JPH10173644A - 本人認証方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 認証時には鍵となる語を利用者に呈示して鍵
となる語に対応する暗証音声の発声を求めることにより
他人が偽って認証を受けることを困難にする本人認証方
法を提供する。 【解決手段】 暗証音声を予め登録しておき、認証時に
は登録されている暗証音声と認証を受けようとする利用
者が発声した暗証音声とを比較し、利用者が暗証音声を
正しく発声していると共に発声が登録者本人の音声であ
ると判断した場合にその利用者は登録された本人である
と認証する本人認証方法において、１人の利用者に対し
て複数の暗証音声を登録し、認証時には登録された複数
の暗証音声の内から必要な暗証音声を選出して指定し、
指定された暗証音声の発声を利用者に求める本人認証方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、本人認証方法に
関し、特に、暗証音声を事前に登録し、登録されている
暗証音声と認証を受けようとする者が入力した暗証音声
とを比較することにより登録者本人であると認証する話
者認識による本人認証方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】話者認識による暗証音声を使用する本人
認証においては、利用者は１個ないし複数個の暗証音声
を発声して予め登録しておく。本人認証時において、本
人認証装置は認証を受けようとする者に暗証音声の入力
を要求する。本人認証装置は認証を受けようとする者が
入力した暗証音声と予め登録されている暗証音声とを比
較する。認証を受けようとする者が暗証音声を正しく入
力すると共に、入力された暗証音声が登録者本人の音声
であると本人認証装置が判断すれば、本人認証装置はそ
の者を登録者本人であると認証する。参考文献［１］、
［２］

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上の本人認証方法に
おいて、多数の暗証音声を予め登録し、認証の度毎にこ
れら登録されている暗証音声の内からランダムに認証に
使用する暗証音声を選択して利用者に発声を要求するこ
とは、本人認証の総合性能を向上する上において有効で
ある。第三者、即ち詐称者が本人になりすます場合、こ
れら多数の暗証音声を知ると共に本人の発声を真似しな
ければならないので、それだけ安全性を向上することが
できる訳である。

【０００４】しかし、この方法を単純に実施すると、利
用者は多数の暗証音声を正確に記憶し、発声しなければ
ならず、本人の負担は増大することとなる。この発明
は、上述の問題を解消した本人認証方法を提供するもの
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

請求項１：暗証音声を予め登録しておき、認証時には登
録されている暗証音声と認証を受けようとする利用者が
発声した暗証音声とを比較し、利用者が暗証音声を正し
く発声していると共に発声が登録者本人の音声であると
判断した場合にその利用者は登録された本人であると認
証する本人認証方法において、１人の利用者に対して複
数の暗証音声を登録し、認証時には登録された複数の暗
証音声の内から必要な暗証音声を選出して指定し、指定
された暗証音声の発声を利用者に求める本人認証方法を
構成した。

【０００６】請求項２：先の本人認証方法において、暗
証音声とその暗証音声の鍵となる語を組み合わせて登録
しておき、認証時には鍵となる語を利用者に呈示して鍵
となる語に対応する暗証音声の発声を求める本人認証方
法を構成した。 請求項３：請求項２に記載される本人認証方法におい
て、鍵となる語は登録者の音声により登録され、認証時
にはこの鍵となる語の音声を再生呈示する本人認証方法
を構成した。

【０００７】請求項４：先の本人認証方法において、鍵
となる語が利用者に呈示されてから予め設定された時間
内に発声することを本人と認定する条件とする本人認証
方法を構成した。 請求項５：先の本人認証方法において、最初の暗証音声
の発声入力による認証結果が認証の条件を満足しない場
合、同一暗証音声或は他の暗証音声の発声を求めて認証
処理を繰り返す本人認証方法を構成した。

【０００８】請求項６：先の本人認証方法において、登
録されている暗証音声と認証を受けようとする利用者が
発声した暗証音声との間の類似度を表す値に対して閾値
を設定し、この閾値により登録者本人であるか否かを判
断する本人認証方法を構成した。 請求項７：請求項６に記載される本人認証方法におい
て、閾値はこれを登録されている利用者毎に、或は利用
者が複数登録している暗証音声毎に設定する本人認証方
法。

【０００９】請求項８：請求項７に記載される本人認証
方法において、利用者が閾値を変更する本人認証方法を
構成した。

【００１０】

【発明の実施の形態】この発明の本人認証方法は、利用
者は２個の語を１組として登録する。この内の一方を暗
証音声とすると共に他方を暗証音声を連想させる鍵とな
る語とする。利用者は暗証音声と鍵となる語の複数組を
予め登録する。この通りに語の組を暗証として使用する
方式を「上の句・下の句方式」と呼ぶことにする。暗証
音声である下の句と鍵となる語である上の句は単語の様
な短い単位の語のみではなくして句、文その他の語を長
く組み合わせたものをも使用する。例えば「大江山生野
の道の遠ければ」を上の句とし、「ゆっくり歩こう急が
ずに」を下の句とする。或は「私の好きな食べ物は」に
対し「マンモスの鼻の肉」と登録する。この様に「上の
句」と「下の句」を自身で構成して音声により登録す
る。この語の組み合わせとしては、登録した本人にとっ
ては鍵となる語である上の句から暗証音声である下の句
がすらすらと容易に思い出すことができるが、第三者に
は思いつくことが極めて困難な個人的な連想を採用する
ことができる。更に、鍵となる語である「上の句」は、
本人のみ「下の句」を思い出すことができる無意味語と
することもできる。また、音により登録する場合、鍵と
なる語である「上の句」は叫び声、物音、動物の鳴き
声、音楽その他の音響の断片により構成し、本人のみ
「下の句」を思い出すことができる音響信号とすること
ができる。例えば、野鳥の声を「上の句」として登録す
れば、その方面に詳しい人でなければ鳴き声を聞き分け
ることが難しく、たとえ「上の句」と「下の句」の対応
を知り得たとしても、適切な「下の句」を容易には確定
することができない。

【００１１】ここで、鍵となる語である上の句は文字或
は音声により登録する。文字或は音声の内の何れにより
登録するかは利用者の選択に委ねる構成を採用すること
ができる。暗証である下の句は必ず音声により登録す
る。本人認証に際して、本人認証装置は複数登録されて
いる鍵となる語の内の１個を認証を受けようとする者に
呈示する。呈示の仕方は登録の仕方に対応して文字或は
音声により提示する。電話を介して利用する場合、文字
で登録された鍵となる語はこれをテキスト音声合成して
呈示する。登録された音声はそのまま再生して呈示す
る。認証を受けようとする者がその鍵となる語に対する
暗証音声を正しく入力しており、その音声が登録者本人
のものであると本人認証装置が判断すれば、認証を受け
ようとする者は登録者本人であると認証される。更に
「上の句」が呈示されてから「下の句」が発声されるま
での時間、即ち、暗証音声を即答しているか否かという
時間要素を加えれば、本人であるか否かの確認の精度は
更に向上する。

【００１２】本人認証装置が入力を要求する暗証音声は
１個だけでなはく、複数個とすることもできる。例え
ば、一回目の発声によっては認証が充分なされなかった
場合、二回目として一回目と同一の鍵となる語を提示
し、或は別の鍵となる語を呈示して対応する暗証音声の
発声を要求する。暗証音声を２回提示しても予め設定さ
れた安全性レベルを超えることができない場合、更に三
回目の発声を要求する。

【００１３】この発明は、以上の通りにして、複数個の
暗証音声の内から本人認証装置が任意に暗証音声を選出
し入力を要求することにより、他人にとっては使用する
暗証音声の数が多くなって、偽って認証を受けることを
困難にする。そして、暗証音声を連想させる鍵となる語
を呈示することにより、本人認証装置が任意に暗証音声
を呈示するためのプロンプトとして機能するだけでな
く、登録者本人が暗証音声を思い出す手助けともなる。

【００１４】また、鍵となる語は個人の経験、価値観に
基づいて設定するものであるから、本人には暗証音声を
連想するのは容易であるが、他人には連想が困難なもの
を選択することは容易であり、鍵となる語から暗証音声
を解読することを殆ど不可能にしている。

【００１５】

【実施例】以下、この発明の実施の形態を図の実施例を
参照して具体的に説明する。図１はこの発明を実施する
本人認証装置を示す図である。図２および図３は暗証音
声登録時の流れ図である。図４はアクセス権を獲得する
認証時の流れ図である。この実施例においては、電話を
介して個人情報にアクセスする場合を考える。例えば、
電子メイルの読み上げサービスを受ける場合、利用者本
人だけがメイルにアクセスすることができるものとする
必要がある。この場合のアクセス権を獲得する認証をこ
の発明の本人認証方法を使用して行う。利用者は暗証音
声とその鍵となる語を予め本人認証装置の利用者データ
ベース２に登録する作業を行う。その後、図１に示され
る本人認証装置を使用して必要に応じて認証を受ける。

【００１６】登録作業について説明するに、その安全性
および確実性を確保することを考慮して登録用端末を使
用して行う。利用者は、この登録用端末を使用して、先
ず、決められた自身のＩＤを入力する。次いで、暗証音
声とその鍵となる語を入力する。図５および図６を参照
するに、本人認証装置の利用者データベース２は暗証音
声と鍵となる語を１組として記録する。利用者はこの暗
証音声と鍵となる語の組を複数組入力する。図５には暗
証音声とその鍵となる語の組が７組入力されており、図
６には暗証音声とその鍵となる語の組が１０組入力され
ている。本人認証装置の利用者データベース２はこれら
を１人の利用者の暗証音声として登録する。利用者ＩＤ
は電話を介して利用することを考慮すると、プッシュボ
タンにより入力することができる数字列とする。ここに
おける利用者のＩＤは「１２３４５」であるものとす
る。鍵となる語は音声或は文字列で入力する。暗証音声
は音声で入力する。以上の暗証音声とその鍵となる語の
組は、利用者のＩＤ「１２３４５」と結合した状態にお
いて利用者データベース２に蓄積されている。

【００１７】次に、図１および図４を参照して登録が済
んだ利用者がアクセス権を獲得する仕方について説明す
る。電子メイル読み上げサービスのホストに電話をかけ
た利用者は、先ず、自身の利用者ＩＤを利用者データ検
索部３に入力し、自分が誰であるかを宣言する。ここ
で、ＩＤ「１２３４５」を入力したものとする。本人認
証装置は入力されたＩＤに基づいて利用者データベース
２を検索し、登録内容とＩＤとを利用者データセットと
して読み出す。本人認証装置はこれにより図５の登録内
容を利用者ＩＤと共に得る。得られた登録内容は、鍵と
なる語・暗証音声選出部４に入力される。本人認証装置
は、ここにおいて任意の暗証音声とその鍵となる語をラ
ンダムに、過去の利用履歴に基づいて、或は他の順序決
定方式により選出する。図５の第１行目の組が選択され
たものとすると、利用者には鍵となる語である「横浜」
という言葉が音声再生部５を介して呈示される。鍵とな
る語が音声で「よこはま」と登録されている場合は、そ
の音声「よこはま」はそのまま再生することにより呈示
される。文字列で登録されている場合は、音声再生部５
に具備される音声合成器により合成音声を生成してこれ
を呈示する。ここで、利用者は「横浜」という鍵となる
語に対応する暗証音声を発声して入力することを本人認
証装置により要求される。この暗証音声の発声入力は音
声入力部７を介して行われる。音声入力部７を介して入
力された暗証音声「中華まん」は、音声照合部６におい
て予め登録されている「横浜」に対する暗証音声「中華
まん」を発声した音声と比較される。この比較結果は判
定部８に供給され、入力された音声が暗証音声「中華ま
ん」を正しく発声し、その音声が登録されている話者の
音声と充分に類似しているものと判断した場合、判定部
８は音声を入力した当該利用者がＩＤ「１２３４５」に
該当する者であると認証し、電子メイルへのアクセスを
許可する。

【００１８】音声の類似の程度を判断する方法として
は、入力音声の特徴パラメータ時系列について、暗証音
声登録時に登録した暗証音声に基づいて得られる特徴パ
ラメータ時系列を標準パターンとし、この標準パターン
と入力音声の特徴パラメータ時系列とを照合し、得られ
る類似の尤度の高さを尺度とする方法がある。この類似
の尤度は、標準パターンの特徴パラメータ時系列と入力
音声の特徴パラメータ時系列との間の距離を意味するも
のとすることができ、この場合は距離の近さが尺度とな
る。この尤度或は距離を求める方法としては、ＤＰマッ
チング方法、或はＨＭＭによる方法が考えられる。ここ
においては、用語を「距離」に統一して使用する。距離
は、暗証音声を登録した本人の音声に対する値と比較し
て他人の音声に対する値の方が大きくなると考えられ
る。また、本人の音声であっても発声内容である語、
句、文章が暗証音声の内容とは異なると、距離は大きく
なると考えられる。そこで、本人認証装置は利用者の合
否の判定を距離に対して設定した閾値を設定して行い、
照合の結果である距離が閾値以下の値である場合に登録
者本人であると認証し、閾値より大である場合は登録者
本人以外であるものとして棄却する。この閾値をどこに
設定するかは本人認証装置の安全性レベルの高さに大き
く関係する。閾値を小さく設定すれば他人を登録者本人
であると誤って認証する可能性を表す他人受理率は小さ
くなり、安全性レベルが高くなるが、体調、経時変化そ
の他の原因による音声の変化に起因して登録者本人をも
棄却する可能性を表す本人棄却率が大きくなり、本人認
証装置を組み込んだシステムの利用のしやすさは悪化す
る。これに対して、閾値を大きく設定した場合は他人受
理率が大きくなり、安全性レベルは低下する。

【００１９】本人認証装置の安全性レベルの高さは、本
人認証装置を使用するサービスの提供者或は利用者がそ
の要求レベルに応じて閾値を設定、変更することにより
調整する。閾値は本人認証装置に登録されている利用者
全員に共通の値を設定し、利用者毎に設定し、或は暗証
音声毎に異なる値を設定する。利用者が安全性レベルを
自身で選択する場合、これは以下の通りに実施する。利
用者が登録時に暗証音声を入力した後、確認のためそれ
ぞれの暗証音声を数回再発声してもらう。本人認証装置
は再発声された各音声と登録されている暗証音声との間
の距離を求め、得られた値に基づいてそれぞれの暗証音
声に対して３段階の閾値を決定し、３段階の安全性レベ
ルを設定する。この時の閾値は求めた距離の平均値、
（平均値）±｛（最大の閾値）−（最小の閾値）｝／４
と設定する。利用者には「安全性レベルを、高、中、低
の何れかから選んでください」と指示し、選択してもら
う。また、話者を判定する距離と発声内容を判定する距
離を、一部或は全部が異なる特徴パラメータを使用して
求め、それぞれに閾値を設定することも考えられる。

【００２０】安全性レベルの調整は、閾値による方法以
外にも考えられる。より高い安全性レベルが必要な場
合、或は１回目の音声によっては類似性を充分に判断す
ることができないと本人認証装置が判断した場合は、複
数の暗証音声の入力を要求することもできる。こうする
ことにより利用者に関する情報が増え、安全性レベルを
より高く改善することができる。この場合、閾値を或る
幅を有する値に設定し、本人認証装置が求めた値がこの
範囲に入った場合は新たな暗証音声の入力を要求する方
法を採用する。

【００２１】また、登録者本人であれば鍵となる音声に
対する暗証音声を直ちに発声することができると考えら
れるところから、鍵となる語の呈示から暗証音声の発声
に到るまでに或る一定時間以上経過した場合は、その利
用者を棄却し、或は他の暗証語の発声を求めることを行
う。他の実施例について説明する。認証に際して、文字
列、図画を表示するディスプレイその他の表示装置、入
力としてキーボードを利用するコンピュータ端末を使用
する場合、暗証音声を入力するにマイクロホンを具備す
る必要がある。この場合の登録、認証手順は先の実施例
の場合と同様であるが、鍵となる語としては音声、或は
音に限らずに、文字列、図画をも使用し、ディスプレイ
に表示して呈示する。また、利用者のＩＤは数字だけで
なく、キーボードを介して入力する文字列とする。

【００２２】参考文献 ［１］古井貞煕，“音響・音声工学”，近代科学社 ［２］古井貞煕，“話者認識技術の高度化を目指し
て”，日本音響学会平成５年度秋季講演論文集，ｐｐ．
６１１−６１４，Ｏｃｔ．１９９３．

【００２３】

【発明の効果】以上の通りであって、複数の暗証音声の
内から本人認証装置が任意に暗証音声を選出し入力を要
求することにより、他人が偽って認証を受けるには、全
ての暗証音声とその鍵となる語の組み合わせを知り、何
らかの方法で暗証音声を発声している音声を記録し、本
人認証装置の要求に応じて正しい暗証音声を的確にすば
やく再生しなければならない。このため１種類の暗証音
声を使用する場合と比較して他人が偽って認証を受ける
ことが難しくなり、より安全な本人認証装置を構築する
ことができる。

【００２４】そして、暗証音声を連想させる鍵となる語
を呈示することにより、本人認証装置が任意に暗証音声
を呈示するためのプロンプトとして機能するだけでな
く、登録者本人が暗証音声を思い出す手助けをすること
ができる。また、鍵となる語は個人の経験、価値観、専
門性に基づいて設定するものであるから、本人にとって
は暗証音声の連想は容易であるが、他人には連想が殆ど
できないものを鍵となる語として設定するので、鍵とな
る語から暗証音声を解読することを困難にしており、他
人が偽って認証を受けることは著しく難である。

【００２５】更に、認証に使用する暗証音声を複数登録
されている暗証音声の内から選出することから、１回の
認証で複数の暗証音声の入力を要求することもできる。
従って、１個の暗証音声を使用する場合と比較して利用
者に関する情報を多く得ることができ、認証の精度の向
上が期待される。また、複数の暗証音声を使用する場
合、入力の順序を認証を必要とする度に任意に変更する
ことができるので、認証を受けるには、本人認証装置の
要求に応じて正しい暗証音声を的確に複数個入力するこ
とができなければならず、他人が偽って認証を受けるこ
とを困難にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本人認証装置を示す図。

【図２】暗証音声登録時の流れ図。

【図３】暗証音声登録時の他の流れ図。

【図４】認証時の流れ図。

【図５】暗証音声と鍵となる語の組を示す図。

【図６】暗証音声と鍵となる語の他の組を示す図。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 暗証音声を予め登録しておき、認証時に
   は登録されている暗証音声と認証を受けようとする利用
   者が発声した暗証音声とを比較し、利用者が暗証音声を
   正しく発声していると共に発声が登録者本人の音声であ
   ると判断した場合にその利用者は登録された本人である
   と認証する本人認証方法において、 １人の利用者に対して複数の暗証音声を登録し、認証時
   には登録された複数の暗証音声の内から必要な暗証音声
   を選出して指定し、指定された暗証音声の発声を利用者
   に求めることを特徴とする本人認証方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載される本人認証方法にお
   いて、 暗証音声とその暗証音声の鍵となる語を組み合わせて登
   録しておき、認証時には鍵となる語を利用者に呈示して
   鍵となる語に対応する暗証音声の発声を求めることを特
   徴とする本人認証方法。
3. 【請求項３】 請求項２に記載される本人認証方法にお
   いて、 鍵となる語は登録者の音声により登録され、認証時には
   この鍵となる語の音声を再生呈示することを特徴とする
   本人認証方法。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３の内の何れかに
   記載される本人認証方法において、 鍵となる語が利用者に呈示されてから予め設定された時
   間内に発声することを本人と認定する条件とすることを
   特徴とする本人認証方法。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４の内の何れかに
   記載される本人認証方法において、 最初の暗証音声の発声入力による認証結果が認証の条件
   を満足しない場合、同一暗証音声或は他の暗証音声の発
   声を求めて認証処理を繰り返すことを特徴とする本人認
   証方法。
6. 【請求項６】 請求項１ないし請求項５の内の何れかに
   記載される本人認証方法において、 登録されている暗証音声と認証を受けようとする利用者
   が発声した暗証音声との間の類似度を表す値に対して閾
   値を設定し、この閾値により登録者本人であるか否かを
   判断することを特徴とする本人認証方法。
7. 【請求項７】 請求項６に記載される本人認証方法にお
   いて、 閾値はこれを登録されている利用者毎に、或は利用者が
   複数登録している暗証音声毎に設定することを特徴とす
   る本人認証方法。
8. 【請求項８】 請求項７に記載される本人認証方法にお
   いて、 利用者が閾値を変更することを特徴とする本人認証方
   法。