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KR102399809B1 - 전자 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

전자 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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KR102399809B1
KR102399809B1 KR1020170143749A KR20170143749A KR102399809B1 KR 102399809 B1 KR102399809 B1 KR 102399809B1 KR 1020170143749 A KR1020170143749 A KR 1020170143749A KR 20170143749 A KR20170143749 A KR 20170143749A KR 102399809 B1 KR102399809 B1 KR 102399809B1
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윤희주
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 음성 정보를 감지하는 음성 센서와 상기 음성 정보와 관련된 피사체의 영상을 촬영하는 카메라 및 상기 음성 센서에서 음성 정보가 감지되면, 상기 음성 정보와 관련된 피사체의 영상을 촬영하도록 상기 카메라를 제어하고, 상기 촬영된 피사체의 영상 및 상기 음성 정보를 이용하여, 상기 음성 정보와 관련된 피사체가 위조 얼굴인지 여부를 판단하여, 상기 음성 정보에 대응되는 제어 명령의 실행 여부를 결정하는 제어부를 포함한다.

Description

전자 장치 및 그 제어 방법{ELECTRIC TERMINAL AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 음성 위조를 판별하는 전자 장치에 관한 것이다.
최근 하드웨어의 발전과 함께, 인간의 사고 과정, 즉 인지, 추론, 학습 등을 컴퓨팅 기술로 구현하는 인공 지능 기술이 비약적으로 발전하고 있다.
인공 지능 기술은 그 자체로 연구 대상이 될 뿐만 아니라, 컴퓨터 과학의 다른 분야와 직간접으로 결합되어, 다양한 기능들을 제공할 수 있다. 특히, 정보기술의 여러 분야에서 인공지능적 요소를 도입하여, 그 분야의 문제 풀이에 활용하려는 시도가 매우 활발하게 이루어지고 있다.
인공 지능 기술은 강한 인공지능과 약한 인공지능으로 구분된다. 강한 인공지능은 인간과 유사한 사고 및 의사 결정을 내릴 수 있는 기술 방식으로, 스스로 학습하여, 스스로 판단을 내리는 수준의 기술이다. 약한 인공지능은 계산 모델을 통하여, 지각, 추론 등의 인지 과정을 수행하여, 최적의 솔루션을 제공하는 수준의 기술이다.
인공 지능 분야는 학습 및 추론 기술, 상황이해 기술, 언어이해 기술, 시각이해 기술, 인식 및 인지 기술 등 5가지 핵심 기술로 분류될 수 있다. 최근에는 언어이해 기술에 해당하는 음성 인식 기능이 적용된 인공 지능 스피커가 출시되고 있다.
한편 최근 인공 지능 스피커는 사용자의 음성이 아닌 라디오나 TV에서 출력되는 소리를 음성 명령으로 오인식하여 잘못된 동작이 수행되는 문제가 발생하고 있다. 또한, 인공 지능 스피커는 허가된 사용자가 아닌 사용자의 음성 명령으로 동작하는 등 개인용 장치에 대한 보안에 심각한 문제점이 발견되고 있다.
앞서 설명한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 음성 정보와 영상 정보를 함께 이용하여 음성의 위조 여부를 판단하는 전자 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 영상 정보를 이용하여 음성 인식의 정확도를 향상시키는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명에 따른 전자 장치는 음성 정보를 감지하는 음성 센서와 상기 음성 정보와 관련된 피사체의 영상을 촬영하는 카메라 및 상기 음성 센서에서 음성 정보가 감지되면, 상기 음성 정보와 관련된 피사체의 영상을 촬영하도록 상기 카메라를 제어하고, 상기 촬영된 피사체의 영상 및 상기 음성 정보를 이용하여, 상기 음성 정보와 관련된 피사체가 위조 얼굴인지 여부를 판단하여, 상기 음성 정보에 대응되는 제어 명령의 실행 여부를 결정하는 제어부를 포함한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는 상기 음성 정보에 근거하여 상기 음성 정보와 관련된 피사체의 거리 정보를 산출하고, 상기 산출된 피사체의 거리 정보를 이용하여 상기 피사체의 영상을 촬영하도록 상기 카메라를 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 판단 결과, 상기 피사체가 위조 얼굴인 경우, 상기 음성 정보에 대응되는 제어를 수행하지 않는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 전자 장치의 주변의 환경 정보를 저장하는 메모리를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 카메라를 통하여 상기 전자 장치의 주변의 주변 영상을 촬영하고, 상기 촬영된 주변 영상으로부터 음성 정보의 출력이 가능한 사물을 추출하며, 상기 추출된 사물의 위치 정보 및 종류 정보를 상기 메모리에 저장하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는 상기 음성 정보에 근거하여, 상기 피사체의 위치 정보를 산출하고, 상기 메모리에 저장된 사물의 위치 정보 중 상기 산출된 위치 정보와 일치하는 위치 정보가 있는 경우, 상기 피사체를 위조 얼굴로 판단하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는 상기 판단 결과, 상기 피사체가 위조 얼굴이 아닌 경우, 얼굴 인식 알고리즘에 근거하여, 상기 피사체를 촬영한 영상과 기 저장된 얼굴 정보를 비교하고, 비교 결과 상기 피사체의 영상이 기 저장된 얼굴 정보에 해당하는 경우, 상기 피사체를 등록 사용자로 판단하고, 상기 음성 정보에 대응되는 제어 명령을 실행하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는 상기 음성 정보에 근거하여 상기 음성 정보와 관련된 피사체와 전자 장치 사이의 거리를 산출하고, 상기 산출된 거리 정보와 기 저장된 얼굴의 크기 정보를 이용하여 상기 피사체를 촬영한 영상의 사이즈를 변경한 후, 상기 사이즈가 변경된 영상을 이용하여 기 저장된 얼굴 정보와 비교하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는 상기 피사체의 영상이 기 저장된 얼굴 정보에 해당하는 경우, 상기 음성 정보에 대응되는 제어 명령이 상기 기 저장된 얼굴 정보에 연계된 사용 권한에 해당하는지 여부를 판단하고, 판단 결과, 상기 기 저장된 얼굴 정보에 연계된 사용 권한에 해당하는 경우, 상기 음성 정보에 대응되는 제어 명령을 실행하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는 상기 피사체의 영상이 기 저장된 얼굴 정보에 해당하는 경우, 상기 기 저장된 얼굴 정보에 연계된 음성 정보와 상기 음성 센서에서 수신된 음성 정보를 비교하고, 비교 결과, 상기 기 저장된 얼굴 정보에 매칭된 음성 정보와 음성 센서에서 수신된 음성 정보가 일치하는 경우, 상기 음성 정보에 대응되는 제어 명령을 실행하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는 상기 사용자의 얼굴 정보 저장 시, 상기 사용자의 키 정보를 연계시켜 메모리에 함께 저장하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는 음성 센서에서 감지된 음성 정보에 근거하여, 피사체의 키 정보를 계산하고, 상기 계산된 키 정보와 상기 메모리에 저장된 키 정보를 비교하여, 피사체가 등록된 사용자인지 여부를 검증하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는 상기 피사체의 얼굴 정보 등록 시, 상기 얼굴 정보를 촬영한 촬영 시간 정보를 함께 저장하고, 상기 피사체를 촬영한 영상과 상기 기 저장된 얼굴 정보 중 상기 피사체를 촬영한 촬영 시간에 해당하는 얼굴 정보와 비교하여, 상기 피사체가 등록 사용자 인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는 상기 촬영된 피사체의 영상으로부터 특징 정보를 추출하여, 기 저장된 얼굴 영상의 업데이트를 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전자 장치의 제어 방법에 있어서, 음성 센서를 통하여 음성 정보를 감지하는 단계와 상기 음성 센서에서 음성 정보가 감지되면, 카메라를 통하여 상기 음성 정보와 관련된 피사체의 영상을 촬영하는 단계와 상기 촬영된 피사체의 영상 및 상기 음성 정보를 이용하여, 상기 음성 정보와 관련된 피사체가 위조 얼굴인지 여부를 판단하는 단계 및 판단 결과, 상기 피사체가 위조 얼굴이 아닌 경우, 상기 촬영된 피사체의 영상 및 기 저장된 얼굴 정보에 근거하여, 상기 피사체가 등록된 사용자 인지 여부를 판단하는 단계 및 상기 피사체가 등록된 사용자인 경우, 상기 음성 정보에 대응되는 제어 명령을 실행하는 단계를 포함하고, 상기 위조 얼굴인지 여부를 판단하는 단계에서는, 상기 음성 정보를 이용하여 피사체의 위치 정보를 계산하고, 상기 계산된 위치 정보 및 상기 피사체의 영상에 근거하여, 상기 피사체가 위조 얼굴인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 위조 얼굴인지 여부를 판단하는 단계에서는, 사물 데이터베이스에 저장된 사물의 위치 정보와 상기 계산된 위치 정보를 비교하고, 비교 결과 상기 계산된 위치 정보에 해당하는 사물의 위치 정보가 이 존재하는 경우, 상기 피사체를 위조 얼굴로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 음성 정보가 감지되면, 음성 정보와 관련된 피사체의 영상을 촬영하고, 촬영된 영상 정보를 이용하여 상기 피사체의 얼굴이 위조 얼굴인지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 음성 정보에 대응되는 제어 명령을 실행함으로써, 음성을 위조 또는 변조한 장치에 의한 사용이나 허가되지 않은 사용자에 의한 이용을 제한할 수 있다. 따라서 본 발명은 전자 장치의 보안을 강화할 수 있다.
또한, 본 발명은 음성 정보가 감지되면, 음성 정보와 관련된 피사체의 영상을 촬영하고, 촬영된 영상 정보와 기 저장된 음성 정보를 비교하여 등록된 사용자의 음성에 해당하는지 여부를 판단하여, 음성 정보에 대응되는 제어의 수행을 결정함으로써, 전자 장치의 사용이 허가된 사용자만이 전자 장치의 제어를 가능하게 하여, 전자 장치의 보안을 강화할 수 있다.
또한, 본 발명은 음성 정보를 이용하여 음성 정보를 발화한 피사체의 거리를 산출하고, 이를 이용하여 피사체의 얼굴 정보 인식 시, 영상의 크기를 리사이징하여 얼굴 인식을 수행함으로써, 얼굴 인식의 인식률을 떨어뜨리지 않으면서, 인식 속도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명과 관련된 전자 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전자 장치의 일 사용 예를 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명과 관련된 전자 장치의 동작 흐름을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명과 관련된 전자 장치에서 위조 얼굴을 판단하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명과 관련된 전자 장치에서 음성 정보와 관련된 피사체가 등록된 사용자 인지 여부를 판단하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6a 내지 도 7은 얼굴 인식 기술의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 영상 정보와 음성 정보를 이용하여 얼굴 인식의 정확도를 향상시키는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 추가적인 사용자 정보를 이용하여 얼굴 인식의 정확도를 향상시키는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 10은 시간대 별 얼굴 정보를 이용하여 얼굴 인식의 정확도를 향상시키는 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 설명되는 이동 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등이 포함될 수 있다.
그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 도 1a는 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이고, 도 1b 및 1c는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.
상기 이동 단말기(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 감지부(140), 출력부(150), 인터페이스부(160), 메모리(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1a에 도시된 구성요소들은 이동 단말기를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 이동 단말기는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100) 사이, 또는 이동 단말기(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(110)는, 이동 단말기(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.
이러한 무선 통신부(110)는, 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114), 위치정보 모듈(115) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 122), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(123, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.
센싱부(140)는 이동 단말기 내 정보, 이동 단말기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(140)는 근접센서(141, proximity sensor), 조도 센서(142, illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 122 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 이동 단말기는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.
출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(151), 음향 출력부(152), 햅팁 모듈(153), 광 출력부(154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이부(151)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 이동 단말기(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(123)로써 기능함과 동시에, 이동 단말기(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.
인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(160)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)에서는, 상기 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.
또한, 메모리(170)는 이동 단말기(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 이동 단말기(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 이동 단말기(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 이동 단말기(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 이동 단말기(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 이동 단말기(100) 상에 설치되어, 제어부(180)에 의하여 상기 이동 단말기의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.
제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 이동 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1a와 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 이동 단말기(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.
전원공급부(190)는 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 이동 단말기(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.
상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 이동 단말기의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 이동 단말기의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 이동 단말기 상에서 구현될 수 있다.
이하에서는, 위에서 살펴본 이동 단말기(100)를 통하여 구현되는 다양한 실시 예들을 살펴보기에 앞서, 위에서 열거된 구성요소들에 대하여 도 1a를 참조하여 보다 구체적으로 살펴본다.
먼저, 무선 통신부(110)에 대하여 살펴보면, 무선 통신부(110)의 방송 수신 모듈(111)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다. 상기 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 적어도 두 개의 방송 채널들에 대한 동시 방송 수신 또는 방송 채널 스위칭을 위해 둘 이상의 상기 방송 수신 모듈이 상기 이동단말기(100)에 제공될 수 있다.
이동통신 모듈(112)은, 이동통신을 위한 기술표준들 또는 통신방식(예를 들어, GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), CDMA2000(Code Division Multi Access 2000), EV-DO(Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등)에 따라 구축된 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다.
상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 이동 단말기(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 기술들에 따른 통신망에서 무선 신호를 송수신하도록 이루어진다.
무선 인터넷 기술로는, 예를 들어 WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등이 있으며, 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 상기에서 나열되지 않은 인터넷 기술까지 포함한 범위에서 적어도 하나의 무선 인터넷 기술에 따라 데이터를 송수신하게 된다.
WiBro, HSDPA, HSUPA, GSM, CDMA, WCDMA, LTE, LTE-A 등에 의한 무선인터넷 접속은 이동통신망을 통해 이루어진다는 관점에서 본다면, 상기 이동통신망을 통해 무선인터넷 접속을 수행하는 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 상기 이동통신 모듈(112)의 일종으로 이해될 수도 있다.
근거리 통신 모듈(114)은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다. 이러한, 근거리 통신 모듈(114)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100) 사이, 또는 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100, 또는 외부서버)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. 상기 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.
여기에서, 다른 이동 단말기(100)는 본 발명에 따른 이동 단말기(100)와 데이터를 상호 교환하는 것이 가능한(또는 연동 가능한) 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 스마트워치(smartwatch), 스마트 글래스(smart glass), HMD(head mounted display))가 될 수 있다. 근거리 통신 모듈(114)은, 이동 단말기(100) 주변에, 상기 이동 단말기(100)와 통신 가능한 웨어러블 디바이스를 감지(또는 인식)할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 감지된 웨어러블 디바이스가 본 발명에 따른 이동 단말기(100)와 통신하도록 인증된 디바이스인 경우, 이동 단말기(100)에서 처리되는 데이터의 적어도 일부를, 상기 근거리 통신 모듈(114)을 통해 웨어러블 디바이스로 전송할 수 있다. 따라서, 웨어러블 디바이스의 사용자는, 이동 단말기(100)에서 처리되는 데이터를, 웨어러블 디바이스를 통해 이용할 수 있다. 예를 들어, 이에 따르면 사용자는, 이동 단말기(100)에 전화가 수신된 경우, 웨어러블 디바이스를 통해 전화 통화를 수행하거나, 이동 단말기(100)에 메시지가 수신된 경우, 웨어러블 디바이스를 통해 상기 수신된 메시지를 확인하는 것이 가능하다.
위치정보 모듈(115)은 이동 단말기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈이 있다. 예를 들어, 이동 단말기는 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 이동 단말기의 위치를 획득할 수 있다. 다른 예로서, 이동 단말기는 Wi-Fi모듈을 활용하면, Wi-Fi모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)의 정보에 기반하여, 이동 단말기의 위치를 획득할 수 있다. 필요에 따라서, 위치정보모듈(115)은 치환 또는 부가적으로 이동 단말기의 위치에 관한 데이터를 얻기 위해 무선 통신부(110)의 다른 모듈 중 어느 기능을 수행할 수 있다. 위치정보모듈(115)은 이동 단말기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위해 이용되는 모듈로, 이동 단말기의 위치를 직접적으로 계산하거나 획득하는 모듈로 한정되지는 않는다.
다음으로, 입력부(120)는 영상 정보(또는 신호), 오디오 정보(또는 신호), 데이터, 또는 사용자로부터 입력되는 정보의 입력을 위한 것으로서, 영상 정보의 입력을 위하여, 이동 단말기(100) 는 하나 또는 복수의 카메라(121)를 구비할 수 있다. 카메라(121)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시되거나 메모리(170)에 저장될 수 있다. 한편, 이동 단말기(100)에 구비되는 복수의 카메라(121)는 매트릭스 구조를 이루도록 배치될 수 있으며, 이와 같이 매트릭스 구조를 이루는 카메라(121)를 통하여, 이동 단말기(100)에는 다양한 각도 또는 초점을 갖는 복수의 영상정보가 입력될 수 있다. 또한, 복수의 카메라(121)는 입체영상을 구현하기 위한 좌 영상 및 우 영상을 획득하도록, 스트레오 구조로 배치될 수 있다.
마이크로폰(122)은 외부의 음향 신호를 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 이동 단말기(100)에서 수행 중인 기능(또는 실행 중인 응용 프로그램)에 따라 다양하게 활용될 수 있다. 한편, 마이크로폰(122)에는 외부의 음향 신호를 입력 받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.
사용자 입력부(123)는 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 것으로서, 사용자 입력부(123)를 통해 정보가 입력되면, 제어부(180)는 입력된 정보에 대응되도록 이동 단말기(100)의 동작을 제어할 수 있다. 이러한, 사용자 입력부(123)는 기계식 (mechanical) 입력수단(또는, 메커니컬 키, 예를 들어, 이동 단말기(100)의 전·후면 또는 측면에 위치하는 버튼, 돔 스위치 (dome switch), 조그 휠, 조그 스위치 등) 및 터치식 입력수단을 포함할 수 있다. 일 예로서, 터치식 입력수단은, 소프트웨어적인 처리를 통해 터치스크린에 표시되는 가상 키(virtual key), 소프트 키(soft key) 또는 비주얼 키(visual key)로 이루어지거나, 상기 터치스크린 이외의 부분에 배치되는 터치 키(touch key)로 이루어질 수 있 한편, 상기 가상키 또는 비주얼 키는, 다양한 형태를 가지면서 터치스크린 상에 표시되는 것이 가능하며, 예를 들어, 그래픽(graphic), 텍스트(text), 아이콘(icon), 비디오(video) 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
러닝 데이터부(130)는, 데이터 마이닝(data mining), 데이터 분석, 지능형 의사결정 및 머신 러닝 알고리즘 및 기술을 위해 이용될 정보를 수신, 분류, 저장 및 출력하도록 구성될 수 있다. 러닝 데이터 부(130)는 단말기를 통해 수신, 검출, 감지, 생성, 사전 정의된 정보 또는 상기 단말기를 통해 다른 방식으로 출력된 정보를 저장하거나, 다른 구성, 장치 및 단말기에 의하여 수신, 검출, 감지, 생성, 사전 정의 또는 출력된 데이터를 저장하도록 구성된 하나 이상의 메모리 유닛을 포함 할 수 있다.
러닝 데이터부(130)는 이동 단말기에 통합되거나, 구비된 메모리를 포함 할 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 러닝 데이터부(130)는 메모리(170)를 통해 구현될 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고, 러닝 데이터부(130)는 이동 단말기(100) 와 관련된 메모리(예를 들어, 이동 단말기(100)에 연결된(유선으로(또는 전기적으로) 연결된) 외부 메모리)에 구현되거나, 이동 단말기(100)와 통신 가능한 서버에 포함된 메모리를 통해 구현될 수 있다. 다른 일 실시 예에 있어서, 러닝 데이터부(130)는 클라우드 컴퓨팅 환경에서 유지되는 메모리, 또는 네트워크와 같은 통신 방식을 통해 단말기에 의해 액세스 가능한 다른 원격 메모리를 통해 구현될 수 있다.
러닝 데이터부(130)는 일반적으로 감독 또는 감독되지 않은 학습, 데이터 마이닝, 예측 분석 또는 다른 머신 러닝 기술에서 사용하기 위한 데이터를 식별, 색인화, 분류, 조작, 저장, 검색 및 출력하기 위해, 상기 데이터를 하나 이상의 데이터베이스에 저장하도록 이루어진다. 러닝 데이터부(130)에 저장된 정보는 서로 다른 유형의 데이터 분석, 기계 학습 알고리즘 및 기계 학습 기술 중 적어도 하나를 사용하는 제어부(180) 또는 이동 단말기에 포함된 복수의 제어부들에 의하여 이용 될 수 있다. 이러한 알고리즘 및 기법의 예로는 K 최근접 이웃 시스템(k-Nearest neighbor system), 퍼지 논리(fuzzy logic)(예를 들어, 가능성 이론(possibility theory)), 신경 회로망(neural networks), 볼츠만 머신(Boltzmann machines), 벡터 양자화, 펄스 신경망(pulsed neural nets), 서포트 벡터 머신(support vector machines), 최대-마진 분류기(maximum margin classifiers), 힐 클라이밍(hill-climbing), 유도 논리 시스템(inductive logic systems), 베이지안 네트워크(baysian networks), 페트리 네트(petri nets) (예를 들어, 유한 상태 기계(finite state machines), 밀리 머신(mealy machines), 무어 유한 상태 머신(moore finite state machines)), 분류 트리(classifier trees)(예를 들어, 퍼셉트론 트리(perceptron trees), 서포트 벡터 트리(support vector trees), 마코브 트리(markov trees), 트리-숲 결정(decision tree forests), 랜덤 숲(random forests)), 목마전 모형 및 시스템(pandemonium models and systems), 클러스터링(clustering), 인공 지능 플래닝(artificially intelligent planning), 인공 지능 예측(artificially intelligent forecasting), 데이터 퓨전(data fusion), 센서 퓨전(sensor fusion), 이미지 퓨전(image fusion), 강화 학습(reinforcement learning), 증강 현실(augmented reality), 패턴 인식(pattern recognition), 자동 플래닝(automated planning) 등이 있다.
제어부(180)는 데이터 분석, 머신 러닝 알고리즘 및 머신 러닝 기술을 사용하여 결정 또는 생성된 정보에 기초하여 이동 단말기의 적어도 하나의 실행 가능한 동작을 결정 또는 예측할 수 있다. 이를 위해, 제어부(180)는 러닝 데이터부(130)의 데이터를 요청, 검색, 수신 또는 활용할 수 있다. 제어부 (180)는 지식 기반 시스템, 추론 시스템 및 지식 획득 시스템 등을 구현하는 다양한 기능을 수행할 수 있으며, 불확실한 추론을 위한 시스템(예를 들어, 퍼지 논리 시스템), 적응 시스템, 기계 학습 시스템, 인공 신경망 등을 포함하는 다양한 기능을 수행할 수 있다.
제어부(180)는 I/O 처리 모듈, 환경 조건 모듈, 음성-텍스트(STT) 처리 모듈, 자연 언어 처리 모듈, 작업 흐름 처리 모듈 및 서비스 처리 모듈 등과 같은 음성 및 자연 언어 처리를 가능하게 하는 서브 모듈들을 포함 할 수 있다. 서브 모듈들 각각은 이동 단말기에서의 하나 이상의 시스템 또는 데이터 및 모델, 또는 이들의 서브셋 또는 수퍼셋에 대한 접근권한을 가질 수 있다. 여기서, 서브 모듈들 각각이 접근권한을 가지는 대상은 스케줄링, 어휘 인덱스, 사용자 데이터, 태스크 플로우 모델, 서비스 모델 및 자동 음성 인식(ASR) 시스템을 포함할 수 있다. 다른 일 실시 예에 있어서, 제어부(180) 또는 이동 단말기는 상기 서브 모듈, 시스템, 또는 데이터 및 모델로 구현 될 수 있다.
일부 실시 예에서, 러닝 데이터부(130)에서의 데이터에 기초하여, 제어부(180)는 사용자 입력 또는 자연 언어 입력으로 표현된 문맥 조건 또는 사용자의 의도에 기초하여 사용자가 요구하는 것을 검출하고 감지하도록 구성 될 수 있다. 또한, 제어부(180)는 문맥 조건이나 사용자의 의도에 따라 사용자가 요구하는 것을 완전히 결정하는 데 필요한 정보를 적극적으로 이끌어 내거나, 이를 획득할 수 있다. 예를 들어, 제어부(180)는 과거 입력 및 출력, 패턴 매칭, 모호하지 않은 단어, 입력 의도 등을 포함하는 과거 데이터를 분석함으로써, 사용자가 요구하는 것을 검출하고 감지할 수 있다. 또한, 제어부(180)는 문맥 조건이나 사용자의 의도에 따라 사용자가 요구하는 기능을 실행하기 위한 작업 흐름을 결정할 수 있다. 또한, 제어부(180)는 문맥 조건 또는 사용자의 의도에 기초하여 사용자가 요구하는 것을 충족시키기 위한 작업 흐름을 실행할 수 있다.
일부 실시 예에 있어서, 제어부(180)는 memistor, memristors, 상호 컨덕턴스 증폭기, 펄스 형 신경 회로, 인공지능형 나노 기술 시스템(예를 들어, 자율 나노머신) 또는 인공지능형 양자 기계 시스템(예를 들어, 양자 신경 네트워크) 등을 포함하는 러닝 데이터 프로세스를 위한 전용 하드웨어 요소를 구현할 수 있다. 일부 실시 예에 있어서, 제어부(180)는 머신 비전 시스템, 음향 인식 시스템, 필기 인식 시스템, 데이터 융합 시스템, 센서 융합 시스템 및 소프트 센서와 같은 패턴 인식 시스템을 포함 할 수 있다. 머신 비전 시스템은 컨텐츠 기반 이미지 검색, 광학 문자 인식, 증강 현실, 자체 운동(egomotion), 트래킹 및 광학 흐름(optical flow) 등을 포함 할 수 있다.
제어부(180)는 센싱부(140)를 통하여, 이동 단말기 내 정보, 이동 단말기를 둘러싼 주변 환경 정보 또는 다른 정보를 감지 또는 수신할 수 있다. 또한, 제어부(180)는 무선 통신부(110)를 통하여, 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보, 무선 신호, 무선 데이터 등을 수신할 수 있다. 또한, 제어부(180)는 입력부로부터 영상 정보(또는 해당 신호), 오디오 정보(또는 해당 신호), 데이터 또는 사용자로부터 입력되는 정보를 입력받을 수 있다.
이러한 제어부(180)는 정보들을 수집하고, 이를 처리 또는 분류(예를 들어, 지식 그래프, 명령어 정책, 개인화 데이터베이스, 대화 엔진 등)하고, 상기 처리 또는 분류된 정보를 메모리(170) 또는 러닝 데이터 부(130)에 저장할 수 있다.
그리고, 러닝 데이터부(130)는 데이터 분석, 머신 러닝 알고리즘 및 머신 러닝기술을 바탕으로, 이동 단말기의 동작이 결정되면, 제어부(180)는 이러한 결정된 동작을 실행하기 위하여, 이동 단말기의 구성 요소들을 제어할 수 있다. 제어부(180)는 제어 명령에 근거하여, 이동 단말기를 제어함으로써, 결정된 동작을 실행할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 제어부(180)는 특정 동작이 수행되면, 데이터 분석, 머신 러닝 알고리즘 및 머신 러닝기술을 통하여, 특정 동작의 수행을 나타내는 이력 정보를 분석하고, 이러한 분석 정보를 바탕으로 기존의 학습된 정보에 대한 업데이트를 수행할 수 있다. 이에, 제어부(180)는 러닝 데이터 부(130)와 함께, 업데이트 된 정보에 기반한 데이터 분석, 머신 러닝 알고리즘 및 머신 러닝 기술의 미래 성능의 정확도를 향상시킬 수 있다.
한편, 센싱부(140)는 이동 단말기 내 정보, 이동 단말기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하고, 이에 대응하는 센싱 신호를 발생시킨다. 제어부(180)는 이러한 센싱 신호에 기초하여, 이동 단말기(100)의 구동 또는 동작을 제어하거나, 이동 단말기(100)에 설치된 응용 프로그램과 관련된 데이터 처리, 기능 또는 동작을 수행 할 수 있다. 센싱부(140)에 포함될 수 있는 다양한 센서 중 대표적인 센서들의 대하여, 보다 구체적으로 살펴본다.
먼저, 근접 센서(141)는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선 등을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 이러한 근접 센서(141)는 위에서 살펴본 터치 스크린에 의해 감싸지는 이동 단말기의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 근접 센서(141)가 배치될 수 있다.
근접 센서(141)의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전 용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 터치 스크린이 정전식인 경우에, 근접 센서(141)는 전도성을 갖는 물체의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 물체의 근접을 검출하도록 구성될 수 있다. 이 경우 터치 스크린(또는 터치 센서) 자체가 근접 센서로 분류될 수 있다.
한편, 설명의 편의를 위해, 터치 스크린 상에 물체가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 물체가 상기 터치 스크린 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 명명하고, 상기 터치 스크린 상에 물체가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 명명한다. 상기 터치 스크린 상에서 물체가 근접 터치 되는 위치라 함은, 상기 물체가 근접 터치될 때 상기 물체가 상기 터치 스크린에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다. 상기 근접 센서(141)는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지할 수 있다. 한편, 제어부(180)는 위와 같이, 근접 센서(141)를 통해 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 데이터(또는 정보)를 처리하며, 나아가, 처리된 데이터에 대응하는 시각적인 정보를 터치 스크린상에 출력시킬 수 있다. 나아가, 제어부(180)는, 터치 스크린 상의 동일한 지점에 대한 터치가, 근접 터치인지 또는 접촉 터치인지에 따라, 서로 다른 동작 또는 데이터(또는 정보)가 처리되도록 이동 단말기(100)를 제어할 수 있다.
터치 센서는 저항막 방식, 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식, 자기장 방식 등 여러 가지 터치방식 중 적어도 하나를 이용하여 터치 스크린(또는 디스플레이부(151))에 가해지는 터치(또는 터치입력)을 감지한다.
일 예로서, 터치 센서는, 터치 스크린의 특정 부위에 가해진 압력 또는 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는, 터치 스크린 상에 터치를 가하는 터치 대상체가 터치 센서 상에 터치 되는 위치, 면적, 터치 시의 압력, 터치 시의 정전 용량 등을 검출할 수 있도록 구성될 수 있다. 여기에서, 터치 대상체는 상기 터치 센서에 터치를 인가하는 물체로서, 예를 들어, 손가락, 터치펜 또는 스타일러스 펜(Stylus pen), 포인터 등이 될 수 있다.
이와 같이, 터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(180)로 전송한다. 이로써, 제어부(180)는 디스플레이부(151)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다. 여기에서, 터치 제어기는, 제어부(180)와 별도의 구성요소일 수 있고, 제어부(180) 자체일 수 있다.
한편, 제어부(180)는, 터치 스크린(또는 터치 스크린 이외에 구비된 터치키)을 터치하는, 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행하거나, 동일한 제어를 수행할 수 있다. 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행할지 또는 동일한 제어를 수행할 지는, 현재 이동 단말기(100)의 동작상태 또는 실행 중인 응용 프로그램에 따라 결정될 수 있다.
한편, 위에서 살펴본 터치 센서 및 근접 센서는 독립적으로 또는 조합되어, 터치 스크린에 대한 숏(또는 탭) 터치(short touch), 롱 터치(long touch), 멀티 터치(multi touch), 드래그 터치(drag touch), 플리크 터치(flick touch), 핀치-인 터치(pinch-in touch), 핀치-아웃 터치(pinch-out 터치), 스와이프(swype) 터치, 호버링(hovering) 터치 등과 같은, 다양한 방식의 터치를 센싱할 수 있다.
초음파 센서는 초음파를 이용하여, 감지대상의 위치정보를 인식할 수 있다. 한편 제어부(180)는 광 센서와 복수의 초음파 센서로부터 감지되는 정보를 통해, 파동 발생원의 위치를 산출하는 것이 가능하다. 파동 발생원의 위치는, 광이 초음파보다 매우 빠른 성질, 즉, 광이 광 센서에 도달하는 시간이 초음파가 초음파 센서에 도달하는 시간보다 매우 빠름을 이용하여, 산출될 수 있다. 보다 구체적으로 광을 기준 신호로 초음파가 도달하는 시간과의 시간차를 이용하여 파동 발생원의 위치가 산출될 수 있다.
한편, 입력부(120)의 구성으로 살펴본, 카메라(121)는 카메라 센서(예를 들어, CCD, CMOS 등), 포토 센서(또는 이미지 센서) 및 레이저 센서 중 적어도 하나를 포함한다.
카메라(121)와 레이저 센서는 서로 조합되어, 3차원 입체영상에 대한 감지대상의 터치를 감지할 수 있다. 포토 센서는 디스플레이 소자에 적층될 수 있는데, 이러한 포토 센서는 터치 스크린에 근접한 감지대상의 움직임을 스캐닝하도록 이루어진다. 보다 구체적으로, 포토 센서는 행/열에 Photo Diode와 TR(Transistor)를 실장하여 Photo Diode에 인가되는 빛의 양에 따라 변화되는 전기적 신호를 이용하여 포토 센서 위에 올려지는 내용물을 스캔한다. 즉, 포토 센서는 빛의 변화량에 따른 감지대상의 좌표 계산을 수행하며, 이를 통하여 감지대상의 위치정보가 획득될 수 있다.
디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이부(151)는 입체영상을 표시하는 입체 디스플레이부로서 구성될 수 있다.
상기 입체 디스플레이부에는 스테레오스코픽 방식(안경 방식), 오토 스테레오스코픽 방식(무안경 방식), 프로젝션 방식(홀로그래픽 방식) 등의 3차원 디스플레이 방식이 적용될 수 있다.
음향 출력부(152)는 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(170)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력부(152)는 이동 단말기(100)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력부(152)에는 리시버(receiver), 스피커(speaker), 버저(buzzer) 등이 포함될 수 있다.
햅틱 모듈(haptic module)(153)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(153)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 될 수 있다. 햅틱 모듈(153)에서 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 사용자의 선택 또는 제어부의 설정에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 햅틱 모듈(153)은 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.
햅틱 모듈(153)은, 진동 외에도, 접촉 피부면에 대해 수직 운동하는 핀 배열, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력, 피부 표면에 대한 스침, 전극(electrode)의 접촉, 정전기력 등의 자극에 의한 효과와, 흡열이나 발열 가능한 소자를 이용한 냉온감 재현에 의한 효과 등 다양한 촉각 효과를 발생시킬 수 있다.
햅틱 모듈(153)은 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과를 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 손가락이나 팔 등의 근 감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(153)은 이동 단말기(100)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.
광출력부(154)는 이동 단말기(100)의 광원의 빛을 이용하여 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 이동 단말기(100)에서 발생 되는 이벤트의 예로는 메시지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신 등이 될 수 있다.
광출력부(154)가 출력하는 신호는 이동 단말기가 전면이나 후면으로 단색이나 복수색의 빛을 발광함에 따라 구현된다. 상기 신호 출력은 이동 단말기가 사용자의 이벤트 확인을 감지함에 의하여 종료될 수 있다.
인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)에 연결되는 모든 외부 기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(160)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 이동 단말기(100) 내부의 각 구성요소에 전달하거나, 이동 단말기(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트(port), 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 등이 인터페이스부(160)에 포함될 수 있다.
한편, 식별 모듈은 이동 단말기(100)의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(user identify module; UIM), 가입자 인증 모듈(subscriber identity module; SIM), 범용 사용자 인증 모듈(universal subscriber identity module; USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 장치(이하 '식별 장치')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 장치는 상기 인터페이스부(160)를 통하여 단말기(100)와 연결될 수 있다.
또한, 상기 인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 이동 단말기(100)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 이동 단말기(100)로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 이동 단말기(100)가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수 있다.
메모리(170)는 제어부(180)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장할 수도 있다. 상기 메모리(170)는 상기 터치 스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(170)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크 및 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)는 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(170)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작될 수도 있다.
한편, 앞서 살펴본 것과 같이, 제어부(180)는 응용 프로그램과 관련된 동작과, 통상적으로 이동 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(180)는 상기 이동 단말기의 상태가 설정된 조건을 만족하면, 애플리케이션들에 대한 사용자의 제어 명령의 입력을 제한하는 잠금 상태를 실행하거나, 해제할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등과 관련된 제어 및 처리를 수행하거나, 터치 스크린 상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식 처리를 행할 수 있다. 나아가 제어부(180)는 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들을 본 발명에 따른 이동 단말기(100) 상에서 구현하기 위하여, 위에서 살펴본 구성요소들을 중 어느 하나 또는 복수를 조합하여 제어할 수 있다.
전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다. 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 배터리는 충전 가능하도록 이루어지는 내장형 배터리가 될 수 있으며, 충전 등을 위하여 단말기 바디에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
또한, 전원공급부(190)는 연결포트를 구비할 수 있으며, 연결포트는 배터리의 충전을 위하여 전원을 공급하는 외부 충전기가 전기적으로 연결되는 인터페이스(160)의 일 예로서 구성될 수 있다.
다른 예로서, 전원공급부(190)는 상기 연결포트를 이용하지 않고 무선방식으로 배터리를 충전하도록 이루어질 수 있다. 이 경우에, 전원공급부(190)는 외부의 무선 전력 전송장치로부터 자기 유도 현상에 기초한 유도 결합(Inductive Coupling) 방식이나 전자기적 공진 현상에 기초한 공진 결합(Magnetic Resonance Coupling) 방식 중 하나 이상을 이용하여 전력을 전달받을 수 있다.
한편, 이하에서 다양한 실시 예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.
이하에서는 앞서 도 1에서 설명한 구성 요소 중 적어도 하나의 구성 요소를 포함하는 전자 장치에 있어서, 음성 정보와 영상 정보를 함께 이용하여 전자 장치의 동작을 제어하는 방법에 대하여 설명한다.
최근 전자 장치는 음성 인식 기능을 탑재하여, 사용자의 음성 명령을 이용하여 다양한 기능의 실행이 가능하도록 출시되고 있다. 그러나, 현재 출시된 전자 장치는 TV 또는 라디오에서 출력되는 소리와 사람에 의하여 발화되는 소리를 구별하지 못하여, 오동작하는 문제가 발생하였다. 또한, 최근에는 음성의 위변조 기술이 발전함에 따라 실제 사용자가 아닌 타인에 의하여 발화한 음성을 실제 사용자로 오인식하여, 보안의 취약성이 드러나게 되었다.
이하에서는 멀티 센서를 활용하여, 이러한 문제점을 해결하는 방법에 대하여 설명한다. 도 2는 본 발명에 따른 전자 장치의 일 사용 예를 나타낸 개념도이고, 도 3은 본 발명과 관련된 전자 장치의 동작 흐름을 나타낸 흐름도이다.
본 발명과 관련된 전자 장치는 음성 센서, 카메라 및 제어부를 포함할 수 있다.
음성 센서는 음성 정보를 수신하도록 형성된 센서이다. 이러한 센서에는 초음파 센서, 마이크로폰(122) 등이 포함될 수 있다. 초음파 센서는 초음파 영역 대의 음향 신호를 감지하도록 형성되며, 마이크로폰(122)은 가청 주파수 영역 대의 음향 신호를 감지하도록 형성될 수 있다. 한편, 이러한 초음파 센서와 마이크로폰(122)은 별개로 구비될 수도 있고, 하나의 모듈로 구비될 수도 있다.
상기 음성 센서는 감지된 음성 정보를 전자 장치에서 인식 가능한 형태인 전기 신호로 변환할 수 있다.
카메라(121)는 피사체의 영상을 촬영하는 역할을 수행하는 것으로 이미지 센서를 포함할 수 있다. 피사체는 음성을 출력하거나 음성을 발화하는 사물 및/또는 사람이 포함될 수 있다.
제어부(180)는 상기 음성 센서에서 감지된 음성 정보 및 카메라(121)를 이용하여 촬영된 영상 정보를 이용하여 전자 장치의 동작을 제어할 수 있다.
상기 전자 장치는 이 밖에도 도 1에서 설명한 구성 요소들을 더 포함할 수 있으며, 구체적인 설명은 도 1의 설명으로 대체한다.
도 2를 참조하면, 전자 장치(100)는 집 내부의 특정 장소에 위치하며, 외부로부터 음성 정보를 수신하거나, 외부의 영상을 촬영할 수 있다.
도 2에 도시된, 본 발명과 관련된 전자 장치(100)는, 전자 장치의 공장 출고 시 미리 설치된 음성 인식 애플리케이션 또는 애플리케이션 마켓에서 제3공급자에 의하여 개발될 음성 인식 애플리케이션(3rd party app)을 실행할 수 있다.
음성 인식 기능은 시동어의 발화 여부를 감지하는 대기 모드 및 음성 정보를 분석하고, 분석 결과에 따라 동작을 수행하는 음성 인식 모드 중 어느 하나의 모드로 실행될 수 있다. 상기 대기 모드는 음성 인식 모드 시작을 위하여 기 설정된 시동어의 발화 여부를 감지하는 모드로써, 저전력으로 구동될 수 있다. 상기 시동어는 전자 장치마다 미리 설정되어 있으며, 대기 모드에서 음성 인식 모드를 실행하기 위한 음성 명령어이다. 예를 들어, 시동어는 ‘아리아’, ‘오케이, 구글’ 등이 될 수 있으며, 이는 사용자에 의하여 변경 가능하다.
상기 전자 장치(100)는 시동어가 감지되면, 음성 인식 모드를 시작할 수 있다. 음성 인식 모드는 음성 센서를 통하여 수신된 음성 정보를 분석하고, 분석 결과에 따라 전자 장치를 동작시키는 모드이다.
이하에서는 이러한 음성 인식 기능이 실행된 상태에서 음성 정보를 감지하는 경우, 이에 대한 제어 방법에 대하여 설명한다.
이러한 전자 장치의 동작 흐름을 도 3과 함께 살펴본다.
도 3을 참조하면, 우선 본 발명과 관련된 전자 장치(100)의 제어부(180)는 음성 센서를 통하여 음성 정보를 감지할 수 있다(S100). 예를 들어, 제어부(180)는 음성 센서를 통하여 사용자가 발화한 음성을 감지하고, 감지된 음성을 전자 장치가 인식 가능한 음성 정보로 변환할 수 있다.
상기 제어부(180)는 음성 정보가 감지되면, 음성 정보와 관련된 피사체의 위조 얼굴 여부를 판단할 수 있다(S200).
제어부(180)는 음성 정보가 감지되면, 카메라(121)를 통하여 음성 정보와 관련된 피사체의 영상을 촬영할 수 있다. 그리고, 제어부(180)는 상기 촬영된 영상에 근거하여 피사체가 위조 얼굴인지 여부를 판단할 수 있다. 여기에서, 위조 얼굴은 사진에 포함된 얼굴, 동영상에 포함된 얼굴, 얼굴 가면 등 실제 사람의 얼굴이 아닌 얼굴 모형 또는 음성 정보를 출력하는 라디오, 스마트폰 등 전자 장치를 포함한다.
제어부(180)는 종래 알려진 다양한 얼굴 인식 기술을 이용하여 위조 얼굴 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(180)는 얼굴의 특징점을 학습하고, 학습 결과를 바탕으로 위조 얼굴 여부를 판단할 수 있다. 상기 얼굴의 특징점에는 얼굴 관심 영역, 눈, 코, 입 등이 포함될 수 있다.
한편, 제어부(180)는 상기 음성 정보에 근거하여, 음성 정보를 발화한 피사체의 위치 정보 및 거리 정보를 산출할 수 있다. 상기 피사체의 거리 정보는, 전자 장치와 피사체 사이의 거리를 나타낸다. 이 경우, 상기 제어부(180)는 피사체의 위치 정보에 근거하여, 피사체를 촬영하도록 카메라(121)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(180)는 카메라(121)의 촬영 방향이 피사체를 향하도록 카메라(121)를 회전시킬 수 있다.
상기 제어부(180)는 상기 얼굴 인식 기술에 근거하여, 위조 얼굴로 판단된 경우, 음성 정보에 대응되는 제어 명령을 실행하지 않을 수 있다. 반대로, 제어부(180)는 상기 얼굴 인식 기술에 근거하여, 위조 얼굴이 아니라고 판단된 경우, 피사체가 등록된 사용자에 해당하는지 여부를 판단할 수 있다(S300).
상기 등록된 사용자는 전자 장치의 사용 권한이 있는 사용자이다. 이러한 사용자는 전자 장치(100)의 메모리(170)에 미리 사용자 정보가 저장될 수 있다. 사용자 정보는 눈, 코, 입, 주름, 머리 형태 등의 얼굴 특징을 나타내는 얼굴 정보일 수 있다.
제어부(180)는 얼굴 인식 알고리즘에 근거하여, 카메라(121)를 통하여 촬영된 피사체의 영상으로부터 추출된 얼굴 정보가 기 저장된 얼굴 정보에 해당하는지 여부를 판단할 수 있다. 상기 제어부(180)는 상기 피사체의 영상으로부터 추출된 얼굴 정보가 기 저장된 얼굴 정보와 일치하지 않는 경우, 상기 음성 정보와 관련된 피사체를 등록된 사용자가 아니라고 판단할 수 있다. 이 경우, 제어부(180)는 음성 정보에 대응되는 제어 명령을 실행하지 않을 수 있다.
상기 제어부(180)는 상기 피사체의 영상으로부터 추출된 얼굴 정보가 기 저장된 얼굴 정보와 일치하는 경우, 상기 음성 정보와 관련된 피사체를 등록된 사용자로 판단할 수 있다. 이 경우, 제어부(180)는 상기 음성 정보에 대응되는 제어 명령을 실행할 수 있다(S400). 예를 들어, 제어부(180)는 음성 정보에 관련된 피사체가 등록된 사용자이고, 음성 정보에 대응되는 제어 명령이 ‘최신곡 틀어줘’인 경우, 최신곡을 재생할 수 있다.
한편, 비록 도시되지는 않았지만, 전자 장치는 여러 명의 등록된 사용자마다 서로 다른 사용 권한을 설정할 수 있다. 사용 권한은 전자 장치에 설치된 복수의 기능들을 실행 가능한 범위를 나타낼 수 있다. 예를 들어, A라는 사용자는 전자 장치에 설치된 제1 내지 제10 기능 중 제1 내지 제3 기능의 실행만 가능하도록 사용 권한이 설정될 수 있고, B라는 사용자는 제4 내지 제6기능의 실행만 가능하도록 사용 권한이 설정될 수 있다. 사용 권한은 사용자가 직접 설정할 수 있다.
상기 제어부(180)는 음성 정보와 관련된 피사체가 등록된 사용자일지라도 등록된 사용자의 사용 권한에 따라 음성 정보에 대응되는 제어 명령의 실행 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(180)는 등록된 사용자의 사용 권한이 제1기능 및 제2기능만 사용하도록 설정되어 있고, 음성 정보에 대응되는 제어 명령이 제3기능의 실행 명령인 경우, 등록된 사용자일지라도 음성 정보에 대응되는 제어 명령을 실행하지 않을 수 있다. 따라서, 본 발명은 등록된 사용자일지라도 설정된 사용 권한 안에서 전자 장치를 이용하도록 함으로써, 전자 장치의 보안성을 강화할 수 있다.
또한, 비록 도시되지는 않았지만, 전자 장치는 피사체가 기 저장된 사용자로 판단되는 경우, 피사체를 촬영한 영상을 이용하여, 기 저장된 얼굴 정보를 업데이트할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 전자 장치는 사용자의 최근 얼굴 정보를 수집할 수 있으며, 이를 통하여 얼굴 인식의 정확도를 향상시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명과 관련된 전자 장치(100)의 동작 흐름에 대하여 설명하였다.
이하에서는 본 발명과 관련된 전자 장치(100)에서 음성 센서 및 카메라를 이용하여 위조 얼굴을 판단하는 방법을 보다 구체적으로 살펴본다. 도 4는 본 발명과 관련된 전자 장치에서 위조 얼굴을 판단하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 제어부(180)는 음성 센서에서 음성 정보가 감지되면, 음성 정보에 근거하여, 음성 정보와 관련된 피사체와 전자 장치 사이의 위치 정보 및 거리 정보를 산출할 수 있다(S210).
상기 제어부(180)는 음성 정보의 수신 방향에 근거하여, 전자 장치를 기준으로 음성 정보와 관련된 피사체의 위치 정보를 산출할 수 있다. 예를 들어, 제어부(180)는 음성 정보의 수신 방향에 근거하여, 음성 정보와 관련된 전자 장치가 전자 장치의 남동쪽에 위치하고 있음을 산출할 수 있다.
또한 상기 제어부(180)는 음성 정보가 수신되면, 음성 정보와 관련된 피사체를 향하여 위치 및 거리 측정을 위한 기 설정된 음향 신호를 출력할 수 있다. 상기 기 설정된 음향 신호는 초음파 신호일 수 있다. 그 후, 음성 센서는 상기 피사체로부터 반사된 반사파 신호를 수신하여, 피사체와 전자 장치(100) 사이의 위치 정보 및 거리 정보를 산출할 수 있다.
상기 제어부(180)는 상기 피사체의 위치 정보 및 거리 정보가 산출되면, 기 저장된 사물 데이터베이스를 이용하여, 상기 위치 정보 상에 음성 출력이 가능한 사물이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다(S220).
본 발명과 관련된 전자 장치(100)는 전자 장치 주변의 사물의 위치 정보를 저장하는 사물 데이터베이스를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 전자 장치 주변의 영상을 촬영하고, 촬영된 영상에 포함된 사물들을 추출할 수 있다. 그리고, 전자 장치(100)는 사물들의 종류를 판별하고, 사물들 중 음성 출력이 가능한 사물을 추출할 수 있다. 상기 음성 출력이 가능한 사물에는 TV, 스피커, 라디오, 컴퓨터 등 음성 출력부를 구비한 전자 장치를 포함할 수 있다.
그리고, 제어부(180)는 사물 데이터베이스 상에 음성 출력이 가능한 사물 및 각 사물의 위치 정보를 저장할 수 있다. 상기 제어부(180)는 음성 정보와 관련된 피사체가 위조 얼굴인지 여부를 판단하기 전, 우선 사물 데이터베이스 상에 음성 출력이 가능한 사물의 위치 정보와, 음성 정보와 관련된 피사체의 위치 정보를 비교할 수 있다. 그리고, 제어부(180)는 음성 정보와 관련된 피사체의 위치 정보가 사물 데이터베이스에 저장된 음성 출력이 가능한 사물의 위치 정보에 해당하는 경우, 음성 정보와 관련된 피사체를 위조 얼굴로 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(180)는 음성 정보와 관련된 피사체의 위치 정보가 사물 데이터베이스 상에 TV의 위치 정보에 해당하는 경우, 피사체가 TV이므로, 위조 얼굴로 판단할 수 있다.
또한, 사물 데이터베이스 상에는 얼굴 영상이 포함된 사진이나, 얼굴 영상의 출력이 가능한 디스플레이부를 포함하는 사물들 및 사물들의 위치 정보도 함께 저장할 수 있다.
즉, 제어부(180)는 얼굴 인식 알고리즘에 따라 피사체의 영상을 분석하지 않더라도, 위조 얼굴을 판단할 수 있다. 따라서, 본 발명과 관련된 전자 장치(100)는 얼굴 인식 알고리즘을 실행하지 않음에 따라 불필요한 리소스의 낭비를 방지하고, 위조 얼굴 판단 여부를 보다 빠르게 수행할 수 있다.
한편, 제어부(180)는 피사체의 위치 정보가 사물 데이터베이스 상에 저장된 음성 출력이 가능한 사물의 위치 정보와 일치하지 않는 경우, 피사체의 영상에 포함된 얼굴 영상에 근거하여, 피사체가 위조 얼굴인지 여부를 판단할 수 있다(S230). 제어부(180)는 피사체의 영상에 포함된 얼굴 영상으로부터 얼굴의 특징점을 추출할 수 있다. 그리고, 제어부(180)는 얼굴의 특징점을 이용하여, 피사체가 위조 얼굴인지 여부를 판단할 수 있다. 상기 얼굴의 특징점은 눈, 코, 입 등의 특징점을 포함할 수 있다.
이상에서는 본 발명과 관련된 전자 장치에서 음성 정보와 관련된 피사체가 위조 얼굴인지 여부를 판단하는 방법을 설명하였다. 본 발명은 위조 얼굴 판단 시, 기존에 저장된 사물들의 위치 정보를 이용함으로써, 위조 얼굴 판단의 속도를 향상시킬 수 있다.
이하에서는 본 발명과 관련된 전자 장치에서 음성 정보와 관련된 피사체가 등록된 사용자 인지 여부를 판단하는 방법을 설명한다. 도 5는 본 발명과 관련된 전자 장치에서 음성 정보와 관련된 피사체가 등록된 사용자 인지 여부를 판단하는 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 6a 내지 도 7은 얼굴 인식 기술의 일 예를 나타낸 도면이다.
제어부(180)는 얼굴 인식 기술을 이용하여 피사체가 등록된 사용자인지 여부를 판단할 수 있다. 이하에서는 도 6a 내지 도 6b를 참조하여, 얼굴 인식 기술에 대하여 보다 구체적으로 살펴본다.
도 6a의 (a)를 참조하면, 제어부(180)는 얼굴 인식을 수행하기 위하여, 피사체의 영상으로부터 우선 얼굴 영상을 검출할 수 있다. 그리고, 도 6a의 (b)와 같이, 제어부(180)는 상기 얼굴 영상으로부터 적어도 하나의 특징점을 추출할 수 있다. 상기 특징점은 눈, 코, 입, 눈썹, 귀, 머리 등 얼굴의 특징을 나타내는 점이다. 상기 특징점을 추출하는 단계를 랜드마크 검출(landmark detection)으로도 명명할 수 있다. 도 6a의 (c)와 같이, 상기 제어부(180)는 상기 특징점을 추출 후, 얼굴에 포함된 눈, 코, 입이 일직선이 되도록 얼굴 영상을 재배열할 수 있다. 그 후, 도 6a의 (d) 와 같이, 제어부(180)는 재배열된 얼굴 영상이 정면 얼굴이 되도록 얼굴 영상을 정규화할 수 있다.
그 후, 제어부(180)는 얼굴 인식을 통하여 추출할 결과에 따라 얼굴 영상으로부터 서로 다른 특징점들을 추출할 수 있다. 도 6b를 참조하면, 제어부(180)는 얼굴 인식을 통하여 사용자를 식별하기 위하여, 얼굴 영역을 추출할 수 있다. 또는, 제어부(180)는 얼굴 인식을 통하여 사용자의 연령을 추출하기 위하여, 눈가, 콧망울 주변, 입술 양 끝, 목 주름 정보를 추출할 수 있다. 또는 제어부(180)는 얼굴 인식을 통하여 사용자의 성별을 식별하기 위하여, 머리, 이마, 입술 정보를 추출할 수 있다.
한편, 제어부(180)는 얼굴 인식 기술을 이용한 얼굴 인식 기능의 실행 시, 도 7과 같이, 얼굴 인식의 대상이 되는 이미지를 여러 크기로 변환하면서 기 저장된 얼굴 정보와 비교하여, 얼굴 인식을 수행할 수 있다. 즉, 제어부(180)는 얼굴 인식의 대상이 되는 이미지 상에 얼굴 영상의 크기를 알 수 없기 때문에, 이미지를 여러 사이즈로 변환하여, 기 저장된 크기를 갖는 얼굴 이미지와 비교하여, 얼굴 인식의 결과를 획득할 수 있다.
한편, 본 발명과 관련된 전자 장치의 경우, 음성 센서를 통하여 피사체와 전자 장시 사이의 거리 정보를 획득할 수 있다. 이하에서는, 이러한 거리 정보를 이용하여 얼굴 인식을 수행하는 과정을 보다 구체적으로 설명한다.
도 5를 참조하면, 이러한 얼굴 인식 기술을 이용하여 얼굴 인식을 수행하기 위하여, 제어부(180)는 음성 정보에 근거하여, 음성 정보와 관련된 피사체와 전자 장치 사이의 위치 정보 및 거리 정보를 산출할 수 있다(S310). 본 명세서에서는, 도면 편의상 S210 단계와 S310 단계를 분리하여 도시하였으나, S310 단계는 S210 단계와 동일한 단계로, 위조 얼굴 판단 시, 산출된 위치 정보 및 거리 정보를 이용하여 S300 단계를 수행할 수 있다. 이에, S310 단계의 설명은 S210 단계의 설명으로 대체한다.
그 후, 제어부(180)는 상기 거리 정보에 근거하여, 피사체의 영상 상에 포함된 얼굴 영상의 크기를 계산할 수 있다(S320).
상기 제어부(180)는 피사체와 전자 장치 사이의 거리 정보와 기 저장된 등록된 사용자의 얼굴 크기 정보를 이용하여, 피사체의 영상에서 얼굴 영상이 차지하는 크기 정보를 계산할 수 있다. 예를 들어, 제어부(180)는 피사체와 전자 장치 사이의 거리가 2m이고, 기 저장된 사용자의 얼굴 크기가 사용자와 전자 장치 사이의 거리가 1m일 때를 기준으로 50cm * 50cm인 경우, 피사체의 영상에 포함된 얼굴 크기를 25cm * 25cm로 계산할 수 있다.
상기 제어부(180)는 상기 계산된 얼굴 영상의 크기에 따라 피사체의 영상을 리사이징(re-sizing)할 수 있다(S330).
메모리(170)에는 얼굴 인식을 위하여 기 저장된 얼굴 영상이 특정 크기를 가지며 저장될 수 있다. 예를 들어, 기 저장된 얼굴 영상은 10cm * 10cm로 저장될 수 있다.
상기 제어부(180)는 얼굴 인식을 위하여, 상기 피사체의 영상을 리사이징 할 수 있다. 이때, 제어부(180)는 상기 계산된 얼굴 영상의 크기에 근거하여, 피사체의 영상 상에 포함된 얼굴 영상의 크기가 기 저장된 얼굴 영상의 크기에 해당하도록 피사체의 영상 사이즈를 변경할 수 있다. 예를 들어, 제어부(180)는 피사체의 영상 크기가 1m * 1m이고, 상기 계산된 얼굴 영상의 크기가 20cm * 20cm인 경우, 피사체에 포함된 얼굴 영상의 크기가 기 저장된 얼굴 영사의 크기와 일치하도록 피사체의 영상의 크기를 0.5m * 0.5m로 줄일 수 있다.
그 후, 제어부(180)는 리사이징된 피사체의 영상과 기 저장된 얼굴 영상을 비교하여, 피사체가 등록된 사용자인지 여부를 판단할 수 있다(S340). 제어부(180)는 리사이징된 피사체의 영상과 기 저장된 얼굴 영상이 일치하는 경우, 피사체를 등록된 사용자로 판단할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 제어부(180)는 피사체를 등록되지 않은 사용자로 판단할 수 있다. 즉, 제어부(180)는 기존의 얼굴 인식 알고리즘과 달리 영상의 크기를 미리 리사이징 함으로써, 얼굴 인식에 소모되는 불필요한 리소스를 방지할 수 있다. 또한, 얼굴 인식의 정확도를 그대로 유지하면서, 얼굴 인식의 속도를 향상시킬 수 있다.
한편, 비록 도시되지는 않았지만, 제어부(180)는 사물 데이터베이스에 저장된 사물의 위치 정보를 이용하여, 피사체의 영상 중 사물 영역을 추출할 수 있다. 예를 들어, 제어부(180)는 카메라의 촬영 방향과 사물의 위치 정보에 근거하여, 카메라를 통하여 촬영된 피사체의 영상에 특정 사물이 포함되었는지 여부를 판단할 수 있다. 그 후 제어부(180)는 피사체의 영상에서 특정 사물이 포함된 영역을 얼굴 인식이 필요하지 않은 영역으로 판단하고, 특정 사물이 포함된 영역을 얼굴 인식 시, 제외할 수 있다. 이를 통하여, 본 발명은 얼굴 인식이 수행될 영역을 제한함으로써, 얼굴 인식의 속도를 향상시킬 수 있다.
이상에서는, 피사체가 등록된 사용자 인지 여부를 판단하는 방법에 대하여 설명하였다.
이하에서는, 얼굴 인식의 정확도를 향상하는 방법에 대하여 설명한다. 도 8은 영상 정보와 음성 정보를 이용하여 얼굴 인식의 정확도를 향상시키는 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 9는 추가적인 사용자 정보를 이용하여 얼굴 인식의 정확도를 향상시키는 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 10은 시간대 별 얼굴 정보를 이용하여 얼굴 인식의 정확도를 향상시키는 방법을 나타낸 흐름도이다.
본 발명에 따른 전자 장치의 제어부(180)는 얼굴 인식 기술을 이용하여 기 저장된 얼굴 정보와 피사체의 영상을 비교하여, 피사체가 등록된 사용자인지 여부를 판단할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 얼굴 인식의 정확도를 향상시키기 위하여, 피사체가 등록된 사용자인지 여부를 검증하는 단계를 더 수행할 수 있다. 이하에서는, 이러한 검증 단계를 수행하는 다양한 방법에 대하여 실시 예 별로 설명한다.
일 실시 예로, 제어부(180)는 음성 정보를 이용하여, 검증 단계를 수행할 수 있다.
도 8을 참조하면, 제어부(180)는 피사체가 등록 사용자로 판단된 상태에서, 기 저장된 얼굴 정보와 연계된 음성 정보와 피사체에서 발화된 음성 정보를 비교하는 단계를 더 진행할 수 있다(S810).
본 발명의 전자 장치(100)의 메모리(170)에는 얼굴 정보와 상기 얼굴 정보와 연계된 음성 정보가 함께 저장될 수 있다.
제어부(180)는 피사체가 등록된 사용자임을 검증하기 위하여, 기 저장된 얼굴 정보와 연계된 음성 정보와, 음성 센서에서 감지된 음성 정보를 비교할 수 있다. 예를 들어, 제어부(180)는 음의 높이, 음의 크기, 음색 3가지 요소를 기준으로 기 저장된 음성 정보와 음성 센서에서 감지된 음성 정보가 일치하는지 여부를 판단할 수 있다.
제어부(180)는 비교 결과에 근거하여, 피사체가 등록된 사용자인지 여부를 검증할 수 있다. 예를 들어, 제어부(180)는 기 저장된 음성 정보와 음성 센서에서 감지된 음성 정보가 일치하는 경우, 피사체를 등록된 사용자로 판단할 수 있다. 이를 통하여, 제어부(180)는 가족과 같이 생김새가 서로 비슷하여, 얼굴 인식의 오인식율이 높은 피사체의 얼굴 인식의 정확도를 향상시킬 수 있다.
또 다른 실시 예로, 제어부(180)는 피사체의 키 정보를 이용하여, 검증 단계를 수행할 수 있다.
도 9를 참조하면, 제어부(180)는 기 저장된 얼굴 정보와 연계된 키 정보와 피사체의 키 정보를 비교할 수 있다(S910).
상기 제어부(180)는 음성 센서에서 감지된 음성 정보를 이용하여, 피사체의 키 정보를 계산할 수 있다. 예를 들어, 제어부(180)는 피사체와 전자 장치 사이의 거리 정보를 이용하여, 피사체의 키 정보를 계산할 수 있다.
제어부(180)는 기 저장된 얼굴 정보와 연계된 키 정보와 상기 계산된 키 정보의 일치 여부를 판단하고, 판단 결과에 의하여 피사체가 등록된 사용자 인지 여부를 검중할 수 있다(S920). 제어부(180)는 키 정보가 일치하지 않는 경우, 피사체가 등록된 사용자가 아니라고 판단하고, 키 정보가 일치하는 경우, 피사체를 등록된 사용자로 판단할 수 있다.
또 다른 실시 예로, 제어부(180)는 시간대 별로 사용자의 얼굴 영상을 저장하고, 얼굴 인식 기능일 실행되는 시간대 별로 서로 다른 얼굴 영상을 이용하여, 얼굴 인식을 수행할 수 있다.
본 발명과 관련된 전자 장치의 메모리(170)에는 등록된 사용자의 얼굴 정보가 시간대별로 저장될 수 있다. 즉, 메모리(170)에는 시간대 별로 사용자의 얼굴을 촬영하여, 저장할 수 있다.
상기 제어부(180)는 얼굴 인식 시, 기 저장된 얼굴 정보 중 상기 피사체의 영상의 촬영 시점에 해당하는 얼굴 정보를 추출할 수 있다(S1010). 제어부(180)는 메모리(170)에 저장된 특정 사용자의 복수의 얼굴 정보 중 피사체의 영상의 촬영 시점에 해당하는 얼굴 정보를 추출할 수 있다.
그리고, 제어부(180)는 상기 추출된 얼굴 정보와 상기 촬영된 피사체의 얼굴 정보를 비교할 수 있다(S1020). 상기 제어부(180)는 상기 추출된 얼굴 정보와 상기 촬영된 피사체의 얼굴 정보의 비교 결과에 근거하여, 피사체가 등록된 사용자 인지 여부를 검증할 수 있다(S1030).
따라서, 본 발명과 관련된 전자 장치는, 시간대 별로 달라지는 사용자의 얼굴의 미세한 차이를 이용하여 피사체가 등록된 사용자 인지 여부를 검증함으로써, 얼굴 인식의 정확도를 향상시킬 수 있다.
본 발명은 음성 정보가 감지되면, 음성 정보와 관련된 피사체의 영상을 촬영하고, 촬영된 영상 정보를 이용하여 상기 피사체의 얼굴이 위조 얼굴인지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 음성 정보에 대응되는 제어 명령을 실행함으로써, 음성을 위조 또는 변조한 장치에 의한 사용이나 허가되지 않은 사용자에 의한 이용을 제한할 수 있다. 따라서 본 발명은 전자 장치의 보안을 강화할 수 있다.
또한, 본 발명은 음성 정보가 감지되면, 음성 정보와 관련된 피사체의 영상을 촬영하고, 촬영된 영상 정보와 기 저장된 음성 정보를 비교하여 등록된 사용자의 음성에 해당하는지 여부를 판단하여, 음성 정보에 대응되는 제어의 수행을 결정함으로써, 전자 장치의 사용이 허가된 사용자만이 전자 장치의 제어를 가능하게 하여, 전자 장치의 보안을 강화할 수 있다.
또한, 본 발명은 음성 정보를 이용하여 음성 정보를 발화한 피사체의 거리를 산출하고, 이를 이용하여 피사체의 얼굴 정보 인식 시, 영상의 크기를 리사이징하여 얼굴 인식을 수행함으로써, 얼굴 인식의 인식률을 떨어뜨리지 않으면서, 인식 속도를 향상시킬 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부(180)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (15)

  1. 음성 정보를 감지하는 음성 센서;
    메모리;
    상기 음성 정보와 관련된 피사체의 영상을 촬영하는 카메라; 및
    상기 음성 센서에서 음성 정보가 감지되면, 상기 음성 정보와 관련된 피사체의 영상을 촬영하도록 상기 카메라를 제어하고,
    상기 촬영된 피사체의 영상 및 상기 음성 정보를 이용하여, 상기 음성 정보와 관련된 피사체가 위조 얼굴인지 여부를 판단하여, 상기 음성 정보에 대응되는 제어 명령의 실행 여부를 결정하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 카메라를 통하여 주변 영상을 촬영하고,
    상기 촬영된 주변 영상으로부터 음성 정보의 출력이 가능한 사물을 추출하며,
    상기 추출된 사물의 위치 정보 및 종류 정보를 상기 메모리에 저장하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 음성 정보에 근거하여 상기 음성 정보와 관련된 피사체의 거리 정보를 산출하고,
    상기 산출된 피사체의 거리 정보를 이용하여 상기 피사체의 영상을 촬영하도록 상기 카메라를 제어하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 음성 정보에 근거하여, 상기 피사체의 위치 정보를 산출하고,
    상기 메모리에 저장된 사물의 위치 정보 중 상기 산출된 위치 정보와 일치하는 위치 정보가 있는 경우, 상기 피사체를 위조 얼굴로 판단하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 판단 결과, 상기 피사체가 위조 얼굴이 아닌 경우, 얼굴 인식 알고리즘에 근거하여, 상기 피사체를 촬영한 영상과 기 저장된 얼굴 정보를 비교하고,
    비교 결과 상기 피사체의 영상이 기 저장된 얼굴 정보에 해당하는 경우, 상기 피사체를 등록 사용자로 판단하고, 상기 음성 정보에 대응되는 제어 명령을 실행하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 음성 정보에 근거하여 상기 음성 정보와 관련된 피사체와 전자 장치 사이의 거리를 산출하고,
    상기 산출된 거리 정보와 기 저장된 얼굴의 크기 정보를 이용하여 상기 피사체를 촬영한 영상의 사이즈를 변경한 후, 상기 사이즈가 변경된 영상을 이용하여 기 저장된 얼굴 정보와 비교하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 피사체의 영상이 기 저장된 얼굴 정보에 해당하는 경우, 상기 음성 정보에 대응되는 제어 명령이 상기 기 저장된 얼굴 정보에 연계된 사용 권한에 해당하는지 여부를 판단하고,
    판단 결과, 상기 기 저장된 얼굴 정보에 연계된 사용 권한에 해당하는 경우, 상기 음성 정보에 대응되는 제어 명령을 실행하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 피사체의 영상이 기 저장된 얼굴 정보에 해당하는 경우, 상기 기 저장된 얼굴 정보에 연계된 음성 정보와 상기 음성 센서에서 수신된 음성 정보를 비교하고,
    비교 결과, 상기 기 저장된 얼굴 정보에 매칭된 음성 정보와 음성 센서에서 수신된 음성 정보가 일치하는 경우, 상기 음성 정보에 대응되는 제어 명령을 실행하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 사용자의 얼굴 정보 저장 시, 상기 사용자의 키 정보를 연계시켜 메모리에 함께 저장하고,
    음성 센서에서 감지된 음성 정보에 근거하여, 피사체의 키 정보를 계산하고,
    상기 계산된 키 정보와 상기 메모리에 저장된 키 정보를 비교하여, 피사체가 등록된 사용자인지 여부를 검증하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  11. 삭제
  12. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 피사체의 얼굴 정보 등록 시, 상기 얼굴 정보를 촬영한 촬영 시간 정보를 함께 저장하고,
    상기 피사체를 촬영한 영상과 상기 기 저장된 얼굴 정보 중 상기 피사체를 촬영한 촬영 시간에 해당하는 얼굴 정보와 비교하여, 상기 피사체가 등록 사용자 인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
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