KR102112959B1 - 증강 현실과 가상 현실을 이용한 시험지 처리 시스템 및 그 처리 방법 - Google Patents

증강 현실과 가상 현실을 이용한 시험지 처리 시스템 및 그 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 증강 현실과 가상 현실을 이용한 시험지 처리 시스템 및 그의 처리 방법에 관한 것이다. 본 발명의 시험지 처리 시스템은 증강 현실이나 가상 현실을 이용하여 가상 시험지가 표출 가능한 모바일 단말기와, 모바일 단말기와 무선 통신 가능한 장치 또는 모바일 단말기가 인식 가능한 가상의 장치로 구비되는 입력 장치 및 모바일 단말기와 연동해서 가상 시험지를 제공하고 답안 데이터를 제출받는 서버를 포함한다. 이러한 시험지 처리 시스템은 모바일 단말기 자체적으로 가상 시험지를 사용자에게 제공하여 시험을 치르게 하거나, 모바일 단말기와 서버가 연동해서 가상 시험지를 사용자에게 제공하여 시험을 치르게 할 수 있다. 본 발명에 의하면, 증강 현실과 가상 현실 표출이 가능한 모바일 단말기를 이용하여 시험 대상자에게만 보여지는 가상 시험지를 제공하여, 보안 문제를 해결할 수 있다.

Description

증강 현실과 가상 현실을 이용한 시험지 처리 시스템 및 그 처리 방법{SYSTEM AND METHOD FOR PROCESSING TEST SHEET USING AUGMENTED REALITY AND VIRTUAL REALITY}
본 발명은 증강 현실과 가상 현실을 이용한 시험지 처리 시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 증강 현실과 가상 현실 표출이 가능한 전자 장치를 이용하여 가상의 시험지를 제공하고, 시험 대상자가 가상의 시험지에 대한 답안을 작성하여 제출하도록 처리하는 증강 현실과 가상 현실을 이용한 시험지 처리 시스템 및 그 처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 시험 응시자의 능력 평가를 위하여 학습 과목에 대한 필기 시험 또는 실기 시험을 시행한다. 필기 시험은 시험지와 답안지로 구분하여 응시자는 시험지를 보고 문제를 푼 다음 답안지를 작성한 후에 제출하고, 답안지는 채점자가 정답 및 오답을 판단하여 채점을 한다. 이러한 필기 시험은 종이에 시험 문제가 인쇄된 시험지를 시험 응시자에게 배포하고, 답안은 시험 응시자가 시험지에 직접 표시를 하거나 별도의 답안지에 표시한다.
이러한 시험들은 현재 오프라인 상에서 이루어지는게 대부분으로, 시험 응시자가 인쇄된 종이 시험지를 보고, 필기구를 이용하여 답안을 작성하여 제출하는 방식으로 이루어진다. 그로 인해, 많은 인쇄 비용과 관리 비용 및 처리 비용 등이 발생되며, 또한 부정확한 처리 문제가 발생된다. 또한 사적인 필기 노출로 인한 문제도 많이 발생하게 된다.
또 실기 시험은 일반적으로, 시험 감독관 또는 채점관의 직접 감독하에 시험 응시자가 실기 시험을 치르게 된다. 즉, 시험 응시자는 실기 시험을 치르기 위해, 지정된 실기 시험을 치르는 장소로 이동하게 되고, 이 때, 시험 감독관 또는 채점관은 시험 응시자의 실기 결과물을 확인하여 실기 시험에 대한 채점을 처리한다. 이 경우, 시험 응시자와 시험 감독관 또는 채점관은 실기 시험이 치르는 장소까지 가야하는 불편함이 발생한다. 또한, 채점관이 자신의 주관적인 판단 하에 시험 응시자의 실기 시험 결과물을 판단하게 되므로, 채점 결과에 불만이 따르거나 채점관의 잘못 판단으로 채점이 잘못 이루어지는 경우가 종종 발생한다.
또 현재에는 오프라인 시험 방식의 문제점을 해소하기 위하여 다양한 기능의 온라인 시험 방식이 개발되고 있다. 온라인 방식은 통신망과, 컴퓨터, 스마트 폰 등 통신 가능한 전자 장치를 기반으로 시험 응시자에게 시험지 데이터를 제공하여 시험을 치르는 방식으로, 기존에 인력에 의존하여 수행하던 시험 과정들을 전자 장치를 이용하므로서, 시간, 장소에 구애됨없이 편리하게 수행하는 장점이 있다. 그러나 이러한 온라인 방식은 시험 응시자가 아닌 다른 사람이 시험을 치를 수 있고, 시험 중 오류가 발생되면, 이를 신속하게 발견하지 못하고 시험이 종료되고 난 후에야 인식하거나 조치가 이루어짐으로 발생한 오류를 확인 및 조치하기 위해서는 많은 시간과 인력이 투입이 되는 등 비효율, 고비용이 수반되는 문제점이 있다.
한국 공개특허공보 제10-2016-0139786호(공개일 2016년 12월 07일) 한국 공개특허공보 제10-2012-0052128호(공개일 2012년 05월 23일) 한국 공개특허공보 제10-2019-0081034호(공개일 2019년 07월 09일) 한국 등록특허공보 제10-1788248호(공고일 2017년 10월 20일)
본 발명의 목적은 증강 현실과 가상 현실 표출이 가능한 다양한 형태의 모바일 단말기를 이용하여 시험 대상자에게 시험을 치를 수 있도록 가상 시험지를 제공하는 시험지 처리 시스템 및 그 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 시험 대상자에게만 보여지는 가상 시험지를 제공하여 보안 문제를 해결하기 위한 증강 현실과 가상 현실을 이용한 시험지 처리 시스템 및 그 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 시험 진행 시에 발생되는 오류에 대한 신속한 조치가 가능하도록 처리하는 증강 현실과 가상 현실을 이용한 시험지 처리 시스템 및 그 처리 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위한, 본 발명의 시험지 처리 시스템은 증강 현실 또는 가상 현실을 표출 가능한 모바일 단말기를 이용하여 시험 대상자에게만 가상 시험지를 제공하고, 가상 시험지에 대한 답안 데이터를 작성하도록 하는데 그 한 특징이 있다. 이와 같은 본 발명의 시험지 처리 시스템은 증강 현실 또는 가상 현실 상에 표출되는 가상 시험지를 이용하여 필기 시험이나 실기 시험을 치룰 수 있다.
이 특징에 따른 본 발명의 증강 현실과 가상 현실을 이용한 시험지 처리 시스템은, 증강 현실 또는 가상 현실 영상에 표시되는 입력 장치; 및 상기 입력 장치를 동기화하여 인식하고, 상기 입력 장치에 의해 증강 현실 또는 가상 현실 영상에 복수 개의 문제들이 구비되는 가상 시험지를 표출하는 위치가 설정되도록 하여 설정된 위치에 상기 가상 시험지를 표출하고, 상기 입력 장치로부터 상기 가상 시험지에 대한 입력 데이터를 실시간으로 받거나 카메라 또는 센서를 이용하여 상기 입력 장치의 움직임을 인식하여 상기 가상 시험지 상에 입력 데이터를 표시하고, 상기 가상 시험지의 문제들 각각에 대응되는 상기 입력 데이터를 이용하여 상기 가상 시험지에 대한 답안 데이터를 생성 및 저장하는 모바일 단말기;를 포함한다.
이 특징에 있어서, 상기 시험지 처리 시스템은, 통신망을 통하여 상기 모바일 단말기와 연동되고, 상기 모바일 단말기와 시간을 동기화하여 암호화 키를 생성하고, 상기 모바일 단말기로부터 상기 가상 시험지를 요청받아서 상기 암호화 키와 암호화된 가상 시험지 데이터를 상기 모바일 단말기로 전송하며, 상기 모바일 단말기로부터 상기 답안 데이터가 전송되면, 상기 답안 데이터로부터 상기 가상 시험지의 문제들 각각에 대한 답안을 인식하고 기저장된 정답 데이터와 비교하여 채점을 처리하는 서버;를 더 포함한다.
이 특징에 있어서, 상기 모바일 단말기는 상기 서버로부터 상기 암호화 키와 상기 암호화된 가상 시험지 데이터가 전송되면, 상기 암호화 키를 이용하여 상기 암호화된 가상 시험지 데이터를 복호화하여 증강 현실 또는 가상 현실 영상의 상기 표출 위치에 상기 가상 시험지를 표출하고, 상기 암호화 키를 이용하여 상기 답안 데이터를 암호화하여 상기 서버로 전송하되; 상기 서버는 상기 모바일 단말기로부터 암호화된 답안 데이터가 전송되면, 상기 모바일 단말기에 대응되는 상기 암호화 키를 이용하여 상기 암호화된 답안 데이터를 복호화하여 상기 가상 시험지의 문제들 각각에 대한 답안을 인식하도록 처리한다.
이 특징에 있어서, 상기 서버는, 복수 개의 상기 모바일 단말기들 각각에서 서로 다른 출제 유형으로 표출되도록 상기 가상 시험지에 복수 개의 문제들이 랜덤하게 섞여져서 동일한 문제들을 서로 다른 배열로 배치하여 상기 가상 시험지 데이터를 상기 모바일 단말기로 전송한다.
이 특징에 있어서, 상기 서버는, 상기 모바일 단말기로부터 사용자 정보를 전송받아서 상기 모바일 단말기의 사용자에 대한 인증을 더 처리하여 상기 모바일 단말기로 상기 암호화 키와 상기 암호화된 가상 시험지 데이터를 전송한다.
이 특징에 있어서, 상기 서버는, 상기 가상 시험지 데이터가 실기 시험용인 경우, 실기 시험을 치르기 위한 모델링된 객체를 증강 현실 또는 가상 현실 상에 표출되도록 하는 증강 현실 콘텐츠 또는 가상 현실 콘텐츠를 구비하고, 상기 객체가 실기 시험 중 상기 입력 장치에 의해 실시간 변화되는 상태 또는 형상들 각각에 대응하여 생성된 객체 패키지를 구비하여, 상기 모바일 단말기의 실기 시험 중에 상기 객체의 변화에 따라 상기 객체 패키지를 실시간으로 상기 모바일 단말기에 표출하도록 제공하며; 상기 모바일 단말기는, 실기 시험 결과물에 대응하는 최종의 상기 객체 패키지를 상기 답안 데이터로 생성하여 상기 서버로 전송한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 증강 현실과 가상 현실을 이용한 시험지 처리 시스템의 처리 방법이 제공된다.
이 특징에 따른 상기 시험지 처리 시스템의 처리 방법은, 증강 현실 또는 가상 현실 표출이 가능한 모바일 단말기와 입력 장치를 동기화하여 인식하는 단계; 상기 모바일 단말기가 증강 현실 콘텐츠 또는 가상 현실 콘텐츠를 구동시켜서 증강 현실 또는 가상 현실 영상을 표시하는 단계; 인식된 상기 입력 장치를 이용하여 증강 현실 또는 가상 현실 영상에서 상기 모바일 단말기의 사용자가 원하는 위치에 가상 시험지가 표출되도록 가상 시험지 표출 위치를 설정하는 단계; 상기 모바일 단말기가 사용자 정보를 입력받아서 사용자 인증을 처리하는 단계; 상기 모바일 단말기가 내부에 저장된 가상 시험지 데이터를 읽어서 증강 현실 또는 가상 현실 영상의 설정된 상기 표출 위치에 가상 시험지를 표시하는 단계; 상기 모바일 단말기가 상기 입력 장치로부터 상기 가상 시험지에 대한 답안이 작성되면, 상기 입력 장치로부터 입력 데이터를 수신하거나, 상기 입력 장치의 움직임에 따른 입력 데이터를 수신하는 단계; 및 상기 모바일 단말기가 입력 데이터를 통해 상기 가상 시험지에 대한 답안 데이터를 생성 및 저장하는 단계;를 포함한다.
이 특징에 있어서, 상기 처리 방법은, 사용자 인증이 확인되면, 무선 통신망을 통하여 상기 모바일 단말기와 연결되는 서버 간에 시간을 동기화하고, 상기 서버가 상기 모바일 단말기에 대응되는 암호화 키를 생성, 저장하는 단계; 상기 모바일 단말기가 무선 통신망을 통해 상기 서버로 가상 시험지 데이터를 요청하는 단계; 상기 서버가 상기 모바일 단말기의 요청에 대응하여 상기 암호화 키와 암호화된 가상 시험지 데이터를 전송하는 단계; 상기 모바일 단말기가 상기 서버로부터 상기 암호화 키와 상기 암호화된 가상 시험지 데이터를 수신하고, 상기 암호화 키를 이용하여 상기 암호화된 시험지 데이터를 복호화하는 단계;를 더 포함한다.
이 특징에 있어서, 상기 처리 방법은, 상기 답안 데이터가 생성 및 저장되면, 채점을 위해 상기 모바일 단말기가 상기 암호화 키를 이용하여 상기 답안 데이터를 암호화하여 상기 서버로 전송하는 단계;를 더 포함한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 시험지 처리 시스템은 증강 현실 또는 가상 현실을 이용하는 모바일 단말기의 사용자에게만 가상 시험지를 제공하도록 처리함으로써, 타인이 상대방의 시험지나 작성 과정을 확인할 수 없도록 하여 시험 유출 등의 보안 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.
또 본 발명의 시험지 처리 시스템은 기존의 종이 시험지를 이용하는 경우에 발생되는 시험지 인쇄, 보관, 배포 및 폐기 등에 따른 비용을 줄일 수 있다.
또 본 발명의 시험지 처리 시스템은 암호화 기술을 이용하여 가상 시험지를 제공하고 답안 데이터를 제출하도록 함으로써, 가상 시험지 데이터의 해킹 또는 유출에 대비할 수 있다.
또 본 발명의 시험지 처리 시스템은 동일한 가상 시험지에 대해 복수 개의 문제들을 랜덤으로 섞어진 서로 다른 출제 유형의 가상 문제지를 제공함으로써, 일률적인 답안으로 인한 피해를 예방할 수 있다.
또한 본 발명의 시험지 처리 시스템은 표출된 가상 시험지 상에 답안 데이터를 작성하도록 하고, 이에 대한 영상을 답안 데이터에 포함시켜서 저장하여 제출하게 함으로써, 추후 분쟁 발생 시, 증거 자료로 활용하여 분쟁의 소지를 방지할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 시험지 처리 시스템은 답안 데이터를 암호화하여 서버로 전송하고, 가상 시험지에 대한 모든 사용자 데이터를 모바일 단말기에서 제거하여 폐기함으로써, 시험지 폐기에 대한 문제점을 해결할 수 있고, 추후 가상 상태에서 작성된 모든 내용 또는 일부를 암호화 또는 복호화하여 출력 가능한 형태로 사용자나 관리자 등에게 제공하여 사용자에게 편의를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 증강 현실과 가상 현실을 이용한 시험지 처리 시스템의 네트워크 구성을 도시한 블럭도,
도 2는 도 1에 도시된 모바일 단말기의 구성을 나타내는 블럭도,
도 3은 도 1에 도시된 서버의 구성을 나타내는 블럭도,
도 4는 본 발명에 따른 증강 현실과 가상 현실을 이용한 시험지 처리 시스템의 처리 수순을 도시한 흐름도,
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예들에 따른 증강 현실 또는 가상 현실 화면 상에서 가상 시험지와 입력 장치를 나타내는 도면들, 그리고
도 6은 본 발명에 따른 가상 시험지에 입력 장치의 객체를 표시하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.
본 발명의 증강 현실과 가상 현실을 이용한 시험지 처리 시스템은 증강 현실이나 가상 현실을 표출 가능한 모바일 단말기를 이용하여 시험 대상자의 사용자 인증, 모바일 단말기와 서버 간의 시간 동기화, 가상 시험지 데이터와 답안 데이터의 암호화 및 복호화, 답안 작성에 따른 사물 인식, 필기 인식 및 영상 처리 과정 등을 통해 시험 대상자에게 가상 시험지를 제공하고, 다양한 입력 장치를 이용하여 가상 시험지에 대한 답안 데이터를 작성하여 서버로 제출하도록 처리한다.
이러한 본 발명에 의하면, 인쇄된 종이 시험지를 대신하여 시험 대상자만이 볼 수 있는 가상 시험지를 제공하여 시험을 치르게 함으로써, 인쇄 비용과 시험지 보관, 배포, 폐기 등의 관리 비용 및 시험 진행에 따른 처리 비용 등의 발생을 최소화하고, 시험지 유출로 인한 보안 문제 등을 해소할 수 있다.
이하 첨부된 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 증강 현실과 가상 현실을 이용한 시험지 처리 시스템의 네트워크 구성을 도시한 블럭도이고, 도 2는 도 1에 도시된 모바일 단말기의 구성을 나타내는 블럭도이며, 그리고 도 3은 도 1에 도시된 서버의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 시험지 처리 시스템(2)은 증강 현실이나 가상 현실을 이용하여 시험 대상자만 볼수 있는 가상 시험지를 제공하고, 가상 시험지에 대한 답안을 작성 및 제출하도록 처리하고, 답안을 인식하여 시험 결과를 채점 처리한다. 여기서 가상 시험지는 적어도 한 페이지(page) 이상으로 구비될 수 있으며, 필기 시험 뿐만 아니라 실기 시험을 위한 대상물을 포함한다.
이를 위해 본 발명의 시험지 처리 시스템(2)은 모바일 단말기(200)와, 입력 장치(300) 및 서버(100)를 포함한다. 모바일 단말기(200)와 서버(100)는 상호 무선 통신망(4)을 통해 연결된다.
본 발명의 시험지 처리 시스템(2)은 모바일 단말기(200) 자체적으로 가상 시험지를 내부에 구비하여 시험을 치르도록 처리하거나, 모바일 단말기(200)와 서버(100)가 연동해서 가상 시험지를 제공하여 시험을 치르도록 처리할 수 있다. 모바일 단말기(200) 자체적으로 시험을 치르는 경우, 복수 개의 모바일 단말기(200)들과 연결되어 사용자 인증에서부터 답안지 평가까지의 모든 시험 과정에 따른 제반 사항들을 통합 관리하는 관리 장치(미도시됨)가 더 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 모바일 단말기(200)와 서버(100)가 연동하여 적어도 한 페이지(page) 이상의 가상 시험지를 제공하고, 이에 대한 답안을 작성하여 채점을 처리하는 방식을 이용하여 시험지 처리 시스템(2)의 구성 및 기능을 상세히 설명한다.
구체적으로, 모바일 단말기(200)는 증강 현실이나 가상 현실 표출이 가능한 전자 장치 예를 들어, 스마트 폰, 태블릿 폰, 태블릿 PC, HMD(Head Mounted Display) 장치, 홀로그램 표시 장치 등으로 구비되고, 사용자 즉, 시험 대상자 각각이 구비한다. 모바일 단말기(200)는 서버(100)로부터 증강 현실 콘텐츠 또는 가상 현실 콘텐츠를 제공받아서 내부에 저장한다. 모바일 단말기(200)는 저장된 증강 현실 콘텐츠 또는 가상 현실 콘텐츠를 이용하여 시험을 치르기 위한 공간이나 대상물 예를 들어, 시험 장소, 교실, 책상, 화이트 보드, 실기 시험 작업대 등을 증강 현실 또는 가상 현실의 영상으로 표시한다.
모바일 단말기(200)는 가상 시험지의 답안을 작성하기 위하여 입력 장치(300)를 동기화하여 인식한다. 여기서 입력 장치(300)는 모바일 단말기(200)와 무선 통신 가능한 장치 예를 들어, 펜 마우스, 키보드, 터치 패드, 좌표 인식이 가능한 센서판, 사용자에 의해 제스처 입력이 가능한 센서 장치 등으로 구비되거나, 모바일 단말기(200)가 인식 가능한 가상의 장치 예를 들어, 증강 현실이나 가상 현실 상에 표출되는 가상 펜 마우스, 가상 키보드 등으로 다양하게 구비될 수 있다.
모바일 단말기(200)는 인식된 입력 장치(300)로부터 증강 현실이나 가상 현실의 영상에 가상 시험지의 표출 위치를 설정하도록 스캔한다. 이 때, 모바일 단말기(200)는 예를 들어, 입력 장치(300)의 이동 방향, 각도 및 위치 등을 인식하여 가상 시험지의 표출 위치가 설정되면, 증강 현실이나 가상 현실의 영상에서 해당 표출 위치를 시험 대상자에게 알려주도록 점선 등으로 표시한다. 따라서 시험 대상자는 증강 현실 또는 가상 현실의 영상에서 자신이 원하는 위치에 가상 시험지가 표출되도록 설정할 수 있다. 이 때, 가상 시험지는 서버(100)에 의해 복수 개의 문제들이 랜덤하게 섞여져서 동일한 문제들을 서로 다른 배열로 배치하여 제공되며, 모바일 단말기(200)들 각각에서 서로 다른 출제 유형으로 표출될 수 있다.
모바일 단말기(200)는 사용자의 수험표 정보를 입력하거나 읽어들여서 사용자 인증을 진행한다. 수험표 정보에는 예를 들어, 사용자 이름, 수험번호, 생년월일 등이 포함된다. 이 때, 모바일 단말기(200)는 사용자의 지문, 홍채 등의 생체 정보를 스캔 및 인식하여 내부에 기저장된 생체 정보와 비교하거나, 무선 통신망(4)을 통해 서버(100)로 전송하여 사용자 인증을 추가적으로 진행할 수 있다.
모바일 단말기(200)는 사용자 인증이 확인되면, 사용자 인증에 따른 암호화 키를 생성하기 위하여 무선 통신망(4)을 통해 서버(100)와 시간을 동기화한다. 모바일 단말기(200)는 무선 통신망(4)을 통해 서버(100)로 가상 시험지 데이터를 요청하고, 이에 응답해서 서버(100)로부터 전송되는 암호화 키와 암호화된 가상 시험지 데이터를 수신한다. 이 때, 모바일 단말기(200)는 서버(100)와 연동없이 사용자 인증이 확인되면, 시간 동기화와 암호화 과정없이 내부에 저장된 가상 시험지를 증강 현실 또는 가상 현실의 영상에서 사용자에 의해 설정된 위치에 표출되도록 처리할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 암호화 키는 마스터 키와 부가 정보를 포함한다. 마스터 키는 암호화된 가상 시험지 데이터를 복호화하거나, 답안 데이터를 암호화하는데 사용되고, 부가 정보는 사용자 인증 시에 사용자를 식별하기 위한 정보들 예를 들어, 시간 정보, 단말기 정보, 사용자 정보 등을 포함한다. 마스터 키는 서버(100)가 사용자 인증 및 시간 동기화 시에 생성되어 서버(100)에 저장되고, 데이터 요청 시, 서버(100)로부터 모바일 단말기(200)로 전송되어 모바일 단말기(200)에 저장된다. 부가 정보 중 시간 정보는 해당 시험의 시작 시간, 종료 시간, 시험 시간 등이 포함되고, 단말기 정보에는 예컨대, 모바일 단말기(200)의 고유 식별 코드, 디스플레이 화면의 크기 및 해상도 등이 포함되고, 사용자 정보에는 예컨대, 사용자 이름, 수험표 정보 등이 포함된다. 이러한 암호화 키는 암호화 알고리즘에 의해 정규화된 바이너리 프로토콜 형태로 비트 연산하여 서버(100) 및 모바일 단말기(200)에 파일 형태로 저장된다.
모바일 단말기(200)는 서버(100)로부터 암호화된 가상 시험지 데이터가 수신되면, 가상 시험지 데이터를 복호화하여 증강 현실이나 가상 현실 상의 화면에 가상 시험지를 표출한다. 즉, 모바일 단말기(200)는 가상 시험지 데이터의 복호화 시, 저장된 암호화 키의 유효성을 검사하고, 암호화 키 즉, 정규화된 바이너리 프로토콜 영역에서 마스터 키와 부가 정보를 판독하여 가상 시험지 데이터를 복호화한다. 모바일 단말기(200)는 복호화된 가상 시험지 데이터를 증강 현실이나 가상 현실 상의 표출 위치에 표시하도록 증강 현실 또는 가상 현실 화면(view)을 생성하고, 생성된 화면에 사용자 서명란을 표시한다. 모바일 단말기(200)는 입력 장치(300)를 이용하여 사용자 서명란에 디지털 서명을 하면, 복호화된 가상 시험지 데이터를 증강 현실 또는 가상 현실 화면 상의 표출 위치에 표출하여 사용자에게 가상 시험지를 제공한다. 여기서 디지털 서명은 해당 모바일 단말기(200)의 사용자가 가상 시험지 데이터를 이용하여 시험을 치르는 시험 시작 시간을 판별하는데 활용될 수 있다.
모바일 단말기(200)는 입력 장치(300)를 이용하여 표출된 가상 시험지에 대한 답안이 작성되면, 입력 장치(300)로부터 데이터를 수신하거나, 입력 장치(300)의 움직임을 인식하여 답안 데이터를 생성, 저장한다. 예를 들어, 모바일 단말기(200)는 입력 장치(300)가 키보드인 경우, 키보드로부터 입력된 문자에 대응되는 데이터를 수신한다. 또 모바일 단말기(200)는 입력 장치(300)가 펜 마우스, 가상 펜 마우스, 가상 키보드, 사용자의 손가락 등의 객체인 경우, 입력되는 시간 순서대로 좌표, 이동축 등의 필기 인식에 필요한 정보가 포함된 데이터를 수신한다.
여기서 필기 인식 기술은 예를 들어, 모바일 단말기(200)와 동기화된 입력 장치(300)를 이용하여 실시간으로 데이터를 입력받고, 딥 러닝 또는 머신 러닝 등의 객체 인식 정보 데이터를 활용하여 해당 객체를 인식하고 객체의 필기를 위한 부분(즉, 포인터)을 찾아 포인터의 위치를 인식하고, 객체의 이동에 따른 정보를 매칭하여 데이터를 생성한다. 이 때, 증강 현실 또는 가상 현실 영상에서 입력 장치(300)의 이동에 따른 줌 인/아웃, 기울기 등에 따라 가상 시험지 상에 작성되는 답안 위치와 매칭된 포인터 위치를 다시 인식하여 필기 데이터의 정확도를 높인다. 또한 객체의 포인터의 움직임을 파악하여 띄어쓰기 등의 정확한 필기를 지원할 수 있다. 이러한 포인터 인식에 관한 기술은 예를 들어, 한국 등록특허 제10-1491413호(공고일 2015년 02월 06일)의 '단말기의 모노 카메라에 입력된 손가락 영상을 이용한 3 차원 좌표 생성 방법 및 모노 카메라에 입력된 손가락 영상을 이용하여 3 차원 좌표를 생성하는 이동 단말기' 등과 같이, 이미 다양하게 공개되어 있으므로, 여기서 구체적인 설명은 생략한다. 다른 예로서, 필기 인식 기술은 모바일 단말기(200)의 센서를 이용하여 필기에 따른 입력 장치(300)의 입력 동작이나, 사용자의 제스쳐를 인식하고, 이를 통해 필기된 데이터를 생성할 수 있다.
모바일 단말기(200)는 표출된 가상 시험지 상에 입력 장치(300)에 의해 입력되거나 작성된 답안 데이터를 실시간으로 표시한다. 답안 데이터는 입력 장치(300)에 의해 입력되거나 작성된 답안에 대응되는 사용자 데이터와 로그 정보 및 답안 작성 시에 카메라에 의해 그대로 촬영된 영상 데이터 등이 포함되어 모바일 단말기(200)에 저장되며, 서버(100)와 연동 시에는 실시간으로 서버(100)와 동기화되어 저장된다. 이 때, 답안 데이터는 정규화된 프로토콜 형태의 파일로 저장되며, 사용자 데이터에는 예를 들어, 가상 시험지에 대한 문제 갯수, 답안 갯수, 문제 번호, 문제 번호 각각에 대응되는 사용자의 답안 데이터 등이 포함된다. 이 때, 답안 데이터는 가상 시험지 및 가상 시험지에 포함된 문제들 각각에 대응하여 적어도 한 페이지 이상으로 생성될 수 있다.
모바일 단말기(200)는 사용자에 의해 답안 데이터가 작성 완료되어, 디지털 서명 등을 이용하여 최종적으로 생성된 답안 데이터를 서버(100)로 제출할 것인지가 결정되면, 암호화 키를 이용하여 답안 데이터를 암호화하여 서버(100)로 전송한다. 여기서 답안 데이터가 최종적으로 제출이 결정되면, 부정 행위를 방지하기 위하여, 해당 답안 데이터를 수정, 추가 및 삭제가 불가능한 파일 형태로 저장 및 전송된다.
따라서 서버(100)는 제출된 답안 데이터를 수신하고, 모바일 단말기(200)에 대응되는 암호화 키를 이용하여 답안 데이터를 복호화하고, 정규화된 프로토콜에서 문제 번호와 이에 대응되는 사용자의 답안 데이터들을 각각 추출하여 저장하고, 이들 각각을 기저장된 정답 데이터와 비교하여 점수화한다.
본 발명에서 가상 시험지 데이터는 필기용 시험지 뿐만 아니라, 실기 시험용 데이터로 제공될 수 있다. 예를 들어, 실기 시험이 미용사 자격 시험인 경우, 모바일 단말기(200)로 증강 현실 또는 가상 현실 상에 모발 상태, 길이, 색상 등을 갖는 3 차원의 모델 이미지 예를 들어, 마네킹 영상을 표출하고, 시험 대상자가 입력 장치(300) 예를 들어, 가위, 빗 등의 미용 도구에 대응되는 센서 장치 등을 장착하여 마네킹에 가위질과 빗질 등 미용자 자격에 필요한 실기 요건들을 가상으로 수행하도록 하여 실기 시험을 실시한다. 이에 모바일 단말기(200)는 다듬어진 머리카락을 포함하는 마네킹에 대한 3 차원의 영상으로 답안 데이터를 생성, 저장한다. 따라서 모바일 단말기(200)는 답안 데이터를 암호화하고, 암호화된 답안 데이터를 서버(100)로 전송하여 실기 시험에 대한 답안 데이터를 제출한다.
이를 위해 서버(100)는 실기 시험을 치르기 위한 증강 현실 또는 가상 현실 상에 표출되는 객체 패키지를 다양하게 생성하여 증강 현실 콘텐츠 또는 가상 현실 콘텐츠를 구비하고, 객체 패키지를 시험 대상자의 과목, 평가 수준 등에 따라 랜덤하게 선택하여 시험 대상자의 모바일 단말기(200)로 표출한다. 여기서 객체 패키지는 하나의 객체에 대해, 실시 시험 중에 시험 대상자에 의해 증강 현실 또는 가상 현실 상에서 객체가 실시간으로 변화되는 상태나 형상들 예를 들어, 객체의 이동, 변경, 변형, 조립 및/또는 조합되는 형상 등에 따라 실시간 변화되는 상태나 형상들 각각이 다양하게 생성되는 증강 현실 콘텐츠 또는 가상 현실 콘텐츠로 구비되어 실기 시험 중에 실시간으로 객체의 변화를 표출하고, 실기 시험 결과물에 대응되는 최종적인 객체 패키지를 답안 데이터로 제출하도록 구비된다.
이에 시험 대상자는 증강 현실 또는 가상 현실 상에 센서 장치 등의 입력 장치(300) 또는 사용자 손의 제스쳐 등을 이용하여 해당 객체를 실시간으로 이동, 변경, 변형, 조립, 조합 등의 행위를 통해 변화시켜서 원하는 실기 시험 결과물을 최종적으로 형성한다.
이러한 증강 현실 또는 가상 현실 환경에서 사용자 입력에 따른 객체를 변형하거나, 객체를 조작하거나, 객체를 이동시키는 등의 기술은 이미 해당 기술분야에서는 다양하게 공개되어 잘 알려진 기술이므로, 여기서 구체적인 설명은 생략한다. 또한 증강 현실 또는 가상 현실 환경에서 입력 장치나 사용자의 제스쳐를 이용하여 증강 현실 또는 가상 현실 상에 표출된 객체를 이동, 변경, 변형, 조립, 조합하는 등의 행위를 인식하여 적용하는 이미 공개된 다양한 기술들을 이용하여 본 발명에 적용할 수 있음은 자명하다.
따라서 모바일 단말기(200)는 3 차원의 모델 이미지를 증강 현실 또는 가상 현실 상에 표출하고, 카메라, 센서 등을 이용하여 객체를 조작하는 입력 장치(300)의 움직임이나 시험 대상자의 제스쳐를 인식하여 객체의 실시간 변화에 따른 특징점을 추출하고, 이를 통해 변형된 3 차원의 모델에 대한 객체를 인식 및 추출하여 증강 현실 또는 가상 현실 상에 해당 실기 시험 결과물로 형성한다.
이 실시예의 모바일 단말기(200)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제어부(202), 무선 통신부(204), 센서부(206), 디스플레이부(208), 증강/가상 현실 구동부(210), 사용자 인증부(212), 데이터 처리부(214), 암호화 처리부(216) 및 저장부(218)를 포함한다.
제어부(202)는 모바일 단말기(200)의 제반 동작을 처리하도록 제어한다. 즉, 제어부(202)는 무선 통신부(204), 센서부(206), 디스플레이부(208), 증강/가상 현실 구동부(210), 사용자 인증부(212), 데이터 처리부(214), 암호화 처리부(216) 및 저장부(218) 각각을 제어하여 모바일 단말기(200) 자체적 또는 서버(100)와 연동해서 증강 현실 또는 가상 현실을 이용하여 가상 시험지를 제공하도록 처리하고, 입력 장치(300)의 입력 또는 동작을 인식하여 답안 데이터를 모바일 단말기(200)에 생성 및 저장하거나, 모바일 단말기(200)에 저장된 답안 데이터를 암호화하여 서버(100)로 전송하도록 처리한다.
무선 통신부(204)는 무선 통신망(4)을 통하여 서버(100)와 연결된다. 무선 통신부(204)는 제어부(202)의 제어를 받아서 서버(100)로부터 증강 현실 콘텐츠 또는 가상 현실 콘텐츠와 가상 시험지 데이터 및 암호화 키를 수신하고, 서버(100)로 암호화된 답안 데이터를 전송한다.
센서부(206)는 적어도 카메라, 필기 인식 센서, 지문 센서, 홍채 센서를 포함한다. 예를 들어, 카메라는 입력 장치(300)에 의해 답안 작성 시, 입력 장치(300)의 위치, 움직임에 따른 영상을 촬영한다. 필기 인식 센서는 입력 장치(300)의 움직임이나 사용자의 제스쳐에 따른 위치(좌표), 이동 방향 등을 인식하여 답안 작성 시의 필기를 인식한다. 지문 센서와 홍채 센서는 사용자 인증 시, 모바일 단말기(200)의 사용자의 지문, 홍채 등의 생체 정보를 인식한다.
디스플레이부(208)는 시험을 치르기 위한 환경 예를 들어, 시험 장소, 책상, 화이트 보드 등을 증강 현실 또는 가상 현실의 영상으로 표시한다. 디스플레이부(208)은 가상 시험지를 증강 현실 또는 가상 현실의 영상에 표시하고, 카메라로부터 촬영된 입력 장치(300)에 대한 객체(예를 들어, 펜 마우스, 키보드, 사용자의 손가락 등)를 증강 현실 또는 가상 현실의 영상에 표시한다. 또 필기 인식 센서를 이용하여 입력 장치(300) 또는 사용자의 제스쳐를 인식하고, 이를 증강 현실 또는 가상 현실의 영상에 표시한다. 이 때, 디스플레이부(208)는 영상들을 서로 다른 계층(layer)으로 출력하여 가상 시험지와 객체를 식별 가능하도록 표시한다. 디스플레이부(208)는 예를 들어, 모바일 단말기(200)가 HMD 장치인 경우, 스크린 등으로 증강 현실 또는 가상 현실의 영상을 출력하여 표시할 수도 있다.
증강/가상 현실 구동부(210)는 증강 현실 콘텐츠 또는 가상 현실 콘텐츠를 디스플레이부(208)에 표시되도록 구동하고, 저장부(218)에 저장되거나 서버(100)로부터 전송된 가상 시험지 데이터를 증강 현실 또는 가상 현실의 영상에 표시되도록 구동한다. 이 때, 증강/가상 현실 구동부(210)는 인식된 입력 장치(300)로부터 증강 현실이나 가상 현실의 영상에 가상 시험지의 표출 위치를 설정하도록 스캔하고, 가상 시험지의 표출 위치가 설정되면, 증강 현실이나 가상 현실의 영상에서 해당 표출 위치를 시험 대상자에게 알려주도록 점선 등으로 표시되도록 구동한다. 증강/가상 현실 구동부(210)는 카메라 또는 필기 인식 센서로부터 인식된 입력 장치(300)에 대한 객체가 표시된 가상 시험지의 상위 계층에 표시되도록 구동한다.
사용자 인증부(212)는 사용자의 수험표 정보를 입력받거나, 카메라로 촬영된 수험표 정보를 인식하여 저장부(218)에 저장된 사용자 정보, 생체 정보와 비교하거나 서버(100)로 수험표 정보, 생체 정보 등을 전송하여 사용자 인증을 처리한다. 사용자 인증부(212)는 서버(100)와 연동되는 경우, 사용자 인증이 확인되면, 사용자 인증에 따른 암호화 키를 생성하기 위하여 무선 통신망(4)을 통해 서버(100)와 시간을 동기화한다.
데이터 처리부(214)는 서버(100)와 시간 동기화가 이루어지면, 무선 통신망(4)을 통해 서버(100)로 가상 시험지 데이터를 요청한다. 데이터 처리부(214)는 서버(100)로부터 가상 시험지 데이터와 암호화 키를 수신한다. 이 때, 가상 시험지 데이터는 서버(100)에 의해 암호화되어 전송된다. 데이터 처리부(214)는 수신된 가상 시험지 데이터와 암호화 키를 저장부(218)에 저장한다. 또 데이터 처리부(214)는 모바일 단말기(200) 자체적으로 처리되는 경우, 사용자 인증이 확인되면, 저장부(218)에 저장된 가상 시험지 데이터를 읽어서 증강/가상 현실 구동부(210)로 제공한다. 데이터 처리부(214)는 암호화 처리부(216)에 의해 암호화된 답안 데이터를 무선 통신망(4)을 통하여 서버(100)로 전송한다.
암호화 처리부(216)는 저장부(218)에 저장된 암호화 키의 유효성을 검사하고, 유효성에 이상이 없으면, 암호화 키를 이용하여 가상 시험지 데이터를 복호화한다. 암호화 처리부(216)는 복호화된 가상 시험지 데이터를 표출하도록 증강/가상 현실 구동부(210)로 제공한다. 암호화 처리부(216)는 사용자가 입력 장치(300)를 이용하여 표출된 가상 시험지 상에 답안을 작성하면, 입력 장치(300)로부터 전송되는 데이터 또는 카메라로부터 촬영된 입력 장치(300)에 대한 영상을 전송받아서 답안 데이터를 생성하고, 이를 저장부(218)에 저장한다. 암호화 처리부(216)는 암호화 키를 이용하여 답안 데이터를 암호화한다.
그리고 저장부(218)는 적어도 사용자의 수험표 정보, 생체 정보 등을 포함하는 사용자 정보와, 암호화 키, 가상 시험지 데이터 및 답안 데이터를 저장한다.
다시 도 1을 참조하면, 입력 장치(300)는 모바일 단말기(200)와 무선 통신이 가능하도록 설정되고, 증강 현실 또는 가상 현상 상의 영상에 표시되는 포인터의 위치나 키보드의 위치가 인식되도록 모바일 단말기(200)에 동기화된다. 입력 장치(300)는 모바일 단말기(100)에 의해 동기화되면, 표출된 가상 시험지 상에서 사용자에 의해 작성되거나 입력되는 데이터를 실시간으로 모바일 단말기(200)로 전송한다. 이 때, 입력 장치(300)가 펜 마우스, 키보드 또는 터치 패드인 경우, 무선 통신망(4)을 통해 모바일 단말기(200)로 입력되는 데이터를 실시간으로 전송하고, 입력 장치(300)가 가상 펜 마우스나 가상 키보드인 경우, 모바일 단말기(200)는 카메라에 의해 촬영된 영상 또는 필기 인식 센서에 의해 인식된 데이터로부터 객체 예컨대, 가상 펜 마우스나 가상 키보드, 사용자의 손가락의 위치를 인식하여 가상 펜 마우스의 입력 동작에 따른 포인터 위치의 좌표, 이동축 등의 정보나, 가상 키보드에서의 입력 문자를 실시간으로 인식한다.
입력 장치(300)는 모바일 단말기(200)와의 동기화 이후, 모바일 단말기(200)에 의해 가상 시험지 상에 답안 작성을 위한 가상의 입력 공간이 표출되면, 입력 공간에 답안을 작성하여 실시간으로 입력 데이터를 모바일 단말기(200)로 전송한다. 이 때, 입력 장치(300)가 가상 펜 마우스 등과 같이 필기로 답안을 작성하는 경우, 필기에 따른 입력 장치의 동작에 대한 공간 좌표와 객체 매칭 정보를 인식하여 입력 데이터로 전송한다. 물론 모바일 단말기(200)의 카메라를 이용하여 촬영된 영상이나 필기 인식 센서에 의해 인식된 가상 펜 마우스의 이동에 따른 필기를 인식하여 모바일 단말기(200)로 입력 데이터를 전송할 수도 있다. 또 입력 장치(300)가 가상 키보드의 경우, 사용자의 손가락 위치를 모바일 단말기(200)의 카메라로 인식하고 입력되는 각 문자에 대응되는 위치를 인식하여 입력 데이터로 전송한다.
그리고 서버(100)는 증강 현실 또는 가상 현실을 이용하여 시험 대상자에게 가상 시험지를 제공하기 위한 증강 현실 콘텐츠 또는 가상 현실 콘텐츠를 구비하고, 무선 통신망(4)을 통하여 모바일 단말기(200)로 제공한다. 이 때, 서버(100)는 복수 개의 모바일 단말기(200)들 각각에 대한 사용자 정보와 생체 정보 및 단말기 정보 등을 전송받아서 사용자 즉, 시험 대상자들의 정보를 등록 및 관리할 수 있다.
서버(100)는 모바일 단말기(200)의 사용자를 인증 처리하여, 모바일 단말기(200)를 시간 동기화시키고, 이를 통해 모바일 단말기(200)의 사용자에 대응되는 암호화 키를 생성하여 저장한다. 이 때, 서버(100)는 모바일 단말기(200)로부터 사용자의 수험표 정보를 전송받아서 사용자 인증을 처리하고, 사용자의 지문, 홍채 등의 생체 정보를 더 전송받아서 부가적으로 사용자 인증을 처리할 수 있다. 또 서버(100)는 정규화된 프로토콜 형태의 파일로 암호화 키를 생성 및 저장한다.
서버(100)는 사용자 인증이 확인되면, 무선 통신망(4)을 통하여 모바일 단말기(200)로부터 가상 시험지 데이터의 요청을 받아서 모바일 단말기(200)로 암호화 키와 암호화된 가상 시험지 데이터를 전송한다. 이 때, 서버(100)는 데이터베이스(120)에 저장된 복수 개의 문제들을 랜덤하게 섞어서 동일한 문제들을 서로 다르게 배치하여 모바일 단말기(200)들 각각으로 서로 다른 출제 유형의 가상 시험지 데이터를 전송한다.
서버(100)는 모바일 단말기(200)로부터 암호화된 답안 데이터가 전송되면, 해당 모바일 단말기(200)에 대응되는 암호화 키를 이용하여 암호화된 답안 데이터를 복호화하여 저장한다. 이 때, 서버(100)는 답안 데이터가 복호화되면, 답안이 제출 완료되었음을 확인하기 위한 디지털 서명을 답안 데이터에 첨부한 후, 채점, 평가 등을 처리한다.
서버(100)는 복호화된 답안 데이터에서 문제 번호와 매칭된 답안을 인식하여 기저장된 정답 데이터와 비교하고, 이를 통해 채점하여 점수화하거나 평가 등을 처리한다. 서버(100)는 사용자의 답안이 필기인 경우, 답안 데이터에 포함된 입력 장치(300)의 입력 동작에 따른 3 차원 좌표와 이동축을 판별하여 각 문제 번호에 대한 답안을 인식하거나, 영상 데이터를 통해 필기 인식 알고리즘, 광학 문자 인식(OCR) 알고리즘, 영상 인식 알고리즘 등을 이용하여 각 문제 번호에 대한 답안을 인식한다. 이 때, 답안의 인식이 어려운 경우(예를 들어, 필기 인식율이 60 % 내지 70 % 이하인 경우)에는 서버(100)가 관리자에게 해당 답안을 판단하도록 답안 확인을 요청할 수도 있다. 이 경우, 다른 정보의 제공없이 사용자의 답안 만을 관리자에게 제공하여 수정 등의 부정한 행위를 방지하도록 할 수 있다. 또 서버(100)는 가상 시험지가 실기 시험인 경우, 모바일 단말기(200)로부터 답안 데이터를 전송받아서 실기 시험 결과물에 대한 사용자의 답안 만을 관리자(또는 채점자)에서 전달하여 평가하도록 할 수도 있다.
또 서버(100)는 시험 시간 중에 모바일 단말기(200)나 입력 장치(300) 등에서 장비 오류, 통신 오류 등의 오류가 발생되어 시험을 수행할 수 없는 상태가 되면, 해당 사용자의 불이익을 제거하기 위하여, 해당 장비의 교체 투입이나 오류 발생원이 해결될 때까지 해당 사용자의 시험 시간을 정지하고, 교체 또는 해결 후 지연된 시간 만큼을 늘려주고, 로그 정보에 시험 정지 시간, 장비나 통신 오류 상태, 시험 재시작 시간 등을 기록하여 저장 관리한다.
이 실시예의 서버(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 제어부(102), 통신부(104), 콘텐츠 제공부(106), 사용자 인증 처리부(108), 데이터 암호화 처리부(110), 가상 시험지 데이터 제공부(112), 답안 데이터 인식 처리부(114), 평가 처리부(116) 및 데이터베이스(120)를 포함한다.
제어부(102)는 서버(100)의 제반 동작을 처리하도록 제어한다. 즉, 제어부(102)는 모바일 단말기(200)와 연동해서 통신부(104), 콘텐츠 제공부(106), 사용자 인증 처리부(108), 데이터 암호화 처리부(110), 가상 시험지 데이터 제공부(112), 답안 데이터 인식 처리부(114), 평가 처리부(116) 및 데이터베이스(120) 각각의 기능이 상호 유기적으로 처리되도록 제어한다.
통신부(104)는 무선 통신망(4)을 통해 복수 개의 모바일 단말기(200)와 상호 데이터 통신이 이루어지도록 처리한다. 통신부(104)는 모바일 단말기(200)로부터 사용자 정보와 답안 데이터를 수신하고, 모바일 단말기(200)로 증강 현실 콘텐츠 또는 가상 현실 콘텐츠와 가상 시험지 데이터 및 암호화 키를 전송한다.
콘텐츠 제공부(106)는 가상 시험지를 이용하여 시험을 치를 수 있도록 하는 증강 현실 콘텐츠 또는 가상 현실 콘텐츠를 구비하고, 통신부(104)를 통하여 모바일 단말기(200)로 증강 현실 콘텐츠 또는 가상 현실 콘텐츠를 제공한다.
사용자 인증 처리부(108)는 모바일 단말기(200)로부터 사용자 정보를 전송받아서 사용자가 시험 대상자인지를 인증 처리한다. 사용자 인증 처리부(108)는 모바일 단말기(200)로부터 전송되는 지문이나 홍채 등의 생체 정보를 통해 부가적으로 사용자 인증을 처리할 수 있다.
데이터 암호화 처리부(110)는 사용자 인증이 완료된 모바일 단말기(200)에 대응하여 암호화 키를 생성, 저장한다. 데이터 암호화 처리부(110)는 암호화 키를 이용하여 가상 시험지 데이터를 암호화한다. 데이터 암호화 처리부(110)는 모바일 단말기(200)로부터 답안 데이터가 전송되면, 해당 모바일 단말기(200)에 대응되는 암호화 키를 이용하여 답안 데이터를 복호화한다.
가상 시험지 데이터 제공부(112)는 필기 시험, 실시 시험에 따른 복수의 가상 시험지 데이터를 데이터베이스(120)에 저장, 등록하도록 관리한다. 가상 시험지 데이터 제공부(112)는 모바일 단말기(200)로부터 가상 시험지를 요청받으면, 데이터베이스(120)에 저장된 복수의 문제들을 랜덤하게 추출하여 가상 시험지 데이터를 생성, 저장하고, 이를 데이터 암호화 처리부(110)에 의해 암호화하여 모바일 단말기(200)로 전송한다.
답안 데이터 인식 처리부(114)는 데이터 암호화 처리부(110)에 의해 복호화된 답안 데이터에서 각 문제들에 대응되는 답안을 인식하여 채점하거나 평가 처리한다. 답안 데이터 인식 처리부(114)는 수신된 답안 데이터에서 정규화된 프로토콜의 문제 번호와 이에 대응되는 사용자의 답안들을 각각 추출하여 저장하고, 이들 각각을 다양한 방식으로 인식한다. 예를 들어, 답안 데이터 인식 처리부(114)는 답안 작성에 따른 입력 장치(300)의 동작에 대응되는 3 차원의 공간 좌표와 객체와의 매칭 정보를 이용하여 답안을 인식한다. 또 답안 데이터 인식 처리부(114)는 답안 데이터가 필기인 경우, 답안 데이터에 포함된 영상으로부터 예를 들어, 필기 인식, 사물 인식 및 영상 인식 기술 등을 이용하여 필기로 작성된 답안을 인식할 수도 있다. 답안 데이터 인식 처리부(114)는 답안의 인식이 어려운 경우, 관리자에게 해당 답안을 판단하도록 요청할 수도 있다.
평가 처리부(116)는 답안 데이터 인식 처리부(114)에 의해 인식된 답안들을 데이터베이스(120)에 저장된 정답 데이터들과 비교하여 채점을 처리한다. 평가 처리부(116)는 답안 데이터 인식 처리부(114)에서 인식된 답안이 필기인 경우, 필기 인식율에 따라 관리자에게 해당 답안을 확인하여 판단하도록 요청할 수 있다. 또 평가 처리부(116)는 정답 데이터가 없는 경우 예를 들어, 답안 데이터가 실기 시험 결과물인 경우에는 관리자(또는 채점자)에게 답안 데이터를 전달하여 평가하도록 처리할 수도 있다. 평가 처리부(116)는 채점 또는 평가 결과에 대응하는 평가 정보를 생성하여 데이터베이스(120)에 저장한다.
그리고 데이터베이스(120)는 모바일 단말기(200)에 대한 단말기 정보(122), 모바일 단말기(200)의 사용자 정보(124), 가상 시험지 데이터(126), 암호화 키(128), 정답 데이터(130), 답안 데이터(132) 및 평가 정보(134)를 적어도 저장, 관리한다. 이러한 데이터베이스(120)는 서버(100)에 포함되어 있으나, 독립적인 데이터베이스 서버로 구비될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 시험지 처리 시스템(2)은 증강 현실 또는 가상 현실 표출이 가능한 모바일 단말기(200)를 이용하여 시험 대상자에게 증강 현실 또는 가상 현실 상에 가상 시험지를 제공하고, 입력 장치(300)를 이용하여 답안을 작성하도록 처리하고, 답안 데이터를 인식하여 점수화한다.
도 4는 본 발명에 따른 증강 현실과 가상 현실을 이용한 시험지 처리 시스템의 처리 수순을 도시한 흐름도이다. 이 수순은 증강 현실 또는 가상 현실 표출이 가능한 모바일 단말기(200)와 서버(100)가 연동해서 처리된다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 시험지 처리 시스템(2)은 단계 S400에서 가상 시험지의 답안 작성을 위하여, 증강 현실 또는 가상 현실 표출이 가능한 모바일 단말기(200)와 입력 장치(300)를 동기화하여 인식한다.
단계 S402에서 모바일 단말기(200)는 증강 현실 콘텐츠 또는 가상 현실 콘텐츠를 구동시켜서 증강 현실 또는 가상 현실 영상을 표시한다.
단계 S404에서 인식된 입력 장치(300)를 이용하여 증강 현실 또는 가상 현실 영상에서 모바일 단말기(200)의 사용자 즉, 시험 대상자가 원하는 위치에 가상 시험지가 표출되도록 가상 시험지 표출 위치를 설정한다. 이 때, 모바일 단말기(200)는 예를 들어, 입력 장치(300)의 이동 방향, 각도 및 위치 등을 인식하여 가상 시험지의 표출 위치가 설정되면, 증강 현실이나 가상 현실 상의 화면에서 해당 표출 위치를 시험 대상자에게 알려주도록 점선 등으로 표시한다.
단계 S406에서 모바일 단말기(200)로 수험표 정보 등을 입력하거나 읽어들여서 사용자 인증을 처리한다. 즉, 모바일 단말기(200)는 사용자 이름, 수험표 번호 등을 입력하거나 카메라를 이용하여 수험표를 스캔하고, 이를 기저장된 정보와 비교하거나, 서버(100)로 전송하여 사용자 인증을 처리한다. 이 때, 모바일 단말기(200)는 시험 대상자의 지문, 홍채 등을 이용하여 사용자 인증을 처리할 수 있다.
단계 S408에서 사용자 인증이 확인되면, 무선 통신망(4)을 통해 모바일 단말기(200)와 서버(100) 간에 시간을 동기화한다. 이 때, 서버(100)는 시간 동기화에 따라 해당 모바일 단말기(200)에 대응되는 암호화 키를 생성, 저장한다. 단계 S410에서 모바일 단말기(200)는 무선 통신망(4)을 통해 서버(100)로 가상 시험지 데이터를 요청한다. 이에 응답해서 서버(100)는 모바일 단말기(200)로 암호화된 가상 시험지 데이터와 암호화 키를 전송한다. 단계 S412에서 모바일 단말기(200)는 서버(100)로부터 암호화 데이터 즉, 암호화된 가상 시험지 데이터와 암호화 키를 수신하고, 암호화 키를 이용하여 암호화된 가상 시험지 데이터를 복호화한다. 이 때, 모바일 단말기(200)는 암호화 키의 유효성을 검사한다.
단계 S414에서 모바일 단말기(200)는 복호화된 가상 시험지 데이터를 증강 현실 또는 가상 현실 영상의 설정된 표출 위치에 가상 시험지를 표시한다. 단계 S416에서 모바일 단말기(200)는 입력 장치(300)를 이용하여 표출된 가상 시험지에 대한 답안이 작성되면, 입력 장치(300)로부터 입력 데이터를 수신하거나, 입력 장치(300)의 움직임에 따른 입력 데이터를 수신한다. 단계 S418에서 모바일 단말기(200)는 입력 데이터를 통해 가상 시험지에 대한 답안 데이터를 생성 및 저장한다. 이어서 단계 S420에서 모바일 단말기(200)는 암호화 키를 이용하여 답안 데이터를 암호화하여 서버(100)로 전송한다.
따라서 서버(100)는 모바일 단말기(200)로부터 전송된 답안 데이터를 해당 암호화 키로 복호화하고, 가상 시험지의 문제들 각각에 대한 답안을 인식하여 정답 데이터와 비교하여 채점을 처리한다.
다른 실시예로서, 본 발명의 시험지 처리 시스템(2)이 서버(100)와 연동되지 않는 경우, 즉, 모바일 단말기(200)가 자체적으로 처리되는 경우에는 상술한 시간 동기화 과정(단계 S408), 시험지 요청 과정(단계 S410), 암호화 데이터 수신 및 데이터 복호화 과정(단계 S412)의 처리없이, 모바일 단말기(200)에서 증강 현실 또는 가상 현실 영상에 내부에 저장된 가상 시험지를 표출하고, 입력 장치(300)를 이용하여 답안 데이터를 작성하여 내부에 저장할 수 있다. 이 실시예의 경우, 복수 개의 모바일 단말기(200)들과 연결되는 별도의 관리 장치(미도시됨)에 의해 답안 데이터를 수집, 인식 및 평가 처리할 수도 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예들에 따른 증강 현실 또는 가상 현실 화면 상에서 가상 시험지와 입력 장치를 나타내는 도면들이다.
도 5a를 참조하면, 이 실시예의 시험지 처리 시스템(2)은 모바일 단말기(200)가 HMD 장치이고, 입력 장치(300)가 펜 마우스인 경우를 예로 들어 설명한다.
이 실시예의 증강 현실 또는 가상 현실 화면(250)은 증강 현실 이미지 또는 가상 현실 이미지를 이용하여 시험 장소, 책상, 화이트 보드 등이 표시되며, 증강 현실 또는 가상 현실 화면(250) 상에는 가상 시험지(260)가 표시되며, 펜 마우스의 움직임을 HMD 장치의 카메라를 통해 인식하여 가상 시험지(260) 상에 답안을 작성하기 위한 펜 마우스 이미지(262)를 표시한다.
따라서 모바일 단말기(200)는 펜 마우스의 움직임에 따라 3 차원 공간 좌표와 이동축을 인식하여 답안 데이터를 생성한다. 이 때, 모바일 단말기(200)는 펜 마우스에 의한 포인터의 위치 등을 동기화하여 카메라로부터 촬영된 영상이나 필기 인식 센서에서 인식된 펜 마우스의 움직임에 따른 3 차원의 공간 좌표와 이동축 및 펜 마우스를 움직이는 객체 즉, 손가락의 위치에 대응되는 매칭 정보를 인식하여 입력 데이터를 생성, 저장한다.
물론 모바일 단말기(200)는 카메라로부터 촬영된 영상이나 필기 인식 센서를 이용하여 필기를 인식하여 답안 데이터를 생성할 수도 있다.
또 도 5b를 참조하면, 이 실시예의 시험지 처리 시스템(2)은 모바일 단말기(200)로 HMD 장치를 이용하고, 입력 장치(300a)로 가상 키보드를 이용한 예이다.
이 경우, 가상 시험지(260a)와 가상 키보드(300a)를 증강 현실 또는 가상 현실 화면(250a)에 표시하고, 객체 즉, 손가락의 위치를 카메라를 통해 인식하여 가상 키보드(300a) 상의 특정 위치에 있는 문자의 입력을 인식한다. 이 때, 객체가 가상 시험지 상에 직접 타이핑하는 것처럼 손가락이 가상 키보드 위로 보이게 표시하여 입력 데이터를 인식한다.
따라서 모바일 단말기(200)는 인식된 문자들을 가상 시험지(260a) 상에 표시하고, 이러한 과정들을 통해 답안 데이터를 생성, 저장한다.
물론 도면에는 도시되지 않았으나, 모바일 단말기(200)가 스마트 폰이나 태블릿 PC인 경우에는 증강 현실 또는 가상 현실 화면을 디스플레이 패널에 표시하고, 그 화면 상에 가상 시험지와 입력 장치(300)가 표시된다.
그리고 도 6은 본 발명에 따른 가상 시험지에 입력 장치의 객체를 표시하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 도 5a의 실시예에서, 펜 마우스(300)를 움직이는 객체(310)를 촬영한 카메라의 영상(240)에서 객체(310)를 추출하고(a), 증강 현실 또는 가상 현실 화면(250) 상에 표출된 가상 시험지(260)(b)에 펜 마우스(300)와 객체(310)가 표시되도록 가상 시험지(260)의 영상에 가상 이미지의 펜 마우스(300)와 추출된 객체(310)를 크로마키(chroma key) 처리하여 객체(310)를 가상 시험지(260)의 상위 계층으로 표출되도록 영상을 합성 처리한다(c).
이는 모든 증강 현실 또는 가상 현실 이미지가 상위 계층에 위치하기 때문에 가상 시험지 영상에 의해 객체가 가리게 된다. 이를 해결하기 위해 증강 현실 또는 가상 현실 화면(250)에서 영상 객체 추출 알고리즘을 이용하여 객체를 추출하고, 가상 시험지(260)에서 객체 부분이 표시되어야 할 곳을 투명 처리하여 객체의 영상(310)이 가상 시험지(260) 위에 표시하도록 하기 위함이다.
따라서 사용자는 증강 현실 또는 가상 현실의 영상에서 객체를 움직여서 직접 종이 시험지에 답안을 작성하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있다.
이상에서, 본 발명에 따른 증강 현실과 가상 현실을 이용한 시험지 처리 시스템의 구성 및 작용을 상세한 설명과 도면에 따라 도시하였지만, 이는 실시예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다.
2 : 시험지 처리 시스템
4 : 무선 통신망
100 : 서버
200 : 모바일 단말기
300 : 입력 장치

Claims (9)

  1. 증강 현실과 가상 현실을 이용한 시험지 처리 시스템에 있어서:
    증강 현실 또는 가상 현실 영상에 표시되는 입력 장치;
    상기 입력 장치를 동기화 및 인식하여 증강 현실 또는 가상 현실 영상에 표시하고, 사용자 인증을 처리하여 상기 입력 장치에 의해 증강 현실 또는 가상 현실 영상에 복수 개의 문제들이 구비되는 가상 시험지를 표출하는 표출 위치가 설정되도록 하여 설정된 상기 표출 위치에 사용자 서명란이 포함된 상기 가상 시험지를 표출하고, 상기 입력 장치를 이용하여 상기 사용자 서명란에 디지털 서명을 하면, 시험을 치르는 시험 시작 시간을 판별하고, 상기 입력 장치로부터 상기 가상 시험지에 대한 입력 데이터를 실시간으로 받거나 카메라 또는 센서를 이용하여 상기 입력 장치의 움직임을 인식하여 상기 가상 시험지 상에 입력 데이터를 표시하고, 상기 가상 시험지의 문제들 각각에 대응되는 상기 입력 데이터를 이용하여 상기 가상 시험지에 대한 답안 데이터를 생성 및 저장하며, 상기 사용자 서명란에 디지털 서명을 하여 상기 답안 데이터를 제출할 것인지를 결정하는 모바일 단말기; 및
    통신망을 통하여 상기 모바일 단말기와 연동되고, 사용자 인증이 처리된 상기 모바일 단말기와 시간을 동기화하여 사용자 인증에 대응하는 암호화 키를 생성하고, 상기 모바일 단말기로부터 상기 가상 시험지를 요청받아서 상기 암호화 키와 암호화된 가상 시험지 데이터를 상기 모바일 단말기로 전송하며, 상기 모바일 단말기로부터 상기 답안 데이터가 전송되면, 상기 답안 데이터로부터 상기 가상 시험지의 문제들 각각에 대한 답안을 인식하고 기저장된 정답 데이터와 비교하여 채점을 처리하는 서버;를 포함하되,
    상기 입력 장치는 상기 모바일 단말기와 무선 통신 가능한 장치로 구비되거나, 상기 모바일 단말기가 인식 가능한 가상의 장치로 구비되어, 상기 가상 시험지에 대한 입력 데이터를 상기 모바일 단말기로 전송하고;
    상기 모바일 단말기는 상기 서버로부터 상기 암호화 키와 상기 암호화된 가상 시험지 데이터가 전송되면, 상기 암호화 키를 이용하여 상기 암호화된 가상 시험지 데이터를 복호화하여 증강 현실 또는 가상 현실 영상의 상기 표출 위치에 상기 가상 시험지를 표출하고, 상기 암호화 키를 이용하여 상기 답안 데이터를 암호화하여 상기 서버로 전송하고;
    상기 서버는 상기 모바일 단말기로부터 암호화된 답안 데이터가 전송되면, 상기 모바일 단말기에 대응되는 상기 암호화 키를 이용하여 상기 암호화된 답안 데이터를 복호화하여 상기 가상 시험지의 문제들 각각에 대한 답안을 인식하도록 처리하고; 복수 개의 상기 모바일 단말기들 각각에서 서로 다른 출제 유형으로 표출되도록 상기 가상 시험지에 복수 개의 문제들이 랜덤하게 섞여져서 동일한 문제들을 서로 다른 배열로 배치하여 상기 가상 시험지 데이터를 상기 모바일 단말기로 전송하며; 그리고 상기 모바일 단말기로부터 사용자 정보를 전송받아서 상기 모바일 단말기의 사용자에 대한 인증을 더 처리하여 상기 모바일 단말기로 상기 암호화 키와 상기 암호화된 가상 시험지 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 증강 현실과 가상 현실을 이용한 시험지 처리 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 서버는, 상기 가상 시험지 데이터가 실기 시험용인 경우, 실기 시험을 치르기 위한 모델링된 객체를 증강 현실 또는 가상 현실 상에 표출되도록 하는 증강 현실 콘텐츠 또는 가상 현실 콘텐츠를 구비하고, 상기 객체가 실기 시험 중 상기 입력 장치에 의해 실시간 변화되는 상태 또는 형상들 각각에 대응하여 생성된 객체 패키지를 구비하여, 상기 모바일 단말기의 실기 시험 중에 상기 객체의 변화에 따라 상기 객체 패키지를 실시간으로 상기 모바일 단말기에 표출하도록 제공하며;
    상기 모바일 단말기는, 실기 시험 결과물에 대응하는 최종의 상기 객체 패키지를 상기 답안 데이터로 생성하여 상기 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 증강 현실과 가상 현실을 이용한 시험지 처리 시스템.
  7. 증강 현실과 가상 현실을 이용한 시험지 처리 시스템의 처리 방법에 있어서:
    증강 현실 또는 가상 현실 표출이 가능한 모바일 단말기와, 증강 현실 또는 가상 현실 영상에 표시되는 입력 장치를 동기화하여 상기 모바일 단말기의 증강 현실 또는 가상 현실 영상에 표시되도록 인식하는 단계;
    상기 모바일 단말기가 증강 현실 콘텐츠 또는 가상 현실 콘텐츠를 구동시켜서 증강 현실 또는 가상 현실 영상을 표시하는 단계;
    인식된 상기 입력 장치를 이용하여 증강 현실 또는 가상 현실 영상에서 상기 모바일 단말기의 사용자가 원하는 위치에 가상 시험지가 표출되도록 가상 시험지 표출 위치를 설정하는 단계;
    상기 모바일 단말기가 사용자 정보를 입력받아서 사용자 인증을 처리하는 단계;
    상기 모바일 단말기가 내부에 저장된 가상 시험지 데이터를 읽어서 증강 현실 또는 가상 현실 영상의 설정된 상기 표출 위치에 사용자 서명란이 포함된 가상 시험지를 표시하는 단계;
    상기 입력 장치를 이용하여 상기 사용자 서명란에 디지털 서명을 하면, 시험을 치르는 시험 시작 시간을 판별하고, 상기 모바일 단말기가 상기 입력 장치로부터 상기 가상 시험지에 대한 입력 데이터를 실시간으로 받거나 카메라 또는 센서를 이용하여 상기 입력 장치의 움직임을 인식하여 상기 가상 시험지에 대한 답안이 작성되면, 상기 입력 장치로부터 입력 데이터를 수신하거나, 상기 입력 장치의 움직임에 따른 입력 데이터를 수신하는 단계; 및
    상기 모바일 단말기가 입력 데이터를 통해 상기 가상 시험지에 대한 답안 데이터를 생성 및 저장하는 단계;를 포함하되,
    상기 처리 방법은, 사용자 인증이 확인되면, 무선 통신망을 통하여 상기 모바일 단말기와 연결되는 서버 간에 시간을 동기화하고, 상기 서버가 상기 모바일 단말기에 대응되는 암호화 키를 생성, 저장하는 단계; 상기 모바일 단말기가 무선 통신망을 통해 상기 서버로 가상 시험지 데이터를 요청하는 단계; 상기 서버가 상기 모바일 단말기의 요청에 대응하여 상기 암호화 키와 암호화된 가상 시험지 데이터를 전송하는 단계; 상기 모바일 단말기가 상기 서버로부터 상기 암호화 키와 상기 암호화된 가상 시험지 데이터를 수신하고, 상기 암호화 키를 이용하여 상기 암호화된 시험지 데이터를 복호화하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 처리 방법은, 상기 답안 데이터가 생성 및 저장되면, 상기 사용자 서명란에 디지털 서명을 하여 상기 답안 데이터를 제출할 것인지를 결정하고, 채점을 위해 상기 모바일 단말기가 상기 암호화 키를 이용하여 상기 답안 데이터를 암호화하여 상기 서버로 전송하는 단계;를 더 포함하며,
    상기 암호화된 가상 시험지 데이터를 전송하는 단계는 복수 개의 상기 모바일 단말기들 각각에서 서로 다른 출제 유형으로 표출되도록 상기 가상 시험지에 복수 개의 문제들이 랜덤하게 섞여져서 동일한 문제들을 서로 다른 배열로 배치하여 상기 가상 시험지 데이터를 상기 모바일 단말기로 전송하는 것을 특징으로 하는 증강 현실과 가상 현실을 이용한 시험지 처리 시스템의 처리 방법.
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