KR101702068B1 - 음장 분석 성능이 개선된 음장 보안 시스템 및 이의 수신 파형 분석 시작 위치 결정 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 음장 분석 성능이 개선된 음장 보안 시스템 및 이의 수신 파형 분석 시작 위치 결정 방법에 관한 것으로, 시스템적으로 불규칙한 지연이 발생하더라도 수신 파형 분석 시작 위치를 정확하게 결정함으로써 시스템적으로 발생할 수 있는 불규칙한 지연에 적응적인 음장 분석이 가능해 보다 정밀하고 안정적인 음장 보안이 가능하도록 한 것이다.
Description
본 발명은 음장 보안 기술에 관련한 것으로, 특히 음장 분석 성능이 개선된 음장 보안 시스템 및 이의 수신 파형 분석 시작 위치 결정 방법에 관한 것이다.
대한민국 공개특허 제10-2013-0074437호(2013. 07. 04)에서 음장 변화 패턴 분석을 통해 침입을 판단하는 음장 보안 기술을 제안하고 있다. 이러한 종래의 음장 보안 기술은 시간적인 음압의 상관 관계를 분석하여 침입 여부를 판단하기 위해 일정 시간의 데이터를 저장하여 분석한다.
음향 신호를 출력하는 음향 출력부와 음향 출력부에 의해 출력되는 음향 신호를 수신하는 음향 수신부간의 공간적인 이격에 의해 음향 출력부로부터 출력되는 음향 신호는 시간적으로 지연되어 음향 수신부로 수신된다.
그런데, 이러한 지연이 일정하다면 일정한 지연 시간 만큼 지연된 시점(시간적인 위치)부터 파형 분석을 시작하면 되나, 시스템적인 지연으로 인해 지연이 항상 일정하다는 보장을 할 수 없다.
따라서, 본 발명자는 보다 정밀하고 안정적인 음장 보안을 위해 시스템적으로 발생할 수 있는 불규칙한 지연에 적응적인 음장 분석 성능이 개선된 음장 보안 기술에 대한 연구를 하게 되었다.
본 발명은 상기한 취지하에 발명된 것으로, 시스템적으로 발생할 수 있는 불규칙한 지연에 적응적인 음장 분석 성능이 개선된 음장 보안 시스템 및 이의 수신 파형 분석 시작 위치 결정 방법을 제공함을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따르면, 음향 신호를 출력하는 음향 출력부와, 상기 음향 출력부에 의해 출력되는 음향 신호를 수신하는 음향 수신부와, 상기 음향 수신부에 의해 수신되는 음향 신호의 시간적인 음압 상관 관계를 분석하여 침입 여부를 판단하는 음향 분석부를 포함하는 음장 보안 시스템의 음향 분석부가 상기 음향 수신부에 의해 수신되는 음향 신호의 수신 파형의 시간축 각 위치 마다, 상기 음향 출력부에 의해 출력되는 음향 신호의 출력 파형의 피크치들의 간격에 대응하는 위치들의 수신 파형 크기값들을 합산한 합산값을 계산하는 합산값 계산부와; 상기 합산값 계산부에 의해 계산된 음향 신호의 수신 파형의 시간축 각 위치들에서의 합산값들 중 최대값을 갖는 수신 파형의 시간축 위치를 선택하는 위치 선택부와; 상기 위치 선택부에 의해 선택된 수신 파형의 시간축 위치로부터 특정의 시간 설정값을 감산한 시간축 위치를 수신 파형 분석 시작 위치로 결정하는 시작 위치 결정부를; 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 수신 파형의 시간축 위치로부터 감산되는 특정의 시간 설정값이 출력 파형의 첫번째 피크치의 시간적인 위치와 출력 파형의 시작 위치간의 간격인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 음향 출력부에 의해 출력되는 음향 신호가 적어도 2개의 출력 파형 피크치를 갖는 음향 구간이 연속적으로 반복되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 각 음향 구간이 출력 파형의 시작 시점 이전 특정 시간 설정값 동안 무음 구간을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 각 음향 구간이 출력 파형의 종료 시점 이후 특정 시간 설정값 동안 무음 구간을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 출력 파형의 피크치들간의 간격이 일정한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 출력 파형의 피크치들간의 간격이 일정하지 않은 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 음장 보안 시스템의 수신 파형 분석 시작 위치 결정 방법이 음향 신호의 수신 파형의 시간축 각 위치 마다, 음향 신호의 출력 파형의 피크치들의 간격에 대응하는 위치들의 수신 파형 크기값들을 합산한 합산값을 계산하는 계산 단계와; 상기 계산 단계에 의해 계산된 음향 신호의 수신 파형의 시간축 각 위치들에서의 합산값들 중 최대값을 갖는 수신 파형의 시간축 위치를 선택하는 선택 단계와; 상기 선택 단계에 의해 선택된 최대값을 갖는 수신 파형의 시간축 위치로부터 특정의 시간 설정값을 감산한 시간축 위치를 수신 파형 분석 시작 위치로 결정하는 결정 단계를; 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 시스템적으로 불규칙한 지연이 발생하더라도 수신 파형 분석 시작 위치를 정확하게 결정함으로써 시스템적으로 발생할 수 있는 불규칙한 지연에 적응적인 음장 분석이 가능해 보다 정밀하고 안정적인 음장 보안이 가능한 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 음장 분석 성능이 개선된 음장 보안 시스템의 일 실시예의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 음장 분석 성능이 개선된 음장 보안 시스템의 음향 출력부에 의해 출력되는 음향 신호의 출력 파형의 일 예를 도시한 파형도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 음장 분석 성능이 개선된 음장 보안 시스템의 음향 수신부에 의해 수신되는 음향 신호의 수신 파형의 일 예를 도시한 파형도이다
도 4 는 본 발명에 따른 음장 분석 성능이 개선된 음장 보안 시스템의 수신 파형 분석 시작 위치 결정 방법의 일 실시예의 구성을 도시한 흐름도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 음장 분석 성능이 개선된 음장 보안 시스템의 음향 출력부에 의해 출력되는 음향 신호의 출력 파형의 일 예를 도시한 파형도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 음장 분석 성능이 개선된 음장 보안 시스템의 음향 수신부에 의해 수신되는 음향 신호의 수신 파형의 일 예를 도시한 파형도이다
도 4 는 본 발명에 따른 음장 분석 성능이 개선된 음장 보안 시스템의 수신 파형 분석 시작 위치 결정 방법의 일 실시예의 구성을 도시한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.
본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 실시예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명 명세서 전반에 걸쳐 사용되는 용어들은 본 발명 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 사용자 또는 운용자의 의도, 관례 등에 따라 충분히 변형될 수 있는 사항이므로, 이 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 음장 분석 성능이 개선된 음장 보안 시스템의 일 실시예의 구성을 도시한 블럭도이다. 도 1 에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 음장 분석 성능이 개선된 음장 보안 시스템(100)은 음향 출력부(110)와, 음향 수신부(120)와, 음향 분석부(130)를 포함하여 이루어진다.
상기 음향 출력부(110)는 음향 신호를 출력한다. 이 때, 상기 음향 출력부(110)에 의해 출력되는 음향 신호가 적어도 2개의 출력 파형 피크치를 갖는 음향 구간이 연속적으로 반복되도록 구현될 수 있다. 이 때, 상기 출력 파형의 피크치들간의 간격이 일정하도록 구현될 수도 있고, 일정하지 않도록 구현될 수도 있다.
한편, 상기 각 음향 구간이 출력 파형의 시작 시점 이전 특정 시간 설정값 동안 무음 구간을 포함하도록 구현될 수 있다. 또한, 상기 각 음향 구간이 출력 파형의 종료 시점 이후 특정 시간 설정값 동안 무음 구간을 포함하도록 구현될 수도 있다.
도 2 는 본 발명에 따른 음장 분석 성능이 개선된 음장 보안 시스템의 음향 출력부에 의해 출력되는 음향 신호의 출력 파형의 일 예를 도시한 파형도이다. 도 2 는 하나의 음향 구간에 4개의 피크치를 갖는 출력 파형을 도시하고 있다.
도 2 에서 P1, P2, P3, P4는 출력 파형 피크치들의 시간적인 위치이다. S는 출력 파형의 시작 시점이다. E는 출력 파형의 종료 시점이다. F1, F2, F3는 피크치들의 시간적인 위치들간의 간격으로, F1 = P2 - P1, F2 = P3 - P2, F3 = P4 - P3이다.
한편, SF1은 출력 파형의 첫번째 피크치의 시간적인 위치와 출력 파형의 시작 위치간의 간격으로, SF1 = P1 - S이다. R1은 음향 구간의 시작 위치이다. R2는 음향 구간의 종료 위치이다. NS1 및 NS2는 무음 구간이다.
이 때, P1, P2, P3, P4, S, F1, F2, F3, SF1, NS1 및 NS2는 음향 출력부에 의해 출력되는 음향 신호의 출력 파형 특성을 어떻게 설정하느냐에 따라 결정되는 미리 알려진 값이다.
상기 음향 수신부(120)는 상기 음향 출력부(110)에 의해 출력되는 음향 신호를 수신한다. 도 3 은 본 발명에 따른 음장 분석 성능이 개선된 음장 보안 시스템의 음향 수신부에 의해 수신되는 음향 신호의 수신 파형의 일 예를 도시한 파형도이다. 도 3 에서 수신 파형은 도 2 에 도시한 출력 파형보다 시간적으로 지연된 파형이다.
음향 신호를 출력하는 음향 출력부(110)와 음향 출력부에 의해 출력되는 음향 신호를 수신하는 음향 수신부(120)간의 공간적인 이격에 의해 음향 출력부(110)로부터 출력되는 음향 신호는 시간적으로 지연되어 음향 수신부(120)로 수신된다.
그런데, 이러한 지연이 일정하다면 일정한 지연 시간 만큼 지연된 시점부터 수신 파형의 파형 분석을 시작하면 되나, 시스템적인 불규칙한 지연으로 인해 지연이 항상 일정하다는 보장을 할 수 없다.
이 때, 시스템적인 불규칙한 지연이란 기구적인 오차, 온도 변화나 진동 등과 같은 내외부 환경에 따라 발생할 수 있는 시간적인 지연을 말한다. 보다 정밀하고 안정적인 음장 보안을 위해 이러한 시스템적으로 발생할 수 있는 불규칙한 지연에 적응적이어야 한다.
상기 음향 분석부(130)는 상기 음향 수신부(120)에 의해 수신되는 음향 신호의 시간적인 음압 상관 관계를 분석하여 침입 여부를 판단한다. 본 발명은 상기 음향 분석부(130)를 통해 시스템적으로 불규칙한 지연이 발생하더라도 수신 파형 분석 시작 위치를 정확하게 결정함으로써 시스템적으로 발생할 수 있는 불규칙한 지연에 적응적이 되도록 하기 위해, 상기 음향 분석부(130)가 합산값 계산부(131)와, 위치 선택부(132)와, 시작 위치 결정부(133)를 포함하도록 구현된다.
상기 합산값 계산부(131)는 상기 음향 수신부(120)에 의해 수신되는 음향 신호의 수신 파형의 시간축 각 위치 마다, 상기 음향 출력부(110)에 의해 출력되는 음향 신호의 출력 파형의 피크치들의 간격에 대응하는 위치들의 수신 파형 크기값들을 합산한 합산값을 계산한다.
수신 파형의 시간축 위치를 i라고 가정하면, 출력 파형의 피크치들의 간격에 대응하는 위치들의 수신 파형 크기값과, 이들의 합산값은 각각 다음과 같다. 예컨대, i가 0.1초 간격으로 1초까지 증가되도록 구현한다면, 10개의 합산값이 계산된다.
상기 위치 선택부(132)는 상기 합산값 계산부(131)에 의해 계산된 음향 신호의 수신 파형의 시간축 각 위치들에서의 합산값들 중 최대값을 갖는 수신 파형의 시간축 위치 mp를 선택한다.
즉, 출력 파형의 피크치들의 간격은 파형이 변형되지 않는 한 수신 파형에서도 동일하게 나타날 것이고, 수신 파형의 각 시간적인 위치를 증가시키면서 계산된 출력 파형의 피크치들의 간격을 가진 시간적인 위치들의 크기값들의 합산값이 가장 큰 값을 가지는 시간적인 위치가 수신 파형의 첫번째 피크치 위치가 될 것이다.
상기 시작 위치 결정부(133)는 상기 위치 선택부(132)에 의해 선택된 수신 파형의 시간축 위치로부터 특정의 시간 설정값을 감산한 시간축 위치를 수신 파형 분석 시작 위치로 결정한다.
이 때, 수신 파형의 시간축 위치로부터 감산되는 특정의 시간 설정값이 도 2 에 기재된 출력 파형의 첫번째 피크치의 시간적인 위치와 출력 파형의 시작 위치간의 간격인 SF1 = P1 - S일 수 있다. 이에 따라, 시작 위치 결정부(133)에 의해 결정되는 수신 파형 분석 시작 위치는 S' = mp - SF1이 된다.
출력 파형의 시작 위치가 결정되면, 음향 분석부(130)는 음향 구간의 수신 파형 패턴 즉, 음향 신호의 시간적인 음압 상관 관계를 분석하여 침입 여부를 판단할 수 있게 된다.
이와 같이 구현 함에 의해 본 발명은 시스템적으로 불규칙한 지연이 발생하더라도 수신 파형 분석 시작 위치를 정확하게 결정함으로써 시스템적으로 발생할 수 있는 불규칙한 지연에 적응적인 음장 분석이 가능해 보다 정밀하고 안정적인 음장 보안이 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 음장 분석 성능이 개선된 음장 보안 시스템의 수신 파형 분석 시작 위치 결정 동작을 도 4 를 통해 알아본다. 도 4 는 본 발명에 따른 음장 분석 성능이 개선된 음장 보안 시스템의 수신 파형 분석 시작 위치 결정 방법의 일 실시예의 구성을 도시한 흐름도이다.
먼저, 계산 단계(410)에서 음장 보안 시스템이 음향 신호의 수신 파형의 시간축 각 위치 마다, 음향 신호의 출력 파형의 피크치들의 간격에 대응하는 위치들의 수신 파형 크기값들을 합산한 합산값을 계산한다. 합산값 계산과 관련해서는 기 설명하였으므로, 중복 설명은 생략한다.
그 다음, 선택 단계(420)에서 음장 보안 시스템이 상기 계산 단계(410)에 의해 계산된 음향 신호의 수신 파형의 시간축 각 위치들에서의 합산값들 중 최대값을 갖는 수신 파형의 시간축 위치를 선택한다. 최대값을 갖는 수신 파형의 시간축 위치 선택과 관련해서는 기 설명하였으므로, 중복 설명은 생략한다.
그리고, 결정 단계(430)에서 음장 보안 시스템이 상기 선택 단계(420)에 의해 선택된 최대값을 갖는 수신 파형의 시간축 위치로부터 특정의 시간 설정값을 감산한 시간축 위치를 수신 파형 분석 시작 위치로 결정한다. 수신 파형 분석 시작 위치 결정과 관련해서는 기 설명하였으므로, 중복 설명은 생략한다.
따라서, 본 발명은 시스템적으로 불규칙한 지연이 발생하더라도 수신 파형 분석 시작 위치를 정확하게 결정함으로써 시스템적으로 발생할 수 있는 불규칙한 지연에 적응적인 음장 분석이 가능해 보다 정밀하고 안정적인 음장 보안이 가능하므로, 상기에서 제시한 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 의해 참조되는 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만, 이러한 기재로부터 후술하는 특허청구범위에 의해 포괄되는 범위내에서 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다.
본 발명은 음장 보안 기술분야 및 이의 응용 기술분야에서 산업상으로 이용 가능하다.
100 : 음장 보안 시스템
110 : 음향 출력부
120 : 음향 수신부
130 : 음향 분석부
131 : 합산값 계산부
132 : 위치 선택부
133 : 시작 위치 결정부
110 : 음향 출력부
120 : 음향 수신부
130 : 음향 분석부
131 : 합산값 계산부
132 : 위치 선택부
133 : 시작 위치 결정부
Claims (8)
- 음향 신호를 출력하는 음향 출력부와, 상기 음향 출력부에 의해 출력되는 음향 신호를 수신하는 음향 수신부와, 상기 음향 수신부에 의해 수신되는 음향 신호의 시간적인 음압 상관 관계를 분석하여 침입 여부를 판단하는 음향 분석부를 포함하는 음장 보안 시스템에 있어서,
상기 음향 분석부가:
상기 음향 수신부에 의해 수신되는 음향 신호의 수신 파형의 시간축 각 위치 마다, 상기 음향 출력부에 의해 출력되는 음향 신호의 출력 파형의 피크치들의 간격에 대응하는 위치들의 수신 파형 크기값들을 합산한 합산값을 계산하는 합산값 계산부와;
상기 합산값 계산부에 의해 계산된 음향 신호의 수신 파형의 시간축 각 위치들에서의 합산값들 중 최대값을 갖는 수신 파형의 시간축 위치를 선택하는 위치 선택부와;
상기 위치 선택부에 의해 선택된 수신 파형의 시간축 위치로부터 특정의 시간 설정값을 감산한 시간축 위치를 수신 파형 분석 시작 위치로 결정하는 시작 위치 결정부를;
포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 음장 분석 성능이 개선된 음장 보안 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 수신 파형의 시간축 위치로부터 감산되는 특정의 시간 설정값이:
출력 파형의 첫번째 피크치의 시간적인 위치와 출력 파형의 시작 위치간의 간격인 것을 특징으로 하는 음장 분석 성능이 개선된 음장 보안 시스템. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 음향 출력부에 의해 출력되는 음향 신호가:
적어도 2개의 출력 파형 피크치를 갖는 음향 구간이 연속적으로 반복되는 것을 특징으로 하는 음장 분석 성능이 개선된 음장 보안 시스템. - 제 3 항에 있어서,
상기 각 음향 구간이:
출력 파형의 시작 시점 이전 특정 시간 설정값 동안 무음 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 음장 분석 성능이 개선된 음장 보안 시스템. - 제 4 항에 있어서,
상기 각 음향 구간이:
출력 파형의 종료 시점 이후 특정 시간 설정값 동안 무음 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 음장 분석 성능이 개선된 음장 보안 시스템. - 제 3 항에 있어서,
상기 출력 파형의 피크치들간의 간격이:
일정한 것을 특징으로 하는 음장 분석 성능이 개선된 음장 보안 시스템. - 제 3 항에 있어서,
상기 출력 파형의 피크치들간의 간격이:
일정하지 않은 것을 특징으로 하는 음장 분석 성능이 개선된 음장 보안 시스템. - 음향 신호를 출력하는 음향 출력부와, 상기 음향 출력부에 의해 출력되는 음향 신호를 수신하는 음향 수신부와, 상기 음향 수신부에 의해 수신되는 음향 신호의 시간적인 음압 상관 관계를 분석하여 침입 여부를 판단하는 음향 분석부를 포함하는 음장 보안 시스템의 수신 파형 분석 시작 위치 결정 방법에 있어서,
음향 신호의 수신 파형의 시간축 각 위치 마다, 음향 신호의 출력 파형의 피크치들의 간격에 대응하는 위치들의 수신 파형 크기값들을 합산한 합산값을 계산하는 계산 단계와;
상기 계산 단계에 의해 계산된 음향 신호의 수신 파형의 시간축 각 위치들에서의 합산값들 중 최대값을 갖는 수신 파형의 시간축 위치를 선택하는 선택 단계와;
상기 선택 단계에 의해 선택된 최대값을 갖는 수신 파형의 시간축 위치로부터 특정의 시간 설정값을 감산한 시간축 위치를 수신 파형 분석 시작 위치로 결정하는 결정 단계를;
포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 음장 보안 시스템의 수신 파형 분석 시작 위치 결정 방법.
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