JPS6294899A - Ｉｃカ−ドを用いた個人認証システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ｆｌ）技術分野 この発明はＩＣカードを用いた個人認証システムに関し
、特にカード利用者の話言葉の特徴を抽出し、利用者本
人のみ使用できるようにした個人認証システムに関する
。

（ｂ）従来技術とその欠点 従来の個人認証システムは、個人を認証するためのデー
タを磁気ストライプに記録した磁気カードを用いるもの
や、利用者が予め設定した暗証番号を予め登録しておき
、この暗証′番号を個人認証に用いるもの、あるいはこ
れらの組合せ力逼行われている。このような従来の個人
認証システムは、例えば磁気カードが他人の手に渡った
場合に本人以外でも使用することができるという危険が
あった。また暗証番号は通常生年月日や電話番号等覚え
易い番号を登録するため、容易に知られ得るという問題
があった。さらに最近では複数めカードを所持すること
が多く、暗証番号を忘れたり、記憶違いが起こり易いと
いう欠点もあった。

（Ｃ１発明の目的 この発明の目的は、たとえカードが他人の手に渡った場
合であっても本人以外のものに利用されることなく、確
実に個人認証を行うことを可能とした個人認証システム
を提供することにある。

（（１）発明の構成および効果 この発明は、話者音声特徴データを記憶することの可能
な記１．α部を有するＩＣカードと、音声を入力する第
１の音声入力部、その第１の音声入力部から入力された
音声データの話者特徴データを抽出する第１の話者特徴
データ抽出手段、および前記第１の話者特徴データ抽出
手段で抽出された話者特徴データを基準話者特徴データ
として前記ＩＣカードの前記記憶部に書き込む話者特徴
データ書込手段を有する音声登録装置と、音声を入力す
る第２の音声入力部、その第２の音声入力部から入力さ
れた音声データの話者特徴データを抽出する第２の話者
特徴データ抽出手段、および前記第２の話者特徴データ
抽出手段で抽出された話者特徴データと前記ＩＣカード
から読み出した前記基準話者特徴データを比較して話者
認証を行う認証手段を有する認証装置とから構成された
ことを特徴とする。

一般に話言葉の音声信号のうち、特に周波数特性は、唇
、舌、あご等を含む声道の形状によって決定される。こ
のような声道の形状は個人性があり、したがって話言葉
の音声信号がら話者を特定する話者特徴データを抽出す
ることができる。

前記のように構成したことによって、本人の個人性を表
す本人の話言葉に含まれている話者の特徴データをｌＣ
カードに記憶しておき、必要なときそのＩＣカードの利
用者の話言葉に含まれている話者特徴データと前記ＩＣ
カードに記ｆ、なしている話者特徴データとの比較を行
ってそのＩＣカードの利用者が本人であることを認証す
ることができる。このためたとえ前記ＩＣカードが他人
の手に渡ったとしても、その者の話言葉に含まれる話者
特徴データは前記（０カーＦに記憶している話者特徴デ
ータと一致しないため、その者が本人でないことを識別
することができる。また暗証番号等によって利用者の記
憶に頼る方法でないため、暗証番号を忘れることや記憶
違いによる問題も生じない。

ｔｅｌ実施例 第１図はこの発明の実施例である個人認証システムの音
声登録装置の構成を表す図である。１１はマイクロホン
、１２はこのマイクロホンから入力された音声信号から
話者特徴データを抽出する音声分析装置、１３はこの音
声登録装置全体の制御を行うコントローラであり、音声
分析装置２がら出力された話者特徴データを一時的に記
憶し、必要に応じてｔＣカードライク１４へ書き込むべ
き話者特徴データを出力する。ＩＣカードシイタ１４は
ＩＣ挿入口４ａから挿入されたＩＣカードに対して話者
特徴データを書き込む。ＩＣカード５はその内部に不揮
発性メモリおよびそのメモリに対してデータの読み書き
を行うＣＰＵのＩＣチップが設けられている。このＩＣ
５に一旦書き込まれた話者特徴データ等はこの音声登録
装置によって再度書き込まれるまでその記憶内容を保持
する。

第２図は認証装置を含むゲート端末装置である。２は本
体装置、２１はＩＣカード挿入口、２２は利用者の音声
を受けるマイクロホン、２３は音声入力を行うときに操
作するトークスイッチ、２４は音声入力のタイミングを
利用者に知らせる表示体、２５は認証結果が成立した場
合に点灯する表示体、２６は不成立の場合に点灯する表
示体である。

利用者は第１図に示した音声登録装置によって本人の話
者特徴データを書き込んだＩＣカードを第２図に示した
ＩＣカード挿入口２１に挿入して、！・−クスイッチ２
３を押しながらたとえば自分の名前等予め定めた言葉を
音声入力することによって、ゲートを通過することがで
きる。ＩＣカードの利用者でない他人がこのゲート端末
装置を使用しても、認証が成立せず、ゲートを通過する
ことはできない。

第３図は前記音声登録装置の全体のブロック図である。

マイクロホン１１から入力された音声信号は増幅回路１
２１によって増幅され、ローバスフィ、ルタ１２２によ
ってサンプリング周波数以上の周波数帯域を遮断する。

１２３はサンプルホールド回路であり、音声信号をサン
プリング周波数に同期してサンプリングを行う。Ａ／Ｄ
コンバータ１２４は１２３によってサンプリングされた
値をデジタル値に変換して分析回路１２５へ出力する。

分析回路１２５はデジタル化された音声信号はパラレル
／シリアル変換回路であり、分析回路１２５によって求
められたにパラメータをに１〜Ｋｎをシリアルデータと
して出力する。この１２１〜１２６の各ブロックによっ
て前記音声分析装置（第１図１２参照）を構成し、この
発明の第１の話者特徴データ抽出手段に相当する。

ＣＰＵＩ　３０はマイクロプロセッサ−より構成され、
プログラム処理によって動作を行う。この制御プログラ
ムはＲＯＭ１３５に予め記録されている。ＲＡＭ１３６
はこの制御プログラムの実行に際してワーキングエリア
として用いられ、前記パラレル／シリアル変換回路１２
６から出力されたにパラメータを一時的に記憶する。ｌ
１０１３１は前記パラレル／シリアル変換回路１２６か
ら出力されたデータを読み込み、またＩＣカードライタ
１４へＩＣカード５に書込むべきデータを出力するＩ１
０ボートである。１３２はキーボード１３３のキー人力
内容を読み込むだめのＩ１０ポートである。１３４は表
示部１３８に表示すべきデータを記憶する表示用メモリ
であり、表示制御回路１３７はこのメモリの内容に基づ
いて表示制御を行う。なお、１３０〜１３８は前記コン
トローラ（第１図の１３参照）を構成する。

第６図は上記ＣＰＵＩ　３０の処理手順を表すフローチ
ャートである。まず利用者のＩＤ番号の人力を要求する
表示を行い、キーの読み込みを行う。操作されたキーが
数字キーであることを判別して、入カバソファに置数す
る（ｎ　１４−”ｎ　１６）。ＩＤ番号の桁数であるｎ
桁分の置数が行われたなら、既に登録されているＩＤ番
号と照合を行う（ｎ１８−ｎ２０）。このＩＤ番号の入
力および照合は第１図に示した音声登録装置を利用する
ことのできる登録者であるかどうかを判別するための処
理である。

ＩＤ番号が一致すれば、分析開始キーの操作を要求する
表示を行い、キーの読み込みを行う（ｎ２４−ｎ２６）
。操作者は分析開始キーを押すとともに数秒程度のキー
ワードをマイクロホンに向かって音声入力する。装置は
分析開始キーが操作されたことを判別して、音声入力信
号をＰＡＲＣＯＲ分析し、そのにパラメータをＲＡＭの
所定領域に一時記憶する（ｎ３０−＝ｎ３２）。一定時
間経過後、分析処理を終わり、次に認証チェックキーの
操作を要求する表示を行い、キーの読み込みを行う（ｎ
３６→ｎ３８）。操作者はここで認証チェ’７クキーを
押すとともに再び同じキーワードを音声入力する。装置
は認証チェックキーが操作されたことを判別して、前記
と同様にＰＡＲｃ。

Ｒ分析を行う。その結果ｎ３２で記憶したパラメータと
今回分析した結果のパラメータとの比較を行い、予め定
められた類似範囲内であるかどうかの判別を行う。両者
のパラメータが一致したものと見なせば、既に記憶した
パラメータをＩＣカードライターへ出力する（ｎ４４→
ｎ４６）。これによってＩＣカードライタはＩＣカード
に基準話者特徴データを書き込む。

認証チェックキーを押しながら音声入力した結果前回の
分析結果と一致しなければ、ステップｎ２４へ戻り始め
からやり直す。このようにして操作者が音声入力すべき
キーワードを安定して発音できるようにし、確実に認証
できるように訓練することができる。

第５図はＩＣカード内のメモリマツプを表す。

ＩＤ番号および氏名はこのＩＣカードの利用者のＩＤ番
号と氏名であり、第１図に示した音声登録装置あるいは
その他の専用の登録装置によって登録される情報である
。Ｋｌ−Ｋｎは前記音声分析装置によって分析されたｎ
個のにパラメータであリ、第６図のステップｎ４Ｇの処
理にて書き込まれる。

第４図は第２図に示したゲート端末装置の制御部のブロ
ック図である。マイクロホン２２．増幅回路２０１．ロ
ーパスフィルタ２０２．サンプルホールド回路２０３．
Ａ／Ｄコンバータ２０４゜分析回路２０５．パラレル／
シリアル変換回路２０６は第３図に示した音声登録装置
における音声分析装置と同様の動作を行う音声分析部で
あり、この発明の第２の話者特徴データ抽出手段に相当
する。ＣＰＵ２００はマイクロプロセツサよりなり、認
証装置全体の制御を行うＣＰＵである。この制御プログ
ラムはＲＯＭ２１１に予め記憶されている。ＲＡＭ２１
２はこのプログラムの実行に際してワーキングエリアと
し用いられ、例えば分析結果であるパラメータを一時的
に記憶する。

Ｉ１０ポート２０７はｒｃカードリーダ２１０がＩＣカ
ード５のメモリから読み出した基準話者特徴データであ
るパラメータを読み込み、またパラレル／シリアル変換
回路２０６から出力されたパラメータを読み込むための
ボートである。２０８は前記トークスイッチ２３の状態
を読み込むためのＩ１０ボート、２０９は前記表示体２
４，２５．２６の点灯／消灯を行うＩ１０ボートである
。ゲート端末装置における認証装置は以上のように構成
されている。

２１４は施錠装置の回転カムを駆動させる駆動回路であ
り、Ｉ１０ボート２１３を介してＣＰＵローチャー１・
であり、まずＩＣカード挿入口に設けられたセンサがＩ
Ｃカードの挿入を検知すれば、ＩＣカードを受は入れ、
その記憶内容を読みだす（ｎ５０−＋ｎ５２→ｎ５４）
ｏ　　ＩＣカードから読み出したＩＤ番号が使用可能な
ＩＤ番号であるか判別を行い、登録されている番号であ
れば、音声入力が可能であることを表す表示体２４を点
灯する（ｎ　５　Ｇ−”ｎ　５　Ｂ）。操作者はこの表
示体２４の点灯を確認して、トークスイッチ２３を押す
とともにキーワードの音声入力を行う。装置はトークス
イッチが燥作されたことを’！−１１別して、入力され
た音声信号の分析を開始するとともに、ステップｎ６４
によって読み出したＩＣカード内のパラメータとの比較
を行う。その結果予め定められた類似度の範囲内であれ
ば、認証が成立したことを表す表示体２５を点灯する（
ｎ　６’　４−＝ｎ　６’６）。その後ＩＣカードを挿
入口から散出してＩＣカードが抜き取られたかどうか判
別を行い、抜き取られたなら開錠を行う　（ｎ７４−＝
ｎ７Ｇ）。その後一定時間経過したとき閉錠を行う（ｎ
７８−”ｎ８０）。このようにしてＩＣカードの利用者
本人がキーワードを音声入力することによってゲートを
通過することができる。

挿入されたＩＣカードが使用不可のカードである場合や
使用可能なＩＣカードであったとしても認証が不成立の
場合、そのことを表す表示体２６を点灯し、ＩＣカード
を放出する（ｎ６８−”ｎ７０）。

以上のようにしてＩＣカードを用いた個人認証システム
を構成することができる。

なお、実施例はＰＡＲＣＯＲ分析によって話者特徴デー
タを抽出して用いる例であったが、その他に例えばピッ
チ、短時間スペクトル、ケプストラム、線形予測計数等
を抽出して用いることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の個人認証システムにおける音声登録
装置の構成を表す図、第２図は同システムの認証装置を
用いたゲート端末装置の外観を表す図、第３図は前記音
声登録装置のブロック図、第４図は前記認証装置のブロ
ック図、第５図はＩＣカード内のメモリのメモリマツプ
を表す図、第６図は前記音声登録装置のｃｐｕの処理手
順を表すフローチャート、第７図は前記認証装置のＣＰ
Ｕの処理手順を表すフローチャートである。 ２−ゲー［・端末装置 ５１Ｃカード、１１−マイクロホン、 １２−音声分析装置、１３−コントローラ、ｌ４−ＩＣ
カードライタ、 ２ｌ−ＩＣカード挿入口、 ２２−マイクロボン、２３−１−−クスイソチ、２４〜
２６−表示体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）話者音声特徴データを記憶することの可能な記憶
   部を有するＩＣカードと、 音声を入力する第１の音声入力部、その第１の音声入力
   部から入力された音声データの話者特徴データを抽出す
   る第１の話者特徴データ抽出手段、および前記第１の話
   者特徴データ抽出手段で抽出された話者特徴データを基
   準話者特徴データとして前記ＩＣカードの前記記憶部に
   書き込む話者特徴データ書込手段を有する音声登録装置
   と、音声を入力する第２の音声入力部、その第２の音声
   入力部から入力された音声データの話者特徴データを抽
   出する第２の話者特徴データ抽出手段、および前記第２
   の話者特徴データ抽出手段で抽出された話者特徴データ
   と前記ＩＣカードから読み出した前記基準話者特徴デー
   タを比較して話者認証を行う認証手段を有する認証装置
   とから構成されたＩＣカードを用いた個人認証システム
   。