유비쿼터스 센서 네트워크 환경을 위한 다중 생체인식 시스템

Multi-Modal Biometries System for Ubiquitous Sensor Network Environment

  • 발행 : 2007.07.25

초록

본 논문에서는 무선 오디오와 영상 인터페이스를 이용한 스위치 제어 및 인식 등의 다양한 유비쿼터스 센서 네트워크 응용 서비스를 지원하기 위한 음성과 얼굴인식 시스템을 구현하였다. 제안된 시스템은 하드웨어 부분으로 무선 오디오 및 이미지 센서, 심리응용모델을 이용한 음성인식과 주성분 분석법(PCA: Principal Components Analysis)을 이용한 얼굴이식 알고리즘, 그리고 LDPC(Low Density Parity Check)로 구성되어 있다. 제안된 음성과 얼굴인식 시스템은 센서의 효율적인 에너지 사용을 위하여 HOST PC에 삽입된다. 그리고 인식 시스템의 정확도를 개선하기 위하여 전방향 에러 정정 시스템을 구현하였다. 또한, 무선 채널 잡음의 효과적인 제거와 정정을 위하여 테스트환경과 시뮬레이션 계수를 최적화하였다. 결과적으로 사람 음성과 음성센서의 거리가 1.5m 이하일 경우에 FAR과 FRR을 각각 0.126%, 7.5%를 얻었고, 얼굴인식 알고리즘을 2회로 제한하였을 경우, GAR과 FAR을 각각 98.5%와 0.036%를 획득하였다.

In this paper, we implement the speech & face recognition system to support various ubiquitous sensor network application services such as switch control, authentication, etc. using wireless audio and image interface. The proposed system is consist of the H/W with audio and image sensor and S/W such as speech recognition algorithm using psychoacoustic model, face recognition algorithm using PCA (Principal Components Analysis) and LDPC (Low Density Parity Check). The proposed speech and face recognition systems are inserted in a HOST PC to use the sensor energy effectively. And improve the accuracy of speech and face recognition, we implement a FEC (Forward Error Correction) system Also, we optimized the simulation coefficient and test environment to effectively remove the wireless channel noises and correcting wireless channel errors. As a result, when the distance that between audio sensor and the source of voice is less then 1.5m FAR and FRR are 0.126% and 7.5% respectively. The face recognition algorithm step is limited 2 times, GAR and FAR are 98.5% and 0.036%.

키워드

참고문헌

  1. Paramvir Bahl and Venkata Padmanabhan, 'RADAR: An in-building RF-based user location and tracking system,' Proc. of IEEE INFOCOM, vol. 2, p.p. 775-784. March 2000
  2. Nissanka B., Priyantha, Anit Chakraborty, Hari Balakrishnan, 'The cricket location-support system,' Proc. of MOBICOM 2000, p.p.32-43, Boston, MA, Aug. 2000, ACM, ACM Press
  3. Ian D. Chakeres and Luke Klein-Berndt, 'AODVjr, AODV Simplified,' ACM SIGMOBILE Mobile Computing and Communications Review, vol. 6, no. 3, Jul. 2002, p.p.100-101 https://doi.org/10.1145/581291.581309
  4. E. H. Callaway, 'Wireless Sensor Networks Architectures and Protocols,' Auebach, 2003
  5. Ustart-2400, http://www.huins.com
  6. R. Chellappa, G. Qian, and Q. Zheng, 'Vehicle detection and tracking using acoustic and video sensors,' in Proceedings of the International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing, Salt Lake City, Utah, May 2001
  7. H. Wang, D. Estrin, and L. Girod, 'Preprocessing in a tiered sensor network for habitat monitoring,' EURASIP JASP special issue of sensor networks, pp. 392-401, 2003 https://doi.org/10.1155/S1110865703212087
  8. Wen Hu et al. 'The Design and Evaluation of a Hybrid Sensor Network For Cane-toad Monitoring,'
  9. A. Taylor, G. Grigg, G. Watson, and H. McCallum, 'Monitoring frog communities: an application of machine learning,' in Proceedings of the 8th Innovative Applications of Artificial Intelligence Conference. Portland Oregeon: AAAI, pp. 1564-1569, Aug. 1996
  10. S. Shukla, N. Bulusu, and S. Jha, 'Cane-toad monitoring in kakadu national park using wireless sensor networks,' in Proceedings of APAN, Cairns, Australia, July 2004
  11. MICA2, http://www.xcross.com
  12. TinyOS, http://webs.cs.berkeley.edu
  13. Intel, http://www.intel.com/research/exploratory/wireless-sensors.htm#sensornetwork
  14. 'ISO/IEC MPEG-2 Advanced Audio Coding 382(N-1)' -Presented at the 101st Convention 1996 November 8-11 Los Angeles, California, AN AUDIO ENGINEERING SOCIETY PREPRINT, 1996
  15. R.G. Gallager, 'Low-density parity-check codes,' IRE Trans. Inform. Theory, vol. IT-8, pp. 21-28, Jan. 1962
  16. 김병규, 'MPEG-2 AAC 디코더 칩의 설계,' 조선대학교 대학원 전자공학과 석사학위논문, 2000. 2
  17. 김정태, '오디오 워터마크 프로세서 설계,' 조선대학교 대학원 전자공학과 석사학위논문, 2001. 2
  18. 이강현, 'MPEG-II AAC의 MDCT/IMDCT를 위한 벡터프로세서 설계,' 대한전자공학회 하계종합학술대회 논문집, pp.329-332, 1999
  19. 김병규, 이강현, 'MPEG-2 AAC의 MDCT/IMDCT를 위한 최적 알고리즘 개발,' 대한전자공학회 하계종합학술대회 논문집, pp.538-541, 1999