KR101912083B1 - 음성인식 인공지능 스마트 미러 ｔｖ 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전면에 투과성 재질의 미러가 마련되는 본체; 상기 본체 내에 상기 미러의 후측에 설치되는 디스플레이부; 상기 본체에 오디오 출력을 위해 마련되는 스피커; 상기 본체에 오디오 입력을 위해 마련되는 마이크; 상기 본체에 영상을 획득하기 위해 마련되는 카메라; 상기 본체에 인터넷 통신을 위해 마련되는 통신부; 상기 마이크에 입력된 오디오로부터 음성을 인식하는 음성인식부; 상기 통신부에 의한 웹검색으로 오픈 API를 통해 원하는 데이터를 획득하도록 하는 데이터추출부; 다수의 콘텐츠를 저장하는 메모리부; 및 상기 음성인식부에 의해 인식되는 음성으로부터 음성 명령을 추출하고, 상기 데이터추출부로부터 추출되는 데이터에 해당하는 콘텐츠 중에서 또는 상기 메모리부에 저장되는 콘텐츠 중에서 상기 음성 명령에 상응하는 콘텐츠를 상기 디스플레이부와 상기 스피커 중 어느 하나 또는 모두를 통해서 출력하도록 제어하는 마이컴;을 포함하도록 한 음성인식 인공지능 스마트 미러 TV 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 듣고, 말하고, 보고, 인지하는 4가지 기능을 근간으로 하여, 이를 응용함으로써, 여러 가지 일상 생활에 대한 응용 시스템의 개발이 가능하도록 하고, 기본 프레임웍이 완성되어 있는 상황이라 그 프레임웍 위에 원하는 콘텐츠를 자유자재로 개발하여 작동할 수 있다
본 발명에 따르면, 듣고, 말하고, 보고, 인지하는 4가지 기능을 근간으로 하여, 이를 응용함으로써, 여러 가지 일상 생활에 대한 응용 시스템의 개발이 가능하도록 하고, 기본 프레임웍이 완성되어 있는 상황이라 그 프레임웍 위에 원하는 콘텐츠를 자유자재로 개발하여 작동할 수 있다
Description
본 발명은 음성인식 인공지능 스마트 미러 TV 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마이크로컴퓨터를 이용한 음성인식을 통하여 인공지능 기능을 가짐으로써, 사용자가 미러 앞에서 음성으로 원하는 내용을 명령하면, 음성 인식을 통하여 필요한 정보가 디스플레이되도록 하는 음성인식 인공지능 스마트 미러 TV 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 스마트 미러는 특정 고객을 상대로 한 서비스를 중점으로 하고 있다. 오프라인 쇼핑 업계에서 ICT와의 융합을 통한 위기 극복 모색으로 ICT가 접목된 스마트 미러가 대세이며, 이러한 스마트 미러 기술을 활용하여 고객 유인 효과에 대한 기대와 함께, 운용에 대한 해결 과제도 부상하고 있다.
이러한 스마트 미러는 단지 고객에게 상품을 전달하고, 그 사이버 상에서 상품을 비교하는 수준으로서, 본연의 기능을 활용한 쇼핑몰 수준의 고가 제품이 사용되고 있으며, 오프라인 유통업계에서, 온라인 쇼핑의 위협을 극복하기 위한 대안으로 쇼핑, 의류 유통, 소비성향 파악 등에 활용되고 있고, 화려한 애니메이션과 그래픽 기능을 이용하여 고객에게 상품을 알리며, 이를 고객에게 판매하는 오프라인 시장의 개척을 위해 사용되고 있으나, 생활에 밀착한 서비스를 제대로 제공하지 못하는 실정이다.
종래의 스마트 미러와 관련되는 기술로는 한국등록특허 제10-1494301호의 "스마트 미러 장치"가 제시된 바 있는데, 이는 거울 본체; 상기 거울 본체의 일측에 구비되어, 거울에 마주선 사용자를 촬영하는 카메라 모듈; 상기 카메라 모듈에 의해 촬영된 영상들을 자체 구비되거나 타 장치에 구비된 저장매체에 저장하기 위한 저장처리 모듈; 상기 카메라 모듈에 의해 촬영된 현재 영상을 분석하여 사용자를 식별하고, 식별된 사용자 정보에 따른 이전 영상을 상기 저장매체로부터 추출하는 제어모듈; 및 상기 거울 본체에 구비되며, 상기 제어모듈에 의한 제어에 의해 상기 현재 영상과 이전 영상에 따른 화면을 출력하는 디스플레이를 포함한다.
이러한 종래 기술 뿐만 아니라, 도 1에서와 같이, 해외 기술로서는 파나소닉(Panasonic)의 "얼굴 인식 카메라를 통한 가상 메이크업 시스템 구현" 기술 등을 통하여 가상으로 헤어스타일이나 메이크업을 체험해 볼 수 있는 스마트 미러(Smart Mirror)를 공개하였다. 이에 따라 이용자는 거울에 비친 자신의 얼굴 이미지에 눈썹과 속눈썹 모양, 아이섀도우, 립스틱, 볼터치 등 부분 메이크업을 적용하면서 변화되는 모습을 실시간으로 확인해 볼 수 있으며, 남성 이용자는 얼굴 윤곽에 어울리는 가상 수염 스타일 적용도 가능하도록 하는데, 이러한 종래 기술의 시스템은 지난 2014년 9월 베를린에서 개최된 가전 전시회 IFA(Internationale Funkausstellung Berlin)에서 처음 공개되었으며, 2015년 1월 미국 라스베가스에서 개최된 국제 가전쇼 CES(International Consumer Electronic Show) 2015에서도 시연한 바 있다.
그러나, 종래 기술들은 단지 서비스와 유통 등에 국한되어 있고, 생활 일반에서 일어나는 일상 생활의 도우미 기능을 제대로 제공하지 못하고 있으며, 특정 회사나 특정인을 대상으로 한 광고 및 홍보에 활용될 뿐이다. 또한 미래 사회는 스마트폰의 혁명과 같이 다양한 컨탠츠를 제공하고, 생활에 편의성과 생활에 밀착된 대화가 가능한 인공 지능형 도우미 로봇이 많이 필요할 것이며, 노령화로 인한 독거노인, 1인 가족 등의 1인 가구가 보편화됨에 따라 삶의 파트너로서의 기능을 제공하는 시스템 보급이 급한 실정이다. 그리고 기술은 발전하고, 변화하는 사회에서 특정인을 대상으로 하는 산업은 소모될 수밖에 없으며, 현재 시장에 출시된 혹은 발표된 스마트 미러의 기능들은 변화하는 사회에 적응하고 발전하기에는 단지 화려한 디자인의 이미지 그래픽만으로는 라이프 사이클이 짧아질 수밖에 없는 실정이ㄷ다. 따라서, 다양한 콘텐츠를 쉽고 빠르게 플러그인(Plugin)할 수 있는 스마트 미러 시스템이 필요한 실정이다. 또한, 현대 및 미래 사회는 인간과 기계가 하나되는 유비쿼터스 사회로서 이에 대응하기 위한 인공 지능형 생활 밀착 AI 등이 필요한 상황이다.
상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 기존의 광학 기술이나 미러링 기술에 국한된 것만이 아니라, 일상 생활에 밀접한 서비스를 제공함으로써, 사용자에게 편리성 및 윤택한 생활을 제공하고, 다양한 컨텐츠를 쉽고 빠르게 제공함으로써 미러를 통한 인터넷 세상에 용이하게 접근하도록 함과 아울러, 기존 TV를 융합하여 새로운 생활 밀착형 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
또한 본 발명은 소형 마이크로컴퓨터의 활용에 의해 가격 경쟁력을 높일 수 있고, 일반인이 쉽게 사용할 수 있도록 하는 생활 밀착형 스마트 미러를 제공하고, 사용자가 미러 앞에서 음성으로 명령을 내리고, 그 음성명령을 컴퓨터가 인식하여 해당하는 명령에 맞는 다양한 콘텐츠를 인터넷을 활용하여 오픈 API 정보를 추출 가공하여 내부 인공지능에 전달하고, 이 기초 데이터를 가공하여 사용자에게 보다 정확한 정보를 제공, 예컨대 음성 출력, 스마트 미러 화면에 출력함으로써 상호 대화형으로 정보를 제공하며, 기존 TV 기능을 부여할 수 있도록 함으로써 단순한 미러의 기능을 융복합하여 TV 및 인공지능을 하나로 병합한 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시례에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일측면에 따르면, 전면에 투과성 재질의 미러가 마련되는 본체; 상기 본체 내에 상기 미러의 후측에 설치되는 디스플레이부; 상기 본체에 오디오 출력을 위해 마련되는 스피커; 상기 본체에 오디오 입력을 위해 마련되는 마이크; 상기 본체에 영상을 획득하기 위해 마련되는 카메라; 상기 본체에 인터넷 통신을 위해 마련되는 통신부; 상기 마이크에 입력된 오디오로부터 음성을 인식하는 음성인식부; 상기 통신부에 의한 웹검색으로 오픈 API를 통해 원하는 데이터를 획득하도록 하는 데이터추출부; 다수의 콘텐츠를 저장하는 메모리부; 및 상기 음성인식부에 의해 인식되는 음성으로부터 음성 명령을 추출하고, 상기 데이터추출부로부터 추출되는 데이터에 해당하는 콘텐츠 중에서 또는 상기 메모리부에 저장되는 콘텐츠 중에서 상기 음성 명령에 상응하는 콘텐츠를 상기 디스플레이부와 상기 스피커 중 어느 하나 또는 모두를 통해서 출력하도록 제어하고, 상기 디스플레이부에 TV 기능을 부여하도록 제어하는 마이컴;을 포함하는, 음성인식 인공지능 스마트 미러 TV 시스템이 제공된다.
상기 마이컴은, 상기 음성인식부에 의해 인식되는 음성으로부터 지역과 관련된 음성 명령을 추출하고, 상기 데이터추출부로부터 추출되는 데이터에 해당하는 콘텐츠 중에서 또는 상기 메모리부에 저장되는 콘텐츠 중에서 상기 지역과 관련된 음성 명령에 상응하는 콘텐츠를 상기 디스플레이부와 상기 스피커 중 어느 하나 또는 모두를 통해서 출력하도록 제어할 수 있다.
상기 디스플레이부를 통해 출력하고자 하는 문장이나 상기 스피커를 통해 출력하고자 하는 음성을 원하는 언어로 번역하는 번역부를 더 포함하고, 상기 마이컴은, 상기 음성 명령에 따라, 상기 번역부에 의해 번역된 문장을 상기 디스플레이부를 통해서 출력하거나 상기 번역부에 의해 번역된 음성을 상기 스피커를 통해서 출력하도록 제어할 수 있다.
상기 카메라를 통해서 획득되는 이미지의 영상 처리에 의해 상기 이미지에 포함되는 얼굴의 형태에 따른 감정을 분석하는 영상처리부를 더 포함하고, 상기 마이컴은, 상기 데이터추출부로부터 추출되는 데이터에 해당하는 해소안이나 콘텐츠 중에서 또는 상기 메모리부에 저장되는 해소안이나 콘텐츠 중에서, 상기 영상처리부를 통해서 분석한 감정에 대응되는 해소안 또는 콘텐츠를 상기 디스플레이부와 상기 스피커 중 어느 하나 또는 모두를 통해서 출력하도록 제어할 수 있다.
상기 디스플레이부는, 화면에 주어진 정보를 제공하고, 음성 명령에 의해 미리 정해진 기능을 구동시키는 반응형 메인 화면과, 음성 인식으로 발화한 음성 명령에 따른 기능별 작동을 레이어 방식으로 구현하는 명령 수행 화면과, 사용자가 정해진 시간 동안 대화를 안할 때 전환하는 대기 모드에 해당하는 슬립 화면으로 구성되고, 상기 마이컴은, 상기 대기 모드에서 정해진 시간 동안 상기 카메라에 의해 획득되는 이미지를 영상처리부에 의해 영상 처리하여 사람이 감지되지 않을 경우 및 상기 마이크에 의해 획득되는 오디오로부터 상기 음성인식부에 의해 사람의 음성이 감지되지 않을 경우, 정해진 전화번호로 정해진 응급문자를 발송하도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 음성인식 인공지능 스마트 미러 TV 시스템에 의하면, 듣고, 말하고, 보고, 인지하는 4가지 기능을 근간으로 하여, 이를 응용함으로써, 여러 가지 일상 생활에 대한 응용 시스템의 개발이 가능하도록 하고, 기본 프레임웍이 완성되어 있는 상황이라 그 프레임웍 위에 원하는 콘텐츠를 자유자재로 개발하여 작동할 수 있으며, 스탠드 얼론 웹 베이스(stand alone web base)로 개발하였기 때문에, 이기종 간의 OS에 강력한 이식성을 가지고 있으며, 수백만 원대의 고가 스마트 미러 시장에서 예컨대 30만원대의 저가 스마트 미러를 공급할 수 있으며, 손쉬운 다국어 지원이 가능함으로써 여러 가지 버전의 스마트 미러를 만들어 낼 수 있다.
도 1은 종래의 얼굴 인식 카메라를 통한 가상 메이크업 시스템 구현 모습을 나타낸 이미지이다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 음성인식 인공지능 스마트 미러 TV 시스템을 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 음성인식 인공지능 스마트 미러 TV 시스템의 외관을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시례에 따른 음성인식 인공지능 스마트 미러 TV 시스템의 디스플레이부를 도시한 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시례에 따른 음성인식 인공지능 스마트 미러 TV 시스템의 소프트웨어 모듈에 따른 화면 구성도이다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 일 실시례에 따른 음성인식 인공지능 스마트 미러 TV 시스템의 사용 방법에 대한 여러 가지 예를 도시한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 음성인식 인공지능 스마트 미러 TV 시스템을 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 음성인식 인공지능 스마트 미러 TV 시스템의 외관을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시례에 따른 음성인식 인공지능 스마트 미러 TV 시스템의 디스플레이부를 도시한 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시례에 따른 음성인식 인공지능 스마트 미러 TV 시스템의 소프트웨어 모듈에 따른 화면 구성도이다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 일 실시례에 따른 음성인식 인공지능 스마트 미러 TV 시스템의 사용 방법에 대한 여러 가지 예를 도시한 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시례를 가질 수 있는 바, 특정 실시례들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 식으로 이해되어야 하고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시례에 한정되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시례를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 음성인식 인공지능 스마트 미러 TV 시스템을 도시한 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 음성인식 인공지능 스마트 미러 TV 시스템의 외관을 도시한 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시례에 따른 음성인식 인공지능 스마트 미러 TV 시스템(100)은 본체(110), 디스플레이부(120), 스피커(130), 마이크(140), 카메라(150), 통신부(160), 음성인식부(170), 데이터추출부(180), 메모리부(190) 및 마이컴(210)을 포함할 수 있다.
본체(110)는 전면에 투과성 재질의 미러(111)가 마련됨으로써 미러(111) 후측에 위치하는 디스플레이부(120)의 디스플레이 내용이 미러(111)를 통해서 전면으로 노출되도록 한다. 본체(110)는 그 크기가 예컨대 가로 70cm, 세로 50cm일 수 있으며, 상황의 변화에 따라 사이즈의 크기가 변동할 수 있으며, 세로 방향과 가로 방향의 경우 사용자의 편의에 따라 다양하게 구성할 수 있다.
디스플레이부(120)는 본체(110) 내에서 미러(111)의 후측에 설치됨으로써, 투과성 재질의 미러(111)를 통해서 전면으로 디스플레이되는 내용을 본체(110)의 전방에 위치하는 사용자가 인식할 수 있도록 한다. 디스플레이부(120)는 본체(110)에서 배치하는 방향에 따라 능동적인 화면 배치를 하였으므로, W3C 국제 표준을 준수하는 범위 내에서 여러 가지 다른 화면의 구성에 따라 화면을 자동적으로 구성할 수도 있다.
스피커(130)는 본체(110)에 오디오 출력을 위해 마련되는데, 일례로 본체(110)의 전방으로 오디오를 출력하도록 단일은 물론 다수로도 설치될 수 있고, 예컨대 2way 스피커로 구성될 수 있다.
마이크(140)는 본체(110)에 오디오 입력을 위해 마련되고, 본 실시례에서처럼 일례로 본체(110)의 전면 하측에 마련될 수 있는데, 이에 한하지 않고, 본체(110)에서 다양한 위치에 설치될 수 있다.
카메라(150)는 본체(110)에 영상을 획득하기 위해 마련되는데, 일례로 본 실시례에서처럼 본체(110)의 전면 상부에 전방으로 영상 획득을 위해 설치될 수 있다.
통신부(160)는 본체(110)에 인터넷 통신을 위해 마련되는데, 예컨대, Wi-Fi 방식의 통신모듈, 3G나 LTE 등의 통신모듈을 비롯하여, 유선이나 무선의 통신에 의해 인터넷에 접속하기 위한 다양한 통신 방식이 적용될 수 있다.
음성인식부(170)는 본체(110) 내에 마련될 수 있고, 마이크(140)에 입력된 오디오로부터 음성을 추출하여 음성을 인식하도록 하는데, 다양한 방식의 음성 인식 방법이 사용될 수 있으며, 일례로, 마이크(140)에 의해 음성을 입력받아 음가마다 고유한 특성을 추출하여, 발성문법과 음향모델에 의해 디코딩을 수행하고, 디코딩된 데이터로부터 언어적인 특성과 발성 시점의 명확성을 고려하여 후처리를 수행한 인식 결과를 출력하도록 한다. 또한 음성인식부(170)는 한국어에 국한하지 않고, 영어, 일본어, 중국어 외 다수의 21개 국어를 지원하도록 구성할 수 있다.
데이터추출부(180)는 본체(110) 내에 마련될 수 있고, 통신부(160)에 의한 웹검색으로 오픈 API를 통해 원하는 데이터를 획득하도록 한다.
메모리부(190)는 본체(110) 내에 마련될 수 있고, 다수의 콘텐츠, 예컨대 디스플레이부(120) 또는 스피커(130)를 통해서 출력하고자 하는 여러 가지의 콘텐츠, 동작에 필요한 프로그램이나 각종 데이터를 저장하도록 한다.
마이컴(210)은 음성인식부(170)에 의해 인식되는 음성으로부터 음성 명령을 추출하고, 데이터추출부(180)로부터 추출되는 데이터에 해당하는 콘텐츠 중에서 또는 메모리부(190)에 저장되는 콘텐츠 중에서 음성 명령에 상응하는 콘텐츠를 디스플레이부(120)와 스피커(130) 중 어느 하나 또는 모두를 통해서 출력하도록 제어한다. 마이컴(210)은 사용자의 음성 명령이나 입력부(240)의 입력 조작에 의해 디스플레이부(120)에 TV 기능을 부여하도록 제어할 수 있다. 마이컴(210)은 정보를 처리함에 있어 데이터추출부(180)에 의해 자료가 수집될 때까지 기다리는 것이 아니며, 제 1 발화자의 추가 음성 신호를 기다리는데, 이를 간단히 말하면 콜백(call back)이라 하며, 콜백 결과값이 수집되는 시점에 다시 인공지능 기능을 가지는 마이컴(210)에서 관련 정보를 가공할 수 있다.
마이컴(210)은 음성인식부(170)에 의해 모든 구성요소들에 대한 동작을 음성 명령에 의해 동작하도록 제어할 수 있고, 음성인식부(170)의 도움을 받아 STT(Speech To Text) 또는 TTS(Text To Speech) 기능을 가짐으로써, 음성을 텍스트로, 텍스트를 음성으로 출력하도록 제어할 수 있다. 또한 마이컴(210)은 마이크로컴퓨터(210A)의 일부 또는 전부로 구성될 수 있고, 음성인식부(170), 데이터출출부(180), 메모리부(190), 영상처리부(220), 번역부(230) 등이 일체를 이루도록 구성되거나, 별개를 이루도록 구성될 수 있으며, 디스플레이부(120), 스피커(130) 및 마이크(140)에 의해 음성 통화 또는 영상 통화를 가능하도록 통신모듈을 포함할 수 있다. 여기서 마이크로컴퓨터(210A)는 일례로 리눅스 OS를 사용할 수 있고, 소프트웨어 공학의 7 레이어 방식에 준하여, 구성할 수 있으며, 웹서비스를 근간으로 독립적인 내부 프로세스가 구동하며, 타 시스템에 강력한 100% 이식성을 부여할 수 있고, 본 발명에서 요구되는 마이컴(210)을 비롯한 다른 구성들이 부가될 수 있다.
마이컴(210)은 음성인식부(170)에 의해 인식되는 음성으로부터 지역과 관련된 음성 명령을 추출하고, 데이터추출부(180)로부터 추출되는 데이터에 해당하는 콘텐츠 또는 메모리부(190)에 저장되는 콘텐츠 중에서 지역과 관련된 음성 명령에 상응하는 콘텐츠를 디스플레이부(120)와 스피커(130) 중 어느 하나 또는 모두를 통해서 출력하도록 제어할 수 있다.
마이컴(210)은 디스플레이부(120)의 대기 모드에서 정해진 시간 동안 카메라(150)에 의해 획득되는 이미지를 영상처리부(220)에 의해 영상 처리하여 사람이 감지되지 않을 경우 및 마이크(140)에 의해 획득되는 오디오로부터 음성인식부(170)에 의해 사람의 음성이 감지되지 않을 경우, 정해진 전화번호로 정해진 응급문자를 발송하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시례에 따른 음성인식 인공지능 스마트 미러 TV 시스템(100)은 디스플레이부(120)를 통해 출력하고자 하는 문장이나 스피커(130)를 통해 출력하고자 하는 음성을 원하는 언어로 번역하는 번역부(230)를 더 포함할 수 있다. 마이컴(210)은 상기의 음성 명령에 따라, 번역부(230)에 의해 번역된 문장을 디스플레이부(120)를 통해서 출력하거나, 번역부(230)에 의해 번역된 음성을 스피커(130)를 통해서 출력하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시례에 따른 음성인식 인공지능 스마트 미러 TV 시스템(100)은 카메라(150)를 통해서 획득되는 이미지의 영상 처리 기법에 의해 이미지에 포함되는 얼굴의 형태에 따른 감정을 분석하는 영상처리부(220)를 더 포함할 수 있다. 영상처리부(220)는 얼굴의 형태에 따른 감정을 분석하기 위하여, 여러 가지 영상 처리 기법이 사용될 수 있는데, 일례로 카메라(150)를 통해 획득된 영상에 포함된 복수의 대상 중 객체의 얼굴을 인식하여, 대응되는 정보를 수집한 다음, 이렇게 획득된 얼굴의 표정 변화를 인식하기 위해, 얼굴에 포함된 소정의 요소, 즉 얼굴에서 감정이 표현되는 특정부위의 변화에 대한 요소를 추출하고, 이렇게 획득된 요소를 이용하여 사용자의 감정을 최종적으로 결정하여 이를 데이터로서 출력한다. 마이컴(210)은 데이터추출부(180)로부터 추출되는 데이터에 해당하는 해소안이나 콘텐츠 중에서 또는 메모리부(190)에 저장되는 해소안이나 콘텐츠 중에서, 영상처리부(220)를 통해서 분석한 감정에 대응되는 해소안 또는 콘텐츠를 디스플레이부(120)와 스피커(130) 중 어느 하나 또는 모두를 통해서 출력하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시례에 따른 음성인식 인공지능 스마트 미러 TV 시스템(100)은 각종 명령 내지 데이터의 입력을 위하여, 키보드나 버튼 또는 터치패널 등의 입력장치로 이루어지는 입력부(240)와, 동작에 필요한 파워의 공급을 위한 파워공급부(250)를 더 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 디스플레이부(120)는 평상시 대형 아날로그 시계가 디스플레이되고, 조작에 의해 응급 연락을 가능하도록 하며, 사용시 콘텐츠의 출력을 위한 장소를 제공하는 메인영역(121)과, 메인영역(121)의 상측에 마련되고, 주간기상정보, 디지털 날짜 및 시간, 그리고 미니 TV 화면을 제공하는 상부영역(122)과, 메인영역(121)의 하측에 마련되고, RSS 최신 정보, 사진 촬영 메뉴 및 수행 명령 등이 디스플레이되는 하부영역(123)과, 메인영역(121)의 일측에 마련되고, 사용자가 입력부(240)의 입력에 의해 원하는 데이터의 디스플레이를 선택할 수 있도록 하는 추가영역(124)을 포함할 수 있다. 예컨대, 디스플레이부(120)에서 상부영역(122)에는 왼쪽에 주간 기상 정보, 오른쪽 위로는 디지털 시계 화면이, 밑으로는 미니 TV화면이 위치할 수 있다. 메인영역(121)에는 중앙에 대형 아날로그 시계, 왼쪽에 추가영역(124)을 마련하여 사용자 추가 플러그인 메뉴를 구성할 수 있으며, 오른쪽 상단에 응급시 전화 통화를 할 수 있는 PSTN 전화 기능을 구현할 수 있다. 또한 음성을 인식하여 해당하는 내용을 중앙에 레이어 방식으로 배열함으로써 다양한 콘텐트를 추가할 수 있도록 구성할 수 있다. 하부영역(123)에는 음성을 인식할 수 있는 음성인식 메뉴를 배치할 수 있고, 가운데에 대화면으로 전환 서비스를 제공할 평행 스크롤 바를 배치할 수 있다.
디스플레이부(120)는 화면에 주어진 정보를 제공하고, 음성 명령에 의해 미리 정해진 기능을 구동시키는 반응형 메인 화면과, 음성 인식으로 발화한 음성 명령에 따른 기능별 작동을 레이어 방식으로 구현하는 명령 수행 화면과, 사용자가 정해진 시간 동안 대화를 안할 때 전환하는 대기 모드에 해당하는 슬립 화면으로 구성될 수 있다. 여기서, 반응형 메인 화면은 날짜/시간, 1주일간의 날씨, 음성 인식 바 등이 고정으로 항상 화면에 대기 상태로 존재하며, 미니 TV가 사용자가 원하는 방송을 음성 지시하면 구동되도록 구성될 수 있다. 또한, 반응형 메인 화면은 마이컴(210)의 제어에 따라, 상대방의 이름을 사전에 등록하여 전화번호를 기억하거나, 전화번호를 부르면 PSTN(일반 전화 또는 휴대폰)으로 직접 통화를 할 수 있는 기능을 부여할 수 있다. 디스플레이부(120)는 마이컴(210)의 제어에 의해 앞서 설명한 바와 같이, 미러(111) 앞에 서면 영상처리부(220)에 의해 사람 얼굴의 감정을 인식하는 기능을 부여하여, 얼굴 감정에 따라서 인공 지능에 해당하는 마이컴(210)의 제어와 연계하여 사용자에게 반응하는 구성을 가질 수 있다. 이러한 명령 수행 화면은 음성 인식으로 발화한 명령을 각 구성에 맞게 조합하여, 각 기능별 작동을 레이어 방식으로 구현하여, 빠르게 명령을 수행하도록 구성할 수 있다. 또한 슬립 화면은 사용자가 더 이상 화면과 대화를 안 할 때, 대기 모드로 전환하는 기능으로서, 대기 모드를 해제할 때는 일례로 "일어나 지니?"라고 하여 대기 모드를 빠져나가도록 구성할 수 있다. 이러한 디스플레이부(120)에 대한 각각 구성화면에 대한 소프트웨어 모듈 내지 기능을 도 5에 나타낸 바와 같다.
이와 같은 본 발명에 따른 음성인식 인공지능 스마트 미러 TV 시스템의 작용을 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
기본적으로, 사용자가 음성으로 자연 명령을 지시하면, 이를 마이크(140)가 획득하여, 음성인식부(170)를 통한 음성 인식에 의해 음성 명령을 추출하고, 마이컴(210)에 의해 명령어 체계에 따른 플러그인 기능 콜백(call back), 그리고 디스플레이부(120)의 메인영역(121)이 변경되면서 음성 명령에 따른 기능 수행하며, 필요에 따라 콘텐츠를 로봇 음성으로 스피커(130)를 통해서 출력할 수 있다. 여기서 콘텐츠는 플러그인 명령어 이외의 지시 챗봇(Chatbot) 구동을 통한 일반 대화 시작 및 진행으로 이루어질 수 있다. 또한 마이컴(210)은 기능 플러그인 방식으로 기본 프레임웍 하에 분야별 컨텐츠 모듈을 추가함으로써, 교육분야에서 교육용 컨텐츠, 문화 및 예술분야에서 문화 예술 컨텐츠 등으로 컨텐츠를 구성할 수 있고, 산업별 및 분야별로 기본 프레임웍을 활용하여 다양한 모델 개발이 가능하도록 구성할 수도 있다.
도 6을 참조하면, 사용자가 미러(111) 앞에서 음성을 명령하면, 마이크(140)가 이를 수신함으로써(S11), 음성인식부(170)에 의해 아날로그 음성 신호를 분석하여 사용자의 언어인지 자연의 노이즈인지를 구분하여 디지털 신호로 변환함으로써 음성을 인식하도록 하고, 마이컴(210)은 인식된 음성으로부터 메모리부(190)에 저장된 음성 명령 데이터와의 매칭에 의해 음성 명령을 추출하고, 이러한 음성 명령의 논리적 판단후, 관련 음성 명령을 수행함으로써(S12), 이러한 음성 명령에 적합한 콘텐츠를 메모리부(190)에 저장된 콘텐츠 또는 데이터추출부(180)에서 추출한 콘텐츠 중에서 추출하여, 이를 마이컴(210)에 의해 출력 형식에 따라 디스플레이부(120)나 스피커(130) 또는 이들 모두로부터 출력되도록 한다(S13). 이때, 스피커(130)로는 요약된 내용을 TTS 기능에 의해 음성으로 알려주고, 디스플레이부(120)는 좀 더 상세한 내용을 디스플레이할 수 있다.
도 7을 참조하면, 사용자가 미러(111) 앞에서 원하는 지역을 음성으로 지시하면, 마이크(140)가 이를 수신함으로써(S21), 음성인식부(170)에 의해 음성을 인식하고, 마이컴(210)이 인식된 음성으로부터 지역 관련 정보 등에 관련된, 예컨대 지도의 위도 및 경도 정보 위치 추적, 지도 줌인 또는 줌아웃 기능 레벨 조정, 지도 위치를 중심으로 지도 구성 등에 관련된 음성 명령, 예컨대 서울역 지도 정보, 지도 확대 또는 지도 축소 등을 추출하여, 지역에 대한 좌표 파악 및 해당 지도 관련 콘텐츠를 메모리부(190)나 데이터추출부(180)에 의해 수집 내지 추출한 후(S22), 이를 마이컴(210)에 의해 출력 형식에 따라 해당 지역 지도 또는 지역 관련 콘텐츠, 예컨대 "XXX 위치는 서울특별시 X구 XX번지 입니다." 또는 관련 지도를 디스플레이부(120)나 스피커(130) 또는 이들 모두로부터 출력되도록 한다(S23).
도 8을 참조하면, 사용자가 미러(111) 앞에서 알고자 하는 한국어 문장, 예컨대 "당신은 누구입니까?"를 음성으로 말하면, 마이크(140)가 이를 수신함으로써(S31), 음성인식부(170)에 의해 음성을 인식하고, 마이컴(210)이 인식된 문장의 한글 등의 구분 및 번역을 수행하는데(S32), 이때, 음성으로 인식한 문장이 영어인지 한글인지를 구분한 후 번역부(230)에 의한 기계어 번역에 대한 알고리즘의 실행에 의해 영어일 경우 한글로, 한글일 경우 영어로 번역할 수 있으며, 번역을 마친 결과, 예컨대 "Who are you?"를 디스플레이부(120)나 스피커(130) 또는 이들 모두로부터 출력되도록 한다(S23). 이에 의해 외국어를 모르더라도 일반 상식의 언어 번역을 가능하도록 하고, 나아가서 외국인과의 기본 대화를 가능하도록 한다.
도 9를 참조하면, 사용자가 미러(111) 앞에서 입력부(240)의 조작이나 자동적으로 카메라(150)에 의해 촬영되면(S41), 카메라(150)에 의해 획득한 이미지로부터 영상처리부(220)가 영상 처리 기법에 의해 얼굴의 형태에 따른 감정, 예컨대 슬픔, 놀람, 화남, 기쁨, 심각 등의 5가지 감정을 분석하고(S42), 마이컴(210)은 감정에 대응되는 격려, 축하, 동조로 우선 사용자에게 친근감을 표시할 수 있고, 감정에 따른 감정 대응 해소안, 예컨대 슬플 경우 "조용한 음악을 듣는게 어때요? 새로나온 음악인데", 기쁠 경우 "오늘 무슨 좋은 일 있으셨나봐요. 신나는 음악 틀어드릴까요?"를 디스플레이부(120)나 스피커(130) 또는 이들 모두로부터 출력되도록 하거나, 영상처리부(220)를 통해서 분석한 감정에 대응되는 콘텐츠를 디스플레이부(120)와 스피커(130) 중 어느 하나 또는 모두를 통해서 출력하도록 제어할 수 있다. 이 후, 마이컴(210)은 대화 내용을 바탕으로 사용자의 감정에 따라 대처할 수 있는데, 대화 내용 및 결과, 예컨대 꽃배달의 경우 위치 혹은 전화번호 등을 디스플레이부(120)나 스피커(130)를 통해서 알려주도록 할 수 있다.
도 10을 참조하면, 사용자가 미러(111) 앞에서 전화번호가 등록된 사람에게 문자 발송 또는 통화를 명령, 예컨대 "XX에게 전화해 줘", "XX에게 '우리 몇시에 만날까요' 문자 보내줘"를 지시하거나, 정해진 시간, 예컨대 24시간 이상 사람 미감지시 응급문자 발송 자동 명령을 지시하는 경우, 이를 마이크(140)가 수신받거나, 타이머(미도시)와 카메라(150) 및 영상처리부(220) 등에 의해 정해진 조건을 만족시키는 경우, 마이컴(210) 해당하는 명령에 따라 전화번호를 판단후 문자 발송 또는 통화를 수행한 후(S52), 문자 전송이나 통화 결과를 디스플레이부(120)나 스피커(130)를 통해서 표시하도록 할 수 있다(S53).
이와 같이, 본 발명에 따르면, 종래의 스마트 미러는 200만원 이상의 고가이며, 마이크로소프트 윈도, 혹은 웹 OS로 구성되어 있으며, 본 OS를 구동하기 위해서 고가의 컴퓨터를 사용하고 있다. 또한 전문적인 부분의 콘텐츠만을 다루는 특정인을 위한 고가의 스마트 미러 시스템이고, 음성 인식과 음성 출력, 그리고 인공 지능이 함께 동작하는 시스템이 아닌 쇼 윈도 매장의 사인에이지 정도의 수준에 미치고 있다.
반면, 본 발명은 듣고, 말하고, 보고, 인지하는 4가지 기능을 근간으로 하여, 이를 응용함으로써, 여러 가지 일상 생활에 대한 응용 시스템의 개발이 가능하도록 하고, 기본 프레임웍이 완성되어 있는 상황이라 그 프레임웍 위에 원하는 콘텐츠를 자유자재로 개발하여 작동할 수 있으며, 스탠드 얼론 웹 베이스(stand alone web base)로 개발하였기 때문에, 이기종 간의 OS에 강력한 이식성을 가지고 있으며, 수백만 원대의 고가 스마트 미러 시장에서 예컨대 30만원대의 저가 스마트 미러를 공급할 수 있으며, 손쉬운 다국어 지원이 가능함으로써 여러 가지 버전의 스마트 미러를 만들어 낼 수 있다.
이와 같이 본 발명에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시례에 한정되어서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110 : 본체 111 : 미러
120 : 디스플레이부 121 : 메인영역
122 : 상부영역 123 : 하부영역
124 : 추가영역 130 : 스피커
140 : 마이크 150 : 카메라
160 : 통신부 170 : 음성인식부
180 : 데이터추출부 190 : 메모리부
210 : 마이컴 210A : 마이크로컴퓨터
220 : 영상처리부 230 : 번역부
240 : 입력부 250 : 파워공급부
120 : 디스플레이부 121 : 메인영역
122 : 상부영역 123 : 하부영역
124 : 추가영역 130 : 스피커
140 : 마이크 150 : 카메라
160 : 통신부 170 : 음성인식부
180 : 데이터추출부 190 : 메모리부
210 : 마이컴 210A : 마이크로컴퓨터
220 : 영상처리부 230 : 번역부
240 : 입력부 250 : 파워공급부
Claims (5)
- 전면에 투과성 재질의 미러가 마련되는 본체;
상기 본체 내에 상기 미러의 후측에 설치되는 디스플레이부;
상기 본체에 오디오 출력을 위해 마련되는 스피커;
상기 본체에 오디오 입력을 위해 마련되는 마이크;
상기 본체에 영상을 획득하기 위해 마련되는 카메라;
상기 본체에 인터넷 통신을 위해 마련되는 통신부;
상기 마이크에 입력된 오디오로부터 음성을 인식하는 음성인식부;
상기 통신부에 의한 웹검색으로 오픈 API를 통해 원하는 데이터를 획득하도록 하는 데이터추출부;
다수의 콘텐츠를 저장하는 메모리부; 및
상기 음성인식부에 의해 인식되는 음성으로부터 음성 명령을 추출하고, 상기 데이터추출부로부터 추출되는 데이터에 해당하는 콘텐츠 중에서 또는 상기 메모리부에 저장되는 콘텐츠 중에서 상기 음성 명령에 상응하는 콘텐츠를 상기 디스플레이부와 상기 스피커 중 어느 하나 또는 모두를 통해서 출력하도록 제어하고, 상기 디스플레이부에 TV 기능을 부여하도록 제어하는 마이컴;
을 포함하고,
상기 디스플레이부는,
화면에 주어진 정보를 제공하고, 음성 명령에 의해 미리 정해진 기능을 구동시키는 반응형 메인 화면과, 음성 인식으로 발화한 음성 명령에 따른 기능별 작동을 레이어 방식으로 구현하는 명령 수행 화면과, 사용자가 정해진 시간 동안 대화를 안할 때 전환하는 대기 모드에 해당하는 슬립 화면으로 구성되고,
상기 마이컴은,
상기 대기 모드에서 정해진 시간 동안 상기 카메라에 의해 획득되는 이미지를 영상처리부에 의해 영상 처리하여 사람이 감지되지 않을 경우 및 상기 마이크에 의해 획득되는 오디오로부터 상기 음성인식부에 의해 사람의 음성이 감지되지 않을 경우, 정해진 전화번호로 정해진 응급문자를 발송하도록 하는, 음성인식 인공지능 스마트 미러 TV 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 마이컴은,
상기 음성인식부에 의해 인식되는 음성으로부터 지역과 관련된 음성 명령을 추출하고, 상기 데이터추출부로부터 추출되는 데이터에 해당하는 콘텐츠 중에서 또는 상기 메모리부에 저장되는 콘텐츠 중에서 상기 지역과 관련된 음성 명령에 상응하는 콘텐츠를 상기 디스플레이부와 상기 스피커 중 어느 하나 또는 모두를 통해서 출력하도록 제어하는, 음성인식 인공지능 스마트 미러 TV 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 디스플레이부를 통해 출력하고자 하는 문장이나 상기 스피커를 통해 출력하고자 하는 음성을 원하는 언어로 번역하는 번역부를 더 포함하고,
상기 마이컴은,
상기 음성 명령에 따라, 상기 번역부에 의해 번역된 문장을 상기 디스플레이부를 통해서 출력하거나 상기 번역부에 의해 번역된 음성을 상기 스피커를 통해서 출력하도록 제어하는, 음성인식 인공지능 스마트 미러 TV 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 카메라를 통해서 획득되는 이미지의 영상 처리에 의해 상기 이미지에 포함되는 얼굴의 형태에 따른 감정을 분석하는 영상처리부를 더 포함하고,
상기 마이컴은,
상기 데이터추출부로부터 추출되는 데이터에 해당하는 해소안이나 콘텐츠 중에서 또는 상기 메모리부에 저장되는 해소안이나 콘텐츠 중에서, 상기 영상처리부를 통해서 분석한 감정에 대응되는 해소안 또는 콘텐츠를 상기 디스플레이부와 상기 스피커 중 어느 하나 또는 모두를 통해서 출력하도록 제어하는, 음성인식 인공지능 스마트 미러 TV 시스템. - 삭제
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