기본 탑재된 스피커와 마이크를 이용하여 사용자의 동작을 인식하는 스마트 기기 및 동작 방법
A SMART DEVICE AND METHOD FOR RECOGNIZING USER GESTURES USING BUILT-IN SPEAKERS AND MICROPHONE
특허 요약
본 발명은 스피커에서 초음파를 방출하면 사용자의 손동작에 의한 반사파를 마이크가 녹음하고 이를 분석하여 사용자의 손동작을 인식하는 스마트 기기에 관한 것으로서, 일실시예에 따른 스마트 기기는 초음파 신호를 방출하는 스피커부, 상기 방출된 초음파 신호가 사용자의 신체 일부에 의해 반사되어 돌아오는 반사파를 수집하는 마이크부, 및 도플러 효과를 기반으로 상기 수집된 반사파를 분석하여, 상기 사용자의 신체 일부에 대한 동작을 인식하는 동작 인식부를 포함할 수 있다.
청구항
번호청구항
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제9항에 있어서,상기 전처리된 반사파에 상응하는 특정 동작을 추출하는 단계는,상기 전처리된 반사파의 프레임 내에서, 가장 크기가 센 기준 신호의 주파수 크기를 선별하는 단계;상기 선별된 기준 신호의 주파수 크기에 맞춰 다른 주파수 신호의 크기를 일반화하는 단계;해당 프레임의 주파수 크기 값들에 대한 표준편차 값을 계산하는 단계;모든 프레임에 대해 표준편차 값을 계산한 후, 편차가 가장 높은 프레임을 선별하는 단계; 및상기 선별된 프레임에 기반하여 특정 동작을 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 기기의 동작 방법.

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스피커와 마이크가 탑재되어 있는 스마트 기기에 있어서,초음파 신호를 방출하는 스피커부;상기 방출된 초음파 신호가 사용자의 신체 일부에 의해 반사되어 돌아오는 반사파를 수집하는 마이크부; 및도플러 효과를 기반으로 상기 수집된 반사파를 분석하여, 상기 사용자의 신체 일부에 대한 동작을 인식하는 동작 인식부를 포함하고,상기 동작 인식부는,각 프레임에서 고도 및 방위 데이터의 중앙값을 산출하여 이상치를 제거하고, 상기 산출된 중앙값을 기반으로 사용자의 신체 일부의 위치를 결정하고, 반사파가 마이크에 도달하는 시간차에 대한 교차 상관 점수를 이용하여 SRP-PHAT 알고리즘을 실행함으로써, 상기 사용자의 신체 일부의 방위 방향을 계산하는 것을 특징으로 하는 스마트 기기.

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제1항에 있어서,상기 동작 인식부는,상기 수집된 반사파에 대해 전처리 하는 전처리부;상기 전처리된 반사파에 상응하는 특정 동작을 추출하는 동작 추출부; 및상기 추출된 특정 동작이 사전에 등록된 동작에 매칭되는지 여부를 판단하는 인증부를 포함하는 스마트 기기.

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제2항에 있어서,상기 전처리부는,상기 수집된 반사파에 대해 비-도플러(Non-doppler) 프레임 및 환경 노이즈 성분을 제거한 후, 신호를 강조하여 전처리 하는 스마트 기기.

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제2항에 있어서,상기 전처리된 반사파에 상응하는 특정 동작을 추출하는 동작 추출부는,상기 전처리된 반사파의 프레임 내에서, 가장 크기가 센 기준 신호의 주파수 크기를 선별하고,상기 선별된 기준 신호의 주파수 크기에 맞춰 다른 주파수 신호의 크기를 일반화하며,해당 프레임의 주파수 크기 값들에 대한 표준편차 값을 계산하고,모든 프레임에 대해 표준편차 값을 계산한 후, 편차가 가장 높은 프레임을 선별하며,상기 선별된 프레임에 기반하여 특정 동작을 추출하는 것을 특징으로 하는 스마트 기기.

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제4항에 있어서,상기 전처리된 반사파에 상응하는 특정 동작을 추출하는 동작 추출부는,상기 선별된 프레임에 기반하여, 동적으로 도플러 효과가 존재하는 프레임을 식별함으로써, 상기 특정 동작을 추출하는 스마트 기기.

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삭제

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제2항에 있어서,상기 동작 추출부는,상기 전처리된 반사파에 대해 가상으로 분할된 복수 영역에 의해 식별되는 복수의 가상버튼에 대한 입력 동작을 추출하고,상기 인증부는, 상기 추출된 입력 동작에 의한 조합이 사전에 등록된 동작 또는 정보인지를 고려하여 인증 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 스마트 기기.

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스피커와 마이크가 탑재되어 있는 스마트 기기의 동작에 있어서,스피커를 통해 초음파 신호를 방출하는 단계;마이크를 통해, 상기 방출된 초음파 신호가 사용자의 신체 일부에 의해 반사되어 돌아오는 반사파를 수집하는 단계; 및프로세서를 통해, 도플러 효과를 기반으로 상기 수집된 반사파를 분석하여, 상기 사용자의 신체 일부에 대한 동작을 인식하는 단계를 포함하고,상기 사용자의 신체 일부에 대한 동작을 인식하는 단계는,각 프레임에서 고도 및 방위 데이터의 중앙값을 산출하여 이상치를 제거하고, 상기 산출된 중앙값을 기반으로 사용자의 신체 일부의 위치를 결정하는 단계; 및반사파가 마이크에 도달하는 시간차에 대한 교차 상관 점수를 이용하여 SRP-PHAT 알고리즘을 실행함으로써, 상기 사용자의 신체 일부의 방위 방향을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 기기의 동작 방법.

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제8항에 있어서,상기 사용자의 신체 일부에 대한 동작을 인식하는 단계는,상기 수집된 반사파에 대해 비-도플러(Non-doppler) 프레임 및 환경 노이즈 성분을 제거한 후, 신호를 강조하여 전처리 하는 단계;상기 전처리된 반사파에 상응하는 특정 동작을 추출하되, 선별된 프레임에 기반하여, 동적으로 도플러 효과가 존재하는 프레임을 식별함으로써, 상기 특정 동작을 추출하는 단계; 및상기 추출된 특정 동작이 사전에 등록된 동작에 매칭되는지 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 기기의 동작 방법.