KR100874374B1 - 쌍방향 비디오 오디오 전송 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 쌍방향 비디오 오디오 전송 시스템에 관한 것으로, 특히 원어민 교사들이 근무할 콜센터와 학생들이 수업을 받게 될 학원에 개별 룸을 마련하고 상기의 개별 룸에 호스트 교육 장치와 게스트 교육 장치를 각각 설치한 후 원격지의 원어민 교사가 사용하는 교육 장비와 학생이 사용하는 교육 장비가 서버를 이용한 중계 접속 방식이 아닌 교육 장비 간 IP 인식의 1:1 직접 연결 방식으로 네트워크상에서 실시간으로 접속되어 교사와 학생이 화상 대화와 같은 방법으로 영상 및 음성을 쌍방향으로 전송하면서 화상 교육이 진행될 수 있도록 한 쌍방향 비디오 오디오 전송 시스템에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 양질의 원어민 화상 교육을 손쉽게 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 학생 입장에서는 해외유학이나 어학연수를 떠나지 않고서도 원어민 교사의 실시간 화상 교육을 제공받고, 그에 따른 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

원격 화상 교육, 원어민, 교육 장치, 관리자 모니터링

Description

쌍방향 비디오 오디오 전송 시스템{Transmission system of interactive video and audio}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 쌍방향 비디오 오디오 전송 시스템을 설명하기 위해 나타낸 시스템 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 교육 시스템에서 원어민 그룹의 교사가 사용하는 호스트 교육 장치의 구성을 나타낸 기능블록도,

도 3은 본 발명에 따른 교육 시스템에서 학원 그룹의 학생이 사용하는 게스트 교육 장치의 구성을 나타낸 기능블록도,

도 4는 본 발명에 따른 교육 시스템에서 사용하는 교육 장치의 다른 구성예를 나타낸 기능블록도,

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 쌍방향 비디오 오디오 전송 시스템의 사용예를 보여주는 참고도,

도 6은 본 발명에 따른 교육 시스템의 각 교육 장치가 적용 설치되는 콜센터 또는 학원의 배치구조의 예를 나타낸 참고도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 호스트 교육 장치 101 : 이더넷

102 : 플래시 램 103 : SDRAM

104 : 오디오 코덱 105 : 비디오 인코더

106 : 비디오 디코더 107 : 비디오 쿼드

108 : 비디오/오디오 코덱부 109 : 알람부

110 : 센서부 111 : USB 연결부

112 : 제어부 113 : 외부 인터페이스 접속부

114 : 무선 입력부 200 : 게스트 교육 장치

201 : CD 및 DVD 라이트 300 : 관리자 모니터링 장치

본 발명은 쌍방향 비디오 오디오 전송 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원격지의 원어민 교사가 사용하는 교육 장비와 학생이 사용하는 교육 장비가 서버를 이용한 중계 접속 방식이 아닌 교육 장비 간 IP 인식의 1:1 직접 연결 방식으로 네트워크상에서 실시간으로 접속되어 교사와 학생이 화상 대화와 같은 방법으로 화상 교육을 진행하는 것이 가능하도록 해주는 쌍방향 비디오 오디오 전송 시스템에 관한 것이다.

주지하다시피, 학생들이 어학원에서 외국어 교육을 받을 경우 여러 명의 학생이 한 선생님으로부터 수업을 받는 것이 일반적이다.

이러한 수업 방식은 선생님과 학생이 일대일로 수업을 받는 것에 비하여 집중력이나 각 학생의 수준 그리고 개별적으로 필요한 요구사항을 정확하고 효율적으로 전달하는 것이 어렵게 되며, 이는 교습하는 데 있어서 학습 효율의 저하를 야기하게 된다.

그럼에도 일대일 수업을 받지 못하는 가장 큰 이유로는 교육비가 비싸고 선생님의 수가 많지 않음에 기인한다.

특히, 외국어의 특성상 원어민 교사로부터 직접 수업을 받는 것이 좋은데 이는 외국인과의 잦은 대면으로 인해 외국어에 대한 막연한 두려움이 없어지고 자신감을 갖도록 함으로서 학습 효율을 향상시킬 수 있으며, 또한 발음 교정에 있어서도 원어민의 발음을 자연스럽게 익힘으로써 손쉬운 습득이 가능하기 때문이다.

이러한 이유로 일부 학생들은 원어민 교사가 수업하는 학원을 찾아 일대일 혹은 일대 소수의 수업을 받거나 해외 어학 연수 등을 다녀오기도 하나, 이는 많은 비용이 발생하는 문제가 있다.

한편, 상기의 문제 해결 방안으로서 온라인 교육 방법이 제시되고 있으나, 종래의 온라인 교육 방법은 퍼스널 컴퓨터(PC)를 통하여 연결하는 전화영어 또는 퍼스널 컴퓨터(PC)를 통한 화상 영어라는 방법으로 수업을 지원하는 방식의 교육 사이트가 있다.

이러한 종래의 교육 사이트를 이용한 온라인 교육 방법은, 자신의 컴퓨터를 통해 교육 사이트에 접속한 후 PC-카메라를 통해 선생님을 보고 헤드 셋을 통하여 음성을 듣는 형태를 갖추고 있으며, 이는 100% 소프트웨어(S/W)에 의한 영상 및 음성의 압축과 전송 그리고 복원이 이루어진다.

이에 따라, 네트워크의 대역폭(Bandwidth) 변화에 따라 전송률의 심한 기복이 나타나며 질 좋은 화상과 음성을 제공할 수가 없으며, 이는 화상의 질이 현저하게 떨어지고 헤드 셋 없이 프리하게 토론할 수 있는 방법을 제공할 수 없어서 교육의 효과를 크게 기대할 수가 없었다.

또한, 인터넷상의 바이러스에 노출되어 있어 보안성 및 안정성에 문제가 있고, 영상과 음성을 동시에 녹화하는 기능이 없어서 수업 이후 복습의 효과를 크게 기대할 수가 없었으며, 주로 간단한 화상 대화용으로 제작된 소프트웨어(S/W)를 사용하므로 교육용으로는 적합하지 않으며, 교육용으로 제작된 것이라 하더라도 크게 다르지 않다.

특히, 이용자의 수가 증가하고 데이터량이 폭주하여 최대 전송량을 초과하는 경우, 전송지연이 불가피함은 물론 동영상이 자주 끊기는 등 원활한 영상 교육의 서비스가 제공되지 못하게 됨에 따라 교육을 받으려는 학생의 학습 능률이 크게 저하되는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 원격지의 원어민 교사가 사용하는 교육 장비와 학생이 사 용하는 교육 장비가 서버를 이용한 중계 접속 방식이 아닌 교육 장비 간 IP 인식의 1:1 직접 연결 방식으로 네트워크상에서 실시간으로 접속되어 교사와 학생이 화상 대화와 같은 방법으로 화상 교육을 진행할 수 있도록 된 쌍방향 비디오 오디오 전송 시스템을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 양질의 1:1 원어민 원격 화상 교육을 위한 임베디드 시스템으로 영상 및 음성의 압축, 전송, 복원이 모두 하드웨어 전용 칩에서 구현되는 하드웨어로 구성된 화상 교육 전용의 교육 장비를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 실시간으로 온라인 네트워크의 접속을 제공하는 이더넷, 시스템 운용을 위한 구동 프로그램을 저장하는 플래시 램(Flash RAM), 사용자 선택에 따른 비디오 및 오디오 신호를 저장하는 SDRAM, 외부의 마이크로부터 입력되는 아날로그 오디오 신호를 디지털 변환 처리하고 수신된 디지털 오디오 신호를 아날로그 오디오 신호로 변환 처리하여 외부의 스피커로 출력하는 오디오 코덱, 비디오 쿼드로부터 입력받은 비디오 신호를 외부의 모니터로 출력하는 비디오 인코더, CCD 카메라로부터 촬영되는 비디오 신호를 입력받아 비디오 쿼드로 출력하는 비디오 디코더, 비디오/오디오 코덱부로부터 입력되는 비디오 신호를 상기 비디오 인코더로 출력하고 상기 비디오 디코더로부터 입력되는 비디오 신호를 비디오/오디오 코덱부로 출력하며 사용자 선택에 따른 비디오 화면의 분할 기능을 수행하는 비디오 쿼드(Video Quad), 상기 오디오 코덱 및 비디오 쿼드로부 터 입력되는 오디오 및 비디오 신호를 압축하여 상기 이더넷으로 출력하며 상기 이더넷을 통해 수신되는 비디오 및 오디오 신호의 압축을 복원한 후 오디오 신호는 상기 오디오 코덱으로 출력하고 비디오 신호는 상기 비디오 쿼드로 출력하는 비디오/오디오 코덱부, 원격 화상 교육의 시작 및 종료시간을 알리는 알람부, 사용자 선택에 따른 버튼 선택 신호를 감지하는 센서부, 외부장비의 USB 포트와 접속되는 USB 연결부 및 상기 각 구성 모듈의 전체적인 제어를 수행하는 제어부를 구비한 원어민 교사가 사용하는 하나 이상의 호스트 교육 장치; 및 상기 하나 이상의 호스트 교육 장치 중 하나와 온라인 네트워크상에서 접속하는 이더넷, 시스템 운용을 위한 구동 프로그램을 저장하는 플래시 램(Flash RAM), 사용자 선택에 따른 비디오 및 오디오 신호를 저장하는 SDRAM, 외부의 마이크로부터 입력되는 아날로그 오디오 신호를 디지털 변환 처리하고 수신된 디지털 오디오 신호를 아날로그 오디오 신호로 변환 처리하여 외부의 스피커로 출력하는 오디오 코덱, 비디오 쿼드로부터 입력받은 비디오 신호를 외부의 모니터로 출력하는 비디오 인코더, CCD 카메라로부터 촬영되는 비디오 신호를 입력받아 비디오 쿼드로 출력하는 비디오 디코더, 비디오/오디오 코덱부로부터 입력되는 비디오 신호를 상기 비디오 인코더로 출력하고 상기 비디오 디코더로부터 입력되는 비디오 신호를 비디오/오디오 코덱부로 출력하며 사용자 선택에 따른 비디오 화면의 분할 기능을 수행하는 비디오 쿼드(Video Quad), 상기 오디오 코덱 및 비디오 쿼드로부터 입력되는 오디오 및 비디오 신호를 압축하여 상기 이더넷으로 출력하며 상기 이더넷을 통해 수신되는 비디오 및 오디오 신호의 압축을 복원한 후 오디오 신호는 상기 오디오 코덱으로 출력하고 비디오 신호는 상기 비디오 쿼드로 출력하는 비디오/오디오 코덱부, 원격 화상 교육의 시작 및 종료시간을 알리는 알람부, 사용자 선택에 따른 버튼 선택 신호를 감지하는 센서부, 외부장비의 USB 포트와 접속되는 USB 연결부, 상기 SDRAM에 저장되는 오디오 및 비디오 신호의 녹화를 제공하는 CD 및 DVD 라이트 및 상기 각 구성 모듈의 전체적인 제어를 수행하는 제어부를 구비한 학생이 사용하는 하나 이상의 게스트 교육 장치;를 포함하는 쌍방향 비디오 오디오 전송 시스템을 개시한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, IP 할당을 통한 실시간의 네트워크 접속이 가능하며, 원격지의 원어민 교사와 학생 간에 각각 분리 설치되어 일대일의 온라인 영상 언어 교육을 위한 시스템에 사용되는 임베디드 시스템의 교육 장치로서, 실시간으로 온라인 네트워크의 접속을 제공하는 이더넷; 시스템 운용을 위한 구동 프로그램을 저장하는 플래시 램(Flash RAM); 사용자 선택에 따른 비디오 및 오디오 신호를 저장하는 SDRAM; 외부의 마이크로부터 입력되는 아날로그 오디오 신호를 디지털 변환 처리하고 수신된 디지털 오디오 신호를 아날로그 오디오 신호로 변환 처리하여 외부의 스피커로 출력하는 오디오 코덱; 비디오 쿼드로부터 입력받은 비디오 신호를 외부의 모니터로 출력하는 비디오 인코더; CCD 카메라로부터 촬영되는 비디오 신호를 입력받아 비디오 쿼드로 출력하는 비디오 디코더; 비디오/오디오 코덱부로부터 입력되는 비디오 신호를 상기 비디오 인코더로 출력하고 상기 비디오 디코더로부터 입력되는 비디오 신호를 비디오/오디오 코덱부로 출력하며 사용자 선택에 따른 비디오 화면의 분할 기능을 수행하는 비디오 쿼 드(Video Quad); 상기 오디오 코덱 및 비디오 쿼드로부터 입력되는 오디오 및 비디오 신호를 압축하여 상기 이더넷으로 출력하며 상기 이더넷을 통해 수신되는 비디오 및 오디오 신호의 압축을 복원한 후 오디오 신호는 상기 오디오 코덱으로 출력하고 비디오 신호는 상기 비디오 쿼드로 출력하는 비디오/오디오 코덱부; 원격 화상 교육의 시작 및 종료시간을 알리는 알람부; 사용자 선택에 따른 버튼 선택 신호를 감지하는 센서부; 외부장비의 USB 포트와 접속되는 USB 연결부; 상기 SDRAM에 저장되는 오디오 및 비디오 신호의 녹화를 제공하는 CD 및 DVD 라이트; 및 상기 각 구성 모듈의 전체적인 제어를 수행하는 제어부;를 포함하는 교육 장치를 개시한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 쌍방향 비디오 오디오 전송 시스템을 설명하기 위해 나타낸 시스템 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 교육 시스템에서 원어민 그룹의 교사가 사용하는 호스트 교육 장치의 구성을 나타낸 기능블록도 이며, 도 3은 본 발명에 따른 교육 시스템에서 학원 그룹의 학생이 사용하는 게스트 교육 장치의 구성을 나타낸 기능블록도 이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 쌍방향 비디오 오디오 전송 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 호스트 교육 장치(100), 하나 이상의 게스트 교육 장치(200)를 포함하여 구성되며, 그 외의 구성으로서 관리자 모니터링 장치(300)가 포함될 수 있다.

또한, 상기 호스트 교육 장치(100)는 원어민 그룹의 원어민 교사가 사용하는 임베디드 시스템 장치로서, 영상과 음성의 압축, 전송, 복원이 모두 하드웨어 전용 칩에서 이루어질 수 있도록 구성되어 있으며, 상기 호스트 교육 장치(100)에는 주변 장비로서 마이크(11), 스피커(12), 모니터(13), CCD 카메라(14), 키보드(15), 퍼스널 컴퓨터(16), 리모콘(18)을 구성하며, 상기 CCD 카메라(14)는 2대가 사용됨이 바람직하며 도 5에 도시된 바와 같이 칠판(17)이 더 구성된다.

그리고, 상기 게스트 교육 장치(200)는 학원 그룹의 학생이 사용하는 임베디드 시스템 장치로서, 영상과 음성의 압축, 전송, 복원이 모두 하드웨어 전용 칩에서 이루어질 수 있도록 구성되어 있으며, 상기 게스트 교육 장치(200)에는 주변 장비로서 마이크(11), 스피커(12), 모니터(13), CCD 카메라(14), 키보드(15), 리모콘(18)을 구성한다.

상기 호스트 교육 장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 이더넷(101), 플래시 램(Flash RAM)(102), SDRAM(103), 오디오 코덱(104), 비디오 인코더(105), 비디오 디코더(106), 비디오 쿼드(Video Quad)(107), 비디오/오디오 코덱부(108), 알람부(109), 센서부(110), USB 연결부(111) 제어부(112)를 포함하여 구성된다.

상기 이더넷(101)은 실시간으로 온라인 네트워크의 접속을 제공하며, 플래시 램(102)은 시스템 운용을 위한 구동 프로그램을 저장하고, SDRAM(103)은 사용자 선택에 따른 비디오 및 오디오 신호를 저장하는 역할을 한다.

또한, 상기 오디오 코덱(104)은 외부의 마이크(11)로부터 입력되는 아날로그 오디오 신호를 디지털 변환 처리하고 수신된 디지털 오디오 신호를 아날로그 오디오 신호로 변환 처리하여 외부의 스피커(12)로 출력한다.

그리고, 상기 비디오 인코더(105)는 비디오 쿼드(107)로부터 입력받은 비디오 신호를 외부의 모니터(13)로 출력하며, 상기 비디오 디코더(106)는 CCD 카메라(14)로부터 촬영되는 비디오 신호를 입력받아 비디오 쿼드(107)로 출력한다.

또한, 상기 비디오 쿼드(107)는 상기 비디오/오디오 코덱부(108)로부터 입력되는 비디오 신호를 상기 비디오 인코더(105)로 출력하고 상기 비디오 디코더(106)로부터 입력되는 비디오 신호를 비디오/오디오 코덱부(108)로 출력하며 사용자 선택에 따른 비디오 화면의 분할 기능을 수행한다.

또한, 상기 비디오/오디오 코덱부(108)는 상기 오디오 코덱(104) 및 비디오 쿼드(107)로부터 입력되는 오디오 및 비디오 신호를 압축하여 상기 이더넷(101)으로 출력하며 상기 이더넷(101)을 통해 수신되는 비디오 및 오디오 신호의 압축을 복원한 후 오디오 신호는 상기 오디오 코덱(104)으로 출력하고 비디오 신호는 상기 비디오 쿼드(107)로 출력한다.

그리고, 상기 알람부(109)는 원격 화상 교육의 시작 및 종료시간을 사용자들에게 알리는 역할을 하고, 상기 센서부(110)는 사용자 선택에 따른 버튼 선택 신호를 감지하여 제어부(112)로 출력하는 역할을 한다. 이때, 상기 센서부(110)는 사용 자 선택에 따른 버튼 선택신호를 발생시키는 버튼을 포함하는 구성으로 이루어질 수도 있다.

또한, 상기 USB 연결부(111)는 키보드(15)와 오디오 파일 등의 USB 인터페이스 포트를 구비한 외부장비와 USB 포트로 접속되며, 상기 제어부(112)는 상기 호스트 교육 장치(100)의 각 구성 모듈의 전체적인 제어를 수행한다.

그리고, 상기 호스트 교육 장치(100)는 원어민 교사가 사용하는 외부 보조장치로서 USB 연결이 아닌 인터페이스를 갖는 장비와 연결되는 외부 인터페이스 접속부(113)와, 원어민 교사가 조작하는 리모콘(18)을 통해 송신되는 입력신호를 수신하는 무선 입력부(114)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 상기 게스트 교육 장치(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 이더넷(101), 플래시 램(102), SDRAM(103), 오디오 코덱(104), 비디오 인코더(105), 비디오 디코더(106), 비디오 쿼드(107), 비디오/오디오 코덱부(108), 알람부(109), 센서부(110), USB 연결부(111), 제어부(112), CD 및 DVD 라이트(201)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 게스트 교육 장치(200)는 학원 그룹의 학생이 사용하는 임베디드 시스템 장치로서, 상기 호스트 교육 장치(200)의 주요 구성과 동일한 구성에 대해서는 그 기능이 동일하므로 반복적인 상세한 설명은 생략한다.

상기 호스트 교육 장치(200)와 다른 구성으로 내장된 CD 및 DVD 라이트(201)는 상기 SDRAM(103)에 저장되는 오디오 및 비디오 신호의 녹음 또는 녹화를 제공하기 위한 구성으로, 사용자 선택에 따라 상기 SDRAM(103)에 저장되는 오디오 및 비 디오 신호를 CD 또는 DVD로 영상과 음성이 동시에 녹화되어 사용자 즉, 학생에게 지원된다.

그리고, 상기 게스트 교육 장치(200)는 학생이 조작하는 리모콘(18)을 통해 송신되는 입력신호를 수신하는 무선 입력부(114)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기와 같은 호스트 및 게스트 교육 장치(100, 200)는 상기 USB 연결부(111)를 통해 키보드(15)가 각각 접속되는 경우, 상기 키보드(15)를 입력수단으로 하는 채팅 기능을 제공한다.

또한, 상기 호스트 및 게스트 교육 장치(100, 200)는 고정 IP 또는 유동 IP가 할당되어 네트워크상에서 상호 인식하여 연결되며, 접속된 장치 간의 대역폭(Bandwidth)은 300Kbps 이상 정해진 대역폭이 유지되도록 함이 바람직하다.

이는, 상기 호스트 및 게스트 교육 장치(100, 200) 간의 상호 직접 접속을 제공하고, 일정 대역폭의 제공을 통해 양질의 화상 교육 서비스를 제공할 수 있게 된다. 이때, 만약 네트워크의 불안정으로 인해 화상 데이터와 음성 데이터의 동시 지원이 어려운 경우에는 음성 데이터의 전송을 우선적으로 제공하게 된다.

그리고, 상기 호스트 교육 장치(100)는 2개의 CCD 카메라(14)와 연결됨이 바람직하며, 원어민 교사의 영상을 촬영하는 비디오 신호와, 원어민 교사가 사용하는 칠판을 촬영하는 비디오 신호 및 퍼스널 컴퓨터(16)의 화면을 비디오 디코더(106)의 입력으로 하는 SVGA(Super Video Graphics array) 중 하나를 원어민 교사가 영상입력으로 선택하여 접속한 게스트 교육 장치(200)로 전송할 수 있도록 한다. 이는 원어민 교사가 수업을 진행하면서 학생의 이해도를 높이기 위하여 영상 입력을 선택적으로 바꿀 수 있도록 한 것이다.

또한, 상기 게스트 교육 장치(200)는 상기 SDRAM(103)에 저장되는 오디오 및 비디오 신호를 사용자, 즉 학생의 조작 선택에 따라 오디오 신호는 오디오 파일로 제공하고 오디오 및 비디오 신호는 동영상 파일로 저장하여 CD 및 DVD 라이트(201)를 통해 제공할 수 있다.

그리고, 상기 호스트 및 게스트 교육 장치(100)는 상기 마이크(11)와 스피커(12)를 내장 모듈로 포함하여 구성할 수도 있다.

한편, 상기 관리자 모니터링 장치(300)는 네트워크를 통해 연결되고 있는 상기 하나 이상의 호스트 교육 장치(100) 또는 게스트 교육 장치(200)들을 모니터링 하는 기능을 수행하며, 상기 관리자 모니터링 장치(300)는 네트워크상에서 접속된 호스트 교육 장치(100) 또는 게스트 교육 장치(200)들로부터 접속 시그널을 수신하여 접속 상태만을 카운트하여 관리하거나 혹은 상기 하나 이상의 호스트 교육 장치(100) 또는 게스트 교육 장치(200)들에 직접 연결되어 교육 내용을 점검 관리할 수 있도록 한다.

도 4는 본 발명에 따른 교육 시스템에서 사용하는 교육 장치의 다른 구성예를 나타낸 기능블록도 이다.

본 발명의 다른 구성 예를 보이는 교육 장치는 도 4에 도시된 바와 같이, IP 할당을 통한 실시간의 네트워크 접속이 가능하며, 원격지의 원어민 교사와 학생 간에 각각 분리 설치되어 일대일의 온라인 영상 언어 교육을 위한 시스템에 사용되는 임베디드 시스템의 교육 장치(100, 200)로서, 실시간으로 온라인 네트워크의 접속 을 제공하는 이더넷(101), 시스템 운용을 위한 구동 프로그램을 저장하는 플래시 램(102), 사용자 선택에 따른 비디오 및 오디오 신호를 저장하는 SDRAM(103)을 포함한다.

또한, 상기 교육 장치(100, 200)는 외부의 마이크(11)로부터 입력되는 아날로그 오디오 신호를 디지털 변환 처리하고 수신된 디지털 오디오 신호를 아날로그 오디오 신호로 변환 처리하여 외부의 스피커(12)로 출력하는 오디오 코덱(104), 비디오 쿼드(107)로부터 입력받은 비디오 신호를 외부의 모니터(13)로 출력하는 비디오 인코더(105), CCD 카메라(14)로부터 촬영되는 비디오 신호를 입력받아 비디오 쿼드(107)로 출력하는 비디오 디코더(106), 비디오/오디오 코덱부(108)로부터 입력되는 비디오 신호를 상기 비디오 인코더(105)로 출력하고 상기 비디오 디코더(106)로부터 입력되는 비디오 신호를 비디오/오디오 코덱부(108)로 출력하며 사용자 선택에 따른 비디오 화면의 분할 기능을 수행하는 비디오 쿼드(107)를 포함한다.

또한, 상기 교육 장치(100, 200)는 상기 오디오 코덱(104) 및 비디오 쿼드(107)로부터 입력되는 오디오 및 비디오 신호를 압축하여 상기 이더넷(101)으로 출력하며 상기 이더넷(101)을 통해 수신되는 비디오 및 오디오 신호의 압축을 복원한 후 오디오 신호는 상기 오디오 코덱(104)으로 출력하고 비디오 신호는 상기 비디오 쿼드(107)로 출력하는 비디오/오디오 코덱부(108)와, 원격 화상 교육의 시작 및 종료시간을 알리는 알람부(109)와, 사용자 선택에 따른 버튼 선택 신호를 감지하는 센서부(110)와, 외부장비의 USB 포트와 접속되는 USB 연결부(111)와, 상기SDRAM(103)에 저장되는 오디오 및 비디오 신호의 녹화를 제공하는 CD 및 DVD 라이 트(201) 및 상기 각 구성 모듈의 전체적인 제어를 수행하는 제어부(112)를 포함한다.

그리고, 상기 교육 장치(100, 200)는 원어민 교사가 사용하는 호스트로 설치되는 경우, USB 접속이 아닌 인터페이스를 갖는 장비와 연결되는 외부 인터페이스 접속부(113)와, 원어민 교사가 조작하는 리모콘(18)을 통해 송신되는 입력신호를 수신하는 무선 입력부(114)를 더 포함하여 구성되며, 상기 교육 장치(100, 200)가 학생이 사용하는 게스트로 설치되는 경우, 학생이 조작하는 리모콘(18)을 통해 송신되는 입력신호를 수신하는 무선 입력부(114)를 더 포함하는 구성으로 이루어진다.

또한, 상기 교육 장치(100, 200)는 상기 USB 연결부(111)를 통해 키보드(15)가 접속되는 경우, 상기 키보드(15)를 입력수단으로 하는 채팅 기능을 제공하며, 또한 상기 교육 장치(100, 200)는 상기 SDRAM(103)에 저장되는 오디오 및 비디오 신호를 사용자의 조작 선택에 따라 오디오 신호는 오디오 파일로 제공하고, 오디오 및 비디오 신호는 동영상 파일로 제공한다.

그리고, 상기 교육 장치(100, 200)는 마이크(11)와 스피커(12)를 내장 모듈로 포함하여 구성할 수도 있다.

그러면, 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 쌍방향 비디오 오디오 전송 시스템의 동작과정에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 쌍방향 비디오 오디오 전송 시스템의 사용예를 보여주는 참고도이고, 도 6은 본 발명에 따른 교육 시스템의 각 교육 장치가 적용 설치되는 콜센터 또는 학원의 배치구조의 예를 나타낸 참고도이다.

먼저, 학생이 사용하게 될 게스트 교육 장치(200)는 도 6에 도시된 바와 같은 배치구조를 가지는 전용 학원 내의 개별 룸에 설치되고, 원어민 교사가 사용하게 될 호스트 교육 장치(100)는 도 6에 도시된 바와 같은 배치구조를 가지는 콜센터의 개별 룸에 설치한다. 이때, 학생이 사용하는 게스트 교육 장치(200)는 전용 학원 내의 개별 룸만 아니라, 개별적으로 자신의 집에 설치하여 사용할 수도 있다.

상기의 하나 이상의 호스트 교육 장치(100)와 하나 이상의 게스트 교육 장치(200)는 도 1에 도시된 바와 같이 네트워크를 통해 접속이 이루어지게 되며, 상기 호스트 교육 장치(100)와 게스트 교육 장치(200)는 고정 IP가 할당되어 각 장치의 구동시 해당하는 특정 교육 장치(100, 200) 간에 네트워크상에서 자동으로 직접 연결이 이루어지게 된다.

이때, 상기 교육 장치(100, 200)들에는 고정 IP 뿐만 아니라 유동 IP가 할당되어 연결될 수도 있으며, 이 경우에는 DDNS(Dynamic Domain Naming System) 서버(미도시)를 이용하여 자동으로 접속하기도 한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 특정의 호스트 교육 장치(100)와 게스트 교육 장치(200)가 네트워크를 통해 1:1 접속이 이루어지게 되면, 각 교육 장치(100, 200)를 사용하는 원어민 교사와 학생은 마이크(11), 스피커(12), 모니터(13), CCD 카메라(14), 키보드(15), 퍼스널 컴퓨터(16), 칠판(17), 리모콘(18) 등의 주변 장비를 활용하여 원격 화상의 수업을 진행하게 된다.

먼저, 마이크(11)를 통해 입력된 원어민 교사의 음성은 오디오 코덱(104)으로 입력되고, 상기 오디오 코덱(104)은 입력되는 원어민 교사의 아날로그 오디오 신호를 디지털 변환 처리하여 비디오/오디오 코덱부(108)로 출력한다.

그리고, CCD 카메라(14)를 통해 촬영된 원어민 교사의 영상은 비디오 디코더(106)로 출력되고, 상기 비디오 디코더(106)는 상기 CCD 카메라(14)로부터 입력되는 영상 신호를 비디오 쿼드(107)로 출력하고, 상기 비디오 쿼드(107)는 상기 비디오 디코더(106)로부터 입력되는 영상 신호를 상기 비디오/오디오 코덱부(108)로 출력한다.

이때, 상기 원어민 교사는 자신을 촬영하는 카메라, 칠판을 입력으로 받는 카메라, PC 화면을 입력으로 하는 SVGA 중 하나의 영상입력을 선택하여 학생에게 보내게 된다. 이는 원어민 교사가 수업을 진행하면서 학생의 이해도를 높이기 위해 영상입력을 선택적으로 바꿀 수 있도록 한다.

이어서, 상기 비디오/오디오 코덱부(108)는 입력된 상기 원어민 교사의 음성 신호와 영상 신호를 압축하여 이더넷(101)을 통해 접속한 상대편의 게스트 교육 장치(200)로 전송한다.

다음, 해당 게스트 교육 장치(200)의 이더넷(101)은 상대편의 호스트 교육 장치(100)로부터 전송된 압축된 음성 및 영상 신호를 입력받아 비디오/오디오 코덱부(108)로 출력한다.

이어서, 압축된 음성 및 영상 신호를 입력받은 상기 비디오/오디오 코덱 부(108)는 압축을 복원한 후 오디오 신호는 오디오 코덱(104)으로 출력하고, 상기 오디오 코덱(104)은 입력받은 디지털 오디오 신호를 변환 처리하여 스피커(12)로 출력한다.

그리고, 상기 비디오/오디오 코덱부(108)는 압축을 복원한 비디오 신호를 비디오 쿼드(107)로 출력하고, 상기 비디오 쿼드(107)는 입력되는 비디오 신호를 비디오 인코더(105)로 출력하며, 상기 비디오 인코더(106)는 입력되는 비디오 신호, 즉 원어민 교사가 송출한 영상 신호를 모니터(13)를 통해 제공하게 된다.

한편, 학생이 사용하는 게스트 교육 장치(200)에서의 영상 및 음성 신호의 전송 과정은 상술한 바와 같은 과정과 동일하게 이루어지므로 그 자세한 동작과정은 생략한다.

상기와 같이 원어민 교사와 학생 간에 원격 화상의 수업이 진행되는 도중, 학생이 원어민 교사의 음성을 녹음하기 위해 리모콘(18) 또는 키보드(15)의 조작을 통해 녹음 버튼을 누르면 진행되고 있는 수업의 음성 녹음이 시작되고, 그 오디오 신호는 SDRAM(103)에 저장된다.

여기서, 상기 녹음의 종료는 종료 버튼을 선택하거나, 수업시간이 끝나면 자동으로 종료되며, 녹음된 음성 파일은 오디오 파일로 지원이 이루어지게 되고, USB 연결부(111)의 접속을 통해 메모리 스틱이나 오디오 파일 플레이어를 사용하여 백업(Backup) 받을 수 있게 된다.

또한, 학생은 영상과 음성을 동시에 녹화할 수도 있으며, 이때 영상과 음성을 동시에 녹화하기 위해 리모콘(18) 또는 키보드(15)의 조작을 통해 녹화 버튼을 누르게 되면 진행되고 있는 원격 화상 수업의 녹화가 시작된다.

이때, 상기 녹화된 파일은 동영상 파일로 지원이 되고, 여기서 녹화된 동영상 파일은 CD 및 DVD 라이트(201)를 통해 삽입되는 공 CD 또는 공 DVD에 라이팅(Writing)되어 학생에게 제공된다.

그리고, 학생과 원어민 교사는 상기 키보드(15)를 이용한 채팅(Chatting)으로 수업을 진행할 수도 있으며, 또한 리모콘(18)의 조작을 통해 모니터(13)에 제공되는 화면을 분할하여 제공받을 수도 있다.

또한, 수업중 원어민 교사가 내는 문제를 학생이 바로 풀고, 그에 대한 문제 풀이를 할 수도 있다. 예를 들면, 원어민 교사가 문제를 내고 학생이 센서부(110)에 포함된 복수의 버튼 중 하나를 선택하여 신호를 전송하는 방식으로 진행이 이루어질 수 있다.

이어서, 수업의 종료시간이 되면 상기 호스트 교육 장치(100)와 게스트 교육 장치(200)에 각각 설치된 알람부(109)의 구동으로 원어민 교사와 학생에게 수업의 종료를 알리게 되며, 이후 상기 호스트 교육 장치(100)와 게스트 교육 장치(200) 간의 네트워크 접속이 자동 해제되고 진행중인 원격 화상의 수업이 종료된다.

한편, 관리자 모니터링 장치(300)는 상기 하나 이상의 호스트 또는 게스트 교육 장치(100, 200)를 모니터링 하기 위해 설치된 것으로서, 네트워크상에서 접속된 호스트 또는 게스트 교육 장치(100, 200)로부터 접속 시그널을 수신하여 접속 상태만을 카운트하여 관리한다. 이는 정상적으로 학생과 원어민 교사 간에 수업이 진행되었는지를 네트워크로 확인하기 위한 것이다.

한편, 상기 관리자 모니터링 장치(300)는 상기 하나 이상의 호스트 또는 게스트 교육 장치(100, 200)에 네트워크가 아닌 직접 연결되어 교육 내용을 점검하고 관리할 수 있도록 설치할 수도 있다.

예를 들면, 하나 이상의 호스트 또는 게스트 교육 장치(100, 200)가 설치된 각각의 룸에 모니터를 설치하는 방식으로 구현될 수도 있다.

이상에서 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 쌍방향 비디오 오디오 전송 시스템에 의하면, 원격지의 원어민 교사가 사용하는 교육 장비와 학생이 사용하는 교육 장비가 서버를 이용한 중계 접속 방식이 아닌 교육 장비 간 IP 인식의 1:1 직접 연결 방식으로 네트워크상에서 실시간으로 접속되어 교사와 학생이 화상 대화와 같은 방법으 로 화상 교육을 진행하는 것이 가능하도록 해줌으로써 양질의 원어민 화상 교육을 손쉽게 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 학생 입장에서는 해외유학이나 어학연수를 떠나지 않고서도 원어민 교사의 실시간 화상 교육을 제공받고, 그에 따른 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 학생은 선생님의 모습과 음성을 고화질 풀 스크린(FULL SCREEN)과 고음질로 제공받고 대화할 수 있게 됨에 따라 마치 옆에 있는 것과 같은 수업 효과를 제공받으며, 또한 수업 내용의 선택적인 녹음 및 녹화 기능을 통해 오디오 파일 또는 CD/DVD 라이터로 수업 내용을 백업(Backup) 받음으로써 수업 후에도 최상의 복습 효과를 제공받을 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 각 교육 장치는 임베디드 시스템으로 영상 및 음성의 압축, 전송, 복원이 모두 하드웨어 전용 칩(CHIP)에서 구현되는 구성으로 고음질 및 고화질의 제공은 물론, 네트워크상에서 바이러스(virus)가 침입할 수 없어 보안상의 문제가 없으며, 최대한의 안정성이 확보되는 효과를 제공한다.

Claims (14)

1. 실시간으로 온라인 네트워크의 접속을 제공하는 이더넷, 시스템 운용을 위한 구동 프로그램을 저장하는 플래시 램(Flash RAM), 사용자 선택에 따른 비디오 및 오디오 신호를 저장하는 SDRAM, 외부의 마이크로부터 입력되는 아날로그 오디오 신호를 디지털 변환 처리하고 수신된 디지털 오디오 신호를 아날로그 오디오 신호로 변환 처리하여 외부의 스피커로 출력하는 오디오 코덱, 비디오 쿼드로부터 입력받은 비디오 신호를 외부의 모니터로 출력하는 비디오 인코더, CCD 카메라로부터 촬영되는 비디오 신호를 입력받아 비디오 쿼드로 출력하는 비디오 디코더, 비디오/오디오 코덱부로부터 입력되는 비디오 신호를 상기 비디오 인코더로 출력하고 상기 비디오 디코더로부터 입력되는 비디오 신호를 비디오/오디오 코덱부로 출력하며 사용자 선택에 따른 비디오 화면의 분할 기능을 수행하는 비디오 쿼드(Video Quad), 상기 오디오 코덱 및 비디오 쿼드로부터 입력되는 오디오 및 비디오 신호를 압축하여 상기 이더넷으로 출력하며 상기 이더넷을 통해 수신되는 비디오 및 오디오 신호의 압축을 복원한 후 오디오 신호는 상기 오디오 코덱으로 출력하고 비디오 신호는 상기 비디오 쿼드로 출력하는 비디오/오디오 코덱부, 원격 화상 교육의 시작 및 종료시간을 알리는 알람부, 사용자 선택에 따른 버튼 선택 신호를 감지하는 센서부, 외부장비의 USB 포트와 접속되는 USB 연결부 및 상기 각 구성 모듈의 전체적인 제어를 수행하는 제어부를 구비한 원어민 교사가 사용하는 하나 이상의 호스트 교육 장치; 및

   상기 하나 이상의 호스트 교육 장치 중 하나와 온라인 네트워크상에서 접속하는 이더넷, 시스템 운용을 위한 구동 프로그램을 저장하는 플래시 램(Flash RAM), 사용자 선택에 따른 비디오 및 오디오 신호를 저장하는 SDRAM, 외부의 마이크로부터 입력되는 아날로그 오디오 신호를 디지털 변환 처리하고 수신된 디지털 오디오 신호를 아날로그 오디오 신호로 변환 처리하여 외부의 스피커로 출력하는 오디오 코덱, 비디오 쿼드로부터 입력받은 비디오 신호를 외부의 모니터로 출력하는 비디오 인코더, CCD 카메라로부터 촬영되는 비디오 신호를 입력받아 비디오 쿼드로 출력하는 비디오 디코더, 비디오/오디오 코덱부로부터 입력되는 비디오 신호를 상기 비디오 인코더로 출력하고 상기 비디오 디코더로부터 입력되는 비디오 신호를 비디오/오디오 코덱부로 출력하며 사용자 선택에 따른 비디오 화면의 분할 기능을 수행하는 비디오 쿼드(Video Quad), 상기 오디오 코덱 및 비디오 쿼드로부터 입력되는 오디오 및 비디오 신호를 압축하여 상기 이더넷으로 출력하며 상기 이더넷을 통해 수신되는 비디오 및 오디오 신호의 압축을 복원한 후 오디오 신호는 상기 오디오 코덱으로 출력하고 비디오 신호는 상기 비디오 쿼드로 출력하는 비디오/오디오 코덱부, 원격 화상 교육의 시작 및 종료시간을 알리는 알람부, 사용자 선택에 따른 버튼 선택 신호를 감지하는 센서부, 외부장비의 USB 포트와 접속되는 USB 연결부, 상기 SDRAM에 저장되는 오디오 및 비디오 신호의 녹화를 제공하는 CD 및 DVD 라이트 및 상기 각 구성 모듈의 전체적인 제어를 수행하는 제어부를 구비한 학생이 사용하는 하나 이상의 게스트 교육 장치; 및

   상기 하나 이상의 호스트 또는 게스트 교육 장치를 모니터링 하는 관리자 모니터링 장치를 더 포함하되, 상기 관리자 모니터링 장치는 상기 하나 이상의 호스트 또는 게스트 교육 장치에 직접 연결되어 교육 내용을 점검 관리하는 것을 특징으로 하는 쌍방향 비디오 오디오 전송 시스템.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 호스트 교육 장치는 외부 보조 장비와 연결되는 외부 인터페이스 접속부; 및

   원어민 교사가 조작하는 리모콘을 통해 송신되는 입력신호를 수신하는 무선 입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 쌍방향 비디오 오디오 전송 시스템.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 게스트 교육 장치는 학생이 조작하는 리모콘을 통해 송신되는 입력신호 를 수신하는 무선 입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 쌍방향 비디오 오디오 전송 시스템.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 호스트 및 게스트 교육 장치는 상기 USB 연결부를 통해 키보드가 각각 접속되는 경우, 상기 키보드를 입력수단으로 하는 채팅 기능을 제공하는 것을 특징으로 하는 쌍방향 비디오 오디오 전송 시스템.
6. 제 1항 또는 제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 호스트 및 게스트 교육 장치는 고정 IP 또는 유동 IP가 할당되어 네트워크상에서 상호 인식하여 연결되며, 접속된 장치 간의 대역폭(Bandwidth)은 지정된 범위의 특정 대역폭으로 유지되도록 함을 특징으로 하는 쌍방향 비디오 오디오 전송 시스템.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 호스트 교육 장치는 2개의 CCD 카메라와 연결되며, 원어민 교사의 영상을 촬영하는 비디오 신호와, 원어민 교사가 사용하는 칠판을 촬영하는 비디오 신호 및 퍼스널 컴퓨터의 화면을 입력으로 하는 SVGA(Super Video Graphics array) 중 하나를 영상입력으로 선택하여 접속한 게스트 교육 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 쌍방향 비디오 오디오 전송 시스템.
8. 제 6항에 있어서,

   상기 게스트 교육 장치는, 상기 SDRAM에 저장되는 오디오 및 비디오 신호를 사용자의 조작 선택에 따라 오디오 신호는 오디오 파일로 제공하며, 오디오 및 비디오 신호는 동영상 파일로 제공하는 것을 특징으로 하는 쌍방향 비디오 오디오 전송 시스템.
9. 제 6항에 있어서,

   상기 호스트 및 게스트 교육 장치는 마이크와 스피커를 내장 모듈로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 쌍방향 비디오 오디오 전송 시스템.
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제

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