KR100973740B1 - 물질 특유의 사운드 패턴을 이용한 유리 파열음 감지장치 및 감지방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물질 특유의 사운드 패턴(검출된 신호의 감쇠 형태 및 주파수 특성의 복합 데이터)을 이용한 유리 파열음 감지장치 및 감지방법에 관한 것으로, 더욱 세부적으로는 유리가 갖는 독특한 파열음의 사운드 패턴을 이용하여 유리가 깨질때에만 경고음을 발생시키는 유리 파열음 감지장치 및 감지방법에 관한 것이다. 감지하고자 하는 유리 주변에 설치되어, 실시간으로 주변 소리를 수집하는 마이크로폰(10)과; 상기 마이크로폰(10)으로 검출된 소리를 증폭시키는 프리앰프(20)와; 상기 증폭된 소리에서 잡음을 걸러내는 필터(30)와; 유리가 깨질때 발생되는 사운드 패턴이 저장되며, 상기 필터(30)를 거친 소리와 유리가 깨질때 발생되는 사운드 패턴을 여러 차례의 패턴 분석과정을 거쳐 비교하는 비교분석기(40)와; 상기 비교분석기(40)로 입력된 소리가 유리 파열에 따른 사운드 패턴과 동일한 형태를 갖을 경우 경고신호를 발생시키는 경고신호발생부(50)와; 상기 경고신호발생부(50)에서 발생된 경고음이 출력되는 스피커(60)로 구성된다. 따라서, 본 발명은 유리만의 독특한 파열음을 이용하기 때문에 실제 유리가 깨질 경우에만 경고음을 발생시키며, 파열음 입력시 필터링 과정을 거친 후 여러 단계의 사운드 패턴 분석과정을 거쳐 실제 유리가 깨지는 소리와 같은지를 비교분석하므로 오차율을 현저히 줄이는 효과가 있다.

Description

물질 특유의 사운드 패턴을 이용한 유리 파열음 감지장치 및 감지방법{Method and device for antitheft using the glass break sound pattern analysis}

본 발명은 물질 특유의 사운드 패턴(검출된 신호의 감쇠 형태 및 주파수 특성의 복합 데이터)을 이용한 유리 파열음 감지장치 및 감지방법에 관한 것으로, 더욱 세부적으로는 유리가 갖는 독특한 파열음의 사운드 패턴을 이용하여 유리가 깨질때에만 경고음을 발생시키는 유리 파열음 감지장치 및 감지방법에 관한 것이다.

종래에는 자동차의 도난 방지를 위하여 유리창에 센서를 부착하여 유리가 깨지는 것을 감지하거나, 도어의 잠금상태를 인위적으로 해지시키는 도어열림 또는 적외선 감지 등에 의하여 도난 방지 신호를 발생시키게 되며, 가정이나 사무실 및 상가 등의 유리창 역시 상기와 같이 센서에 의하여 경고음을 발생시키는 도난 방지 방법이 주로 사용하고 있다.

대한민국특허 등록번호 제10-0788617호(명칭 : 충격 센서를 구비한 자동차용 미디어 재생 장치를 이용한 도난 및 파손 경고 방법)에는 충격 센서를 자동차용 미디어 재생 장치에 구비하여, 자동차의 도난 및 파손을 경고하는 것으로, 충격 감지 수행 여부를 판단하는 단계와, 충격 감지를 수행하는 경우로 확인되면 충격 센서를 통하여 충격을 감지하는 단계와, 충격 센서를 통하여 감지된 충격값이 미리 지정된 임계값 이상인지 판단하는 단계와, 감지된 충격값이 임계값 이상이면 경고를 출력하도록 제어하는 단계를 포함하는 구성이다.

그러나, 상기와 같은 충격 센서를 이용한 차동차의 도난 및 파손 또는 일반적인 건물(주택, 사무실, 상가 등)의 유리 파열이나 충격을 센서로 감지하는 방법은 실제로 해당 유리창의 파열 또는 충격 뿐만 아니라 주변상황에 의한 소리 즉, 음악소리나 울음소리 또는 고함소리 등에 의해서 민감하게 반응하여 오작동되는 경우가 발생되는 문제점이 있다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 유리만의 독특한 파열음을 이용하여, 실제 유리가 깨질 경우에만 경고음을 발생시키는 것으로, 오차율을 줄이기 위하여 입력된 소리를 필터링 과정을 거친 후 여러 단계의 사운드 패턴 분석과정을 거쳐 입력된 소리가 실제로 유리가 깨지는 소리와 같은지를 비교분석하는 물질 특유의 사운드 패턴을 이용한 유리 파열음 감지장치 및 감지방법을 제공하는데 목적이 있다.

목적을 달성하기 위한 구성으로는 감지하고자 하는 유리 주변에 설치되어, 실시간으로 주변 소리를 수집하는 마이크로폰과; 상기 마이크로폰으로 검출된 소리를 증폭시키는 프리앰프와; 상기 증폭된 소리에서 잡음을 걸러내는 필터와; 유리가 깨질때 발생되는 사운드 패턴이 저장되며, 상기 필터를 거친 소리와 유리가 깨질때 발생되는 사운드 패턴을 여러 차례의 패턴 분석과정을 거쳐 비교하는 비교분석기와; 상기 비교분석기로 입력된 소리가 유리 파열에 따른 사운드 패턴과 동일한 형태를 갖을 경우 경고신호를 발생시키는 경고신호발생부와; 상기 경고신호발생부에서 발생된 경고음이 출력되는 스피커로 구성된다.

목적을 달성하기 위한 방법으로는 유리가 깨질때 발생되는 사운드 패턴 데이터가 비교분석기에 저장되는 제10단계와; 마이크로폰을 이용하여 유리 주변의 소리를 실시간으로 수집하는 제20단계와; 상기 마이크로폰으로 수집된 소리가 프리앰프에서 증폭되는 제30단계와; 상기 증폭된 소리가 필터에서 잡음을 걸러내는 제40단계와; 상기 잡음이 제거된 소리가 비교분석기에서 저장된 사운드 패턴과 여러 차례의 분석과정을 거쳐, 유리가 깨질때 발생하는 소리가 아닐 경우 상기 S20단계로 되돌아가는 제50단계와; 상기 S50단계에서 유리가 깨질때 발생되는 소리로 분석될 경우 경고신호발생부에서 알람을 발생시켜 스피커로 출력시키는 제60단계를 포함한다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 유리만의 독특한 파열음을 이용하기 때문에 실제 유리가 깨질 경우에만 경고음을 발생시키며, 파열음 입력시 필터링 과정을 거친 후 여러 단계의 사운드 패턴 분석과정을 거쳐 실제 유리가 깨지는 소리와 같은지를 비교분석하므로 오차율을 현저히 줄이는 효과가 있다.

또한, 일반적으로 경고음을 발생시키기 위해 사용되는 방식 즉, 단순 입력 레벨 값과 비교하여 그 이하이면 알람을 발생시키지 않고, 그 이상이면 알람을 발생시키는 비교 방식이 아닌, 실제 유리 파열에 따른 사운드 패턴과 비교하기 때문에 유리가 깨지는 도난 발생시에만 알람을 발생시킬 수 있어 높은 정확성을 가지는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 물질 특유의 사운드 패턴을 이용한 유리 파열음 감지장치의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 물질 특유의 사운드 패턴을 이용한 유리 파열음 감지방법의 흐름도.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 유리 파열음 및 음악과 기타 소리에 대한 소리 패턴을 비교한 그래프.

도 1은 본 발명에 따른 물질 특유의 사운드 패턴을 이용한 유리 파열음 감지장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 물질 특유의 사운드 패턴을 이용한 유리 파열음 감지방법의 흐름도이고, 도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 유리 파열음 및 음악과 기타 소리에 대한 소리 패턴을 비교한 그래프이다.

이하, 도면을 참고로 구성요소를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 물질 특유의 사운드 패턴(Unique Sound Pattern)을 이용한 유리 파열음 감지장치의 구성도로서, 상기 유리 파열음 감지장치는 도난방지에 대한 보안을 요구하는 자동차나 일반적인 건물(가정, 사무실, 상가 등)에 유리 파열음을 감지할 수 있는 범위 내에 설치하게 된다.

상기 유리 파열음 감지장치의 구성은 감지하고자 하는 유리 주변에 설치되어, 실시간으로 주변 소리를 수집하는 마이크로폰(10)과, 상기 마이크로폰(10)으로 검출된 소리를 증폭시키는 프리앰프(20)와, 상기 증폭된 소리에서 잡음을 걸러내는 필터(30)와, 유리가 깨질때 발생되는 사운드 패턴이 저장되며, 상기 필터(30)를 거친 소리와 유리가 깨질때 발생되는 사운드 패턴을 여러 차례의 패턴 분석과정을 거쳐 비교하는 비교분석기(40)와, 상기 비교분석기(40)로 입력된 소리가 유리 파열에 따른 사운드 패턴과 동일한 형태를 갖을 경우 경고신호를 발생시키는 경고신호발생부(50)와, 상기 경고신호발생부(50)에서 발생된 경고음이 출력되는 스피커(60)로 구성된다.

도 2는 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 물질 특유의 사운드 패턴을 이용한 유리 파열음 감지방법의 흐름도로서, 유리가 깨질때 발생되는 사운드 패턴 데이터가 비교분석기(40)에 저장되는 제10단계(S10)와, 마이크로폰(10)을 이용하여 유리 주변의 소리를 실시간으로 수집하는 제20단계(S20)와, 상기 마이크로폰(10)으로 수집된 소리가 프리앰프(20)에서 증폭되는 제30단계(S30)와, 상기 증폭된 소리가 필터(30)에서 잡음을 걸러내는 제40단계(S40)와, 상기 잡음이 제거된 소리가 비교분석기(40)에서 저장된 사운드 패턴과 여러 차례의 분석과정을 거쳐, 유리가 깨질때 발생하는 소리가 아닐 경우 상기 S20단계로 되돌아가는 제50단계(S50)와, 상기 S50단계에서 유리가 깨질때 발생되는 소리로 분석될 경우 경고신호발생부(50)에서 알람을 발생시켜 스피커(60)로 출력시키는 제60단계(S60)를 포함한다.

상기 제10단계(S10)의 유리가 깨질때 발생되는 사운드 패턴에 대한 데이터 저장은 유리의 재질이나 두께에 따른 각각의 파열음 또는 동일한 재질이나 두께를 갖는 유리를 다양한 도구를 이용하여 파열시 발생되는 각각의 파열음에 따른 사운드 패턴을 비교분석기(40)에 저장하게 된다.

도 3은 유리가 깨질때 발생되는 유리 파열음에 대한 사운드 패턴을 나타낸 것으로, 각기 다른 재질과 두께를 갖는 4개의 유리 샘플을 준비한 다음, 유리 주변에 마이크로폰(10)을 위치시킨 후 망치와 같은 도구를 이용하여 상기 4개의 유리 샘플을 하나씩 깨뜨리면서 각각의 파열음에 대한 사운드 패턴을 마이크로폰(10)을 통해 비교분석기(40)에 저장시키게 된다.

이때, 사용되는 유리 샘플은 실제로 도난방지를 위해 유리 파열음 감지장치가 설치될 장소에 구비되는 유리 재질이나 두께와 동일한 것으로 준비하여 테스트를 실시하게 되며, 본 발명에서는 상기 도 3과 같이 4개의 사운드 패턴을 비교분석기(40)에 저장하는 것으로 설명하였지만, 상기 비교분석기(40)에 저장되는 유리 파열음의 사운드 패턴은 유리 재질이나 두께 및 동일한 유리를 파열시키는 도구의 종류에 따라 발생되는 다양한 사운드 패턴을 각각 저장시킬 수 있다.

또한, 도 4와 도 5는 상기 도 3의 유리 샘플의 파열에 따른 사운드 패턴과 비교하기 위하여, 음악 샘플과 기타 소리 샘플에 대한 사운드 패턴을 각각 보여주고 있다.

도 4는 각기 다른 음악의 일정 부분을 마이크로폰(10)으로 샘플링하여 나타낸 사운드 패턴을 나타내고 있으며, 도 5 역시 마이크로폰(10)으로 기타 다른 소리(Random Door, Random Can, Random beartrim, Random Cabinets)에 대한 사운드 패턴을 나타내고 있다.

상기와 같이 유리나 음악 또는 기타 소리들 즉, 대부분의 물질은 종류에 따라 특유한 사운드 패턴을 갖기 때문에 이를 근거로 유리가 깨지는 소리인지를 구분할 수 있다.

상기 유리가 깨질때 발생되는 사운드 패턴 데이터가 비교분석기(40)에 저장된 상태에서 도난방지에 사용하고자 하는 유리가 설치된 주변에 본 발명의 유리 파열음 감지장치가 설치된 상태에서, 마이크로폰(10)을 이용하여 유리 주변의 소리를 실시간 수집한 후(S20 단계), 프리앰프(20)에서 증폭되며(S30 단계), 필터(30)에서 잡음을 걸러낸 다음(S40 단계), 상기 비교분석기(40)로 수집된 소리가 입력된다.

상기 비교분석기(40)에서의 제50단계(S50)는 잡음이 제거된 유리 깨지는 소리가 비교분석기(40)로 입력되는 제51단계(S51)와, 상기 입력된 소리 패턴을 비교분석기(40)에 저장된 사운드 패턴 전체에 대하여 1:1 방식으로 비교하여 일치되는 패턴이 있는지 확인하는 제52단계(S52)와, 상기 비교분석기(40)에 저장된 사운드 패턴과 일치되는 패턴이 없을 경우 유리 주변의 소리를 실시간으로 수집하는 S20단계로 되돌아가는 제53단계(S53)와, 상기 비교분석기(40)에 저장된 사운드 패턴과 일치되는 패턴이 있을 경우 경고신호발생부(50)로 알람 발생에 대한 신호를 전송하는 제54단계(S54)를 포함한다.

상기 S52단계에서의 수집된 소리와 비교분석기(40)에 저장된 사운드 패턴과의 비교는 예를 들어, 비교분석기(40)에 저장된 유리 파열에 대한 사운드 패턴이 10개라면(각 사운드 패턴의 데이터 값은 001, 002, … 009, 010과 같이 번호로 구분되어져 저장됨) 저장된 순서대로 각각의 사운드 패턴과 수집된 소리의 패턴과 각각 즉, 상기에서 설명한 바와 같이 1:1 방식으로 10개 사운드 패턴 전체를 비교하게 된다. 단, 일반적인 유리 파열음의 사운드 패턴은 매우 유사하므로 기본사양으로 내장시킬 경우 주변 유리에 대한 사운드 패턴 샘플링이 반드시 이루어져야 하는 것은 아니다.

마지막으로, 상기 S50단계에서 유리가 깨질때 발생되는 소리로 분석될 경우 경고신호발생부(50)에서 알람을 발생시켜 스피커(60)로 출력시키게 된다(S60 단계).

따라서, 본 발명은 유리만의 독특한 파열음을 이용하여, 실제 유리가 깨질 경우에만 경고음을 발생시키는 것으로, 오차율을 줄이기 위하여 입력된 소리를 필터링 과정을 거친 후 여러 단계의 사운드 패턴 분석과정을 거쳐 입력된 소리가 실제로 유리가 깨지는 소리와 같은지를 비교분석하는 유리 특유의 사운드 패턴을 이용한다.

본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

10 : 마이크로폰 20 : 프리앰프
30 : 필터 40 : 비교분석기
50 : 경고신호발생부 60 : 스피커

Claims (3)

1. 물질 특유의 사운드 패턴을 이용한 유리 파열음 감지장치에 있어서,
   감지하고자 하는 유리 주변에 설치되어, 실시간으로 주변 소리를 수집하는 마이크로폰(10)과;
   상기 마이크로폰(10)으로 검출된 소리를 증폭시키는 프리앰프(20)와;
   상기 증폭된 소리에서 잡음을 걸러내는 필터(30)와;
   유리가 깨질때 발생되는 사운드 패턴이 저장되며, 상기 필터(30)를 거친 소리와 유리가 깨질때 발생되는 사운드 패턴을 여러 차례의 패턴 분석과정을 거쳐 비교하는 비교분석기(40)와;
   상기 비교분석기(40)로 입력된 소리가 유리 파열에 따른 사운드 패턴과 동일한 형태를 갖을 경우 경고신호를 발생시키는 경고신호발생부(50)와;
   상기 경고신호발생부(50)에서 발생된 경고음이 출력되는 스피커(60)로 구성되는 것을 특징으로 하는 물질 특유의 사운드 패턴을 이용한 유리 파열음 감지장치.
2. 물질 특유의 사운드 패턴을 이용한 유리 파열음 감지방법에 있어서,
   유리가 깨질때 발생되는 사운드 패턴 데이터가 비교분석기(40)에 저장되는 제10단계(S10)와;
   마이크로폰(10)을 이용하여 유리 주변의 소리를 실시간으로 수집하는 제20단계(S20)와;
   상기 마이크로폰(10)으로 수집된 소리가 프리앰프(20)에서 증폭되는 제30단계(S30)와;
   상기 증폭된 소리가 필터(30)에서 잡음을 걸러내는 제40단계(S40)와;
   상기 잡음이 제거된 소리가 비교분석기(40)에서 저장된 사운드 패턴과 여러 차례의 분석과정을 거쳐, 유리가 깨질때 발생하는 소리가 아닐 경우 상기 S20단계로 되돌아가는 제50단계(S50)와;
   상기 S50단계에서 유리가 깨질때 발생되는 소리로 분석될 경우 경고신호발생부(50)에서 알람을 발생시켜 스피커(60)로 출력시키는 제60단계(S60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 물질 특유의 사운드 패턴을 이용한 유리 파열음 감지방법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 제50단계(S50)는
   잡음이 제거된 유리 깨지는 소리가 비교분석기(40)로 입력되는 제51단계(S51)와;
   상기 입력된 소리 패턴을 비교분석기(40)에 저장된 사운드 패턴 전체에 대하여 1:1 방식으로 비교하여 일치되는 패턴이 있는지 확인하는 제52단계(S52)와;
   상기 비교분석기(40)에 저장된 사운드 패턴과 일치되는 패턴이 없을 경우 유리 주변의 소리를 실시간으로 수집하는 S20단계로 되돌아가는 제53단계(S53)와;
   상기 비교분석기(40)에 저장된 사운드 패턴과 일치되는 패턴이 있을 경우 경고신호발생부(50)로 알람 발생에 대한 신호를 전송하는 제54단계(S54)를 포함하는 것을 특징으로 하는 물질 특유의 사운드 패턴을 이용한 유리 파열음 감지방법.

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