JPS6249432B2

JPS6249432B2 -

Info

Publication number: JPS6249432B2
Application number: JP54157698A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Sekoe
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1979-12-05
Filing date: 1979-12-05
Publication date: 1987-10-19
Also published as: JPS5681781A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は入力される音声パタンと記憶パタンと
の一致、不一致に基づいて作動する錠、いわゆる
音声錠の方式改良に関するものである。

人間の発声する音声パタンには個人ごとに異な
つた特徴があり、このことを利用して、発声者が
本人であるか詐称者であるか判定することが可能
である。このための技術は話者認識あるいは話者
照合と呼ばれ、中田和男著、昭和52年12月25日、
コロナ社発行の音響工学講座、第７巻「音声」の
第146ページに記載されている。また同書の第149
ページには「指定された人の声以外では開かない
ドアができれば機密や安全の保持上大変便利であ
る」と記されているが、このための音声パタンの
一致、不一致に基づいて動作する錠が音声錠であ
る。

第１図は音声錠の一般的な動作原理を示す図で
ある。標準パタン記憶部１０にはあらかじめ特定
個人の音声パタンが記憶されている。マイクロホ
ン２０より入力される音声パタンは分析部３０に
より例えばスペクトル分析され、判定部４０に入
力される。判定部４０ではこの入力パタンと、パ
タン記憶部１０に記憶されているパタン（以下標
準パタンと呼ぶ）を比較して一致していると判定
される時はパルス信号ULが発生され、錠機構部
５０は解錠状態にされる。逆に不一致であると判
定される時はパルス信号ULが発生されず、錠機
構部５０は施錠状態のままとなる。通常は各個人
別に適当な合言葉を定め、これを他人に秘密とし
て使用し、他人により解錠されるのを防止する。

このような音声錠を実用するにあたつては次の
２点が問題になる。

(1) 合言葉を盗用される。

合言葉の秘密が保たれている間は他人の盗用
に対して極めて安全であるが、一度合言葉を知
られると安全性は大幅に低下する。通常は、音
声特有の個人性の差によつて、盗用された合言
葉が入力されても不一致としてリジエクトされ
る場合が多いが、ものまねを何度も試みられる
と偶々一致と判定され解錠される可能性が生じ
る。

(2) 音声パタンには経時変化がある。

同一人の同一単語の音声パタンであつても、
発声のたびに少しずつ異なる。特に、日時が経
過すると標準パタンと入力パタンの差が大きく
なり、終には同一人が正しい合言葉を発声して
も、なかなか解錠しないという問題が発生す
る。

以上の２点の対策としては合言葉を頻繁に変更
しかつ標準パタンの登録を定期的に行なうことが
適当である。しかし、人間はこのような操作を実
行するのを忘れることもあり、何らかの対策が必
要である。

本発明は合言葉の変更と発声登録を確実にする
音声錠方式を実現することを目的としたものであ
る。

本発明による錠方式は、ドアの内側より外側に
出るとき、内側において合言葉の発声登録を行な
わないと解錠しないように制御することを特徴と
する。

このようにすると、利用者は発声登録を行なわ
ないと外出することができないので、標準パタン
は当然毎回更新される。したがつて合言葉の変更
もやり易く、経時変化の問題も回避できるという
効果が得られる。

第２図は本発明の一実施形態を示すブロツク図
である。利用者は外出時に押ボタン６０を押して
ドアの内側に設置された第１のマイクロホン２０
から合言葉を入力する。かくして発生される音声
波信号ｓは、例えば特願昭51−61984号明細書
（特公昭61−18199号公報）の第３図に示されるご
とき分析部３０によつて周波数分析され、判定部
４０に入力される。前記の押ボタン６０が押され
て信号ｐが１である時は、入力される音声パタン
は信号線ｂを経由して標準パタン記憶部１０に送
られ記憶される。標準パタンの記憶処理が終了す
ると、判定部４０からパルス信号ｅが出力され
る。ANDゲート７０では上記の２個の信号ｐと
ｅの論理積が計算される。この時点では信号ｐは
１であるので、パルス信号ｅは信号線ｑを経由し
て錠機構部５０に送られ、これによつて解錠され
る。

次に利用者が帰宅した時は、戸外に設置された
第２のマイクロホン２１より合言葉を発声入力す
る。かくして発生される音声信号ｓは前記分析部
３０によつて周波数分析され、判定部４０に入力
される。この時は押ボタン６０は押されていない
ので、判定動作を行なう。この判定部４０は、例
えば特願昭45−53896号明細書（特公昭50−23941
号公報）に記載されているパタン比較装置、ある
いはそれと同等の機能を内蔵しており、前記標準
パタンと入力パタンとの間の距離を計算する。す
なわち、標準パタン記憶部１０に記憶されている
標準パタンをベクトルの系列としてＢ＝b₁，b₂，
……bj，……bJと示し新たに入力された標準パタ
ンをＡ＝a₁，a₂，……ai，……，aI とする時、両ベクトル系列間の距離Ｄ（Ａ，Ｂ）
を算出する。この距離は、あらかじめ設定されて
いる閾値θと比較され、Ｄ（Ａ，Ｂ）＜θ の時は合言葉が一致したとしてパルス信号ULが
発生されて錠機構部５０は解錠状態となる。逆にＤ（Ａ，Ｂ）≧θ である時はパルス信号ULは発生されず、錠機構
部５０は施錠状態のままである。

以上の錠方式によると、外出時に必らず合言葉
を登録するため、先に述べた経時変化の問題は生
ぜず、合言葉の変更もやり易い。しかし、周囲雑
音の混入や、発声の不明確のため不適当な標準パ
タンが登録された時には重大な問題が発生する。
すなわち標準パタンに欠陥があると、帰宅時に正
確な発声を行なつても一致が得られず、解錠不能
という事態が発生する。外出時に毎回標準パタン
を登録することが要求される本方式では、標準パ
タンの欠陥は特に重大な問題である。

本発明の第２の様態はこの点を改良したもので
ある。すなわち、ドアの内側より外側に出る時に
内側において合言葉の発声登録を行なつて標準パ
タンを登録した後、さらに確認発声を行ない、こ
の発声と標準パタンとの一致が得られて始めて解
錠されるように制御されることを特徴とする錠方
式である。

第３図はこの第２の様態の一実施例を示すブロ
ツク図であり、第４図はその動作例を示すブロツ
ク図である。利用者が外出時に押ボタン６０を押
すと、制御部８０からのモード信号ｍは１にリセ
ツトされ、スイツチ信号ｋは１にセツトされる。
このスイツチ信号ｋ＝１によつてスイツチ回路２
２はドアの内側に設けられたマイクロホン２０に
接続される。利用者が合言葉の発声を終了し押し
ボタン６０から手を離すと信号ｐは０に復帰しこ
れによつて前記モード信号ｍは２に変化される。
モード信号ｍが２になると、前述の第２図の実施
例の場合と同様に判定部内に入力されていた音声
パタンは、ただちに信号線ｂを経由して標準パタ
ン記憶部１０に送られ記憶される。

その後、利用者は確認のため再び同一の合言葉
を発声する。これによつて入力される音声パタン
は第２図に関係して説明した入力パタンＡとして
扱われ、前に登録されている標準パタンＢとの間
で距離Ｄ（Ａ，Ｂ）が計算される。この距離は前
記の閾値θと比較され、Ｄ（Ａ，Ｂ）＜θ なる時は一致がとれたものとしてパルス信号UL
を発生し、これによつて錠機構部５０は解錠状態
とされる。しかしＤ（Ａ，Ｂ）≧θ となり、不一致となつた場合にはパルス信号UL
は発生されず、錠機構部５０は施錠状態のままで
ある。この場合、利用者は必要に応じて２〜３回
再発声を試みる。それでも一致が得られなかつた
場合は、標準パタンに欠陥があるものとして、押
しボタン６０を押して合言葉標準パタンの発声登
録からやりなおす。

一致がとれて解錠されると利用者はドアを開け
て外に出、しかる後ドアを閉める。検出器９０は
ドアが閉められた時点を検出する機能を有してお
り、パルス信号ｌを発生する。これによつて錠機
構部５０は施錠状態となる。また、このパルス信
号ｌは制御部８０にも与えられ、これによつて前
記のモード信号ｍは３に変化される。モード信号
ｍが３になると、前記スイツチ信号ｋは０に変化
される。これによつてスイツチ回路２２は、ドア
の外側に設けられたマイクロホン２１に接続され
る。

以後は第２図の場合と同様に、利用者が外部か
ら合言葉を発声して、標準パタンとの一致がとれ
た時に解錠される。

以上本発明の２種の様態を実施例に基づいて説
明したが、これらは本発明の範囲を限定するもの
ではない。特に、以上の説明では錠システムが住
宅あるいは部屋のドアに装着されている場合を想
定しているが、他のシステム、例えば金庫の開閉
や、計算機のタイムシエアリング端末の使用許
可／不許可の管理手段として利用されてもよい。
その場合には、マイクロホンは１本に統一しても
よい。また、以上の実施例では、あたかも利用者
が１名だけであるように説明したが、複数の利用
者であつてもよい。この場合の動作形態として
は、標準パタン記憶部１０内に複数個の標準パタ
ンを記憶するものとして (1) 入力パタンとの距離Ｄ（Ａ，Ｂ）をすべての
標準パタンに関して計算し、その最小値を閾値
θと比較する。

(2) ドアの内側に、各利用者に対応した押ボタン
等を設け、これを操作して標準パタンを指定し
て登録あるいは解錠のための発声入力を行な
う。距離Ｄ（Ａ，Ｂ）の計算は、指定された標
準パタンに関してのみ行なう。

という２種類が考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は音声錠システムの一般的構成を示すブ
ロツク図、第２図は本発明により改良された音声
錠方式の第１の様態を示すブロツク図、第３図は
第２の様態を示す図であり、第４図は第３図の動
作を説明するタイムチヤートである。１０……標準パタン記憶部、２０……マイクロ
ホン、２１……マイクロホン、２２……スイツチ
回路、３０……分析部、４０……判定部、５０…
…錠機構部、６０……押ボタン、７０……AND
ゲート、８０……制御部、９０……検出部。

Claims

【特許請求の範囲】１登録された合言葉の音声標準パターンと入力
される合言葉の音声入力パターンとを比較して類
似の度合を判定して解錠する音声錠方式におい
て、ドアの内側より外側へ出るとき前記標準パタ
ーンを発声登録することにより解錠することを特
徴とする音声錠方式。２登録された合言葉の音声標準パターンと入力
される音声パターンとを比較して類似の度合を判
定して解錠する音声錠方式において、ドアの内側
から外側へ出るとき前記標準パターンを発声登録
した後、確認発声の入力を待ち、この確認発声と
前記発声登録された標準パターンとの一致がとれ
たときに解錠する音声錠方式。