JPS63106798A

JPS63106798A - 個人認証装置

Info

Publication number: JPS63106798A
Application number: JP61253206A
Authority: JP
Inventors: 斉藤　悦生
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-10-24
Filing date: 1986-10-24
Publication date: 1988-05-11

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】［発明の目的コ（産業上の利用分野）本発明は、たとえば音声を用いて個人の認証を行なう個
人認証装置に関する。

（従来の技術）従来の音声による個人認証装置を第３図に示す。１は入
力された音声を対応する電気信号に変換するマイクロフ
ォンなどの音声入力部で、利用者はこの音声入力部１に
向かって適当な音声、たとえば名前、数字などを発声す
る。音声入力部１で変換された電気信号は特徴抽出部２
に入力され、個人の特徴を表わす個人特徴パラメータの
時系列パターンに変換される。これは、たとえば複数（
普通、数チャネルないし２ｏチャネル程度）のバンドパ
スフィルタバンクによる周波数分析や、ＦＦＴ分析、ケ
プストラム分析、線形予測パラメータなどが使用される
。これらの分析による特徴パラメータの時系列パターン
を、辞書登録時には辞書部３に入力して記憶保存する。

認証時には、上記特徴パラメータの時系列パターンは一
時記憶部４に入力され、一時的に記憶保存される。その
後、認証判定部５において、辞書部３内の特徴パラメー
タの時系列パターンと一時記憶部４内の特徴パラメータ
の時系列パターンとのマツチング演算を行なうことによ
り、合否判・定を行なう。これは、たとえば距離計算な
ど求めて、あらかじめ定められた適当な同値により合否
判定を行なうものである。

しかしながら、このような従来の個人認証装置にあって
は、入力情報、上記列では入力される音声パターンは経
時変化を生じることが知られていて、ある程度時間が経
過すると同一話者であっても受付けられなくなるという
欠点がある。また、たとえば一時的に風邪などをひいて
鼻声になったときにも、同じように受付けられなくなっ
てしまうという欠点がある。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は、上記したように入力情報（たとえば音声パタ
ーン）の経時変化に追従できないという欠点を除去する
べくなされたもので、入力情報の経時変化に追従でき、
確実に本人の判定を下すことのできる個人認証装置を提
供することを目的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明の個人認証装置は、主に判定の辞書として用いる
第１辞書手段の外に、毎時更新される第２辞書手段を備
えたことを特徴としている。

（作用）第２辞書手段は毎時更新されるので、第１辞書手段によ
り合否判定を行なった際、合否が確定できない場合には
、第２辞自手段を用いて再度合否判定を行なうことによ
り、たとえば音声パターンの経時変化に追従でき、した
がって正しい個人が受付けられなくなることがなくなり
、゛確実に本人の判定を下すことができる。

（実施例）以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図において、１１は情報入力手段としての音声入力
部で、入力された音声を対応する電気信号に変換する。

１２は特徴抽出部で、音声入力部１１で変換された電気
信号が入力され、適当な分析を行なうことにより、個人
の特徴を表わす個人特徴パラメータの時系列パターンに
変換する。

１３はモード切換スイッチで、登録モードと認証モード
の切換を行なう。１４は第１辞書部で、登録モード時に
特徴抽出部１２から出力される個人特徴パラメータの時
系列パターンを恒久的に記憶保存する。１５は一時記憶
部で、認証モード時に特徴抽出部１２から出力される個
人特徴パラメータの時系列パターンを一時的に記憶保存
する。

１６は第２辞書部で、後述する認証判定部１Ｂで合と判
定されたとき、一時記憶部１５内の個人特徴パラメータ
の時系列パターンを記憶保存する。

１７はスイッチ手段で、後述する認証判定部１８で合と
判定されたときオンし、一時記憶部１５内の個人特徴パ
ラメータの時系列パターンを第２辞書部１６へ入力する
。１８は認証判定部で、第１辞書部１４または第２辞書
部１６内の個人特徴パラメータの時系列パターンと一時
記憶部１５内の個人特徴パラメータの時系列パターンと
のマツチング演算を行ない、合否判定を行なう。１９は
選択スイッチで、認証判定部１８によって制御され、第
１辞書部１４または第２辞書部１６の選択を行なう。２
０はメインプロセッサ部で、認証判定部１８の判定結果
に応じて対応する機器の動作制御を行なう。

次に、上記のような構成において動作を説明する。まず
、利用者は自分の音声の登録を行なう。

すなわち、モード切換スイッチ１３を登録側に設定し、
音声入力部１１に向かって適当な音声、たとえば名前、
番号などを発声する。入力された音声は、音声入力部１
１で電気信号に変換された後、特徴抽出部１２に入力さ
れる。特徴抽出部１２では、適当な音声分析処理、たと
えばバンドパスフィルタバンクによる周波数分析、ＦＦ
Ｔによる周波数分析、ケプストラム分析、線形予測係数
などのパラメータに変換される。また、必要に応じて、
さらに個人、の特徴を表わすパラメータ、たとえば特定
のホルマント周波数などに変換されることもある。要す
るに、ここでは音声の個人性を含むパラメータ群に変換
されるわけである。そして、これらの特徴パラメータを
適当な時間間隔でサンプリングして特徴パターンを得る
。この特徴パターンは、さらに後の処理に都合のよいよ
うに時間軸の正規化などの処理を受けることもある。こ
のような処理を経て個人の特徴を表わす個人特徴パラメ
ータの時系列パターンが得られる。このようにして得ら
れた個人特徴パラメータの時系列パターンは、第１辞書
部１４に入力されて記憶保存（登録）される。この際、
たとえば利用者に複数回発声させて、それを全て登録し
たり、さらにはこの複数のパターンから、たとえば複合
類似度法のような統計処理を施した後登録したりしても
、本質的には同じである。これらの辞書は、たとえば装
置内の固定ディスク装置やフロッピィディスク装置など
の記憶装置に記録されたり、あるいはＩＣカードや光メ
モリカードなどの個人情報記憶媒体に記録されたりする
。

次に、認証時には、まずモード切換スイッチ１３を認証
側に設定する。そして、固定ディスク装置などの記憶装
置に辞書がある場合には、適当な方法（たとえば１０番
号などを入力すること）で対応する辞書をロードし、あ
るいはＩＣカードなどの個人情報記憶媒体にある場合に
は、カードを挿入するなどにより辞書をロードする。そ
の後、利用者は、音声入力部１１に向かって登録しであ
る音声と同じ音声を発声する。あるいは、装置側から指
定してきた音声を発声することもある。入力された音声
は、音声入力部１１で電気信号に変換され、特徴抽出部
１２で個人特徴パラメータの時系列パターンに変換され
た後、一時記憶部１５に一時的に記憶保存される。その
後、認証判定部１８で合否判定が行なわれる。この合否
判定は第２図に示すフローチャートにしたがって行なわ
れる。すなわち、まず選択スイッチ１９を第１辞書部１
４側に設定し、第１辞書部１４内の個人特徴パラメータ
の時系列パターンと一時記憶部１５内の個人特徴パラメ
ータの時系列パターンとの類似度、あるいは同じことだ
が距離の計算を行なう。

これには、たとえば重み付距離、マークリッド距離、ケ
プストラム距離、相互相関、複合類似度などが使用され
る。この結果を利用者ｉの辞ＩＤｉの入カバターンＰと
の類似度Ｓｉと表わすと、［５ｉ−１（Ｐ、Ｄｉ）、た
だしＩは関数］となり、あらかじめ予備実験などにより
定めた閾値ｔ１　、　ｔ２　　（ｔｌ　＜ｔ２　）を用
いて、次式のごとく合否判定を定める。

３ｉ＞ｔ２・・・・・・・・・・・・・・・合ｔ２≧３
１＞ｔｌ・・・・・・不確定ｔ１≧Ｓ１・・・・・・・・・・・・・・・否すなわち
、ｔ２以上であれば本人と認め、ｔ１以下であれば本人
でないと拒絶し、ｔｌとｔ２との間では不確定（あいま
い）であると判定する。閾値ｔ１　、ｔ２の決定方法は
、たとえば予備実験を行ない、本人と確定できる最小値
をｔ２、本人でないと確定できる最大値をｔｌとすれば
よい。

合否判定の結果、それが確定できない場合（不確定であ
ると判定した場合）、認証判定部１８は選択スイッチ１
９を第２辞書部１６側に設定し、今度は第２辞書部１６
内の個人特徴パラメータの時系列パターンと一時記憶部
１５内の個人特徴パラメータの時系列パターンとのマツ
チング演算を同様に行なう。第２辞書部１６には、後述
するように前回の合否判定で合となされたパターンが記
憶保存されている。この第２辞１部１６を用いた合否判
定では１つの閾値を用いて合否判定を行なう。以上によ
って定まった結果をメインプロセッサ部２０へ出力する
。メインプロセッサ部２０では、認証判定部１８の合否
判定結果にしたがって、たとえば否判定のときには扉を
開錠したり、否判定では再度入力を要求したり、あるい
は係員に通報したりする。そして、否判定を行なった場
合、認証判定部１８は、スイッチ手段１７をオンするこ
とにより、一時記憶部１５内の個人特徴パラメータの時
系列パターンを第２辞自部１６に入力せしめてロードす
る。この際、第２辞書部１６も複数パターンを記憶でき
るようにし、最新の数パターンから合否判定が行なえる
ようにしたり、あるいはこの複数パターンから再度、複
合類似度法などにより統計処理を行なって第２辞書を作
成したりしてもよい。また、第１辞書部１４、第２辞書
部１６とのパターンマツチング演算方法が別種であって
もよい。

以上説明した個人認証装置は、主に判定の辞書として用
いる第１辞書部１４の外に、毎時更新される第２辞書部
１６を備えることにより、第１辞書部１４により合否判
定を行なった際、合否が確定できない場合には、第２辞
書部１６を用いて再度合否判定を行なうようにしたもの
である。このような個人認証装置によれば、第２辞書部
１６は毎時更新され、最新の受付けられた音声パターン
を辞書として残しているので、入力される音声パターン
の経時変化に追従できる。したがって、正しい個人が受
付けられなくなることがなくなり、確実に本人の判定を
下すことができる。

なお、前記実施例では、音声を用いて個人の認証を行な
う場合について説明したが、本発明はこれに限定される
ものでなく、たとえば指紋あるいはサインを用いて個人
の認証を行なう場合にも適用できる。要するに本発明は
、個人の生体的特徴を表わす情報を用いて個人の認証を
行なう個人認証装置であれば適用できる。

［発明の効果］以上詳述したように本発明によれば、入力情報の経時変
化に追従でき、確実に本人の判定を下すことのできる個
人認証装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
同実施例における認証判定部の合否判定動作を説明する
フローチャート、第３図は従来の個人認証装置を示すブ
ロック図である。１１・・・・・・音声入力部（情報入力手段）、１２・
・・・・・特徴抽出部（特徴抽出手段）、１４・・・・
・・第１辞囚部（第１辞書手段）、１５・・・・・・一
時記憶部（一時記憶手段）、１６・・・・・・第２辞書
部（第２辞書手段）、１８・・・・・・認証判定部（判
定手段）。出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第２図葬収鴛噸手続補正書昭和　　♀２・−１９日特許庁長官　黒　１）明　雄　殿１、事件の表示特願昭６１−２５３２０６号２、発明の名称個人認証装置３、補正をする者事件との関係　特許出願人（３０７）　　株式会社　東　芝４、代理人東京都千代田区霞が関３丁目７番２号　ＵＢＥビル７、
補正の内容明細書の第１０頁第５行目ないし第６行目にわたって「
マークリッド距離」とあるを「ユークリッド距離」と訂
正する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）入力された個人の生体的特徴を表わす情報を電気
信号に変換する情報入力手段と；この情報入力手段で変換された電気信号が入力され、個
人の特徴を表わす個人特徴情報を抽出する特徴抽出手段
と；個人用辞書登録時には、前記特徴抽出手段で抽出された
個人特徴情報を記憶保存する第１辞書手段と；個人認証時には、前記特徴抽出手段で抽出された個人特
徴情報を一時的に記憶保存する一時記憶手段と；この一時記憶手段内の個人特徴情報が入力され、それを
一時的に記憶保存する第２辞書手段と；前記一時記憶手
段内の個人特徴情報と前記第１辞書手段あるいは第２辞
書手段内の個人特徴情報を評価して、前記入力された個
人の生体的特徴を表わす情報の登録されている個人特徴
情報との合否を判定する判定手段と；この判定手段において合と判定されたときには、前記一
時記憶手段内の個人特徴情報を前記第２辞書手段へ記憶
せしめる手段とを具備したことを特徴とする個人認証装置。
（２）前記判定手段は、通常の判定においては第１辞書
手段内の個人特徴情報を用いて合否判定を行ない、合否
が確定できる場合にはその結果を出力し、合否が確定で
きない場合には第２辞書手段内の個人特徴情報を用いて
合否判定を行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の個人認証装置。
（３）前記個人の生体的特徴を表わす情報は音声である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の個人認証
装置。
（４）前記個人の生体的特徴を表わす情報は指紋である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の個人認証
装置。
（５）前記個人の生体的特徴を表わす情報はサインであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の個人認
証装置。