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2017.12.18

口や唇の動き、喉や胸の皮膚の震えも活用した「音声生体認証」の偽装を回避する新技術とは?

 指紋や瞳の虹彩、顔認証など、パスワードに取って代わるバイオメトリクス(生体認証)技術には、いまや多彩な選択肢がある。なかでも音声バイオメトリクスは有望な手段として注目を集めているが、事前に録音された音声サンプルによる偽装のリスクなど、脆弱性も指摘されている。

 そのような脆弱性の課題を克服し、音声バイオメトリクスを強化するユニークな新技術が、アメリカで開発されている。

 フロリダ州立大学の研究チームは、音声だけではなく、実際に発話する際の口や唇の動き、ジェスチャーも検出する新技術「VoiceGesture」を、セキュリティに関する学術交流会議「ACM-CCS」で発表した。

 具体的には、周波数の変移を観測する「ドップラーレーダー」としてスマートフォンを活用する。すなわち、内蔵スピーカーから高周波音響音を送信し、ユーザーがスマホに向かってパスフレーズを話す際に、マイクの反射音を聴きとる方法だ。

 この方法では、肺から喉頭、声帯、舌、歯、唇など、音声を発する働きである「調音」のジェスチャーに起因する信号の反射が、「ドップラーシフト」として本物のユーザー検出のために分析される。「ドップラーシフト」とは、たとえば救急車が近付く際にはサイレンの音が高く聞こえ、遠ざかる際には低く聞こえるように、音源が移動する際に、音波を送信する側と受信する側との相対的な速度の差により、周波数が異なって観測される現象を指す。

 さらにVoiceGestureの強みは、複雑な操作やハードウェアを必要とせず、一般的なスマホのスピーカーとマイクがあれば実施できる、実用的な技術であるという点だ。

 21人の被験者を対象に、さまざまな機種のスマホを使用した実験では、認証技術の精度の目安となる「等価エラー率(EER)」わずか約1%、検出精度99%を超える結果が出た。また、多様な機種でも、さまざまなサンプリング周波数でも堅牢な動作を示した。

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