JPS59192A - 個人照合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は人力された例えば音声パターンに従って予め登
録された個人を照合識別することのできる個人照合装置
に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

金融業務や建物の人出管理業務にあっては、その防犯対
策上、個人の照合、確認が極めて重要である。現在、代
表的な個人照合法として、例えば銀行業務におけるＩＤ
カード法が広く知られている。このＩＤカード法は、Ｉ
Ｄカードに磁気記録された予め登録したＩＤ番号と、新
たにテンキーを用いて入力されたＩＤ番号とを照合して
個人を確認するもので、その論理構成が簡単であり、確
実な照合を行い得ることから広く普及している。

然し乍ら、このＩＤカード法ではＩ　Ｄカードを紛失し
たり、或いは登録しだＩＤ番号を忘れ／ζりして実際上
、上記照合が不能となると云う不具合を治している。寸
だ紛失したＩＤカードに記録されているＩＤ番号が何等
かの手段によって第三者に知れた場合、これによって誤
った個人照合が行われて上記ＩＤカードの不正使用がな
される虞れもある。

そこで最近では上述したＩＤ番号の代りに個人特有な音
声、手型、手書文字等の特徴・リーンを利用した個人照
合が種々試みられている。

しかし、登録された・ぞターンとの完全一致をとること
や、特徴値判定と云った簡単な手法によって個人照合処
理を行っているだけなので、十分高い照合率を得るに至
っていない。これ故、実用化にｆ（ｊ、未だ幾つかの問
題があった。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情を考慮しとなされたもので、そ
の目的とするところは、入力されたパターンに従って予
め登録された個人を簡易に、る実用性の高い個人照合装
置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は人カバターンから同じカテゴリの標準パターン
成分を差引いて求められた残差・セターンから、その特
徴系列パターンを求め、この特徴系列パターンのレベル
で被照合者の個人識別を行うようにしたものである。

〔発明の効果〕

従って本発明によれは残差・リーンと云う個人性の強い
情報の更にその特徴を顕著に示す特徴系列パターンを用
いて照合処理を行うので、高精度に、しかも信頼性良く
その照合結果を得ることが可能となシ、実用上多大なる
効果が奏せられる。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の一実施例につき説明する
ヮ 第１図は実施例装置の要部を示す概略構成図である。こ
の装置は音声入力された音声情報を用いて個人照合処理
を行うもので、Ａは音声分析部、Ｂは個人照合部である
。入力された音声信号は音響処理部１にて分析され、そ
の特徴・やラメータが抽出される。認識処理部２は、入
力音声信号に対して音声区間の切出しや時間軸の正規化
処理等を行ったのち、上記特徴パラメータを辞書３に予
め登録された標準・やターンと照合し、例えば類似度計
算を行う等してぞのカテゴリを判定している。そして、
この判定された同一カテゴリの標準パターン成分を前記
入力音声・Ｐターンよシ差引き、これによって入力音声
の個人性の強い残差・！ターンが求められている。

しかしで、上記の如く求められた残差／Ｆターンは個人
照合部Ｂに供給され、個人照合処理に供される。この個
人照合処理は、認識処理部４において、辞書５に予め登
録された各個人の登録残差・！ターンとの照合比較、そ
して判定部６における上記比較結果の判定結果に応じた
認識処理部７における辞書８を用いた照合比較、更に判
定部９によるその判定と云う２段段の処理によって行わ
れるようになっている。認識処Ｊ、ｌｊ部７は、前述し
た音声残差・９ターンから例えば音韻特徴系列等のその
特徴を顕著に示す特徴系列・母ターンを抽出し、予め同
様に抽出されたのち辞書８に登録されている辞書特徴系
列神ターンとの照合を行うものである。これらの各照合
結果を総合判定することにより、音声入力者、つまシ被
照合者が個人識別されることになる。

第２図は、上述した装置における個人の・ぐターン登録
と、登録されたパターンを用いた被照合者の個人識別処
理とを概略的に示した処理フローであシ、以下、この処
理フローに従って本装置の作用・効果を説明する。

今、個人照合に用いる音声や文字等の・！ターンをベク
トルｆ（ト）で示すものとする。こむで／＝　＆：Ｉ。

上記・やターンが属するカテゴリ（ｔ＝１．２．３・・
・・・・、Ｌ）を示している。しかしてカテゴリｔの標
準パターンは、例えば不特定多数の人からそれぞれ得ら
れるカテゴ＋７７のパターンを平均化処理し／ｃシ、或
いはその集合（【、）を基礎として作成される。つまシ
、 （ｆ“１（ｊ−１，２，３・・・−・Ｊ　）−・ψ叩、
Ｉ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｔとし
て、標準・Ｐターンψ“が求められ、各力テコＩＪ　／
−４ｒｊに辞書３に登録される。この標準・にターンψ
（′ｄ１、従来周知の複合類似度法や混合類似度法で用
いられる標準パターンと同様な手法によって求められる
ものであり、 ψ“−（φ／勺　（ｍ＝　１　　、　２　　、　３−−
　Ｊ）として与えらノ１．る。このようｉ／（−、Ｌ、
で示される標準・Ｐターンｔよ、前記・ｅターン集合（
ｆ・叩）をもとに、そり平均パターンおよび代表的々変
形・やターンを表わしており、最小自乗法的な意味にお
いて最適な近似表現となっている。尚、φ（４）は同一
り力テコ＋７　ｔにおいて、互いに直交する関係Ｖｃな
っでいる。

さて、特定の個人αが、個人照合の為に予め登録入力す
る・パターンを杵ごとすると、このパターン私“は上記
個人αの特性を示す特有の歪を持つ、カテゴリｔに属し
たもりとなる。峰−こて、この登録パターンｇＣｔＣＩ
Ｊから、これに計１する平均的な・ぞターン成分、即ち
標準・ぞターン成分を差引いて個人の特性を強調しだ残
差・ゼターンｈ♂を、例えば として求める。ここで（・）は内積を示し、分母は正規
化の為に導入したもので１ｌｌｌｉｌ−１ソルムを示し
ている。但し、分母を”Ｊ″′として残差・やターンｈ
♂を簡単に求める場合もある。このようにして求められ
た残差・ｌターンｈ♂も個人の識別情報用辞書として登
録される。

さて本装置では上記残差パターンｈ♂から更にその特徴
系列が求められる。即ち、入カバターンが音声である場
合には、子音や母音等の音韻特徴を抽出し、これがどの
ような時間系列になっているかを分析している。この特
徴ある音ｎｔｌ・Ｐクーンｃｒ、ｉｔｌの分析結果から
、その特徴系列の全部或いはそり一部が特徴系列・？タ
ーン・、Ｘ“−（・ｆＪＩＩ　　　Ｉ　・ンン　　　・
・・　・・　・“　　　）α（ｎｌ として求められている。この特徴系列パターンＣα“が
第２の辞書として登録される。このようにして、各個人
の登録・パターンが、それぞれ辞賓登録されることにな
る。

さて、こりような情報により構成された辞１５．８を用
いた被照合者の個人識別は次のようにして行われる。

先ず個人照合の為に被照合者が入力した照合・ｆターン
をｐとすると、その分析処理によって上記照合・ンター
ンｐの力テコ゛りが判定され、同じ力テコ゛りの標準・
９タ一ン成分φ“を用いて上記照合パターンｐの残差・
ぞターンｑ“がとして求められる。との残差パターンｑ
ｃ′と前記辞書登録した残差・Ｐターンｈｒ、ｆｆ１（
′とを照合し−Ｃ第１段階の照合処理を行う。この照合
処理は、公知の単純類似度法や複合類似度法を用いで行
われる。例えば複合類似度法を用い／こ場合、ｑ（６）
とｈα“との類似度Ｓ（ｑ“、ｈ♂）を として算出する。この獅４出された類似ｊノ１値に対し
て１　θ１　、θ２を定数とし、 Ｓ（ｑ“、ｈ♂）〉θ１ なる条件で被照合者が個人αであると判定する。

まだ同様にして Ｓ（ｑ″ｌ、ｈ♂）〈θ２ なる条件の場合には、被照合者は個人（χでないとして
判定する。また判定結果が θｚ＜Ｓ（ｑ叩、ｈ♂）〈θｌ である場合、被照合者を個人αであると識別することか
不十分であるとし、これをリジェクト′する。即ち、と
の残差・やターンによる照合で十分旨い精度でパターン
の一致・不一致の結果が得られた場合、そり結果だけを
用いて被照合者の個人識別結果を得る。またこのとき、
類似度値が十分高くなく、且つ十分低くない状態でその
判定が困難な場合にはこれをリジェクトして後述するよ
うに特徴系列・！ターンを用いた照合処理を行う。

尚、上述した判定処理（・ゴ、被照合者が特定の個人α
であるか否かを識別するものであるが、カテゴリを同じ
くするパターンを登録した複数の個人が存在する揚台に
ｄｌ、そり各々について類似度値を求める。そして、そ
り中で最大を示す類似度値をＳ（″とじ、且つそり次に
大きな値ｌ） を示す類似度値をＳ　　として、次の判定処理ｅｘｔ を行う。即ち、θ３　、θ、１θ５をそれぞれ定数とし
、 晴、””　Ｍａｘ（Ｓ　（ｑ”　、　ｈα”）１，２）
　＞θ３なる条件が共に満たされたとき、被照合者を個
人αとして識別判定する。また Ｓ濫、〈θ。

なる条件の場合には、被照合者がいずれの登録された個
人にも該当し−ないとして判定し、そノ１以外の場合に
は、正確な識別ができないとしてリジェクトする。

そり後、上記残差・９ターンを用いた照合において判定
がリジェクト処理された場合、以下に説明するように、
前記残差・臂ターンの特徴系列・９ターンを用いた照合
処理を行う。この場合、先ず被照合者が入力した照合パ
ターンｐの残差パターンｑ′から、前述した手順と同様
にしてその特徴系列・ンターンｄ。ソヲ ｄ♂＝（ｄ路、）、ｄ記２．〜ｄム） を求める。このようにしで求められた照合・Ｐター　７
　ｐの特徴系列パターンｄ。奴と、前記辞書登録した特
徴系列・Ｐターンｃ（：ｔ“とを比較照合しで１固入識
別を行うっこり比較照合Ｑ」、公知Ｖ遷移チーグル法や
ダイナミツクツ０ログラミング法（ＤＰ法）笠を用いて
行われる。例えばＣａ“とｄｔｘ”　ｌ　ｖ）一致度（
距Ｎｆｌ　）　Ｔ（Ｃｔｒ　、ｄａ”　）をとして求め
る。ここでｔ　　　は特徴ベクトル（ｃ、ｄ） ｃＬＡ　　とｄＶＪ　　との距離を示しでおり、またω
ｆｉｌαｉｌｌ　　　　　ｒ、ｔｆｌ＋ は迅み関数である。そしてｍ１ｎＦは、ＤＰ法において
、一致すさせ方を成る範囲Ｆで変化させたときの最小値
をとる一致度条ｆ（を示すものであし ］〜かして、−ト記一致度の判冨Ｑ」１、θも　、θフ
を定数とじて Ｔ（Ｃ，Ｆ１輸“）くθ６ を得て被照合者を個人αとして識別する。

なる場合には、これを被照合者が個人α（（舎ずとして
判定する。更に θ５（Ｔ（ｃ♂、ｄａ町（θ７ の場合には１［＾１人識別判定が不能であるとし又リジ
ェクトする。

尚、複数の識別候補が在る場合には、その辞書登録され
た特徴系列パターンｃ（ｔ″のそれぞれについて一致度
を求め、その中の最小仙を７Ｊ＜すもりをｒ　　、次位
のものをＴ“　とする。そしくイ） ｍＩ　ｎ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｎｅ
ｘｔてθ８　、θ９．θ１ｏをそれぞれ定数として定め
、Ｔｍ汽〈６色 １　Ｔｍ（ｆｎＴ　ｎ、’−１．：ｔ１　＞０９なる条
件が共に満たされるとき、被照合者を個人αとして判定
識別する。寸だ Ｔ　（イ）〉θ１゜ ｉｎ なる場合には、これを被照合者が個人αに否ずとして判
定し、それ以外の場合には明確な識別ができないことか
ら、これをリジェクトする。

こりようにして入力・等り一ンから標準パターン成分を
除いた残差パターン、および、その残差・やターンの特
徴系列・ｅり一ンを用いて個人照合を行う本装置によれ
ば、照合判定するノ９ターン自体が個人性の非常に強い
ものであるから極め−し精１Ｆ＋１　ｖ高い識別判定を
行い得る。しかも、従来の単純なカテコ゛りの一致判定
だけを行うものとｔ」、異なシ、個人特有な情報、つ捷
シ残差パターンと、更にその特徴を顕著に示す特徴系列
パターンとを用いて照合を行うので、判定の基礎となる
情報自体が極めて精ｆ＠−ｖ）高いものとなる。かくし
１ここに、信頼性および精度良く、しかも効果的に個人
照合を行うことが可能となり、実用上絶大なる効果が奏
せられる。

尚、前述した照合によリリノ、クトされた場合には、・
母ターンの再入力を行わしめる等すれば、照合精度の向
上を期待することができる。

尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではない
。実施例では音声入力された音声・♀ターンを識別対象
としたが、文字・やターンや、オンライン入力されるペ
ン座標系列、筆圧等り時間的変化パターン金識別対象と
することもできる。要するに本発明はその要旨を逸脱し
／Ｃい範囲で種々変形して実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明り一実施例装置の要部概略構成図、第２
図は実施例装置にお＆−Ｊる照合処理形態を示す図であ
る。 Ａ・・・音声分析部、Ｂ・・・個人照合部、２，４゜７
・・・認識処理部、３　、５　、８．・・辞書、６，９
・判定部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （リ　個人が入力した登録・Ｐターンから同じカテ了り
   の標準・セクーン成分を差引いた残差・ぐターンの特徴
   系列パターンを抽出して辞書登録する手段と、被照合者
   が人力した照合・やターンから同じカテゴリの標準パタ
   ーン成分を差引いた残差・やターンの特徴系列パターン
   を抽出する手段と、この照合・Ｐターンから求められた
   特徴系列・ぞターンと前記辞書登録された特徴系列・９
   ターンとを比較して前記被照合者を個人識別する手段と
   を具備したことを特徴とする個人照合装置Ｐ＝７　。 （２）特徴系列パターンの比較による個人識別処理ｄ１
   、入力・９ターンのカテゴリ比較および上記人力・やタ
   ーンから求められだ残差・ンターンによる比較処理を行
   ったのちに行われるものである特許請求の範囲第１項記
   載の個人照合装置６：。 （３）標準・千ターン成分は、不特定多数の人が入力し
   た入力・母ターンをカテゴリ別に平均化処理して求めた
   ものである特許請求の範囲第１項記載の個人照合装置。