DE19515123C1

DE19515123C1 - Smart card access control security protection system

Info

Publication number: DE19515123C1
Application number: DE19515123A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Rix
Original assignee: Orga Kartensysteme GmbH
Current assignee: Idemia Germany GmbH
Priority date: 1995-04-25
Filing date: 1995-04-25
Publication date: 1996-08-22
Anticipated expiration: 2015-04-26

Abstract

An access card (1) has an embedded microchip initially entered into a unit where an authorisation code is entered into memory. The user speaks into a microphone and the terminal carries out speech analysis to generate data entered into memory for use as a reference. When used to gain access the card is entered into a reader (10) and the user speaks (22) into a microphone (13). The speech is analysed (14) and compared (12) with the stored speech signature before an output is generated to release the lock.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Sicherung von Gegenständen, insbesondere manuell bedienbaren Gegenständen, gegen eine unbefugte Benutzung, die als Zugangs- und Zugriffskontrolleinrichtung eine Ver riegelungseinrichtung steuert und die eine Sprach eingabe und eine Sprachanalyseeinheit aufweist und bei der die Sprachanalyseeinheit mit einem Referenzspeicher verbunden ist, in dem mindestens ein Parameter zur Sprachidentifikation abgelegt ist und ein Abweichungs komparator gemeinsam mit der Sprachanalyseeinheit eine Auswertungseinheit ausbildet, die zusätzlich zur Sprachidentifizierung eines autorisierten Benutzers zulässige Sprachabweichungen erkennt und die mit einem Auswertungsalgorhythmus geladen ist, der bei einem Überschreiten typischer Parametergrenzwerte eine Frei gabe der Verriegelungseinrichtung unterbindet.The invention relates to a device for securing of objects, in particular manually operable Objects, against unauthorized use, which as Access and access control device a ver locking device controls and the one voice input and has a speech analysis unit and at the the speech analysis unit with a reference memory is connected in which at least one parameter for Language identification is filed and a deviation comparator together with the speech analysis unit Forms evaluation unit that in addition to Language identification of an authorized user recognizes permitted language deviations and those with a Evaluation algorithm is loaded, which at a A free exceeds typical parameter limits handing over the locking device.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zur Zugriffskontrolle, bei dem in Abhängigkeit von einer Zugangsberechtigung eine Verriegelungseinrichtung ge steuert wird und bei dem aufgrund einer Sprachanalyse ermittelte Parameter unter Vergleich mit gespeicherten Informationen ausgewertet werden und bei dem von einem Benutzer erzeugte Sprachinformationen ausgewertet und mit Charakterisierungsparametern verglichen werden, die als Referenzwerte abgespeichert sind und zusätzlich eine Überprüfung eines Überschreitens von Parameter grenzwerten durchgeführt wird.The invention also relates to a method for Access control, which depending on a Access authorization a locking device ge is controlled and based on a speech analysis determined parameters under comparison with saved Information is evaluated and by the one User-generated voice information evaluated and are compared with characterization parameters that are stored as reference values and additionally a check of parameter overruns limits are carried out.

Ein häufig auftretendes Problem bei einer Vielzahl von Anwendungsfällen besteht darin, daß nur autorisierten Personen ein Zugang oder Zugriff zu bestimmten Ele menten, beispielsweise zu Räumen, Einrichtungen oder Geräten, insbesondere Kraftfahrzeugen, ermöglicht werden soll. Weitere Anwendungsfälle sind speziell abgesicherte Gelände oder Gebäude, gefährliche Anlagen, militärische Einrichtungen, Computeranlagen, Dateien, Datenträger oder Telefongeräte.A common problem with a variety of Use cases is that only authorized Individuals have access or access to certain el ment, for example to rooms, facilities or Devices, especially motor vehicles shall be. Other use cases are special secured premises or buildings, dangerous facilities, military facilities, computer equipment, files, Data carriers or telephone devices.

Bei Anwendungen im Bereich von Fahrzeugen besteht ein weiteres Problem darin, daß nicht nur eine Wegnahme durch unbefugte Personen vermieden werden soll, sondern auch grundsätzlich zugriffsberechtigte Personen können sich in körperlichen Zuständen befinden, die eine Führung des Kraftfahrzeugs nicht erlauben. Derartige körperliche Beeinträchtigungen können beispielsweise durch Alkoholeinfluß, Medikamenteneinwirkung, Drogen konsum oder Übermüdung auftreten. Das Führen von Kraft fahrzeugen unter derartigen Randbedingungen führt häufig zu Unfällen. For applications in the area of vehicles there is a another problem is that not just a take away should be avoided by unauthorized persons, but persons with basic access rights can also are in physical states, one Do not allow guidance of the motor vehicle. Such physical impairments, for example through the influence of alcohol, medication, drugs consumption or fatigue occur. Leading strength leads vehicles under such boundary conditions often to accidents.

Bekannte Maßnahmen zur wirksamen unmittelbaren un mittelbaren Verhinderung des Führens von Kraftfahr zeugen unter derartigen Randbedingungen liegen nicht vor. Es ist lediglich üblich, indirekt durch Strafan drohung und Überprüfung eine entsprechende Handhabung von Kraftfahrzeugen zu verhindern. Die üblichste Ver fahrensweise sind hierbei Polizeikontrollen, bei denen auffällige Fahrer bezüglich ihres Alkoholgehaltes im Atem beziehungsweise bezüglich ihres Blutalkoholge haltes überprüft werden. Trotz dieser Überprüfungen werden jedoch oft Fahrzeuge unter Alkoholeinwirkung benutzt und eine Vielzahl von schweren Unfällen sind eine direkte oder mittelbare Folge einer temporären Verminderung der Reaktionsfähigkeit des Fahrers durch Einwirkung entsprechender Substanzen, beziehungsweise durch Ermüdungserscheinungen.Known measures for effective immediate un indirect prevention of driving motor vehicles testify under such boundary conditions do not lie in front. It is only common, indirectly through Strafan threat and review of appropriate handling to prevent motor vehicles. The most common ver way of driving here are police controls at which conspicuous drivers with regard to their alcohol content in the Breath or their blood alcohol stop being checked. Despite these reviews However, vehicles are often exposed to alcohol used and are a variety of serious accidents a direct or indirect consequence of a temporary Reduced driver responsiveness by Exposure to appropriate substances, respectively through signs of fatigue.

Eine weitere Anforderung im Zusammenhang mit der allge meinen Durchführung von Zugangs- und Zugriffskontrollen besteht darin, daß eine Dokumentation erfolgen soll, welche Personen innerhalb welcher Zeiträume den ent sprechend abgesicherten Bereich betreten haben. Dies kann nicht nur sicherheitsrelevante Hintergründe haben, sondern es ist beispielsweise auch möglich, im Zu sammenhang mit Abrechnungssystemen bei der Zeiter fassung von Arbeitszeit abrechnungsfähige Zeiträume zu bestimmen.Another requirement related to the general my implementation of access and access controls is that documentation should be made which people within which time period the ent have entered the speaking secured area. This can not only have security-related backgrounds, but it is also possible, for example, in the Zu connection with billing systems at the time accounting for workable periods determine.

Bekannte Maßnahmen zur Durchführung von Zugangs- oder Zugriffskontrollen zur Vermeidung einer Benutzung durch unbefugte Personen bestehen darin, mechanische oder elektronische Sicherheitseinrichtungen vorzusehen. Eine elektronische Absicherung kann dadurch erfolgen, daß über eine Tastatur ein geheimes Codewort eingegeben werden muß und daß eine Auswertungseinheit vergleicht, ob dieses Codewort mit einem abgespeicherten Codewort übereinstimmt. Weitere Sicherungseinrichtungen funktionieren auf der Basis von Magnetkarten oder Chipkarten, auf denen spezielle Informationen abge speichert sind und bei denen zusätzlich über eine Tastatur eine persönliche Identifikationsnummer einge geben werden muß. Derartige Systeme sind beispielsweise im Bankbereich im Zusammenhang mit Scheckkarten be kannt. Zur Absicherung von Computersystemen ist es üblich, über die Tastatur Codewörter einzugeben, die dann insgesamt oder selektiv eine Freigabe des Computersystems hervorrufen.Known measures for performing access or Access controls to avoid usage by unauthorized persons are mechanical or to provide electronic safety devices. A electronic protection can be done in that Enter a secret code word using a keyboard and that an evaluation unit compares, whether this code word with a stored code word matches. Other security devices work on the basis of magnetic cards or Chip cards on which special information is stored stores and where additionally via a Keyboard turned on a personal identification number must be given. Such systems are, for example in the bank area in connection with check cards knows. It is for securing computer systems usual to use the keyboard to enter code words that then a total or selective release of the Computer system.

Aufgrund des relativ hohen Aufwandes bei einer zuver lässigen Absicherung und der leichten Umgehbarkeit von mit geringem Aufwand realisierten Absicherungssystemen wird in vielen Bereich, beispielsweise bei der Gleit zeiterfassung, üblicherweise auf Sicherungscodes ver zichtet, da nur ein schlechtes Verhältnis von Kosten und Nutzen gewährleistet werden kann.Due to the relatively high effort with a verver casual security and easy bypassability of Security systems implemented with little effort is used in many areas, for example in the sliding time recording, usually ver on security codes waives because only a bad ratio of costs and benefits can be guaranteed.

In der DE 34 38 106 A1 wird bereits eine Vorrichtung zur Sicherung von Gegenständen beschrieben, bei der von einer Zugangs- und Zugriffskontrolleinrichtung eine Verriegelungseinrichtung gesteuert wird. Es ist eine Sprachanalyseeinheit vorhanden, die mit einem Referenz speicher verbunden ist. Es werden im Bereich des Referenzspeichers abgelegte Sprachidentifikationen mit eingegebenen Sprachinformationen verglichen. Ein Zugang ist nur bei einer Einhaltung von typischen Parameter grenzwerten der Sprachinformationen möglich.DE 34 38 106 A1 describes a device for securing objects described by an access and access control device Locking device is controlled. It is one Speech analysis unit available with a reference memory is connected. It will be in the area of Stored in the reference memory entered language information compared. One access is only if typical parameters are observed limits of the voice information possible.

Aus der Druckschrift "SICKERT, Klaus, Automatische Spracheingabe und Sprachausgabe, Verlag Markt & Technik, 1983, S. 299-306" ist es bereits bekannt, im Bereich von automatischen Spracheingaben Lernphasen durchzuführen, um eine Sprachanalyse an typische Sprachparameterabweichungen eines Benutzers anzupassen.From the publication "SICKERT, Klaus, Automatik Voice input and output, Verlag Markt & Technik, 1983, pp. 299-306 "it is already known in Range of automatic voice input learning phases to perform a speech analysis on typical Adjust language parameter deviations of a user.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vor richtung zur Sicherung von Gegenständen der einleitend genannten Art derart zu verbessern, daß mit geringem Aufwand eine hohe Absicherung erreicht wird.The object of the present invention is to provide a Direction for securing objects in the introductory to improve the type mentioned so that with little High hedging effort is achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Parametergrenzwerte durch systematische physiologische Funktionsveränderungen bei durch tempo räre Einwirkungen verursachter nachlassender Konzentra tionsfähigkeit des Benutzers festgelegt sind, daß der Referenzspeicher als von einer Leseeinrichtung auf nehm bare Chipkarte ausgebildet ist und daß die Aus wertungseinheit im Bereich der Chipkarte implementiert ist.This object is achieved in that the parameter limits through systematic physiological changes in function due to tempo declining concentration caused by secondary influences ability of the user are determined that the Reference memory than from a reading device bare chip card is formed and that the off evaluation unit implemented in the area of the chip card is.

Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Verfahren der einleitend genannten Art kostengünstig und effektiv zu gestalten.Another object of the present invention is that Methods of the type mentioned in the introduction inexpensive and make it effective.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Parametergrenzwerte durch systematische Verän derungen des Sprachspektrums bei Vorliegen von tempo rären Einwirkungen definiert werden, die eine Beein trächtigung der Konzentrationsfähigkeit des Benutzers zur Folge haben und daß der Vergleich der Sprachinfor mationen mit den Charakterisierungsparametern im Be reich einer Chipkarte durchgeführt wird, in deren Be reich auch die Charakterisierungsparameter abge speichert werden.This object is achieved in that the parameter limits through systematic changes changes in the language spectrum when tempo is available unary influences are defined, which is a leg the user's ability to concentrate result and that the comparison of Sprachinfor mations with the characterization parameters in the Be rich a chip card is carried out in the Be rich also the characterization parameters be saved.

Durch die Überprüfung auf Überschreitung zulässiger Grenzen für die Sprachparameter wird sichergestellt, daß die Tauglichkeit der betreffenden Person für die Benutzung des sicherheitsrelevanten Systems überprüft werden kann. Beispielsweise ist es bei Einwirkung von Alkohol typisch, daß die Sprachbildung durch nach lassende Koordinierung der Lautbildung durch die Positionierung der Zunge beeinflußt wird. Ebenfalls werden Sprachgeschwindigkeit und Sprachrhythmus ver ändert. Es wird somit eine Einrichtung bereitgestellt, die sowohl einen Diebstahl beziehungsweise eine anders artige Wegnahme durch einen unbefugten Benutzer verh indert, als auch eine Benutzung durch befugte Personen nur dann zuläßt, wenn diese auch tatsächlich körperlich und geistig zu einer Benutzung in der Lage sind.Permitted by checking for exceedance Limits for the language parameters are ensured that the fitness of the person concerned for the Use of the safety-relevant system checked can be. For example, when exposed to Alcohol typical that the language education through after letting coordination of the sound formation by the Positioning of the tongue is affected. Likewise speech speed and rhythm are ver changes. A device is thus provided the both a theft or another like removal by an unauthorized user changes, as well as use by authorized persons only allows if this is actually physical and are mentally able to use it.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsge mäße Verfahren können in einfacher Weise mit weiteren Sicherungsmaßnahmen gekoppelt werden. Beispielsweise ist eine zusätzliche Koppelung mit Schlüsselfunktionen oder Benutzeridentifikationen über geheime Codes mög lich. Es können hierdurch individuelle biometrische Identifizierungsmerkmale des autorisierten Benutzers mit zusätzlichen mechanischen oder elektrischen Sicherungsmitteln kombiniert werden, wobei die bio metrischen Identifizierungsmerkmale nur bei einer per sönlichen Anwesenheit des autorisierten Benutzers ver fügbar sind.The device according to the invention and the fiction Moderate procedures can be easily combined with other Security measures are coupled. For example is an additional coupling with key functions or user identification via secret codes possible Lich. This allows individual biometric Identification features of the authorized user with additional mechanical or electrical Belay devices are combined, the bio metric identifiers only for one per personal presence of the authorized user ver are available.

Zur Sicherstellung einer ausreichenden Konzentrations fähigkeit eines Benutzers in vorgebbaren zeitlichen Abständen wird vorgeschlagen, daß zur zyklischen Über prüfung des Einhaltens der Grenzwerte für die Sprach parameter eine Zeitsteuerung vorgesehen ist.To ensure sufficient concentration ability of a user in predefinable time Intervals is suggested that for cyclical over checking compliance with the limit values for the speech parameter a time control is provided.

Eine weitere Erhöhung der Betriebssicherheit kann da durch erfolgen, daß die Verriegelungseinrichtung bei Zeitablauf ohne erneute Bestätigung der Grenzwertein haltung eine automatische Außerbetriebsetzung aufweist. There can be a further increase in operational safety by that the locking device at Time expires without re-confirming the limit values automatic shutdown.

Eine bevorzugte Anwendungsform besteht darin, daß die Verriegelungseinrichtung als Sicherungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug ausgebildet ist.A preferred application is that the Locking device as a safety device for a motor vehicle is designed.

Eine einfache Programmierung der Chipkarten kann da durch erfolgen, daß für die Datenabspeicherung der Be nutzermerkmale der gleiche Algorhythmus verwendet wird, der auch im Bereich des Hauptgerätes zur Analyse der Benutzerdaten verwendet wird.A simple programming of the chip cards is possible by done that for the data storage of the loading user features the same algorithm is used which also in the area of the main device for analyzing the User data is used.

Zur Ermöglichung einer Implementierung eines einfachen Auswertungsalgorhythmus wird vorgeschlagen, daß im Be reich der Sprachanalyseeinheit eine Reduktion der Sprachinformationen auf sprachtypische Parameter imple mentiert ist.To enable an easy implementation Evaluation algorithm is proposed that in Be a reduction of the range of the speech analysis unit Language information imple on typical language parameters is mented.

Eine gerätetechnische Realisierung der Vergleichsopera tionen erfolgt dadurch, daß im Bereich der Auswertungseinheit ein Auswertungsalgorhythmus zur Sprachanalyse implementiert ist.A technical implementation of the comparison opera tions takes place in that in the area of Evaluation unit an evaluation algorithm for Speech analysis is implemented.

Zur Ermöglichung einer Aufteilung eines Gegenstandes in mehrere Zugangsberechtigungszonen wird vorgeschlagen, daß im Bereich der Chipkarte eine Kodierung zur De finition einer örtlichen Zugangsberechtigung abge speichert ist.To enable an item to be divided into several access authorization zones are proposed, that a coding for De definition of a local access authorization stores.

Eine Variante der Sprachanalyse besteht darin, daß im Bereich der Auswertungseinheit ein Algorithmus zur Aus wertung von Intensitätsverhältnissen von Sprachfre quenzen implementiert ist.A variant of the speech analysis is that in the Area of the evaluation unit an algorithm for evaluation evaluation of intensity ratios of Sprachfre sequences is implemented.

Eine weitere Charakteristik bei der Sprachauswertung besteht darin, daß im Bereich der Auswertungseinheit ein Algorithmus zur Auswertung von Intensitäts schwankungen von Sprachinformation implementiert ist.Another characteristic of language evaluation is that in the area of the evaluation unit an algorithm for evaluating intensity fluctuations in voice information is implemented.

Ein zusätzliches Kriterium wird dadurch bereitgestellt, daß im Bereich der Auswertungseinheit ein Algorithmus zur Auswertung von mittleren Frequenz lagen der Sprach information implementiert ist.An additional criterion is provided that in the area of the evaluation unit an algorithm the speech was used to evaluate the medium frequency information is implemented.

Eine weitere Variante zur Überprüfung speziell einer Alkoholeinwirkung besteht darin, daß ein Algorithmus zur Auswertung der Aperiodizität des Stimmtons (Jitter) und/oder der Nasalität von Konsonanten und/oder der Vollständigkeit der Artikulation implementiert ist.Another variant for checking one specifically Alcohol exposure is an algorithm to evaluate the aperiodicity of the voice tone (jitter) and / or the nasality of consonants and / or the Completeness of articulation is implemented.

Eine weitere Erhöhung der Datensicherheit kann dadurch erfolgen, daß im Bereich der Auswertungseinheit eine Datenverschlüsselung implementiert ist.This can further increase data security take place in the area of the evaluation unit Data encryption is implemented.

Zur Verhinderung von Versuchen einer mißbräuchlichen Benutzung wird vorgeschlagen, daß im Bereich der Chipkarte eine Kommunikationseinheit zur Analyse eines Datenaustausches implementiert und mit einer Sperrein richtung zur automatischen Deaktivierung der Chipkarte verbunden ist.To prevent attempts at improper use Use is proposed that in the area of Chip card a communication unit for the analysis of a Data exchange implemented and with a lock direction for automatic deactivation of the chip card connected is.

Eine weitere Erschwerung eines unbefugten Datenzu griffes kann dadurch hervorgerufen werden, daß die Aus wertungseinheit im Bereich der Chipkarte implementiert ist.Another complication of unauthorized data handles can be caused by the fact that the Aus evaluation unit implemented in the area of the chip card is.

Zur Vereitelung einer Verwendung unbefugt aufgezeich neter Sprachinformationen wird vorgeschlagen, daß die Sprachanalyseeinheit mit einer Ausgabeeinheit sowie einem Textgenerator und einem Wortanalysator versehen ist.Recorded unauthorized to prevent use Neter voice information is proposed that the Speech analysis unit with an output unit as well a text generator and a word analyzer is.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Er findung schematisch dargestellt. Es zeigen:In the drawing, embodiments of the He shown schematically. Show it:

Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Vor richtung zum Beschreiben der Chipkarten, Fig. 1 is a simplified block diagram of an, on the direction for describing the smart card

Fig. 2 ein vereinfachtes Blockschaltbild der Vor richtung zur Durchführung der Zugangs- oder Zugriffskontrolle, Fig. 2 is a simplified block diagram of, before direction to perform the access or access control

Fig. 3 Variante der Vorrichtung mit zusätzlichen Sicherungseinrichtungen, Fig. 3 variant of the device with additional securing means,

Fig. 4 eine Variante der Vorrichtung gemäß Fig. 2 bei Verwendung eines in das System integrierten Referenzspeichers
und FIG. 4 shows a variant of the device according to FIG. 2 when using a reference memory integrated in the system
and

Fig. 5 eine andere Ausführungsform der Vorrichtung gemäß Fig. 3 bei Verwendung eines in das System integrierten Referenzspeichers. FIG. 5 shows another embodiment of the device according to FIG. 3 when using a reference memory integrated in the system.

In Fig. 1 ist schematisch dargestellt, daß die Vor richtung zur Kommunikation mit einer Chipkarte (1) eine Schreibeinrichtung (20) aufweist, die mit einem Karten schlitz (21) versehen ist. Jeder vorgesehene Benutzer wird mit einer Chipkarte (1) ausgestattet, die mit einem Seriennummernaufdruck versehen ist. Innerhalb eines Personalisierungssystems (2), das auch die Schreibeinrichtung (20) beinhaltet, ist ein Verwal tungsdateispeicher (3) angeordnet. Über ein Mikrofon (5) ist eine Sprachanalyse- und Sprachcodiereinheit (4) an die Schreibeinrichtung (20) angeschlossen.In Fig. 1 it is shown schematically that the device for communication with a chip card ( 1 ) has a writing device ( 20 ) which is provided with a card slot ( 21 ). Each intended user is equipped with a chip card ( 1 ), which is provided with a serial number imprint. A management file memory ( 3 ) is arranged within a personalization system ( 2 ), which also includes the writing device ( 20 ). A speech analysis and speech coding unit ( 4 ) is connected to the writing device ( 20 ) via a microphone ( 5 ).

Zur Programmierung einer Chipkarte (1) erfolgt über die Schreibeinrichtung (20) auf der Chipkarte (1) eine Ab speicherung des Codes eines autorisierten Zugangsbe reiches sowie eines Datensatzes der Sprachparameter des zu autorisierenden Benutzers. Im Verwaltungsdatei speicher (3) werden Übersichten zur Benennung und zu den Kodierungen der Zugangsbereiche, verfügbare Be nutzernamen sowie die Seriennummern der Chipkarten be vorratet. Nach einem Beschreiben einer Chipkarte (1) werden im Bereich des Verwaltungsdateispeichers (3) jeweils der aktuelle Stand der Zuordnungen von Serien nummern der Chipkarten (1), Benutzernamen und autori sierten Zugangscodes bereitgehalten. Die Sprachpara meterdaten werden dadurch im Bereich der Chipkarte ab gespeichert, daß ein Sprachspektrum (19) über das Mikrofon (5) erfaßt und von der Sprachanalyseeinheit (4) analysiert wird. Die sich ergebenden Parameter werden wahlweise zusätzlich codiert zur Schreibein richtung (20) übertragen und hier auf der Chipkarte (1) abgespeichert. To program a chip card ( 1 ) via the writing device ( 20 ) on the chip card ( 1 ), the code is stored from an authorized access area and a data record of the language parameters of the user to be authorized. In the management file memory ( 3 ), overviews for the naming and coding of the access areas, available user names and the serial numbers of the chip cards are stored. After a describing a smart card (1) in the region of the management file memory (3) are respectively the current status of the assignments of series numbers of the chip cards (1), user name and access code autori overbased kept. The Sprachpara meter data are stored in the area of the chip card from the fact that a speech spectrum ( 19 ) is detected via the microphone ( 5 ) and analyzed by the speech analysis unit ( 4 ). The resulting parameters are optionally coded in addition to the write device ( 20 ) and stored here on the chip card ( 1 ).

Fig. 2 zeigt eine Zugangskontrolleinheit (9), die über eine Sperrvorrichtung (8) Türen (6) eines zu sichernden Gebäudes (7) öffnet oder verschließt. Die Zugangskon trolleinheit (9) ist mit einer Leseeinrichtung (10) für die Chipkarten (1) ausgestattet, die in Kartenschlitze (11) der Leseeinrichtung (10) eingeführt werden können. Von der Leseeinrichtung (10) erfaßte Daten werden zu einer Auswertungseinheit (12) übertragen. Eine zu ana lysierende Lautprobe (22), die von einem Benutzer er zeugt wird, der Zugang zum Gebäude (7) begehrt, wird über ein Mikrofon (13) zu einer Sprachanalyseeinheit (14) übertragen. Die von der Sprachanalyseeinheit (14) ermittelten Sprachparameter werden zur Auswertungsein heit (12) übertragen, um hier einen Vergleich mit den von der Chipkarte (1) übertragenen Sprachparametern zu ermöglichen. Bei einem befugten Benutzer kann bei spielsweise überprüft werden, ob eine zur Bedienung einer technischen Anlage erforderliche Konzentrations fähigkeit vorliegt. Fig. 2 shows an access control unit ( 9 ) which opens or closes doors ( 6 ) of a building ( 7 ) to be secured via a locking device ( 8 ). The access control unit ( 9 ) is equipped with a reading device ( 10 ) for the chip cards ( 1 ) which can be inserted into card slots ( 11 ) of the reading device ( 10 ). Data recorded by the reading device ( 10 ) are transmitted to an evaluation unit ( 12 ). A sound sample ( 22 ) to be analyzed, which is generated by a user who desires access to the building ( 7 ), is transmitted via a microphone ( 13 ) to a speech analysis unit ( 14 ). The speech parameters determined by the speech analysis unit ( 14 ) are transmitted to the evaluation unit ( 12 ) in order to enable a comparison with the speech parameters transmitted by the chip card ( 1 ). With an authorized user it can be checked, for example, whether there is a concentration required to operate a technical system.

Im Bereich der Auswertungseinheit (12) ist zusätzlich der Code des zugeordneten Zugangsbereiches gespeichert. Zusätzlich zum Vergleich der Sprachparameter vergleicht die Auswertungseinheit (12) auch die Kodierung des Zu gangsbereiches, um eine örtliche Separation von Zu gangsberechtigungen zu gewährleisten. Im Bereich der Auswertungseinheit (12) werden ebenfalls Grenzwerte für zulässige Abweichungen zwischen der aktuellen Sprach probe sowie den abgespeicherten Referenzwerten bevor ratet. Als Sprachparameter können beispielsweise In tensitätsverhältnisse einzelner Frequenzbänder, Intensitätsschwankungsbreiten sowie mittlere Frequenz lagen ausgewertet werden. Aufgrund der normalen Sprach bildung werden zu unterschiedlichen Zeitpunkten von einem Menschen generierte Sprachbilder nie identisch übereinstimmen, sondern weisen Abweichungen voneinander auf. Diese Abweichungen werden durch die Intervall breiten bei der Auswertung berücksichtigt. Stellt die Auswertungseinheit (12) eine hinreichende Überein stimmung zwischen den Sprachparametern fest, so wird über die Sperrvorrichtung (8) der Zugang zum Gebäude (7) freigegeben, falls zusätzlich die örtliche Zugangs berechtigung vorliegt.The code of the assigned access area is additionally stored in the area of the evaluation unit ( 12 ). In addition to comparing the language parameters, the evaluation unit ( 12 ) also compares the coding of the access area in order to ensure a local separation of access authorizations. In the area of the evaluation unit ( 12 ), limit values for permissible deviations between the current speech sample and the stored reference values are also advised. For example, intensity ratios of individual frequency bands, intensity fluctuation ranges and average frequency positions can be evaluated as speech parameters. Due to the normal language formation, speech images generated by a human being at different times will never match identically, but show deviations from each other. These deviations are taken into account by the interval widths in the evaluation. If the evaluation unit ( 12 ) detects a sufficient match between the language parameters, then access to the building ( 7 ) is released via the blocking device ( 8 ) if the local access authorization is also present.

Eine Erhöhung der Sicherheit gegenüber einer mißbräuch lichen Benutzung mit gefälschten Chipkarten wird da durch bereitgestellt, daß komplexe Auswertealgorithmen verwendet werden. Die Rekonstruktion des Auswerte algorithmus aus aufgezeichneten Sprachinformationen in Verbindung mit entwendeten Chipkarten wird dadurch er schwert. Darüber hinaus ist es möglich, eine nicht mit dem Auswertealgorithmus korrelierte Verschlüsselung der Daten auf der Chipkarte (1) mit einem Code vorzunehmen und die Codedaten nur in den unter Verschluß stehenden Einheiten (4, 14, 15) zu speichern. Selbst bei einer Ana lyse einer entwendeten Chipkarte (1) in Verbindung mit einer aufgezeichneten Sprachinformation ist es somit äußerst schwierig, den verschlüsselten Algorithmus zu rekonstruieren.An increase in security against misuse using counterfeit chip cards is provided by using complex evaluation algorithms. This makes it difficult to reconstruct the evaluation algorithm from recorded voice information in connection with stolen chip cards. In addition, it is possible to encrypt the data on the chip card ( 1 ), which is not correlated with the evaluation algorithm, with a code and to store the code data only in the locked units ( 4 , 14 , 15 ). Even when analyzing a stolen chip card ( 1 ) in connection with recorded voice information, it is extremely difficult to reconstruct the encrypted algorithm.

Eine weitere Erhöhung der Sicherheit kann dadurch er folgen, daß ein spezieller Ablauf der Lesevorgänge vor gesehen wird. Ein derartiger Lesevorgang kann bei spielsweise derart gestaltet werden, daß die Einzel daten der Chipkarte sequentiell gelesen werden und nach jedem Leseschritt die Übereinstimmung mit den zugeord neten Analysedaten der Sprachinformation überprüft wird. Nach einer vorgebbaren Anzahl von Fehlversuchen deaktiviert sich die Chipkarte (1) endgültig, so daß eine weitere Verwendung unmöglich ist. Es ist somit nicht möglich, ohne Kenntnis des Auswertealgorithmus die Chipkarte (1) zu lesen. A further increase in security can he follow that a special sequence of reading operations is seen before. Such a reading process can be designed for example in such a way that the individual data of the chip card are read sequentially and after each reading step the agreement with the assigned analysis data of the speech information is checked. After a predeterminable number of failed attempts, the chip card ( 1 ) is finally deactivated, so that further use is impossible. It is therefore not possible to read the chip card ( 1 ) without knowing the evaluation algorithm.

Fig. 3 zeigt eine weitere Variante der Zugangskontroll einheit (9). Das Mikrofon (13) ist bei dieser Aus führungsvariante mit einer Analyse- und Auswerteeinheit (15) verbunden, der die ermittelten Sprachparameter an eine kombinierte Schreib-Leseeinrichtung (23) weiter gibt, die mit einem Kartenschlitz (24) zur Aufnahme der Chipkarten (1) versehen ist. Ein Vergleich der Sprach parameter findet bei dieser Variante im Bereich der Chipkarte (1) statt, die mit einem entsprechenden Pro zessor ausgestattet ist. Bei dieser Verfahrensweise ist es nicht erforderlich, von der Chipkarte (1) Sprachpa rameter abzufordern. Es wird hierdurch auch ein Daten mißbrauch erschwert, da die Sprachdaten lediglich in terne Daten der Chipkarte (1) darstellen. Die Daten der Analyse- und Auswerteeinheit (15) werden sequentiell über die Schreib-Leseeinrichtung (23) zur Chipkarte (1) übertragen. Für jeden Übertragungsschritt kann vorge sehen werden, daß die zuvor übertragenen Parameter im Rahmen vorgegebener Toleranzen vollständig mit den ab gespeicherten Parametern übereinstimmen. Bei einem Auf treten von Abweichungen kann ein automatisches Sperren der Chipkarte (1) vorgesehen sein. Nach einem vollstän digen positiven Vergleich der Sprachdaten und ent sprechender Übereinstimmung der örtlichen Zugangsbe rechtigung wird über eine Kontrolleinheit (16) und die Sperrvorrichtung (8) die zugeordnete Tür (6) des Ge bäudes (7) freigegeben. Fig. 3 shows a further variant of the access control unit ( 9 ). In this embodiment, the microphone ( 13 ) is connected to an analysis and evaluation unit ( 15 ), which forwards the determined speech parameters to a combined read / write device ( 23 ), which has a card slot ( 24 ) for receiving the chip cards ( 1 ) is provided. In this variant, the language parameters are compared in the area of the chip card ( 1 ), which is equipped with a corresponding processor. With this procedure, it is not necessary to request voice parameters from the chip card ( 1 ). This also makes it difficult to misuse data, since the speech data only represent internal data of the chip card ( 1 ). The data from the analysis and evaluation unit ( 15 ) are transmitted sequentially to the chip card ( 1 ) via the read / write device ( 23 ). For each transmission step, it can be seen that the previously transmitted parameters completely match the stored parameters from within the specified tolerances. If deviations occur, the chip card ( 1 ) can be automatically blocked. After a completely positive comparison of the voice data and corresponding agreement of the local access authorization, the associated door ( 6 ) of the building ( 7 ) is released via a control unit ( 16 ) and the locking device ( 8 ).

Eine weitere Erhöhung der Sicherheitsmerkmale kann durch die Zuordnung einer persönlichen Identifi zierungsnummer erfolgen, die ein jeweiliger Benutzer über eine Tastatur (17) eingeben muß. Schließlich kann ein Mißbrauch durch Benutzung von aufgezeichneten Sprachinformationen dadurch vermieden werden, daß eine Ausgabeeinheit (18) vorgesehen ist, die einem Benutzer die in das Mikrofon (13) einzusprechenden Worte vorgibt. Zusätzlich zur Analyse der Sprachparameter führt die Analyse- und Auswerteeinheit (15) über einen Wortanalysator eine Prüfung durch, ob tatsächlich die vorgegebenen Worte gesprochen wurden. Die Auswahl der Worte kann zeitgesteuert oder zufallsgesteuert erfol gen. Die Verwendung aufgezeichneter Sprachinformationen ist hierdurch wertlos.A further increase in the security features can be done by assigning a personal identification number that a respective user must enter via a keyboard ( 17 ). Finally, misuse by using recorded voice information can be avoided by providing an output unit ( 18 ) which specifies the words to be spoken into a microphone ( 13 ) by a user. In addition to analyzing the speech parameters, the analysis and evaluation unit ( 15 ) uses a word analyzer to check whether the given words have actually been spoken. The selection of the words can be time-controlled or random-controlled. The use of recorded speech information is thereby worthless.

In Fig. 4 ist eine Abwandlung der Vorrichtung gemäß Fig. 2 dargestellt. Die Leseeinrichtung (10) mit Kartenschlitz (11) zur Aufnahme von Chipkarten (1) ist bei dieser Vorrichtung durch einen fest im Bereich der Zugangskontrolleinheit (9) integrierten Referenz speicher (25) ersetzt. Zusätzlich ist veranschaulicht, daß die Sprachanalyseeinheit (14) mit einem Grenzwert analysator (26) versehen ist, der beispielsweise die bei Alkoholeinwirkung, Drogeneinwirkung oder Müdigkeit auftretenden systematischen Veränderungen einzelner Sprachparameter ermittelt. Die Auswertungseinheit (12) ist zusätzlich mit einem Komparator (27) ausgestattet, der beispielsweise mit Hilfe von Vergleichsalgorhythmen digital überprüft, ob eine Überschreitung von vorge gebenen Grenzwerten der Sprachparameter vorliegt. FIG. 4 shows a modification of the device according to FIG. 2. The reading device ( 10 ) with a card slot ( 11 ) for receiving chip cards ( 1 ) is replaced in this device by a reference memory ( 25 ) permanently integrated in the area of the access control unit ( 9 ). In addition, it is illustrated that the speech analysis unit ( 14 ) is provided with a limit value analyzer ( 26 ) which, for example, determines the systematic changes in individual speech parameters that occur when exposed to alcohol, drugs or fatigue. The evaluation unit ( 12 ) is additionally equipped with a comparator ( 27 ) which digitally checks, for example with the aid of comparison algorithms, whether predetermined limit values of the speech parameters have been exceeded.

In Fig. 5 ist eine Variante der Vorrichtung gemäß Fig. 3 dargestellt. Auch hier wurde die Schreib-Lese- Einrichtung (23) mit Kartenschlitz (24) zur Aufnahme von Chipkarten (1) durch den Referenzspeicher (25) er setzt. Der Grenzwertanalysator (26) sowie der Kompara tor (27) können bei dieser Ausführungsform im Bereich der Auswerteeinheit (15) angeordnet werden. Ebenfalls ist eine Anordnung im Bereich der Kontrolleinheit (16) möglich.In Fig. 5 is a variant of the device according to FIG. 3. Again, the read / write device ( 23 ) with card slot ( 24 ) for receiving chip cards ( 1 ) through the reference memory ( 25 ) was replaced. The limit value analyzer ( 26 ) and the comparator ( 27 ) can be arranged in the embodiment of the evaluation unit ( 15 ) in this embodiment. An arrangement in the area of the control unit ( 16 ) is also possible.

Bei Anwendungen im Bereich der Sicherung von Kraftfahr zeugen können weitere Vorteile erzielt werden, wenn eine zyklische Wiederholung der Abfrage vorgesehen ist. Dies hat bei einer Sicherung gegen Diebstahl den Vor teil, daß es nicht ausreichend ist, den Eigentümer des Fahrzeuges einmalig durch Gewaltanwendung zwingen, das Fahrzeug freizugeben. Sollte dies erfolgt sein, so wird das Fahrzeug nach Ablauf des Intervalles bis zur nächsten Abfrage automatisch wieder stillgesetzt. Eben falls kann hierdurch sichergestellt werden, daß eine erst während der Durchführung einer Fahrt mit dem Kraftfahrzeug eintretende Fahruntüchtigkeit, beispiels weise durch fortschreitende Müdigkeit oder bei kurz vor Fahrtbeginn erfolgter Einnahme von Alkohol, Medikamen ten oder Drogen, bei Überschreiten von vorgegebenen Grenzparametern eine automatische Stillsetzung des Fahrzeuges erfolgt.For applications in the area of securing motor vehicles other benefits can be achieved if a cyclical repetition of the query is provided. This has the for a security against theft part that the owner of the Force the vehicle once through the use of force Release vehicle. If this has been done, then the vehicle after the interval until next query is automatically stopped. Exactly if this can ensure that a only while driving with the Motor vehicle inability to drive, for example show progressive tiredness or shortly before Start of the journey after taking alcohol, medication drugs or drugs, if the specified values are exceeded Limit parameters an automatic shutdown of the Vehicle.

Die Stillsetzung wird zweckmäßigerweise mit einer Vor warnung durchgeführt, damit der Fahrer rechtzeitig einen geeigneten Parkplatz aufsuchen kann. Beispiels weise kann die Vorwarnung über die Ausgabeeinheit (18) erfolgen. Als Wartezeit zwischen der entsprechenden An zeige und der erwarteten Eingabe kann ein Zeitraum von einer Minute gewählt werden. Bei einer Ausstattung von Kraftfahrzeugen, die häufig im Bereich von Auto bahnen benutzt werden, ist aufgrund der größeren räum lichen Abstände der Parkplätze ein Zeitraum von 10 Minuten oder 15 Minuten zweckmäßig.The shutdown is best carried out with a warning so that the driver can find a suitable parking space in good time. For example, the pre-warning can take place via the output unit ( 18 ). A period of one minute can be selected as the waiting time between the corresponding display and the expected entry. When equipping motor vehicles that are frequently used in the area of motorways, a period of 10 minutes or 15 minutes is expedient due to the larger spatial distances between the parking spaces.

Claims

1. Device for securing objects, in particular special objects which can be operated manually, against unauthorized use, which controls a locking device as an access and access control device and which has a voice input and a voice analysis unit and in which the voice analysis unit is connected to a reference memory, in which at least one parameter for language identification is stored and a deviation comparator forms an evaluation unit together with the language analysis unit, which recognizes permitted language deviations in addition to the language identification of an authorized user and which is loaded with an evaluation algorithm which, when typical parameter limit values are exceeded, releases the Locking device prevents, characterized in that the parameter limit values by systematic physiological functional changes in those caused by temporary effects diminish he ability of the user to concentrate is determined that the reference memory ( 25 ) is designed as a chip card ( 1 ) receivable by a reading device ( 10 ) and that the evaluation unit ( 12 ) is implemented in the area of the chip card ( 1 ).

2. Device according to claim 1, characterized in net that for cyclical compliance check the limits for the speech parameters a time control is provided.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized records that the locking device at Timing without re-confirming the limit compliance with an automatic decommissioning having.

4. Device according to one of claims 1 to 3, there characterized in that the locking device device as a safety device for a motor vehicle stuff is trained.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that a reduction of Sprachinfor mation is implemented to language-typical parameters in the area of Sprachana lyseeinheit ( 14, 15 ).

6. The device according to claim 1 to 5, characterized in that an evaluation algorithm for speech analysis is implemented in the region of the evaluation unit ( 12 ).

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that a coding for defining a local access authorization is stored in the area of the chip card ( 1 ).

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that an algorithm for evaluating the intensity ratios of speech frequencies is implemented in the area of the evaluation unit ( 12 ).

9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that an algorithm for evaluating intensity fluctuations of speech information is implemented in the area of the evaluation unit ( 12 ).

10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that an algorithm for evaluating average frequency positions of the speech information is implemented in the area of the evaluation unit ( 12 ).

11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that in the area of the access control unit ( 9 ) and the personalization system ( 2 ) data encryption is implemented.

12. The apparatus according to claim 11, characterized net that the encryption by one of the loading secret code to be entered by the user.

13. Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that a communication unit for analyzing a data exchange is implemented in the region of the chip card ( 1 ) and is connected to a locking device for automatically deactivating the chip card ( 1 ).

14. Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the speech analysis unit ( 14 , 15 ) is provided with an output unit ( 18 ) and a text generator and a word analyzer.

15. Procedure for access control, in which in Ab depending on an access authorization a Ver locking device is controlled and in which parameters determined on the basis of a speech analysis under comparison with stored information be evaluated and by a user generated voice information evaluated and with Characterization parameters are compared that are stored as reference values and additionally a check of exceeding para meter limit values is carried out, thereby indicates that the parameter limits are determined by syste Matic changes in the language spectrum in Vor are defined by temporary effects that are affecting the concentration ability of the user to result and that the comparison of the voice information with the Characterization parameters in the area of a chip card is carried out, in whose area the Characterization parameters can be saved.

16. The method according to claim 15, characterized in that an evaluation of the aperiodicity of the voice tones is performed.

17. The method according to claim 15 or 16, characterized records that an evaluation of the nasality of Consonants is performed.

18. The method according to any one of claims 15 to 17, there characterized in that an evaluation of the full the articulation is carried out.