JP7109113B1 - 識別システム装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】事前にテキストデータを読み上げて登録する必要がなく、簡便に利用できると共にセキュリティも向上させた識別システム装置を提供する。【解決手段】識別システム装置１０は、音源又は音の周波数を含む音情報に基づいて複数の識別要素を生成する識別要素処理部２１０と、音情報に基づいてＩＤを生成するＩＤ化処理部２２０と、ＩＤと複数の識別要素を紐付けて、識別情報を生成する情報生成処理部２３０と、識別情報を記憶する記憶部１１０と、記憶部１１０に記憶された識別情報と、新たに生成された複数の識別要素とを比較して、両者が同一の前記音源であるか否かを判定する判定部２４０と、を有し、ＩＤ化処理部２２０は、同一の音源であると判定した場合には、記憶部１１０に記憶された識別情報のＩＤに関連した新たなＩＤを生成する。【選択図】 図１

Description

本発明は、音源の周波数又は前記音源から発せられる音の周波数からなる音情報を用いた識別システムに関する。
従来から、音源の情報や、音源から発せられる音の情報に基づいて識別を行う識別システム装置が提供されている。例えば、特許文献１に開示される話者識別装置は、登録音声に対応するテキストデータを抽出する音声認識手段と、抽出テキストデータと登録したテキストデータとの間の類似度を示すスコアを登録話者毎に算出する登録音声評価手段と、登録音声評価手段の評価に応じて登録音声の特徴量を話者識別辞書に登録する辞書登録手段とを備えている。話者の識別は、この特徴量を照合して行われる。
特許第６３９４７０９号公報
上記従来の識別システム装置では、事前に設定されたテキストデータを登録話者が読み上げる必要があり、登録作業が煩雑であることがある。そして、セキュリティを向上させるためには、設定されたテキストデータの読み上げを複数回行う場合もある。
本発明は、事前にテキストデータを読み上げて登録する必要がなく、簡便に利用できると共にセキュリティも向上させた識別システム装置を提供することを目的とする。
本発明に係る識別システム装置は、音源の周波数又は前記音源から発する音の周波数を含む音情報に基づいて複数の識別要素を生成する識別要素処理部と、前記音情報に基づいてＩＤを生成するＩＤ化処理部と、前記ＩＤと複数の前記識別要素を紐付けて、識別情報を生成する情報生成処理部と、前記識別情報を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記識別情報と、前記識別要素処理部により新たに生成された複数の前記識別要素とを比較して、両者が同一の前記音源からの前記音情報であるか否かを判定する判定部と、を有し、前記ＩＤ化処理部は、前記判定部における判定が同一の前記音源からの前記音情報であると判定した場合には、同一の前記音源と判定した前記記憶部に記憶された前記識別情報の前記ＩＤに関連した新たな前記ＩＤを生成し、前記情報生成処理部は、前記新たな前記ＩＤと、前記新たに生成された複数の前記識別要素とを紐づけて、新たな前記識別情報を生成する、ことを特徴とする。
本発明によれば、事前にテキストデータを読み上げて登録する必要がなく、簡便に利用できると共にセキュリティも向上させた識別システム装置を提供することができる。
本発明の実施形態に係る識別システム装置の構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施形態に係る識別システム装置のＩＤ化処理部の処理を示すフロー図である。 本発明の実施形態に係る識別システム装置の情報生成処理部が行うトランザクションの構成を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る識別システム装置の情報生成処理部が認識情報をブロックチェーンの形態で保存する状態を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る識別システム装置の処理を示すフロー図である。
本発明の実施形態を図に基づいて説明する。図１は、識別システム装置１０の構成を示すブロック図である。識別システム装置１０は、制御部２００、識別要素処理部２１０、ＩＤ化処理部２２０、情報生成処理部２３０、判定部２４０及び記憶部１１０を有する。記憶部１１０は、システムバスＳＢを介して制御部２００や識別要素処理部２１０、ＩＤ化処理部２２０、情報生成処理部２３０、判定部２４０と接続されている。記憶部１１０は、例えば、ＳＳＤ（Solid State Drive）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）で構成される。記憶部１１０には、制御プログラム（プログラム）や、情報生成処理部２３０で生成した複数の識別情報が記憶される。
制御部２００、識別要素処理部２１０、ＩＤ化処理部２２０、情報生成処理部２３０、判定部２４０は、記憶部１１０に記憶される制御プログラムが実行されることによりＣＰＵ（又はプロセッサともいい、コンピュータともいう。）が機能する機能ブロックである。
制御部２００は、システムバスＳＢを介して、表示部１３０、操作部１４０、通信部１５０、音声入力部１６０、センサ機器入力部１７０と接続し、各部を制御する。表示部１３０は、例えばディスプレイにより構成される。操作部１４０は、例えばキーボードにより構成される。通信部１５０は、例えばネットワークインタフェースコントローラ（NIC）であり、通信データをサーバ等に送信することができる。音声入力部１６０は、例えばマイクにより構成される。センサ機器入力部１７０は、例えば圧力センサや振動センサ等の各種センサと接続し、これらの各種センサからの信号が入力される。
識別要素処理部２１０は、音源の情報又は該音源から発する音の情報を含む音情報に基づいて複数の識別要素を生成する。音源は、人の場合には声を発する声帯（喉）となる。音源の所有は、人に限られず、動物や魚等の他の生物であってもよい。
識別要素処理部２１０により生成される複数の識別要素は、例えば、以下に示す識別要素Ａ～Ｄが挙げられる。

識別要素Ａ；音源が発する音の音素がどのような周波数特性を持っているか表したものであって、隠れマルコフモデルを用いて形成される音響モデルとすることができる。音は、音声入力部１６０から入力される。音源の振動を用いる場合には、人（動物）の声帯の振動を検出する振動検出器からの信号がセンサ機器入力部１７０を介して入力される。
識別要素Ｂ；イントネーションやアクセントを分析し、モデル化する。イントネーションやアクセントの要素に、脳活動信号を対応させることもできる。イントネーションやアクセントは、音声入力部１６０から入力された音から分析する。脳活動信号は、人（動物）に取り付けられた脳波取得機器からセンサ機器入力部１７０を介して入力される。
識別要素Ｃ；発音に影響する身体的特徴の要素モデル。例えば、発音の際に吐く息の強さや骨格の振動が挙げられる。人（動物）に取り付けられた圧力センサ（吐く息の強さの検出）や振動センサ（骨格の振動を検出）からの信号が、センサ機器入力部１７０を介して入力される。識別要素Ｂと同様に、脳活動信号を加味することもできる。
識別要素Ｄ；知識要素（例えば暗証番号）、所有要素（例えばカードキー）、生体要素（例えば指紋認証）を含む、音情報に基づいて生成する識別要素（識別要素Ａ～Ｃ）以外の識別要素。
ＩＤ化処理部２２０は、音情報に基づいてＩＤを生成する。例えば、音の周波数を波長に変換し、所定時刻における波長を用いて所定桁数のＩＤを生成することができる。音源を用いる場合には、音源の振動から縦波の波長と横波の波長を算出し、それらを複数回乗ずることでＩＤを生成することができる。生成されるＩＤは、初期値として３００億桁以上を有するＩＤとすることができる。
図２のフロー図は、ＩＤ化処理部２２０における動作の一例である。先ず、ステップＳ１１で、入力音情報の変換処理が行われる。具体的には、音情報が音声である場合には、当該音声の周波数が抽出され、波長に変換される。音源の振動である場合には、縦波と横波の波長が算出されて処理される。次に、ステップＳ１２で、ステップＳ１１で処理され生成された波長を電波化する。そして、ステップＳ１３で、ステップＳ１２で電波化された波長からＩＤが生成される。
なお、ステップＳ１２で生成した電波を通信部１５０により他の装置に送信して、当該他の装置によりステップＳ１３の処理を行うこともできる。
また、ＩＤ化処理部２２０は、既に記憶部１１０に記憶された識別情報２０のＩＤに関連付けて新たなＩＤを生成する既存ＩＤへの付加の処理を行うことができる。既存ＩＤへの付加は、新たに入力された音情報から生成した新たなＩＤを既存ＩＤに付加することで桁数が追加され、既存ＩＤに関連した新たなＩＤを生成することができる。この新たなＩＤは、１０００億桁以上とすることができる。
情報生成処理部２３０は、ＩＤ化処理部２２０により生成されたＩＤと、識別要素処理部２１０により音情報に基づいて生成された識別要素Ａ～Ｃや識別要素Ｄを紐付けて、図３に示す識別情報２０を生成する。この識別情報２０は、トランザクションにより実行される。例えば、トランザクションＴＰ１は、ＩＤ化処理部２２０により生成されたＩＤ１と、識別要素処理部２１０により生成された識別要素Ａ１～Ｄ１を含む情報である。
情報生成処理部２３０は、図４に示すように、トランザクションを含む識別情報２０をブロックチェーンの形態で記憶部１１０に記憶する。ブロックチェーン３０の各ブロックは、トランザクションＴＰｎと、ハッシュ値Ｈｎとを含む。
判定部２４０は、記憶部１１０に記憶された識別情報２０における識別要素Ａ～Ｄと、識別要素処理部２１０により新たに生成された複数の識別要素Ａ～Ｄとを比較して両者が同一の音源からの音情報であるか否かを判定する。識別システム装置１０に音情報が新たに入力されると、識別要素処理部２１０により、新たに複数の識別要素Ａ～Ｄが生成される。音源が同一か否かの判定は、例えば、新たに生成された複数の識別要素Ａ～Ｄと、記憶部１１０に記憶された識別情報２０の識別要素Ａ～Ｄとを比較して、類似する度合いが高い場合には、両者が同一の音源からの音情報（人であれば同一人物）であると判定する。
判定部２４０による判定は、比較する識別要素Ａ～Ｄが同一である場合だけではなく、類似する範囲にも及ぶ。例えば、判定部２４０により、両者の類似度を算出して、所定の閾値以上の場合には同一の音源であると判定することができる。従って、例えば人であれば、経時的な変化（声変わり等）や外的要因による音声の変化（手術等により骨格や声帯の形態が変化した場合）が生じても、同一人物であると判定することができる。
このように形成される識別システム装置１０は、携帯情報端末（スマートフォン）やタブレットＰＣを含むＰＣ（Personal Computer）で構成することができる。また、識別システム装置１０は、１台の携帯情報端末（スマートフォン）やＰＣだけでなく、識別システム装置１０の構成を複数の危機に分散してネットワークで接続して形成することもできる。識別システム装置１０は、図５に示すフロー図に従って動作する。
先ず、ステップＳ２１で、音源の周波数又は前記音源から発する音の周波数を含む音の情報が入力される。具体的には、例えば、音源から発する音の周波数としての人や動物が発音した音声の場合には、音声入力部１６０を介して識別システム装置１０に入力される。音源の周波数としての音源の周波数の場合には、音源に取り付けられた振動センサにより検出した振動がセンサ機器入力部１７０を介して振動数としての周波数とされて識別システム装置１０に入力される。
次に、ステップＳ２２で、識別要素処理部２１０により、入力された音情報に基づいて複数の識別要素Ａ～Ｃが生成される。識別要素Ｄ（音情報に基づいて生成する識別要素Ａ～Ｃ以外の識別要素）については、他の入力手段による入力があった場合に生成される。
次に、ステップＳ２３で、判定部２４０により、既に記憶部１１０に記憶されている識別情報２０の各識別要素Ａ～Ｃと、音声入力部１６０又はセンサ機器入力部１７０から音情報が入力されて新たに生成された識別要素Ａ～Ｃとを比較して、同一の音源からの音情報であるか否かを判定する。音情報以外の識別要素である識別要素Ｄが入力された場合には、判定部２４０により、既に記憶部１１０に記憶されている識別情報２０の識別要素Ｄと、新たに入力され生成された識別要素Ｄとが比較され、当該判定に係る判断材料とされる。
判定部２４０における判定が同一の音源からの音情報ではない、すなわち、人であれば別人物であると判定した場合には、ステップＳ２６に進み、ＩＤ化処理部２２０により新規のＩＤが生成される。そして、ステップＳ２５で、情報生成処理部２３０により、生成された新規のＩＤと、新たに生成された識別要素Ａ～Ｄとを紐付けて、識別情報２０を生成し、記憶部１１０に記憶する。
なお、記憶部１１０に識別情報２０が保存されていない初期状態においては、実質的に、ステップＳ２３の処理を実行せずにステップＳ２６及びステップＳ２５の処理が実行される。
判定部２４０における判定が同一の音源からの音情報であると判定した場合には、ステップＳ２４に進み、ＩＤ化処理部２２０により、既存のＩＤへの付加の処理、つまり、同一の音源と判定した識別情報２０のＩＤに関連した新たなＩＤを生成する。例えば、同一の音源と判定した識別情報２０のＩＤの桁数に、桁数を追加して新たなＩＤを生成することができる。これにより、同一の音源と判定される複数のＩＤが紐付けられる。
そして、ステップＳ２５に進み、情報生成処理部２３０は、新たに生成されたＩＤと、新たに生成された識別要素Ａ～Ｄとを紐付けて、新たな識別情報２０を生成して、記憶部１１０に記憶する。
このようにして、識別システム装置１０において、音情報が同一か否かを判定し、同一の人物（生物）であるか否かを認識することができる。識別システム装置１０では、事前にテキストデータを読み上げて登録する必要がなく、簡便に利用できると共にセキュリティも向上させることができる。
識別システム装置１０は、種々の機器を組み合わせて用いることができる。例えば、識別システム装置１０は、接客システム装置と組み合わせて使用することができる。当該接客システム装置は、ユーザが過去に購入した商品等のデータから、ユーザが現在において求める最適な商品を提案するシステムである。
例えば、店舗の従業員は、識別システム装置１０を備えるスマートフォンから顧客であるユーザの音声を入力するだけで、当該ユーザのＩＤに紐付けられた過去に購入した商品や所望していた商品、趣味、趣向のデータを抽出し、当該データと現時点で当該ユーザが新たに求める商品の情報を分析することで、現時点でユーザが求める商品を提案することができる。
また、識別システム装置１０は、人以外の動物に対しても用いることができる。この場合、音源が発する音には、超音波も含めることができる。従って、牧場における畜産動物の管理や、水族館や動物園等における飼育動物（生物）の管理にも応用することができる。
また、特定のテキストの読み上げが必要ないので、言語に依存することも無く、また、文字が読めない人や盲目の人、アルツハイマー患者に対しても応用することができる。従って、識別システム装置１０は、各種学校や介護施設等においても使用することができる。例えば、盲目の人の場合には、他のシステムと組み合わせることで、誰が話しているのか理解することができる。
また、識別システム装置１０は、行政等が導入している公的な個人番号ともリンクさせることができる。これにより、税金の支払いや社会保険等の支払いや給付金の受領等にも応用することができる。
また、識別システム装置１０を音声の文字化システムや翻訳システムと組み合わせることもできる。
識別システム装置１０では、ＩＤ及びＩＤに紐付けられた複数の認証要素により判定が行われるので、個人情報（例えば、性別、年齢、居住地やその他の個人情報）の入力が必要なく、セキュリティが高い。そして、ＩＤ及びＩＤに紐付けられた複数の認証要素が認証情報としてトランザクションとして保存されるので堅牢なシステムを構築することができると共に、当該認証情報がブロックチェーンの形態で保存されるので、さらに高度なセキュリティを有する。また、声変わりや加齢による声質の変化や整形手術が行われていても本人認証が可能であるので、簡便かつセキュリティの高いシステムとすることができる。
１０ 識別システム装置 ２０ 識別情報
３０ ブロックチェーン １１０ 記憶部
１３０ 表示部 １４０ 操作部
１５０ 通信部 １６０ 音声入力部
１７０ センサ機器入力部 ２００ 制御部
２１０ 識別要素処理部 ２２０ ＩＤ化処理部
２３０ 情報生成処理部 ２４０ 判定部
ＳＢ システムバス

Claims (5)

  1. 音源の周波数又は前記音源から発する音の周波数を含む音情報に基づいて複数の識別要素を生成する識別要素処理部と、
    前記音情報に基づいてＩＤを生成するＩＤ化処理部と、
    前記ＩＤと複数の前記識別要素を紐付けて、識別情報を生成する情報生成処理部と、
    前記識別情報を記憶する記憶部と、
    前記記憶部に記憶された前記識別情報と、前記識別要素処理部により新たに生成された複数の前記識別要素とを比較して、両者が同一の前記音源からの前記音情報であるか否かを判定する判定部と、
    を有し、
    前記ＩＤ化処理部は、前記判定部における判定が同一の前記音源からの前記音情報であると判定した場合には、同一の前記音源と判定した前記記憶部に記憶された前記識別情報の前記ＩＤに関連した新たな前記ＩＤを生成し、
    前記情報生成処理部は、前記新たな前記ＩＤと、前記新たに生成された複数の前記識別要素とを紐づけて、新たな前記識別情報を生成する、
    ことを特徴とする識別システム装置。
  2. 前記ＩＤ化処理部は、前記音情報に係る前記音源又は前記音源から発する前記音の周波数に基づいて前記ＩＤを生成することを特徴とする請求項１に記載の識別システム装置。
  3. 複数の前記識別要素には、前記音情報に基づいて生成するものの他、暗証番号としての知識要素、カードキーとしての所有要素又は生体要素からなる識別要素を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の識別システム装置。
  4. 前記識別情報は、トランザクションとして保存されることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか記載の識別システム装置。
  5. 前記情報生成処理部は、前記トランザクションとしての前記識別情報をブロックチェーンの形態で前記記憶部に記憶することを特徴とする請求項４に記載の識別システム装置。





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