KR101694935B1 - 휴대용 전자기기 및 이의 생체 인증 방법 - Google Patents

휴대용 전자기기 및 이의 생체 인증 방법 Download PDF

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Abstract

웨어러블 디바이스는 제 1 외부 디바이스와 무선통신하는 통신모듈,사용자의 모션을 감지하는 모션센서, 제어부를 포함하며, 사용자의 모션에 의해 생성된 제 1 모션데이터 수집하여 제 1 외부 디바이스로 송신하고, 상기 제 1 외부 디바이스로부터 제 1 보안레벨 데이터 및 제 2 보안레벨 데이터를 수신하고, 상기 웨어러블 디바이스가 착용상태에서 미착용상태로 전환되었을 경우 상기 제 1 외부 디바이스로부터 제 1 보안레벨 데이터만를 수신하는 것을 특징으로 함.

Description

휴대용 전자기기 및 이의 생체 인증 방법{PORTALBE DEVICE AND BIOMETRICMETHOD THEREOF}
본 출원은 휴대용 전자기기 및 이의 생체 인증 방법에 관한 것이다.
종래 스마트폰과 연계된 웨어러블 디바이스에서 사용자를 인증하기 위해서는, 추가적으로 생체인증모듈(예, 지문인식모듈)을 장착하거나, 연계된 스마트폰으로부터 인증 정보를 수신하는 것이 일반적이다.
하지만 이와 같은 사용자 인증 방법은, 웨어러블 디바이스 내 추가 회로의 구비 또 는 사용자의 별도의 조작을 필요로 하는 문제점이 있다. 이는 추가 회로 구비에 따 른 제조 비용 증가와 사용자의 불편함을 초래하게 된다.
당해 기술분야에서는, 추가 회로나 사용자의 별도의 조작 없이 사용자 인증 을 수행할 수 있는 휴대용 전자기기 및 이의 생체 인증 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 웨어러블 디바이스의 생체 인증 방법은, 모션 센서를 통해 사용자의 모션을 측정하여 모션 데이터를 생성하는 단계; 상기 생성된 모 션 데이터를 기반으로 복수의 특징점을 추출하는 단계; 및 상기 추출된 특징점들의 분포 상태를 기반으로 사용자의 생체 인증을 수행하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 웨어러블 디바이스는, 사용자의 모션을 측정하여 모 션 데이터를 생성하는 모션 센서; 및 상기 생성된 모션 데이터를 기반으로 복수의 특징점을 추출한 후, 상기 추출된 특징점들의 분포 상태를 기반으로 사용자의 생체 인증을 수행하는 생체인증부;를 포함할 수 있다.
덧붙여 상기한 과제의 해결 수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아 니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시 형 태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
추가 회로나 사용자의 별도의 조작 없이 웨어러블 디바이스를 착용하고 걷는 것만으로 생체 인증을 수행할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 웨어러블 디바이스와 이에 연계된 스마트폰을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 웨어러블 디바이스의 장치 구성을 도시한 블럭도,
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 웨어러블 디바이스에서 생체 인증 정보를 등록하는 방법을 도시한 흐름도,
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 웨어러블 디바이스에서 등록된 생체 인증 정보를 기반으로 생체 인증을 수행하는 방법을 도시한 흐름도,
도 5 내지 도 8은 도 2의 제어부에 의해 결정되는 제1 내지 제3 요소 각각의 스코어에 대해 설명하는 도면들이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 밴드의 모션 동작 판단 방법을 설명하는 순서도이다.
도 10은 도 9의 사용자의 정상 모션 스코어 등록 단계를 설명하는 순서도이다.
도 11은 사용자가 도 2의 스마트 밴드를 착용하고 이동하는 모습을 도시한 도면이다.
도 12 내지 도 14은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 밴드의 바디 밸런스 측정 방법을 설명하는 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 표시된 구성요소의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타 낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하 부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하 나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하 게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소 자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 " 위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방 향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공 간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존 재 또는 추가를 배제하지 않는다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자나 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자나 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어 들은 단지 하나의 소자나 구성요소를 다른 소자나 구성요소와 구별하기 위하여 사 용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자나 구성요소는 본 발명의 기술 적 사상 내에서 제2 소자나 구성요소 일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용 어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으 로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 형태인 웨어러블 디바이스 및 이의 생체 인증 방법에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 웨어러블 디바이스와 이에 연계된 스마트폰을 도시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 웨어러블 디바이스(100)와 스마트폰(110)은 근거리통신을 이용하여 통신한다. 웨어러블 디바이스(100)는, 밴드 등을 이용하여 인체(예를 들어, 팔)에 착용 가능한 형태를 가지고, 모션 센서를 구비하며, 모션 센서를 통해 사용자의 모션을 측정하여 모션 데이터를 생성하고, 이를 기반으로 사용자의 생체 인증을 수행한다. 이에 따라 사용자는 별도의 조작 없이 웨어러블 디바이스 (100)를 착용하고 걷는 것만으로 생체 인증을 수행할 수 있다. 사용자마다 걷는 패턴에 따라 걸을 때 팔을 움직이는 패턴이 다르므로, 팔의 모션을 측정함으 로써 사용자의 생체 인증이 가능하다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 웨어러블 디바이스의 장치 구성을 도시한 블 럭도이다.
상기 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 웨어러블 디바이스(200)는, 제어부(202), 입력부(204), 표시부(206), 모션 센서(208), 생체인증부(210), 메모 리(212), 통신모듈(214), 알람부(216)을 포함한다.
상기 제어부(202)는, 모션 센서(208)를 통해 사용자의 모션을 측정하여 모션 데이터를 생성하고, 이를 기반으로 사용자의 생체 인증을 수행하기 위한 기능을 처 리한다.
상기 입력부(204)는, 다수의 기능키로 구성될 수 있으며, 사용자가 누르는 키에 대응하는 키입력 데이터를 제어부(202)로 제공한다. 여기서, 상기 입력 부(204)와 표시부(206)의 기능은 터치스크린부(도시하지 않음)에 의해 수행될 수 있으며, 이 경우 상기 터치스크린부(도시하지 않음)는 사용자의 화면 터치를 통한 터치스크린 입력과 터치스크린을 통한 그래픽 화면 출력을 담당한다.
상기 표시부(206)는, 웨어러블 디바이스(200)의 동작 중에 발생되는 상태 정보, 제 한된 숫자의 문자들, 다량의 동영상 및 정지영상 등을 디스플레이한다. 상기 표시 부(206)는 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display : LCD)를 사용할 수 있 다.
상기 모션 센서(208)는, 가속도 센서 또는 자이로스코프 등의 센서로 구현되 며, 주기적으로 또는 상기 생체인증부(210)의 제어에 따라 활성화되어 사용자의 모 션을 측정하고, 측정 결과를 포함하는 모션 데이터를 생성하여 상기 생체인증 부(210)로 제공한다.
상기 생체인증부(210)는, 사용자의 생체 인증의 필요성이 판단되면, 상기 모션 센서(208)를 활성화하여 이를 통해 생성된 모션 데이터를 기반으로 복수의 특징 점을 추출한 후, 상기 추출된 특징점들의 분포 상태를 기반으로 사용자의 생체 인 증을 수행한다. 실시 예에 따라, 상기 생체인증부(210)는, 상기 추출된 특징점들에 대한 히스토그램을 도출하고, 상기 도출된 히스토그램을 정규화된 히스토그램으로 변환한 후, 기 등록된 사용자의 생체 인증 정보와 상기 정규화된 히스토그램 내 특 징점들의 분포 상태를 비교하여, 기 등록된 사용자의 생체 인증 정보와 상기 정규 화된 히스토그램 내 특징점들의 분포 상태 간 오차가 허용 오차 범위 내에 존재하 는지 여부를 검사할 수 있다. 만약, 기 등록된 사용자의 생체 인증 정보와 상기 정 규화된 히스토그램 내 특징점들의 분포 상태 간 오차가 허용 오차 범위 내에 존재 하면, 상기 생체인증부(210)는 상기 정규화된 히스토그램이 기 등록된 사용자의 생 체 인증 정보와 동일하다고 판단하고, 기 등록된 사용자의 생체 인증 정보와 상기 정규화된 히스토그램 내 특징점들의 분포 상태 간 오차가 허용 오차 범위 내에 존 재하지 않으면, 상기 정규화된 히스토그램이 기 등록된 사용자의 생체 인증 정보와 동일하지 않다고 판단할 수 있다.
상기 생체인증부(210)는, 사용자의 생체 인증을 수행하기 이전에, 생체 인증 정보에 대한 등록 요청에 따라, 상기 정규화된 히스토그램과 비교하기 위한 사용자 의 생체 인증 정보를 기 등록한다. 실시 예에 따라, 상기 생체인증부(210)는, 사용 자의 키 조작에 따른 생체 인증 정보에 대한 등록 요청에 따라, 상기 모션 센 서(208)를 활성화하여 이를 통해 생성된 모션 데이터를 기반으로 복수의 특징점을 추출하고, 상기 추출된 특징점들에 대한 히스토그램을 도출하며, 상기 도출된 히스토그램을 정규화된 히스토그램으로 변환한 후, 상기 정규화된 히스토그램을 사용자 의 생체 인증 정보로 등록할 수 있다.
상기 메모리(212)는, 상기 제어부(202)의 처리 및 제어를 위한 프로그램의 마이크로코드와 각종 참조 데이터, 각종 프로그램 수행 중에 발생하는 일시적인 데 이터, 갱신 가능한 각종 보관용 데이터를 저장한다. 특히, 상기 메모리(212)는, 기 등록된 사용자의 생체 인증 정보를 저장한다.
상기 통신모듈(214)는, 상기 제어부(202)에서 입력되는 신호를 부호화하여 블루투스(Bluetooth), 지그비(ZigBee), 적외선(infrared), UWB(Ultra Wide Band), 무선랜(WLAN), NFC(Near Field Communication) 등의 근거리 무선통신을 통해 스마 트폰으로 전송하고, 근거리 무선통신을 통해 스마트폰으로부터 수신된 신호를 복호 화하여 제어부(202)로 제공한다.
상기 알람부(216)는, 상기 생체인증부(210)의 제어에 따라 사용자에게 사용 자에 대한 생체 인증의 성공/실패를 알린다. 여기서, 상기 알람부(216)는 사용자가 시각 및 청각 등 사람의 감각을 통하여 사용자에 대한 생체 인증의 성공/실패를 인 지하도록 알람을 출력할 수 있다. 예를 들어, 부저 또는 LED(Light Emitting Diode)를 이용하여 경고음을 출력하거나 경고등을 점멸할 수 있으며, 또는 상기 표 시부(206)를 통해 안내 표시함으로써, 사용자에 대한 생체 인증의 성공/실패를 알 리는 알람을 출력할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 웨어러블 디바이스에서 생체 인증 정보를 등록하는 방법을 도시한 흐름도이다.
상기 도 3을 참조하면, 웨어러블 디바이스는 301단계에서 사용자의 키 조작에 따라
생체 인증 정보에 대한 등록이 요청되는지 여부를 검사한다.
상기 301단계에서, 사용자의 키 조작에 따라 생체 인증 정보에 대한 등록이
요청되면, 상기 웨어러블 디바이스는 303단계에서 모션 센서(208)를 활성화하고 이를 통해 미리 정해진 시간 동안 사용자의 모션을 측정하여 모션 데이터를 생성한다. 예를 들어, 상기 모션 센서가 가속도 센서일 경우, 사용자의 모션에 대한 가속도를 측정 하여 가속도 데이터를 생성하고, 상기 모션 센서가 자이로스코프일 경우, 사용자의 모션에 대한 회전 각속도를 측정하여 각속도 데이터를 생성한다. 여기서, 상기 가 속도 데이터는 3축(x, y, z축) 가속도 성분을 포함하고, 상기 각속도 데이터는 3축 각속도 성분을 포함한다.
이후, 상기 웨어러블 디바이스는 305단계에서 미리 정해진 시간 동안의 모션에 대해 생성된 모션 데이터를 기반으로 복수의 특징점을 추출한다. 예를 들어, 상기 모션 데이터가 가속도 데이터일 경우, 가속도의 크기가 특징점이 될 수 있으며, 상기 가 속도의 크기는 3축 가속도 성분을 각각 제곱하여 가산한 결과값에 루트를 취함으로 써 계산할 수 있다. 또한, 상기 모션 데이터가 각속도 데이터일 경우, 각속도의 크 기가 특징점이 될 수 있으며, 상기 각속도의 크기는 3축 각속도 성분을 각각 제곱 하여 가산한 결과값에 루트를 취함으로써 계산할 수 있다. 또한, 상기 가속도의 크 기 또는 각속도의 크기에 대한 퓨리에 변환 수행 결과가 특징점이 될 수도 있다.
이후, 상기 웨어러블 디바이스는 307단계에서 상기 추출된 특징점들에 대한 히스토그램을 도출한다. 상기 히스토그램은 상기 추출된 특징점들의 분포 상태를 나타내 는 그래프이다.
이후, 상기 웨어러블 디바이스는 309단계에서 추후 생체 인증 수행 시 히스토그램들 간 용이한 비교를 위하여 상기 도출된 히스토그램을 정규화된 히스토그램으로 변환 한다.
이후, 상기 웨어러블 디바이스는 311단계에서 상기 정규화된 히스토그램을 사용자의 생체 인증 정보로 등록한다.
이후, 상기 웨어러블 디바이스는 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 웨어러블 디바이스에서 등록된 생체 인증 정 보를 기반으로 생체 인증을 수행하는 방법을 도시한 흐름도이다.
상기 도 4를 참조하면, 웨어러블 디바이스는 401단계에서 주기적으로 사용자의 생체 인증이 필요한지 여부를 검사한다.
상기 401단계에서, 사용자의 생체 인증이 필요하다고 판단되면, 상기 스마트 밴드는 403단계에서 모션 센서를 활성화하고 이를 통해 미리 정해진 시간 동안 사 용자의 모션을 측정하여 모션 데이터를 생성한다. 예를 들어, 상기 모션 센서가 가 속도 센서일 경우, 사용자의 모션에 대한 가속도를 측정하여 가속도 데이터를 생성 하고, 상기 모션 센서가 자이로스코프일 경우, 사용자의 모션에 대한 회전 각속도 를 측정하여 각속도 데이터를 생성한다. 여기서, 상기 가속도 데이터는 3축(x, y, z축) 가속도 성분을 포함하고, 상기 각속도 데이터는 3축 각속도 성분을 포함한다.
이후, 상기 웨어러블 디바이스는 405단계에서 미리 정해진 시간 동안의 모션에 대해 생성된 모션 데이터를 기반으로 복수의 특징점을 추출한다. 예를 들어, 상기 모션 데이터가 가속도 데이터일 경우, 가속도의 크기가 특징점이 될 수 있으며, 상기 가 속도의 크기는 3축 가속도 성분을 각각 제곱하여 가산한 결과값에 루트를 취함으로 써 계산할 수 있다. 또한, 상기 모션 데이터가 각속도 데이터일 경우, 각속도의 크 기가 특징점이 될 수 있으며, 상기 각속도의 크기는 3축 각속도 성분을 각각 제곱 하여 가산한 결과값에 루트를 취함으로써 계산할 수 있다. 또한, 상기 가속도의 크 기 또는 각속도의 크기에 대한 퓨리에 변환 수행 결과가 특징점이 될 수도 있다.
이후, 상기 웨어러블 디바이스는 407단계에서 상기 추출된 특징점들에 대한 히스토 그램을 도출한다. 상기 히스토그램은 상기 추출된 특징점들의 분포 상태를 나타내 는 그래프이다.
이후, 상기 웨어러블 디바이스는 409단계에서 상기 도출된 히스토그램을 정규화된 히스토그램으로 변환한다.
이후, 상기 웨어러블 디바이스는 411단계에서 기 등록된 사용자의 생체 인증 정보와 상기 정규화된 히스토그램 내 특징점들의 분포 상태를 비교한다.
이후, 상기 웨어러블 디바이스는 413단계에서 기 등록된 사용자의 생체 인증 정보와 상기 정규화된 히스토그램 내 특징점들의 분포 상태 간 오차가 허용 오차 범위 내 에 존재하는지 여부를 검사한다. 예를 들어, 상기 웨어러블 디바이스는 기 등록된 사용자 의 생체 인증 정보(즉, 기 등록된 사용자의 정규화된 히스토그램)와 상기 정규화된 히스토그램 내 각 구간별로 서로의 차를 구하고 이의 절대값을 취하여 가산함으로 써 스코어(score)를 결정하고, 상기 결정된 스코어가 기준값 이하인지 여부를 판단 함으로써, 기 등록된 사용자의 생체 인증 정보와 상기 정규화된 히스토그램 내 특 징점들의 분포 상태 간 오차가 허용 오차 범위 내에 존재하는지 여부를 검사할 수 있다. 여기서, 상기 결정된 스코어가 낮을수록 두 정규화된 히스토그램 간 유사도 가 높은 것이다. 실시 예에 따라, 상기 웨어러블 디바이스는 서로 다른 두 종류 이상의 모 션 센서를 구비할 수 있으며, 이 경우 두 개 이상의 모션 센서를 통해 생성된 모션 데이터를 기반으로 두 개 이상의 스코어를 결정하고, 상기 결정된 두 개 이상의 스 코어에 각각 가중치를 적용한 후 가산함으로써 최종 스코어를 결정하며, 상기 결정 된 최종 스코어가 기준값 이하인지 여부를 판단함으로써, 기 등록된 사용자의 생체 인증 정보와 상기 정규화된 히스토그램 내 특징점들의 분포 상태 간 오차가 허용 오차 범위 내에 존재하는지 여부를 검사할 수도 있다.
상기 413단계에서, 기 등록된 사용자의 생체 인증 정보와 상기 정규화된 히 스토그램 내 특징점들의 분포 상태 간 오차가 허용 오차 범위 내에 존재하면, 상기 웨어러블 디바이스는 415단계에서 상기 정규화된 히스토그램이 기 등록된 사용자의 생체 인증 정보와 동일하다고 판단하고, 사용자에 대한 생체 인증의 성공을 알리는 알람 을 출력한다.
반면, 상기 413단계에서, 기 등록된 사용자의 생체 인증 정보와 상기 정규화 된 히스토그램 내 특징점들의 분포 상태 간 오차가 허용 오차 범위 내에 존재하지 않으면, 상기 웨어러블 디바이스는 417단계에서 상기 정규화된 히스토그램이 기 등록된 사 용자의 생체 인증 정보와 동일하지 않다고 판단하고, 사용자에 대한 생체 인증의 실패를 알리는 알람을 출력한다.
이후, 상기 웨어러블 디바이스는 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 가속도 센서를 구비한 웨어러블 디바이스에서 가속도 크기를 특징점으로 추출하여 사용자의 생체 인증을 수행할 수 있다.
사용자가 가속도 센서를 구비한 웨어러블 디바이스를 착용한 후 별도의 조작 없이 걷기만 하면, 웨어러블 디바이스는 사용자의 모션에 대한 가속도를 측정하여 가속도 데이터를 생성하고, 이를 기반으로 가속도의 크기를 계산하여, 복수의 특징점을 추출할 수 있다. 이후, 웨어러블 디바이스는, 상기 추출된 특징점들에 대한 히스토그램을 도출하고, 상기 도출된 히스토그램을 정규화된 히스토그램으로 변환한 후, 기 등록된 사용자의 생체 인증 정보(즉, 기 등록된 사용자의 정규화된 히스토그램)와 이를 비 교하여 사용자에 대한 인증을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 자이로스코프를 구비한 웨어러블 디바이스에 서 회전 각속도 크기를 특징점으로 추출하여 사용자의 생체 인증을 수행할 수 있다.
사용자가 자이로스코프를 구비한 웨어러블 디바이스를 착용 한 후 별도의 조작 없이 걷기만 하면, 웨어러블 디바이스는 사용자의 모션에 대한 회전 각속도를 측정하여 각속도 데이터를 생성하고, 이를 기반으로 각속도의 크기를 계산 하여, 복수의 특징점을 추출할 수 있다. 이후, 웨어러블 디바이스는, 상기 추출된 특징점들에 대한 히스토그램을 도출하고, 상기 도출된 히스토그램을 정규화된 히스토그램으로 변환한 후, 기 등록된 사용자의 생체 인증 정보(즉, 기 등록된 사용자의 정규화된 히스토그램)와 이를 비교하여 사용자에 대한 인증을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 가속도 센서 또는 자이로스코프를 구 비한 웨어러블 디바이스에서 가속도의 크기 또는 각속도의 크기에 대한 퓨리에 변환 수행 결과를 특징점으로 추출하여 사용자의 생체 인증을 수행할 수 있다.
사용자가 가속도 센서 또는 자이로스코프를 구비한 웨어러블 디바이스를 착용한 후 별도의 조작 없이 걷기만 하면, 웨어러블 디바이스는 사용자의 모션에 대한 가속도 또는 회전 각속도를 측정하여 가속도 데이터 또는 각속도 데이터를 생성하고, 이를 기반으로 가속도의 크기 또는 각속도의 크기를 계산한 후, 이에 대한 퓨리에 변환을 수행하여, 복수의 특징점을 추출할 수 있다. 이후, 웨어러블 디바이스는, 상기 추출된 특징점들에 대한 히스토 그램을 도출하고, 상기 도출된 히스토그램을 정규화된 히스토 그램으로 변환한 후, 기 등록된 사용자의 생체 인증 정보(즉, 기 등록된 사용자의 정규화된 히스토그램)와 이를 비교하여 사용자에 대한 인증을 수행할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시 형태에 따른 웨어러블 디바이스 및 이의 생체 인증 방법은, 모션 센서를 통해 사용자의 모션을 측정하여 모션 데이터를 생성하고, 이를 기반으로 사용자의 생체 인증을 수행함으로써, 추가 회로나 사용자의 별도의 조작없이 웨어러블 디바이스를 착용하고 걷는 것만으로 생체 인증을 수행할 수 있는 이점이 있다.
이하에서는, 도 5 내지 도 8을 참조하여 도 2의 제어부에 의해 결정되는 제1 내지 제3 요소 각각의 스코어에 대해 설명하도록 한다.
도 5 내지 도 8은 도 2의 제어부에 의해 결정되는 제1 내지 제3 요소 각각의 스코어에 대해 설명하는 도면들이다.
먼저, 도 5 및 도 6을 참조하면, 사용자가 걸을 때 팔을 앞뒤로 휘두르는 모 습이 도시되어 있다. 즉, 일반적으로 사람은 보행시 팔을 자연스럽게 앞뒤(보행 방 향)로 휘두르게 되고, 이때 팔을 앞뒤로 휘두르는 각도는 사람마다 다를 수 있다. 또한 한 걸음을 걷는데 걸리는 시간이 길수록(즉, 보폭이 상대적으로 클수록) 신체 에 무리를 주게 될 수 있다.
사용자의 모션 상태의 판단 기준이 되는 제1 요소는 바로 이러한 점에 착안 한 것이다. 즉, 제1 요소의 스코어는, 사용자의 팔이 사용자의 몸과 평행하게 위치 하는 상태(S1)를 기준으로 사용자가 보행 시 팔을 휘두르는 방향 중 제1 방향(D1) 으로의 제1 피크 각도(P1)까지의 제1 이동 시간과 제1 방향(D1)과 반대 방향인 제2 방향(D2)으로의 제2 피크 각도(P2)까지의 제2 이동 시간을 기반으로 결정될 수 있 다.
보다 구체적으로, 제1 및 제2 방향(D1, D2)과 교차하는 제3 방향(D3)(예를 들면, 스마트 밴드(100)의 표시부(160)의 액정 표면과 수직인 방향)에 대한 각속도 성분을 적분한 값(즉, 팔을 앞뒤로 휘두르는 방향(제1 및 제2 방향(D2)))에 대하여 제1 방향(D1)으로의 제1 피크 각도(P1)와 제2 방향(D2)으로의 제2 피크 각도(P2)를 추출한 후, 제1 피크 각도(P1)와 제2 피크 각도(P2) 사이의 이동 시간을 기반으로 제1 요소의 스코어가 결정될 수 있다. 본 발명의 경우, 가속도 성분 또는 각속도성분을 발생할
적분시 발생하는 노이즈를 제거하기 위해 필터를 사용할 수 있다. 노이즈가
수 있기에 제1 요소의 스코어를 계산하는 식은 예를 들어, <식 1>과 같을 수 있다.
<식 1>
제 1 요소의 스코어= (10000 - ((제1이동시간의 평균+제2이동시간의 평균)/2)^2)/100)
여기에서, 제1 이동 시간과 제2 이동 시간은 복수회 측정될 수 있고, 복수회 측정된 제1 이동 시간과 제2 이동 시간 중 특정 범위(예를 들면, 평균 범위의 90~110%)에 해당하는 데이터를 추출하여 제1 이동 시간의 평균과 제2 이동 시간의 평균을 구할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같이, 제1 요소의 스코어는, 사용자의 모션에 대한 회전 각속도를 기반 으로 결정될 수 있고, 제1 및 제2 이동 시간의 합이 클수록 제1 요소의 스코어는 작아질 수 있다.
다음으로, 도 6를 참조하면, 사용자가 걸을 때 팔을 안팎으로 휘두르는 모습 이 도시되어 있다. 즉, 일반적으로 사람은 보행시 팔을 안팎으로(즉, 몸의 안팎으 로) 휘두르게 되고, 이때 팔을 안팎으로 휘두르는 각도는 사람마다 다를 수 있다. 또한 팔을 안팎으로 움직이는 폭이 클수록 몸의 회전이 더 많은 걸음걸이인 경우가 많고, 몸의 회전이 많은 걸음걸이 일수록 골반에 무리를 주는 경우가 많을 수 있 다.
사용자의 모션 상태의 판단 기준이 되는 제2 요소는 바로 이러한 점에 착안 한 것이다. 즉, 제2 요소의 스코어는, 사용자의 팔이 사용자의 몸과 평행하게 위치 하는 상태(도 3의 S1)를 기준으로 사용자가 보행 시 팔을 휘두르는 방향 중 제3 방 향(D3)으로의 제1 피크 변위(DP1)와 제3 방향(D3)과 반대 방향인 제4 방향(D4)으로 의 제2 피크 변위(DP2)를 기반으로 결정될 수 있다.
보다 구체적으로, 제3 방향(D3)(예를 들면, 스마트 밴드(도 3의 100)의 표시 부(도 3의 160)의 액정 표면과 수직인 방향)에 대한 가속도 성분을 적분한 값(즉, 팔을 안팎으로 휘두르는 방향(제3 및 제4 방향(D4)))에 대하여 제3 방향(D3)으로의 제1 피크 변위(DP1)와 제4 방향(D4)으로의 제2 피크 변위(DP2)를 추출하여 이를 기반으로 제2 요소의 스코어가 결정될 수 있다.
제2 요소의 스코어를 계산하는 식은 예를 들어, <식 2>와 같을 수 있다.
<식 2>
제2 요소의 스코어 = (50/(((제1 피크 변위의 평균 + 제2 피크 변위의 평
균)/2)*10))
여기에서, 제1 피크 변위(DP1)와 제2 피크 변위(DP2)는 복수회 측정될 수 있
고, 복수회 측정된 제1 피크 변위(DP1)와 제2 피크 변위(DP2)의 평균을 기반으로 제2 요소의 스코어가 결정될 수 있다.
이와 같이, 제2 요소의 스코어는, 사용자의 모션에 대한 가속도를 기반으로 결정될 수 있고, 제1 및 제2 피크 변위의 합이 클수록 제2 요소의 스코어는 작아질 수 있다.
다음으로, 도 7 및 도 8을 참조하면, 사용자의 모션에 대한 회전 각속도의 적분 값에 대한 주파수 분석을 통해 사용자의 걸음걸이가 주기적인지 여부 및 발에 충격을 주는 걸음걸이인지 여부를 알 수 있다.
구체적으로, 도 7 및 도 8은 도 5에서 설명한 제1 및 제2 방향(도 3의 D1, D2)과 교차하는 제3 방향(도 3의 D3)(예를 들면, 스마트 밴드(100)의 표시부(160) 의 액정 표면과 수직인 방향)에 대한 각속도 성분의 적분 값에 대해 퓨리에 변환을 수행하여 구한 그래프들이다.
먼저, 도 7의 경우, 양호한 걸음걸이(good walking)인 경우의 그래프로, 제1 피크(Peak1)에 비해 나머지 피크(예를 들면, 제2 피크(Peak2), 제3 피크(Peak3))가 작다는 것을 알 수 있다.
이에 반해 도 8의 경우, 불량한 걸음걸이(bad walking)인 경우의 그래프로,
도 7와 비교해보았을 때 제1 피크(Peak1) 대비 나머지 피크(예를 들면, 제2 피 크(Peak2), 제3 피크(Peak3))가 크다는 것을 알 수 있다.
즉, 메인 피크(예를 들면, 제1 피크(Peak1)) 외에 다른 피크가 존재하거나 존재하는 다른 피크가 큰 경우 이는 노이즈(noise)가 많이 포함된 걸음걸이 즉, 주 기적이지 않고 발에 충격을 주는 걸음걸이라고 할 수 있다.
따라서, 사용자의 모션 상태의 판단 기준이 되는 제3 요소는 바로 이러한 점 에 착안한 것이다. 즉, 제3 요소의 스코어는, 도 3의 제3 방향(D3)에 대한 회전 각 속도 성분을 적분한 값에 대하여 퓨리에 변환을 한 후, 회전 각속도의 적분 값의 주파수 영역 중 첫 번째 피크(즉, 제1 피크(Peak1))의 크기 대비 나머지 피크(예를 들면, 제2 및 제3 피크(Peak3))의 크기의 합을 기반으로 결정될 수 있다.
여기에서, (제1 피크의 크기 : 제2 및 제3 피크의 크기의 합)의 비율은 특정 함수(예를 들어, WalkMeterCalc)를 이용하여 계산될 수 있다.
제3 요소의 스코어를 계산하는 식은 예를 들어, <식 3>과 같을 수 있다.
<식 3>
제3 요소의 스코어 = 100 - (WalkMeterCalc(gyro(2,:))*50)
여기에서, 나머지 피크는 제2 및 제3 피크로 한정되는 것은 아니고 제2 및
제3 피크 외에도 추가적인 피크가 포함될 수 있다.
이와 같이, 제3 요소의 스코어는, 사용자의 모션에 대한 회전 각속도를 기반으로 결정될 수 있고, 제1 피크를 제외한 나머지 피크의 크기의 합이 클수록 제3 요소의 스코어는 작아질 수 있다.
정리하자면, 앞서 설명한 방법으로 계산된 제1 내지 제3 요소 각각의 스코어 를 기반으로 제어부(도 2의 202)에서 최종 스코어가 계산되며, 제어부(도 2의 202) 는 최종 스코어와 메모리(도 2의 212)에 저장된 사용자의 정상 모션 스코어를 비교 하여 사용자의 모션 상태를 판단할 수 있다.
여기에서, 최종 스코어를 계산하는 식은 예를 들어, <식 4>와 같을 수 있다.
<식 4>
최종 스코어 = 제1 요소의 스코어 * 제2 요소의 스코어 * 제3 요소의 스코어 / 10000
또한, 사용자의 정상 모션 스코어는 예를 들어, 특정 점수가 아닌 특정 범위 의 스코어일 수 있고, 최종 스코어가 사용자의 정상 모션 스코어보다 높은 경우 이 는 건강한 걸음걸이일 수 있고, 최종 스코어가 사용자의 정상 모션 스코어보다 낮 은 경우 이는 건강하지 않은 걸음걸이일 수 있다.
또한 앞서 설명한 알람부(도 2의 216)는 최종 스코어가 정상 모션 스코어보 다 낮은 경우 사용자에게 알람을 출력할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 밴드(100)는 모션 센서(208) 및 제어 부(202)를 통해 사용자의 걸음걸이의 건강한 정도를 분석하여 최종 스코어가 사용 자의 정상 모션 스코어보다 낮은 경우 실시간으로 알람을 제공할 수 있다. 또한 스마트 밴드(100)는 이와 같이 실시간으로 알람을 제공함으로써, 사용자가 건강한 걸음걸이를 유지할 수 있도록 보조할 수 있다.
이하에서는, 도 9 및 도 10을 참조하여 스마트 밴드의 모션 동작 판단 방법에
대해 설명하도록 한다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 밴드의 모션 동작 판단 방법을
설명하는 순서도이다. 도 10은 도 9의 사용자의 정상 모션 스코어 등록 단계를 설명 하는 순서도이다.
도 9을 참조하면, 먼저 사용자의 정상 모션 스코어를 등록한다(S500).
구체적으로, 도 2 및 도 10을 참조하면, 사용자의 키 조작에 따라 정상 모션 스코어에 대한 등록이 요청(S110)되면, 스마트 밴드(100)는 모션 센서(208)를 활성 화하고 이를 통해 미리 정해진 시간 동안 사용자의 모션을 측정하여 모션 데이터를 생성한다(S520). 예를 들어, 모션 센서(208)가 가속도 센서일 경우, 사용자의 모션 에 대한 가속도를 측정하여 가속도 데이터를 생성하고, 모션 센서(208)가 자이로스 코프일 경우, 사용자의 모션에 대한 회전 각속도를 측정하여 각속도 데이터를 생성 한다. 여기서, 가속도 데이터는 3축(x, y, z축) 가속도 성분을 포함하고, 각속도 데이터는 3축 각속도 성분을 포함한다.
이어서, 미리 정해진 시간 동안의 모션에 대해 생성된 모션 데이터를 기반으 로 제1 내지 제3 요소 각각의 스코어를 결정한다(S530).
구체적으로, 제1 요소의 스코어를 결정하는 것은, 사용자의 팔이 사용자의 몸과 평행하게 위치하는 상태(도 5의 S1)를 기준으로 사용자가 보행 시 팔을 휘두 르는 방향 중 제1 방향(도 5의 D1)으로의 제1 피크 각도(도 5의 P1)까지의 제1 이동 시간과 제1 방향(도 5의 D1)과 반대 방향인 제2 방향(도 5의 D2)으로의 제2 피 크 각도(도 5의 P2)까지의 제2 이동 시간을 복수회 측정하고, 복수회 측정된 제1 및 제2 이동 시간 각각의 평균을 기반으로 제1 요소의 스코어를 결정하는 것을 포 함할 수 있다.
또한 제2 요소의 스코어를 결정하는 것은, 사용자의 팔이 사용자의 몸과 평 행하게 위치하는 상태(도 6의 S1)를 기준으로 사용자가 보행 시 팔을 휘두르는 방향 중 제1 방향(도 6의 D1)과 교차하는 제3 방향(도 6의 D3)으로의 제1 피크 변위 (도 6의 DP1)와 제3 방향(도 6의 D3)과 반대 방향인 제4 방향(도 6의 D4)으로의 제 2 피크 변위(도 6의 DP2)를 복수회 측정하고, 복수회 측정된 제1 및 제2 피크 변 위(도 6의 DP1, DP2) 각각의 평균을 기반으로 제2 요소의 스코어를 결정하는 것을 포함할 수 있다.
제3 요소의 스코어를 결정하는 것은, 사용자의 모션에 대한 회전 각속도의 적분 값을 퓨리에 변환을 통해 주파수 영역으로 변환하고, 회전 각속도의 적분 값 의 주파수 영역 중 첫 번째 피크의 크기 대비 나머지 피크의 크기의 합의 비율을 기반으로 제3 요소의 스코어를 결정하는 것을 포함할 수 있다.
다음으로, 최종 스코어를 계산한다(S540).
구체적으로, 제어부(202)는 제1 내지 제3 요소의 각각의 스코어를 합산하여 최종 스코어를 계산할 수 있다.
마지막으로, 최종 스코어를 정상 모션 스코어로 등록한다(S550). 구체적으로, 제어부(202)는 계산된 최종 스코어를 사용자의 정상 모션 스코어로 등록하여 메모리(212)에 저장할 수 있다.
다시 도 2 및 도 9을 참조하면, 사용자의 모션을 측정한다(S600). 구체적으로, 사용자의 정상 모션 스코어가 등록(S500)된 후, 주기적으로 또는 제어부(202)의 제어에 따라 모션 센서(208)는 활성화되고 이를 통해 미리 정해 진 시간 동안 사용자의 모션을 측정하여 모션 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들 어, 모션 센서(208)가 가속도 센서일 경우, 사용자의 모션에 대한 가속도를 측정하 여 가속도 데이터를 생성하고, 모션 센서(208)가 자이로스코프일 경우, 사용자의 모션에 대한 회전 각속도를 측정하여 각속도 데이터를 생성한다. 여기서, 가속도 데이터는 3축(x, y, z축) 가속도 성분을 포함하고, 각속도 데이터는 3축 각속도 성 분을 포함한다.
이어서, 미리 정해진 시간 동안의 모션에 대해 생성된 모션 데이터를 기반으 로 제1 내지 제3 요소 각각의 스코어를 결정한다(S700).
구체적으로, 제1 요소의 스코어를 결정하는 것은, 사용자의 팔이 사용자의 몸과 평행하게 위치하는 상태(도 5의 S1)를 기준으로 사용자가 보행 시 팔을 휘두 르는 방향 중 제1 방향(도5의 D1)으로의 제1 피크 각도(도 5의 P1)까지의 제1 이 동 시간과 제1 방향(도 5의 D1)과 반대 방향인 제2 방향(도 5의 D2)으로의 제2 피 크 각도(도 5의 P2)까지의 제2 이동 시간을 복수회 측정하고, 복수회 측정된 제1 및 제2 이동 시간 각각의 평균을 기반으로 제1 요소의 스코어를 결정하는 것을 포 함할 수 있다.
또한 제2 요소의 스코어를 결정하는 것은, 사용자의 팔이 사용자의 몸과 평행하게 위치하는 상태(도 6의 S1)를 기준으로 사용자가 보행 시 팔을 휘두르는 방 향 중 제1 방향(도 6의 D1)과 교차하는 제3 방향(도 6의 D3)으로의 제1 피크 변위 (도 6의 DP1)와 제3 방향(도 6의 D3)과 반대 방향인 제4 방향(도 6의 D4)으로의 제 2 피크 변위(도 6의 DP2)를 복수회 측정하고, 복수회 측정된 제1 및 제2 피크 변 위(도 6의 DP1, DP2) 각각의 평균을 기반으로 제2 요소의 스코어를 결정하는 것을 포함할 수 있다.
제3 요소의 스코어를 결정하는 것은, 사용자의 모션에 대한 회전 각속도의 적분 값을 퓨리에 변환을 통해 주파수 영역으로 변환하고, 회전 각속도의 적분 값 의 주파수 영역 중 첫 번째 피크의 크기 대비 나머지 피크의 크기의 합의 비율을 기반으로 제3 요소의 스코어를 결정하는 것을 포함할 수 있다.
다음으로, 최종 스코어를 계산한다(S800).
구체적으로, 제어부(202)는 제1 내지 제3 요소의 각각의 스코어를 합산하여 최종 스코어를 계산할 수 있다.
최종 스코어와 정상 모션 스코어를 비교한다(S900).
구체적으로, 제어부(202)는 최종 스코어와 메모리(212)에 저장된 정상 모션 스코어를 비교하여 최종 스코어가 정상 모션 스코어보다 작은지 여부(S1000)를 판단 할 수 있다.
만약 최종 스코어가 정상 모션 스코어보다 작은 경우 제어부(202)는 알람 부(216)로 신호를 보내고 알람부(216)는 사용자에게 알람을 출력한다(S1100). 또한 최종 스코어가 정상 모션 스코어보다 크거나 같은 경우 제어부(202)는 알람부(216)로 신호를 보내지 않을 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 최종 스코어가 정상 모션 스코어보다 크거나 같은 경우에도 제어부(202)가 알람부(216)로 신호를 보낼 수 있고, 이에 따라 알람부(216)가 사용자에게 알람을 출력할 수도 있다. 물론 이 경우에는 알람부(216)가 사용자에게 출력하는 알람이 최종 스코어가 정상 모션 스코어보다 작은 경우, 같은 경우, 큰 경우 모두 다르게 출력할 수 있다.
이후, 스마트 밴드(100)는 본 발명의 실시예에 따른 알고리즘을 종료한다.
이상 설명된 본 발명의 실시예들에 따른 스마트 밴드의 모션 상태 판단 방법은 또한 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 컴퓨터가 판독할 수 있는 코드 또는 프로그램으로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터로 판독할 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 판독될 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터로 판독할 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록매체는 네트워크로 연 결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장 되고 수행될 수 있다.
도 11을 참조하면, 제1 및 제2 회전 각속도 적분 값 각각의 방향 축(D1, D2)은 서로 교차하며, 표시부(160)의 액정 표면과 동일 평면 상에 위치하고, 제3 회전 각속도 적분 값의 방향 축(D3)은 제1 및 제2 회전 각속도 적분 값 각각의 방향 축(D1, D2)과 교차하고, 표시부(160)의 액정 표면과 수직일 수 있다.
추가적으로 로테이션 매트릭스(rotation matrix)는 예를 들어, <식 1>과 같 을 수 있다.
<식 1>
Figure 112015058773279-pat00001
여기에서, 제1 회전 각속도 적분 값은 pitch(i), 제2 회전 각속도 적분 값은 roll(i), 제3 회전 각속도 적분 값은 yaw(i)일 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 제어부(202)는 제1 내지 제3 회전 각속도 적분 값의 노이즈를 필터링하는 필터(미도시)를 포함할 수 있다. 필터(미도시)는 보정 전에 자이로스코프에 의해 측정된 회전 각속도의 노이즈를 필터링할 수 있으며, 예를 들 어, 노치 필터(notch filter)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제어부(202)는 로테이션 매트릭스를 가속도 센서(미도시)에 의해 측정된 가 속도에 적용하여 선형 가속도를 계산하고, 선형 가속도를 적분하여 속도 및 변위 값을 계산하고, 제3 회전 각속도 적분 값을 퓨리에 변환하고, 속도 및 변위 값과 퓨리에 변환된 제3 회전 각속도 적분 값을 기반으로 제2 밸런스 요소를 추출할 수 있다.
제어부(202)는 메모리(212)로부터 제1 밸런스 요소를 제공받고, 제1 밸런스 요소와 제2 밸런스 요소 사이의 차이를 기반으로 비대칭 인덱스를 계산하고, 비대 칭 인덱스를 기반으로 척추 스코어와, 어깨 스코어와, 골반 스코어를 계산하고, 척추 스코어와, 어깨 스코어와, 골반 스코어를 기반으로 최종 스코어를 계산할 수 있 다.
여기에서, 제1 및 제2 밸런스 요소는 각각 복수의 서브 밸런스 요소를 포함 할 수 있다.
복수의 서브 밸런스 요소는 예를 들어, 제3 회전 각속도 적분 값의 포지티브 피크(positive peak; 사용자가 팔을 앞으로 휘두를 때의 피크 지점), 제3 회전 각 속도 적분 값의 네거티브 피크(positive peak; 사용자가 팔을 뒤로 휘두를 때의 피 크 지점), 도 11의 제1 방향(D1)으로의 포지티브 및 네거티브 피크(즉, 사용자가 팔 을 휘두를 때의 제1 방향(D1)의 포지티브 및 네거티브 피크 지점), 도 11의 제2 방 향(D2)으로의 포지티브 및 네거티브 피크(즉, 사용자가 팔을 휘두를 때의 제2 방 향(D2)의 포지티브 및 네거티브 피크 지점), 도 11의 제3 방향(D3)으로의 포지티브 및 네거티브 피크(즉, 사용자가 팔을 휘두를 때의 제3 방향(D3)의 포지티브 및 네 거티브 피크 지점), 제3 회전 각속도 적분 값의 포지티브 피크까지의 팔의 이동 시 간(차려 자세에서 사용자가 팔을 앞으로 휘두를 때 피크 지점까지의 팔의 이동 시 간), 제3 회전 각속도 적분 값의 네거티브 피크까지의 팔의 이동 시간(차려 자세에 서 사용자가 팔을 뒤로 휘두를 때 피크 지점까지의 팔의 이동 시간)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
비대칭 인덱스를 계산하는 식은 예를 들어, <식 2>와 같을 수 있다.
<식 2>
비대칭 인덱스 = 100 * (제2 밸런스 요소 - 1 밸런스 요소)/제2 밸런스 요소
여기에서, 제1 밸런스 요소는 오른팔의 모션에 대한 밸런스 요소일 수 있고, 제2 밸런스 요소는 왼팔의 모션에 대한 밸런스 요소일 수 있는바, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 <식 2>에서는 제2 밸런스 요소의 어느 한 서브 밸런스 요소가 대입되고, 이와 대응되는 제1 밸런스 요소의 서브 밸런스 요소가 대입될 수 있다.
만약 제1 밸런스 요소는 오른팔의 모션에 대한 밸런스 요소이고, 제2 밸런스 요소는 왼팔의 모션에 대한 밸런스 요소일 때, 비대칭 인덱스가 0보다 크다면, 왼 팔의 모션이 더 크다는 것을 의미한다.
추가적으로, 제어부(202)는 각 서브 밸런스 요소에 대한 비대칭 인덱스를 계 산한 후, 각 비대칭 인덱스를 총합하여 최종 비대칭 인덱스를 계산할 수 있다.
최종 비대칭 인덱스를 계산하는 식은 예를 들어, <식 3>과 같을 수 있다.
<식 3>
최종 비대칭 인덱스 = 60 + (0.5 - (각 비대칭 인덱스의 총합)) * 100
제어부(1202)는 앞서 설명한 바와 같이, 비대칭 인덱스를 기반으로 척추 스코
어와, 어깨 스코어와, 골반 스코어를 계산할 수 있는바, 이를 계산하는 식은 아래 의 <식 4, 5, 6>과 같다.
<식 4>
척추 점수 스코어 = {50 + (0.2 - (제3 회전 각속도 적분 값의 포지티브 피크에 대한 비대칭 인덱스 + 제3 회전 각속도 적분 값의 네거티브 피크에 대한 비대 칭 인덱스)) * 200 + 25 + (0.2 - (도 11의 제2 방향(D2)으로의 포지티브 피크에 대한 비대칭 인덱스 + 도 11의 제2 방향(D2)으로의 네거티브 피크에 대한 비대칭 인덱 스)) * 100}/1.5
<식 5>
어깨 점수 = 50 + (0.2 -(도 11의 제1 방향(D1)으로의 포지티브 피크에 대한 비대칭 인덱스 + 도 11의 제1 방향(D1)으로의 네거티브 피크에 대한 비대칭 인덱스 )) * 200
<식 6>
골반 점수 = {50 + (0.2 - (도 11의 제3 방향(D3)으로의 포지티브 피크에 대 한 비대칭 인덱스 + 도 11의 제3 방향(D3)으로의 네거티브 피크에 대한 비대칭 인덱 스)) * 200 + 25 + (0.2 - (도 11의 제2 방향(D2)으로의 포지티브 피크에 대한 비대 칭 인덱스 + 도 11의 제2 방향(D2)으로의 네거티브 피크에 대한 비대칭 인덱스)) * 100}/1.5
추가적으로, 최종 스코어는 특정 가중치가 각각 부여된 척추 점수, 어깨 점 수, 골반 점수를 기반으로 계산될 수 있다.
입력부(204)는 사용자로부터 입력을 제공받을 수 있다.
구체적으로, 입력부(204)는 다수의 기능키로 구성될 수 있으며, 사용자가 누 르는 키에 대응하는 키입력 데이터를 제어부(202)로 제공한다. 여기서, 입력부(204)와 표시부(160)의 기능은 터치스크린부(도시하지 않음)에 의해 수행될 수 있으며, 이 경우 터치스크린부(도시하지 않음)는 사용자의 화면 터치를 통한 터치 스크린 입력과 터치스크린을 통한 그래픽 화면 출력을 담당한다.
표시부(160)는 제어부(202)의 출력을 제공받아 디스플레이할 수 있다.
구체적으로, 표시부(160)는 스마트 밴드(100)의 동작 중에 발생되는 상태 정 보, 제한된 숫자의 문자들, 다량의 동영상 및 정지영상 등을 디스플레이한다. 또한 표시부(160)는 예를 들어, 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display : LCD)를 포함할 수 있다.
통신 모듈(214)은 제어부(202)로부터 신호를 입력 받아 주변의 전자기기(예 를 들면, 스마트폰)와 통신을 수행할 수 있다.
구체적으로, 통신 모듈(214)은 제어부(202)에서 입력되는 신호를 부호화하여 블루투스(Bluetooth), 지그비(ZigBee), 적외선(infrared), UWB(Ultra Wide Band), 무선랜(WLAN), NFC(Near Field Communication) 등의 근거리 무선통신을 통해 주변 의 전자기기(예를 들면, 스마트폰)으로 전송하고, 근거리 무선통신을 통해 주변의 전자기기로부터 수신된 신호를 복호화하여 제어부(202)로 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 밴드(100)는 모션 센서(208) 및 제어 부(202)를 통해 사용자의 양 팔의 모션을 측정하여, 바디 밸런스(body balance) 즉, 체형의 비대칭 정보를 제공할 수 있다. 또한 스마트 밴드(100)는 이와 같이 사 용자에게 사용자의 바디 밸런스를 제공함으로써, 사용자가 건강한 바디 밸런스를 유지할 수 있도록 보조할 수 있다.
이하에서는, 도 12 및 도 14을 참조하여 스마트 밴드의 바디 밸런스 측정 방 법에 대해 설명하도록 한다.
도 12 내지 도 14은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 밴드의 바디 밸런스 측정 방법을 설명하는 순서도이다.
도 1를 참조하면, 먼저 사용자의 왼팔 또는 오른팔 중 어느 하나(예를 들면, 오른팔)의 제1 밸런스 요소를 등록한다(S1200).
구체적으로, 도 2 및 도 12를 참조하면, 사용자의 키 조작에 따라 사용자의 왼팔 또는 오른팔 중 어느 하나(예를 들면, 오른팔)의 제1 밸런스 요소에 대한 등록이 요청(S1210)되면, 스마트 밴드(100)는 모션 센서(208)를 활성화하고 이를 통해 미리 정해진 시간 동안 사용자의 왼팔 또는 오른팔 중 어느 하나(예를 들면, 오른 팔)를 측정하여 모션 데이터를 생성한다(S1220). 예를 들어, 모션 센서(208)가 가속 도 센서일 경우, 사용자의 모션에 대한 가속도를 측정하여 가속도 데이터를 생성하 고, 모션 센서(208)가 자이로스코프일 경우, 사용자의 모션에 대한 회전 각속도를 측정하여 각속도 데이터를 생성한다. 여기서, 가속도 데이터는 3축(x, y, z축) 가 속도 성분을 포함하고, 각속도 데이터는 3축 각속도 성분을 포함한다.
이어서, 모션 데이터의 부호를 결정한다(S1230).
구체적으로, 제어부(202)는 사용자의 모션이 사용자의 왼팔의 모션인지 또는 오른팔의 모션인지 여부를 확인하여 모션 데이터의 부호를 결정할 수 있다.
다음으로 제1 내지 제3 회전 각속도 적분 값을 추출한다(S1240).
제어부(202)는 먼저 부호가 결정된 모션 데이터 중 회전 각속도 데이터의 노이즈를 필터링하고(이 때, 제어부(202)에 포함된 필터(미도시)에 의해 필터링될 수 있음), 노이즈가 필터링된 회전 각 속도 데이터를 가속도 센서(미도시)에 의해 측정된 회전 각도를 반영하여 보정하며, 보정된 회전 각속도를 적분하여 제1 내지 제3 회전 각속도 적분 값을 추 출할 수 있다.
다시 도 2 및 도 13를 참조하면, 로테이션 매트릭스를 생성한다(S1250).
제어부(202)는 추출된 제1 내지 제3 회전 각속도 적분 값의 노이즈를 필터링하고(이 때, 제어부(202)에 포함된 필터(미 도시)에 의해 필터링될 수 있음), 필터링된 제1 내지 제3 회전 각속도 적분 값을 이용하여 로테이션 매트릭스를 생성할 수 있다.
다시 도 2 및 도 13를 참조하면, 선형 가속도를 계산한다(S1260).
구체적으로, 제어부(202)는 로테이션 매트릭스를 모션 센서(208))에 의해 측 정된 모션 데이터 중 가속도 데이터에 적용하여 선형 가속도를 계산할 수 있다.
다음으로, 제1 밸런스 요소를 추출하고 등록한다(S1270).
제어부(202)는 선형 가속도를 적분하 여 속도 및 변위 값을 계산하고, 제3 회전 각속도 적분 값을 퓨리에 변환하고, 속도 및 변위 값과 퓨리에 변환된 제3 회전 각속도 적분 값을 기반으로 제1 밸런스 요소를 추출할 수 있다. 또한 제어부(202)는 추출된 제1 밸런스 요소를 등록하여, 메모리(212)에 저장할 수 있다.
다시 도 2 및 도 12를 참조하면, 사용자의 왼팔 또는 오른팔 중 어느 하나(예를 들면, 오른팔)의 제1 밸런스 요소를 등록한 후(S1200), 사용자의 왼팔 또는 오른 팔 중 다른 하나(예를 들면, 왼팔)의 모션을 측정한다(S1300).
구체적으로, 사용자의 왼팔 또는 오른팔 중 어느 하나(예를 들면, 오른팔)의 제1 밸런스 요소를 등록(S1200)된 후, 주기적으로 또는 제어부(202)의 제어에 따라 모션 센서(208)는 활성화되고 이를 통해 미리 정해진 시간 동안 사용자의 왼팔 또 는 오른팔 중 다른 하나(예를 들면, 왼팔)의 모션을 측정하여 모션 데이터를 생성 할 수 있다. 예를 들어, 모션 센서(208)가 가속도 센서일 경우, 사용자의 모션에 대한 가속도를 측정하여 가속도 데이터를 생성하고, 모션 센서(208)가 자이로스코 프일 경우, 사용자의 모션에 대한 회전 각속도를 측정하여 각속도 데이터를 생성한 다. 여기서, 가속도 데이터는 3축(x, y, z축) 가속도 성분을 포함하고, 각속도 데 이터는 3축 각속도 성분을 포함한다.
이어서, 사용자의 왼팔 또는 오른팔 중 다른 하나(예를 들면, 왼팔)의 제2 밸런스 요소를 추출한다(S1400).
상기 제 2 밸런스 요소를 추출하기 위해 먼저, 모션 데이터의 부호를 결정한다.
구체적으로, 제어부(202)는 사용자의 모션이 사용자의 왼팔의 모션인지 또는 오른팔의 모션인지 여부를 확인하여 모션 데이터의 부호를 결정할 수 있다.
다음으로 제1 내지 제3 회전 각속도 적분 값을 추출한다.
구체적으로, 제어부(202)는 먼저 부호가 결정된 모션 데이터 중 회전 각속도 데이터의 노이즈를 필터링하고(이 때, 제어부(202)에 포함된 필터(미도시)에 의해 필터링될 수 있음), 노이즈가 필터링된 회전 각 속도 데이터를 가속도 센서(미도시)에 의해 측정된 회전 각도를 반영하여 보정하며, 보정된 회전 각속도를 적분하여 제1 내지 제3 회전 각속도 적분값을 추출할 수 있다.
또한 상기 제 2 밸런스 요소를 추출하기 위해 로테이션 매트릭스를 생성한다.
구체적으로, 제어부(202)는 추출된 제1 내지 제3 회전 각속도 적분 값의 노이즈를 필터링하고(이 때, 제어부(202)에 포함된 필터(미 도시)에 의해 필터링될 수 있음), 필터링된 제1 내지 제3 회전 각속도 적분 값을 이용하여 로테이션 매트릭스를 생성할 수 있다.
또한 상기 제 2 밸런스 요소를 추출하기 위해, 선형 가속도를 계산한다.
구체적으로, 제어부(202)는 로테이션 매트릭스를 모션 센서(208))에 의해 측정된 모션 데이터 중 가속도 데이터에 적용하여 선형 가속도를 계산할 수 있다.
다음으로, 제2 밸런스 요소를 추출한다.
구체적으로, 제어부(202)는 선형 가속도를 적분 하여 속도 및 변위 값을 계산하고, 제3 회전 각속도 적분 값을 퓨리에 변환 하고, 속도 및 변위 값과 퓨리에 변환된 제3 회전 각속도 적분 값을 기반으 로 제2 밸런스 요소를 추출할 수 있다.
다시 도 2 및 도 12를 참조하면, 제2 밸런스 요소를 추출한 후(S1400), 비대칭 인덱스를 계산한다(S1500).
구체적으로, 제어부(202)는 제2 밸런스 요소와 메모리(208)에 저장된 제1 밸런스 요소 사이의 차이를 기반으로 비대칭 인덱스를 계산할 수 있다.
다음으로, 최종 스코어를 계산한다(S1600).
구체적으로, 제어부(202)는 비대칭 인덱스를 기반으로 척추 스코어, 어깨 스코어, 골반 스코어를 계산하고, 척추 스코어, 어깨 스코어, 골반 스코어를 기반으로 최종 스코어를 계산할 수 있다.
이와 같은 알고리즘을 거쳐서 계산된 최종 스코어는 표시부(160)를 통해서 디스플레이될 수 있고, 사용자는 최종 스코어를 통해서 사용자 자신의 바디 밸런스 가 현재 어떤 상태에 있는지를 확인할 수 있다.
예를 들어, 최종 스코어가 높을수록 바디 밸런스가 좋고, 최종 스코어가 낮 을수록 바디 밸런스가 나쁠 수 있는바, 이에 한정되는 것은 아니다.
이후, 스마트 밴드(100)는 본 발명의 실시예에 따른 알고리즘을 종료한다.
이상 설명된 본 발명의 실시예들에 따른 스마트 밴드의 바디 밸런스 측정 방 법은 또한 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 컴퓨터가 판독할 수 있는 코드 또는 프로그램으로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터로 판독할 수 있는 기록매체는 컴 퓨터 시스템에 의하여 판독될 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데 이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록매체에 기록되는 프 로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프 트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터로 판독할 수 있 는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태 로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저 장되고 수행될 수 있다.
상기 웨어러블 디바이스의 생체인증 방법은 제 1 외부 디바이스와 무선통신하는 단계, 제 1 외부 디바이스의 제 1 요청신호를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제 1 외부디바이스는 제 1 보안 상태임일 수 있다.
상기 웨어러블 디바이스의 생체인증 방법은 상기 제 1 요청신호 수신 후 상기 웨어러블 디바이스가 착용상태인지 여부를 판단하는 단계, 상기 웨어러블 디바이스가 미착용상태일 경우 미착용상태정보를 상기 제 1 외부 디바이스로 송신하는 단계, 상기 웨어러블 디바이스가 착용상태일 경우 모션센서를 통해 일정시간 동안 혹은 일정량의 데이터가 수집되는 동안 사용자의 모션에 의해 생성된 모션데이터를 수집하는 제 1 모션데이터 수집 단계, 상기 제 1 모션데이터를 상기 제 1 외부 디바이스로 송신하는 단계, 상기 웨어러블 디바이스가 착용상태인 경우 상기 제 1 외부 디바이스로부터 제 1 보안레벨 데이터 및 제 2 보안레벨 데이터를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제 1 외부 디바이스는 제 2 보안상태 혹은 제 3 보안상태일 수 있다. 상기 웨어러블 디바이스의 생체인증 방법은 상기 웨어러블 디바이스가 착용상태에서 미착용상태로 전환되었을 경우 상기 미착용상태정보 혹은 제 1 상태전환정보를 상기 제 1 외부 디바이스로 송신하는 단계, 상기 웨어러블 디바이스가 미착용상태인 경우 상기 제 1 외부 디바이스로부터 제 1 보안레벨 데이터만를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제 1 외부 디바이스는 제 4 보안상태 혹은 제 5 보안상태일 수 있다.
상기 제 1 요청신호는 신규 생체 인증정보 등록을 위한 모션데이터 요청신호알 수 있다.
상기 제 1 보안 상태는 상기 제 1 외부 디바이스의 잠금이 해제된 상태로 상기 웨어러블 디바이스의 착용자 인증을 위한 모션데이터가 미등록된 상태임일 수 있다.
상기 제 2 보안 상태는 상기 제 1 외부 디바이스의 잠금이 해제된 상태이고 상기 웨어러블 디바이스의 착용자 인증을 위한 모션데이터가 등록된 상태이며 상기 웨어러블 디바이스의 착용자 인증이 완료된 상태일 수 있다.
상기 제 3 보안 상태는 상기 제 1 외부 디바이스가 잠금설정된 상태이고 상기 웨어러블 디바이스의 착용자 인증을 위한 모션데이터가 등록된 상태이며 상기 웨어러블 디바이스의 착용자 인증이 완료된 상태일 수 있다.
상기 제 4 보안 상태는 상기 제 1 외부 디바이스가 잠금 해제된 상태이고 상기 웨어러블 디바이스의 착용자 인증을 위한 모션데이터가 등록된 상태이며 상기 웨어러블 디바이스의 착용자 인증이 미인증 상태일 수 있다.
상기 제 5 보안 상태는 상기 제 1 외부 디바이스가 잠금설정된 상태이고 상기 웨어러블 디바이스의 착용자 인증을 위한 모션데이터가 등록된 상태이며 상기 웨어러블 디바이스의 착용자 인증이 미인증 상태일 수 있다.
상기 제 1 모션데이터는 상기 웨어러블 디바이스의 착용자 인증을 위한 등록정보로 활용될 수 있다.
상기 제 1 보안레벨 데이터는 시간정보, 위치정보, 진동 혹은 소리 요청정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제 2 보안레벨 데이터는 전화수신 알림정보, 전화 발신자 정보, 문자메시지 수신정보, 문자 발신자 정보, 문자 내용 중 적어도 일부, 스케줄 정보, 메일 수신정보, 메일 발신자 정보, 메일 내용 중 적어도 일부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 웨어러블 디바이스의 생체인증 방법은 상기 웨어러블 디바이스가 미착용 상태에서 착용상태로 전환되었을 경우 상기 착용상태정보 혹은 제 2 상태전환 정보를 상기 제 1 외부 디바이스로 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제 1 외부 디바이스는 상기 제 4 보안상태 혹은 상기 제 5 보안상태일 수 있다.
상기 웨어러블 디바이스의 생체인증 방법은 상기 모션센서를 통해 일정시간 동안 혹은 일정량의 데이터가 수집되는 동안 사용자의 모션에 의해 생성된 모션데이터를 수집하는 제 2 모션데이터 수집 단계, 상기 웨어러블 디바이스가 착용 상태에서 상기 제 1 외부 디바이스로부터 제 1 보안레벨 데이터만를 수신하는 단계, 상기 제 2 모션데이터를 상기 제 1 외부 디바이스로 송신하는 단계, 상기 제 1 외부 디바이스로부터 제 1 보안레벨 데이터 및 제 2 보안레벨 데이터를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제 1 외부 디바이스는 제 2 보안상태 혹은 제 3 보안상태일 수 있다.
상기 제 1 모션데이터는 상기 모션센서로부터 수신된 정보로부터 추출된 복수의 특징점을 포함할 수 있다.
상기 제 1 외부디바이스로 송신된 상기 제 1 모션데이터는 상기 제 1 외부디바이스에서 복수의 특징점을 추출할 수 있다.
상기 제 1 모션데이터는 왼팔과 오른팔 혹은 왼 발과 오른발 혹은 왼쪽 허리와 오른쪽 허리로부터 수집된 한 쌍의 수집된 모션데이터를 포함할 수 있다.
상기 제 1 요청신호는 상기 제 1 외부 디바이스에서 정의된 왼팔, 왼발, 왼쪽 허리 중 적어도 하나로 부터 모션데이터를 수집할 것을 요청하는 제 2 요청신호와 상기 제 1 외부 디바이스에서 정의된 오른팔, 오른발, 오른 허리 중 적어도 하나로 부터 모션데이터를 수집할 것을 요청하는 제 3 요청신호를 포함할 수 있다.
상기 제 2 모션데이터는 상기 제 1 외부 디바이스로 송신된 후 상기 제 1 외부 디바이스에 의해 상기 제 2 모션데이터가 왼팔의 모션데이터인지 혹은 오른팔의 모션데이터인지, 왼발의 모션데이터인지 혹은 오른발의 모션데이터인지, 왼허리의 모션데이터인지 혹은 오른허리의 모션데이터인지를 판별할 수 있다.
상기 제 1 외부 디바이스는 스마트폰, 스마트패드, 노트북, 헤드마운티드디스플레이, 제 2 웨어러러블 디바이스 등 휴대용 전자기기를 포함할 수 있다.
상기 휴대용 전자기기의 생체인증 방법은, 웨어러블 디바이스와 무선통신하는 단계, 웨어러블 디바이스에 제 1 요청신호를 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 휴대용 전자기기는 제 1 보안 상태일 수 있다.
상기 휴대용 전자기기의 생체인증 방법은 상기 웨어러블 디바이스로부터 상기 웨어러블 디바이스의 착용상태 정보를 수신하는 단계, 상기 웨어러블 디바이스가 미착용상태일 경우 착용 안내 메시지를 디스플레이 하는 단계, 상기 웨어러블 디바이스가 착용상태일 경우 상기 웨어러블 디바이스에 구비된 모션센서를 통해 일정시간 동안 혹은 일정량의 데이터가 수집되는 동안 수집된 사용자의 모션데이터를 수신하는 제 1 모션데이터 수신 단계, 상기 웨어러블 디바이스가 착용상태인 경우 상기 웨어러블 디바이스로 제 1 보안레벨 데이터 및 제 2 보안레벨 데이터를 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 휴대용 전자기기는 제 2 보안상태 혹은 제 3 보안상태일 수 있다.
상기 휴대용 전자기기의 생체인증 방법은 상기 웨어러블 디바이스가 착용상태에서 미착용상태로 전환되었을 경우 상기 웨어러블 디바이스로부터 송신된 미착용상태정보 혹은 제 1 상태전환정보를 수신하는 단계, 상기 웨어러블 디바이스가 미착용상태인 경우 제 1 보안레벨 데이터만를 송신하는 단계를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 휴대용 전자기기는 제 4 보안상태 혹은 제 5 보안상태임일 수 있다.
상기 제 1 요청신호는 신규 생체 인증정보 등록을 위한 모션데이터 요청신호일 수 있다.
상기 제 1 보안 상태는 상기 휴대용 전자기기의 잠금이 해제된 상태로 웨어러블 디바이스의 착용자 인증을 위한 모션데이터가 미등록된 상태일 수 있다.
상기 제 2 보안 상태는 상기 휴대용 전자기기의 잠금이 해제된 상태이고 상기 웨어러블 디바이스의 착용자 인증을 위한 모션데이터가 등록된 상태이며 상기 웨어러블 디바이스의 착용자 인증이 완료된 상태일 수 있다.
상기 제 3 보안 상태는 상기 휴대용 전자기기가 잠금설정된 상태이고 상기 웨어러블 디바이스의 착용자 인증을 위한 모션데이터가 등록된 상태이며 상기 웨어러블 디바이스의 착용자 인증이 완료된 상태일 수 있다.
상기 제 4 보안 상태는 상기 휴대용 전자기기가 잠금 해제된 상태이고 웨어러블 디바이스의 착용자 인증을 위한 모션데이터가 등록된 상태이며 상기 웨어러블 디바이스의 착용자 인증이 미인증 상태일 수 있다.
상기 제 5 보안 상태는 상기 휴대용 전자기기가 잠금설정된 상태이고 상기 웨어러블 디바이스의 착용자 인증을 위한 모션데이터가 등록된 상태이며 상기 웨어러블 디바이스의 착용자 인증이 미인증 상태일 수 있다.
상기 제 1 모션데이터는 상기 웨어러블 디바이스의 착용자 인증을 위한 등록정보로 활용될 수 있다.
상기 제 1 보안레벨 데이터는 시간정보, 위치정보, 진동 혹은 소리 요청정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제 2 보안레벨 데이터는 전화수신 알림정보, 전화 발신자 정보, 문자메시지 수신정보, 문자 발신자 정보, 문자 내용 중 적어도 일부, 스케줄 정보, 메일 수신정보, 메일 발신자 정보, 메일 내용 중 적어도 일부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 휴대용 전자기기의 생체인증 방법은 상기 웨어러블 디바이스가 미착용 상태에서 착용상태로 전환되었을 경우 상기 착용상태정보 혹은 제 2 상태전환 정보를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 휴대용 전자기기는 상기 제 4 보안상태 혹은 상기 제 5 보안상태일 수 있다.
상기 휴대용 전자기기의 생체인증 방법은 상기 웨어러블 디바이스에 구비된 모션센서를 통해 일정시간 동안 혹은 일정량의 데이터가 수집되는 동안 수집된 사용자의 모션데이터를 수신하는 제 2 모션데이터 수신 단계, 상기 웨어러블 디바이스가 착용 상태인 경우 상기 제 1 보안레벨 데이터만를 송신하는 단계, 상기 제 2 모션데이터를 수신하는 단계, 상기 제 1 모션데이터와 상기 제 2 모션데이터를 기반으로 인증을 수행하는 단계, 상기 인증이 완료되었을 경우, 상기 웨어러블 디바이스로 제 1 보안레벨 데이터 및 제 2 보안레벨 데이터를 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 휴대용 전자기기는 제 2 보안상태 혹은 제 3 보안상태일 수 있다.
상기 제 1 모션데이터는 상기 모션센서로부터 수신된 정보로부터 추출된 복수의 특징점을 포함하고 있을 수 있다.
상기 웨어러블 디바이스로부터 수신된 상기 제 1 모션데이터는 상기 휴대용 전자기기에서 복수의 특징점을 추출할 수 있다.
상기 제 1 모션데이터는 왼팔과 오른팔 혹은 왼 발과 오른발 혹은 왼쪽 허리와 오른쪽 허리로부터 수집된 한 쌍의 수집된 모션데이터를 포함할 수 있다.
상기 제 1 요청신호는 상기 휴대용 전자기기에서 정의된 왼팔, 왼발, 왼쪽 허리 중 적어도 하나로 부터 모션데이터를 수집할 것을 요청하는 제 2 요청신호와 상기 휴대용 전자기기에서 정의된 오른팔, 오른발, 오른 허리 중 적어도 하나로 부터 모션데이터를 수집할 것을 요청하는 제 3 요청신호를 포함할 수 있다.
상기 휴대용 전자기기는, 상기 수신된 제 2 모션데이터가 왼팔의 모션데이터인지 혹은 오른팔의 모션데이터인지, 왼발의 모션데이터인지 혹은 오른발의 모션데이터인지, 왼허리의 모션데이터인지 혹은 오른허리의 모션데이터인지를 판별할 수 있다.
상기 휴대용 전자기기는 웨어러블 디바이스와 무선통신하는 통신모듈, 디스플레이부, 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 휴대용 전자기기가 제 1 보안 상태일 때 웨어러블 디바이스로 제 1 요청신호를 송신하고, 상기 웨어러블 디바이스로부터 착용상태정보를 수신하여 상기 웨어러블 디바이스가 미착용상태일 경우 착용 안내메시지를 디스플레이하고, 상기 웨어러블 디바이스가 착용상태일 경우 상기 웨어러블 디바이스에 구비된 모션센서를 통해 일정시간 동안 혹은 일정량의 데이터가 수집되는 동안 수집된 사용자의 제 1 모션데이터 수신하고, 상기 웨어러블 디바이스가 착용상태인 경우 상기 휴대용 전자기기가 제 2 보안상태 혹은 제 3 보안상태에서 상기 웨어러블 디바이스로 제 1 보안레벨 데이터 및 제 2 보안레벨 데이터를 송신하고, 상기 웨어러블 디바이스가 착용상태에서 미착용상태로 전환되었을 경우 미착용상태정보 혹은 제 1 상태전환정보를 상기 웨어러블 디바이스로부터 수신하고, 상기 웨어러블 디바이스가 미착용상태인 경우 상기 휴대용 전자기기가 제 4 보안상태 혹은 제 5 보안상태에서 상기 웨어러블 디바이스로 제 1 보안레벨 데이터만를 송신할 수 있다.
상기 제 1 모션데이터는 상기 모션센서로부터 수신된 정보로부터 추출된 복수의 특징점을 포함할 수 있다.
상기 수신된 제 1 모션데이터는 상기 휴대용 전자기기에서 복수의 특징점을 추출할 수 있다.
상기 제 1 모션데이터는 왼팔과 오른팔 혹은 왼 발과 오른발 혹은 왼쪽 허리와 오른쪽 허리로부터 수집된 한 쌍의 수집된 모션데이터를 포함할 수 있다.
상기 제 1 요청신호는 상기 휴대용 전자기기에서 정의된 왼팔, 왼발, 왼쪽 허리 중 적어도 하나로 부터 모션데이터를 수집할 것을 요청하는 제 2 요청신호와 상기 휴대용 전자기기에서 정의된 오른팔, 오른발, 오른 허리 중 적어도 하나로 부터 모션데이터를 수집할 것을 요청하는 제 3 요청신호를 포함할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

Claims (21)

  1. 휴대용 전자기기의 생체인증 방법에 있어서,
    웨어러블 디바이스와 무선통신하는 단계;
    상기 웨어러블 디바이스에 제 1 요청신호를 송신하는 단계- 상기 휴대용 전자기기는 제 1 보안 상태임;
    상기 웨어러블 디바이스로부터 상기 웨어러블 디바이스의 착용상태 정보를 수신하는 단계;
    상기 웨어러블 디바이스가 미착용상태일 경우 착용 안내 메시지를 디스플레이 하는 단계;
    상기 웨어러블 디바이스가 착용상태일 경우 상기 웨어러블 디바이스에 구비된 모션센서를 통해 일정시간 동안 혹은 일정량의 데이터가 수집되는 동안 수집된 사용자의 모션데이터를 수신하는 제 1 모션데이터 수신 단계;
    상기 웨어러블 디바이스가 착용상태인 경우 상기 웨어러블 디바이스로 제 1보안레벨 데이터 및 제 2 보안레벨 데이터를 송신하는 단계- 상기 휴대용 전자기기는 제 2 보안상태 혹은 제 3 보안상태임;
    상기 웨어러블 디바이스가 착용상태에서 미착용상태로 전환되었을 경우 상기 웨어러블 디바이스로부터 송신된 미착용상태정보 혹은 제 1 상태전환정보를 수신하는 단계; 및
    상기 웨어러블 디바이스가 미착용상태인 경우 제 1 보안레벨 데이터만를 송신하는 단계 - 상기 휴대용 전자기기는 제 4 보안상태 혹은 제 5 보안상태임;을 포함하는 휴대용 전자기기의 생체인증 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 요청신호는 신규 생체 인증정보 등록을 위한 모션데이터 요청신호임을 특징으로 하는 휴대용 전자기기의 생체인증 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 보안 상태는 상기 휴대용 전자기기의 잠금이 해제된 상태로 상기 웨어러블 디바이스의 착용자 인증을 위한 모션데이터가 미등록된 상태임을 특징으로 하는 휴대용 전자기기의 생체인증 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 보안 상태는 상기 휴대용 전자기기의 잠금이 해제된 상태이고 상기 웨어러블 디바이스의 착용자 인증을 위한 모션데이터가 등록된 상태이며 상기 웨어러블 디바이스의 착용자 인증이 완료된 상태임을 특징으로 하는 휴대용 전자기기의 생체인증 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 보안 상태는 상기 휴대용 전자기기가 잠금설정된 상태이고 상기 웨어러블 디바이스의 착용자 인증을 위한 모션데이터가 등록된 상태이며 상기 웨어러블 디바이스의 착용자 인증이 완료된 상태임을 특징으로 하는 휴대용 전자기기의 생체인증 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 4 보안 상태는 상기 휴대용 전자기기가 잠금 해제된 상태이고 상기 웨어러블 디바이스의 착용자 인증을 위한 모션데이터가 등록된 상태이며 상기 웨어러블 디바이스의 착용자 인증이 미인증 상태임을 특징으로 하는 휴대용 전자기기의 생체인증 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 5 보안 상태는 상기 휴대용 전자기기가 잠금설정된 상태이고 상기 웨어러블 디바이스의 착용자 인증을 위한 모션데이터가 등록된 상태이며 상기 웨어러블 디바이스의 착용자 인증이 미인증 상태임을 특징으로 하는 휴대용 전자기기의 생체인증 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 모션데이터는 상기 웨어러블 디바이스의 착용자 인증을 위한 등록 정보로 활용되는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자기기의 생체인증 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 보안레벨 데이터는 시간정보, 위치정보, 진동 혹은 소리 요청정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자기기의 생체인증 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 보안레벨 데이터는 전화수신 알림정보, 전화 발신자 정보, 문자메시지 수신정보, 문자 발신자 정보, 문자 내용 중 적어도 일부, 스케줄 정보, 메일 수신정보, 메일 발신자 정보, 메일 내용 중 적어도 일부 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자기기의 생체인증 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨어러블 디바이스가 미착용 상태에서 착용상태로 전환되었을 경우 상기 착용상태정보 혹은 제 2 상태전환 정보를 수신하는 단계 - 상기 휴대용 전자기기는 상기 제 4 보안상태 혹은 상기 제 5 보안상태임;
    상기 웨어러블 디바이스가 착용 상태인 경우 상기 제 1 보안레벨 데이터만를 송신하는 단계;
    상기 웨어러블 디바이스에 구비된 모션센서를 통해 일정시간 동안 혹은 일정량의 데이터가 수집되는 동안 수집된 사용자의 모션데이터를 수신하는 제 2 모션데이터 수신 단계;
    상기 제 1 모션데이터와 상기 제 2 모션데이터를 기반으로 인증을 수행하는 단계; 및
    상기 인증이 완료되었을 경우, 상기 웨어러블 디바이스로 제 1 보안레벨 데이터 및 제 2 보안레벨 데이터를 송신하는 단계 - 상기 휴대용 전자기기는 제 2 보안상태 혹은 제 3 보안상태임;을 더 포함하는 휴대용 전자기기의 생체인증 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 모션데이터는 상기 모션센서로부터 수신된 정보로부터 추출된 복수의 특징점을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자기기의 생체인증 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨어러블 디바이스로부터 수신된 상기 제 1 모션데이터는 상기 휴대용 전자기기에서 복수의 특징점을 추출하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자기기의 생체인증 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 모션데이터는 왼팔과 오른팔 혹은 왼 발과 오른발 혹은 왼쪽 허리와 오른쪽 허리로부터 수집된 한 쌍의 수집된 모션데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자기기의 생체인증 방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 요청신호는 상기 휴대용 전자기기에서 정의된 왼팔, 왼발, 왼쪽 허리 중 적어도 하나로 부터 모션데이터를 수집할 것을 요청하는 제 2 요청신호와 상기 휴대용 전자기기에서 정의된 오른팔, 오른발, 오른 허리 중 적어도 하나로부터 모션데이터를 수집할 것을 요청하는 제 3 요청신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자기기의 생체인증 방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 휴대용 전자기기는, 상기 수신된 제 2 모션데이터가 왼팔의 모션데이터인지 혹은 오른팔의 모션데이터인지, 왼발의 모션데이터인지 혹은 오른발의 모션데이터인지, 왼허리의 모션데이터인지 혹은 오른허리의 모션데이터인지를 판별하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자기기의 생체인증 방법.
  17. 휴대용 전자기기에 있어서,
    웨어러블 디바이스와 무선통신하는 통신모듈;
    디스플레이부; 및
    제어부를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 휴대용 전자기기가 제 1 보안 상태일 때 상기 웨어러블 디바이스로 제 1 요청신호를 송신하고, 상기 웨어러블 디바이스로부터 착용상태정보를 수신하여 상기 웨어러블 디바이스가 미착용상태일 경우 착용 안내메시지를 디스플레이하고, 상기 웨어러블 디바이스가 착용상태일 경우 상기 웨어러블 디바이스에 구비된 모션센서를 통해 일정시간 동안 혹은 일정량의 데이터가 수집되는 동안 수집된 사용자의 제 1 모션데이터를 수신하고, 상기 웨어러블 디바이스가 착용상태인 경우 상기 휴대용 전자기기가 제 2 보안상태 혹은 제 3 보안상태에서 상기 웨어러블 디바이스로 제 1 보안레벨 데이터 및 제 2 보안레벨 데이터를 송신하고, 상기 웨어러블 디바이스가 착용상태에서 미착용상태로 전환되었을 경우 미착용상태정보 혹은 제 1 상태전환정보를 상기 웨어러블 디바이스로부터 수신하고, 상기 웨어러블 디바이스가 미착용상태인 경우 상기 휴대용 전자기기가 제4 보안상태 혹은 제 5 보안상태에서 상기 웨어러블 디바이스로 제 1 보안레벨 데이터만를 송신하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자기기.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 모션데이터는 상기 모션센서로부터 수신된 정보로부터 추출된 복수의 특징점을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자기기.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 수신된 제 1 모션데이터는 상기 휴대용 전자기기에서 복수의 특징점을 추출하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자기기.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 모션데이터는 왼팔과 오른팔 혹은 왼 발과 오른발 혹은 왼쪽 허리와 오른쪽 허리로부터 수집된 한 쌍의 수집된 모션데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자기기.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 요청신호는 상기 휴대용 전자기기에서 정의된 왼팔, 왼발, 왼쪽 허리 중 적어도 하나로 부터 모션데이터를 수집할 것을 요청하는 제 2 요청신호와 상기 휴대용 전자기기에서 정의된 오른팔, 오른발, 오른 허리 중 적어도 하나로부터 모션데이터를 수집할 것을 요청하는 제 3 요청신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자기기.
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