KR100497837B1 - 유무선 통신망과 음성신호를 이용한 음주상태의 안내서비스 시스템 - Google Patents

유무선 통신망과 음성신호를 이용한 음주상태의 안내서비스 시스템 Download PDF

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본 발명은 음주상태의 안내 서비스 및 제어 시스템에 관한 것으로, (도 1)에 도시한바와 같이 정보통신기기(휴대폰 또는 PDA, 전화기, 컴퓨터)를 통하여 입력한 음성신호를 유무선 통신망 또는 위성통신망을 통하여 음성분석 서비스로 전송하면, 음성신호를 분석하여 진단한 음주상태를 정보통신기기(휴대폰 또는 PDA, 전화기, 컴퓨터)에 장착된 디스플레이 또는 스피커를 통하여 음주상태를 숫자, 문자 또는 음성으로 안내하는 시스템에 관한 것이다.

Description

유무선 통신망과 음성신호를 이용한 음주상태의 안내 서비스 시스템 {A guide system of drinking condition using speech signal and communication network of wireless or wire}
본 발명은 음주상태의 안내 서비스 및 제어 시스템에 관한 것으로, (도 1)에 도시한바와 같이 정보통신기기(휴대폰 또는 PDA, 전화기, 컴퓨터)를 통하여 입력한 음성신호를 유무선 통신망 또는 위성통신망을 통하여 음성분석 서비스로 전송하면, 음성신호를 분석하여 진단한 음주상태를 정보통신기기(휴대폰 또는 PDA, 전화기, 컴퓨터)에 장착된 디스플레이 또는 스피커를 통하여 음주상태를 숫자, 문자 또는 음성으로 안내하는 시스템에 관한 것이다.
음주자의 음주운전을 방지하고자 음주단속이 이루어지고 있고, 음주운전 사고에 따른 가정파탄과 경제적 손실을 고려해 볼 때 음주운전을 사전에 방지하는 시스템에 관한 기술개발이 시급한 과제이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 알코올 농도 측정 센서가 장착된 음주측정기에 입김을 불어넣어 체내의 혈중 알코올 농도를 디스플레이에 숫자로 표시하는 방법이 일반적으로 사용되고 있다. 또한 상기의 목적을 달성하기 위하여 피부에 레이져를 발사하여 반사되는 주파수 Spectrum을 분석하여 체내의 혈중 알코올 농도를 측정하는 방법도 있다. 아울러, 상기의 목적을 달성하기 위하여 사용되는 시스템으로는 사용자의 입김을 검출하는 흡입구와 알코올 농도 측정 센서를 휴대폰의 소정 위치에 구비하고 있거나, 휴대용 알코올 농도 측정 센서를 휴대폰의 소정위치에 장착하는 형태가 있다. 상기와 같은 방법들은 통상적으로 알코올 측정센서를 사용하여 사용자의 혈중 알코올 농도를 디스플레이에 표시하는 형태이다. 이때 혈중알콜농도가 0.05%~0.09%이면 면허정지, 0.1%~0.35%이면 면허취소, 0.36%이상이면 구속이 된다. 이와 같은 종래의 방식은 알코올 농도 측정 센서가 부착된 소정의 기기를 휴대하여야하는 번거로움이 있으며, 사용자가 별도로 구매하여야 하는 경제적 부담도 있다. 아울러, 혈중 알코올 농도 측정 센서를 장착하여 생산된 휴대폰의 경우에는 휴대폰의 크기가 커지고, 알코올 농도 측정 센서의 특성상 많은 고장이 있기 때문에 사용자의 불편함이 예상된다.
본 발명은 알코올 농도 측정 센서를 사용하지 않고, (도 1)에 도시한 것과 같이 정보통신기기(휴대폰 또는 PDA, 전화기, 컴퓨터)에 입력된 음성신호를 기존의 인공위성 통신망, 유무선 통신망을 통하여 전송하고, 이를 분석하여 사용자의 음주상태를 문자, 숫자, 음성으로 안내하는 서비스 시스템 및 방법을 제공하고자 하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 (도 1)과 같이 정보통신기기(휴대폰 또는 PDA, 전화기, 컴퓨터)로부터 입력된 음성신호를 유무선 통신망을 통하여 음성분석 서비스 사업자에게 전달하여 음성신호를 분석하게된다. 이때, 휴대폰 또는 PDA의 경우는 무성통신망을 이용하여 음성신호를 전송하거나 위성통신망을 이용하여 음성신호를 전송하게된다. 특히, 전화기나 컴퓨터의 경우는 유선통신망을 이용하여 음성신호를 전송하는데, 컴퓨터의 경우는 음성신호를 포함하는 파일을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 사용자가 음주상태와 비음주 상태를 구분하여 정보를 전송하는 것을 특징으로 한다. 이것은 시스템에 의하여 음주/비음주 상태를 구분하는 것이 아니라, 사용자가 음주상태와 비음주 상태를 구분하여 정보를 전송하기 때문에 시스템이 음주/비음주 상태를 잘못 판독하는 오류를 줄일 수 있어 보다 신뢰성 있는 분석을 할 수 있게 한다.
이하 본 발명을 구현하기 위한 시스템 블록도 (도 2)를 참조하여 상세하게 설명한다.
(도 2)는 본 발명을 구현하기 위한 유무선 통신망과 음성신호를 이용한 음주상태의 안내 서비스 시스템의 블록도이다.
비음상태의 음성신호를 처리하기 위하여 본 발명은 정보통신기기(11)(휴대폰 또는 PDA, 전화기, 컴퓨터)에 설치되어 있는 마이크로폰(10)을 통하여 사용자의 비음주 상태의 음성신호를 유무선 통신망(12)을 통하여 음성분석 서비스 사업자의 컴퓨터에 저장한다. 저장된 비음주 상태의 음성신호는 특징검출부(13)에서 스펙트럼 분석을 통하여 사용자의 특징을 검출한다. 사용자의 특징은 스펙트럼에 포함되어 있는 피치, 포어먼트, 에너지의 크기와 위치, 모양(패턴)으로서 사용자의 성별, 신체적인 상태(건강상태, 신체적인 변화)에 따라서 달라진다. 특징검출부(13)에서 스펙트럼 분석을 통하여 스펙트럼의 특징을 검출하고 스펙트럼 특징을 사용자DB(14)에 저장한다.
음주상태의 음성신호를 처리하기 위하여 본 발명은 정보통신기기(16)(휴대폰 또는 PDA, 전화기, 컴퓨터)에 설치되어 있는 마이크로폰(15)을 통하여 사용자의 음주상태의 음성신호를 유무선 통신망(17)을 통하여 음성분석 서비스 사업자의 컴퓨터에 저장하고 음주상태의 음성신호를 분석하여 스펙트럼의 특징을 검출하는 특징검출부(18)와 상기 사용자 DB(14)로부터 받은 비음주 상태의 스펙트럼 특징과 음주 상태의 스펙트럼 특징을 비교하여 변위량을 검출하는 비교검출부(19)와 스펙트럼의 변위량을 혈중 알코올 농도에 상응하는 데이터로 변환하는 혈중 알코올 농도 변환부(20)와 음주상태를 안내하기 위한 안내 서비스(21)와 음주 상태를 숫자코드(22), 문자 코드(23) 또는 음성신호(24)를 상기의 정보통신기기에 전송하여 정보통신기기(11, 16)에 구비된 디스플레이(15) 혹은 스피커(15)를 통하여 음주상태를 안내하는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 구현하기 위한 (도 2)의 시스템 블록도의 신호 흐름을 구체적으로 설명하면, 사용자가 본 발명의 서비스를 받기 위하여, 우선 사용자는 정보통신기기(11)(휴대폰 또는 PDA, 전화기, 컴퓨터)를 통하여 유무선 통신망(12)에 접속하고, 유무선 통신 사업자 혹은 음주상태 안내 서비스 사업자가 제공하는 음성안내와 문자에 따라서 음주상태 안내 서비스를 신청한다. 이때 사용자로 하여금 예컨대 "알코올", "술" 등과 같은 특정한 단어를 발음하게 한 후, 발음한 음성신호의 스펙트럼을 분석하여 사용자의 스펙트럼의 특징을 사용자 DB(14)에 등록하게 된다. 음성신호의 스펙트럼에는 피치, 포어먼트, 에너지 등의 여러 정보가 포함되어 있으며, 같은 사용자의 같은 단어의 음성신라고 하더라도 예컨대 사용자가 병에 걸리거나 감정의 변화가 있는 경우의 음성신호 스펙트럼은 평소에 발음한 음성신호의 스펙트럼과 다른 모양을 나타낸다. 스펙트럼이 다른 모양을 나타내는 것은 스펙트럼을 구성하고 있는 피치, 포어먼트, 에너지의 크기와 위치가 변하기 때문이다. 이때 비음주 상태의 음성신호는 연속된 단어 또는 문구보다는 특정단어 예컨대 "알코올", "술" 등의 단어로 한정하게 함으로서 보다 신속하고 정확한 분석을 할 수 있다. 물론, 음주상태에서 입력하는 음성신호도 상기의 단어에 맞추어 발음하는 것을 특징으로 하여야 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 사용자가 음주상태를 안내하는 서비스를 받기 위하여 정보통신기기(16)(휴대폰 또는 PDA, 전화기, 컴퓨터)를 사용하여 음주상태의 음성신호를 유무선 통신망(17)을 통하여 전송하게 되는데, 사용자의 음성신호와 사용자의 호접속번호(전화번호)와 사용자 ID 정보가 유무선 통신망(17)에 함께 전송된다. 여기에서 호접속번호(전화번호)는 유무선 통신 사업자에 의하여 붙여지는 사용자의 고유번호이고, 사용자 ID는 음성분석 서비스 사업자에 의하여 붙여지는 사용자의 고유번호이다. 사용자의 고유번호는 본 발명에 따른 서비스의 제공 및 서비스 요금 요구 및 지불에 이용하게 된다. 상기의 정보통신기기(11, 16)는 가정에서 사용하는 전화기, 컴퓨터, 이동통신 단말기인 PCS, 셀룰러폰, IMT-2000 등 음성신호가 전송 가능한 대부분의 정보통신기기가 이에 해당하며, 유무선 통신망(12, 17)은 상기 정보통신기기(11, 16)와 접속 가능한 형태의 유선, 무선, 인공위성의 형태를 갖춘 통신망으로 이루어져 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 유무선 통신망(17) 사업자는 사용자의 음주상태 서비스 요구에 따라서 사용자의 특정 단어에 한정된 음성신호와 사용자 ID정보를 음성분석 서비스 사업자에게 전송하고, 음성분석 서비스 사업자는 상기의 (도 2)의 사용자 DB(14)에 저장된 사용자 ID를 검색하여 해당 사용자의 비음주 상태의 음성신호에 대한 특징 정보와 음주 상태의 음성신호에 대한 특징 정보를 비교하여 특징 정보의 변위량을 검출한다. 여기에서 특징 정보의 변위량은 음성신호의 스펙트럼에 포함되어 있는 피치, 포어먼트, 에너지의 변위량을 일컫는데, 사용자의 음주상태에 따라서 변위량의 정도가 달라진다. 상기 변위량의 정도는 음성신호의 자음보다는 모음에서 많은 변위량을 얻을 수 있으며, 높은 주파수 보다는 낮은 주파수에 존재하는 포어먼트의 위치와 크기에 많은 변위량을 얻을 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면 일반적으로 인간의 음성신호는 약 5kHz 주파수 대역의 스펙트럼으로 나타낼 수 있으며 대개 1개의 피치(P1)와 5개이내의 포어먼트(F1~F5)로 구성되어 있다. 피치(P1)은 기본주파수로서 사용자 음성의 음정을 나타내고 포어먼트(F1~F5)는 사용자 음성의 음색을 나타낸다. 이때 사용자의 감정의 변화나 신체적인 변화에 따라서 음성의 스펙트럼의 모양(패턴)이 변화하는데, 이러한 변화는 피치(P1), 포어먼트(F1~F5)의 크기와 위치가 변화하기 때문에 발생하는 것으로 일반적으로 낮은 주파수에 존재하는 피치(P1)와 F1~F3 포어먼트는 음성의 모음에 영향을 미치는 요소로서 작용하고 F4~F5 포어먼트는 음성의 자음에 영향을 미치는 요소로서 작용한다. 본 발명의 핵심적 기술적 사상은 사용자에게 감정의 변화(즐겁거나, 화나거나)가 있거나 신체적 변화(술에 취하거나, 아프거나)가 있는 경우에 발성한 음성신호의 스펙트럼의 모양(패턴)이 바뀜으로서 스펙트럼에 변위량이 발생하는데, 특히 혈중 알코올 농도 0.05%이상에서 볼 수 있는 스펙트럼 변위량을 검출하여 사용자에게 혈중 알코올 농도가 0.05%이상임을 안내하는 것을 목적으로 한다. 상기에서 설명한 스펙트럼의 변위는 사용자의 주량과 술의 종류, 술을 섭취한 량과 시간, 신체의 알코올 분해 능력에 따라서 달라질 수 있는데, 본 발명의 목적은 음성신호를 분석하여 음주단속의 기준인 혈중 알코올 농도 0.05%이상인 상태를 사용자에게 안내하는 것이므로, 경찰용 혈중 알코올 농도 측정기기로 측정하여 음주단속의 기준인 혈중 알코올 농도 0.05%이상이 측정될때까지 사용자에게 술을 섭취하게 한 후, 음주상태의 음성신호의 스펙트럼과 비음주 상태의 음성신호의 스펙트럼의 검출한 후, 스펙트럼의 변위량(F1~F5)을 검출한다. 즉, 음성신호의 스펙트럼에서 비음주 상태의 F1과 음주 상태의 F1의 변위량을 검출하고, 다시 비음주 상태의 F2와 음주 상태의 F2의 변위량을 검출하는 식으로 F1~F5의 변위량을 검출한 후 혈중 알코올 농도 0.05%이상에서 나타나는 변위량의 임계값에 따라서 사용자가 혈중 알코올 농도 0.05%이상 인지 아닌지를 판독하여 사용자에게 음주 상태를 안내하는 것이다. 물론 스펙트럼의 변위량에 따라서 음주상태의 정도를 여러 단계로 안내할 수 있으나, 보다 신뢰성 있는 결과를 사용자에게 안내하기 위해서 음주단속의 기준인 혈중 알코올 농도 0.05%이상과 이하의 2단계로 구분하여 음주상태의 정보를 사용자에게 알려주는 것이 바람직하다 하겠다. 이러한 음주상태의 정보와 사용자 ID, 서비스사용 횟수 및 서비스 요금에 대한 정보를 유무선 통신망(17) 사업자에게 전송하고, 유무선 통신망(17) 사업자는 사용자가 선택한 음주상태 안내 선택 정보(1번: 숫자로 안내, 2번: 문자로 안내, 3번: 음성으로 안내)에 따라서 숫자, 문자, 음성신호를 사용자의 정보통신기기(16)로 전송한다. 이때 전송되어온 음주상태의 정보(숫자, 문자, 음성신호)를 사용자의 정보통신기기(16)의 디스플레이와 스피커(15)에 음주상태를 안내하는 정보가 표시되거나 음성으로 안내하게 되며, 사용자는 음주상태 안내 서비스의 요금을 유무선 통신망(12, 17)을 통하여 유무선 통신 사업자 혹은 음성분석 서비스 사업자에게 지불한다.
상기에서 본 발명의 특정한 실시예를 도시하거나 설명하였지만, 정보통신기기와 유무선 통신망과 음성신호를 이용하여 네트워크상에서 이루어지는 본 발명의 기술적 사상이나 방법이 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명의 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위 안에 속한다해야 할 것이다.
상기에서 설명한바와 같이, 본 발명에서는 알코올 측정 센서가 부착된 기기를 사용하지 않고, 음성신호의 전송이 가능한 정보통신기기(11, 16)와 유무선 통신망(12, 17)을 이용하여, 사용자에게 음주상태를 안내함으로서 음주사고에 따른 위험을 사전에 알릴 수 있다. 또한, 사용자가 소지한 정보통신기기(11, 16)만으로 음주상태를 안내 받을 수 있기 때문에, 사용자가 별도의 알코올 측정 기기 구입하거나 휴대하여야할 필요가 없다.
도 1은 본 발명의 시스템 설명도.
도 2는 본 발명의 시스템 블록도.
① 음성신호, 호접속번호
② 음성신호, 호접속번호, 사용자ID
③ 비음주상태의 스펙트럼 특징 정보
④ 사용자 ID, 스펙트럼의 특징 정보
⑤ 음성신호, 호접속번호, IP주소, 음주상태 안내 선택 정보, 서비스 요금 지불
⑥ 음성신호, 호접속번호, IP주소, 사용자ID
⑦ 음주상태의 스펙트럼 특징 정보
⑧ 비음주상태와 음주상태의 스펙트럼비교 및 변위량 검출
⑨ 사용자ID, 서비스 요금 정보
⑩ 음주상태 코드 정보
⑪ 호접속번호, 서비스 요금 요구
⑫ 음주상태 안내 정보
⑬ 숫자 코드 정보
⑭ 문자 코드 정보
⑮ 음성신호(음성합성 신호)

Claims (1)

  1. 유무선 통신망과 음성신호를 이용한 음주상태의 안내 서비스 시스템에 있어서, 사용자가 정보통신기기(휴대폰 또는 PDA, 전화기, 컴퓨터)와 유무선 통신망을 이용하여 전송한 비음주 상태의 음성신호 스펙트럼에서 스펙트럼의 특징을 검출하는 특징검출 단계와, 사용자 DB에 등록된 비음주 상태의 스펙트럼 특징과 상기의 정보통신기기로부터 전송된 음주 상태의 음성신호에서 검출한 스펙트럼의 특징을 비교하는 비교검출 단계와, 음주/비음주 음성신호의 스펙트럼 변위량을 검출하여 혈중 알코올 농도로 변환하는 단계와, 사용자의 음주상태를 상기의 정보통신기기의 디스플레이 혹은 스피커를 통하여 안내하는 것을 특징으로 하는 음주상태 안내 서비스의 방법.
KR10-2002-0063041A 2002-10-16 2002-10-16 유무선 통신망과 음성신호를 이용한 음주상태의 안내서비스 시스템 KR100497837B1 (ko)

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