CN101138499A - 生物测量认证设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物测量认证设备。其中存储单元存储包含已登记人的生物测量信息的字典。信息采集单元获得被测者的生物测量信息。认证单元根据表示存储在存储单元中的字典的生物测量信息与所获得的生物测量信息之间相似度的指标来认证被测者的有效性。字典管理单元在该指标表示了相似度高于第一阈值的第一种情况下根据所获得的生物测量信息来更新字典，或者在该指标表示了相似度低于第一阈值且高于被设置成低于第一阈值的第二阈值的第二种情况下根据所获得的生物测量信息创建新字典，并且把所创建的新字典存储在存储装置中。

Description

生物测量认证设备
技术领域
本发明涉及一种使用诸如声波纹或指纹之类的生物测量特征量(下文称为“生物测量信息”)的认证技术。
背景技术
已经提出了常规意义上的生物测量认证技术，其通过把从要被认证的目标人物(下文称为“被测者”)获得的生物测量信息与从登记的有效用户那里预先获得的一组生物测量信息(下文称为“字典”)进行核对来判断被测者的有效性。在专利文献日本专利公开No.Heisei 11-184491中公开了一种结构，其在从被测者获得的生物测量信息与字典的生物测量信息之间的相似度超过阈值时(即，当被测者为有效用户时)正确地更新字典，从而即使当有效用户的生物测量信息变化时也能保持认证的准确度。
然而，即使使用如专利文献日本专利公开No.Heisei 11-184491一样不时地更新字典的结构，但当生物测量信息根据认证期间有效用户的物理状态或周围环境在短时间内发生显著改变时，很难高标准地保持认证的准确度。例如，从人物语音获得的生物测量信息(例如倒频谱)在此人刚醒来之后和白天活动时发生了显著改变。而且，人物讲话风格(特别是人物语音的音量或音质)在安静环境和嘈杂环境之间明显不同。倘若打算根据使用一个字典来认证的专利文献日本专利公开No.Heisei 11-184491的结构在上述各个情况下以不同次数或环境来正确认证有效用户，将会出现把无效用户或错误被测者误认为有效的可能性增加的问题。
发明内容
基于上述问题作出了本发明，并且本发明的目的是要解决上述问题，使得在生物测量信息发生变化的情况下保持认证的准确度。
根据本发明的第一方面，通过提供生物测量认证设备可以实现上述和其他目的，该生物测量认证设备包括：存储装置，其用于存储包含已登记的人的生物测量信息的字典；信息采集装置，其用于获得被测者的生物测量信息；认证装置，其根据表示存储在存储装置中的字典的生物测量信息与信息采集装置所获得的生物测量信息之间相似度的指标来认证被测者的有效性；以及字典管理装置，其用于根据在该指标表示了相似度高于第一阈值的第一种情况下由信息采集装置所获得的生物测量信息来更新存储装置中的字典，或者在该指标表示了相似度低于第一阈值并且高于被设置为低于第一阈值的第二阈值的第二种情况下，根据由信息采集装置所获得的生物测量信息创建新字典并且把所创建的新字典存储在存储装置中。
根据这一方面，在第二种情况下创建新字典。因此，即使有效用户(即已登记的人)的生物测量信息在短时间内发生变化，也可以高标准地保持认证的准确度。而且，用户可以根据操作单元的操作来修改第一阈值和第二阈值。
在本发明的优选实施例中，认证装置认证第一种情况下被测者的有效性，而否认在指标表示了相似度低于第二阈值的第三种情况下的被测者的有效性。
在该实施例中，作为判断是否更新现有字典或者添加新字典的基准的第一阈值或第二阈值也可以用作判断被测者有效性的基准。因此，与针对各个判断而使用不同参数的结构相比较，简化了处理。
在本发明的优选实施例中，生物测量认证设备还包括辅助认证装置，其用于独立于认证装置来认证被测者的有效性，其中，当辅助认证装置认证第二种情况下被测者的有效性时，字典管理装置创建新字典，而当辅助认证装置否认第二种情况下被测者的有效性时，字典管理装置不创建新字典。
在本实施例中，只有在生物测量信息位于第一阈值和第二阈值之间时由辅助认证装置判断了被测者的有效性的情况下才创建新字典。因此，可以有效地排除了根据从不是有效用户的错误被测者所获得的生物测量信息而无意地创建了新字典的风险。
根据本发明第二方面的生物测量认证设备包括：存储装置，其用于存储每个都包含已登记人的生物测量信息的多个字典；信息采集装置，其用于获得被测者的生物测量信息；认证装置，其用于根据与多个字典对应的多个指标来认证被测者的有效性，每个指标表示了存储在存储装置中的对应字典的生物测量信息与信息采集装置所获得的生物测量信息之间的相似度；以及字典管理装置，该字典管理装置在指示了多个指标中最高程度的最大指标表示了相似度高于第一阈值的第一种情况下运行，用于根据信息采集装置所获得的生物测量信息来更新存储装置中的多个字典中对应于最大指标的字典，并且该字典管理装置还在最大指标表示了相似度低于第一阈值且高于被设置成低于第一阈值的第二阈值的第二种情况下运行，用于根据信息采集装置所获得的生物测量信息来创建新字典并且把所创建的新字典存储在存储装置中。
根据本发明的第二方面，在第二种情况下创建新字典。因此，与本发明的第一方面相似，即使有效用户的生物测量信息在短时间内发生变化，也可以高标准地保持认证的准确度。
在根据第二方面的生物测量认证设备中，优选地提供了字典缩减装置，其在存储于存储装置中的字典总数到达预定数量时执行字典的缩减。
在具有字典缩减装置的这种结构中，可以减小存储装置的期望容量。可以根据用户对操作单元的操作来修改字典总数的最大值。
例如，在生物测量认证设备中，当字典管理装置更新每个字典时，字典管理装置对存储在存储装置中的每个字典的更新次数进行计数。随后字典缩减装置从存储装置中删除更新计数次数小于阈值计数的字典。
在生物测量认证设备中，当存储在存储装置中的每个字典未被更新而同时其他字典被字典管理装置更新时，字典管理装置还对存储在存储装置中的每个字典的未更新次数进行计数。随后，字典缩减装置从存储装置中删除未更新计数次数大于阈值计数的字典。
根据这一方面，在多个字典中删除其使用频率相对低的字典。因此，可以在保持高标准的认证准确度的同时减小存储装置所要求的容量。而且，可以根据用户对操作单元的操作来修改将要与更新次数或未更新次数进行比较的阈值计数。
或者，字典管理装置评估存储在存储装置中的多个字典间的相似性。随后，字典缩减装置通过把相似度超过阈值度的字典对相互合并或者删除字典对中的一个字典，来把该字典对缩减成一个字典。
在这种情况下，因为具有高相似度的多个字典被缩减成一个字典，所以在不破坏处理生物测量信息变化的举措的情况下，可以减小存储装置所要求的容量。可以根据用户对操作单元的操作来修改将要与每个字典的相似度进行比较的阈值。
根据上述每一个方面的生物测量认证技术也可以被指定为用于认证被测者的方法。根据本发明一个方面的生物测量认证方法包括步骤：获得被测者的生物测量信息；根据表示了存储于存储装置中的字典所包含的已登记人的生物测量信息与所获得的被测者的生物测量信息之间相似度的指标来认证被测者的有效性；并且在该指标表示了相似度高于第一阈值的第一种情况下根据所获得的生物测量信息来更新存储装置中的字典，或者在该指标表示了相似度低于第一阈值且高于被设置成低于第一阈值的第二阈值的第二种情况下根据所获得的生物测量信息来创建新字典，并且把所创建的新字典存储在存储装置中。
根据该方法，可以实现与本发明的生物测量认证设备相同的功能和效果。
根据本发明的生物测量认证设备可以通过诸如专门用于每个处理的数字信号处理器(DSP)之类的硬件(电子电路)来实现。或者，该生物测量认证设备可以通过诸如中央处理单元(CPU)之类的通用计算机装置与包含程序的机器可读介质之间的结合来实现。即，提供机器可读介质来用在计算机中，该计算机具有用于存储包含已登记人的生物测量信息的字典的存储装置。机器可读介质包含可由计算机执行的程序指令，用于执行：获得被测者的生物测量信息的信息采集处理；认证处理，根据表示了存储在存储装置中的字典所包含的已登记人的生物测量信息与信息采集处理中所获得的被测者的生物测量信息之间相似度的指标来认证被测者的有效性；以及字典管理处理，在该指标表示了相似度高于第一阈值的第一种情况下根据信息采集处理中所获得的生物测量信息来更新存储装置中的字典，或者在该指标表示了相似度低于第一阈值且高于被设置成低于第一阈值的第二阈值的第二种情况下根据信息采集处理所获得的生物测量信息来创建新字典并把所创建的新字典存储在存储装置中。
根据该程序，也可以实现与本发明的生物测量认证设备相同的功能和效果。以存储在诸如CD-ROM之类的便携式记录介质中的形式把本发明的程序提供给用户，并且随后安装在计算机中。或者，以分配方式通过网络从服务器设备提供该程序，并且随后安装在计算机中。
附图说明
图1是示出根据本发明实施例的生物测量认证设备的结构的框图。
图2是示出控制器进行的生物测量认证过程的流程图。
图3是示出控制器进行的生物测量认证过程的流程图。
图4是示出控制器进行的生物测量认证过程的流程图。
具体实施方式
<A：生物测量认证设备的结构>
图1是示出根据本发明实施例的生物测量认证设备结构的框图。标号记为100的生物测量认证设备适用于根据被测者讲出特定单词时的语音来判断被测者的有效性(被测者是否为预先登记的常规用户)，并且该设备被安装在包括移动电话、信息处理装置等的各种电子器材中。如图1所示，生物测量认证设备100包括信息采集单元10、存储装置20、控制器30、操作单元40和输出单元50。
信息采集单元10是获得被测者的生物测量信息DIN的装置(信息获取装置)，并且包括输入单元12和分析器14。输入单元12是接收被测者讲话语音的装置(例如，麦克风)。分析器14分析输入到输入单元12的语音来生成反映该语音特征的生物测量信息DIN。例如，分析器14生成被测者讲话语音的倒频谱时序矢量序列作为生物测量信息DIN。因此，优选地采用执行包括频率分析(例如快速傅里叶变换(FFT)处理)的各种计算操作的装置来作为分析器14。
存储装置20是存储用于认证处理的字典DIC DIC_1～DIC_m或各种参数的装置(存储装置)。优选地采用包括磁存储器、半导体存储器、光学存储器等的各种存储装置作为存储装置20。存储装置20可以是固定安装在生物测量认证设备100中的装置或者是可拆卸地安装在生物测量认证设备100中的便携式装置(存储器)。字典DIC是包括了在认证期间与生物测量信息DIN相比较(核对)的生物测量信息DO的模板文件。如图1所示，存储装置20具有一存储区，其具有能存储多个(图1中的m)字典DIC_1～DIC_m的容量。
控制器30是控制生物测量认证设备100的各个部件的装置。在本实施例中，控制器30是中央处理单元(CPU)，其根据程序的执行起到认证器32、字典管理器34、字典缩减器36和辅助认证器38的作用。另外，可以采用硬件电路，诸如包括用于实现上述各个部件功能的电子电路的数字信号处理器(DSP)，来作为控制器30。
认证器32通过对从信息采集单元10(分析器14)提供的生物测量信息DIN与存储在存储装置20中的字典DIC的生物测量信息DO进行核对来判断被测者的有效性。认证器32判断的结果被输出到输出单元50。字典管理器34对存储在存储装置20中的每个字典DIC进行更新或者把新字典DIC添加到存储装置20。字典缩减器36通过把多个字典DIC合并起来或者从中删除任意字典DIC来缩减存储在存储装置20中的字典DIC的总数m。稍后将详述将由字典管理器34或字典缩减器36处理的细节或者其中的各个处理次数。辅助认证器38是用于与认证器32的认证相分离地对被测者的有效性进行辅助认证的装置(下文将该认证称为“辅助认证”)。
操作单元40包括由用户操作的多个操作组件。通过正确地对操作单元40进行操作，用户可以指示控制器30来修改用来认证或开始认证的各种参数。输出单元50是用于输出认证器32的认证结果的装置。例如，优选地采用把认证结果输出为图像的显示器或把认证结果输出为声音的扬声器来作为输出单元50。
<B：生物测量认证设备的操作>
接下来，将参考图2到图4来描述具有上述结构的生物测量认证设备100的操作。
首先，将描述最新登记有效用户的字典DIC_1的操作(下文将把该登记称为“初始登记”)。通过对操作单元40进行操作，用户指示设备100开始初始登记，并且随后向输入单元12讲出特定单词。分析器14从输入到输入单元12的语音中提取出用户实际讲话的时间段，并且通过分析所提取时间段内的波形来生成生物测量信息DO(例如，倒频谱矢量序列)。可采用本领域熟知的各种技术来生成生物测量信息DO。如图1的虚线所示，由分析器14所生成的生物测量信息DO被存储在存储装置20中作为初始字典DIC_1。
如果通过上述过程完成字典DIC_1的初始登记，则随后控制器30在需要认证的时候执行图2的处理。需要认证的情况可能是例如，当装备有生物测量认证设备100的电子器材开始加电操作时或者当电子器材开始某一操作时(例如对特定信息的访问)。如果开始认证，则被测者向输入单元12讲出要求的单词。分析器14通过与初始登记相同的处理从被测者语音中生成生物测量信息DIN，并且把所生成的生物测量信息DIN输出到控制器30。
如果开始图2的处理，则认证器32计算从分析器14所获得的生物测量信息DIN与存储在存储装置20中的字典DIC_1的生物测量信息DO之间的差异DST_1(步骤SA10)。差异DST_i(i为满足1≤i≤m的整数)是表示生物测量信息DIN与字典DIC_1的生物测量信息DO之间相似度(匹配度)的指标。可以使用包括动态规划(DP)匹配的各种模式匹配技术来计算差异DST_1，该动态规划匹配计算两种矢量序列之间的归一化差异。当差异DST_1较小时，生物测量信息DIN和字典DIC_1的生物测量信息DO比较相似(即，被测者是有效用户的可能性较高)。
然后，认证器32判断在步骤SA10所计算的差异DST_1是否小于阈值VTHR1(步骤SA11)。阈值VTHR1是存储在存储装置20中的参数，其可以根据对于操作单元40的操作由控制器30来正确地修改。在此应当注意把阈值VTHR1设置成小值以保证足够高标准的认证准确度(即，在可以由差异DST_1假定的值当中，处在表示足够高相似度的值的范围内的值)。在差异DST_1小于阈值VTHR1(即，生物测量信息DIN与生物测量信息DO足够相似时)的这种关系中，控制器30执行步骤SA12和SA13的处理，并且随后通过输出单元50通知被测者已被认证为有效用户(步骤SA14)。如果以上述方式正确完成认证，则启用由电子器材进行的各种处理。
在步骤SA12，控制器30根据当前认证期间最新获得的生物测量信息DIN来更新存储装置20中的字典DIC_1(步骤SA12)。例如，控制器30把现有字典DIC_1的生物测量信息DO和新的生物测量信息DIN的平均值存储在存储装置20中作为字典DIC_1的新的生物测量信息DO。或者，在步骤SA12，可以用新的生物测量信息DIN来代替存储在存储装置20中的生物测量信息DO。
在下面步骤SA13中，控制器30在存储于存储装置20中的每个参数中反映出字典DIC_1更新。具体地说，控制器30分别将参数nUPDATE_1和参数nUPDATE_all加“1”，并且把参数nUnUPDATE_1初始化为“0”。(图2中，可以加1吗？，否则加1吗？请确认。)参数nUPDATE_i是表示字典DIC_i到现在被更新的次数的字典DIC_i的更新数。参数nUPDATE_all是存储在存储装置20中的所有字典DIC的更新总数。参数nUnUPDATE_i是表示字典DIC_i在认证中未被更新的次数的字典DIC_i的未更新数。
在步骤SA11判断差异DST_1不小于阈值VTHR1的情况下，控制器30判断差异DST_1是否小于阈值VTHR2(步骤SA15)。阈值VTHR2是存储在存储装置20中的参数，该参数可根据操作单元40的操作由控制器30进行修改。这里应注意，阈值VTHR2被设置成大于阈值VTHR1的值(即，对应于表示相似度低于阈值VTHR1的差异DST_1的值)。
在差异DST_1位于阈值VTHR1和阈值VTHR2之间的范围的情况下，相比较差异DST_1小于阈值VTHR1的情况，生物测量信息DIN和生物测量信息DO不是如此相似而立刻认证出有效的被测者，并且生物测量信息DIN与生物测量信息DO也不是如此不相似而确切地否认被测者的有效性。因此，当差异DST_1小于阈值VTHR2时(VTHR1≤DST_1≤VTHR2)，通过辅助地考虑辅助认证器38的辅助认证结果来判断被测者的有效性(步骤SA16和步骤SA17)。
由有效用户预先登记的密码被存储在存储装置20中。辅助认证器38提示被测者输入密码(步骤SA16)，并且随后判断被测者响应于该提示通过操作单元40输入的密码是否与登记在存储装置20中的密码相同(步骤SA17)。当步骤SA17的判断是肯定时，控制器30执行步骤SA18和步骤SA19的处理并随后进展到步骤SA14。即，在输出单元50通知已经正确完成认证的事实之后，启用由电子器材进行的各种处理。
差异DST_1大于或等于阈值VTHR1，而通过辅助认证判断被测者为有效用户的情况有可能就是有效用户的语音特性根据有效用户的身体状况或周围环境而变化的情况。基于此，在步骤SA18，字典管理器34创建包括在当前认证中获得的生物测量信息DIN的新字典DIC_2，并且把所创建的字典DIC_2存储在存储装置20中，从而在将来认证中当输入与当前认证中相同特性的生物测量信息DIN时，立刻判断被测者为有效用户(即，不用执行由辅助认证器38进行的辅助认证)。而且，控制器30在存储于存储装置20中的每个参数中反映了字典DIC_2的添加(步骤SA19)。即，控制器分别将参数nUPDATE_2(字典DIC_2的更新数)和参数nUPDATE_all加“1”，并且把参数nUnUPDATE_2(字典DIC_2的未更新数)初始化为“0”。控制器30还把未在当前认证中更新的字典DIC_1的参数nUnUPDATE_1加“1”。
在生物测量信息DIN和生物测量信息DO如此不相似使得差异DST_1大于或等于阈值VTHR2的情况下(步骤SA15中的“否”)，或者在辅助认证中密码不相同的情况下(步骤SA17中的“否”)，被测者不是有效用户的可能性很大。在这种关系中，当步骤SA15或步骤SA17的判断为否定时，控制器30通过输出单元50通知被测者其有效性被否定(步骤SA20)。如果以上述方式否定被测者的有效性，则禁止由电子器材进行的各种处理。
如果通过图2的处理把多个字典DIC_1～DIC_m存储在存储装置20中，则在需要认证时控制器30根据图3所示过程执行认证。认证开始时，被测者向输入单元12讲出所要求的单词。分析器14根据被测者语音生成生物测量信息DIN，并且把生成的生物测量信息DIN输出到控制器30。
在图3的处理中，首先，认证器32根据存储在存储装置20中的m个字典DIC_1～DIC_m的各个生物测量信息DO和分析器14所获得的生物测量信息DIN来计算差异DST_1～DST_m，并且指定差异DST_1～DST_m的最小值(下文称为“最小差异”)MINDST(步骤SB10)。即，最小差异MINDST是在包括在字典DIC_1～DIC_m中的m种生物测量信息DO中与生物测量信息DIN最相似的生物测量信息DO和生物测量DIN之间的差异。
其后，认证器32判断最小差异MINDST是否小于阈值VTHR1(步骤SB11)。在生物测量信息DIN与生物测量信息DO如此相似使得最小差异MINDST小于阈值VTHR1的情况下，被测者可以被认证为有效用户。在这种关系中，当步骤SB11的判断为肯定时，控制器30执行步骤SB12和SB13，并且随后通过输出单元50通知被测者已经认证其有效性(步骤SB14)。如果以上述方式确认被测者的有效性，则启用由电子器材进行的各种处理。
在步骤SB12，字典管理器34通过与图2的步骤SA12的相同处理用与生物测量信息DIN相应的内容更新字典DIC_dMINDST。字典DIC_dMINDST是包括其与生物测量信息DIN的差异为最小差异MINDST的生物测量DO的字典DIC。而且，控制器30在存储于存储装置20中的每个参数中反映了步骤SB12的更新(步骤SB13)。即，控制器30分别将参数nUPDATE_dMINDST(字典DIC_dMINDST的更新数)和参数nUPDATE_all加“1”，并且把参数nUnUPDATE_dMINDST(字典DIC_dMINDST的未更新数)初始化为“0”。控制器30还把分别表示除了字典DIC_dMINDST以外的字典DIC的未更新数的参数nUnUPDATE_1～nUnUPDATE_m(除了nUnUPDATE_dMINDST)分别加“1”。
在步骤SB11判断最小差异MINDST大于或等于阈值VTHR1的情况下，以与图2的步骤SA15相同的方式，控制器30判断最小差异MINDST是否小于阈值VTHR2(步骤SB15)。当步骤SB15的判断为肯定时，控制器30判断存储在存储装置20中的字典DIC的总数m是否大于或等于最大值nMAXDIC(步骤SB16)。最大值nMAXDIC被存储在存储装置20中，并且根据对于操作单元40的操作由控制器30进行修改。当在步骤SB16判断字典个数m小于最大值nMAXDIC时，以与图2的步骤SA16和步骤SA17相同的方式由辅助认证器38执行辅助认证(步骤SB17和步骤SB18)。在步骤SB18判断被测者为有效用户的情况下，字典管理器34根据在当前认证中获得的生物测量信息DIN来创建新字典DIC_m+1(步骤SB19)。而且，通过与图2的步骤SA19相同的处理，控制器30在存储于存储装置20中的每个参数中反映了字典DIC_m+1的创建(步骤SB20)。
当在步骤SB15判断最小差异MINDST大于或等于阈值VTHR2时或者当在步骤SB18判断被测者不是有效用户时，以与图2相同的方式，控制器30通过输出单元50通知被测者其有效性已经被否认(步骤SB21)，并且随后禁止由电子器材进行的各种处理。
在步骤SB16判断字典DIC的总数m到达最大值nMAXDIC(m≥nMAXDIC)的情况下，如图4所示，控制器30执行删除存储在存储装置20中的现有字典DIC的处理。下文所述的字典DIC删除使得可以在图3的步骤SB19在不超过最大值nMAXDIC的范围内添加新字典DIC。
在图4的处理中，首先控制器30判断参数nUPDATE_all是否超过阈值nCHKDIC(步骤SC10)。当步骤SC10的判断为否定时控制器30进行到图3的步骤SB21，而当步骤SC10的判断为肯定时进行到步骤SC11。即，通过把作为所有字典DIC_1～DIC_m的更新总数的参数nUPDATE_all超过阈值nCHKDIC的事实作为要素来执行删除现有字典DIC的处理。根据对于操作单元40的操作，控制器30可以正确地修改存储在存储装置20中的阈值nCHKDIC。
在步骤SC11，控制器30判断在分别对应于字典DIC的m个参数nUnUPDATE_1～nUnUPDATE_m中是否存在超过阈值UnUPDATE_thr的值(步骤SC11)。当在步骤SA11或步骤SB11中字典DIC_i没有用于认证时(在步骤SA12或步骤SB12未更新)，将参数nUnUPDATE_i递增。结果，较大参数nUnUPDATE_i表示字典DIC_i的使用频率较低(即，从被测者获得的与字典DIC_i的生物测量信息DO相似的生物测量信息DIN的频率较低)。在这种关系中，当步骤SC11的判断为肯定时，字典缩减器36从存储装置20中删除其参数nUnUPDATE_i超过阈值UnUPDATE_thr的一个字典DIC，并且重新编排剩余(m-1)字典DIC，使得各个字典DIC的序数i从“1”到“m-1”连续(步骤SC12)。其后，控制器30把由于步骤SC12的删除而要被存储在安全的存储区中的字典DIC_nMAXDIC(此时未创建)的参数nUPDATE_nMAXDIC和参数nUnUPDATE_nMAXDIC分别初始化为0(步骤SC13)，并且随后进行到图3的步骤SB17。
当步骤SC11的判断为否定时，控制器30判断参数nMINUPDATE是否小于阈值UPDATE_thr(步骤SC14)。参数nMINUPDATE是分别与字典DIC对应的m个参数nUPDATE_1～nUPDATE_m的最小值。可以根据对于操作单元40的操作来修改阈值UPDATE_thr。当在步骤SA11或步骤SB11将字典DIC_i用于认证时，把参数nUPDATE_i递增。因此，较小参数nUPDATE_i表示字典DIC_i的使用频率较低。在这种关系中，当步骤SC14的判断为肯定时，字典缩减器36从存储装置20删除其参数nUPDATE_i为最小值nMINUPDATE的一个字典DIC_dMINUPDATE，并且重新编排剩余(m-1)个字典DIC，使得各个字典DIC的序号i从“1”到“m-1”连续(步骤SC15)。其后，控制器30在步骤SC13执行参数更新，并且随后进行到图3的步骤SB17。
当步骤SC14的判断为否定时，执行把在存储于存储装置20中的m个字典DIC_1～DIC_m中的两个具有相似的生物测量信息DO的字典DIC进行合并的处理(步骤SC16～步骤SC18)。在步骤SC16，控制器30计算相对于所有组合的各个字典间差异而用于在存储于存储装置20中的m个字典DIC_1～DIC_m中选择两个字典，并且指定所计算差异的最小值MIN_INTERDIC_DST。而且，控制器30判断最小值MIN_INTERDIC_DST是否小于阈值INTERDIC_thr(步骤SC17)。阈值INTERDIC_thr被存储在存储装置20中，并且根据对于操作单元40的操作加以修改。
当步骤SC17的判断为否定时控制器30进行到图3的步骤SB21，而当步骤SC17的判断为肯定时进行到步骤SC18。在步骤SC18，字典缩减器36把其字典间差异为最小值MIN_INTERDIC_DST的两个字典DIC合并(即，具有最相似的生物测量信息DO的两个字典DIC)，并且重新编排剩余(m-1)个字典DIC，使得各个字典DIC的序号i从“1”到“m-1”连续(步骤SC18)。两个字典DIC的合并可以是例如重新创建包括各个生物测量信息DO的平均值的一个字典DIC并删除现有的两个字典DIC的处理。在步骤SC18，可以简单删除其字典间差异被计算作为最小值MIN_INTERDIC_DST的两个字典DIC中的任何一个。在执行步骤SC18之后，控制器30执行步骤SC13的参数更新，并且随后进行到图3的步骤SB17。
如上所述，在当前实施例中，在生物测量信息DIN和生物测量DO之间的差异(图2的DST_1或者图3的MINDST)落在阈值VTHR1和阈值VTHR2之间的范围内的情况下，重新创建与生物测量信息DIN相应的字典DIC。例如，相对于在人们刚刚醒来后和在白天处于活动状态时的各个生物测量信息DIN来创建各自的字典DIC。而且，相对于在安静环境和嘈杂环境中的各个生物测量信息DIN来创建各自的字典DIC。因此，即使在从有效用户获得的生物测量信息DIN短时间变化时，也可以保证高标准的认证准确度。
而且，在差异大于或等于阈值VTHR2的情况下，否认被测者的有效性。在差异位于阈值VTHR1和阈值VTHR2之间的情况下，通过辅助认证器38来辅助认证被测者的有效性。因此，虽然即使在生物测量信息DIN和生物测量信息DO如此不相似使得差异大于或等于阈值VTHR1的情况下仍创建了新字典DIC，也可以有效地排除了新的字典DIC可能是根据从并非有效用户的被测者所获得的生物测量信息DIN而创建的风险。
而且，在生物测量信息DIN和字典DIC_i的生物测量信息DO之间的差异小于阈值VTHR1的情况下，更新字典DIC_i(图2的步骤SA12或图3的步骤SB12)。结果，即使在生物测量信息DIN和生物测量信息DO之间的差异落在小于阈值VTHR1的范围内的状态下有效用户的生物测量信息DIN在很长时间内缓慢变化的情况下，也可以在保持高标准的认证准确度的同时解决生物测量信息DIN的变化。另外，作为用于判断被测者有效性的基准的阈值VTHR1或阈值VTHR2也可用作判断是否要更新或添加字典DIC的基准。因此，与通过把不同于阈值VTHR1和阈值VTHR2的参数作为基准来判断是否更新或添加字典DIC的结构相比，有利地减轻了控制器30所要处理的工作量。
另一方面，可以考虑用于创建用来认证的多个字典的方法，例如，提示用户改变其讲话风格而多次讲话并根据从每次讲话中获得的生物测量信息DO来创建多个字典的方法。然而在该方法中，用户在改变讲话风格的同时讲话是不方便的。相反，在本实施例中，根据生物测量信息DIN和生物测量信息DO之间的差异是否大于或小于阈值VTHR1和VTHR2来自动更新或创建字典DIC。因此，本实施例具有以下优点，可以不时地改善认证的准确度而不用用户认证字典DIC的更新或创建。
而且，即使用户改变讲话风格，实际语音可能没有如此改变从而展示出刚好醒来之后和白天活动状态时的语音之间的不同，或者安静环境和嘈杂环境中语音的不同。因此，在强迫改变讲话风格的方法中，即使生物测量信息DIN在短时间内(例如，在早晨和白天之间)显著改变，也很难执行高准确度的认证。本实施例也能解决这一问题。
在本实施例中，用户可以正确地修改用于认证或更新、添加或删除字典DIC的各种参数。由此，可以实现与用户请求一致的认证。例如，随着阈值VTHR1和阈值VTHR2变大，则以较高频率执行字典DIC的更新或添加。相反，随着阈值VTHR1和阈值VTHR2变小，实现了更高准确度的认证。另外，当字典DIC的最大数目nMAXDIC变大时，可以把更多的字典DIC存储在存储装置20中来顺应更多种语音。相反，当字典DIC的最大数目nMAXDIC变小时，可以减小存储在存储装置20中的数据容量。
<C：变形实施例>
可对上述实施例进行各种变形。下文将详述各种变形实施例。下面实施例也可以进行适当组合。
(1)变形实施例1
尽管出于说明目的在上面实施例中公开了根据从语音中提取生物测量信息DIN来执行认证的结构，但是可以适当修改用于认证的生物测量信息DIN。例如，诸如身体每一部分(诸如手或视网膜)的脉络式样、面部图像、指纹、虹膜或笔迹之类的各种特征量都可以作为生物测量信息DIN来认证。在使用这样的生物测量信息DIN时，采用认证身体每一部分的图像或笔迹的装置作为输入单元12。因为诸如笔迹或脸型以及上面实施例所述的语音之类的生物测量信息DIN可以在短时间内发生显著改变，所以在使用该生物测量信息DIN用于认证的生物测量认证设备100中，特别优选地利用本发明，其中不管生物测量信息DIN的改变也能实现高准确度的认证。
(2)变形实施例2
尽管出于说明目的在上面实施例中公开了辅助认证器38根据从操作单元40输入的密码来执行辅助认证的结构，但是可以适当地修改辅助认证方法。例如，可以代替使用或者可以连同使用从操作单元40输入用于认证的密码的结构来使用从输入单元12作为语音输入而用于认证的密码的结构。即，通过使用语音识别技术指定作为语音输入到输入单元12的密码并且把所指定的密码与登记在存储装置20中的密码进行核对，辅助认证器38来以此执行认证。从上述说明中将理解，辅助认证器38是用于执行独立于认证器32的认证的辅助认证的装置(具体而言，根据独立于生物测量信息DIN而从被测者获得的信息(密码))。
(3)变形实施例3
尽管出于说明目的在上面实施例中公开了逐个删除字典DIC的结构，但是可以采用同时删除多个字典DIC的结构。例如，在图4的步骤SC12，可以删除其参数nUnUPDATE_i超过阈值UnUPDATE_thr的多个字典DIC。
(4)变形实施例4
可以从生物测量认证设备100中适当省略输入单元12和分析器14。例如，可以采用通过通信网络把具有输入单元12和分析器14的终端连接到生物测量认证设备100的结构。在该结构中，生物测量认证设备100通过通信网络接收终端的分析器14所生成的生物测量信息DIN，并且随后使用所接收的生物测量信息DIN来认证。在上述结构中，从通过网络接收生物测量信息DIN的装置起到了本发明一实施例中信息采集装置的功能。
(5)变形实施例5
尽管出于说明目的在上面实施例中公开了使用生物测量信息DIN和生物测量信息DO之间的差异DST_i来认证的结构，但是表示生物测量信息DIN和生物测量信息DO之间相似度的指标并非仅限于该差异。例如，可以采用根据随着生物测量信息DIN和生物测量信息DO变得越相似而增加的参数(指标)来执行认证的结构。在该结构中，阈值VTHR2被设置成小于阈值VTHR1的值(即，表示不相似的值)。随后，在步骤SA11或步骤SB11判断该指标是否大于或等于阈值VTHR1(即，该指标是否表示相似)，在步骤SA15或步骤SB15判断该指标是否大于或等于阈值VTHR2。
(6)变形实施例6
用于由控制器30进行处理的每个参数(例如，阈值VTHR1或阈值VTHR2)可以相对于多个用户单独存储在存储装置20中。控制器30根据多个参数组中被测者在认证之前指定的参数组来执行诸如字典DIC的认证或更新、添加或删除的各种处理。在这种结构中，在多个用户共用一个电子器材的情况下，可以彼此正确地认证，从而增加了电子器材的便利。

Claims (10)

1.一种生物测量认证设备，其包括：
存储装置，其用于存储包含已登记人的生物测量信息的字典；
信息采集装置，其用于获得被测者的生物测量信息；
认证装置，其根据表示存储在所述存储装置中的字典的生物测量信息与所述信息采集装置所获得的生物测量信息之间相似度的指标来认证被测者的有效性；以及
字典管理装置，其用于在所述指标表示了相似度高于第一阈值的第一种情况下根据所述信息采集装置所获得的生物测量信息来更新所述存储装置中的字典，或者在所述指标表示了相似度低于第一阈值并且高于被设置为低于第一阈值的第二阈值的第二种情况下根据所述信息采集装置所获得的生物测量信息来创建新字典并且把所创建的新字典存储在所述存储装置中。
2.根据权利要求1所述的生物测量认证设备，其中所述认证装置认证第一种情况下被测者的有效性，并且否认在所述指标表示了相似度低于第二阈值的第三种情况下的被测者的有效性。
3.根据权利要求1或2所述的生物测量认证设备，还包括辅助认证装置，其用于独立于所述认证装置来认证被测者的有效性，其中
当所述辅助认证装置认证第二种情况下被测者的有效性时，所述字典管理装置创建新字典，而当所述辅助认证装置否认第二种情况下被测者的有效性时，所述字典管理装置不创建新字典。
4.一种生物测量认证设备，其包括：
存储装置，其用于存储每个都包含已登记人的生物测量信息的多个字典；
信息采集装置，其用于获得被测者的生物测量信息；
认证装置，其用于根据与多个字典相对应的多个指标来认证被测者的有效性，每个指标表示了存储在所述存储装置中的对应字典的生物测量信息与所述信息采集装置所获得的生物测量信息之间的相似度；以及
字典管理装置，该字典管理装置在指示了多个指标中最高程度的最大指标表示了相似度高于第一阈值的第一种情况下运行，用于根据所述信息采集装置所获得的生物测量信息来更新所述存储装置中的多个字典中对应于最大指标的字典，并且所述字典管理装置还在最大指标表示了相似度低于第一阈值且高于被设置成低于第一阈值的第二阈值的第二种情况下运行，用于根据所述信息采集装置所获得的生物测量信息来创建新字典并且把所创建的新字典存储在所述存储装置中。
5.根据权利要求4所述的生物测量认证设备，其中，当所述字典管理装置更新每个字典时，所述字典管理装置对存储在所述存储装置中的每个字典的更新次数进行计数，所述设备还包括字典缩减装置，其用于从所述存储装置中删除更新计数次数小于阈值计数的字典。
6.根据权利要求4所述的生物测量认证设备，其中，当每个字典未被更新而同时其他字典被所述字典管理装置更新时，所述字典管理装置对存储在所述存储装置中的每个字典的未更新次数进行计数，所述设备还包括字典缩减装置，其用于从所述存储装置中删除未更新计数次数大于阈值计数的字典。
7.根据权利要求4所述的生物测量认证设备，其中所述字典管理装置评估存储在所述存储装置中的多个字典间的相似性，所述设备还包括字典缩减装置，其通过把相似度超过阈值度的字典对相互合并或者删除字典对中之一来把所述字典对缩减成一个字典。
8.根据权利要求5到7中任一的生物测量认证设备，其中，当存储在所述存储装置中的字典总数达到预定数量时，所述字典缩减装置执行字典的缩减。
9.一种生物测量认证方法，其包括步骤：
获得被测者的生物测量信息；
根据表示了存储于存储装置中的字典所包含的已登记人的生物测量信息与所获得的被测者的生物测量信息之间相似度的指标来认证被测者的有效性；并且
在该指标表示了相似度高于第一阈值的第一种情况下根据所获得的生物测量信息来更新所述存储装置中的字典，或者在该指标表示了相似度低于第一阈值且高于被设置成低于第一阈值的第二阈值的第二种情况下根据所获得的生物测量信息来创建新字典，并且把所创建的新字典存储在所述存储装置中。
10.一种用于计算机的机器可读介质，该计算机具有用于存储包含已登记人的生物测量信息的字典的存储装置，所述机器可读介质包含可由计算机执行的程序指令，该程序指令用于执行：
获得被测者的生物测量信息的信息采集处理；
认证处理，根据表示了存储在所述存储装置中的字典所包含的已登记人的生物测量信息与所述信息采集处理中所获得的被测者的生物测量信息之间相似度的指标来认证被测者的有效性；以及
字典管理处理，在该指标表示了相似度高于第一阈值的第一种情况下根据所述信息采集处理中所获得的生物测量信息来更新所述存储装置中的字典，或者在该指标表示了相似度低于第一阈值且高于被设置成低于第一阈值的第二阈值的第二种情况下根据所述信息采集处理所获得的生物测量信息来创建新字典，并把所创建的新字典存储在所述存储装置中。
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