KR100393471B1 - 멀티미디어 네트워크 실시간 전송 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교사용단말기(서버)와 학생용단말기(클라이언트)간의 화면제어 및 영상과 음성의 송수신을 실시간으로 완벽하게 지원하여 어학교육에도 활용이 가능하며, 특히 동화상을 이용한 강의, 발표회 등과 같이 프리젠테이션에 이용시 대용량의 동화상 음성자료를 수십 명의 클라이언트에 보낼 시에도 화면과 음성의 정체 없이 실시간 전송하도록 하는 멀티미디어 네트워크 실시간 전송제어장치에 관한 것이다.

본 발명을 이루기 위한 수단으로, 교사용단말기(10)와 여러 개의 단말기를 복수라인으로 연결한 학생용단말기(40)를 멀티미디어 전용 케이블(50)에 의해 버스형 구조를 갖는 네트워크로 구성하고, 상기 교사용단말기(10) 및 학생용단말기(40)에는 각각의 제어기(20, 42)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

멀티미디어 네트워크 실시간 전송 제어장치{Realtime control system for multimedia network}

본 발명은 컴퓨터를 이용한 멀티미디어 네트워크 실시간 전송 제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진행자(교사용단말기)와 참가자(학생용단말기)간의 화면제어 및 영상과 음성의 송수신을 실시간으로 완벽하게 지원하여 어학교육에도 활용이 가능하며, 특히 동화상을 이용한 강의, 회의, 발표회 등과 같이 프리젠테이션에 이용시 대용량의 동화상 음성자료를 수십 명의 클라이언트에 보낼 시에도 화면과 음성의 정체 없이 실시간 전송하도록 하는 실시간 전송제어장치에 관한 것이다.

최근, 컴퓨터의 보급과 다양한 소프트웨어의 개발로 그 사용 인구가 급속히 증가되고 있으며, 컴퓨터를 사용하지 않고 업무를 수행하기에는 매우 어려운 상황에 직면하였다.따라서, 컴퓨터를 이용할 수 있는 인력 양성을 위하여 지속적이고 신속한 교육이 요구되고 있는 실정이다. 상기와 같이 컴퓨터를 이용한 교육 과정은 피교육자들에게 문자위주의 설명 등의 고전적인 교육방법으로 내용을 전달하기에는 그 교육효과가 매우 낮은 문제점을 갖고 있다.이러한, 문제점을 해결하기 위하여 대형 모니터를 설치하거나, 고가의 프로젝터를 이용하는 교육장이 확산되고 있다. 그러나 이 경우에도 조도, 집중력, 전달수단 및 단방향 정보 전달방식으로 피교육자에게 교육 내용을 원활하게 전달하기는 어렵다.현재, 대다수의 학교, 학원, 회사 등에는 컴퓨터를 이용하여 교육하는 방법으로, LAN을 통한 네트워크를 형성/설치하고 있다. 상기와 같이 네트워크를 구성하는 경우 자료를 공유할 수 있는 장점이 있는 반면, 서버(교육자)의 입장에서 특정 클라이언트(학생)가 현재 무엇을 하고 있는지를 알 수 가 없으며, 클라이언트의 입장에서도 지금화면에 나타난 내용에 의문이 있을 시에 담당자(교육자)가 클라이언트의 자리에 와야만 문제점을 확인할 수 있는 단점을 갖게 된다.이와 같은, 문제를 해결한 소프트웨어 제품도 상용화되어 있지만 소프트웨어 방식의 단점은 동영상 등의 대량의 데이터를 전송시 실시간 전송이 안되고 LAN의 속도와 정체에 따른 화면의 불연속 현상 등의 문제가 있다.또한, 소프트웨어의 단점은 동영상 등의 대량의 데이터를 전송시 실시간 전송되지 않으므로 LAN의 속도와 정체에 따른 화면의 정지된 상태를 유지하는 등의 문제가 있으며, 가장 큰 단점인 사용 프로그램과의 호환성, 운영체제(Windows, Linux, Unix)의 상이함에 대한 호환이 되지 않는 점 또는 구형 컴퓨터는 느리게 동작하거나 아예 동작을 지원 못하는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 본 발명은 서버와 클라이언트 간의 화면제어 및 영상과 음성의 송수신을 실시간으로 완벽하게 지원하여 어학교육에도 활용이 가능하며, 특히 동화상을 이용한 강의, 회의, 발표회 등과 같이 프리젠테이션에 이용시 대용량의 동화상 음성자료를 수십 명의 클라이언트에 보낼 시에도 화면과 음성의 정체 없이 실시간 전송하도록 하는데 그 목적이 있다.이에 본 발명은 컴퓨터의 성능에 관계없이 서버와 클라이언트간의 화면제어 및 영상과 음성의 송수신을 실시간으로 처리하고자 하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 멀티미디어 네트워크 실시간 전송 제어장치의 구성을 보인 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 멀티미디어 네트워크 실시간 전송제어장치가 설치된 상태도.

도 3은 도 1의 교사용제어기 아날로그신호 처리부의 구성도.

도 4는 도 1의 교사용제어기 디지털신호 처리부의 구성도.

도 5는 도 1의 학생용제어기의 구성도.

도 6은 본 발명에 따른 멀티미디어 네트워크 실시간 전송제어장치의 흐름도.*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*10 : 교사용단말기 20 : 교사용제어기40 : 학생용단말기 41 : 터미네이터42 : 학생용제어기 50 : 케이블

본 발명을 이루기 위한 수단으로, 교사용단말기와 여러 개의 단말기를 복수 라인으로 연결한 학생용단말기를 멀티미디어 전용 케이블에 의해 버스형 구조를 갖는 네트워크로 구성하고, 상기 교사용단말기 및 학생용단말기에는 각각의 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

본 발명은 컴퓨터를 이용한 교육에 있어서 멀티미디어 정보의 실시간 전달과 피교육자의 교육과 내용에 대한 집중도를 향상시킬 수 있으며, 조작의 편리성과 시스템의 유지관리가 용이하도록 설계하였다. 구현된 시스템은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 교사용제어기와 학생용제어기로 구분되며 이를 이용한 전체 구성을 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 멀티미디어 네트워크 실시간 전송 제어장치의 구성을 보인 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 멀티미디어 네트워크 실시간 전송제어장치가 설치된 상태도이다.

도 1 및 도 2를 설명하면, 교사용단말기(10)와, 교사용단말기(10)에 복수 라인으로 연결된 학생용단말기(40)는 멀티미디어 전용 케이블(50)에 의해 버스형 구조를 갖도록 구성하며, 상기 교사용단말기(10)에는 교사용제어기(20)와, 학생용단말기(40)에는 학생용제어기(42)를 포함하여 구성한다. 또한, 교사용제어기(20)는 인터넷 등과 같이 데이터 통신이 가능한 시리얼포트가 구비되며, 외부의 교사용단말기(10) 사용자는 인터넷 등과 같은 데이터통신이 가능한 외부단말기(도시생략)에 의해 상기 교사용제어기(20)의 각 버튼에 해당되는 제어신호를 교사용단말기(10)로 전송하여 외부에서 원격제어하도록 구성할 수 있다.상기 교사용제어기(20)에는 다수의 학생용단말기(40)를 버스형 구조로 설치함으로 분배장치(Hub)가 없이도 연결이 가능하며, 케이블의 량을 줄일 수 있다.또한, 케이블(50)은 모니터 및 VGA 카드의 임피던스가 정합이 되도록 특성 임피던스를 갖도록 설치한다. 상기 복수 라인으로 연결된 학생용단말기(40)는 상기 케이블의 임피던스, 전력 및 제어선 저항 값 등을 버스형 구조로 대략 25개 이하의 단말기를 직렬 구성하도록 하며, 필요에 따라 중간증폭기(43)를 추가 설치하여 상기 학생용단말기(40)를 추가 증설할 수 있다.

상기 학생용단말기(40) 종단에는 터미네이터(41)를 설치하여 반사파에 의한 노이즈를 제거하도록 구성한다.

한편, 교사용제어기(20)에는 시스템의 작동상태 및 시스템을 제어하는 디지털신호 처리부와 상기 교사용제어기(20)에 의해 선택/지정되는 학생용단말기(40)로 음성 및 영상 신호를 전송하는 아날로그신호처리부로 구분되어 있으며, 도 3은 도 1의 교사용제어기의 아날로그신호처리부 구성도이고, 도 4는 도 1의 교사용제어기의 디지털신호처리부 구성도이다.도 3에 도시된 바와 같이 교사용제어기(20)의 아날로그신호 처리부를 살펴한다.먼저, 교사용제어기(20)의 아날로그신호처리부 입력에는 교사용단말기(10)에서 선택되어 출력되는 영상신호(VGA)가 입력되고, 상기 영상신호(VGA)는 스위치박스(25) 및 제 1스위치(S1)의 입력으로 연결된다. 상기 스위치(25,S1)는 교사용단말기(10)의 모니터와 학생용단말기(40)의 모니터로 출력되는 영상신호를 제어한다.

상기 교사용제어기(20)에 구비된 스위치박스(25)에는 학생용단말기(40)를 지정하는 숫자버튼과, 상기 학생용단말기(40)를 그룹으로 선택하기 위한 그룹버튼 및 다수의 버튼(방송/해제/송신/수신/응답/스캔/참조) 등이 구비되어 있으며, 상기 그룹버튼에 의해 학생용단말기(40)를 다수의 그룹으로 형성한 다음 상기 그룹간의 대화를 가능하게 한다.

상기 스위치박스(25)에서 출력된 영상신호는 다수의 비디오앰프(VA) 및 RGB드라이버(D)를 경유하여 출력포트(P)에 입력되고, 해당 학생용단말기(40)로 전송된다.셀렉트모드스위치(22)는 다수의 RGB드라이버(D)를 경유하여 출력되는 신호를 피드백(feed back)하는 스위치모드로서, 상기 교사용단말기(10) 사용자가 RGB드라이버(D)로 출력되는 신호를 셀렉트모드스위치(22)로 선택하게 되면 선택된 RGB드라이버(D)의 출력은 셀렉트모드스위치(22)를 경유하여 스위치박스(25)에 재입력되고, 선택된 학생용단말기(40)로 전송되는 신호를 제어하게 된다. 또한, 학생용단말기(40)에서 전송되는 신호는 출력포트(P)를 거쳐 상기 셀렉트모드선택스위치(22)로 피드백됨으로서, 교사용단말기(10)와 학생용단말기(40)간의 양방향 통신이 가능하게 된다.한편, 외부의 마이크 및 외부 음향장치의 음성신호는 믹서부(Mixer;24)와 제1오디오앰프(A1)에서 음성신호를 믹서하여 증폭하고, 교사용단말기(10)의 헤드폰으로 출력되는 동시에 출력포트(P)로 입력되어 다수의 학생용단말기(40)로 전송된다. 따라서, 셀렉트모드스위치(22)의 접점에 따라 학생용단말기(40)로 출력되는 신호를 피드백시켜 참가자들간의 대화 및 그룹간 대화를 가능하게 한다.또한, 교사용단말기(10)의 모니터는 학생용단말기(40)로 전송되는 신호를 출력하기 위한 모니터를 추가적으로 설치하는 것이 바람직하며, 상기 추가 설치된 모니터로는 학생용단말기(40)로 출력되는 영상신호를 피드백시켜 출력하거나 학생용단말기(40)의 작동상태를 조회한다.도 4는 도 1의 교사용제어기의 디지털신호 처리부 구성도로서, 도 4에 도시된 바와 같이 디지털신호 처리부를 살펴보면 다음과 같다.먼저, 교사용제어기(20)의 디지털신호 처리부는 원칩 마이크로프로세서(32)에 의해 제어되며, 상기 마이크로프로세서(32)에는 전체시스템의 작동상태 및 경보를 표시하는 표시부(27)와; 교사용제어기(20)에 복수 라인으로 연결된 학생용단말기(40)의 작동상태를 확인하기 위한 체크모드(26)와; 학생용단말기(40)를 각각 선택하거나 다수의 학생용단말기(40)를 그룹으로 설정하는 스위치박스(25)와; 교사용단말기(10)의 키보드 및 마우스 등과 같은 외부장치의 입·출력신호를 전달하는 인터페이스부(29); 및 학생용단말기(40)로 전송되는 신호를 컨트롤하는 컨트롤러(28) 등이 연결되어 구성된다.상기 마이크로프로세서(32)는 교사용단말기(10)의 사용자가 스위치박스(25)의 특정스위치를 누르면 체크모드(26)의 체크신호를 입력받아 선택된 학생용단말기(40)의 작동상태를 확인한다.또한, 교사용단말기(10) 사용자는 학생용단말기(40)를 통하여 참가자 일부 또는 전부를 선택하게 되면 마이크로프로세서(32)에서 스위치박스(25)의 접점을 감지하고, 상기 마이크로프로세서(32)는 감지된 신호에 의해 학생용단말기(40)의 연결 상태를 모니터를 통하여 확인한다.도 5는 도 1의 학생용제어기의 구성도로서, 도 5에 도시된 바와 같이 학생용제어기의 살펴보면 다음과 같다.먼저, 학생용제어기(42)에는 교사용제어기(20)로부터 출력된 영상신호(VGA)와, 학생용단말기(40)의 외부연결 포트에 연결된 CD-ROM 등과 같은 외부장치로부터 입력되는 영상신호(VGA)로 구분되며, 상기 영상신호는 하나의 모니터로 출력하거나 상기 모니터를 2대 이상 설치하여 각각의 영상신호를 별도로 출력할 수도 있다.또한, 상기 외부장치로부터 입력되는 영상신호(VGA)는 외부의 신호를 제 2비디오앰프(VA2)를 통하여 증폭한 후, RGB드라이버를 경유하여 학생용단말기(40)의 모니터로 출력된다.상기 교사용제어기(20)로부터 출력된 영상신호(VGA)와 외부 영상신호는 제 2스위치(S3)에 의해 택일하여 출력할 수 있으며, 상기 영상신호의 감쇄를 줄이기 위하여 제 2·제 3RGB 드라이버(D2,D3)를 선로 상에서 병렬로 접속되도록 구성한다.또한, 제 3스위치(S3)에 의해 선택된 영상신호는 제 3비디오앰프(VA3) 및 제 3RGB드라이버(D)를 통하여 증폭 및 임피던스 정합을 이루어 학생용단말기(40)의 모니터로 출력되거나 상기 학생용단말기(40)의 모니터로 출력되는 신호를 제 5스위치(S5)에 의해 외부모니터로 출력된다.또한, 교사용제어기(20)에서 전송되는 외부 음성신호와, 학생 자신의 마이크 및 기타 외부의 음향 장치로부터 입력되는 신호를 믹서부(44)를 통하여 음성신호를 혼합하고, 혼합된 음성신호는 제 2오디오앰프(A2)에서 증폭한 후 학생용단말기(40)의 제어기를 통하여 음성을 청취할 수 있다. 상기 오디오앰프(A2)를 통하여 증폭된 신호는 제 4스위치(S4)의 접점에 따라 외부의 녹음기나 다른 음향 장치의 입력으로 사용될 수 있다.도 6은 본 발명에 따른 멀티미디어 네트워크 실시간 전송제어장치의 흐름도로서, 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 흐름을 살펴보면 다음과 같다.먼저, 외부전원을 공급받아 시스템을 초기화(S102)시키고, 교사용제어기(20)를 통하여 제어하게 될 해당 키(Key)값을 입력한다. (S104)상기 키 값이 입력되면 교사용단말기(10)의 화면으로 제어하게 될 명령 버튼, 숫자 버튼 및 그룹 버튼이 출력되고, 사용자가 필요한 버튼을 눌러 제어하도록 디스플레이 된다. (S106)상기 사용자가 명령 버튼을 누르게 되면(S108) 상기 명령 버튼에는 크게 12가지의 기능을 구분하도록 구성된다.방송모드는 강의 또는 회의석상에서 진행자 자신의 모습이 나타난 화면이나 특정 참가자의 모습이 나타난 화면을 전체 참가자에게 전송하기 위한 기능으로 교사의 화면 및 음성을 전체 학생에게 전송할 수 있다.해제모드는 모든 기능을 해제하고, 진행자는 자신의 컴퓨터를 참가자는 자신의 컴퓨터 내용을 볼 수 있도록 하는 기능이다. 즉 현재 진행중의 기능이 해제되고 원래상태로 복귀된다. 세번 누르면 모든 기능이 초기 상태로 해제될 수 있도록 구성할 수 있다.송신모드는 참가자 컴퓨터 내용이나 특정 참가자의 컴퓨터 화면을 원하는 참가자들에게 전송할 수 있는 기능이다.제어모드는 선택한 학생의 화면을 보면서 키보드와 마우스를 제어할 수 있으며 대화가 가능토록 한다.수신모드는 원하는 참가자의 내용을 진행자가 볼 수 있도록 하는 기능이다. 즉 선택한 학생의 화면을 교사가 보면서 대화를 할 수 있도록 구성한다. 제어기능과 차이점은 참가자 컴퓨터의 마우스와 키보드 사용 권한을 수신의 경우에는 참가자가 가지고 있으나 제어의 경우에는 교사가 가지고 있는 것이다.예를 들어 수신버튼과 스위치박스(25)의 ①를 누르면 ①번 학생의 화면을 보면서 음성대화를 하게 된다. 또한 수신버튼과 스위치박스(25)의 ① 그리고 제어버튼을 누르면 ①번 학생의 화면을 관찰한 후 교사가 학생의 컴퓨터를 조작하면서 음성대화를 하게 된다.스캔모드는 특정 참가자들의 화면을 자동으로 전환해 가면서 수신할 수 있는 기능이다.도움모드는 진행자의 화면을 필요로 하는 참가자가 스스로 선택하여 볼 수 있는 기능으로 자신의 컴퓨터를 사용하다가 학생용제어기(42)에 있는 스위치를 이용하여 진행자의 컴퓨터를 참조할 수 있다.상기 사용자가 숫자 버튼을 누르게 되면(S110) 상기 명령 버튼의 기능을 선택된 번호의 학생용제어기(42)를 조작하여 해당 명령 기능이 동작되도록 하기 위한 것이다. 수신과 응답 명령은 하나의 학생용단말기(40)를 선택하고, 송신 명령은 복수개의 버튼을 선택할 수 있다.상기 사용자가 그룹 버튼을 누르게 되면(S112) 복수 개의 학생용단말기(40)를 그룹화 하여 송신이나 스캔 기능과 같이 복수 개의 단말기를 선택할 때 여러 개의 모드를 모두 누르지 않고 기 등록된 그룹 버튼을 이용할 수 있는 기능이다.학생용제어기(42)는 교사용제어기(20)에 의해 제어되며, 교사용제어기(20)로부터의 영상, 음성, 전력 및 제어 신호를 송수신하며, 또한 다음에 접속되는 학생용제어기(42)와 직렬 연결을 할 수 있도록 구성한다.이상의 결과로 다수의 참가자들이 서로 대화할 수 있고, 특정 참가자의 영상이 교사용제어기(20)와 타 학생용단말기(40)로 전송이 가능하며, 학생용단말기(40)를 교사용제어기(20)에서 다양하게 제어할 수 있게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 단말기의 성능과 무관하게 서버와 클라이언트간의 화면제어 및 영상과 음성의 송수신을 실시간으로 완벽하게 지원하여 어학교육에도 활용이 가능하며, 특히 동화상을 이용한 강의, 회의, 발표회 등과 같이 프리젠테이션에 이용시 대용량의 동화상 음성자료를 수십 명의 클라이언트에 보낼 시에도 화면과 음성의 정체 없이 실시간 전송이 가능한 효과를 갖게 된다.또한, 단말기 등을 이용하여 수업을 진행하는 전산수업에서는 교육자(진행자)가 자신의 컴퓨터에서 교육하는 내용을 전체 피교육자(참가자)의 모니터, 마우스, 키보드를 차단하여 자신이 강의하는 내용만을 보고, 듣게끔 제어가 가능하여 수업의 효과를 극대화 할 수 있으며, 개개인의 실습 중에도 피교육자의 모니터 내용을 무작위로 검색이 가능하여 수업의 집중도를 높이고, 출석여부가 확인 가능하며, 질문이 있을 시 교육자가 피교육자에게 가지 않고 화면과 음성으로 대화를 주고받음으로써 교육의 효과를 극대화 할 수 있다.본 발명은 소프트웨어를 사용하지 않기 때문에 단말기의 성능에 영향을 미치지 않고, 유지 관리가 쉬우며 컴퓨터 기종과 운영체계에 영향을 받지 않을 뿐만 아니라 조작이 매우 쉬운 특징을 가지고 있다.

Claims (15)

1. 교사용단말기(10)와 여러 개의 단말기를 복수 라인으로 복수개가 연결된 학생용단말기(40)의 학생용제어기(42)는 교사용제어기(20)를 경유하여 연결되도록 멀티미디어 전용케이블(50)에 의해 버스형 구조를 갖도록 하고,

   상기 교사용 제어기(20)에는 장치의 작동상태를 마이크로프로세서에 의해 제어하도록 이루어진 디지털신호처리부와 학생용단말기를 선택하여 음성 및 영상신호호를 전송하도록 연결된 아날로그신호처리부로 구성하되, 상기 디지털신호처리부에는 장치의 작동상태 및 경보하기 위한 표시부(27), 학생용단말기(40)의 작동상태를 확인하기 위한 체크모드(26), 학생용 단말기(40)를 선택 및 다수의 학생그룹으로 선택하는 스위치박스(25), 교사용제어기(20)의 키보드 및 마우스로 학생용단말기(40)를 제어할 수 있도록 연결하는 인터페이스부(29), 학생용 단말기(40)로 전송되는 신호를 콘트롤하는 컨트롤로(28)를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티미디어 네트워크 실시간 전송제어장치.
2. 제 1항에 있어서, 학생용단말기(40)의 종단에는 반사파를 제거하도록 터미네이터(41)를 추가로 구성한 것을 특징으로 하는 멀티미디어 네트워크 실시간 전송제어장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서, 교사용단말기(10)의 모니터는 학생용단말기(40)로 출력되는 영상신호를 피드백하여 출력하는 모니터를 추가로 설치한 것을 특징으로 하는 멀티미디어 네트워크 실시간 전송제어장치.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 제 1항에 있어서, 학생용제어기(42)의 제 3스위치(S3)의 접점에 따라 교사용제어기(20)로부터 출력되는 영상신호(VGA) 또는 외부 영상신호(VGA)를 택일적으로 선택하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 네트워크 실시간 전송제어장치.
10. 삭제
11. 제 1항에 있어서, 교사용제어기(20)의 셀렉트모드스위치(22)에는 학생용단말기(40)로 출력되는 영상신호를 피드백하며, 상기 피드백되는 영상신호는 셀렉트모드스위치(22)에 의해 선택된 접점을 경유하여 스위치박스(25)의 입력으로 제공되는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 네트워크 실시간 전송제어장치.
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