KR101783896B1

KR101783896B1 - 음성인식을 이용한 방범 방법, 방범 장치 및 방범 시스템

Info

Publication number: KR101783896B1
Application number: KR1020170011898A
Authority: KR
Inventors: 나기운
Original assignee: 주식회사 앰버스
Priority date: 2017-01-25
Filing date: 2017-01-25
Publication date: 2017-11-06

Abstract

본 발명의 일 양상에 따른 음성인식을 이용한 방범 방법은 (a) 방범 장치가 제1 음성신호를 수신하는 단계 (b) 방범 장치가 수신된 제1 음성신호가 지정된 음성명령인지를 결정하는 단계 (c) 지정된 음성명령 여부의 결정에 따라, 방범 장치가 경고신호를 출력하고 경고신호를 포함하는 제2 음성신호를 수신하는 단계 및 (d) 방범 장치가 제2 음성신호에 대응하는 음성 데이터를 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

음성인식을 이용한 방범 방법, 방범 장치 및 방범 시스템{CRIME PREVENTION METHOD, CRIME PREVENTION APPARATUS AND CRIME PREVENTION SYSTEM USING VOICE RECOGNITION}

본 발명은 음성인식을 이용한 방범 방법, 방범 장치 및 방범 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로는 음성인식을 통해 동작하여 내부 상황을 외부로 전달하고 사생활 노출을 최소화할 수 있는, 음성인식을 이용한 방범 방법, 방범 장치 및 방범 시스템에 관한 것이다.

정보통신 기술 및 전자소자 기술의 발전으로, 상업 건물뿐만 아니라 일반 가정에서도 저렴한 비용으로 안전을 위한 방범 시스템 구축이 가능해졌다. 심지어 최근래에 이르러서는 음성인식 기술의 발전으로 위급한 상황에서 단지 음성만으로 방범 시스템을 동작시켜 위급한 상황을 알릴 수 있게 되었다.

기술의 발전 속도와는 달리, 가정용 방범 시스템은 크게 활성화되지 않고 있는데, 그 원인 중 하나는 사생활 보호 기능이 미흡하다는 데 있다. 상업 건물과는 다르게 주택 등 가정에서는 개인의 사생활 보호가 극히 중요한 공간이다.

방범 시스템이 오동작을 일으키면 사생활 침해뿐 아니라 자신의 사생활이 그대로 외부에 노출되기에 가정용 방범 시스템이 널리 보급되지 않고 있는 실정이다. 특히, 음성인식으로 동작하는 방범 시스템의 경우에는 음성인식의 잦은 오동작 등으로 인해 그러한 사생활 노출이 극대화될 수 있다.

음성인식으로 동작하는 방범 시스템의 경우, 이 오동작을 막기 위한 여러 가지 방법 및 기술들이 개발되어 왔다.

등록특허 10-1625121호(출원번호 10-2016-0049414호, 출원일 2016년 4월 22일, KR)는 하나 이상의 음성명령어를 조합하여 방범 시스템의 오동작을 막으며 다양한 추가 동작을 할 수 있도록 한다. 이 방법은 방범 시스템의 오동작을 막는데 효과적일 수 있으나, 강도의 침입과 위협으로 인해 생명이 매우 위급한 상황에서 음성 명령어 조합으로 방범 시스템을 동작시킨다는 것이 현실적으로 매우 어려운 단점이 있다. 즉, 등록특허 10-1625121호는 방범 시스템의 오동작을 줄일 수 있지만 위급한 상황을 간단히 알리는 편리성은 제한받는다는 단점을 가지고 있으며, 이는 방범 시스템의 본래 목적에 어긋난다.

또 다른 등록특허 10-0807757호(출원번호 10-2006-0105208호, 출원일 2006년 10월 27일, KR)는 평상시의 음성톤과 위급한 상태에서의 음성톤을 비교하여 비상경보를 발생하는 시스템을 제안하고 있다. 이 방법은 위급한 상황을 아주 쉽게 외부에 전달할 수 있는 반면, 다양한 경우에 있어 방범 시스템이 오동작을 일으킬 수 있다. 예를 들어 TV 드라마에서 출력되는 소리로 방범 시스템이 동작할 가능성이 있다.

알려진 다른 특허 발명들도 대부분 음성인식으로 인한 오류를 줄이는 것에 그 목적이 있다, 그러나 음성인식의 오류를 줄이면 줄일수록 위급한 상황을 외부로 알리는 절차가 까다로워져 음성인식을 통한 편리한 방범 시스템의 구축이 불가능해지는 논리적 어려움에 직면하게 된다.

따라서, 위급한 상황을 외부로 쉽게 알릴 수 있으면서, 음성인식의 오류로 인한 사생활 노출이 최소화되도록 하는, 음성인식을 이용한 방범 방법, 방범 장치 및 방범 시스템이 필요하다.

본 발명은, 상술한 문제점을 해결하기 위해서 안출한 것으로서, 음성인식을 이용하여 가정 내부의 상황을 외부로 쉽게 알리면서 가정 내부의 사생활 노출을 최소화할 수 있는, 음성인식을 이용한 방범 방법, 방범 장치 및 방범 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 가정 내의 사용자 음성신호와 경고 방송의 경고신호가 합성된 오디오신호를 방범 시스템으로 전달하여 관련자 외의 외부에 노출되는 경우에도 가정 내부의 사생활 노출이 최소화될 수 있는 음성인식을 이용한 방범 방법, 방범 장치 및 방범 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 합성된 오디오신호에서 미리 지정된 경고 방송의 경고신호를 분리하여 용이하게 내부 상황을 인식하고 그에 따라 대응할 수 있도록 하는, 음성인식을 이용한 방범 방법, 방범 장치 및 방범 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 양상에 따른 음성인식을 이용한 방범 방법은 (a) 방범 장치가 제1 음성신호를 수신하는 단계; (b) 방범 장치가 수신된 제1 음성신호가 지정된 음성명령인지를 결정하는 단계; (c) 지정된 음성명령 여부의 결정에 따라, 방범 장치가 경고신호를 출력하고 상기 경고신호를 포함하는 제2 음성신호를 수신하는 단계; 및 (d) 방범 장치가 상기 제2 음성신호에 대응하는 음성 데이터를 저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 방범 방법에 있어서, 단계 (a) 이전에, 상기 방범 장치가 사용자 음성신호를 수신하고 수신된 사용자 음성신호에 대응하는 키 음성 데이터를 저장하는 단계;를 더 포함하고, 상기 단계 (b)는 상기 제1 음성신호에 대응하는 제1 음성 데이터와 상기 키 음성 데이터의 비교로 방범 동작을 요구하는 지정된 음성명령인지를 결정한다.

상기한 방범 방법에 있어서, 상기 단계 (c)는 수신되는 상기 제2 음성신호를 가변적인 증폭도에 따라 증폭하는 단계를 포함하고, 상기 경고신호가 출력되는 동안의 증폭도는 상기 경고신호가 출력중단 동안의 증폭도보다 작다.

상기한 방범 방법에 있어서, (e) 중앙 서버가 상기 음성 데이터를 수신하는 단계; (f) 중앙 서버가 상기 음성 데이터에서 경고신호에 대응하는 경고 데이터를 제거하는 단계; 및 (g) 중앙 서버가 경고 데이터가 제거된 음성 데이터를 지정된 모니터링 단말로 전송하는 단계;를 더 포함한다.

상기한 방범 방법에 있어서, 단계 (f)는 상기 음성 데이터를 주파수 도메인상의 주파수 데이터로 변환하고 변환된 주파수 데이터에서 미리 저장되어 있는 경고 데이터에 대응하는 주파수 데이터를 차감하며 차감된 주파수 데이터를 시간 도메인상의 데이터로의 변환을 통해 이루어진다.

상기한 방범 방법에 있어서, (e) 중앙 서버가 상기 음성 데이터를 수신하는 단계; 및 (f) 중앙 서버가 상기 음성 데이터에서 경고신호에 대응하는 경고 데이터를 가변적인 증폭도에 따라 고속 푸리에 변환을 통해 제거하는 단계;를 포함한다.

본 발명의 일 양상에 따른 음성인식을 이용한 방범 장치는 음성신호를 수신하는 음성신호 수신부; 경고 데이터와 음성 데이터를 저장하는 저장부; 경고신호를 출력하는 경고신호 출력부; 및 음성신호 수신부를 통해 수신되는 제1 음성 데이터가 지정된 음성명령인지를 결정하고 지정된 음성명령인 경우, 상기 경고 데이터를 상기 경고신호 출력부로 전달하고 이후 음성신호 수신부를 통해 수신되고 출력되는 경고신호를 포함하는 제2 음성 데이터를 상기 저장부에 저장하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 방범 장치에 있어서, 상기 제어부는, 제1 음성 데이터의 수신 이전에, 상기 음성신호 수신부를 통해 수신되는 사용자 음성신호를 키 음성 데이터로 변환하여 상기 저장부에 저장하며, 상기 제어부는, 지정된 음성명령 여부의 결정을 위해, 상기 제1 음성 데이터와 상기 키 음성 데이터의 비교로 방범 동작을 요구하는 지정된 음성명령인지를 결정한다.

상기한 방범 장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 음성신호 수신부를 제어하여 상기 음성신호 수신부를 통해 수신되는 음성신호를 가변적으로 증폭하고, 경고신호가 출력되는 동안의 증폭도는 상기 경고신호가 출력중단 동안의 증폭도보다 작다.

본 발명의 일 양상에 따른 음성인식을 이용한 방범 시스템은 상기한 음성인식을 이용한 방범 장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 방범 시스템에 있어서, 상기 방범 장치에 통신 네트워크를 통해 연결되는 중앙 서버;를 더 포함하고, 상기 중앙 서버는 상기 방범 장치로부터의 음성 데이터를 수신하고 수신된 음성 데이터에서 경고신호에 대응하는 경고 데이터를 제거하며 지정된 모니터링 단말로 경고 데이터가 제거된 음성 데이터를 통신 네트워크를 통해 전송한다.

상기한 방범 시스템에 있어서, 상기 중앙 서버는, 경고 데이터의 제거를 위해, 상기 음성 데이터를 주파수 도메인상의 주파수 데이터로 변환하고 변환된 주파수 데이터에서 미리 저장되어 있는 경고 데이터에 대응하는 주파수 데이터를 차감하며 차감된 주파수 데이터를 시간 도메인상의 데이터로의 변환을 수행한다.

상기한 방범 시스템에 있어서, 미리 저장되어 있는 상기 경고 데이터는 상기 방범 장치에 의해 경고신호가 출력중인 상태에서 녹음된 음성 데이터에 기초한 데이터이다.

상기와 같은 본 발명에 따른 음성인식을 이용한 방범 방법, 방범 장치 및 방범 시스템은 음성인식을 이용하여 가정 내부의 상황을 외부로 쉽게 알리면서, 오작동시에도 가정 내부의 사생활 노출은 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기와 같은 본 발명에 따른 음성인식을 이용한 방범 방법, 방범 장치 및 방범 시스템은 가정 내의 사용자 음성신호와 경고 방송의 경고신호가 합성된 오디오신호를 방범 시스템으로 전달하여 관련자 외의 외부에 노출되는 경우에도 가정 내부의 상황 노출이 최소화될 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기와 같은 본 발명에 따른 음성인식을 이용한 방범 방법, 방범 장치 및 방범 시스템은 합성된 오디오신호에서 미리 지정된 경고 방송의 경고신호를 분리하여 용이하게 내부 상황을 인식하고 그에 따라 대응할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 음성인식을 이용한 방범 시스템의 구성과 연결 예를 도시한 도면이다.
도 2는 방범 장치의 예시적인 블록도를 도시한 도면이다.
도 3은 음성인식을 통해 방범 동작이 수행되는 예시적인 흐름을 도시한 도면이다.
도 4는 경고신호를 포함하는 음성 데이터를 구성하는 과정의 예를 도시한 도면이다.
도 5는 음성 데이터로부터 경고신호를 제거하는 과정의 예를 도시한 도면이다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술 되어 있는 상세한 설명을 통하여 더욱 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 음성인식을 이용한 방범 시스템의 구성과 연결 예를 도시한 도면이다.

도 1의 예에서 알 수 있는 바와 같이 음성인식을 이용한 방범 시스템은 하나 이상의 방범 장치(100), 중앙 서버(200) 및 하나 이상의 모니터링 단말(300)을 포함하도록 구성되고 방범 장치(100), 중앙 서버(200) 및 모니터링 단말(300)은 통신 네트워크(400)를 통해 서로 연결된다.

방범 시스템의 각 구성 요소에 대해 살펴보면, 방범 장치(100)는 댁내(가정)에 설치되어 각종 방범 기능을 수행할 수 있다. 방범 장치(100)는 박스 형태나 모듈로 구성되어 벽면 등에 고정설치될 수 있다. 예를 들어 방범 장치(100)는 기구 케이스로 구성되어 벽면에 설치되거나 모듈로 구성되어 벽면의 월 패드나 제어 박스 등에 내장될 수 있다.

방범 장치(100)는 각종 외부 침입을 감지하기 위한 방범 센서를 하나 이상 포함하여 외부 침입이나 이상 상황을 감지하고 감지된 이상 상황을 스피커나 광원 등을 통해 직접 출력하거나 중앙 서버(200)로 출력할 수 있도록 구성된다.

적어도, 방범 장치(100)는 음성 인식을 통해서 방범 동작이 수행되도록 구성되며 바람직하게는 사용자에 의해 입력된 키 음성 데이터를 미리 저장하고 마이크(111) 등을 통해 수신된 음성 데이터와 이 키 음성 데이터의 비교로 방범 동작을 시작할 음성명령인지를 결정하도록 구성된다. 이 방범 동작은 예를 들어 중앙 서버(200)로 내부 상태를 알리도록 구성되는 동작 및/또는 경고신호(경고방송)를 출력하도록 하는 동작일 수 있다.

적어도 미리 지정된 음성명령을 통해, 방범 장치(100)는 중앙 서버(200)로 댁내에서 집음되는 음성신호를 전송할 수 있도록 구성되거나(고) 미리 지정된 음성명령의 인식을 통해 경고신호를 댁내에 출력할 수 있다.

방범 장치(100)에 대해서는 도 2 및 도 3에서 상세히 살펴보도록 한다.

중앙 서버(200)는 통신 네트워크(400)를 통해 하나 이상의 방범 장치(100)에 연결되어 방범 장치(100)를 제어하거나(고) 방범 장치(100)로부터 각종 데이터를 수신할 수 있다.

중앙 서버(200)는 프로그램의 명령어를 수행할 수 있는 하나 이상의 실행 유닛, 프로그램과 데이터베이스를 저장하는 저장 유닛, 통신 네트워크(400)를 통해 각종 데이터를 송수신할 수 있는 통신 유닛을 적어도 포함한다.

중앙 서버(200)는 저장 유닛에 방범시스템 사용자 데이터베이스를 저장한다. 사용자 데이터베이스는 하나 이상의 엔트리로 구성되고 각각의 엔트리는 등록된 방범 시스템 사용자를 관리할 수 있도록 구성된다. 각각의 엔트리는 사용자 ID, 패스워드, 사용자의 댁내에 설치되는 방범 장치 ID, 방범 장치(100)의 이상시에 이상 상태를 보고받을 모니터링 단말 ID를 저장하며 그 외 방범 관리에 필요한 각종 데이터를 저장할 수 있다.

사용자 ID는 방범 시스템 내의 사용자를 구별할 수 있도록 임의의 숫자, 문자 등의 조합으로 구성된다. 방범 장치 ID는 방범 시스템 내의 방범 장치(100)를 식별하기 위한 용도로서 숫자, 문자 등의 조합으로 구성된다. 방범 장치 ID는 제조시 부여되는 시리얼 번호이거나 맥(MAC) 주소 등이거나 네트워크 주소(예를 들어 IP 주소)등일 수 있다.

모니터링 단말 ID는 해당 엔트리의 사용자가 이용하거나 할당된 모니터링 단말(300)을 식별하기 위한 용도로서 숫자, 문자 등의 조합으로 구성된다. 모니터링 단말 ID는 휴대전화번호이거나 IP 주소이거나 맥 주소 등일 수 있다. 바람직하게는 모니터링 단말 ID는 통신 네트워크(400)를 통해 액세스할 수 있는 식별자이다.

사용자 엔트리를 통해 중앙 서버(200)는 특정 방범 장치(100)의 이상(방범 이상)의 발생시에 발생된 이상 상태를 나타내는 메시지를 대응하는 모니터링 단말(300)로 전송할 수 있도록 구성된다. 중앙 서버(200)에 대해서는 도 3에서 좀 더 상세히 살펴보도록 한다.

모니터링 단말(300)은 중앙 서버(200)의 중재하에 방범 장치(100)를 모니터링할 수 있는 기기이다. 모니터링 단말(300)은 예를 들어 핸드폰, 스마트폰, 개인용 PC 등일 수 있다. 모니터링 단말(300)은 중앙 서버(200)로부터 각종 데이터를 수신할 수 있고 예를 들어 대응하는 방범 장치(100)에서의 이상 상태나 이상 상황을 나타내는 메시지, 음성, 영상 등을 통신 네트워크(400)를 통해 중앙 서버(200)로부터 수신할 수 있다.

통신 네트워크(400)는 데이터를 송수신할 수 있다. 통신 네트워크(400)는 사설망 및/또는 공중망의 조합으로 구성될 수 있다. 통신 네트워크(400)는 바람직하게는 인터넷망을 구성한다.

도 2는 방범 장치(100)의 예시적인 블록도를 도시한 도면이다.

도 2에 따르면 방범 장치(100)는 음성신호 수신부(110), 입력부(120), 저장부(130), 경고신호 출력부(140), 통신부(150), 연결부(160) 및 제어부(170)를 포함한다. 도 2는 바람직하게는 기능 블록도를 나타내며 대응하는 하드웨어 블록을 각 기능 블록들은 구비한다. 설계 예에 따라 도 2의 일부 블록이 방범 장치(100)에서 생략될 수 있고 도 2에 도시되지 않은 다른 블록이 방범 장치(100)에 포함될 수도 있다.

방범 장치(100)의 각 블록들을 구체적으로 살펴보면, 음성신호 수신부(110)는 방범 장치(100) 외부의 음성신호를 수신한다. 예를 들어 음성신호 수신부(110)는 방범 장치(100)가 설치된 댁내에서 발생하는 소리를 집음하고 집음된 음성신호를 디지털 신호로 변환하여 출력할 수 있도록 구성된다.

이를 위해, 음성신호 수신부(110)는 마이크(111), 증폭기(113)(Amplifier) 및 ADC(115)를 구비한다. 마이크(111)는 댁내에서 발생하는 음성을 집음하고 증폭기(113)는 집음된 음성신호를 증폭한다. ADC(115)(Analog Digital Converter)는 증폭된 음성신호를 디지털의 음성 데이터 스트림으로 변환하여 출력한다.

여기서, 증폭기(113)는 입력되는 증폭 제어 신호에 따라 입력 음성을 증폭한다. 예를 들어 증폭기(113)는 제어부(170)에 의해서 출력된 증폭 제어 신호에 대응하는 증폭도로 입력 음성을 증폭할 수 있다. 제어부(170)는 증폭 제어 신호를 통해 가변적으로 음성을 증폭할 수 있도록 한다.

입력부(120)는 사용자 입력을 수신한다. 입력부(120)는 버튼, 터치 패널 등을 구비하여 방범 장치(100)를 제어하기 위한 각종 사용자 제어 입력을 수신할 수 있다. 입력부(120)를 통해 사용자는 방범 장치(100)의 온/오프, 방범 구동 시작 및 종료, 음성 인식에 이용될 사용자 음성명령 등을 설정할 수 있다.

저장부(130)는 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 및/또는 하드디스크 등을 구비하고 각종 프로그램과 데이터를 저장한다. 예를 들어 저장부(130)는 제어부(170)에서 이용되는 방범용 제어 프로그램, 경고신호 출력부(140)를 통해 출력될 수 있는 경고 데이터를 저장한다. 경고 데이터는 경고신호 출력부(140)를 통해 음성신호로 출력될 수 있고 이상 상태의 인식에 따라 방범동작이 진행중임을 나타내거나 적어도 방범 장치(100)에 의해 댁내 상황이 녹음 또는 녹화 중임을 나타내는 데이터일 수 있다.

저장부(130)는 음성신호 수신부(110)를 통해 수신되는 음성신호에 대응하는 음성 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 지정된 음성명령에 대응하는 키 음성 데이터를 저장한다. 음성 데이터는 음성신호 수신부(110)를 통해 수신되는 음성신호에서 추출되고 키 음성 데이터는 입력부(120)를 통한 사용자 음성명령 설정요청에 따라 음성신호 수신부(110)를 통해 수신되는 음성신호에서 추출된다.

음성 데이터와 키 음성 데이터는 디지털 데이터의 스트림으로 구성되거나 이 디지털 스트림으로부터 결정되는 특징(features)들로 구성될 수 있다. 지정된 음성명령은 사용자에 의해서 설정되고 예를 들어 "help", "도와줘", "A" 등 사용자에 의해서 임의로 설정되거나 여러 음성명령 중 선택에 의해서 설정된다. 사용자는 지정된 음성명령을 나타내기 위한 고유 음성을 음성신호 수신부(110)의 마이크(111)를 통해 제공하고 제어부(170)의 의해 구성된 키 음성 데이터를 저장부(130)가 저장한다.

경고신호 출력부(140)는 제어부(170)에 연결되어 제어부(170)에서 수신된 데이터에 따라 경고신호를 출력한다. 경고신호 출력부(140)는 오디오 덱(코덱), 스피커, LED 광원 등을 구비하여 제어부(170)로부터 수신되는 경고 데이터나 부저 신호를 사용자가 청각으로 인식 가능한 경고신호로 변환하여 출력하거나 지정된 색상의 광원으로 출력할 수 있다.

경고신호 출력부(140)는 방범 이상의 발생을 나타내기 위한 경고신호를 출력할 수 있고 적어도 댁내 내부에서 발생하고 있는 상황을 녹음이나 녹화하고 있음을 알릴 수 있는 경고신호를 출력할 수 있다. 경고신호는 예를 들어 "녹음되어 제어 서버로 전송 중입니다"임을 나타내는 음성신호일 수 있고 높은 레벨의 음성신호로 출력될 수 있다. 이 경고신호가 높은 신호레벨을 가짐으로써 방범 장치(100)가 설치된 댁내의 사용자에게 이상 상황을 알릴 수 있고 불법적인 침입자 등에게 경고 등이 가능하다. 나아가 높은 신호레벨의 경고신호에 의해서 사용자의 목소리 등은 외부자에게 노출되는 경우에도 댁내의 사생활이 쉽게 노출되지 않도록 한다.

통신부(150)는 통신 네트워크(400)에 연결되어 각종 데이터를 송신하고 수신할 수 있다. 통신부(150)는 무선랜, 블루투스, 유선랜 등의 통신 인터페이스를 구비하여 통신 네트워크(400)를 통해 중앙 서버(200) 등에 연결될 수 있다. 통신부(150)는 중앙 서버(200) 등으로 녹음중인 음성 데이터를 전송할 수 있다. 음성 데이터는 중앙 서버(200)와 약속된 포맷에 따라 정의된 상태정보에 포함되어 전송될 수 있다.

연결부(160)는 방범 장치(100)내의 블록 간에 데이터를 송수신한다. 연결부(160)는 병렬 버스, 시리얼 버스, 아날로그 신호선으로 구성되어 각종 데이터, 신호를 송수신할 수 있다.

제어부(170)는 방범 장치(100)를 제어한다. 제어부(170)는 저장부(130)의 방범용 제어 프로그램의 명령어를 실행할 수 있는 하나 이상의 실행 유닛을 구비하고 이 프로그램을 구동하여 방범 장치(100)의 블록들을 제어하고 그에 따라 방범 기능을 사용자에게 제공할 수 있다.

특히, 제어부(170)는 음성인식을 통해서 방범 동작이 수행되도록 한다.

음성인식을 통해 방범 동작이 이루어지는 구체적인 흐름을 살펴보면, 먼저 제어부(170)는 음성인식에 따라 방범 동작이 이루어지도록 요구하는 음성명령을 지정하고 지정된 음성명령에 대응하는 키 음성 데이터를 저장한다.

구체적으로, 제어부(170)는 입력부(120)를 통한 사용자 음성명령 설정입력에 따라 음성신호 수신부(110)를 제어한다. 음성신호 수신부(110)는 마이크(111)와 증폭기(113) 등을 통해 사용자 음성신호를 수신하고 이를 일련의 디지털 스트림 데이터로 변환하여 제어부(170)로 출력한다. 제어부(170)는 디지털 스트림 데이터를 방범 동작을 유도하는 키 음성 데이터로 저장부(130)에 저장하거나 디지털 스트림 데이터로부터 음성인식에 이용될 특징(features) 데이터를 추출하여 이 데이터를 키 음성 데이터로 저장부(130)에 저장한다.

이와 같이, 사용자에 의해 직접 입력된 음성이 이후 방범 제어에 이용될 음성명령의 음성으로 이용되어 지고 특정 사용자에 의한 특정 음성명령이 방범 동작을 시작하도록 하고 특히 녹음과 함께 녹음된 음성 데이터를 중앙 서버(200)로 전송되도록 한다. 음성인식에 이용되는 음성명령은 예를 들어 "help", "도와줘" 등 사용자가 발음할 수 있는 단어이거나 구(phrase)일 수 있다. 다른 대안으로 지정된 음성명령과 대응하는 사용자 음성 데이터는 모니터링 단말(300)과 같은 스마트폰이나 개인용 PC 등으로부터 통신부(150)를 통해 수신되어 저장부(130)에 저장될 수도 있다. 위와 같은 음성명령의 인식은 제어부(170)에 의해서 수행될 수도 있으나, 음성인식칩 등으로 구현되는 음성인식부에 의해서 수행될 수도 있다.

음성인식을 통한 방범 모드로 설정됨에 따라, 제어부(170)는 음성신호 수신부(110)를 통해 디지털 스트림 데이터를 수신하고 이 디지털 스트림 데이터에 기초한 음성 데이터가 지정된 음성명령인지를 결정한다. 음성 데이터는 디지털 스트림 데이터와 동일하거나 키 음성 데이터와의 비교를 위해 키 음성 데이터와 동일한 유형(예를 들어 음성 특징들)으로 디지털 스트림 데이터로부터 변환된 데이터일 수 있다.

제어부(170)는 음성신호 수신부(110)를 통해 수신된 음성 데이터와 저장부(130)에 저장되어 있는 키 음성 데이터의 비교로 방범 장치(100)에 의해 방범 동작을 요구하는 지정된 음성명령인지를 결정한다. 예를 들어 제어부(170)는 음성 데이터와 키 음성 데이터의 유사도가 설정된 임계치 이상인 경우에 지정된 음성명령이 마이크(111) 등을 통해 음성입력된 것으로 결정할 수 있다.

지정된 음성명령을 인식한 제어부(170)는, 위급한 상황이 발생한 것으로 인지하여, 저장부(130)의 경고 데이터를 경고신호 출력부(140)로 전달하고 경고신호 출력부(140)는 이 경고 데이터를 음성 인코딩하여 경고신호로 출력한다. 경고 데이터는 일정한 주기에 따라 또는 반복적으로 출력된다. 출력되는 경고방송은 높은 신호레벨로 경고신호 출력부(140)의 스피커를 통해 출력되어 사용자뿐 아니라 외부에 비상상황의 발생을 알릴 수 있도록 구성된다.

경고방송은 위급한 상황을 댁내 및 댁외에 알리는 역할을 하며, 오작동에 의해 녹음되고 있는 경우 댁내의 사용자에게 알려서 녹음 및 전송 등이 중단되도록 함으로써 댁내의 사생활이 고스란히 노출되는 부작용을 피할 수 있다.

음성명령의 인식에 따라 경고방송을 출력하는 제어부(170)는, 또한 음성신호 수신부(110)를 통해 디지털 스트림 데이터를 수신하고 디지털 스트림 데이터로부터 구성 가능한 일련의 음성 데이터를 저장부(130)에 저장한다. 수신되어 저장되는 음성 데이터는 사용자 및/또는 침입자 등의 음성뿐 아니라 경고신호 출력부(140)를 통해 출력되는 경고신호를 포함하고 경고신호의 신호레벨이 일반적으로 사용자나 침입자의 음성 레벨보다 높도록 구성된다.

나아가, 제어부(170)는 음성명령의 인식 후 수신되는 음성 데이터의 저장과정에서 음성신호 수신부(110)를 제어하여 지정된 증폭도에 따라 음성신호를 증폭하여 증폭된 음성 데이터를 저장할 수 있다.

예를 들어, 제어부(170)는 단일 증폭도(gain)에 따라 증폭기(113)를 제어하여 일정한 크기로 증폭된 음성 데이터를 저장할 수 있다.

다른 대안으로 제어부(170)는 경고신호 출력부(140)를 통한 경고신호의 출력 상태에 따라 증폭도를 가변적으로 변경하여 수신되는 음성신호를 가변적으로 증폭할 수 있다. 일 예로 제어부(170)는 경고신호 출력부(140)를 통해 경고신호가 출력되는 동안에 이용되는 증폭도와 경고신호의 출력중단 동안에 이용되는 증폭도를 다르도록 설정할 수 있다. 경고신호가 출력되는 동안의 증폭도는 바람직하게는 경고신호 출력중단 동안의 증폭도보다 작도록 설정된다. 이를 통해 경고신호가 포함된 음성신호에 대해서는 증폭 정도를 줄여 경고방송의 높은 신호레벨의 증폭에 따른 신호왜곡을 줄일 수 있다.

가변적인 증폭도를 이용하는 경우, 제어부(170)는 증폭도를 나타내는 증폭 데이터를 음성 데이터의 각각의 부분에 맵핑하여 저장부(130)에 저장할 수 있다.

제어부(170)는 저장된 음성 데이터와 나아가 맵핑된 증폭 데이터를 중앙 서버(200)로 통신부(150)를 통해 전송한다. 음성 데이터와 추가의 증폭 데이터는 상태정보에 포함되어 중앙 서버(200)로 전송 가능하다. 상태정보는 나아가 음성 데이터에서의 경고신호(경고 데이터) 출력의 시작시점과 종료시점을 각각 하나 이상 더 포함할 수 있다.

도 2를 통해 방범 장치(100)의 구성 블록에 대해서 살펴보았다. 방범 장치(100)는 그 외 다른 필요 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어 방범 장치(100)는 외부 침입을 감지하기 위한 하나 이상의 방범 센서를 더 포함할 수 있다. 제어부(170)는 방범 센서로부터의 센싱값에 따라 방범 이상 상황을 자동 감지하고 그에 따라 음성(영상) 녹음과 녹음된 데이터를 중앙 서버(200)로 전송할 수 있다.

도 3은 음성인식을 통해 방범 동작이 수행되는 예시적인 흐름을 도시한 도면이다. 이미 도 2를 통해서 방범 장치(100)에서 이루어지는 제어에 대해서는 상세히 살펴보았으므로 중복되는 내용은 간단하게 살펴보도록 한다. 이하에서 살펴볼 단계 S10 내지 S60은 방범 장치(100)에 의해서 수행되고(바람직하게는 제어부(170)) 단계 S70 내지 S80은 중앙 서버(200)에 의해서 수행된다.

먼저, 사용자는 음성인식에 이용될 음성명령을 방범 장치(100)에 설정한다. 음성명령의 설정을 위해, 제어부(170)는 음성신호 수신부(110)를 통해 사용자로부터의 음성신호를 수신하고 수신된 음성신호에 대응하는 키 음성 데이터를 구성하여 이를 저장부(130)에 저장(S10)한다. 이 과정에서 제어부(170)는 음성신호에 대응하는 일련의 음성 데이터가 지정된 음성명령과 유사한지를 판단하고 만일 임계치 이상의 유사도를 가지거나 음성 데이터로부터 변환된 문자열이 지정된 음성명령에 대응하는 문자열(예를 들어 'help' 등)과 동일한 경우에 음성신호의 디지털 스트림 데이터를 키 음성 데이터로 변환하여 저장부(130)에 저장할 수 있다.

음성인식을 위한 음성명령이 설정된 후, 제어부(170)는 음성신호 수신부(110)를 통해 음성신호(이하 "제1 음성신호"로 지칭함)를 수신(S20)한다.

제어부(170)는 수신된 제1 음성신호가 지정된 음성명령인지를 결정(S30)한다. 구체적으로, 제어부(170)는 제1 음성신호로부터 변환된 대응 음성 데이터와 저장부(130)에 저장되어 있는 키 음성 데이터를 비교하고 유사도가 임계치 이상인지의 판단에 따라 음성인식에 따라 방범 동작을 요구하는 지정된 음성명령인지를 결정한다. 만일 지정된 음성명령이 아닌 경우에 단계 S20으로 전이하여 제어부(170)가 음성명령의 인식을 위한 제1 음성신호를 계속 수신할 수 있다.

만일 지정된 음성명령이 인식된 경우에, 제어부(170)는 저장부(130)의 경고 데이터를 인코딩하여 경고신호 출력부(140)로 전달하여 경고신호를 방범 장치(100) 외부로 출력한다. 경고신호는 반복적으로 또는 주기적으로 복수 회 출력될 수 있다.

제어부(170)는 경고신호가 복수 회 출력되고 있는 상태에서 음성신호 수신부(110)를 통해 음성신호(이하 "제2 음성신호"로 지칭함)를 수신(S40)한다. 이 과정에서 제어부(170)는 가변적인 증폭도를 가지는 증폭 제어 신호를 생성하여 증폭기(113)로 출력한다. 이에 따라 증폭기(113)는 가변적인 증폭도에 따라 입력 제2 음성신호를 증폭할 수 있다. 경고신호가 출력되는 동안의 증폭도는 경고신호가 출력중단되는 동안의 증폭도보다 작도록 바람직하게 구성된다.

경고신호가 복수 회 출력될 수 있으므로, 경고신호가 출력되는 각각의 기간 동안의 증폭도는 낮추고 경고신호가 출력되지 않고 내부의 사용자 등에 의해서 야기되는 음성신호를 녹음할 수 있는 동안에는 증폭도가 상대적으로 높도록 구성된다.

제어부(170)는 수신된 제2 음성신호를 음성 데이터로 변환하여 저장부(130)에 저장(S50)하고 저장된 음성 데이터와 나아가 증폭 데이터를 상태정보에 포함시켜 중앙 서버(200)로 전송(S60)할 수 있고 중앙 서버(200)는 음성 데이터와 나아가 맵핑된 증폭 데이터를 포함하는 상태정보를 수신한다. 여기서 증폭 데이터는 증폭도 값을 나타내거나 약속된 증폭 레벨을 나타낼 수 있다. 증폭 데이터에 의해 중앙 서버(200)는 제2 음성신호에 대응하는 음성 데이터의 증폭 정도를 알 수 있다.

중앙 서버(200)는 음성명령의 인식에 의한 비상상황의 발생에 따라 음성 데이터를 수신하고 수신된 상태정보에서 방범 장치 ID를 인식하고 인식된 방범 장치 ID에 대응하는 사용자 엔트리를 사용자 데이터베이스에서 추출할 수 있다.

음성 데이터는 높은 신호 레벨의 경고신호를 포함하고 있어 내부 상황을 정확히 알 수 없도록 구성되어 있으므로 경고신호를 수신된 음성 데이터에서 제거할 필요가 있다. 즉, 중앙 서버(200)는 음성 데이터에서 경고신호에 대응하는 경고 데이터를 제거(S70)한다.

예를 통해, 구체적으로 살펴보면, 중앙 서버(200)는 경고 데이터를 비휘발성 메모리나 하드디스크 등에 미리 저장하고 있다. 미리 저장된 경고 데이터는 방범 장치(100)에서 경고방송으로 출력되는 경고 데이터이고 바람직하게는 방범 장치(100)에 의해서 실제 경고방송을 녹음한 음성 데이터일 수 있다.

예를 들어, 중앙 서버(200)는 방범 장치(100)의 초기 설정 과정에서 방범 장치(100)를 제어하여 경고신호가 경고신호 출력부(140)를 통해 출력되도록 하고 음성신호 수신부(110)를 통해 음성신호를 수신하고 이를 변환하여 변환된 경고 데이터를 방범 장치(100)로부터 수신할 수 있다.

실제, 방범 장치(100)로부터 녹음되어 수신된 경고 데이터는 방범 장치(100)가 설치된 환경을 반영하고 예를 들어 집안의 벽이나 기타 구조물에 의해서 반사되는 경고신호를 합성하여 반영된 소리신호일 수 있다. 실제 녹음된 경고 데이터를 이용함으로써 방범 장치(100)가 설치된 환경에 부합하는 경고방송 멘트를 여러 신호가 복합된 음성 데이터로부터 더욱 정확히 제거 가능하다.

경고 데이터를 제거하기 위해, 중앙 서버(200)는 주파수 도메인으로의 변환을 통해 경고 데이터를 제거하고 경고 데이터가 제거된 음성 데이터를 추출할 수 있다. 도 4 및 도 5를 통해 이 과정을 좀 더 상세히 살펴보면, 도 4의 (a)는 방범 장치(100)가 설치된 댁내에서 사용자간(또는 침입자와의) 대화를 나타내는 음성신호이고 (b)는 지정된 음성명령의 인식이후에 경고신호 출력부(140)를 통해 출력되는 경고신호를 나타내고 (c)는 댁내의 각종 구조물에 의해서 반사된 경고신호의 예를 나타낸다.

경고신호는 높은 신호레벨로 출력되고 경고신호는 반사되며 복합 경고신호(도 4의 (d))와 음성신호는 음성신호 수신부(110)의 마이크(111)를 통해 합성되어 집음(도 4의 (e))된다. 집음된 음성신호는 음성 데이터로 변환되어 중앙 서버(200)로 전송된다. 도 4의 예에서 알 수 있는 바와 같이 음성 데이터는 사람 간 대화뿐 아니라 더 높은 신호레벨의 경고방송 멘트를 포함한다. 실제 내부 비상상황의 발생 여부와 비상상황 자체를 용이하게 인식하기 위해서는 사람 간 대화만을 추출할 필요가 존재한다.

도 5는 주파수 도메인으로의 변환을 통해 경고 데이터(경고방송 멘트)를 제거하는 과정을 나타내고 있다. 도 5에서 알 수 있는 바와 같이 중앙 서버(200)는 방범 장치(100)로부터 수신된 음성 데이터(도 5의 (e))를 주파수 도메인상의 주파수 데이터로 변환(도 5의 (f))한다. 예를 들어 중앙 서버(200)는 고속 푸리에 변환을 통해 주파수 데이터로 변환할 수 있다.

중앙 서버(200)는 변환된 음성 데이터에 대응하는 주파수 데이터에서 미리 저장되어 있는 경고 데이터(도 5의 (d))에 대응하는 주파수 데이터(도 5의 (g), 예를 들어 미리 변환)를 차감(도 5의 (h))하고 차감된 주파수 데이터를 시간 도메인상의 데이터로 변환(도 5의 (i))한다. 이러한 과정을 통해 중앙 서버(200)는 경고 데이터를 음성 데이터로부터 제거할 수 있다. 이 제거 과정에서 중앙 서버(200)는 경고 데이터가 출력되고 있는 상태정보의 경고신호 시작시점과 종료시점을 더 이용할 수 있다. 예를 들어 중앙 서버(200)는 이 경고신호 시작시점과 종료시점 사이의 음성 데이터를 대상으로 경고 데이터를 제거할 수 있다.

중앙 서버(200)는 증폭도를 더 이용해서 경고 데이터를 제거할 수 있다. 예를 들어 중앙 서버(200)는 증폭도에 따라 및/또는 경고신호 시작시점과 종료시점에 따라 대응하는 음성 데이터 부분에 대해 경고 데이터를 고속 푸리에 변환을 통해 제거한다.

경고 데이터가 제거된 음성 데이터를 중앙 서버(200)가 사용자 엔트리의 지정된 모니터링 단말(300)(예를 들어 모니터링 단말 ID로 식별되는 단말)로 전송(S80)한다. 여기서, 경고 데이터가 제거된 음성 데이터는 증폭도에 따라 복원되어 모니터링 단말(300)로 출력될 수 있다. 예를 들어 방범 장치(100)에서 음성데이터의 생성시 증폭도가 낮은 부분(경고방송 존재 부분)은 증폭도를 높여 복원하고 증폭도가 높은 부분(경고방송 미존재 부분)은 증폭도를 낮춰 복원할 수 있다.

이와 같은 복원 과정을 통해 댁내의 사람들 간의 대화를 가능한 명료하게 인식할 수 있도록 한다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

100 : 방범 장치
110 : 음성신호 수신부
111 : 마이크 113 : 증폭기
115 : ADC 120 : 입력부
130 : 저장부 140 : 경고신호 출력부
150 : 통신부 160 : 연결부
170 : 제어부
200 : 중앙 서버
300 : 모니터링 단말
400 : 통신 네트워크

Claims

음성인식을 이용한 방범 방법으로서,
(a) 방범 장치가, 제1 음성신호를 수신하는 단계;
(b) 상기 방범 장치가, 수신된 제1 음성신호가 지정된 음성명령인지를 결정하는 단계;
(c) 지정된 음성명령 여부의 결정에 따라, 상기 방범 장치가 경고신호를 출력하고 상기 경고신호를 포함하는 제2 음성신호를 수신하는 단계; 및
(d) 상기 방범 장치가, 상기 제2 음성신호에 대응하는 음성 데이터를 중앙 서버로 전송하며, 상기 중앙 서버가 상기 음성 데이터를 수신하는 단계;
(e) 상기 중앙 서버가, 미리 저장되어 있는 경고 데이터를 이용하여 상기 음성 데이터에서 경고신호에 대응하는 부분을 제거하는 단계;를 포함하며,
상기한 미리 저장되어 있는 경고 데이터는 상기 방범 장치에 의해 경고신호가 출력중인 상태에서 녹음된 것으로서 상기 방범 장치가 설치된 환경을 반영하는 것을 특징으로 하는,
방범 방법.
제1항에 있어서,
상기 단계 (a) 이전에, 상기 방범 장치가 사용자 음성신호를 수신하고 수신된 사용자 음성신호에 대응하는 키 음성 데이터를 저장하는 단계;를 더 포함하고,
상기 단계 (b)는 상기 제1 음성신호에 대응하는 제1 음성 데이터와 상기 키 음성 데이터의 비교로 방범 동작을 요구하는 지정된 음성명령인지를 결정하는,
방범 방법.
제1항에 있어서,
상기 단계 (c)는 수신되는 상기 제2 음성신호를 가변적인 증폭도에 따라 증폭하는 단계를 포함하고,
경고신호가 출력되는 동안의 증폭도는 경고신호가 출력 중단되는 동안의 증폭도보다 작은,
방범 방법.
제1항에 있어서,
(f) 상기 중앙 서버가 경고 신호에 대응하는 부분이 제거된 음성 데이터를 지정된 모니터링 단말로 전송하는 단계;를 더 포함하는,
방범 방법.
제1항에 있어서,
상기 단계 (e)는,
상기 음성 데이터를 주파수 도메인상의 주파수 데이터로 변환하고, 변환된 주파수 데이터에서 상기한 미리 저장되어 있는 경고 데이터에 대응하는 주파수 데이터를 차감하며, 차감된 주파수 데이터를 시간 도메인상의 데이터로 변환하는 과정을 포함하는,
방범 방법.
삭제
음성인식을 이용한 방범 장치로서,
음성신호를 수신하는 음성신호 수신부;
경고신호를 출력하는 경고신호 출력부; 및
상기 음성신호 수신부를 통해 수신되는 제1 음성 신호가 지정된 음성명령인지를 결정하고 지정된 음성명령인 경우, 상기 경고신호 출력부로 하여금 경고신호를 출력토록 하며, 이후 상기 음성신호 수신부를 통해 경고신호를 포함하는 제2 음성 신호를 수신하여 음성 데이터를 생성토록 하는 제어부;를 포함하며,
상기 음성 데이터는, 미리 저장되어 있는 경고 데이터를 이용하여 경고신호에 대응하는 부분을 제거하여 이용되기 위한 것으로서,
상기한 미리 저장되어 있는 경고 데이터는 상기 방범 장치에 의해 경고신호가 출력중인 상태에서 녹음된 것으로서 상기 방범 장치가 설치된 환경을 반영하는 것을 특징으로 하는,
방범 장치.
제7항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 제1 음성 신호의 수신 이전에, 상기 음성신호 수신부를 통해 수신되는 사용자 음성신호를 키 음성 데이터로 변환하여 저장하며,
상기 제어부는, 지정된 음성명령 여부의 결정을 위해, 상기 제1 음성 신호에 대응하는 제1 음성 데이터와 상기 키 음성 데이터의 비교로써, 방범 동작을 요구하는 지정된 음성명령인지를 결정하는,
방범 장치.
제7항에 있어서,
상기 제어부는 상기 음성신호 수신부를 제어하여 상기 음성신호 수신부를 통해 수신되는 음성신호를 가변적으로 증폭하고,
경고신호가 출력되는 동안의 증폭도는 경고신호가 출력 중단되는 동안의 증폭도보다 작도록 하는,
방범 장치.
음성인식을 이용한 방범 시스템으로서,
제7항의 음성인식을 이용한 방범 장치;를 포함하는,
방범 시스템.
제10항에 있어서,
상기 방범 장치에 통신 네트워크를 통해 연결되는 중앙 서버;를 더 포함하고,
상기 중앙 서버는 상기 방범 장치로부터의 상기 음성 데이터를 수신하고, 상기한 경고신호에 대응하는 부분의 제거를 수행하며, 지정된 모니터링 단말로 상기 경고신호에 대응하는 부분이 제거된 음성 데이터를 전송하는,
방범 시스템.
제11항에 있어서,
상기 중앙 서버는, 상기 수신된 음성 데이터를 주파수 도메인상의 주파수 데이터로 변환하고, 변환된 주파수 데이터에서 미리 저장되어 있는 경고 데이터에 대응하는 주파수 데이터를 차감하며 차감된 주파수 데이터를 시간 도메인상 데이터로의 변환을 수행하는,
방범 시스템.
삭제