KR101837183B1 - 음성인식 키패드와 연결되며 p2p 서버와 연동되는 dvr 시스템 및 그 방법 - Google Patents

음성인식 키패드와 연결되며 p2p 서버와 연동되는 dvr 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 음성인식 키패드와 연결되며 P2P 서버와 연동되는 DVR 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 관제 센터와 출동 요원을 구비하는 대형 CCTV 시스템과 달리, 소규모 방범 보안 시장에서 관제 센터가 없이 출동 요원 비용을 줄인 고객 맞춤형 자가 무인 경비 시스템을 구축하며, CCTV 시스템과 침입 탐지 시스템과 IoT 디바이스가 결합된 P2P 서버와 연동되는 DVR 장치(HW, SW)를 개발하며, DVR 장치에 접속한 CMS 모니터링과 무인경비 기능과 P2P 서버의 Push Alarm 기능, IoT 출입 보안 서비스의 침입 탐지와 음성 경고 기능, 원격 제어(경비 설정/해제/Door Open/Lock)을 제공하며, 침입 탐지 시 상황별 브로드캐스트와 유니캐스트 전송을 구분하여 DVR 장치와 연계된 P2P 서버의 Push Alarm을 통해 기 설정된 DVR용 카드가 장착된 PC/모바일 스마트 기기의 앱(App)의 침입 알람과 모바일 모니터링을 제공하며, IoT 게이트웨이를 통한 스피커로의 원격 음성 경고 기능, 자가 관제 및 대응, 상황에 따라 112 연계 경찰 출동 대응 통신 체계가 제공된다.

Description

음성인식 키패드와 연결되며 P2P 서버와 연동되는 DVR 시스템 및 그 방법{DVR system to be connected keypad for voice recognition and P2P server and method thereof}
본 발명은 음성인식 키패드와 연결되며 P2P 서버와 연동되는 DVR 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 관제 센터와 출동 요원을 구비하는 대형 CCTV 시스템과 달리, 소규모 방범 보안 시장에서 관제 센터가 없이 출동 요원 비용을 줄인 고객 맞춤형 자가 무인 경비 시스템을 구축하며, CCTV 시스템과 침입 탐지 시스템과 IoT 디바이스가 결합된 DVR 장치(HW, SW)를 개발하며, DVR 장치와 P2P 서버가 연결되며, DVR 장치에 접속한 CMS 모니터링과 무인경비 기능과 P2P 서버의 Push Alarm 기능, IoT 디바이스(마이크, 스피커, 도어락)와 연동된 IoT 출입 보안 서비스의 침입 탐지와 음성 경고 기능, 도어락 원격 제어(경비 설정/해제/Door Open/Lock)을 제공하며, 침입 탐지 시 DVR 장치와 연계된 P2P 서버의 Push Alarm을 통해 PC/모바일 스마트 기기의 앱(App)의 침입 알람과 모바일 모니터링, 모바일 스마트 기기로부터 IoT 게이트웨이를 통한 스피커로의 원격 음성 경고 기능과 자가 무인 경비 서비스를 제공하며, 자가 관제 및 대응, 침입에 빠른 대응으로 자발적인 112 신고, 침입에 의한 피해(도난, 강도 상해, 화재 등)에 대하여 안심 보험 서비스를 제공하는, 음성인식 키패드와 연결되며 P2P 서버와 연동되는 DVR 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
CCTV(Closed Circuit Television, 폐쇄회로 감시) 시스템은 영상을 촬영하는 다수의 카메라와, 다수의 카메라와 UTP 케이블로 연결되어 각 카메라의 영상 데이터를 압축하여 저장하는 DVR(Digital Video Recorder) 또는 NVR(Network Video Recorder)과, DVR 또는 NVR에 연결된 스토리지 장치로 구성되며, 네트워크를 통해 PC로 각 카메라 채널의 동영상과 음성을 멀티뷰어 화면을 통해 원격감시 시스템으로 사용된다.
카메라는 렌즈와 카메라, 전원장치를 포함하며, 이를 커버하는 돔 또는 상부 덮개형 카메라 하우징을 구비하며, 고정식 카메라와 회전식 카메라로 분류된다.
CCTV 카메라는 고정 카메라, 소형 카메라 내부에 상하좌우 회전이 가능한 돔 카메라(Dome camera), PTZ(Pan Tilt Zoom) 카메라, 야간 촬영에 적합한 적외선 LED를 구비하는 돔 적외선(IR, Infrared Ray) 카메라 등이 사용된다.
PTZ(Pan, Tilt, Zoom) 카메라는 PTZ 제어 기능을 구비하며, Pan은 카메라의 위치를 고정하고 카메라를 좌우로 움직이는 기능, Tilt(tilt up, tilt down)는 카메라를 상하로 움직이는 기능이며, Zoom in/out은 카메라의 초점 거리를 근거리 또는 원거리로 포커싱하여 영상 화면을 축소/확대하는 기능을 제공한다.
SD 카메라는 SD(640*460= 307,200화소, 24, 15fps)급 해상도의 화질을 제공하며, 설치 위치에 따라, 돔 카메라/사각 카메라로 나누어지며, 가장 많이 사용된다.
HD 카메라는 기존의 SD 카메라 보다 고해상도의 카메라로써, 1.3/2/3 M Pixel 렌즈를 사용하며, HD(HD 1280 × 720 = 921,600화소, 30fps)급 또는 Full HD(1920x1080=2,073,600화소, 30fps)급 고해상도 화질을 제공하며, 보다 선명한 감시화면을 보여준다.
DVR(디지털 비디오 레코더)는 1.8km 거리 내에서 케이블로 연결된 다수의 카메라가 촬영한 영상을 인코딩하여 하드 디스크에 압축하여 저장하고, 각 카메라 채널별 영상을 분배하여 표시되도록 하는 디지털 영상 저장 장치이다. 아날로그 시스템에서 별도로 있어야 하는 화면을 바꿔주는 스위치, 화면 분할기, VCR(비디오 재생기) 센서 및 알람 제어기 등을 하나로 통합한 시스템이다.
NVR은 네트워크상에 설치된 카메라나 비디오 서버의 영상 녹화, 모니터링, 이벤트 관리, 재생을 위한 전용 PC 서버이며, IP 카메라를 통해 디지털 영상을 전송받아 압축하여 저장하고, IP 전용 저장 장치이므로 아날로그 카메라 영상 신호를 디지털 카메라 영상 신호로 변환하는 장치가 필요 없고, 기존 디지털 비디오 녹화기(DVR)를 대체하는 장치이다.
이와 관련된 선행기술1로써, 한국 특허등록번호 10-15302550000에서는 관심영역(ROI, Region of Interest)에 진입한 객체의 이동 반경을 확인할 수 있도록 상기 객체의 영상을 촬영하는 "객체 자동 추적기능을 갖는 CCTV 시스템"이 개시되어 있다. 이를 위하여 감시영역 내의 관심영역을 설정받는 사용자 인터페이스와, 상기 관심영역의 좌표값에 따라 감시카메라의 회전각도 및 주밍비율이 설정된 클로즈업 정보를 저장하고 상기 관심영역의 좌표값 정보를 저장하며 상기 감시카메라로부터 수신받은 영상을 저장하는 저장모듈과, 상기 감시카메라로부터 수신된 영상 데이터를 분석하여 상기 관심영역에 진입한 객체를 타겟으로 지정하고 상기 객체의 실시간 좌표값을 분석하며 상기 좌표값에 대등된 클로즈업 정보를 추출하는 영상분석모듈, 및 상기 클로즈업 정보를 유무선 네트워크를 통해 상기 감시카메라로 제공하여 감시영역 내부에서 이동하는 객체에 대한 확대 영상을 촬영하도록 감시카메라를 제어하는 제어모듈을 포함하는 객체 자동 추적 장치가 구비된 CCTV 시스템을 제공한다. 객체 자동 추적기능을 갖는 CCTV 시스템은 감시영역에 진입한 객체 중 관심영역에 진입한 객체의 확대 영상을 획득하여 저장하므로, 관심영역에 대한 감시 정보의 신뢰성을 높일 수 있다.
이와 관련된 선행기술2로써, 한국 특허등록번호 10-15637020000에서는 "GIS 기반의 CCTV 관제 시스템 및 그 화면 표시방법"이 개시되어 있다.
도 1은 종래의 GIS 기반의 CCTV 관제 시스템 구성도이다.
GIS 기반의 CCTV 관제 시스템은 현장에 설치된 현장 CCTV를 포함하는 현장 CCTV 시스템; 상기 각 현장 CCTV의 위치 데이터 및 GIS 지도 데이터가 저장된 데이터베이스; 및 상기 데이터베이스의 상기 GIS 지도 데이터 및 상기 현장 CCTV의 위치 데이터에 기초하여 상기 현장 CCTV의 촬영 방향을 GIS 관제화면상에 표시하고 상기 현장 CCTV로부터 수신된 CCTV영상을 4방위를 기준으로 회전하여 표시하는 CCTV 관제 서버를 포함한다. 이에 의해, CCTV 정보와 좌표체계를 갖는 GIS(지리정보시스템)를 결합하여 CCTV가 팬틸트 및 포커스 기능 등의 화면전환 기능을 수행하는 경우에도 CCTV 영상의 촬영 방향을 GIS 상에 표시하고, CCTV 영상을 동서남북 방위에 맞게 회전시켜 표시함으로써 CCTV 영상 자체로 방향성을 표시할 수 있다.
이와 관련된 선행기술3로써, 한국 특허 등록번호 10-14401310000에서는 "모바일 클라이언트 단말기에서 다채널 CCTV 관제를 위한 QoS 영상처리 시스템 및 QoS 영상 처리 방법"이 개시되어 있다.
도 2는 종래의 모바일 클라이언트 단말기에서 다채널 CCTV 관제를 위한 Qos 영상처리 시스템 구성도이다.
모바일 클라이언트 단말기에서 다채널 CCTV 관제를 위한 QoS 영상처리 시스템은, 사무실, 빌딩 등에 설치되어 현장을 촬영하는 다수의 CCTV 또는 IP 카메라(10)와; 다수의 CCTV 또는 IP 카메라에서 촬영한 다수 채널의 영상 스트림을 수신하여 다수 채널의 영상 스트림을 메모리에 저장하며 클라이언트 단말기에서 표출 가능한 카메라 N개 영상정보 및 QoS 옵션 정보를 클라이언트 단말기로 전송하고, 또한 N개 카메라에서 수신한 다수 채널의 영상 스트림을 트랜스코딩하고 코딩된 영상 스트림 중에서 스마트 폰, PDA 등과 같은 다양한 클라이언트 단말기로부터 선택된 세션과 QoS 옵션 정보에 해당하는 영상 스트림을 클라이언트 단말기로 전송하여 표출하도록 하는 트랜스코딩 스트리밍 서버(20); 및 상기 트랜스코딩 스트리밍 서버에서 제공한 카메라 N개 영상 스트림 및 QoS 옵션 중에서 원하는 수의 카메라 영상 스트림을 세션을 맺어 수신하며 QoS 옵션 정보를 선택 상기 트랜스코딩 스트리밍 서버로 전송하여 상기 트랜스코딩 스트리밍 서버로부터 상기 QoS 옵션 정보에 해당하는 코딩된 영상 스트림을 수신하여 표시부를 통하여 표출하는 모바일 클라이언트 단말기(30)로 구성되며,
클라이언트 단말기가 특정 카메라 영상 스트림만을 표출하는 경우, 다른 수신된 영상 스트림은 일시 정지 메시지를 트랜스코딩 스트리밍 서버로 전송하며, 상기 트랜스코딩 스트리밍 서버는 해당 영상 스트림 전송을 중지하고 세션은 유지하는 것을 특징으로 한다.
CCTV 관제에 따른 경비 출동 요원은 가정이나 회사에 설치된 보안(Security) 기기에 이상이 감지되면, 즉시 현장에 출동하여 문제점을 처리하여 안전하게 경비하여 상황을 정리하는 일을 담당한다.
그러나, 기존의 CCTV 시스템과 침입 탐지 시스템은 고비용 관제센터 구축해야 하며, 방범 요원의 비싼 출동 비용과 유지비가 많이 들며, 저화질 및 보안(security) 제품의 기능과 다양성이 부족하고, 비용 대비 낮은 효율을 제공하였다.
무인 경비 시장 형성 기술 발전과 시장 변화 자가 무인경비 시스템
* 대기업의 시장
* 고비용의 관제센터 구축
* 비싼 출동 비용과 유지비
* 저화질, 제품의 다양성 부족
* 신속한 출동 대응 결여
* 비용대비 낮은 효율
*인터넷 초고속 광대역화
*스마트폰 PC 일반화
*CCTV의 네트워크 화/HD화
*고객의 효율적인 서비스 요구
*CCTV와 침입탐지 결합
*모바일/PC로 CCTV, 침입 알람
*자가 관제 및 대응
*112 연계 경찰 출동
*고객 피해 보상
*높은 효율과 낮은 서비스 비용
최근, CCTV 관련 기술 발전에 따라 관제센터를 구비할 필요 없이 사용되는 자가 무인 경비 시스템이 주목받고 있으며, 박물관, 은행 카드기 창구, 금은방, 편의점 등의 도난을 방지하고 경비가 요구되는 지역에 설치되며, 본체에 센서, 리모콘, 경고램프(경광등) 등의 다양한 옵션 제품들이 사용된다.
그러나, 기존의 자가 무인 경비 시스템은 P2P 서버를 통한 DVR 장치의 접근 권한 인증, 출입문 키패드와 연계된 DVR 장치의 무인경비, P2P 서버의 침입 알람과 스마트 기기의 모바일 모니터링, DVR 장치가 IoT 출입 보안 서비스와 연계되어 침입 탐지 시 원격 음성 경고 기능을 제공하지 않았다.
특허 등록번호 10-15302550000 (등록일자 2015년 06월 15일), "객체 자동 추적기능을 갖는 CCTV 시스템", 주식회사 다이나맥스 특허 등록번호 10-15637020000 (등록일자 2015년 10월 21일), "GIS 기반의 CCTV 관제 시스템 및 그 화면 표시방법", (주)이지트래픽 특허 등록번호 10-14401310000 (등록일자 2014년 9월 3일), "모바일 클라이언트 단말기에서 다채널 CCTV 관제를 위한 QoS 영상처리 시스템 및 QoS 영상 처리 방법", 주식회사 에스원
종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 관제 센터와 출동 요원을 구비하는 대형 CCTV 시스템과 달리, 소규모 방범 보안 시장에서 관제 센터가 없이 출동 요원 비용을 줄인 고객 맞춤형 자가 무인 경비 시스템을 구축하며, CCTV 시스템과 침입 탐지 시스템과 IoT 디바이스가 결합된 DVR 장치(HW, SW)를 개발하며, DVR 장치와 P2P 서버가 연결되며, DVR 장치에 접속한 CMS 모니터링과 무인경비 기능과 P2P 서버의 Push Alarm 기능, IoT 디바이스(마이크, 스피커, 도어락)와 연동된 IoT 출입 보안 서비스의 침입 탐지와 음성 경고 기능, 도어락 원격 제어(경비 설정/해제/Door Open/Lock)을 제공하며, 침입 탐지 시 상황별 브로드캐스트와 유니캐스트 전송을 구분하여 DVR 장치와 연계된 P2P 서버의 Push Alarm을 통해 PC/모바일 스마트 기기의 앱(App)의 침입 알람과 모바일 모니터링, 모바일 스마트 기기로부터 IoT 게이트웨이를 통해 스피커로의 원격 음성 경고 기능과 자가 무인 경비 서비스를 제공하며, 자가 관제 및 대응, 침입에 빠른 대응으로 자발적인 112 신고, 침입에 의한 피해(도난, 강도 상해, 화재 등)에 대하여 안심 보험 서비스를 제공하는, 스마트 기기의 앱 연동이 가능한 P2P 서버를 구비하는 보안용 DVR 시스템을 제공한다.
본 발명의 다른 목적은 스마트 기기의 앱 연동이 가능한 P2P 서버를 구비하는 보안용 DVR 시스템에서 보안 서비스 제공 방법을 제공한다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해, 음성인식 키패드와 연결되며 P2P 서버와 연동되는 DVR 시스템은, 경비구역의 침입을 탐지하는 센서; 출입문 보안 카드의 RFID 또는 NFC 태그 인식, 또는 음성 인식을 통해 출입권한이 인증되면 출입문 시스템이 도어 개폐를 제어하며, 마이크와 스피커와 근거리 무선 통신부를 구비하는 키패드; 상기 센서 및 상기 키패드, 경광등과 연결되고, 장치 ID와 IP 주소가 할당되며, 경비 지역의 영상을 촬영하는 적어도 하나 이상의 카메라와 연결되며, 카메라별로 녹화된 영상 데이터를 저장하는 하드 디스크가 내장된 DVR 장치; 상기 DVR 장치와 연결되고, 자체 서버에 ID가 등록된 후 모바일 스마트 기기의 앱(App)을 통해 상기 DVR 장치에 접근 권한 인증 기능을 제공하며, 경비 구역의 침입 탐지시 기 설정된 단말기로 침입 알람(P2P 서버의 Push Alarm)을 유니캐스트로 전송하는 P2P 서버; 및 관제센터를 구비하지 않으며, 상기 DVR 장치는 상기 P2P 서버와 네트워크를 통해 연결되고, 경비 구역의 카메라들로부터 녹화된 영상에 대한 CMS 모니터링을 위한 화면 분할기 클라이언트와 PC 전용 음성 인식 SW가 설치된 DVR용 카드가 장착된 관제 PC;를 포함하는 자가 무인 경비 시스템을 구비하며,
상기 자가 무인 경비 시스템으로 사용되는 적어도 하나 이상의 카메라와 연결된 DVR 장치는 센서 및 경광등과 연동되고, 상기 키패드는 DVR 장치 또는 IoT 게이트웨이와 연동되고,
상기 카메라 또는 상기 키패드의 내부에는 마이크와 스피커를 구비하며, 상기 키패드와 도어락, 키패드에 구비된 마이크와 스피커를 포함하는 IoT 디바이스들과 통신되는 IoT 게이트웨이를 더 포함하며,
상기 키패드의 음성 인식기는 인공 지능과 음향학, 자연어처리에 사용되는 HMM(Hidden Markov Model) 확률 모델, 동적 정합법(dynamic matching), 벡터 양자화(Vector Quantization), MSVQ(Multi Section Vector Quantization) 중 어느 하나의 음성인식 알고리즘을 사용하여 마이크로부터 입력된 아날로그 음성 신호의 발음 사전과 비교하여 출입권한이 인증된 사용자를 확인하여 침입 탐지를 하며,
상기 키패드에서 보안카드 인식 또는 음성 인식이 출입권한 인증이 안된 경우, 상기 키패드는 상기 DVR 장치와 상기 P2P 서버로 키패드 감지 신호를 전송하고, 상기 P2P 서버가 침입 알람을 기 설정된 PC와 모바일 스마트 기기로 전송하며,
상기 P2P 서버로부터 상기 침입 알람을 받은 상기 모바일 스마트 기기는 경비구역에 불법 침입자가 확인되면, 상기 P2P 서버를 통해 자신의 모바일 스마트 기기로부터 상기 IoT 게이트웨이를 통해 상기 키패드의 스피커로 원격 음성 경고 신호를 전송하고, 상기 P2P 서버와 연결되는 GIS 서버에 탐지 위치의 공간 정보와 속성 정보를 포함하는 위치를 GIS 서버의 지도(map)상에 표시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해, 음성인식 키패드와 연결되며 P2P 서버와 연동되는 DVR 시스템에서 보안 서비스 제공 방법은, 보안카드 인식과 음성 인식 기능을 갖는 키패드와 연결되며 P2P 서버와 연동되는 DVR 시스템에서, 센서와 키패드와 적어도 하나 이상의 카메라와 연결된 DVR 장치와 연결되는 P2P 서버에 ID 등록 후 모바일 스마트 기기의 앱(App)을 통해 상기 DVR 장치에 접근 권한 인증받는 단계; 적어도 하나 이상의 카메라로부터 녹화된 영상을 상기 DVR 장치의 하드 디스크에 실시간으로 저장하는 단계; 경비 구역의 침입 탐지시, 보안카드 출입 비밀번호 인증, 또는 키패드부의 음성 인식기에 의해 입력된 아날로그 음성 신호의 단어와 문장에 대해 기 저장된 단어, 음소, 음절을 비교하여 음성 인식 인증 실패시에 상기 키패드에 의해 검출된 키패드 감지 신호를 장치 ID와 함께 상기 DVR 장치를 통해 P2P 서버로 전송하고, 상기 P2P 서버가 침입 알람(P2P Push Alarm)을 기 설정된 단말기인 관제 PC/모바일 스마트 기기로 전송하는 단계; 기 설정된 이동전화번호의 모바일 스마트 기기로 침입 알람을 출력하고 카메라 영상을 트랜스코딩 후 카메라 영상을 출력하는 모바일 모니터링 단계와, 동시에 상기 관제 PC에 클라이언트로 침입 알람과 CCTV 다채널 영상을 출력하는 CMS 모니터링 단계; 상기 침입 알람을 받은 모바일 스마트 기기의 사용자가 경비구역에 불법 침입자가 확인되면, 상기 P2P 서버를 통해 자신의 모바일 스마트 기기로부터 IoT 게이트웨이를 통해 키패드의 스피커로 원격 음성 경고 신호를 전송하는 단계; 및 상기 P2P 서버와 연결되는 GIS 서버에 탐지 위치의 공간 정보와 속성 정보를 포함하는 위치를 GIS 서버의 지도(map)상에 표시하는 단계를 포함하며,
상기 키패드의 음성 인식기는 인공 지능과 음향학, 자연어처리에 사용되는 HMM(Hidden Markov Model) 확률 모델, 동적 정합법(dynamic matching), 벡터 양자화(Vector Quantization), MSVQ(Multi Section Vector Quantization) 중 어느 하나의 음성인식 알고리즘을 사용하여 마이크로부터 입력된 아날로그 음성 신호의 발음 사전과 비교하여 출입권한이 인증된 사용자를 확인하여 침입 탐지를 하며,
상기 키패드는 출입권한 인증이 부여된 이름에 대한 음성을 키패드의 저장부에 기 저장하고, 출입시 마다 음성 인식을 통해 음성 스펙트럼을 비교하여 출입권한이 인증될 수 있으며, 상기 DVR 장치 또는 상기 IoT 게이트웨이와 연동되는 키패드는 출입 시스템과 연결되어 자동으로 도어를 개방/폐쇄하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 음성인식 키패드와 연결되며 P2P 서버와 연동되는 DVR 시스템 및 그 방법은 소규모 방범 보안 시장에서 관제 센터가 없이 출동 요원 비용을 줄인 고객 맞춤형 자가 무인 경비 시스템을 구축하며, CCTV 시스템과 침입 탐지 시스템과 IoT 디바이스가 결합된 DVR 장치(HW, SW)와 P2P 서버가 연결되며, DVR 장치에 접속한 CMS 모니터링과 무인경비 기능과 P2P 서버의 Push Alarm 기능, IoT 디바이스(도어락, 마이크, 스피커)와 연동된 IoT 출입 보안 서비스의 침입 탐지와 음성 경고 기능, 도어락 원격 제어(경비 설정/해제/Door Open/Lock)을 제공하며, 침입 탐지 시 DVR 장치와 연계된 P2P 서버의 Push Alarm을 통해 PC/모바일 스마트 기기의 앱(App)의 침입 알람과 모바일 모니터링, 모바일 스마트 기기로부터 IoT 게이트웨이를 통해 스피커로의 원격 음성 경고 기능과 자가 무인 경비 서비스를 제공하며, 자가 관제 및 대응, 침입에 빠른 대응으로 자발적인 112 신고, 침입에 의한 피해(도난, 강도 상해, 화재 등)에 대하여 보험사와 연계되어 안심 보험 서비스를 제공한다.
DVR 장치에 무인경비 기능과 P2P 서버의 Push Alarm 기능, IoT 출입 보안 서비스 기능을 갖는 고객 맞춤형 자가 무인 경비 시스템(Smart Guard 시스템)은 기존 관제 센터와 출동 요원을 비용이 높은 대형 CCTV 시스템과 달리, 금은방, 편의점 등 소규모 방범 보안 시장에서 관제 센터가 없이 출동 요원의 비용을 줄이는 자가 무인 경비 서비스를 제공한다. 자가 무인 경비 시스템은 24시간 고화질 Full HD급 CCTV 모니터링을 제공하며, 모바일 스마트기기의 모바일 모니터링/PC의 CMS모니터링, IoT 출입 보안 서비스와 P2P 서버의 Push Alarm(침입 알람), 자가 관제 및 대응, 침입에 빠른 대응으로 자발적인 112 신고 후 경찰 출동, 침입에 의한 피해(도난, 강도 상해, 화재 등)에 대하여 보험사와 연계되어 안심 보험 서비스를 제공하여 고객에게 침입 피해 보상을 실시하며, 고객 맞춤형 자가 무인 경비 서비스 효율을 향상시키며, 출동 요원의 서비스 비용을 줄이는 효과가 있다.
자가 무인 경비 시스템은 기존 대형 CCTV 시스템과는 달리 별도 관제 센터를 구비하지 않으며 불필요한 출동 서비스를 줄이고, 비싼 월 사용료가 들지 않으며, 기존 출동 경비 시스템의 자가 무인 경비 서비스 비용을 80%이상 줄이고, 약 200만명에 달하는 소규모 방범 보안 시장에서 관제 센터가 없는 고객 맞춤형 자가 무인 경비 시스템을 공급하여 고객의 대부분을 유치하여 자가 무인 경비 서비스의 판로를 개척할 수 있다.
도 1은 종래의 GIS 기반의 CCTV 관제 시스템 구성도이다.
도 2는 종래의 모바일 클라이언트 단말기에서 다채널 CCTV 관제를 위한 QoS 영상처리 시스템 구성도이다.
도 3은 자가 무인 경비 시스템의 동향과 특징을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 의한 CCTV 영상을 촬영하는 카메라와 키패드가 DVR과 연동되고 P2P 푸시 알람을 제공하는 자가 무인 경비 시스템(Smart Guard)의 기본 개념도이다.
도 5는 자가 무인 경비 시스템의 침입탐지, P2P 서버의 모바일 푸쉬 알림, 112 신고, 침입에 대한 피해(도난, 화재, 강도 상해)에 대하여 보상하는 보험사의 안심 보험 서비스 비즈니스 모델 구성도이다.
도 6은 CCTV 시스템과 침입 탐지 시스템과 IoT 디바이스가 연동된 자가 무인 경비 시스템(Smart Guard)의 핵심 가치를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 자가 무인 경비 시스템(Smart Guard)과, 기존 출동 무인 경비 시스템을 비교한 도면이다.
도 8은 본 발명의 자가 무인 경비 시스템(Smart Guard)의 제품의 특징을 나타낸 도면이다.
도 9는 침입 피해 보상을 위한 보험사의 안심 보험 상품을 예시한 도면이다.
도 10은 카메라와 DVR, 경광등 열선 감지기, 출입문 자석 감지기, 출입 통제 장치(셋트락, 데드볼트, 터치 스위치, 키패드), 관제 PC의 CMS 모니터링과 모바일 스마트 기기의 앱(App) 및 기타 보안 표지판, 발룬을 구비하는 자가 무인 경비 시스템의 제품의 구성을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 자가 무인 경비 시스템(Smart Guard 시스템)으로써,음성인식 키패드와 연결되며 스마트 기기의 앱 연동이 가능한 P2P 서버를 구비하는 보안용 DVR 시스템 구성도이다.
도 12는 보안카드 인식 또는 생채 인식 기능을 갖는 키패드와 통신되는 IoT 게이트웨이 내부 구성도이다.
도 13은 음성 인식의 개념도이다.
도 14는 음성 인식 과정을 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 음성인식 키패드와 연결되며 P2P 서버와 연동되는 DVR 시스템에서 보안 서비스 제공 방법의 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 발명의 구성 및 동작을 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명에 의한 CCTV 영상을 촬영하는 카메라와 키패드가 DVR과 연동되고 P2P 푸시 알람을 제공하는 자가 무인 경비 시스템(Smart Guard)의 기본 개념도이다. 도 5는 자가 무인 경비 시스템의 침입탐지, P2P 서버의 모바일 푸쉬 알림, 112 신고, 침입에 대한 피해(도난, 화재, 강도 상해)에 대하여 보상하는 보험사의 안심 보험 서비스 비즈니스 모델 구성도이다.
도 6은 CCTV 시스템과 침입 탐지 시스템과 IoT 디바이스가 연동된 자가 무인 경비 시스템(Smart Guard)의 핵심 가치를 나타낸 도면이다.
본 발명의 스마트 기기의 앱 연동이 가능한 P2P 서버를 구비하는 보안용 DVR 시스템은 관제 센터를 구비하는 대형 CCTV 시스템과 달리, 관제 센터 및 출동 요원이 필요없는 소규모 자가 무인 경비 시스템을 구축하며, CCTV 시스템과 침입 탐지 시스템이 구비된 자가 무인 경비용 P2P 서버와 연동되는 DVR 장치(HW, SW)를 개발하며, DVR 장치와 P2P 서버가 연동되고, DVR 장치에 CCTV 모니터링과 무인경비 기능과 P2P 서버의 Push Alarm 기능, IoT 디바이스(도어락, 마이크, 스피커)와 연동된 IoT 출입 보안 서비스의 침입 탐지와 음성 경고 기능, 도어락 원격 제어(경비 설정/해제/Door Open/Lock) 기능을 추가하는 HW, SW 기술과 물리적 침입 탐지 시스템과 연동을 위한 프로토콜 및 펌웨어를 개발하고, 포트포워딩 없이 장치 ID를 할당하여 외부 모바일 스마트 기기의 앱(App)에서 DVR 장치에 접근하도록 허용하는 인증 기술을 제공한다.
자가 무인 경비 시스템(Smart Guard 시스템)은 24시간 고화질 Full HD급 CCTV 모니터링을 제공하며, 침입 탐지 시 상황별 브로드캐스트(일반 데이터)와 유니캐스트 전송(침입 탐지시 경비 알람 신호)을 구분하여 DVR과 연계된 P2P 서버의 Push Alarm을 통해 기 설정된 DVR용 카드가 장착된 PC/모바일 스마트 기기의 앱(App)의 침입 알람을 제공하며, 모바일 스마트 기기의 모바일 모니터링과 모바일 스마트 기기로부터 IoT 게이트웨이를 통해 스피커로의 원격 음성 경고 기능과 자가 무인 경비 서비스를 제공하며, 자가 관제 및 대응, 침입에 빠른 대응으로 자발적인 112 신고, 경비 구역의 침입 사고 발생시 침입에 의한 피해(도난, 강도 상해, 화재 등)에 대하여 안심 보험 서비스를 제공한다.
고객 맞춤형 자가 무인 경비 시스템(Smart Guard 시스템)은 관제 센터와 출동 요원을 비용이 높은 대형 CCTV 시스템과 달리, 금은방, 편의점 등 소규모 방범 보안 시장에서 관제 센터가 없이 출동 요원의 비용을 줄이고, 자가 무인 경비 서비스를 제공하며, 자가 관제 및 대응, 침입에 빠른 대응으로 자발적인 112 신고에 의한 경찰 출동, 경비 지역의 도난, 강도 상해, 화재 등의 침입에 의한 피해에 대해 보험사와 연계되어 보상 보험 서비스를 제공한다.
DVR 장치는 하드디스크를 구비하는 디지털 영상 저장 장치를 구비하며, 각각의 카메라로부터 녹화된 영상 데이터를 하드 디스크의 각각의 프레임 버퍼에 저장하고, DVR 장치와 연결된 DVR용 카드가 장착된 관제 PC에서 multi-process에 의해 각 카메라의 영상 데이터를 분배하여 화면 분할기를 가진 클라이언트로 다채널 영상을 출력되도록 한다.
DVR 장치에 무인경비 기능과 P2P 서버의 Push Alarm 기능, IoT 출입 보안 서비스의 침입 탐지 및 원격 음성 경고 기능을 갖는 고객 맞춤형 자가 무인 경비 시스템은 소규모 방범 보안 시장에서 CCTV와 침입탐지의 결합, 모바일 스마트기기/PC로 모바일 모니터링/CMS 모니터링, IoT 출입 보안 서비스와 침입 탐지 시 P2P 서버의 Push Alarm(침입 알람), 모바일 스마트 기기로부터 IoT 게이트웨이를 통한 스피커로의 원격 음성 경고 기능, 자가 관제 및 대응, 112 신고 후 경찰 출동, 고객 피해 보상, 고객별 무인 경비 서비스 효율 향상과 서비스 비용을 줄일 수 있다.
DVR 장치에 CCTV 모니터링과 무인경비 기능과 침입 탐지시 P2P 서버의 Push 알람 기능, IoT 디바이스(도어락, 마이크, 스피커)와 연동한 IoT 출입 보안 서비스의 침입 탐지 및 음성 경고 기능, 원격 제어 기능을 갖는 고객 맞춤형 자가 무인 경비 시스템은 별도 관제 센터를 구비할 필요가 없으며, 기존 출동 경비 시스템의 서비스 비용을 80%이상 줄이고, 약 200만명에 달하는 소규모 방범 보안 시장에서 관제 센터가 없는 고객 맞춤형 자가 무인 경비 시스템을 공급하여 안전하게 무인 경비 서비스를 제공하며 자가 관제 및 대응하기 위한 시스템이다.
도 7은 본 발명의 자가 무인 경비 시스템(Smart Guard)과, 기존 출동 무인 경비 시스템을 비교한 도면이다.
본 발명의 자가 무인 경비 시스템(Smart Guard)은 기존 출동 무인 경비 시스템과 달리, DVR 장치는 기본적인 CCTV 모니터링 이외에, 키패드와 연동된 자가 무인경비 기능과, 침입 탐지 시 P2P 서버의 Push 알람 기능, IoT 디바이스(도어락, 마이크, 스피커)와 연동된 IoT 출입 보안 서비스의 침입 탐지 및 원격 음성 경고 기능, 도어락 원격 제어 기능(경비 설정/해제/Door Open/Lock)을 제공하여 기존 DVR 보다 향상된 자가 무인 경비 서비스를 제공한다.
도 8은 본 발명의 자가 무인 경비 시스템(Smart Guard)의 제품의 특징을 나타낸 도면이다.
자가 무인 경비 시스템(Smart Guard)은 PC(CMS 모니터링)에서 24시간 실시간 현장 선명한 고해상도 영상(200만 화소) 확인 및 재생, 스마트폰으로 녹화 영생 검색 및 관리(App & CMS), 원격 설정 기능(경비 설정/해제, 경광등, 문열림)을 구비하는 스마트한 CCTV 서비스; 경비 구역의 침입 즉시 고객의 스마트폰으로 비상 알람, 즉각적인 현장 영상 확인, 112 긴급 신고 버튼을 통해 재빠른 현장 대응, Cloud 연동 서비스로써 P2P 서버의 P2P 푸시 알람을 제공하는 자가 무인 경비 서비스; 고객 맞춤형 할부 판매 서비스; 경비 구역의 침입 사고 발생시 침입에 의한 피해(도난, 강도 상해, 화재 등)에 대하여 안심 보험 서비스; 및 통합 고객 서비스 센터의 원격 지원 서비스를 제공한다.
도 9는 침입 피해 보상을 위한 보험사의 안심 보험 상품을 예시한 도면이다.
경비 구역의 침입 피해 보상을 위한 보험사의 안심 보험 상품은 침입강도 상해 담보(사망, 후유장해), 도난 손해(현금/유가 증권, 귀중품, 동산, 침입 시설 파손), 화재 손해(주택), 화재 복구 지원금(영업소)의 가입 유형에 따라 보험금이 지금된다. 보험사의 주용 담보 내용은 도난 손해 담보, 강도 상해 담보, 화재손해 담보, 보관시설 파손 담보를 포함한다.
도 10은 카메라와 DVR, 경광등 열선 감지기, 출입문 자석 감지기, 출입 통제 장치(셋트락, 데드볼트, 터치 스위치, 키패드), 자가 관제 PC의 CMS(Contents Management System) 모니터링과 모바일 스마트 기기의 앱(App) 및 기타 보안 표지판, 발룬을 구비하는 자가 무인 경비 시스템의 제품의 구성을 나타낸 도면이다.
CCTV 시스템은 침입 탐지 시스템과 결합되어 사용되며, CCTV 카메라는 최대 16 또는 25대까지 설치가 가능하고 DVR 또는 NVR 장치에 연결되어 원격 관제 센터의 DVR용 카드가 장착된 PC에서 화면 분할기 클라이언트를 통해 다채널 화면 모니터링이 되며, 고객의 요구 사항에 따라 출입문 침입 감지 센서, 또는 방범·방재용 센서와 같이 사용되고, 인체감지 센서(PIR 센서), 음파 감지 센서, 무선 도어 센서, 열적외선 센서, 화재 감지 센서 등이 사용될 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 자가 무인 경비 시스템(Smart Guard 시스템)으로써, 음성인식 키패드와 연결되며 스마트 기기의 앱 연동이 가능한 P2P 서버를 구비하는 보안용 DVR 시스템 구성도이다.
자가 무인 경비 시스템(Smart Guard 시스템)으로써, 음성인식 키패드와 연결되며 스마트 기기의 앱 연동이 가능한 P2P 서버를 구비하는 보안용 DVR 시스템은
경비구역의 침입을 탐지하는 센서(708);
출입문 제어 시스템으로 사용되며, 출입문 보안 카드의 RFID 또는 NFC 태그 인식, 또는 얼굴 인식을 통해 출입문 보안을 확인하는 출입구에 구비된 마이크와 스피커와 블루투스 근거리 무선 통신부를 구비하는 키패드(710);
상기 센서(708), 상기 키패드(710) 및 경광등(709)과 연결되고, 장치 ID와 IP 주소가 할당되며, 감시 지역의 영상을 촬영하는 적어도 하나 이상의 카메라와 연결되며, 녹화된 영상 데이터를 저장하는 하드 디스크가 내장된 DVR 장치(720);
상기 DVR 장치(720)에 연결되고, 경비 구역의 각 CCTV 카메라의 화면 분할기를 통해 출력하는 HD 모니터;
상기 DVR 장치(720)와 연결되고, 클라우드 상의 P2P 서버(740)에 ID 등록 후 모바일 스마트 기기(예, 스마트폰)(780)의 앱(App)을 통해 상기 DVR 장치(720)에 접근하도록 허용하는 인증 기능을 제공하며, 경비 구역의 침입 탐지 시 기 설정된 이동 전화번호의 모바일 스마트 기기(780) 또는 IP 주소를 가진 PC(790)로 침입 알람(P2P 서버의 Push Alarm)을 유니캐스트로 전송하며, 상기 DVR 장치(720)의 IP 주소에 접속되어 접근 권한이 인증된 모바일 스마트 기기(780)로부터 IoT 게이트웨이(730) 또는 P2P 서버->DVR 장치->키패드의 경로를 통해 키패드(710)의 스피커(719)로의 원격 음성 경고 데이터를 전송하는 P2P 서버(740);
관제센터를 구비하지 않으며, 상기 DVR 장치(720)는 상기 P2P 서버(740)와 네트워크를 통해 연결되고, 경비 구역의 복수의 카메라들로부터 녹화된 CCTV 영상에 대한 CMS 모니터링을 위한 화면 분할기 클라이언트가 설치된 DVR용 카드가 장착된 관제 PC(790);를 포함하는 자가 무인 경비 시스템을 구비한다.
상기 센서(708)는 출입문 자석 감지기, 인체감지 센서(PIR 센서), 음파 감지 센서, 무선 도어 센서, 열적외선 센서, 화재 감지 센서 중 어느 하나의 센서가 사용될 수 있다.
DVR 장치(720)는 다수의 카메라와 연결되며 각 카메라의 영상 데이터를 수신하는 다수의 카메라 연결부와, 각 카메라의 영상 데이터를 인코딩하는 인코딩부와, 경비구역의 출입문에 구비된 출입인증장치로 사용되는 키패드(710)와 블루투스 또는 무선랜(Wi-Fi) 통신을 통해 정식 출입권한 인증 이외에 침입 탐지시에 키패드 감지 신호를 수신하는 통신부와, 통신부에 연결된 마이크로 프로세서와, 및 마이크로 프로세서와 연결되며 각 카메라의 녹화된 영상 데이터를 각각의 프레임 버퍼에 저장하는 하드 디스크를 구비한다.
침입자가 RFID 태그가 NFC 태그가 부착된 보안카드를 사용하여 출입문에 구비된 태그 리더기가 장착된 키패드(710), 또는 음성인식 출입인증장치로 사용되는 키패드(710)에 출입을 시도하면, 키패드의 저장부에 기 저장된 출입번호가 보안카드 인식에 의한 출입 번호 또는 음성 인식에 의한 출입 번호와 다를 경우 키패드(711)로부터 키패드 감지신호가 블루투스 또는 무선랜(Wi-Fi)을 통해 DVR 장치(720)의 통신부로 전송되고, 이를 P2P 서버(740)를 통해 침입 알람(P2P Push Alarm)을 PC(790)/모바일 스마트기기(780)로 전송한다.
키패드(710)는 정상적으로 키패드의 저장부에 기 저장된 출입번호가 보안카드 인식에 의한 출입 번호 또는 생체 인식(음성 인식)에 의한 출입 번호와 동일한 경우 키패드(710)는 정상적인 출입 권한이 인증되어 출입문이 자동으로 열리며, 이 경우, 불법 침입자 접근 시도 시의 키패드 감지신호가 발생되지 않는다.
DVR용 카드가 장착된 관제 PC(790)의 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)는 카메라의 설치 정보(설치 위치, 카메라 제조사, 모델) 카메라의 장치 ID 식별, 카메라의 IP 주소, 각 카메라 별로 PTZ 제어 기능과, 다채널 화면 영상 모니터링 기능과 특정 카메라의 줌 인/아웃을 통해 포커싱 된 영상 모니터링 기능을 제공한다.
상기 자가 무인 경비 시스템은 경비 구역의 침입 탐지 위치의 공간 정보와 속성 정보를 포함하는 위치를 지도(map)상에 표시하는 GIS 서버(770)를 더 포함한다.
도 12는 보안카드 인식 또는 생채 인식 기능을 갖는 키패드와 통신되는 IoT 게이트웨이 내부 구성도이다.
키패드(710)는 보안카드 인식과 음성 인식 2가지 기능을 모두 구비한다.
키패드(710)는 출입 권한을 가진 출입 비밀번호가 입력되는 0-9, *, # 특수 문자 입력이 가능한 키 입력부(715); 출입 권한이 부여된 보안카드에 부착된 RFID 태그 또는 NFC 태그를 읽어들여 인식하는 보안카드 인식부(714); 아날로그 음성 신호를 입력받는 마이크와 증폭기와 4kHz LPF를 구비하는 마이크부(711)와, 아날로그 음성 신호를 A/D변환하는 ADC(712); 상기 보안카드 인식부(714) 또는 상기 마이크(711)와 ADC(712)와 연결되며, 보안카드 인식 또는 음성 인식(voice recognition)을 통해 기 저장된 비밀번호와 비교하여 출입 권한을 확인하도록 제어하는 음성 인식기가 구비된 제어부(713); 상기 제어부(713)와 연결되며, 음성 인식을 위한 음성 데이터베이스를 구비하며, 음성 인식 기록 및/또는 보안카드 출입 기록을 저장하는 저장부(716); 상기 제어부(713)와 연결되며 음성을 처리하는 음성 처리부(717); 상기 음성 처리부(717)와 연결되어 음성 인식 결과 출입 허가 여부를 나타내는 디지털 음성 데이터를 제공하는 DAC(718); 상기 DAC(718)로부터 상기 음성 인식 결과 출입 허가 여부를 나타내는 디지털 음성 데이터를 D/A 변환하여 아날로그 음성 신호를 출력하는 스피커(719); 및 상기 제어부(713)와 연결되며, 출입 시도시마다 키패드 감지 신호를 DVR 장치로 전송하는 통신부(719-1)를 포함하며,
키패드(710)의 음성 인식은 실시예에서는 HMM(Hidden Markov Model) 확률 모델 알고리즘을 사용하였다. 음성 인식은 이에 한정하지 않고, 인공 지능과 음향학, 자연어처리에 사용되는 HMM(Hidden Markov Model) 확률 모델, 동적 정합법(dynamic matching), 벡터 양자화(Vector Quantization), MSVQ(Multi Swction Vector Quantization) 중 어느 하나의 음성인식 알고리즘을 사용하여 아날로그 음성 신호의 발음 사전과 비교하여 출입권한이 인증된 사용자를 확인하여 침입 탐지를 한다.
예를 들면, 출입권한 인증이 부여된 이름에 대한 음성을 키패드의 저장부에 기 저장하고, 출입시 마다 음성 인식을 통해 음성 스펙트럼을 비교하여 출입권한이 인증될 수 있다. DVR 장치 또는 IoT 게이트웨이와 연동되는 키패드는 출입 시스템과 연결되어 자동으로 도어를 개방/폐쇄할 수 있다.
자가 무인 경비 시스템으로 사용되는 적어도 하나 이상의 카메라(710)와 연결된 DVR 장치(720)는 센서(708) 및 경광등(709)과 연동되며,
상기 CCTV 카메라(710) 또는 상기 키패드(711)의 내부에는 마이크(711)와 스피커(719)를 구비하며, 상기 키패드와 IoT 디바이스들(도어락, 키패드에 구비된 마이크와 스피커)과 블루투스 또는 Wi-Fi를 통해 통신되는 IoT 게이트웨이(730)를 더 포함하며,
상기 IoT 게이트웨이(730)는 근거리 무선 통신(Bluetooth, Wi-Fi)을 사용하는 키패드(710)와 연결되며 근거리 무선 통신 프로토콜을 TCP/IP 프로토콜로 변환(예, Bluetooth, Wi-Fi ↔ TCP/IP)하여 경비구역의 침입 탐지시에 키패드(710)의 마이크에 의해 검출된 음성 신호를 IoT 게이트웨이(730)를 통해 P2P 서버(740)로 전송하며, 상기 P2P 서버(740)가 기 설정된 단말기(780, 790)로 침입 알람(P2P Push Alarm)을 전송하고, 기 설정된 스마트폰 또는 PC 단말기(780, 790)가 상기 DVR 장치(720)에 접속되어 영상 모니터링이 된다.
상기 IoT 게이트웨이(730)는 보안카드 인식 및 음성 인식 출입인증 장치로 사용되는 키패드(710)와 연결되며, 경비구역의 침입 탐지시에 키패드(710)의 마이크에 의해 검출된 장치 ID가 포함된 음성 신호를 수신받는 통신부(731); 상기 통신부(731)와 연결되며, 근거리 무선 통신 프로토콜을 TCP/IP 프로토콜로 변환하는 프로토콜 변환부(732); 상기 프로토콜 변환부(732)와 연결되며, 게이트웨이의 프로토콜 변환과 데이터 송수신을 제어하는 제어부(733); 및 게이트웨이 구동 프로그램과 송수신되는 신호를 임시로 저장하는 메모리(737)를 포함한다.
상기 DVR 장치(720)는 적어도 하나 이상의 카메라 영상 모니터링과 경비구역 침입 탐지시 P2P 서버(740)의 제어 신호에 따라 경광등(709)을 작동시키는 자가 무인 경비 기능을 제공하며,
상기 P2P 서버(740)는 접근 권한 인증 및 경비 구역의 침입 탐지시 기 설정된 단말기로 P2P 푸시 알람 기능을 제공하며 이와 동시에 상기 경광등(709)이 작동되도록 하며, 상기 P2P 서버(740)로부터 상기 침입 알람을 받은 모바일 스마트 기기(780)의 사용자가 경비구역에 불법 침입자가 확인되면, 상기 P2P 서버(740)를 통해 자신의 모바일 스마트 기기(780)로부터 IoT 게이트웨이(730)를 통해 키패드(710)의 스피커로 원격 음성 경고 신호를 전송한다.
또한, CCTV 카메라(707)와 같이 인접 부착되어 구비된 마이크부 또는 키패드(710)에 구비된 마이크에 의해 음성 신호를 탐지하여 이를 증폭하고 ADC에 의해 A/D 변환된 음성 신호를 P2P 서버(740)로 전송하고, P2P 서버(740)가 침입 알람(P2P Push Alarm)을 기 설정된 단말기인 PC(790)/모바일 스마트 기기(780)로 전송한다. P2P 서버(740)로부터 상침입 알람을 받은 모바일 스마트 기기(780)의 사용자가 경비구역에 불법 침입자가 확인되면, P2P 서버(740)를 통해 자신의 모바일 스마트 기기(780)로부터 IoT 게이트웨이(730)를 통해 키패드(710)의 스피커(719)로 원격 음성 경고 신호를 전송한다.
도 13은 음성 인식의 개념도이다. 도 14는 음성 인식 과정을 나타낸 도면이다.
경비 지역의 출입 허가된 특정 단어를 포함하는 비밀번호를 키패드에 사용자가 음성 신호를 입력한 경우, 키패드와 연결된 출입허가 통제 시스템이 구동된다.
키패부의 음성 인식부는 소형 마이크와 ADC와 연결되는 음성인식기가 구비되며, 키패드의 음성 인식기는 입력부에 구비된 마이크로부터 아날로그 음성 신호를 입력받아 사람의 음성 신호를 추출하도록 4kHz 이하로 저역통과 필터링(LPF), A/D변환, 8kHz 표본화(8kHz Sampling), 12bit 비트율로 양자화된 후 N개의 표본으로 샘플링된 음성 신호를 음성 인식(voice recognition) 알고리즘에 의해 HMM 신호처리 과정으로부터 추출된 특징 벡터를 사용하여 음성인식의 기본 단위인 단어(word), 음소(phone), 음절(syllable)의 인식 단위를 구분하여 음성이 변환된 인식 문자를 생성하여 제어부로 전송한다. 음성 인식부는 본 발명의 실시예에서는 HMM(Hidden Markov Model) 확률 모델 알고리즘을 사용하였다.
음성 인식부는 이에 한정하지 않고, 인공 지능과 음향학, 자연어처리에 사용되는 HMM(Hidden Markov Model) 확률 모델, 동적 정합법(dynamic matching), 벡터 양자화(Vector Quantization), MSVQ(Multi Swction Vector Quantization), 중 어느 하나의 음성인식 알고리즘을 사용할 수 있다.
예를 들면, 음성 인식부는 마이크로부터 아날로그 음성 신호를 입력받아 4kHz LPF를 통해 4kHz 이하로 저역통과 필터링(LPF)하는 단계; 4kHz 이하로 저역통과 필터링 된 음성 신호를 A/D 변환하며, 8kHz 표본화(8kHz Sampling) 및 12 bit 양자화 비트수로 양자화하는 단계; 입력된 음성이 DC 성분을 포함한 저주파 신호가 포함되어 있으므로 H(z)=1-az-1, (0≤a≤1)(여기서, a는 preemphasis 파라미터의 일반적인 값으로 0.95를 사용하며, 고주파 스펙트럼의 크기에 대하여 20dB이상의 증폭) FIR 필터에 의해 DC 성분을 포함한 저주파 신호를 제거하고 고주파 성분의 포만트(formant)가 저주파 성분의 포만트(formant)보다 상대적으로 작은 에너지 분포를 가지므로 고주파 성분의 포만트를 강조하여 전 대역의 포만트에 대하여 고른 에너지 분포를 얻기 위해 Equal-loudness 곡선에 따라 고역 강조(Pre-emphasis)를 실시하는 단계; 연속된 음성 분석 프레임에서 N개의 표본으로 샘플링된 음성 신호를 추출하고, 해밍 윈도우(Hamming Window)를 사용하여 N개의 표본으로 샘플링된 음성 신호의 주파수 스펙트럼의 양 끝점에서 급격한 변화를 제거하는 단계; DFT(Discrete Fourier Transform) 변환/IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform) 변환을 사용하여 N개의 표본으로 샘플링된 음성 신호의 주파수 스펙트럼을 분석하며, 사람의 청각 구조에 기초하는 음성 특징의 특징 벡터 인 켑스트럼 계수(Cepstral coefficient), 사람의 청각 구조와 인접한 여러개의 대역 통과 필터(band pass filetr)들의 Mel filter bank를 구성됐다면 음성출력 신호의 크기에 제곱의 logarithm(log(││)2)에 의해 생성된 log 에너지, 임계 구간(critical band)을 분해한 후, Mel filter bank에서 얻어진 음성출력 신호의 크기에 제곱의 logarithm을 구하고, 필터링과 inverse DFT를 수행하여 생성된 특징 벡터를 추출하여 단어 또는 음소 단위로 음성을 인식한다.
음성 신호의 특징 파라미터 추출 방법은 켑스트럼 계수(Cepstrum coefficient), LSF(Line Spectrum Frequency), 주파수 대역별(Filter Bank) 에너지(사람의 청각 구조에 기초하여 음성 신호의 크기의 제곱의 log 에너지-logarithm dynamic 압축 과정을 통해 크기 성분은 살리고 위상(phase) 성분은 버림)에 의한 특징 벡터를 사용한다. HMM(Hidden Markov Model)을 사용하는 음성인식 시스템의 경우, 음성 신호의 특징 벡터는 HMM 신호처리 과정에서 추출된 특징벡터 Y를 사용하여 음성을 인식할 수 있다.
도 15는 본 발명에 따른 음성인식 키패드와 연결되며 P2P 서버와 연동되는 DVR 시스템에서 보안 서비스 제공 방법의 순서도이다.
보안카드 인식과 음성 인식 기능을 갖는 키패드와 연결되며 P2P 서버와 연동되는 DVR 시스템에서 보안 서비스 제공 방법은, 센서와 키패드와 적어도 하나 이상의 카메라와 연결된 DVR 장치와 연결되는 P2P 서버에 ID 등록 후 모바일 스마트 기기의 앱(App)을 통해 상기 DVR 장치에 접근 권한 인증받는 단계; 적어도 하나 이상의 카메라로부터 녹화된 영상을 DVR 장치의 하드 디스크에 실시간으로 저장하는 단계(S10);
경비 구역의 침입 탐지시, 키패드에서 보안카드 출입 비밀번호 인증, 또는 키패드부의 음성 인식기에 의해 입력된 아날로그 음성 신호의 단어와 문장에 대해 기 저장된 단어, 음소, 음절을 비교하여 음성 인식 인증 실패시에 상기 키패드에 의해 검출된 키패드 감지 신호를 장치 ID와 함께 상기 DVR 장치를 통해 P2P 서버로 전송하고, 상기 P2P 서버가 침입 알람(P2P Push Alarm)을 기 설정된 단말기인 관제 PC/모바일 스마트 기기로 전송하는 단계(S20,40);
기 설정된 이동전화번호의 모바일 스마트 기기로 침입 알람을 출력하고 카메라 영상을 출력하며(모바일 모니터링), 동시에 상기 관제 PC에 클라이언트로 침입 알람과 CCTV 다채널 영상을 출력하는(CMS 모니터링) 단계(S50); 및
상기 DVR 장치에 접근 권한이 인증된 모바일 스마트 기기로 상기 P2P 서버로부터 전송된 침입 알람을 출력하고, 카메라 영상을 트랜스코딩하며, 트랜스 코딩된 영상을 출력하는(모바일 모니터링) 단계(S60)를 포함하며,
상기 키패드의 음성 인식기는 인공 지능과 음향학, 자연어처리에 사용되는 HMM(Hidden Markov Model) 확률 모델, 동적 정합법(dynamic matching), 벡터 양자화(Vector Quantization), MSVQ(Multi Section Vector Quantization) 중 어느 하나의 음성인식 알고리즘을 사용하여 침입 탐지를 하며,
상기 키패드는 출입권한 인증이 부여된 이름에 대한 음성을 키패드의 저장부에 기 저장하고, 출입시 마다 음성 인식을 통해 음성 스펙트럼을 비교하여 출입권한이 인증될 수 있으며, DVR 장치 또는 IoT 게이트웨이와 연동되는 키패드는 출입 시스템과 연결되어 자동으로 도어를 개방/폐쇄하는 것을 특징으로 한다.
예를 들면, MSVQ/TDRNN을 이용한 음성인식은 MSVQ(Multi-Section Vector Quantization)와 시간지연 회귀 신경회로망(TDRNN)을 이용한 하이브리드 구조의 음성인식 방법을 사용할 수 있다. MSVQ는 음성의 길이를 일정한 구간 수로 정규화한 코드북을 생성하고, 시간지연 회귀 신경회로망은 이 코드북을 이용하여 음성을 인식한다. 시간지연 회귀 신경회로망은 음성의 시계열 문맥정보를 잘 학습할 수 있는 구조로 구성된다. 음성 특징으로 인지선형예측(PLP) 계수가 사용된다. 음성인식
상기 방법은 상기 침입 알람을 받은 모바일 스마트 기기의 사용자가 경비구역에 불법 침입자가 확인되면, 상기 P2P 서버를 통해 자신의 모바일 스마트 기기로부터 상기 IoT 게이트웨이를 통해 키패드의 스피커로 원격 음성 경고 신호를 전송하는 단계를 더 포함한다.
상기 방법은 경비 구역의 침입 탐지 시에, 자가 관제자가 자발적으로 112 신고시에 출동 요원의 이동통신 단말기로 상황 정보를 전송하고, 탐지 위치의 공간 정보와 속성 정보를 포함하는 위치를 GIS 서버의 지도(map)상에 표시하는 단계(S80)를 더 포함한다.
본 발명의 스마트 기기의 앱 연동이 가능한 P2P 서버를 구비하는 보안용 DVR 시스템에서 보안 서비스 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터의 소프트웨어를 이용하여 읽을 수 있는 형태로 기록매체(CD-ROM, RAM, ROM, 메모리 카드, 하드 디스크, 광자기 디스크, 스토리지 디바이스 등)에 저장될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자가 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
707: 카메라 708; 센서
709: 경광등 710: 키패드
720: DVR 730: IoT 게이트웨이
740: P2P 서버 770: GIS 서버
780: 스마트폰 790: 관제 PC

Claims (10)

  1. 경비구역의 침입을 탐지하는 센서;
    출입문 보안 카드의 RFID 또는 NFC 태그 인식, 또는 음성 인식을 통해 출입권한이 인증되면 출입문 시스템이 도어 개폐를 제어하며, 마이크와 스피커와 근거리 무선 통신부를 구비하는 키패드;
    상기 센서 및 상기 키패드, 경광등과 연결되고, 장치 ID와 IP 주소가 할당되며, 경비 지역의 영상을 촬영하는 적어도 하나 이상의 카메라와 연결되며, 카메라별로 녹화된 영상 데이터를 저장하는 하드 디스크가 내장된 DVR 장치;
    상기 DVR 장치와 연결되고, 자체 서버에 ID가 등록된 후 모바일 스마트 기기의 앱(App)을 통해 상기 DVR 장치에 접근 권한 인증 기능을 제공하며, 경비 구역의 침입 탐지시 기 설정된 단말기로 침입 알람(P2P 서버의 Push Alarm)을 유니캐스트로 전송하는 P2P 서버; 및
    관제센터를 구비하지 않으며, 상기 DVR 장치는 상기 P2P 서버와 네트워크를 통해 연결되고, 경비 구역의 카메라들로부터 녹화된 영상에 대한 CMS 모니터링을 위한 화면 분할기 클라이언트와 PC 전용 음성 인식 SW가 설치된 DVR용 카드가 장착된 관제 PC;를 포함하는 자가 무인 경비 시스템을 구비하며,
    상기 자가 무인 경비 시스템으로 사용되는 적어도 하나 이상의 카메라와 연결된 DVR 장치는 센서 및 경광등과 연동되고, 상기 키패드는 DVR 장치 또는 IoT 게이트웨이와 연동되며,
    상기 카메라, 또는 상기 키패드의 내부에는 마이크와 스피커를 구비하며, 상기 키패드와 도어락, 키패드에 구비된 마이크와 스피커와 통신되는 IoT 게이트웨이를 더 포함하며,
    상기 키패드의 음성 인식기는 인공 지능과 음향학, 자연어처리에 사용되는 HMM(Hidden Markov Model) 확률 모델, 동적 정합법(dynamic matching), 벡터 양자화(Vector Quantization), MSVQ(Multi Section Vector Quantization) 중 어느 하나의 음성인식 알고리즘을 사용하여 마이크로부터 입력된 아날로그 음성 신호의 발음 사전과 비교하여 출입권한이 인증된 사용자를 확인하여 침입 탐지를 하며,
    상기 키패드에서 보안카드 인식 또는 음성 인식이 출입권한 인증이 안된 경우, 상기 키패드는 상기 DVR 장치와 상기 P2P 서버로 키패드 감지 신호를 전송하고, 상기 P2P 서버가 침입 알람을 기 설정된 PC와 모바일 스마트 기기로 전송하며,
    상기 P2P 서버로부터 상기 침입 알람을 받은 상기 모바일 스마트 기기는 경비구역에 불법 침입자가 확인되면, 상기 P2P 서버를 통해 자신의 모바일 스마트 기기로부터 상기 IoT 게이트웨이를 통해 상기 키패드의 스피커로 원격 음성 경고 신호를 전송하고,
    상기 P2P 서버와 연결되는 GIS 서버에 탐지 위치의 공간 정보와 속성 정보를 포함하는 위치를 GIS 서버의 지도(map)상에 표시하는, 음성인식 키패드와 연결되며 P2P 서버와 연동되는 DVR 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 DVR 장치는
    상기 적어도 하나 이상의 카메라로부터 촬영된 영상을 인코딩하는 인코딩부와, 각 카메라별 영상 녹화와 저장 및 분배 기능을 제어하는 제어부와, 디지털 영상 저장 장치로 사용되는 하드 디스크와, 상기 제어부와 연결되는 근거리 무선 통신부를 포함하며,
    상기 DVR 장치는 카메라 영상 모니터링과 자가 무인경비 기능을 제공하고, 상기 P2P 서버는 DVR 장치의 접근 권한 인증 및 침입 탐지시 P2P 푸시 알람 기능과 상기 경광등이 작동되도록 하여 자가 무인 경비 서비스를 제공하는, 음성인식 키패드와 연결되며 P2P 서버와 연동되는 DVR 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 IoT 게이트웨이는 근거리 무선 통신을 사용하는 상기 키패드와 연결되며 Bluetooth 또는 Wi-Fi 근거리 무선 통신 프로토콜을 TCP/IP 프로토콜로 변환(Bluetooth, Wi-Fi ↔ TCP/IP)하여 경비구역의 침입 탐지시에 키패드의 마이크에 의해 검출된 음성 신호를 상기 IoT 게이트웨이를 통해 상기 P2P 서버로 전송하며, 상기 P2P 서버가 기 설정된 단말기 인 PC/모바일 스마트기기로 침입 알람(P2P Push Alarm)을 전송하고, 기 설정된 단말기가 상기 DVR 장치에 접속되어 영상 모니터링이 되는, 음성인식 키패드와 연결되며 P2P 서버와 연동되는 DVR 시스템.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 센서는 출입문 자석 감지기, 인체감지 센서(PIR 센서), 음파 감지 센서, 무선 도어 센서, 열적외선 센서, 화재 감지 센서 중 어느 하나의 센서가 사용되는, 음성인식 키패드와 연결되며 P2P 서버와 연동되는 DVR 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 키패드는
    출입 권한을 가진 출입 비밀번호가 입력되는 0-9, *, # 특수 문자 입력이 가능한 키 입력부;
    출입 권한이 부여된 보안카드에 부착된 RFID 태그 또는 NFC 태그를 읽어들여 인식하는 보안카드 인식부;
    아날로그 음성 신호를 입력받는 증폭기와 4kHz LPF를 구비하는 마이크부와, 아날로그 음성 신호를 A/D변환하는 ADC;
    상기 보안카드 인식부 또는 상기 마이크와 ADC와 연결되며, 보안카드 인식 또는 음성 인식을 통해 기 저장된 비밀번호와 비교하여 출입 권한을 확인하도록 제어하는 음성 인식기가 구비된 제어부;
    상기 제어부와 연결되며, 음성 인식을 위한 음성 데이터베이스를 구비하며, 음성 인식 기록 및/또는 보안카드 출입 기록을 저장하는 저장부;
    상기 제어부와 연결되며 음성을 처리하는 음성 처리부;
    상기 음성 처리부와 연결되어 음성 인식 결과 출입 허가 여부를 나타내는 디지털 음성 데이터를 제공하는 DAC;
    상기 DAC로부터 상기 음성 인식 결과 출입 허가 여부를 나타내는 디지털 음성 데이터를 D/A 변환하여 아날로그 음성 신호를 출력하는 스피커; 및
    상기 제어부와 연결되며, 출입 시도시마다 키패드 감지 신호를 DVR 장치로 전송하는 통신부를 포함하며,
    상기 키패드는 출입권한 인증이 부여된 이름에 대한 음성을 키패드의 저장부에 기 저장하고, 출입시 마다 음성 인식을 통해 음성 스펙트럼을 비교하여 출입권한이 인증될 수 있으며, DVR 장치 또는 IoT 게이트웨이와 연동되는 키패드는 출입 시스템과 연결되어 자동으로 도어를 개방/폐쇄하는 것을 특징으로 하는 음성인식 키패드와 연결되며 P2P 서버와 연동되는 DVR 시스템.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 IoT 게이트웨이는
    보안카드 인식 및 음성 인식 출입인증 장치로 사용되는 상기 키패드와 연결되며, 경비구역의 침입 탐지시에 키패드의 마이크에 의해 검출된 장치 ID가 포함된 음성 신호를 수신받는 통신부;
    상기 통신부와 연결되며, 근거리 무선 통신 프로토콜을 TCP/IP 프로토콜로 변환하는 프로토콜 변환부;
    상기 프로토콜 변환부와 연결되며, 게이트웨이의 프로토콜 변환과 데이터 송수신을 제어하는 제어부; 및
    게이트웨이 구동 프로그램과 송수신되는 신호를 임시로 저장하는 메모리;
    를 포함하는 음성인식 키패드와 연결되며 P2P 서버와 연동되는 DVR 시스템.
  8. 보안카드 인식과 음성 인식 기능을 갖는 키패드와 연결되며 P2P 서버와 연동되는 DVR 시스템에서, 센서와 키패드와 적어도 하나 이상의 카메라와 연결된 DVR 장치와 연결되는 P2P 서버에 ID 등록 후 모바일 스마트 기기의 앱(App)을 통해 상기 DVR 장치에 접근 권한 인증받는 단계;
    적어도 하나 이상의 카메라로부터 녹화된 영상을 상기 DVR 장치의 하드 디스크에 실시간으로 저장하는 단계;
    경비 구역의 침입 탐지시, 보안카드 출입 비밀번호 인증, 또는 키패드부의 음성 인식기에 의해 입력된 아날로그 음성 신호의 단어와 문장에 대해 기 저장된 단어, 음소, 음절을 비교하여 음성 인식 인증 실패시에 상기 키패드에 의해 검출된 키패드 감지 신호를 장치 ID와 함께 상기 DVR 장치를 통해 P2P 서버로 전송하고, 상기 P2P 서버가 침입 알람(P2P Push Alarm)을 기 설정된 단말기인 관제 PC/모바일 스마트 기기로 전송하는 단계;
    기 설정된 이동전화번호의 모바일 스마트 기기로 침입 알람을 출력하고 카메라 영상을 트랜스코딩 후 카메라 영상을 출력하는 모바일 모니터링 단계와, 동시에 상기 관제 PC에 클라이언트로 침입 알람과 CCTV 다채널 영상을 출력하는 CMS 모니터링 단계;
    상기 침입 알람을 받은 모바일 스마트 기기의 사용자가 경비구역에 불법 침입자가 확인되면, 상기 P2P 서버를 통해 자신의 모바일 스마트 기기로부터 IoT 게이트웨이를 통해 키패드의 스피커로 원격 음성 경고 신호를 전송하는 단계; 및
    상기 P2P 서버와 연결되는 GIS 서버에 탐지 위치의 공간 정보와 속성 정보를 포함하는 위치를 GIS 서버의 지도(map)상에 표시하는 단계를 포함하며,
    상기 키패드의 음성 인식기는 인공 지능과 음향학, 자연어처리에 사용되는 HMM(Hidden Markov Model) 확률 모델, 동적 정합법(dynamic matching), 벡터 양자화(Vector Quantization), MSVQ(Multi Section Vector Quantization) 중 어느 하나의 음성인식 알고리즘을 사용하여 마이크로부터 입력된 아날로그 음성 신호의 발음 사전과 비교하여 출입권한이 인증된 사용자를 확인하여 침입 탐지를 하며,
    상기 키패드는 출입권한 인증이 부여된 이름에 대한 음성을 키패드의 저장부에 기 저장하고, 출입시 마다 음성 인식을 통해 음성 스펙트럼을 비교하여 출입권한이 인증될 수 있으며, 상기 DVR 장치 또는 상기 IoT 게이트웨이와 연동되는 키패드는 출입 시스템과 연결되어 자동으로 도어를 개방/폐쇄하는 것을 특징으로 하는 음성인식 키패드와 연결되며 P2P 서버와 연동되는 DVR 시스템에서 보안 서비스 제공 방법.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    경비 구역의 침입 탐지 시에, 자가 관제자가 자발적으로 112 신고시에 출동 요원의 이동통신 단말기로 상황 정보를 전송하는 단계를 더 포함하는 음성인식 키패드와 연결되며 P2P 서버와 연동되는 DVR 시스템에서 보안 서비스 제공 방법.
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