KR20040074275A - 홈 네트워크 제어 프로토콜을 이용한 출입 통제 장치 및방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라와 DTV 인터페이스를 통해 이미지 전송 및 확인에 의해 출입문을 자동으로 개폐할 수 있도록한 홈 네트워크 제어 프로토콜을 이용한 출입 통제 장치 및 방법에 관한 것으로, 그 구성은 HNCP을 이용하여 복수개의 슬레이브 제품들을 제어하는 마스터 기기와 도어에 구성되는 촬상 수단을 슬레이브 제품의 하나로 포함하는 홈 네트워크 시스템에 있어서, 도어에 구성되어 출입자의 이미지를 촬상하는 외부 카메라;상기 카메라를 통하여 포착된 이미지 정보를 마스터 기기로 전송하고, 도어의 개방을 위한 제어 신호를 전송하기 위한 이미지/제어 신호 전송 블록;상기 이미지/제어 신호 전송 블록을 통하여 전송되는 이미지 정보와 이미 등록되어 있는 출입 허용인의 이미지 정보를 비교하여 도어의 개방 여부를 제어하는 마스터 기기를 포함한다.

Description

홈 네트워크 제어 프로토콜을 이용한 출입 통제 장치 및 방법{Apparatus and method for controlling exit and entrance using the HNCP}

본 발명은 홈 네트워크 시스템에 관한 것으로, 특히 카메라와 DTV 인터페이스를 통해 이미지 전송 및 확인에 의해 출입문을 자동으로 개폐할 수 있도록한 홈 네트워크 제어 프로토콜을 이용한 출입 통제 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 각 가정 또는 원격에서 가정에 있는 가전기기들을 자동으로 제어하기 위하여 통신 수단을 이용하여 가전기기간의 네트워크를 구축하고 이를 제어하는 제어기를 두어 통합 관리하도록 하는 홈 네트워크 시스템이 상용화 단계에 이르고 있다.

이를 위한 홈 네트워크 제어 프로토콜(Home Network Control Protocol;HNCP)은 가정내의 가전 및 외부 통신을 가정내에 이미 존재하는 전력선을 이용함으로 선로 가설에 필요한 추가 경비 절감 및 간단한 공사 절차로 PLC 모뎀과 연동하여 디지털 TV 및 기타 master군(群)의 제품에서 슬레이브 군의 제품으로 PLC 모뎀의 RS 232C 규격을 통한 홈 네트워킹 방법이다.

이하에서 종래 기술의 자동 도어 인식 시스템에 관하여 설명하면 다음과 같다.

종래 기술에서 자동 도어 인식 장치는 인식하는 기기를 별도로 도어에 설치하고, 출입을 원하는 사람이 기기 앞에서 출입 시 필요한 행위(지문감식, 홍채인식, 아이디 카드 삽입 등)를 하면 자동 도어 개폐 장치가 작동하게 되어 있다.

이와 같은 종래 기술에서 아이디 카드를 이용하는 방법은 보안성 문제 때문에 주로 지문 인식과 홍채 인식에 관한 방법이 이용된다.

먼저, 지문 인식을 이용한 자동 도어 인식 장치는 다음과 같은 원리를 이용한 것이다.

지문을 이용한 개인 인증 과정은 크게 여러 가지의 지문을 형태별로 구분하는 분류(Classification)와 본인임을 확인하는 매칭(Matching)의 절차로 이루어진다.

지문에는 정확한 방향성을 띤 지문 융선(Ridge)으로 이루어진 정상 영역 이외에 다수의 특징 영역이 존재하는데, 융선이 진행하다가 끊어지는 점을 단점, 융선이 갈라지는 점을 분기점(Bifurcation)이라고 지칭하며, 이들을 통칭하여 지문의 특징점(Minutiae)이라고 한다.

일반적으로 한 손가락에는 100 ~ 150개 정도의 특징점이 분포하며, 사람마다 그 종류와 위치 및 방향이 다르다. 이러한 지문 인식을 위하여 지문의 특징점 추출을 위한 전처리 과정과, 매칭 및 판별에 사용되는 방향 패턴 및 특징점 추출 과정과, 이들을 이용한 식별 및 인증 과정으로 과정을 거친다.

이러한 인증 시스템 모듈은 여러 경우에 어플리케이션이 가능하도록 하기 위해서 항상 서버 또는 제어용 PC와 연결하지 않고도 독립적으로 지문인식과 판별이 가능한 알고리즘이 지문 인식 모듈에 자체적으로 탑재되어 구동되는 것이 필요하고, 이와 같은 지문 인식 모듈이 도어에 구성되어야 한다.

그리고 홍채 인식을 이용한 자동 도어 인식 장치는 다음과 같은 원리를 이용한 것이다.

홍채를 이용한 개인 식별은 홍채 영상 획득 부분과 홍채 인식 부분으로 구분할 수 있는데, 영상 획득 부분은 홍채 인식에 적합한 품질의 눈 영상을 획득하는 기능이고, 홍채 인식 부분은 획득된 눈 영상으로 홍채 영역 추출, 홍채 특징 추출, 홍채 코드 생성, 특징 정합 (Matching)등의 기능을 수행하는 것이다.

홍채 영상획득에 있어 필요한 입력 장치로는 CCD 카메라 , 비디오 카메라, 선명한 홍채 무늬 패턴을 얻기 위한 조명, 아날로그 영상을 디지털 영상으로 변환하기 위한 영상 획득 장치(Capture Board or Frame Grabber)등이 필요하다.

홍채 인식을 위한 홍채 영역 추출은 입력 장치를 통하여 획득된 눈 영상으로부터 홍채 영역을 분리하는 단계로서 홍채 영역에 나타나는 무늬 패턴의 특징을 추출하고 부호화하여 코드를 생성한다.

이와 같은 시스템을 도어 장치에 구성하고, 저장된 홍채 코드와 추출된 홍채 코드의 유사도(Similarity)를 이용하여 도어의 개폐 여부를 결정한다.

그러나 이상에서 설명한 종래 기술에 따른 도어 출입 통제 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.

종래 기술의 도어 개폐 장치는 지문 인식 또는 홍채 인식을 이용하여 이루어지는데, 이와 같은 시스템에서는 고가의 정밀한 기기가 도어에 장착되어야 하고, 별도의 개폐 여부를 판단하는 장치를 설치해야만 하는 번거로움과 비용의 손실이 크다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 도어 출입 통제 장치의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 홈 네트워크 시스템을 이용하여 카메라와 DTV 인터페이스를 통해 이미지 전송 및 확인에 의해 출입문을 자동으로 개폐할 수 있도록한 홈 네트워크 제어 프로토콜을 이용한 출입 통제 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 HNCP를 이용한 자동 도어 오픈 장치의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 출입 통제 장치의 마스터 기기의 구성도

도 3은 본 발명에 따른 HNCP를 이용한 자동 도어 오픈 방법을 위한 플로우 차트

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11. 외부 도어 블록 12. 이미지/제어 신호 전송 블록

13. 마스터 기기

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 홈 네트워크 제어 프로토콜을 이용한 출입 통제 장치는 HNCP을 이용하여 복수개의 슬레이브 제품들을 제어하는 마스터 기기와 도어에 구성되는 촬상 수단을 슬레이브 제품의 하나로 포함하는 홈 네트워크 시스템에 있어서, 도어에 구성되어 출입자의 이미지를 촬상하는 외부 카메라; 상기 카메라를 통하여 포착된 이미지 정보를 마스터 기기로 전송하고, 도어의 개방을 위한 제어 신호를 전송하기 위한 이미지/제어 신호 전송 블록;상기 이미지/제어 신호 전송 블록을 통하여 전송되는 이미지 정보와 이미 등록되어 있는 출입 허용인의 이미지 정보를 비교하여 도어의 개방 여부를 제어하는 마스터 기기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 홈 네트워크 제어 프로토콜을 이용한 출입 통제 방법은 HNCP을 이용하여 복수개의 슬레이브 제품들을 제어하는 마스터 기기와 도어에 구성되는 촬상 수단을 슬레이브 제품의 하나로 포함하는 홈 네트워크 시스템의 제어에 있어서, 마스터 제품의 저장 수단에 출입을 허용할 사람에 대한 이미지 정보를 등록하는 단계;카메라에 외부인의 이미지가 포착되면, 마스터 제품으로 이미지 정보를 전송하는 단계;마스터 제품에서 전송 받은 이미지 정보를 이미 저장되어 있는 출입 허용인의 이미지 정보와 비교하는 단계;비교 결과에 따라 출입의 허용 여부를 판단하여 출입문을 개방하기 위한 명령을 도어 블록으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 잇점들은 이하에서의 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

본 발명에 따른 홈 네트워크 제어 프로토콜을 이용한 출입 통제 장치 및 방법의 바람직한 실시예에 관하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 HNCP를 이용한 자동 도어 오픈 장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 출입 통제 장치의 마스터 기기의 구성도이다.

본 발명은 사용자의 편리성을 높인 도어 출입 장치를 제공하고, 이미 구축 된 HNCP 시스템을 이용하여 DTV 시청자에게 더 나은 서비스를 제공할 수 있도록한 것이다.

HNCP(Home Network Control Protocol)의 구현으로 TV가 마스터의 입장에서 가전 기기들을 하나로 묶어 제어 할 수 있고, 가전 제품의 제어뿐 아니라 여러 분야에 응용하여 새로운 시스템을 구현하는 기틀이 되고 있다.

본 발명은 이와 같은 HNCP를 이용한 도어 출입 통제 장치에 관한 것으로, HNCP의 구현이 가능한 DTV를 마스터 기기로 사용하고, 도어에 구성되는 카메라를 슬레이브 제품들의 하나로 구성하여 출입 통제 시스템을 구현한 것이다.

DTV를 마스터 기기로 사용하는 HNCP는 현재 가전제품 예를 들면, 세탁기, 냉장고,전자 레인지 등의 제어를 통하여 생활의 편리함을 주고 있고 그 외 여러 가지 시스템에 응용할 수 있는 상태이다.

본 발명은 이를 이용하여 도어에 슬레이브 제품의 하나로 카메라를 갖는 도어를 구성하고, 출입을 원하는 사람의 이미지를 모뎀을 통하여 DTV에 전송하고, DTV는 이미 구현 된 알고리즘에 의해 도어 개폐 여부를 판단하여 HNCP를 통해 도어를 개폐할 수 있도록한 것으로 별도로 도어에 개폐 여부를 판단하여 행하는 기기를 설치하지 않아도 된다.

그 구성은 도 1에서와 같이, 시스템 구성은 크게 외부 도어 블록(11), 이미지/제어 신호 전송 블록(12), 마스터 기기(13)로 크게 구성된다.

슬레이브 제품의 하나로 구성되는 외부 도어 블록(11)은 마스터의 제어 신호에 의해 개폐를 행하는 장치를 포함하는 도어(15)에 구성되어 출입자의 이미지를 촬상하는 외부 카메라(14)를 포함하고, 이미지/제어 신호 전송 블록(12)은 외부 도어 블록(11)에 연결되는 PLC(Power Line Communication) 모뎀(16)과, 마스터 기기(13)에 연결되는 PLC 모뎀(17)을 포함한다.

PLC 모뎀(16)(17)은 서로 전력선을 통하여 연결되어 도어 블록(11)과 마스터 기기(13)를 데이터 전송 가능하도록 연결한다.

모든 동작은 마스터 제품 즉, DTV의 CPU에 의해 제어되고, 외부 카메라(14)에 의한 이미지는 전송 선로에 의해서 DTV로 전송되고 CPU는 전송 된 이미지를 검사 판독하여 출입을 허가하는 조건일 경우에 가정내의 전력선을 통신 선로로 이용하여 PLC 모뎀(16)(17)을 통해 도어의 개폐 신호를 보낼 수 있는 HNCP를 이용한다.

도 2는 마스터 기기에서 출입 통제 장치를 제어하기 위한 블록들의 상세 구성을 나타낸 것으로, 중앙 처리 장치인 CPU(21)와, 영상 신호 처리에 사용되는 RAM 그리고 도어의 출입 통제를 실시하기 위한 모든 어플리케이션(Application)이 실려 있는 플래시 메모리(Flash memory) 그리고 HNCP가 정의된 블록 및 하드 디스크등을 포함하는 저장 수단(22)와, CPU(23)의 제어에 의해 이미지 프로세싱을 수행하는 비디오 시그널 프로세서(Video Signal Processor)(23), 이미지 프로세싱되어 저장된 데이터와 입력되는 이미지 데이터를 비교하는 이미지 비교 블록(24)을 포함한다.

DTV와 연결 된 카메라로부터 외부인 이미지가 있다는 플래그만 주어지면 DTV는 이미지 전송을 받도록 동작되며 실제로 이미지가 전송되면 DTV 내부의 메모리에 저장된다.

저장된 이미지는 이미 등록되어 있는 출입 허용자의 이미지와 비교하는 작업을 하게 되고, 일치 여부를 판단하여 출입문과 연결된 전력선을 통하여 HNCP를 이용하여 출입문의 개폐를 행하도록 한다.

본 발명에 따른 HNCP를 이용한 출입 통제 장치는 먼저, 출입을 허가하는 조건을 만들어야 한다.

출입을 허가하는 사람에 대해서는 각각의 이미지를 DTV에 내장된 하드 디스크에 저장한다.

이때, 얼굴 이미지만 저장되는 것이 아니라, 얼굴의 특징을 추출하여 얼굴 인식 코드를 생성하여 저장하는데, 얼굴 영상의 특징을 추출하는 방법은 표정과 헤어스타일에도 변하지 않는 이마와 윗입술의 마디 점등의 특징을 주로 이용한다.

먼저, 출입이 허가되는 대상의 영상을 외부 카메라를 통하여 입력받아 얼굴 검출을 하고 조명에 대한 보상이나 각종 변형에 대한 보상이 이루어지며 이러한 정규화 과정을 거친 얼굴 영상은 인식 알고리즘에 의해 얼굴 인식 코드를 생성하여 저장한다.

물론, 얼굴 이미지만을 저장하여 비교하는 방법으로 본 발명의 출입 통제 장치를 이용하는 것이 가능함은 당연하나, 보안성을 높이고자 하는 경우에는 마스터 제품에 얼굴 인식 알고리듬을 탑재하여 얼굴 인식 코드를 생성하는 방법을 적용하는 것이 바람직하다.

이와 같이 얼굴 이미지 또는 얼굴 인식 코드가 생성된 후에, 외부에서 출입을 하고자 할 때는 도어에 부착된 카메라(SLAVE)에 자신의 얼굴을 비추면 카메라는 이미지를 만들고, DTV의 CPU의 제어에 따라 이미지를 DTV(MASTER)로 전송한다.

카메라에 의해 만들어진 이미지가 DTV로 전달되는 과정과 실제 CPU의 출입 여부 판독에 의해 출입문 개폐에 관한 제어 신호의 전송은 HNCP 인터페이스 블록이 사용된다.

이와 같은 본 발명은 HNCP가 구현된 DTV가 마스터 기기로 이용되고 슬레이브인 외부 카메라를 연동 제어하여, 외부 카메라에서 전송된 이미지 파일과 이미 저장된 이미지를 비교 모니터링 하여 일치하면 DTV내의 CPU의 명령에 의해 PLC 모뎀에 의한 명령키 값을 전송하여 도어를 오픈할 수 있도록한 것이다.

이와 같은 본 발명에 따른 홈 네트워크를 이용한 출입 통제 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 HNCP를 이용한 자동 도어 오픈 방법을 위한 플로우 차트이다.

먼저, 마스터 제품인 DTV의 저장 수단에 출입을 허용할 사람에 대한 이미지정보를 등록하고, 비교 할 수 있는 시스템을 구축한다.(S301)

이 상태에서 슬레이브 제품인 카메라에 외부인의 이미지가 포착되면(S302), 마스터 제품의 CPU로 플래그(flag)를 발생하고, DTV로 이미지를 전송한다.(S303)

이어, 이미지 비교 시스템을 작동하고, 마스터 제품의 CPU는 전송 받은 이미지 정보를 이미 저장되어 있는 출입 허용인의 이미지 정보와 비교 연산하는 작업을수행한다.(S304)

비교 결과 출입의 허용 여부를 판단하고(S305), 출입이 허용 될 경우 HNCP를 이용하여 출입문을 개방하기 위한 명령을 도어 블록으로 전송하여(S306) 출입문을 개방한다.(S307)

만약, 출입이 허용되지 않는 경우에는 모든 작업을 종료하고, 다음 카메라에 포착된 이미지 전송을 기다린다.(S307)

이와 같은 출입 통제 방법에서 마스터 제품의 CPU에서 등록 이미지와 전송 이미지를 비교하여 출입문 개방 여부를 제어하는 것 이외에 DTV의 다양한 기능을 이용하여 다른 방법으로 운용하는 것도 가능하다.

예를 들면, 사용자가 TV 시청중에 외부인이 카메라에 포착되는 경우에는 도 3에서와 같은 비교 판단 절차를 수행하는 것과는 별도로 DTV의 PIP(Picture In Picture),POP(Picture Out Picture)등의 기능으로 출입문 앞의 외부인 영상을 화면에 표시하는 것도 가능하다.

예를 들면, 출입문 앞의 외부인이 마스터 제품에 이미지 정보가 등록되지 않은 사람이지만, 사용자가 TV 화면상에 표시되는 영상을 보고 입실을 허용하여야 하는 상황인 경우에는 TV 제어를 위한 리모트 컨트롤러의 특정키를 눌러 도 3의 절차를 진행하는 중에 인터럽트를 걸어 도어를 개방할 수 도 있다.

이와 같은 방법은 TV를 시청하는 중에 도어의 개방 여부를 제어할 수 있으므로 사용자의 편리성을 높일 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 홈 네트워크 제어 프로토콜을 이용한 출입 통제 장치 및 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명은 HNCP의 구현이 가능한 DTV를 마스터 기기로 사용하여 출입 통제 시스템을 구현한 것으로 사용자의 편리성 및 보안성을 높일 수 있다.

또한, DTV에 내장된 CPU(Master)와 HNCP(Home Network Control protocol)를 이용하여 출입문(Slave)의 개폐를 효율적으로 관리하여 방문자를 효율적으로 관리할 수 있는 장점이 있다.

그리고 보안성을 높이기 위해 사용되는 지문 인식, 홍채 인식을 이용한 출입 통제 시스템과는 달리 고가의 장비를 필요로 하지 않으므로 경제적인 측면에서 유리하다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims (4)

1. HNCP을 이용하여 복수개의 슬레이브 제품들을 제어하는 마스터 기기와 도어에 구성되는 촬상 수단을 슬레이브 제품의 하나로 포함하는 홈 네트워크 시스템에 있어서,

   도어에 구성되어 출입자의 이미지를 촬상하는 외부 카메라;

   상기 카메라를 통하여 포착된 이미지 정보를 마스터 기기로 전송하고, 도어의 개방을 위한 제어 신호를 전송하기 위한 이미지/제어 신호 전송 블록;

   상기 이미지/제어 신호 전송 블록을 통하여 전송되는 이미지 정보와 이미 등록되어 있는 출입 허용인의 이미지 정보를 비교하여 도어의 개방 여부를 제어하는 마스터 기기를 포함하는 것을 특징으로 하는 홈 네트워크 제어 프로토콜을 이용한 출입 통제 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 마스터 기기는,

   중앙 처리 장치인 CPU와,

   영상 신호 처리에 사용되는 RAM 그리고 도어의 출입 통제를 실시하기 위한 모든 어플리케이션이 실려 있는 플래시 메모리 그리고 HNCP가 정의된 블록 및 하드 디스크를 포함하는 저장 수단과,

   CPU의 제어에 의해 이미지 프로세싱을 수행하는 비디오 시그널 프로세서, 이미지 프로세싱되어 저장된 데이터와 입력되는 이미지 데이터를 비교하는 이미지 비교 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 홈 네트워크 제어 프로토콜을 이용한 출입 통제 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 이미지/제어 신호 전송 블록은,

   도어 블록에 연결되는 PLC(Power Line Communication) 모뎀과,

   마스터 기기에 연결되는 PLC 모뎀 그리고 상기 PLC 모뎀들을 연결하여 마스터 기기와 도어 블록을 연결하는 전력선을 포함하는 것을 특징으로 하는 홈 네트워크 제어 프로토콜을 이용한 출입 통제 장치.
4. HNCP을 이용하여 복수개의 슬레이브 제품들을 제어하는 마스터 기기와 도어에 구성되는 촬상 수단을 슬레이브 제품의 하나로 포함하는 홈 네트워크 시스템의 제어에 있어서,

   마스터 제품의 저장 수단에 출입을 허용할 사람에 대한 이미지 정보를 등록하는 단계;

   카메라에 외부인의 이미지가 포착되면, 마스터 제품으로 이미지 정보를 전송하는 단계;

   마스터 제품에서 전송 받은 이미지 정보를 이미 저장되어 있는 출입 허용인의 이미지 정보와 비교하는 단계;

   비교 결과에 따라 출입의 허용 여부를 판단하여 출입문을 개방하기 위한 명령을 도어 블록으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 홈 네트워크 제어 프로토콜을 이용한 출입 통제 방법.