KR101736911B1

KR101736911B1 - 빔포밍 음향 이미징을 이용한 보안 감시 시스템 및 이를 이용한 보안 감시 방법

Info

Publication number: KR101736911B1
Application number: KR1020100124374A
Authority: KR
Inventors: 박강호; 이성규; 양우석; 김종대; 왕세명; 김대성; 김기현
Original assignee: 한국전자통신연구원; 광주과학기술원
Priority date: 2010-12-07
Filing date: 2010-12-07
Publication date: 2017-05-19
Also published as: US9103908B2; KR20120063272A; US20120140597A1

Abstract

본 발명은 음원 발생 장치와 어레이 형태의 음향 측정 장치로부터 얻은 음향 신호로부터 얻은 음향 이미지를 이용하여 설정된 보안 공간에서의 침입 물체의 유무 및 그 위치를 판단하고 침입 물체 위치에서 발생하는 소리를 모니터링하는 침입자 보안 감시 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 음향 신호를 발생시키는 음향 발생 장치, 음향 신호를 수신하는 복수의 음향 측정 장치, 및 복수의 음향 측정 장치가 수신한 음향 신호로부터 빔포밍 알고리즘을 이용하여 음향 이미지를 생성하고 침입 전의 음향 이미지와 침입 후의 음향 이미지를 비교하여 침입자의 위치 정보를 결정하는 음향 이미지 처리 장치를 포함하는 빔포밍 음향 이미징을 이용한 보안 감시 시스템이 제공된다.

Description

빔포밍 음향 이미징을 이용한 보안 감시 시스템 및 이를 이용한 보안 감시 방법{Security Monitoring System Using Beamforming Acoustic Imaging and Method Using The Same}

본 발명은 빔포밍 음향 이미징을 이용한 보안 감시 시스템 및 이를 이용한 보안 감시 방법에 관한 것이다.

보다 구체적으로, 본 발명은 음원 발생 장치와 마이크 어레이 음향 측정 장치로부터 얻은 음향 이미지(acoustic image)를 이용하여 설정된 보안 공간에 있는 물체의 형상 정보와 관련된 음향 이미지를 측정하는 방법과 미리 설정된 침입 전의 음향 이미지와 변화된 음향 이미지를 비교하여 침입 물체의 유무와 그 위치를 판단하고 침입 물체의 위치를 모니터링하는 보안 및 감시 방법에 관한 것이다.

보안 감시 시스템은 오랜 기간 동안 연구가 되어왔던 분야로 최근에 지능형 보안 시스템 기술이 활발히 연구되고 있다. 종래 기술로는 보안 카메라 방식, 적외선(IR) 방식, 초음파 방식, 음향 측정 방식 등이 있다.

첫 번째 종래 기술은 미국특허 US 7,535,351호(Acoustic intrusion detection system)로서, 가청 주파수 영역의 음향을 쌍극자 스피커(emitter)에서 발생하고 한 쌍의 마이크(detector)를 쌍극자의 음향 상쇄 위치(null)에 두어 침입자에 의하여 발생하는 음파의 크기 및 위상이 침입 전의 음파의 크기 및 위상과 변화되는 것을 비교하여 감지하여 침입 여부를 검출하는 기술을 개시하고 있다. 이 종래 기술의 단점은 특정한 보안 구역에 국한되어 사용되어 단순히 침입 여부만을 감지할 수 있으며 침입자의 위치나 동선을 모니터링할 수 없다는 점이다.

두 번째 종래 기술은 한국특허 공개번호 제2008-0055340호(자동차용 초음파식 침입 검출 경보 시스템 및 방법)로서, 초음파를 사용하여 자동차의 침입을 감지하는 기술에 관한 것이다. 이 종래 기술은 초음파를 디지털 변조하고 잔향이나 외부로부터의 노이즈에 의한 오검출을 감소시키고, 검출 정밀도를 향상시킬 수 있도록 한 자동차용 초음파식 침입 검출 경보 시스템 및 방법에 관한 기술로서 타 차량으로부터 발신된 초음파에 의한 오작동 문제를 해결하는 장점이 있다. 그러나, 이 종래 기술의 단점은 초음파를 사용하는데 따르는 전력 효율성 문제와, 초음파 발생시 임의의 공간에서 기존에 있던 물체나 조건에 의해서 초음파 파형이 왜곡된 상황으로 시작되는 경우 침입에 여부에 관계없이 침입 신호를 발생시키는 오류가 발생하는 단점이 있다.

세 번째 종래 기술은 한국특허 공개번호 제2004-0025148호(환경음향을 이용한 보안 장치 및 방법)로서, 감시할 소정 장소의 환경에 따라 발생하는 환경 음향을 이용하여 그 감시 장소에 이상이 발생하는지의 여부를 감시하는 기술에 관한 것이다. 이 종래 기술은 감시할 소정 장소에 마이크를 설치하여 음향 신호로부터 특징 추출부가 소정의 특징을 추출하며, 그 추출한 특징을 이상 발생 판단부가 메모리에 저장되어 있는 환경 음향 기준 모델과 비교하여 소정의 장소에 이상 발생 여부를 판단하고, 이상 발생이 판단될 경우에 경보 출력부가 경보 신호를 발생하여 감시자에게 경보하는 방식을 개시하고 있다. 이 종래 기술의 단점은 침입자나 침입 물체가 매우 조용한 상태로 침입 시에는 환경 음향의 변화가 없으므로 이와 같은 침입 시에 감시 장치가 미작동하게 된다는 단점을 갖는다.

본 발명은 빔포밍 음향 이미지 기술을 이용하여 기존의 보안 감시 기술이 제공하지 못했던 성능 및 기능 구현이 가능하도록 하는 것을 목적으로 한다.

기존의 보안 감시 방법은 적외선(IR) 또는 초음파를 이용하여 단순 침입 유무를 감지하거나 정확한 정보를 위해서 감시 카메라를 설치하여 사람이 직접 상황을 보거나 영상을 저장하여 사후 처리하는 방법이 일반적이었으나, 본 발명에서는 음원 발생 장치에서 소리를 내어 반사 또는 회절되는 소리를 설치된 빔포밍 마이크 어레이로서 측정하여 공간의 형상 정보를 갖는 음향 이미지(acoustic image)를 얻고 이를 침입 전과 비교하여 침입 여부와 침입자 위치 정보를 모니터링하여 알람을 하거나, 침입자 위치에서의 소리를 저장하여 사후 침입자 정보를 확인할 수 있는 보안 감시 방법을 제공할 수 있다.

본 발명은, 기존의 보안 감시 방법인 보안 카메라 방식에서의 24시간 작동시 발생되는 큰 전력 소모, 야간 감시 시에 조명의 필요성 등의 문제점을 극복하고, IR 방식에서의 IR 차단복이나 차단 장치를 통한 침입 시 보안 감시의 미작동 문제에 의한 단점을 극복하고, 초음파 방식에서의 공기층으로의 음파전달 효율성이 낮은데 따른 전력문제, 고직진성에 의한 스캔 방식 적용의 어려움, 바람이나 소음에 의한 오작동 문제 등을 극복할 수 있으며, 침입 여부뿐만 아니라 침입자의 위치 정보를 모니터링 하여 보안 감시를 용이하기 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 기존의 보안 감시 방법인 IR 센서 및 초음파/음향 감지에 침입 여부를 감지하는 방법이나 보안 카메라 방식의 약점을 극복하는 기술로서 야간이나 소리를 내지 않는 침입자의 침입 여부뿐만 아니라 침입자의 위치 정보를 감지하여 보안의 신뢰성과 용이성을 높이는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 1개 이상의 스피커 및 다수의 마이크 어레이를 이용하여, 설정된 보안 공간에서 빔포밍 방식의 음원 감지 기술을 적용하여 음파의 반사 및 회절에 의한 음향 이미지를 측정하고 음향 이미지의 변화로 측정 가능한 침입자 정보를 획득하고 이를 이용한 보안 감시 시스템 구축이 가능하고, 본 발명을 독자적으로 사용할 수 있을 뿐 아니라 기존의 다양한 보안 감시 시스템과 연계한 작동이 가능하다.

본 발명의 제1 측면에 따르면, 음향 신호를 발생시키는 음향 발생 장치, 음향 신호를 수신하는 복수의 음향 측정 장치, 및 복수의 음향 측정 장치가 수신한 음향 신호로부터 빔포밍 알고리즘을 이용하여 음향 이미지를 생성하고 침입 전의 음향 이미지와 침입 후의 음향 이미지를 비교하여 침입자의 위치 정보를 결정하는 음향 이미지 처리 장치를 포함하는 빔포밍 음향 이미징을 이용한 보안 감시 시스템이 제공된다.

본 발명의 제2 측면에 따르면, 음향 발생 장치에서 음향 신호를 발생시키고 복수의 음향 측정 장치에서 음향 신호를 수신하고 음원 빔포밍 방법을 이용하여 기준 음향 이미지를 얻는 단계, 침입자의 침입이 감지될 때 음향 발생 장치에서 음향 신호를 발생시키는 단계, 복수의 음향 측정 장치에서 음향 신호를 수신하고 음원 빔포밍 방법을 이용하여 침입자 음향 이미지를 얻는 단계, 및 기준 음향 이미지와 침입자 음향 이미지를 비교하여 침입자의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 빔포밍 음향 이미징을 이용한 보안 감시 방법이 제공된다.

본 발명에 의한 보안 감시 시스템은 일반 공간에서 전달 효율이 높은 가청 주파수대(20~20,000Hz)의 음파 영역의 신호를 발생시키고 설치가 간단하고 비용이 저렴하며 카메라 등과 비교하여 소모 전력이 낮아서 센서 노드와 같이 제한된 에너지원을 갖는 곳에서의 활용도가 높다.

본 발명에 의하면, 기존의 보안 감시 방법인 보안 카메라 방식에서의 24시간 작동시 발생되는 전력소모, 야간에서의 조명 필요성 등의 문제점을 극복하고, IR 방식에서의 IR 차단복이나 차단 장치를 통한 침입 시 보안 감시의 미작동 문제에 의한 단점을 극복하고, 초음파 방식에서의 공기층으로의 음파전달 효율성이 낮은데 따른 전력문제, 고직진성에 의한 스캔 방식 적용의 어려움, 바람 및 소음에 의한 오작동 문제 등을 극복할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 빔포밍 음향 이미지 측정원리에 의해서 저비용 구조이며, 24시간 작동을 한다 하더라도 저전력으로 작동할 수 있는 장점이 있고, 조명 없이도 침입 여부를 판단할 수 있고, IR을 차단하는 장치가 있더라도 일정 공간 내에서 물체의 이동이나 침입 물체가 발생하였을 때 오류 없이 감시가 가능하다.

또한, 본 발명에 의하면, 침입 물체가 발생하는 소음이 없다 하더라도 침입 물체에 의해서 변화되는 음장(acoustic field) 변화에 의해서 침입의 여부가 감시되므로 보안 감시의 안정성 및 신뢰성을 높이는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 침입 여부뿐만 아니라 침입자의 위치 정보도 모니터링할 수 있으므로 이를 이용한 다양하고 신뢰성 높은 보안/감지 기능 제공이 복합적으로 구현 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔포밍 음향 이미징을 이용한 보안 감시 시스템의 구성을 나타내는 개념도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔포밍 음향 이미지를 얻는 음향 이미지 처리 장치를 설명하기 위한 개념도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔포밍 음향 이미징을 이용한 보안 감시 시스템의 작동 순서도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 및 그에 따른 작용 효과는 이하의 상세한 설명을 통해 명확하게 이해될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔포밍 음향 이미징을 이용한 보안 감시 시스템의 구성을 나타내는 개념도이다.

도 1에 도시된 보안 감시 시스템은 설정된 보안 공간(100)에서 침입자(130)의 침입 여부와 침입자(130)의 위치를 감지하기 위한 음향 발생 장치(110)와 어레이 형태의 음향 측정 장치(120)를 포함한다.

음향 발생 장치(110)는 음향 이미지를 얻기 위해 음향 신호를 발생시키도록 구성된다. 음향 발생 장치(110)는 20~20,000Hz의 가청 주파수 대역의 음향 신호를 발생시키는 스피커로서 구성될 수 있다. 음향 신호의 형태는 예컨대, 핑크 노이즈(pink noise), 화이트 노이즈(white noise) 또는 일정 주파수 대역의 사인파(sine wave)를 사용 가능하다. 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 음향 발생 장치(110)는 보안 공간(100)의 상부면의 중앙에 위치할 수 있다. 도 1에는 하나의 음향 발생 장치(110)만이 도시되어 있으나, 보안 공간(100)의 크기 또는 필요에 따라 2 이상의 음향 발생 장치(110)를 설치하는 것도 가능하다.

복수의 음향 측정 장치(120)는 음향 발생 장치(110)에서 발생하여 보안 공간(100) 내의 사람 또는 사물에 반사 또는 회절되어 돌아오는 음향 신호를 감지한다. 음향 측정 장치(120)는 보안 공간(100) 내에 일정 간격을 두고 1차원 어레이 또는 2차원 어레이 형태로 배열되는 마이크 어레이로서 구성될 수 있다. 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이 음향 측정 장치(120)는 보안 공간(100)의 상부면의 모서리에 일정 간격을 두고 배치될 수 있다.

각각의 음향 측정 장치(120)는 각자 설치된 위치에서의 음압의 세기 및 위상을 측정하여 보안 공간(100) 내의 음향 신호의 분포를 알아내는데, 이와 같은 음향 신호의 분포는 일반적으로 음향 측정 장치(120)가 이루고 있는 평면에 수직한 방향으로 음향 신호 분포의 영상을 각도 분할하여 얻을 수 있다. 이러한 음향 이미지(acoustic image)는 특정한 방향에서 발생하는 음향 신호의 음파가 평면파로 음향 측정 장치(120)에 도달하는 것을 가정하여 음향 측정 장치(120)의 위치에 따라 음파의 도달 시간이 달라지는 것을 이용하여 음원 빔포밍 기법을 적용하여 음향 신호의 분포를 이미지화할 수 있으며, 이와 같이 형성된 이미지를 이하에서 음향 이미지라 한다.

이러한 음향 이미지를 보안에 이용하는 방법은 침입자가 없을 때의 음향 이미지를 미리 측정하여 기준 이미지로 정의하고 보안 강화가 요구되는 보안 기간 또는 1차 감지로 침입자(130)가 있음을 검출하였을 때, 음향 신호를 발생시켜 음향 이미지를 측정하여 침입자의 침입 여부를 확인하고 침입자의 위치 정보를 검출할 수 있다. 예컨대, 음향 이미지를 일정 시간 주기로 지속적으로 모니터링하여 침입자(130)의 침입 여부를 상시 감지하는 것도 가능하나, 이와 같은 경우 소모 전력이 크고 음향 신호를 주기적으로 발생하여야 하므로 적외선(IR) 센서, 초음파 센서, 음향 감지와 같은 기존의 1차 감지 보안 시스템에서 침입 여부가 감지되었을 때, 음향 발생 장치(110)에서 음향 신호를 발생하고 음향 측정 장치(120)에서 음향 신호를 감지하도록 동작시키는 방안이 가능하다.

음향 이미지를 얻는 방법으로서 가장 단순한 시간 지연 및 합산(delay & sum) 알고리즘을 이용할 수 있으나, 이 알고리즘은 사이드로브(sidelobe) 및 다른 방향의 음향 신호의 간섭도 포함되어 그 분해능이 좋지 않으므로 다양한 빔포밍 알고리즘을 이용하여 그 분해능 및 정확도를 개선할 수 있다.

또한, 하나 이상의 음원 발생 장치(110)와 복수의 음향 측정 장치(120)는 센서 노드로 구성되어, 센서 노드간에 상호 정보 송수신을 통해서 음향 측정 어레이를 구성하여 보안 공간(100) 전체의 음향 이미지를 측정할 수 있다.

전술한 보안 감시 시스템에 의하면, 일정 공간에서의 물체의 이동이나 침입물체가 발생하였을 때 침입 물체가 발생하는 소음이 없거나 야간에 어두운 상황에서도 침입 여부와 침입자의 위치 정보를 파악할 수 있고, 가청 주파수 대역의 음파가 회절 등으로 인해 물체에 의해 가려진 영역에 있어도 감지가 가능한 장점을 가지므로 기존의 IR, 초음파 및 CCTV를 사용한 보안 감시 기술과 차별화된 성능 구현이 가능하다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔포밍 음향 이미지를 얻는 음향 이미지 처리 장치를 설명하기 위한 개념도이다. 도 2는 복수의 음향 측정 장치(120)가 수신한 신호들로부터 적응형 빔포밍(adaptive beamforming) 방법을 적용하여 특정한 방향에서의 음향 신호를 노이즈(noise)나 사이드로브(sidelobe)를 최소화하는 방법으로 검출하여 빔포밍 음향 이미지를 얻는 알고리즘 처리 장치 및 과정을 나타낸다.

도 2는 다양한 빔포밍 알고리즘 중에서 적응형 빔포밍 기술을 적용한 예를 나타내는 그림으로서, 도 2에 도시된 알고리즘 처리 장치는 고정형 빔포머(210), 블록킹 매트릭스(220), 사이드로브 제거부(230), 합산기(240) 및 출력부(250)를 포함한다.

고정형 빔포머(Fixed Beamformer)(210)는 2차원 어레이 형태로 배열된 음향 측정 장치(120)에서 각각 음향 신호를 감지하고 FFT(Fast Fourier Transform)을 이용하여 특정한 주파수 성분으로 분할하여 특정한 각도의 방향 (θ, φ)(여기서, θ는 천정각, φ는 방위각)을 각도 분할하여 시간 지연 및 합산(delay & sum) 방식의 고정형 빔 음원 분포 결과를 획득한다.

음향 측정 장치(120)에서 감지된 신호는 또한 블록킹 메트릭스(Blocking Matrix)(220) 및 사이드로브 제거기(230)를 거쳐 사이드로브 및 원하는 특정한 각도의 방향 (θ, φ) 이외의 다른 방향에서 발생하는 노이즈 성분을 검출함으로써, 사이드로브나 다른 방향의 노이즈로부터 기인하는 성분을 검출해낼 수 있다.

합산기(240)는 고정형 빔포머(210)의 출력값에서 사이드로브 제거부(230)의 출력값을 감산함으로써 사이드로브나 원하지 않는 다른 방향의 노이즈로부터 기인하는 성분을 제거한다. 이 결과로 생성된 감산된 값은 에러값(error)(241)으로 정의되고, 이 에러값(241)을 최소화하기 위하여, 사이드로브 제거부(sidelobe canceller)를 피드백(feedback) 연산시킨다.

이와 같은 적응형 빔포밍 알고리즘을 이용하여 음향 측정 장치(120)가 수신한 신호로부터 사이드로브나 원하지 않는 다른 방향의 노이즈에서 기인하는 성분을 제거함으로써 음향 이미지의 분해능과 정확도를 개선할 수 있다. 따라서, 도 2에 도시된 음향 이미지 처리 장치에 의하면 보안 공간 내의 사물의 정보나 침입자 정보의 정확도를 개선할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔포밍 음향 이미징을 이용한 보안 감시 시스템의 작동 순서도이다.

먼저, 보안 공간(100)에서 미리 설치된 음향 발생 장치(110)를 이용하여 음향 신호를 발생시키고, 미리 설치된 어레이 형태의 복수의 음향 측정 장치(120)를 이용하여 음향 신호를 감지하고, 전술한 적응형 빔포밍 알고리즘을 이용하여 기준(reference) 음향 이미지를 획득한다(S301). 이와 같이 획득한 기준 음향 이미지는 보안 감시 시스템의 저장부에 저장되어 있으며, 이후에 침입자 음향 이미지와 비교하기 위해 사용된다.

1차 침입 감지 알람에 응답하여 음향 발생 장치(110)에서 음향 신호를 발생시키고 동시에 복수의 음향 측정 장치(120)에서 음향 신호를 감지한다(S302). 음향 발생 장치(110) 및 음향 측정 장치(120)는 일정 시간 주기로 지속적으로 모니터링하여 1차 침입의 감지를 위해 사용될 수도 있으나, 이와 같은 경우 소모 전력이 다소 많이 필요하고 음향 신호를 주기적으로 발생시켜야 하는 문제가 있다. 따라서, 평상시에는 IR 센서, 초음파 센서, 음향 감지 센서와 같은 기존의 1차 감지 보안 시스템만을 동작시키고, 1차 감지 보안 시스템으로부터 침입 여부가 감지되어 1차 침입 감지 알람이 발생할 때에만 음향 발생 장치(110) 및 음향 측정 장치(120)를 동작시킬 수 있다.

다음으로, 복수의 음향 측정 장치(120)가 수신한 음향 신호에 기초하여 음원 빔포밍 방법을 이용하여 침입자 음향 이미지를 획득한다(S303). 음향 이미지 처리 장치는 전술한 적응형 빔포밍 알고리즘을 이용하여 복수의 음향 측정 장치(120)가 수신한 신호들로부터 사이드로브나 원하지 않는 다른 방향의 노이즈에서 기인하는 성분을 제거한 침입자 음향 이미지를 획득할 수 있다.

다음으로, 미리 저장된 기준 음향 이미지와 침입자 음향 이미지를 비교하여 침입자의 침입 여부를 재확인하고 보안 공간 내의 침입자의 위치 정보를 획득한다(S304).

이와 동시에 침입자의 위치 정보에 기초하여 침입자의 움직임을 모니터링하고, 침입자의 위치에서 발생하는 음향을 음원 빔포밍 방법으로 저장한다(S305). 이와 같이, 침입자의 위치에서 발생하는 음향을 음원 빔포밍 방법으로 저장하여 사후에 범인을 검거하기 위한 목소리 및 음향 정보로 활용할 수 있다.

또한, 침입자 음향 이미지를 이용하여 침입자의 위치를 모니터링하면서 CCTV와 같은 영상 획득 장치의 촬영 방향을 침입자의 위치로 이동시켜 침입자 영상 정보를 수집할 수 있다. 이는 추후에 범인을 검거하기 위한 영상 정보로 활용할 수 있다.

본원에서 전술한 특정 실시예들은 예시의 목적으로 설명된 것이므로, 본 발명은 전술한 실시예들에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범주 내에서 전술한 실시예들에 대해 다양한 변경들이 행해질 수 있다.

Claims

음향 신호를 발생시키는 음향 발생 장치;
상기 음향 신호의 반사 또는 회절에 의하여 분포된 음향 신호들을 수신하는 복수의 음향 측정 장치; 및
상기 복수의 음향 측정 장치가 수신한 상기 분포된 음향 신호들로부터 빔포밍 알고리즘을 이용하여 음향 이미지를 생성하고 침입 전에 분포된 상기 음향 신호들에 근거하여 생성된 음향 이미지와 침입 후에 분포된 상기 음향 신호들에 근거하여 생성된 음향 이미지를 비교하여 침입자의 위치 정보를 결정하는 음향 이미지 처리 장치를 포함하는 빔포밍 음향 이미징을 이용한 보안 감시 시스템.
제1항에 있어서, 상기 음향 발생 장치는 20 내지 20,000Hz 대역의 가청 주파수 음파를 발생하는 스피커인 것인 빔포밍 음향 이미징을 이용한 보안 감시 시스템.
제1항에 있어서, 상기 음향 측정 장치는 일정 간격을 두고 1차원 어레이 또는 2차원 어레이 형태로 배열되는 마이크 어레이로서 구성되는 것인 빔포밍 음향 이미징을 이용한 보안 감시 시스템.
제3항에 있어서, 상기 음향 이미지 처리 장치는 상기 마이크 어레이에서 측정된 음향 신호에 기초하여 상기 음향 신호를 반사 또는 회절시키는 상기 침입자 의 형상 정보를 1차원 또는 2차원 음향 이미지로 얻어내는 것인 빔포밍 음향 이미징을 이용한 보안 감시 시스템.
제1항에 있어서, 상기 음향 신호는 핑크 노이즈(pink noise), 화이트 노이즈(white noise) 또는 사인파(sine wave)인 것인 빔포밍 음향 이미징을 이용한 보안 감시 시스템.
제1항에 있어서, 상기 음향 이미지 처리 장치는 상기 음향 신호를 주파수 성분으로 분할하는 것인 빔포밍 음향 이미징을 이용한 보안 감시 시스템.
제1항에 있어서, 상기 음향 이미지 처리 장치는 상기 음향 신호를 원하는 방향으로 각도 분할하여 음향 이미지를 생성하는 것인 빔포밍 음향 이미징을 이용한 보안 감시 시스템.
제7항에 있어서, 상기 음향 이미지 처리 장치는 상기 음향 신호로부터 사이드로브 및 원하는 방향 이외의 다른 방향에서 발생하는 노이즈 성분을 제거하는 것인 빔포밍 음향 이미징을 이용한 보안 감시 시스템.
제1항에 있어서, 상기 침입자의 침입 여부를 감지하기 위해 적외선(IR) 센서 또는 초음파 센서를 더 포함하는 것인 빔포밍 음향 이미징을 이용한 보안 감시 시스템.
제1항에 있어서, 상기 음향 발생 장치 및 상기 복수의 음향 측정 장치는 센서 노드로 구성되고, 센서 노드 간에 상호 정보 송수신이 수행되는 것인 보안 감시 시스템.
음향 발생 장치에서 음향 신호를 발생시키고 복수의 음향 측정 장치에서 상기 음향 신호의 반사 또는 회절에 의하여 분포된 음향 신호들을 수신하고 음원 빔포밍 방법을 이용하여 기준 음향 이미지를 얻는 단계;
침입자의 침입이 감지될 때 상기 음향 발생 장치에서 음향 신호를 발생시키는 단계;
상기 복수의 음향 측정 장치에서 상기 음향 신호의 반사 또는 회절에 의하여 분포된 음향 신호들을 수신하고 음원 빔포밍 방법을 이용하여 침입자 음향 이미지를 얻는 단계; 및
상기 기준 음향 이미지와 상기 침입자 음향 이미지를 비교하여 상기 침입자의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 빔포밍 음향 이미징을 이용한 보안 감시 방법.
제11항에 있어서, 상기 침입자의 위치의 움직임을 모니터링하면서 상기 침입자의 위치에서 발생하는 음향을 상기 음원 빔포밍 방법을 이용하여 저장하는 단계를 더 포함하는 빔포밍 음향 이미징을 이용한 보안 감시 방법.
제11항에 있어서, 상기 침입자의 위치의 움직임을 모니터링하면서 CCTV의 촬영 방향을 상기 침입자의 위치로 이동시켜 침입자 영상 정보를 수집하는 단계를 더 포함하는 빔포밍 음향 이미징을 이용한 보안 감시 방법.
제11항에 있어서, 상기 침입자의 침입 감지는 적외선(IR) 센서 또는 초음파 센서를 이용하는 것인 빔포밍 음향 이미징을 이용한 보안 감시 방법.