JP2002269047A

JP2002269047A - 音声ユーザ認証システム

Info

Publication number: JP2002269047A
Application number: JP2001063653A
Authority: JP
Inventors: Naomi Yamagata; 直美山形
Original assignee: NEC Engineering Ltd
Current assignee: NEC Engineering Ltd
Priority date: 2001-03-07
Filing date: 2001-03-07
Publication date: 2002-09-20

Abstract

(57)【要約】【課題】ユーザの利便性を損なわず、現実的に安全であ
り、サーバとネットワークの負荷が少ない携帯端末を使
用する音声ユーザ認証システムを提供する。【解決手段】ユーザ１０１は、ＰＩＮ／音声入力１０２
を、携帯端末１０３および電話回線／インターネット１
１１を介してサーバ１０５にアクセスする。携帯端末１
０３は、ユーザ認証処理１０８を行い、サーバ１０５
は、ユーザ照合処理１１０を行う。携帯端末１０３は、
サーバ１０５にユーザ照合依頼１０４を行い、サーバ１
０５からユーザ照合結果の通知１０９を受ける。また、
管理者１０７は、サーバ１０５にユーザ登録、変更およ
び削除１０６を行う。ユーザ認証として、ＰＩＮおよび
携帯端末を使用する音声による話者認識を併用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は音声ユーザ認証シス
テム、特にＰＩＮ（Personal Identification Number）
と音声話者認識の併用による携帯端末を使用する音声に
よるユーザ認証システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、インターネット接続機能付き携帯
電話やＰＤＡ(Personal Digital Assistant)等の携帯端
末からのユーザ認証方法としては、４桁程度のＰＩＮを
使用することが多い。携帯端末からの電子商取引が普及
しつつある現在、セキュリティ強度に問題がある。一
方、セキュリティ強度を上げる方策として、携帯端末か
らの音声によるユーザ認証方式が幾つか提案されてい
る。音声を利用することで、特別なハードウェアを必要
とせず、またユーザの心理的抵抗が少なく且つ簡易さを
損なわないユーザ認証が可能となる。

【０００３】例えば、特開平１０−３２９４号公報の
「携帯電話機」には、予め登録された音声パターンとユ
ーザが発声した音声パターンを比較し、一致すれば回線
接続を行う携帯電話機が開示されている。斯かるテキス
ト固定型の音声認証は、必要とされる演算量やメモリ量
が小さくて済む反面、「なりすまし」が可能である。ま
た、「なりすまし」対策として、システムが発声される
べきテキストを指定する「テキスト指定型方式」が特開
２０００−１４８１８７号公報に開示されている。しか
し、このテキスト指定型方式を利用した携帯端末からの
ユーザ認証システムとなると、例えば特開昭６４−８４
９５号公報の「個人認証方式」は、ＩＤカードと専用の
読取装置の使用を前提とする個人認証方式を開示する。
この個人認証方式は、携帯端末での利用を考えると、利
便性に欠ける。また、関連技術として、特開２０００−
１４８１８７号公報の「話者認識方法、その方法を用い
た装置及びそのプログラム記録媒体」は、録音された音
声が認識対象として使用されるのを排除する話者認識シ
ステム等を開示している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
技術は、次の如き種々の課題を有する。第１に、従来技
術においては、携帯端末からの音声によるユーザ認証
に、テキスト固定型の音声認識を使用している。そのた
め、例えば上述した特開平１０−３２９４号公報におい
ては、予め登録された音声パターンとユーザが発声した
音声パターンとを比較し、一致すれば回線接続を行う携
帯電話機を開示している。しかし、斯かるテキスト固定
型の音声認証は、必要とされる演算量やメモリ量が小さ
くて済む反面、「なりすまし」が可能となる。第２に、
従来技術においては、携帯端末からの音声によるユーザ
認証に、端末とは別のハードウェアが必要となる。その
理由は、例えば上述した特開昭６４−８４９５号公報の
従来技術では、ＩＤカードと専用の読取装置の使用が前
提であり、ユーザ側の利便性が欠けるためである。

【０００５】第３に、従来技術では、携帯端末からの音
声によるユーザ認証で、実際の音声処理・認証処理をサ
ーバ側で行っている。そのため、音声データをサーバに
送信しており、伝送量が多くなり、ネットワークおよび
サーバに負荷がかかる。また、伝送経路の品質によっ
て、音声が変化するため、認識率が低下する。第４に、
従来技術では、携帯端末からの音声によるユーザ認証
で、認証エラーになった場合の補助認証手段として、パ
スワード等の知識情報を使用する。そのため、何らかの
手段で第３者がパスワードを入手した場合に、「なりす
まし」が可能となる。

【０００６】

【発明の目的】本発明の目的の１つは、セキュリティ強
度が強く、「なりすまし」が困難な、携帯端末からの音
声による音声ユーザ認証システムを提供することであ
る。本発明の他の目的は、ユーザの利便性を損なわな
い、携帯端末からの音声によるユーザ認証システムを提
供することである。本発明の別の目的は、サーバの負荷
が少ない携帯端末からの音声ユーザ認証システムを提供
することである。本発明の更に他の目的は、現状広く使
われている認証方法に音声認証を容易に付加できる形に
して、既存システムへの影響を小さくしてシステムへの
導入を容易にする音声ユーザ認証システムを提供するこ
とである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の音声ユーザ認証
システムは、サーバにアクセスする多数のユーザが、ア
クセス許可された正規のユーザであるか否かを判定し、
正規のユーザのみにアクセスを許可するシステムであっ
て、ＰＩＮ（Personal Identification Number）によ
るユーザ認証と、携帯端末を使用する音声による話者認
識との併用によりユーザ認証を行う。

【０００８】また、本発明の音声ユーザ認証システムの
好適実施形態によると、携帯端末の内部にユーザの音声
データと共に話者認識機能を設け、携帯端末の内部でユ
ーザ認証を行う機能を備える。アクセス毎にパスワード
として異なる文字列を装置側から指定するテキスト指定
の話者認識手法を利用し、固定パスワードの音声入力を
不要とする。テキスト指定型の話者認識でパスワードと
して使用するテキストの組み合わせを、数字とアルファ
ベットに限定する。音声によるユーザ認証が失敗した場
合に、第２パスワードを使用してセキュリティ強度を確
保した上で、本人か否かの判定しきい値を内部で変更
し、再認証を行う機能を備える。話者認証に使用するユ
ーザの登録音声をサーバにバックアップとして保持し、
携帯端末の故障又は紛失時にサーバから携帯端末に音声
データがリストアされる機能を備える。携帯端末および
サーバ間の送受信データを、公開鍵暗号方式を利用して
暗号化・復号化する手段を備え、暗号化・復号化するた
めの公開鍵および秘密鍵を携帯端末の内部およびサーバ
に設ける。アクセス毎にパスワードとして異なるテキス
トを指定するためのパスワード生成手段と、生成したパ
スワードに応じて登録音声から音声パターンを生成する
音声パターン生成手段を携帯端末の内部に設ける。音声
認識処理に音声符号化手段と、ノイズ除去手段とを携帯
端末の内部に備える。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明による音声ユーザ認
証システムの好適実施形態の構成および動作を、添付図
面を参照して詳細に説明する。

【００１０】先ず、図１は、本発明による音声ユーザ認
証システムの好適実施形態のシステム構成を示す。本発
明の音声ユーザ認証システムは、ＰＩＮと音声により、
ユーザ１０１のユーザ認証処理１０８を行う携帯端末
（例えば携帯電話／ＰＤＡ）１０３と、携帯端末１０３
から送信される情報によりユーザ照合処理１１０を行う
サーバ１０５と、携帯端末１０３およびサーバ１０５間
での情報の送受信に使用される電話回線／インターネッ
ト１１１とにより構成される。

【００１１】ユーザ１０１は、ユーザ認証が必要とされ
るサービスを利用する際に、携帯端末１０３に対し、Ｐ
ＩＮおよび音声入力１０２を行う。入力されたＰＩＮお
よび音声１０２に基づき、携帯端末１０３の内部で、サ
ービスを利用しようとしているユーザが正規のユーザで
あることを認証する、ユーザ認証処理１０８が行われ
る。ユーザ認証がＯＫであれば、電話回線／インターネ
ット１１１を通してサーバ１０５にユーザ照合依頼１０
４が送られる。このユーザ照合依頼１０４を受信したサ
ーバ１０５内部では、指定ユーザが存在するか否か判断
する。指定ユーザが存在する場合には、アクセス権が有
効か否か等を照合するユーザ照合処理１１０を行う。次
に、サーバ１０５は、電話回線／インターネット１１１
を通して携帯端末１０３に対し、ユーザ照合結果通知１
０９を行う。また、サービスを利用できるユーザ１０１
は、管理者１０７によって予めサーバ１０５の内部に登
録されている。このように、ユーザ登録・変更・削除処
理１０６は、管理者１０７により行われる。

【００１２】次に、本発明による音声ユーザ認証システ
ムで使用する各種データを説明する。「ＩＤ番号」は、
ユーザ毎に一意の番号であり、ユーザ１０１は、この番
号を意識しない。「ＰＩＮ」は、従来のシステムでも多
く使用されている４桁程度の数値であり、ユーザ本人し
か知らないパスワードである。「第２パスワード」は、
ユーザ本人しか知らないパスワードであり、通常の認証
処理では使用されないことから、安全性を考慮してＰＩ
Ｎより解読が難しいもの（例えば８桁以上の長さで、ア
ルファベットや特殊文字を混ぜる）が望ましい。「登録
音声」は、ユーザ登録時にユーザ１０１が入力した音声
を、ノイズ除去して特徴抽出したものである。ここで
は、例えば上述した特開昭６４−８４９５号公報に開示
の如く、テキスト指定によるユーザ認証を簡易にするた
め、０〜９の数値等の限定された音声セットを使用する
か、少し複雑にするためにアルファベットを含んでもよ
い。「サーバ側の公開鍵」は、端末からサーバ１０５に
対してデータを送信するとき、公開鍵暗号方式でデータ
を暗号化するために、携帯端末１０３側で使用される。
「携帯端末側の公開鍵」は、サーバ１０５から携帯端末
１０３に対してデータを送信するとき、公開鍵暗号方式
でデータを暗号化するために、サーバ１０５側で使用す
る。「サーバ側の秘密鍵」は、公開鍵方式で暗号化され
たデータを復号するとき、サーバ１０５の内部で使用さ
れる。「端末側の秘密鍵」は、公開鍵方式で暗号化され
たデータを復号するときに、携帯端末１０３の内部で使
用される。

【００１３】次に、図２は、本発明の音声ユーザ認証シ
ステムで使用される携帯端末の実装を示す。図１の携帯
端末１０３に対応する携帯端末２０１の内部は、大きく
３つに分割されている。第１は、ユーザインタフェース
としての入出力デバイス２０２である。この入出力デバ
イス２０２は、ＰＩＮ入力部２０５、パスワード表示部
２０６、音声入力部２０７、認証結果表示部２０８およ
び第２パスワード入力部２０９を含んでいる。ここで、
ＰＩＮ入力部２０５は、キーボード等のユーザが数字、
アルファベット又は記号を入力するデバイスである。パ
スワード表示部２０６は、ディスプレイ等のユーザが認
識可能に情報を表示するデバイスであり、ユーザが音声
入力するパスワードとして、毎回異なる指定テキストを
表示する。音声入力部２０７は、マイクロフォン等を介
して入力された音声を内部に取り込むデバイスである。
認証結果表示部２０８は、パスワード表示部２０６と同
様の表示デバイスであり、認証結果を表示する。第２パ
スワード入力部２０９は、ＰＩＮ入力部２０５と同様の
入力デバイスであり、第２パスワードを入力する。

【００１４】第２は、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）等
に書き込まれたソフトウェアプログラム２０３であり、
パスワード生成手段２１０、音声パターン生成手段２１
１、音声符号化手段２１２、ノイズ除去手段２１３、話
者・音声認証手段２１４、暗号化・復号化手段２１５、
ユーザ情報照合手段２１６およびリクエスト解析処理手
段２１７を含んでいる。パスワード生成手段２１０は、
ユーザ１０１が音声入力するパスワードとして、毎回異
なる指定テキストを生成する。音声パターン生成手段２
１１は、生成した指定テキストに従い、ユーザ１０１の
音声モデルから登録音声を組み合わせて、照合に使用さ
れる音声パターンを作成する。音声符号化手段２１２
は、ユーザ音声の特徴を抽出して音声モデルを作成す
る。ノイズ除去手段２１３は、入力されたユーザ１０１
の音声から、周辺の雑音および音のひずみを取り除く。
話者・音声認証手段２１４は、ユーザ１０１が入力した
音声から求めた音声入力パターンと音声パターン生成手
段２１１で携帯端末２０１の内部において生成した音声
パターンを比較し、発声内容認識（何が発声されたか)
と話者認識（該当ユーザが発声したか)を行い、該当ユ
ーザか否かを判定する。暗号化・復号化手段２１５は、
公開鍵暗号方式を使用して送信データを暗号化し、受信
データを復号化する。ユーザ情報照合手段２１６は、携
帯端末２０１の内部のＩＤ番号と入力されたＰＩＮとを
照合して、該当ユーザか否かを判定する。リクエスト解
析・処理手段２１７は、音声登録、ユーザ認証等のユー
ザ１０１からのリクエストを受け付け、それぞれの処理
を行う。これらのプログラム２０３の実体を、Ｊａｖａ
等のポータブル言語で記述することにより、音声認識の
機能を高い移植性でプラットフォームに依存せずに実装
することが可能となる。また、サーバ１０５からダウン
ロード可能にすることで、必要なユーザのみが端末に音
声認識機能を実装することができる。また、バージョン
アップや修正等に伴うプログラム２０３のアップデート
（更新）が容易となる。

【００１５】第３は、ユーザ毎の情報を内部で保持する
データメモリ２０４である。このデータメモリ２０４
は、登録音声格納部２１８、入力音声格納部２１９、Ｐ
ＩＮ格納部２２０、ＩＤ番号格納部２２１および暗号鍵
格納部２２２を含んでいる。登録音声格納部２１８は、
最初にユーザ音声の初期値として登録され、入力音声と
の比較対象となる登録音声が保持される。入力音声格納
部２１９は、音声認証時に、毎回違う指定テキストをユ
ーザ１０１が音声入力したものを一時的に格納する。Ｐ
ＩＮ格納部２２０は、ユーザ登録時にサーバ１０５から
送信され、本人しか知らない情報として音声認識と併せ
てユーザ認証に使用される、ＰＩＮを保持する。ＩＤ番
号格納部２２１は、ユーザ登録時にサーバ１０５から送
信され、端末がどのユーザのものであるかを特定するた
めのＩＤ番号を保持する。暗号鍵格納部２２２は、サー
バ１０５とのデータ送受信の際に、公開鍵暗号方式でデ
ータを暗号化するために使用されるサーバ１０５側の公
開鍵と、サーバ１０５から受信した暗号データを復号化
するために使用される端末側の秘密鍵と公開鍵が保持さ
れる。

【００１６】次に、図３は、本発明で使用するサーバ１
０５の実装を示す。サーバ３０１の内部実装は、大きく
２分割されている。第１は、ＲＯＭ等に書き込まれたソ
フトウェアであるプログラム３０２であり、暗号化・復
号化手段３０４、ユーザ情報照合手段３０５およびリク
エスト解析・処理手段３０６を含んでいる。ここで、暗
号化・復号化手段３０４は、公開鍵暗号方式を用いて送
信データを暗号化すると共に受信データを復号化する。
ユーザ情報照合手段３０５は、携帯端末から受信したＩ
Ｄ番号、ＰＩＮおよび第２パスワード等のユーザ情報
を、サーバ内に保持しているユーザ情報を照合して、該
当ユーザか否かを判定する。リクエスト解析・処理手段
３０６は、ユーザ登録および端末故障・紛失時の処理等
の管理者１０７からのリクエストおよびユーザ情報変更
等のユーザ１０１からのリクエストを受け付け、それぞ
れの処理を行う。

【００１７】第２は、ユーザ毎の情報を内部で保持する
データメモリ３０３であり、登録音声格納部３０７、Ｐ
ＩＮ格納部３０８、ＩＤ番号格納部３０９、第２パスワ
ード格納部３１０および暗号鍵格納部３１１を含んでい
る。登録音声格納部３０７は、最初にユーザ音声の初期
値として携帯端末から登録され、故障・紛失時のバック
アップとしてサーバ１０５に保持される。ＰＩＮ格納部
３０８は、ユーザ登録時に登録され、本人しか知らない
情報としてユーザ情報照合時にユーザ情報照合手段３０
５で使用されるＰＩＮを保持する。ＩＤ番号格納部３０
９は、ユーザ登録時に登録されるユーザ固有の番号であ
り、ユーザ情報照合時にユーザ情報照合手段３０５で使
用される。第２パスワード格納部３１０は、ユーザ登録
時に登録され、本人しか知らない情報としてユーザ情報
照合時にユーザ情報照合手段３０５で使用される第２パ
スワードを保持する。暗号鍵格納部３１１は、携帯端末
とのデータ送受信の際に、公開鍵暗号方式でデータを暗
号化するために使用される端末側の公開鍵と、端末から
受信した暗号データを復号化するために使用されるサー
バ側の秘密鍵と公開鍵が保持される。

【００１８】次に、図４は、ユーザ１０１の登録手順を
示すフローチャートである。先ず、新規ユーザを登録す
るとき、管理者１０７は、サーバ１０５（３０１）に対
してＩＤ番号、ＰＩＮ、第２パスワードおよび端末側の
公開鍵を設定する（ステップ４０１）。サーバ１０５で
は、管理者１０７が入力したＩＤ番号、ＰＩＮ、第２パ
スワードおよび端末側の公開鍵を登録し（ステップ４０
２）、携帯端末１０３（２０１）に対してサーバ側の公
開鍵を送信する（ステップ４０３）。携帯端末１０３で
は、受信したサーバ側の公開鍵を内部に登録する（ステ
ップ４０４）。次に、サーバ１０５は、ＩＤ番号を暗号
化して携帯端末１０３に送信する（ステップ４０５）。
携帯端末１０３は、受信したＩＤ番号を、サーバ側の公
開鍵を使用して復号し、携帯端末１０３の内部に登録す
る（ステップ４０６）。

【００１９】図５は、携帯端末１０３（２０１）による
音声登録手順を示すフローチャートである。音声登録
は、ユーザ１０１の音声がまだ登録されていない初期状
態の場合のみ行う。先ず、ユーザ１０１が携帯端末１０
３（２０１）に対して音声登録リクエストする（ステッ
プ５０１）。このリクエストは、例えば携帯端末１０３
の表示デバイスであるディスプレイ上のメニューを選択
等により行う。次に、ユーザ１０１は、本人であること
の証明として、本人しか知らない情報であるＰＩＮおよ
び第２パスワードを携帯端末１０３に対して入力する
（ステップ５０２）。このように、音声認識を併用しな
い場合には、第２パスワードを入力することにより、セ
キュリティ強度が確保される。

【００２０】携帯端末１０３は、その内部に保持されて
いるＩＤ番号、入力されたＰＩＮ、第２パスワードおよ
びリクエストの種類（この場合には、音声登録)を暗号
化してサーバ１０５に送信する（ステップ５０３）。次
に、サーバ１０５は、ＩＤ番号、ＰＩＮおよび第２パス
ワードを復号して内部データと照合する（ステップ５０
４）。サーバ１０５は、既に該当ユーザ１０１の音声登
録がされていないか登録音声の有無を確認する（ステッ
プ５０５）。サーバ１０５は、照合結果を暗号化して携
帯端末１０３に送信する（ステップ５０６）。携帯端末
１０３は、照合結果を復号し、結果を判定する（ステッ
プ５０７）。この照合結果がＮＧの場合には、照合エラ
ーがディスプレイに表示される（ステップ５０９）。一
方、照合結果がＯＫの場合には、ユーザ１０１は０〜９
の数値等の認証時に比較の基準となる登録音声セットを
入力する（ステップ５０８）。携帯端末１０３は、入力
音声のノイズを除去し、特徴を抽出して音声モデルを作
成する（ステップ５１０）。携帯端末１０３は、音声モ
デルを登録音声として内部メモリに登録する（ステップ
５１１）。携帯端末１０３は、登録音声をサーバ１０５
に送信する（ステップ５１２）。最後に、サーバ１０５
は、バックアップとして登録音声を登録する（ステップ
５１３）。

【００２１】次に、図６は、ユーザ１０１側から、ユー
ザ情報変更の１つとして、ＰＩＮの変更手順を示すフロ
ーチャートである。ユーザ１０１が携帯端末１０３に対
してＰＩＮ変更リクエストする（ステップ６０１）。こ
のリクエストは、例えば携帯端末１０３の表示デバイス
であるディスプレイ上のメニューの選択等により行う。
ユーザ１０１がＰＩＮおよび第２パスワードを入力する
（ステップ６０２）。このように、音声認識を併用しな
い場合には、第２パスワードを入力することにより、セ
キュリティ強度が確保される。携帯端末１０３は、その
内部に保持されているＩＤ番号、入力されたＰＩＮ、第
２パスワードおよびリクエストの種類（この場合にはＰ
ＩＮ変更)を暗号化してサーバ１０５に送信する（ステ
ップ６０３）。サーバ１０５は、ＩＤ番号、ＰＩＮおよ
び第２パスワードを復号し、内部データと照合する（ス
テップ６０４）。サーバ１０５は、照合結果を暗号化し
て携帯端末１０３に送信する（ステップ６０５）。携帯
端末１０３は、この照合結果を復号し、その結果を判定
する（ステップ６０６）。この照合結果がＮＧの場合に
は、照合エラーがディスプレイに表示される（ステップ
６０８）。一方、照合結果がＯＫの場合には、ユーザ１
０１は、新規ＰＩＮを入力する（ステップ６０７）。携
帯端末１０３は、入力された新規ＰＩＮを内部メモリに
登録する（ステップ６０９）。携帯端末１０３は、新規
ＰＩＮを暗号化してサーバ１０５に送信する（ステップ
６１０）。サーバ１０５は、新規ＰＩＮを復号して登録
し、旧ＰＩＮは、上書きされる（ステップ６１１）。

【００２２】次に、図７は、ユーザ１０１側からユーザ
情報変更を行う第２パスワードの変更手順を示すフロー
チャートである。ユーザ１０１が携帯端末１０３に対し
て第２パスワード変更リクエストする（ステップ７０
１）。このリクエストは、例えば携帯端末１０３の表示
デバイスであるディスプレイ上のメニュー選択等により
行う。ユーザ１０１がＰＩＮおよび第２パスワードを入
力する（ステップ７０２）。このように、音声認識を併
用しない場合には、第２パスワードを入力することによ
り、セキュリティ強度が確保される。携帯端末１０３
は、その内部に保持されているＩＤ番号と、入力された
ＰＩＮ、第２パスワードおよびリクエストの種類（この
場合には、第２パスワード変更)を暗号化してサーバ１
０５に送信する（ステップ７０３）。サーバ１０５は、
ＩＤ番号、ＰＩＮおよび第２パスワードを復号し、内部
データと照合する（ステップ７０４）。サーバ１０５
は、照合結果を暗号化して携帯端末１０３に送信する
（ステップ７０５）。携帯端末１０３は、照合結果を復
号して照合結果を判定する（ステップ７０６）。照合結
果がＮＧの場合には、照合エラーがディスプレイに表示
される（ステップ７０９）。一方、照合結果がＯＫの場
合には、ユーザ１０１は、新規第２パスワードを入力す
る（ステップ７０７）。携帯端末１０３は、新規第２パ
スワードを暗号化してサーバ１０５に送信する（ステッ
プ７０８）。サーバ１０５は、新規第２パスワードを復
号して登録し、旧第２パスワードは上書される（ステッ
プ７１０)。

【００２３】次に、図８は、ユーザ情報削除手順を示す
フローチャートである。サービス契約の解除等のため
に、ユーザ情報を削除する場合には、管理者１０７は、
サーバ１０５に対してユーザ情報削除リクエストする
（ステップ８０１）。そして、削除するユーザのＩＤ番
号を入力する（ステップ８０２）。ＩＤ番号、ＰＩＮ、
第２パスワードおよび携帯端末１０３側の公開鍵を設定
する。サーバ１０５では、管理者１０７が入力したＩＤ
番号に該当するユーザ情報として保持していた、ＩＤ番
号、ＰＩＮ、第２パスワード、登録音声および端末側公
開鍵を削除する（ステップ８０３）。

【００２４】次に、図９は、ユーザ認証時の手順を示す
フローチャートである。ユーザ１０１が携帯端末１０３
に対してユーザ認証リクエストする（ステップ９０
１）。このリクエストは、例えば携帯端末１０３の表示
デバイスであるディスプレイ上のメニュー選択等により
行う。また、ユーザ１０１は、ＰＩＮを入力する（ステ
ップ９０２）。携帯端末１０３は、その内部に保持され
ているＰＩＮと、入力されたＰＩＮとを照合する（ステ
ップ９０３）。この照合結果がＯＫの場合には、登録音
声セット（０〜９の数値等)をランダムに組み合わせた
文字列を生成する（ステップ９０４）。以下、この文字
列を「指定文字列」という。携帯端末１０３の内部で、
生成した指定文字列に従い、ユーザ１０１の音声モデル
から登録音声を組み合わせて照合に使用される音声パタ
ーンを作成する（ステップ９０５）。携帯端末１０３
は、生成した指定文字列をディスプレイに表示する（ス
テップ９０６）。ユーザ１０１は、表示された指定文字
列を音声入力する（ステップ９０７）。

【００２５】次に、携帯端末１０３内では、入力音声の
ノイズを除去し、話者照合用の特徴を抽出する（ステッ
プ９０８）。ユーザ１０１の音声入力から求めた音声入
力パターンと、上述したステップ９０５で携帯端末１０
３の内部において生成した音声パターンとを比較し、発
声内容認識（何が発声されたか）と話者認識処理（該当
ユーザ１０１が発声したか）を行う（ステップ９０
９）。この発声内容認識と話者認識の結果により、音声
認証の判定を行う（ステップ９１０）。判定結果がＮＧ
の場合には、認証エラー発生時の処理を行う（ステップ
９１１）。判定結果がＯＫの場合には、携帯端末１０３
は、その内部に保持されているＩＤ番号および入力され
たＰＩＮを暗号化して、照合リクエストと共にサーバ１
０５に送信する（ステップ９１２）。また、ここで必要
に応じて結果の照合スコアや使用したしきい値等の情報
を付加することで、サーバ１０５側でこの情報を利用す
る。例えば高度なユーザ認証が必要なアプリケーション
やサービスの場合には、音声の類似度が低いとしてサー
ビスを拒否する如き動作を行うことも可能である。

【００２６】サーバ１０５は、ＩＤ番号とＰＩＮを内部
で保持しているデータと照合する（ステップ９１３）。
サーバ１０５は、照合結果を暗号化して携帯端末１０３
に送信する（ステップ９１４）。携帯端末１０３は、こ
の照合結果を復号して表示し（ステップ９１５）、ユー
ザ認証の判定を行う（ステップ９１６）。照合結果がＯ
Ｋの場合には、ユーザ１０１は認証され、各種サービス
にアクセス可能となり、アクセス実行する（ステップ９
１７）。音声は時と共に変化していくので、これに対応
するために、ステップ９０８で生成された音声モデルと
登録されている音声モデルの間に、ある基準値以上の変
化があるか否か判定する（ステップ９１８）。ある程度
以上の大きな変化があった場合（ステップ９１８：Ｙ）
には、ステップ９０８に基づき、登録されている音声モ
デルとしきい値を更新する（ステップ９１９）。音声モ
デルとしきい値を更新した場合には、登録音声をサーバ
１０５に送信し（ステップ９２０）、サーバ１０５は、
保持している登録音声を更新する（ステップ９２１）。

【００２７】次に、図１０は、ユーザ認証エラー発生時
の手順を示すフローチャートである。音声を用いる場合
には、例えば風邪を引いたとき等の健康状態又は周囲の
雑音といった環境状態等で一時的に認証が困難になるケ
ースがあり得る。このような場合に対応するため、許さ
れる範囲で認証のしきい値を調整できるように構成して
いる。上述した図９に示す手順でユーザ認証処理を行う
（ステップ１００１）。次に、認証結果がＯＫか否か判
定する（ステップ１００２）。認証結果がＮＧの場合
（ステップ１００２：Ｙ）には、ユーザ１０１が携帯端
末１０３に対して再認証リクエストを出す（ステップ１
００３）。また、ユーザ１０１は、第２パスワードを入
力する（ステップ１００４）。携帯端末１０３は、その
内部に保持されているＩＤ番号と、図９のステップ９０
２で入力されたＩＤ番号、ＰＩＮ、第２パスワードおよ
びリクエストの種類（この場合には、再認証）を暗号化
してサーバ１０５に送信する（ステップ１００５）。サ
ーバ１０５は、ＩＤ番号、ＰＩＮおよび第２パスワード
を復号し、内部データと照合する（ステップ１００
６）。サーバ１０５は、照合結果を暗号化して携帯端末
１０３に送信する（ステップ１００７）。次に、携帯端
末１０３では、照合結果を復号し、照合ＯＫか否か判定
する（ステップ１００８）。照合結果がＯＫの場合（ス
テップ１００８：Ｙ）には、しきい値を一定幅でゆるい
判定を与える側に再設定する（ステップ１００９）。そ
の結果、本人棄却率が下がることとなる。他人受理率か
ら判断される安全性がある一定以上を保持するか否かを
判断する（ステップ１０１０）。この安全性低下がＯＫ
である場合（ステップ１０１０：Ｎ）には、再度ユーザ
認証処理を再設定したしきい値で行う。しきい値変更で
安全性がある一定以下になる場合（ステップ１０１０：
Ｙ）には、ユーザ認証を中止する。

【００２８】次に、図１１は、端末故障又は紛失時の手
順を示すフローチャートである。携帯端末１０３が故障
した場合又は紛失した場合には、新規端末に変更してサ
ーバ１０５が保持しているバックアップデータをリスト
アする。ユーザ１０１は、管理者１０７に故障・紛失を
通知し、新規端末に変更する（ステップ１１０１）。管
理者１０７は、新規ＩＤ番号をサーバ１０５に設定する
（ステップ１１０２）。サーバ１０５は、旧ＩＤ番号を
無効化する（ステップ１１０３）。サーバ１０５は、新
規ＩＤ番号を登録する（ステップ１１０４）。サーバ１
０５は、新規ＩＤ番号を暗号化し、携帯端末１０３に送
信する（ステップ１１０５）。携帯端末１０３は、新規
ＩＤ番号を復号し、内部メモリに登録する（ステップ１
１０６）。ユーザ１０１は、携帯端末１０３に対して端
末更新リクエストする（ステップ１１０７）。このリク
エストは、例えば携帯端末１０３の表示デバイスである
ディスプレイ上のメニュー選択等で行う。ユーザ１０５
がＰＩＮおよび第２パスワードを入力する（ステップ１
１０８）。携帯端末１０３は、その内部に保持されてい
るＩＤ番号、入力されたＰＩＮ、第２パスワードおよび
リクエストの種類（この場合には、端末更新）を暗号化
してサーバ１０５に送信する（ステップ１１０９）。サ
ーバ１０５は、ＩＤ番号、ＰＩＮおよび第２パスワード
を復号し、内部データと照合する（ステップ１１１
０）。サーバ１０５は、照合結果を暗号化して携帯端末
１０３に送信する（ステップ１１１１）。次に、照合結
果がＯＫか否か判定する（ステップ１１１２）。この照
合結果がＯＫの場合（ステップ１１１２：Ｙ）には、保
持している登録音声を携帯端末１０３に送信する（ステ
ップ１１１３）。最後に、携帯端末１０３は、登録音声
を内部メモリに登録する（ステップ１１１４）。

【００２９】以上、本発明による音声ユーザ認識システ
ムの好適実施形態の構成および動作を詳述した。しか
し、斯かる実施形態は、本発明の単なる例示に過ぎず、
何ら本発明を限定するものではない。本発明の要旨を逸
脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可
能であること、当業者には容易に理解できよう。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明から理解される如く、本発明
の音声ユーザ認証システムによると、次の如き種々の実
用上の顕著な効果が得られる。第１に、ユーザの利便性
を損なわず、現実的に安全なユーザ認証が行えることで
ある。その理由は、本発明の音声ユーザ認証システム
は、携帯端末の内部に登録音声格納部、ＰＩＮ格納部お
よびＩＤ番号格納部を持ち、別のハードウェアを必要と
することなく携帯端末のみで音声によるユーザ認証を行
うからである。

【００３１】第２に、「なりすまし」が困難で安全性の
高い音声ユーザ認証が行えることである。その理由は、
本発明の音声ユーザ認証システムは、携帯端末の内部に
パスワード生成手段および音声パターン生成手段を持
ち、毎回違う発声内容を指定するテキスト指定型の話者
認識を行い、またユーザ認証エラーになった場合には、
音声による再認証を行う機能を有するからである。

【００３２】第３に、サーバとネットワークの負荷が少
ない音声ユーザ認証が行えることである。その理由は、
本発明の音声ユーザ認証システムは、携帯端末の内部に
音声符号化手段、ノイズ除去手段および話者・音声認証
手段を持ち、サーバに音声データを送ることなく、携帯
端末内部で音声によるユーザ認証を行うからである。

【００３３】第４に、既存システムへの影響が小さく、
システムへの導入が容易である携帯端末からの音声によ
るユーザ認証が行えることである。その理由は、本発明
の音声ユーザ認証システムは、ＰＩＮ入力および音声に
よるユーザ認証を併用し、音声認証機能がソフトウェア
で提供されるため、現在使用されている携帯端末からの
ユーザ認証が容易に付加できるからである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による音声ユーザ認証システムの好適実
施形態のシステム構成図である。

【図２】図１に示す携帯端末の実装図である。

【図３】図１に示すサーバの実装図である。

【図４】図１に示す音声ユーザ認証システムのユーザ登
録時の動作を示すフローチャートである。

【図５】図１に示す音声ユーザ認証システムの音声登録
時の動作を示すフローチャートである。

【図６】図１に示す音声ユーザ認証システムのＰＩＮ変
更時の動作を示すフローチャートである。

【図７】図１に示す音声ユーザ認証システムの第２パス
ワード変更時の動作を示すフローチャートである。

【図８】図１に示す音声ユーザ認証システムのユーザ情
報削除時の動作を示すフローチャートである。

【図９】図１に示す音声ユーザ認証システムのユーザ認
証時の動作を示すフローチャートである。

【図１０】図１に示す音声ユーザ認証システムのユーザ
認証エラー発生時の動作を示すフローチャートである。

【図１１】図１に示す音声ユーザ認証システムの端末故
障又は紛失時の動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０１ユーザ１０２ＰＩＮ、音声入力１０３、２０１携帯端末（携帯電話/ＰＤＡ）１０４ユーザ照合依頼１０５、３０１サーバ１０６ユーザ登録変更、削除１０７管理者１０８ユーザ認証処理１０９ユーザ照合結果通知１１０ユーザ照合処理１１１電話回線/インターネット２０２入出力デバイス２０３プログラム２０４データメモリ２１０パスワード生成手段２１１音声パターン生成手段２１２音声符号化手段２１３ノイズ除去手段２１４話者・音声認証手段２１５暗号化・復号化手段２１６ユーザ情報照合手段２１７リクエスト解析・処理手段２１８登録音声格納部２１９入力音声格納部２２０ＰＩＮ格納部２２１ＩＤ番号格納部２２２暗号鍵格納部３０４暗号化・復号化手段３０５ユーザ情報照合手段３０６リクエスト解析・処理手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｌ 9/32 Ｈ０４Ｌ 9/00 ６７３Ｄ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】サーバにアクセスする多数のユーザが、ア
クセス許可された正規のユーザであるか否かを判定し、
正規のユーザのみにアクセスを許可するユーザ認証シス
テムにおいて、ＰＩＮ(Personal Identification Number)によるユーザ
認証と、携帯端末を使用する音声による話者認識との併
用によりユーザ認証を行うことを特徴とする音声ユーザ
認証システム。
【請求項２】前記携帯端末の内部にユーザの音声データ
と共に話者認識機能を設け、前記携帯端末の内部でユー
ザ認証を行う機能を備えることを特徴とする請求項１に
記載の音声ユーザ認証システム。
【請求項３】アクセス毎にパスワードとして異なる文字
列を装置側から指定する、テキスト指定型の話者認識手
法を利用し、固定パスワードの音声入力を不要とするこ
とを特徴とする請求項１に記載の音声ユーザ認証システ
ム。
【請求項４】前記テキスト指定型の話者認識でパスワー
ドとして使用するテキストの組み合わせを、数字とアル
ファベットに限定することを特徴とする請求項１又は３
に記載の音声ユーザ認証システム。
【請求項５】音声によるユーザ認証が失敗した場合に、
第２パスワードを使用してセキュリティ強度を確保した
上で、本人か否かの判定しきい値を内部で変更し、再認
証を行う機能を備えることを特徴とする請求項１乃至４
の何れかに記載の音声ユーザ認証システム。
【請求項６】前記話者認証に使用するユーザの登録音声
を前記サーバにバックアップとして保持し、前記携帯端
末の故障又は紛失時に前記サーバから前記携帯端末に音
声データがリストアされる機能を備えることを特徴とす
る請求項１に記載の音声ユーザ認証システム。
【請求項７】前記携帯端末および前記サーバ間の送受信
データを、公開鍵暗号方式を利用して暗号化・復号化す
る手段を備え、暗号化・復号化するための公開鍵および
秘密鍵を前記携帯端末の内部および前記サーバに設ける
ことを特徴とする請求項１に記載の音声ユーザ認証シス
テム。
【請求項８】アクセス毎にパスワードとして異なるテキ
ストを指定するためのパスワード生成手段と、生成した
パスワードに応じて登録音声から音声パターンを生成す
る音声パターン生成手段を前記携帯端末の内部に設ける
ことを特徴とする請求項１に記載の音声ユーザ認証シス
テム。
【請求項９】音声認識処理に音声符号化手段と、ノイズ
除去手段とを前記携帯端末の内部に備えることを特徴と
する請求項１に記載の音声ユーザ認証システム。