリガリング・イベントは、所与のアプリケーションに基づくどの所定のイベント（例えばユーザ・クエリの受け取り、所定（周期的）期間の満了など）でも良い。トリガリング・イベントが検出されたとき（ステップ２１１）、システムは、元の識別要求の妥当性についての信頼性レベルをチェックするために信頼性スコアを再計算することになる（ステップ２０５に戻る）。例えば、新しい信頼性スコアＣが所定のしきい値を下回る場合（ステップ２０６）、システムは、話者が元の識別要求に関連付けられるシステム・ユーザではないと結論することができる。この例では、システムは、話者に新しい識別要求を提供するよう促すことができ、それによって上述の認証プロセスは、その新しい話者にデータへの適切なアクセスを提供するために繰り返される。そのような各解析の後、コンテキストは新しい信頼性スコア／アクセス・マップを反映するために更新される。このように、本発明は、増分式および控えめな認証プロセスを提供する。
【００４１】
図５は、多峰形実装に対するターゲットおよびインポスタ（impostor）・スコアの確率密度の例示的なグラフィカル・ダイアグラムである。より具体的には、図５は、確率密度をρの関数として示し（式１）、そこではターゲットに対する２つの確率密度関数（実線）がプロットされ、インポスタ・スコアに対する１つの確率密度関数（破線）がプロットされている。図６は、図５に示す確率密度に基づく信頼性指標の例示的なグラフィカル・ダイアグラムである（すなわち信頼性指標（式８）が図５の密度に対してプロットされている）。図６に示す関数は、ライン・セグメント［０，１］（図３）の実際的で自然な区分を決定するためのガイドとして使用することができることを認識されたい。例えば、曲線の傾きは、ブレークポイントを設定するために使用することができる。これは、信頼性指標がスコアの関数としてどれだけ早く変化するかの指標だからである。上で示した通り、時の経過にわたる使用法の観察に基づいて、アクセス・マップおよびライン・セグメントの区分は、パフォーマンスを向上させるために更新することができる。どの時点でも、パラメータは、システムをより限定的または非限定的とするために変更することができる。
【００４２】
本明細書では本発明の例示的実施形態を添付の図面に則して説明したが、本発明がそれらの厳密な実施形態に限定されず、本発明の範囲または精神から逸脱することなく、当業者がそれに他の様々な変更および修正を加えることができることを理解されたい。あらゆるそのような変更および修正は、添付の請求の範囲で定義される通り本発明の範囲内に含まれているものとする。
【００４３】
まとめとして、本発明の構成に関して以下の事項を開示する。
【００４４】
（１）会話型システムでのユーザを認証するための方法において、
ユーザから識別要求を受け取るステップと、
前記ユーザからの発話入力を使用して前記識別要求に基づいて信頼性スコアを計算するステップにおいて、前記信頼性スコアが識別要求の妥当性についての信頼性の指標であるステップと、
前記ユーザに前記計算された信頼性スコアに基づいて保護されたデータへのアクセスを提供するステップとを含む方法。
（２）前記信頼性スコアを前記システム状態の一部として維持するステップをさらに含む上記（１）に記載の方法。
（３）前記保護されたデータを複数のデータ・クラスに区分するステップと、
セキュリティ・レベルを各前記データ・クラスに割り当てるステップと、
前記保護されたデータにアクセスするための前記セキュリティ・レベルに基づいてアクセス・マップを構築するステップとをさらに含む上記（１）に記載の方法。
（４）信頼性スコアの範囲を選択するステップと、
前記信頼性スコアの範囲を複数の領域に区分するステップと、
各領域を前記セキュリティ・レベルのうちの１つに割り当てるステップとをさらに含む上記（３）に記載の方法。
（５）前記ユーザに前記計算された信頼性スコアに基づいて保護されたデータへのアクセスを提供するステップが、
前記計算された信頼性スコアを含む、複数の領域のうちの所与の領域を決定するステップと、
前記所与の領域に割り当てられた前記セキュリティ・レベルを決定するステップと、
前記所与の領域に割り当てられた前記セキュリティ・レベルに基づき前記アクセス・マップを使用して保護されたデータにアクセスするステップとを含む上記（４）に記載の方法。
（６）前記アクセス・マップを使用する保護されたデータにアクセスするステップが、前記所与の領域の前記セキュリティ・レベルに割り当てられた保護されたデータと、前記所与の領域の前記セキュリティ・レベルよりも低い少なくとも１つのセキュリティ・レベルに割り当てられた保護されたデータとにアクセスすることを可能にするステップを含む上記（５）に記載の方法。
（７）所定のイベントの発生時に前記信頼性スコアを再計算するステップをさらに含む上記（１）に記載の方法。
（８）前記所定のイベントが、保護されたデータにアクセスするためのユーザ・クエリである上記（７）に記載の方法。
（９）前記信頼性スコアが、複数の条件のもとで前記スコアを特徴付ける統計モデルの線形関数に基づく上記（１）に記載の方法。
（１０）前記信頼性スコアが、（１）単一モード実装を考慮するための第１構成要素と、（２）多峰形実装を考慮するための前記第１構成要素および第２構成要素のうちの一方を含む上記（９）に記載の方法。
（１１）前記信頼性スコアが、多峰形実装での前記第１および第２構成要素の重みをつけるための混合因子を含む上記（１０）に記載の方法。
（１２）マシンで読み取り可能なプログラム記憶装置において、会話型システムでユーザを認証するするための方法ステップを実行するための、前記マシンが実行可能な命令のプログラムを有形に実施し、その方法が
ユーザから識別要求を入力として受け取るステップと、
前記ユーザからの発話入力を使用して前記識別要求に基づいて信頼性スコアを計算するステップにおいて、前記信頼性スコアが識別要求の妥当性についての信頼性の指標であるステップと、
前記ユーザに前記計算された信頼性スコアに基づいて保護されたデータへのアクセスを提供するステップとを含むプログラム記憶装置。
（１３）前記信頼性スコアを前記システム状態の一部として維持するステップを実行するための命令をさらに含む上記（１２）に記載のプログラム記憶装置。
（１４）前記保護されたデータを複数のデータ・クラスに区分するステップと、
セキュリティ・レベルを各前記データ・クラスに割り当てるステップと、
前記保護されたデータにアクセスするための前記セキュリティ・レベルに基づいてアクセス・マップを構築するステップを実行するための命令をさらに含む上記（１２）に記載のプログラム記憶装置。
（１５）信頼性スコアの範囲を選択するステップと、
前記信頼性スコアの範囲を複数の領域に区分するステップと、
各領域を前記セキュリティ・レベルのうちの１つに割り当てるステップとを実行するための命令をさらに含む上記（１４）に記載のプログラム記憶装置。
（１６）前記ユーザに前記計算された信頼性スコアに基づいて保護されたデータへのアクセスを提供する前記ステップを実行するための前記命令が、
前記計算された信頼性スコアを含む、複数の領域のうちの所与の領域を決定するステップと、
前記所与の領域に割り当てられた前記セキュリティ・レベルを決定するステップと、
前記所与の領域に割り当てられた前記セキュリティ・レベルに基づき前記アクセス・マップを使用して保護されたデータにアクセスするステップとを実行するための命令を含む上記（１５）に記載のプログラム記憶装置。
（１７）前記アクセス・マップを使用する保護されたデータにアクセスするステップを実行するための命令が、前記所与の領域の前記セキュリティ・レベルに割り当てられた保護されたデータと、前記所与の領域の前記セキュリティ・レベルよりも低い少なくとも１つのセキュリティ・レベルに割り当てられた保護されたデータとにアクセスすることを可能にするステップを実行するための命令を含む上記（１６）に記載のプログラム記憶装置。
（１８）所定のイベントの発生時に前記信頼性スコアを再計算するステップを実行するための命令をさらに含む上記（１２）に記載のプログラム記憶装置。
（１９）前記所定のイベントが、保護されたデータにアクセスするためのユーザ・クエリである上記（１８）に記載のプログラム記憶装置。
（２０）前記信頼性スコアが、複数の条件のもとで前記スコアを特徴付ける統計モデルの線形関数に基づく上記（１２）に記載のプログラム記憶装置。
（２１）前記信頼性スコアが、（１）単一モード実装を考慮するための第１構成要素と、（２）多峰形実装を考慮するための前記第１構成要素および第２構成要素のうちの一方を含む上記（２０）に記載のプログラム記憶装置。
（２２）前記信頼性スコアが、多峰形実装での前記第１および第２構成要素の重みをつけるための混合因子を含む上記（２１）に記載のプログラム記憶装置。
（２３）増分アクセス認証システムにおいて、
複数のデータ・クラスに区分されるデータベースにおいて、各データ・クラスが前記データ・クラスのセキュリティ・レベルに基づいて信頼性スコアの範囲に割り当てられるデータベースと、
前記データベース中のデータへのアクセスを求める少なくとも１人のユーザとのダイアログ・セッション中に信頼性スコアを周期的に計算するための計算モジュールにおいて、信頼性スコアが前記ダイアログ・セッションの開始時に提供される元の識別要求の前記妥当性についての信頼性の指標である計算モジュールと、
前記データベース中のデータへのアクセスを直前に計算した信頼性スコアに基づいて制御するためのダイアログ・マネージャとを含む増分アクセス認証システム。
（２４）各データクラスを相当する信頼性スコアの前記範囲にマップするためのアクセス・マップにおいて、前記アクセス・マップが、データへのアクセスを直前に計算された信頼性スコアに基づいて提供するために前記ダイアログ・マネージャによって使用されるアクセス・マップをさらに含む上記（２３）に記載のシステム。
（２５）直前に計算した前記信頼性スコアを維持するための手段を前記システム状態の一部として維持するための手段をさらに含む上記（２３）に記載のシステム。
（２６）前記信頼性スコアが、複数の条件のもとで前記スコアを特徴付ける統計モデルの線形関数に基づく上記（２３）に記載のシステム。
（２７）前記信頼性スコアが、（１）単一モード実装を考慮するための第１構成要素と、（２）多峰形実装を考慮するための前記第１構成要素および第２構成要素のうちの一方を含む上記（２６）に記載のシステム。
（２８）前記信頼性スコアが、多峰形実装での前記第１および第２構成要素の重みをつけるための混合因子を含む上記（２７）に記載のシステム。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態による会話型システムのブロック・ダイアグラムである。
【図２】本発明の１つの態様による、ユーザ認証を提供する方法のフロー・ダイアグラムである。
【図３】本発明の例示的実施形態による、ライン・セグメント区分プロセスおよび対応するアクセス・マップを示すダイアグラムである。
【図４】本発明の１つの態様による、信頼性指標を計算する方法のフロー・ダイアグラムである。
【図５】多峰形実装に対するターゲットおよびインポスタ・スコアの確率密度の例示的なグラフィカル・ダイアグラムである。
【図６】図５に示す確率密度に基づく信頼性指標の例示的なグラフィカル・ダイアグラムである。
【符号の説明】
１１  音声入出力モジュール
１２  会話型エンジン
１３  会話型データ・ファイル
１４  ダイアログ・マネージャ
１５  コンテキスト
１６  保護されたデータベース（データ・クラス）
１７  セキュリティ・レベル
１８  信頼性スコア計算
１９  コマンド・プロセッサ
【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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