KR20200076147A

KR20200076147A - 스마트워치를 활용한 심전도 기반 얼굴 인식 보안 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20200076147A
Application number: KR1020180164955A
Authority: KR
Inventors: 김인겸; 심소영
Original assignee: (주)두닷두
Priority date: 2018-12-19
Filing date: 2018-12-19
Publication date: 2020-06-29
Also published as: KR102196278B1; US20200202112A1; US10949651B2

Abstract

본 발명은 스마트워치를 활용한 심전도 기반 얼굴 인식 보안 시스템에 관한 것으로서, 휴대용 PTT 통신 장치에서 사용자 인증을 위해 심전도에 근거한 생체 개인 인증과 얼굴 인식을 통한 생체 개인 인증을 병행하여 보안성을 높인 보안 시스템에 관한 것이다.

Description

스마트워치를 활용한 심전도 기반 얼굴 인식 보안 시스템 및 방법 {Electrocardiogram-based Face ID Security system and method using Smart Watch}

휴대폰의 기능이 포함된 스마트워치의 사용이 대중화되고 있다. 오늘날 휴대폰은 전화망 뿐만 아니라 인터넷망을 이용하고 있으며, 이를 통해 문서, 금융 등의 개인정보가 송수신되고 있어 휴대폰의 보안이 중요해지고 있다. 휴대폰의 보안은 사용자 인증절차가 복잡해질수록 휴대폰의 사용자는 불편해진다. 이러한 이유로 간소하고 편리한 휴대폰의 보안과 사용자 인증을 위하여 생체인식기술이 요청된다.

생체인식기술(Biometrics)은 인간의 생리학적 또는 행동상의 특성을 기반으로 개인의 특징을 인증수단으로 활용하는 기술을 말한다. 생체인식에 활용되는 인증수단으로는 지문, 망막, 홍채, 안면, 손, 정맥, 목소리, 서명, DNA 등이 있다.

지문인식은 손가락의 땀샘에 융기되어 일정한 흐름을 식별하는 기술로 성능에 대한 신뢰도와 안정도에 있어서 효율적이다. 지문인식 방법에는 세선화, 푸리에 변환, 웨이브릿변환, 신경회로망, 퍼지논리 등이 있으며, 잡음을 줄이는 과정과 보정의 과정이 필요하다. 또한 구문론적 방법이나 통계적, 규칙 기반, 신경회로망 구성, 체인코드, 융선추적 등이 사용된다. 지문인식 방법은 지문영상의 해상도, 화소값 분포특성, 지문입력센서의 스캔방식에 따라 인식된 지문에 기하학적 변형이 발생하며 융선 개수정보추출 및 사용방법은 지문의 회전과 변형에 취약하고 재현성이 떨어진다.

홍채인식은 홍채조직의 형태를 통하여 개인을 식별하는 방법이다. 홍채인식은 인식 오류 비율이 낮지만 홍채를 스캔할 때 측정자의 홍채와 스캐너 장치의 초점거리가 정확해야 하고 측정자가 움직이면 홍채의 패턴을 정확하게 얻을 수 없다. 홍채를 촬영할 경우 조명으로 홍채 영상의 색채가 달라질 수 있으며, 컬러렌즈 등의 콘택트 렌즈를 착용할 경우 홍채인식이 어렵다.

망막 스캐닝은 인간의 망막 내의 혈관 패턴을 인식한다. 망막 스캐닝은 안경 이나 콘택트 렌즈를 사용하는 경우나 혈중 알코올 농도에 의해 혈관 패턴이 변경될 수 있고, 망막 스캐닝이 수행되는 동안 눈에 조명을 비춰야 하고 눈과 스캐닝 장치의 접촉으로 눈이 오염될 수 있다.

얼굴인식은 비접촉식으로 얼굴모양을 촬영하여 얻은 영상에서 얼굴 영역을 추출한 뒤에 얼굴의 특징 마디 점들을 분석하여 개인을 식별한다. 인증 방법은 간편하지만 얼굴의 각도, 표정, 나이에 따라 얼굴의 모양이 달라질 수 있기 때문에 실용화가 어렵고 인식률이 낮다.

손등정맥 패턴인식은 손의 정맥 패턴을 접촉식 적외선 촬영 장치를 이용하여 식별하며, 정맥패턴은 타인에 의하여 복제가 불가능하지만, 정맥 패턴을 데이터베이스로 구축하기가 어렵고, 장비의 가격이 고가이다.

음성인식의 경우 시간에 따라 인간음성의 변화가 광범위하며 노이즈가 존재할 수 있으며, 음성을 녹음하여 위조가 가능하다.

본 발명의 목적은 심전도에 근거한 생체 개인 인증과 얼굴 인식을 통한 생체 개인 인증을 병행하여 보안성을 향상시킨 보안 시스템 및 이를 이용한 PTT 통신 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트워치를 활용한 심전도 기반 얼굴 인식 보안 시스템은, 심전도 데이터베이스 및 얼굴 인식 데이터베이스를 구비한 서버와 연동하여 PTT 서비스를 제공하는 스마트워치로서, 심전도 및 얼굴 인식을 통한 생체인식이 가능하고 PTT 통신이 가능한 복수개의 사용자 단말기; 및 상기 복수개의 사용자 단말기 중 제1 사용자 단말기로부터 심전도 데이터, 얼굴 인식 데이터와 PTT 메세지를 수신하고, 상기 심전도 데이터를 상기 심전도 데이터베이스에 전송하고, 상기 얼굴 인식 데이터를 상기 얼굴 인식 데이터베이스에 전송하고, 상기 심전도 데이터베이스 및 상기 얼굴 인식 데이터베이스를 이용하여 생체 개인 인증이 되면 해당 PTT 채널에 진입한 적어도 하나의 제2 사용자 단말기에 상기 PTT 메시지를 전송하는 서버를 포함한다.

또한, 상기 서버는 병원에 구비되어 상기 심전도 데이터 베이스를 저장하고, 상기 제1 사용자단말기 사용자는 상기 제2 사용자단말기를 소지한 상기 병원의 의사와 PTT 통신이 가능하다.

또한, 상기 사용자 단말기는, PTT 통신에 적용되는 프레임을 PTT 주파수 신호로 변조하여 안테나를 통해 송신하고, 안테나로부터 수신한 주파수 신호를 상기 프레임으로 복조하는 통신부; 다수의 입력키를 가진 사용자 입력 인터페이스로서, PTT 통신에서의 PTT 기능을 지원하는 PTT 버튼을 구비한 입력부; 심전도 및 얼굴 인식에 근거한 생체 개인 인증 방법을 실시하는 생체인식부; PTT 송신모드일 때 마이크로부터 입력되는 음성데이터를 상기 프레임으로 변환하여 상기 통신부로 전송하며, PTT 수신모드일 때 상기 통신부에서 복조된 프레임으로부터 음성데이터를 추출하여 스피커를 통해 출력하는 출력부; 제어부에서 실행하는 심전도인식 프로그램이 저장되고, 생체 개인 인증 데이터를와 입출력되는 심전도 데이터 및 얼굴 인식 데이터를 저장하는 저장부; 및 상기 PTT버튼이 눌리어질 때 상기 PTT 송신모드를 수행하고 상기 PTT버튼이 떼어질 때 상기 PTT 수신모드를 수행하도록 상기 통신부, 입력부, 출력부를 제어하는 제어부를 포함한다.

또한, 상기 심전도 데이터베이스는 사용자에 따른 전체 파형의 기본 형태를 결정하며, 상기 기본 형태는 LB(Low Below), MB(Medium Blow), HB(High Blow), LU(Low Up), MU(Medium Up), HU(High Up)와 같은 단순 파동 그룹의 펄스 모양들에 의해 결정된다.

또한, 각각의 개인을 위한 상기 펄스의 시퀀스가 상기 심전도 데이터베이스에 정렬된다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트워치를 활용한 심전도 기반 얼굴 인식 보안 방법은, 심전도 및 얼굴 인식에 근거한 생체 개인 인증 장치를 구비하고, 심전도 데이터베이스 및 얼굴 인식 데이터베이스를 구비한 서버와 연동하여 PTT 서비스를 제공하는 스마트워치를 활용한 심전도 기반 얼굴 인식 보안 방법으로서, 사용자의 얼굴 특징점 데이터를 입력받는 단계; 상기 사용자의 심전도 파형을 입력받아 이의 기저선 잡음을 제거하는 단계; 각 심전도 파형의 기본 형태를 결정한 후, 상기 사용자의 전체 파형의 기본형태를 결정하는 단계; 파형의 기본형태의 변화를 판단하여 상기 사용자의 심전도 파형을 분류하는 단계; 파형이 분류되면 사용자 인식을 위해 해당 파형의 특징을 추출하는 단계; 및 추출된 파형 특징 및 입력된 사용자 얼굴 특징점을 바탕으로 기 정해져 있는 코드에 의해 사용자를 인식할 수 있는 인식정보를 생성하고 사용자 인식을 행하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 각 파형의 기본 형태를 결정한 후, 사용자에 따른 전체 파형의 기본 형태를 결정하는 단계는 LB(Low Below), MB(Medium Blow), HB(High Blow), LU(Low Up), MU(Medium Up), HU(High Up)와 같은 단순 파동 그룹핑의 펄스 모양들을 인식하는 단계를 더 포함한다.

또한, 상기 사용자 인식을 행하는 단계는, 더 많은 심장박동 비율 심전도 데이터가 수집될수록 HID를 위한 정확도와 인식속도가 향상되도록 하기 위해, 각각의 개인을 위한 HID의 시퀀스가 HID 데이터베이스 서버를 통하여 정렬되는 단계를 더 포함한다.

본 발명에 따르면, 심전도에 근거한 생체 개인 인증과 얼굴 인식을 통한 생체 개인 인증을 병행하여 보안성을 향상시킨 보안 시스템 및 이를 이용하여 PTT 통신 시스템이 제공된다.

또한, 심전도 데이터를 이용하여 스마트폰의 건강관리 앱과 연동하므로 사용자의 건강을 관리하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도에 근거한 생체 개인 인증과 얼굴 인식을 통한 생체 개인 인증을 병행하여 보안성을 향상시킨 보안 시스템에서 이용되는 얼굴 인식 방법에 있어서의 예시적이 특징점 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도에 근거한 생체 개인 인증과 얼굴 인식을 통한 생체 개인 인증을 병행하여 보안성을 향상시킨 보안 시스템에서 이용되는 얼굴 인식 방법에 있어서의 개인의 심전도상의 생체 HID(Human Identification) 파형의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도에 근거한 생체 개인 인증과 얼굴 인식을 통한 생체 개인 인증을 병행하여 보안성을 향상시킨 보안 시스템이 적용된 스마트워치 PPT 시스템의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도에 근거한 생체 개인 인증과 얼굴 인식을 통한 생체 개인 인증을 병행하여 보안성을 향상시킨 보안 시스템이 적용된스마트워치 PTT 시스템에서 사용되는 주파수 범위의 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도에 근거한 생체 개인 인증과 얼굴 인식을 통한 생체 개인 인증을 병행하여 보안성을 향상시킨 보안 시스템이 적용된스마트워치 PTT 장치의 구성도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도에 근거한 생체 개인 인증과 얼굴 인식을 통한 생체 개인 인증을 병행하여 보안성을 향상시킨 보안 시스템이 적용된스마트워치 PTT 방법의 흐름도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 모듈이라는 용어는 용어가 사용된 문맥에 따라서, 소프트웨어, 하드웨어 또는 그 조합을 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어, 소프트웨어는 기계어, 펌웨어(firmware), 임베디드코드(embedded code), 및 애플리케이션 소프트웨어일 수 있다. 또 다른 예로, 하드웨어는 회로, 프로세서, 컴퓨터, 집적 회로, 집적 회로 코어, 센서, 멤스(MEMS; Micro-Electro-Mechanical System), 수동 디바이스, 또는 그 조합일 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 이하, 심전도 및 얼굴 인식에 근거한 생체 개인 인증 방법을 이용한 PTT 스마트워치 시스템을 ‘PTT 스마트워치 시스템’으로 약칭한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도에 근거한 생체 개인 인증과 얼굴 인식을 통한 생체 개인 인증을 병행하여 보안성을 향상시킨 보안 시스템에서 이용되는 얼굴 인식 방법에 있어서의 예시적인 특징점 구성도이다.

얼굴 인식은 사용자의 얼굴에 다수의 특징점을 형성하고 이를 특징점 데이터로 저장한 후, 사용자의 얼굴이 카메라를 포함하는 센서를 통해 인식될 때 인식된 특징점 데이터와 저장된 특징점 데이터를 비교하여 생체 개인 인증을 수행하는 방법이다.

그러나, 얼굴 인식은 사용자의 사진 이미지를 이용할 때 오인증의 가능성이 존재하며, 2차원 기반의 얼굴 인식 기법의 경우 추가로 레이저 거리 측정 기능을 구비해야 하는 등 기술적, 경제적 한계가 존재한다.

또한, 얼굴인식은 비접촉식으로 얼굴모양을 촬영하여 얻은 영상에서 얼굴 영역을 추출한 뒤에 얼굴의 특징 마디 점들을 분석하여 개인을 식별한다. 인증 방법은 간편하지만 얼굴의 각도, 표정, 나이에 따라 얼굴의 모양이 달라질 수 있기 때문에 실용화가 어렵고 인식률이 낮다.

따라서, 사용자의 생체 인식 시에 얼굴 인식을 통한 생체 개인 인증의 오류 정정 내지 고사양의 추가 장치의 사용을 배제하기 위해서, 사용자의 심전도 생체 HID 기법을 결합함에 의해 얼굴 인식을 통한 생체 개인 인증의 단점을 극복할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도에 근거한 생체 개인 인증과 얼굴 인식을 통한 생체 개인 인증을 병행하여 보안성을 향상시킨 보안 시스템에서 이용되는 얼굴 인식 방법에 있어서의 개인의 심전도상의 생체 HID(Human Identification) 파형의 구성도이다.

도 2를 참조하면, 심전도를 이용한 사용자 인식 작동이 도시된다. 생체 심전도 데이터를 수집하는 방법의 일 실시예는 LB(Low Blow), MB(Medium Blow), HB(High Blow), LU(Low Up), MU(Medium Up), HU(High Up)와 같은 단순 파동 그룹핑의 펄스 모양들을 인식함에 의하여 각 사용자의 계좌에 로그인하여 HID(Human Identification)를 수행하고, 각각의 개인을 위한 HID의 시퀀스는 생체 인식 데이터베이스를 구비한 서버(200)를 통하여 정렬된다. 각각의 개인을 위한 HID의 시퀀스는 도 2에 도시된 일 실시예와 같은 LB, MB, HB, LU, MU, HU가 복합되어 연결되는 일련의 코드이다.

심전도 기반 HID의 정확도는 더 많은 심장박동 비율 심전도 데이터가 수집될수록 향상되며, 주사용자는 신속하게 인식되고 비사용자는 신속하게 인식되지 않기 때문에, 주사용자일 수록 대량의 데이터를 수집할 필요가 없게 되며 인식속도도 향상되게 된다. 심전도 데이터를 이용하여 생체 개인 인증을 수행하는 것 외에, 심전도 데이터를 서버에 저장하고 사용자단말기의 건강관리 앱과 연동하면 사용자의 건강을 관리할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도에 근거한 생체 개인 인증과 얼굴 인식을 통한 생체 개인 인증을 병행하여 보안성을 향상시킨 보안 시스템을 적용한 생체 인식 PTT 스마트워치 시스템의 개략도이다.

도 3을 참조하면, 생체인식 PTT 스마트워치 시스템은, 얼굴 인식 데이터베이스와 심전도 데이터베이스를 구비한 서버와 연동하여 PTT 서비스를 제공하는 스마트워치 시스템에 있어서, 생체인식이 가능하고 PTT 통신이 가능한 복수개의 사용자 단말기(100a,100b); 상기 사용자 단말기(100a)로부터 얼굴인식신호 및 심전도인식신호와 PTT 메세지를 수신하고 상기 얼굴인식신호와 심전도인식신호를 각각 얼굴 인식 데이터베이스와 심전도 데이터베이스에 전송하고 상기 각 데이터베이스로부터 생체인식이 모두 인증되면 상기 PTT 메시지를 해당 PTT 채널에 진입한 적어도 하나의 상대방 사용자 단말기(100b)에 전송하는 서버(200)를 포함한다.

제1 사용자단말기(100a)에서 사용자 얼굴의 특징점을 추출하고 사용자의 심전도를 측정한 후, 사용자의 얼굴 특징점과 저장된 특징점 데이터를 비교하는 한편 측정된 사용자의 심전도 파형과 기존 심전도 파형을 비교하여 사용자를 인식한 후 서버(200)에 이에 관한 데이터를 전송한다. 서버(200)에서는 사용자의 특징점 데이터와 심전도에 관한 데이터를 저장하고 사용자단말기(100b)와 PTT 통신이 가능하도록 신호를 보낸다. 제2 사용자단말기(100b)는 서버(200)에서 송신한 제1 사용자단말기(100a)의 신호를 수신하여 PTT 통신을 실행한다.

일실시예의 PTT 사용자단말기(100a,100b)는 착용가능한 스마트워치의 효율적인 휴대용 통신을 위한 것이다. 그러나 소형의 착용가능한 스마트워치는 보안을 유지하면서 보다 빠른 PTT 통신을 위한 인식 방법을 필요로 한다. 착용가능한 스마트워치의 스크린이 소형이므로, 사용자 인식 방법은 보다 중요해진다.

일실시예의 PTT 사용자단말기(100a,100b)는 서버(200)와는 WAN(Wireless Access Network) 또는 인터넷(Internet)을 통해 정보를 송수신하고, 사용자단말기(100a,100b)는 상호 이동통신망을 통해 정보를 송수신한다.

일 실시예로는 심전도 데이터 서버가 병원에 구비되어 의사가 사용자의 심전도 데이터를 이용하여 사용자의 건강을 진단할 수 있으며, 사용자는 의사와 PTT 통신을 이용하여 편리하게 의사와 사용자의 건강에 관한 상담을 할 수 있다. 특히 사용자의 건강에 급작스런 이상이 발생하였을 경우에 사용자는 PTT 통신을 이용하여 편리하게 원격지의 의사와 상담을 할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 개인 인증 방법은 컴퓨터 시스템에서 구현되거나, 또는 기록매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 시스템은 적어도 하나 이상의 프로세서와, 메모리와, 사용자 입력 장치와, 데이터 통신 버스와, 사용자 출력 장치와, 저장소를 포함할 수 있다. 전술한 각각의 구성 요소는 데이터 통신 버스를 통해 데이터 통신을 한다.

컴퓨터 시스템은 네트워크에 커플링된 네트워크 인터페이스를 더 포함할 수 있다. 상기 프로세서는 중앙처리 장치(central processing unit (CPU))이거나, 혹은 메모리 및/또는 저장소에 저장된 명령어를 처리하는 반도체 장치일 수 있다.

상기 메모리는 다양한 형태의 휘발성 혹은 비휘발성 저장매체를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 메모리는 ROM 및 RAM을 포함할 수 있다.

한편, 상술한 본 발명의 실시예에 따른 생체 개인 인증 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로는 컴퓨터 시스템에 의하여 해독될 수 있는 데이터가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래시 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다. 또한, 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도에 근거한 생체 개인 인증과 얼굴 인식을 통한 생체 개인 인증을 병행하여 보안성을 향상시킨 보안 시스템이 적용된스마트워치 PTT 시스템에서 사용되는 주파수 범위의 개념도이다.

도 4를 참조하면, 802.11b, 802.11g, 및 802.11n 의 PTT 스마트워치 시스템은 2.400 GHz 내지 2.500 GHz 스펙트럼을 이용하고, ISM 밴드(Industry-Science-Medical band)는 보다 고주파수 영역대인 4.915-5.825 GHz 밴드를 이용한다. 2.4GHz 와 5GHz 밴드가 주로 이용되나. 각각의 스펙트럼은 중심 주파수와 대역폭을 가지는 채널들로 나뉘고 아날로그의 방법인 라디오와 TV 방송 밴드로 나뉘게 된다. 2.4 GHz 밴드는 14개의 채널로 나뉘고 5MHz의 간격을 두고 분리되어 있으며 채널 1부터 시작되며 2.412GHz에 중심을 두고 있다. 이러한 통신 대역폭은 PTT 스마트워치의 이동성의 장점을 위해서이며, 저 전력의 전원을 소비하는 통신을 가능하게 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도에 근거한 생체 개인 인증과 얼굴 인식을 통한 생체 개인 인증을 병행하여 보안성을 향상시킨 보안 시스템이 적용된PTT 스마트워치의 구성도이다.

도 5를 참조하면, 얼굴 인식 및 심전도에 근거한 생체 개인 인증 방법을 이용한 PTT 사용자단말기(100a,100b)는, 얼굴 인식 데이터베이스와 심전도 데이터베이스를 구비한 서버(200)와 연동하여 PTT 서비스를 제공한다.

사용자단말기(100a,100b)는, PTT 통신에 적용되는 프레임을 PTT 주파수 신호로 변조하여 안테나를 통해 송신하고, 안테나로부터 수신한 주파수 신호를 상기 프레임으로 복조하는 통신부(100); 다수의 입력키를 가진 사용자 입력 인터페이스로서, PTT 통신에서의 PTT 기능을 지원하는 PTT 버튼을 구비한 입력부(120); 얼굴 인식 및 심전도에 근거한 생체 개인 인증 방법을 실시하는 생체인식부(130); PTT 발신모드일 때 마이크로부터 입력되는 음성데이터를 상기 프레임으로 변환하여 상기 통신부로 전송하며, PTT 수신모드일 때 상기 통신부에서 복조된 프레임으로부터 음성데이터를 추출하여 스피커를 통해 출력하는 출력부(150); 제어부(140)에서 실행하는 얼굴 인식 프로그램 및 심전도인식 프로그램이 저장되고, 얼굴 인식 데이터 및 심전도 데이터를 포함하는 생체 개인 인증 데이터를 저장하는 저장부(160); 각부의 신호를 상호 전송하는 인터페이스부(170); PTT 통신이 이루어지는 PTT 모드에서 상기 PTT버튼이 눌리어질 때 PTT 송신모드를, 상기 PTT버튼이 떼어질 때 PTT 수신모드를 수행하도록 상기 통신부(110), 입력부(120), 출력부(150)을 제어하는 제어부(140);를 포함한다.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 PTT 사용자단말기(100a,100b)는 통신부(110), 입력부(120), 생체인식부(130), 제어부(140), 출력부(150), 저장부(160), 인터페이스부(170), 전원 공급부(미도시) 등을 포함한다.

통신부(110)는 사용자단말기(100a)와 사용자단말기(100b)사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 통신부(110)는 방송 수신 모듈(111), 이동 통신 모듈(112), 무선 인터넷 통신 모듈(116), 근거리 통신 모듈(117) 및 GPS(Global Positioning System) 수신 모듈(118) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

방송 수신 모듈(111)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및 방송 관련 정보를 수신한다.

이동 통신 모듈(112)은 공유기(113), TRS(115), RF(114)로 구성되며, 이동 통신망의 무선 인터페이스를 통해 기지국, 중계기, 리피터, 펨토셀, RRH(Radio Remote Head) 등과 무선 신호를 송/수신하는 기능을 수행한다.

공유기(113)는 하나의 경로를 통해 두 개의 서로 다른 주파수 신호를 공유하기 위한 장치로서, RF(114)와 TRS(115)가 별도의 안테나를 각각 구비할 경우 공유기(113)를 필요로 하지 않는다.

RF(114)는 WCDMA와 같은 무선 통신 프로토콜에 따른 무선 통신 기능을 수행한다. RF(114)는 송신되는 신호의 주파수를 상승변환 및 증폭하는 RF송신기와, 수신되는 신호를 저잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF수신기 등을 포함한다.

TRS(115)는 공용 주파수망을 이용하는 주파수공용방식(Trunk Radio System;TRS)의 통신 프로토콜에 따른 무선 통신 기능을 수행한다. TRS는 초단파(VHF) 또는 극초단파(UHF)의 주파수를 유료로 사용하도록 되어 있으며, 그 전파 통달 거리는 10Km~20Km 이내에서 형성된다.

무선 인터넷 모듈(116)은 무선 인터넷 접속을 위한 송수신 모듈을 의미하며, 무선 인터넷 모듈(116)은 웨어러블 디바이스(100)에 내장되거나 소정의 인터페이스 단자를 통해 외장될 수 있다.

근거리 통신 모듈(117)은 NFC, 블루투스와 같은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다.

GPS 수신 모듈(118)은 위성으로부터 수신된 신호를 이용하여 PTT 스마트워치 시스템(100)의 위치 정보를 확인하거나, 획득하기 위한 모듈이다.

입력부(120)는 숫자 및 문자 정보를 입력하기 위한 숫자 키들 및 각종 기능들을 설정하기 위한 기능 키로서 동작한다. 상기 기능키로는 스피커 온/오프 버튼, 음량조절버튼, PTT버튼이 구비된다.

생체인식부(130)는 얼굴 인식 및 심전도에 근거한 생체 개인 인증 방법을 실시한다. 생체인식부(130)에서 실행되는 얼굴 인식 및 심전도에 근거한 생체 개인 인증은 스마트워치(100a,100b)에서 실행될 수도 있고, 이와 달리 대응되는 서버(200) 내의 생채인식부(미도시)에서 실행될 수도 있다. 생체인식부(130)는 생체인식에 활용되는 인증수단으로는 안면과 심전도 뿐만 아니라 지문, 망막, 홍채, 손, 정맥, 목소리, 서명, DNA 등이 추가될 수 있다.

제어부(140)는 PTT 통신이 이루어지는 PTT 모드에서 상기 PTT 버튼이 눌리어질 때 PTT 송신모드를 수행하고 PTT 버튼이 떼어질 때 PTT 수신모드를 수행하도록 통신부(110), 입력부(120), 생체인식부(130), 출력부(150), 저장부(160), 인터페이스부(170)를 제어한다.

출력부(150)는 LCD 등의 액정표시장치로서, 영상처리부에서 출력되는 영상신호를 화면으로 표시하며, 제어부(140)에서 출력되는 사용자 데이터를 표시하는 디스플레이 장치이다. 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로서, 디스플레이 모듈(151), 음향 출력 모듈(153) 등이 포함될 수 있다.

디스플레이 모듈(151)은 PTT 스마트워치 시스템에서 처리되는 정보를 표시한다.

음향 출력 모듈(153)은 무선 통신부(110)로부터 PTT 앱을 통해 상대방의 음성 메시지가 수신된 경우, 이를 사용자에게 알리기 위한 소정 음성 알람 신호를 출력한다. 음향 출력 모듈(153)은 메모리부(150)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수도 있다.

알람 모듈(155)은 PTT 스마트워치 시스템의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다.

진동 모듈(157)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다.

저장부(160)는 제어부(140)에서 실행하는 심전도인식 프로그램이 저장되고 입출력되는 심전도 데이터, 얼굴 인식 데이터와 생체 개인 인증 데이터를 저장한다.

인터페이스부(170)는 각부의 신호를 상호 전송가능하게 한다.

전원공급부(미도시)는 각 기능부에 전원을 공급하는 배터리로서, 배터리의 사용시간을 늘리기 위하여 전력소모를 최소로 해야 한다. 이를 위하여 무전기능을 구비한 휴대폰이 생활무전 기능 모드인 워키토키 모드로 동작될 경우, 슬립모드 및 웨이크업모드의 동작을 통하여 전력소비를 최소로 한다.

도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도에 근거한 생체 개인 인증과 얼굴 인식을 통한 생체 개인 인증을 병행하여 보안성을 향상시킨 보안 시스템이 적용된스마트워치 PTT 방법의 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 일면에 따른 얼굴 인식 및 심전도에 근거한 생체 개인 인증 방법은, 얼굴 인식 및 심전도에 근거한 생체 개인 인증 장치를 구비하고 PTT 서버와 연동하여 PTT 서비스를 제공하는 PTT 스마트워치의 생체 개인 인증 방법으로서, 해당 사용자의 얼굴 특징점을 추출하여 특징점 데이터를 추출하는 단계(S610), 해당 사용자의 심전도 파형을 입력받아 이의 기저선 잡음을 제거하는 단계(S620); 각 파형의 기본 형태를 결정한 후, 사용자에 따른 전체 심전도 파형의 기본형태를 결정하는 단계(S630); 파형의 기본형태 변화를 판단하여 해당 파형을 분류하는 단계(S640); 파형이 분류되면 사용자 인식을 위해 해당 파형의 특징을 추출하는 단계(S650); 추출된 특징점 데이터 및 파형 특징을 바탕으로 기 정해져 있는 코드에 의해 사용자를 인식할 수 있는 인식정보를 생성하고 사용자 인식을 행하는 단계(S660); 사용자가 인식되면 PTT 통신 작동 가능 모드를 수행하는 단계(S670); 및 PTT 송신과 PTT 수신이 수행되는 PTT 통신 수행 모드 단계(S680)를 포함한다.

심전도 파형 수신 단계(S620)에서 제1 사용자단말기(100a)에서 해당 사용자의 심전도 파형을 입력한다. 그리고, 제1 사용자단말기(100a)에서 심전도 파형의 기저선 잡음을 제거한다. 심전도 파형의 기저선 잡음을 제거하는 단계는 서버(200)에서 수행될 수도 있다.

기본형태 결정 단계(S630)는, 제1 사용자단말기(100a)에서 각 파형의 기본 형태를 결정한 후, 사용자에 따른 전체 파형의 기본형태를 결정한다. 각 파형의 기본 형태를 결정한 후, 사용자에 따른 전체 파형의 기본형태를 결정하는 단계는 서버(200)에서 수행될 수도 있다.

파형 분류 단계(S640)에서, 제1 사용자단말기(100a)는 파형의 기본형태 변화를 판단하여 해당 파형을 분류한다. 파형의 기본형태 변화를 판단하여 해당 파형을 분류하는 단계는 서버(200)에서 수행될 수도 있다.

파형 특징 추출 단계(S650)에서, 제1 사용자단말기(100a)에서 파형이 분류되면 사용자 인식을 위해 해당 파형 특징을 추출한다. 파형이 분류되면 사용자 인식을 위해 해당 파형 특징을 추출하는 단계는 서버(200)에서 수행될 수도 있다.

사용자 인식 단계(S660)에서, 제1 사용자단말기(100a)에서 추출된 파형특징과 기 정해져 있는 코드에 의해 사용자를 인식할 수 있는 인식정보를 생성하여 사용자를 인식한다. 기 정해져 있는 코드에 의해 사용자를 인식할 수 있는 인식정보를 생성하고 사용자를 인식하는 단계는 서버(200)에서 수행될 수도 있다.

PTT 통신 가능 모드 단계(S670)에서, 제1 사용자단말기(100a)는 사용자가 인식되면 PTT 통신 가능 모드 단계를 수행한다.

PTT 통신 수행 모드 단계(S680)에서, 제1 사용자단말기(100a)의 PTT 버튼이 눌리어질 때 PTT 송신모드가 수행되면, 제2 사용자단말기(100b)에 신호가 전송되어 제2 사용자단말기(100b)의 PTT 수신모드가 수행되고, 제1 사용자단말기(100a)에서 상기 PTT버튼이 떼어질 때 PTT 수신모드를 수행한다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100a, 100b : 사용자단말기
110 : 통신부
111 : 방송 수신 모듈
112 : 이동 통신 모듈
113 : 공유기
114 : RF
115 : TRS
116 : 무선 인터넷 통신 모듈
117 : 근거리 통신 모듈
118 : GPS 수신 모듈
120 : 입력부
130 : 생체인식부
140 : 제어부
150 : 출력부
151 : 디스플레이 모듈
153 : 음향 출력 모듈
155 : 알람 모듈
157 : 진동 모듈
160 : 저장부
170 : 인터페이스부

Claims

심전도 데이터베이스 및 얼굴 인식 데이터베이스를 구비한 서버와 연동하여 PTT 서비스를 제공하는 스마트워치로서, 심전도 및 얼굴 인식을 통한 생체인식이 가능하고 PTT 통신이 가능한 복수개의 사용자 단말기; 및
상기 복수개의 사용자 단말기 중 제1 사용자 단말기로부터 심전도 데이터, 얼굴 인식 데이터와 PTT 메세지를 수신하고, 상기 심전도 데이터를 상기 심전도 데이터베이스에 전송하고, 상기 얼굴 인식 데이터를 상기 얼굴 인식 데이터베이스에 전송하고, 상기 심전도 데이터베이스 및 상기 얼굴 인식 데이터베이스를 이용하여 생체 개인 인증이 되면 해당 PTT 채널에 진입한 적어도 하나의 제2 사용자 단말기에 상기 PTT 메시지를 전송하는 서버를 포함하는,
스마트워치를 활용한 심전도 기반 얼굴 인식 보안 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 서버는 병원에 구비되어 상기 심전도 데이터 베이스를 저장하고, 상기 제1 사용자단말기 사용자는 상기 제2 사용자단말기를 소지한 상기 병원의 의사와 PTT 통신이 가능한 것을 특징으로 하는,
스마트워치를 활용한 심전도 기반 얼굴 인식 보안 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 사용자 단말기는,
PTT 통신에 적용되는 프레임을 PTT 주파수 신호로 변조하여 안테나를 통해 송신하고, 안테나로부터 수신한 주파수 신호를 상기 프레임으로 복조하는 통신부;
다수의 입력키를 가진 사용자 입력 인터페이스로서, PTT 통신에서의 PTT 기능을 지원하는 PTT 버튼을 구비한 입력부;
심전도 및 얼굴 인식에 근거한 생체 개인 인증 방법을 실시하는 생체인식부;
PTT 송신모드일 때 마이크로부터 입력되는 음성데이터를 상기 프레임으로 변환하여 상기 통신부로 전송하며, PTT 수신모드일 때 상기 통신부에서 복조된 프레임으로부터 음성데이터를 추출하여 스피커를 통해 출력하는 출력부;
제어부에서 실행하는 심전도인식 프로그램이 저장되고, 생체 개인 인증 데이터를와 입출력되는 심전도 데이터 및 얼굴 인식 데이터를 저장하는 저장부; 및
상기 PTT버튼이 눌리어질 때 상기 PTT 송신모드를 수행하고 상기 PTT버튼이 떼어질 때 상기 PTT 수신모드를 수행하도록 상기 통신부, 입력부, 출력부를 제어하는 제어부를 포함하는,
스마트워치를 활용한 심전도 기반 얼굴 인식 보안 시스템.
청구항 3에 있어서,
상기 심전도 데이터베이스는 사용자에 따른 전체 파형의 기본 형태를 결정하며, 상기 기본 형태는 LB(Low Below), MB(Medium Blow), HB(High Blow), LU(Low Up), MU(Medium Up), HU(High Up)와 같은 단순 파동 그룹의 펄스 모양들에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는,
스마트워치를 활용한 심전도 기반 얼굴 인식 보안 시스템.
청구항 4에 있어서,
각각의 개인을 위한 상기 펄스의 시퀀스가 상기 심전도 데이터베이스에 정렬되는 것을 특징으로 하는,
스마트워치를 활용한 심전도 기반 얼굴 인식 보안 시스템.
심전도 및 얼굴 인식에 근거한 생체 개인 인증 장치를 구비하고, 심전도 데이터베이스 및 얼굴 인식 데이터베이스를 구비한 서버와 연동하여 PTT 서비스를 제공하는 스마트워치를 활용한 심전도 기반 얼굴 인식 보안 방법에 있어서,
사용자의 얼굴 특징점 데이터를 입력받는 단계;
상기 사용자의 심전도 파형을 입력받아 이의 기저선 잡음을 제거하는 단계;
각 심전도 파형의 기본 형태를 결정한 후, 상기 사용자의 전체 파형의 기본형태를 결정하는 단계;
파형의 기본형태의 변화를 판단하여 상기 사용자의 심전도 파형을 분류하는 단계;
파형이 분류되면 사용자 인식을 위해 해당 파형의 특징을 추출하는 단계; 및
추출된 파형 특징 및 입력된 사용자 얼굴 특징점을 바탕으로 기 정해져 있는 코드에 의해 사용자를 인식할 수 있는 인식정보를 생성하고 사용자 인식을 행하는 단계를 포함하는,
스마트워치를 활용한 심전도 기반 얼굴 인식 보안 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 각 파형의 기본 형태를 결정한 후, 사용자에 따른 전체 파형의 기본 형태를 결정하는 단계는 LB(Low Below), MB(Medium Blow), HB(High Blow), LU(Low Up), MU(Medium Up), HU(High Up)와 같은 단순 파동 그룹핑의 펄스 모양들을 인식하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
스마트워치를 활용한 심전도 기반 얼굴 인식 보안 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 사용자 인식을 행하는 단계는,
더 많은 심장박동 비율 심전도 데이터가 수집될수록 HID를 위한 정확도와 인식속도가 향상되도록 하기 위해, 각각의 개인을 위한 HID의 시퀀스가 HID 데이터베이스 서버를 통하여 정렬되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
스마트워치를 활용한 심전도 기반 얼굴 인식 보안 방법.