KR101077005B1 - 전자펜을 이용한 필기 인식 시스템 - Google Patents

전자펜을 이용한 필기 인식 시스템 Download PDF

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이정태
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Abstract

본 발명은 전자펜을 이용한 필기 인식 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프로젝터로 투사된 스크린 영역 상에서 전자펜을 이용해 판서하는 경우 상기 전자펜에 형성된 압전센서에 의해 위치를 판독하고 필기를 인식하여 특정 문자체로 변환하고 변환된 내용을 다시 프로젝터로 투사할 수 있고, 상기 인식된 필기 내용의 문자체를 자유롭게 변경할 수 있는 전자펜을 이용한 필기 인식 시스템에 관한 것이다.
전자펜, 프로젝터, 필기, 인식, 문자

Description

전자펜을 이용한 필기 인식 시스템 {Writing Discernment System Using Electric Pen}
본 발명은 전자펜을 이용한 필기 인식 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프로젝터로 투사된 스크린 영역 상에서 전자펜을 이용해 판서하는 경우 상기 전자펜에 형성된 압전센서에 의해 위치를 판독하고 필기를 인식하여 특정 문자체로 변환하고 변환된 내용을 다시 프로젝터로 투사할 수 있고, 상기 인식된 필기 내용의 문자체를 자유롭게 변경할 수 있는 전자펜을 이용한 필기 인식 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 오프라인 상에서 강의자가 수업을 진행하는 경우 필기가 필요한 경우 필기도구를 이용하여 칠판이나 보드에 필요한 내용을 판서하는 방법을 사용한다.
그러나, 일반적으로 강의자는 강의 자료를 프로젝터를 이용해 칠판이나 별도의 스크린 상에 투사시켜 강의를 수행하고 있으며, 필기를 하기 위해서는 프로젝터 가 투사되고 있지 않은 칠판 영역을 이용하여야 하거나, 프로젝터의 작동을 정지시켜야 하는 불편이 있었다.
또한, 칠판이나 보드에 필기한 내용을 후에 다시 학습하기 위해서는 강의자가 필기한 내용을 노트에 기재하여야 하고, 이로 인해 강의에 대한 집중력이 떨어지고, 필기내용을 노트에 기재하지 않을 경우 복습이 매우 어려운 문제가 있었다.
그리고 강의자가 악필인 경우 학습자가 글씨를 분간하기 어렵기 때문에 학습자로부터 잦은 질의가 발생하고 집중도 역시 떨어지는 문제가 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써 본 발명의 목적은 프로젝터로 투사된 스크린 영역 상에서 강의자가 전자펜을 이용해 판서하는 경우 상기 전자펜에 형성된 압전센서에 의해 필기를 인식하고 위치를 판독하여 필기된 내용을 저장하고, 학습자가 상기 인식된 필기 내용의 글자체를 자유롭게 변경할 수 있는 전자펜을 이용한 필기 인식 시스템을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 전자펜을 이용한 필기 인식 시스템은 압전센서를 구비한 전자펜과 투사되는 스크린 영역을 좌표로 이용하고, 상기 전자펜의 압전센서로부터 센싱된 정보로부터 위치를 판독하고, 필기 내용을 인식하는 프로젝터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 전자펜은 필기시 상기 압전센서로부터 발생한 전위신호를 변위신호로 변환하는 압전센서와 상기 변환된 변위신호를 무선으로 프로젝터로 송신하는 무선송신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 프로젝터는 상기 압전센서로부터 전송된 변위신호를 수신하는 무선수신부와 프로젝터가 투사하는 스크린 영역으로 좌표를 설정하는 좌표설정부와 상기 수신된 변위신호로부터 전자펜의 위치를 판독하고 필기된 내용을 인식하여 문자로 변환하는 문자변환부와 싱기 변환된 문자를 스크린에 투사되도록 제어하는 문 자출력 제어부 및 상기 인식된 필기 내용을 저장하는 메모리를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 문자변환부는 상기 변위신호를 통한 상대좌표값을 절대좌표값으로 변환시켜 전자펜의 위치를 판독하는 위치판독모듈과 상기 수신된 변위신호로 형성된 필기내용을 지정된 서체의 문자로 변환하는 문자변환모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 문자변환모듈은 변위신호로 형성된 문자데이터와 메모리에 저장된 문자와 비교하여 일치하는 문자를 추출하여 변환하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 문자변환모듈은 상기 메모리에 각 서체의 문자 코드를 저장하여상기 변환되는 문자의 서체를 임의대로 변경할 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 전자펜을 이용한 필기 인식 시스템은 강의자가 필기하는 내용이 프로젝터에 자동 저장될 뿐만 아니라, 강의자가 악필이라 하더라도 특정 서체로 변환된 문자를 실시간으로 투사시켜 학습자가 필기내용을 쉽게 이해할 수 있어서 강의의 집중도를 높일 수 있는 탁월한 효과가 발생한다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명 하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필기 인식 시스템을 개략적으로 도시한 시스템 구성도이고, 도 2는 도 1의 상세 블럭도이다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명에 따른 필기 인식 시스템은 압전센서를 구비한 전자펜(10)과 투사되는 스크린 영역을 절대 좌표로 이용하고, 상기 전자펜의 압전센서로부터 센싱된 정보를 이용하여 위치를 판독하여 필기 내용을 인식하는 프로젝터(20)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 프로젝터(20)는 각종 파일을 투사부를 통해 스크린에 투사하는 기본 구성을 포함하고 있으며, 상기 프로젝터의 기본구성은 본 발명의 통상의 지식을 가진자에게 자명할 뿐만 아니라 본 발명의 핵심에서 벗어나는 부분이므로 구체적인 설명은 생략하고, 프로젝터의 구성 중 본 발명의 특징과 관련되는 핵심 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
상기 전자펜(10)은 필기시 상기 압전센서로부터 발생한 전위신호를 변위신호로 변환하는 압전센서(110)와 상기 변환된 변위신호를 무선으로 프로젝터로 송신하는 무선송신부(120)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 압전센서(110)는 전자펜의 펜촉부분에 형성될 수 있으며, 강의자가 필기시 압전센서가 가압되면 전위차가 발생하고, 상기 발생된 전위차 신호를 변위신호로 변환하여 무선송신부(120)를 통해 프로젝터(20)로 전송한다.
그리고, 상기 프로젝터(20)는 상기 압전센서(110)로부터 전송된 변위신호를 수신하는 무선수신부(210)와 배경이되는 좌표를 설정하는 좌표 설정부(220)와 상기 수신된 변위신호로부터 좌표를 인식하고 상기 변위신호를 문자로 변환하는 문자변환부(230)와 변환된 문자를 프로젝터를 통해 투사되도록 제어하는 문자출력 제어부 (240)및 메모리(250)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 전자펜의 무선송신부(110)와 프로젝터의 무선수신부(210)는 적외선 통신, 블루투스 등 통상의 무선 통신 방법이 적용될 수 있다.
그리고 상기 좌표 설정부(220)는 프로젝터가 투사되는 스크린 영역의 경계를 절대 좌표로 설정하는 프로그램을 구비할 수 있다.
따라서, 프로젝터에서 투사되는 스크린의 크기에 따라 절대좌표가 결정된다. 결국, 도 3과 같이 프로젝터가 투사되는 영역의 경계(모서리 4부분)가 절대 좌표의 기준위치가 될 수 있다.
상기 문자변환부(230)는 투사되는 스크린 영역 상에서 움직이는 전자펜(10)으로부터 변위신호가 수신되면 상기 변위신호를 상대좌표값에서 절대좌표값으로 변환시켜 전자펜의 위치를 판독하고, 상기 수신된 변위신호로 형성된 문자데이터를 지정된 서체의 문자로 변환하는 역할을 담당한다.
보다 구체적으로, 상기 압전센서(110) 내부에 트랙볼 마우스와 같은 좌표설정장치가 구비되어 상대적인 좌표를 설정해 주게 된다.
여기서, 전자펜(110)을 이용하여 투사되는 스크린 영역에 필기시, 전자펜(110)의 움직임에 따라 스크린 영역에서 마우스 포인터와 같은 핀포인터가 이동하면서 상대좌표값이 설정되며, 설정된 상대좌표값을 가지는 변위신호는 무선송신부(110)를 통해 프로젝터(20)로 전송되게 된다.
프로젝터(20)에서는 전자펜(110)으로부터 전송된 상대좌표값을 가지는 변위신호를 수신하며, 좌표 설정부(220)는 수신된 변위신호가 가지는 상대좌표값을 설정된 절대좌표 상에 매핑시켜 절대좌표값으로 변환하게 된다.
그리고, 문자변환부(230)는 전자펜(110)의 움직임에 따른 절대좌표값에 따라 형성되는 형태를 기저장된 문자코드와 대응시켜 변환시켜 줄 수 있다.
여기서, 전자펜의 위치 판독 방법은 통상의 마우스의 위치 판독 방법과 동일하므로 보다 구체적인 설명은 생략하기로 하며, 통상의 마우스는 디스플레이 화면 상에서만 이동하므로 디스플레이 화면 밖에서의 움직임에 대한 설명은 생략하기로 한다.
상술한 방법을 적용하면, 강의자가 전자펜(110)을 스크린 영역 상에서 필기를 할 경우, 전자펜(110)의 이동에 따라 변위신호 역시 일정한 궤적으로 이동하게 되고, 상기 이동된 변위신호가 특정 패턴을 가진 문자데이터를 형성하게 된다.
이때, 프로젝터(20)의 문자변환부(230)는 상기 특정 패턴의 문자데이터에 일치하는 문자를 메모리로부터 추출하여 문자로 변환하게 된다.
여기서, 글자, 숫자, 기호 등 필기로 표현되는 모든 형태를 문자로 정의하기로 한다.
예를 들어, "
Figure 112009046797769-pat00001
" 문자가 전자펜에 의해 입력되어 수신된 경우 "전"자의 경우 상기 문자변환부가 문자변환 알고리즘을 이용하여 자음인 "ㅈ"와 모음인 "ㅓ"와 자음인 "ㄴ"의 조합으로 인식하여 "전"으로 변환한다.
여기서, 문자변환 알고리즘은 필기된 문자를 분석하여 일치하는 문자를 메모리에 저장된 문자 중에서 추출하여 변환하는 알고리즘으로 본 발명의 통상의 지식을 가진자에게 자명한 사항이므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
또한, 상기 문자 변환부(230)는 상기 인식된 문자를 설정된 특정 서체로 변환할 수 있으며, 변환된 서체를 다른 서체로 다양하게 변환할 수 있다. 이를 위해, 문자 변환부는 메모리에 다양한 서체 별 문자를 저장할 수 있다.
상기와 같이 변환된 문자는 프로젝터의 문자출력 제어부(240)의 제어를 통해 스크린에 투사된다. 상기 문자출력 제어부(240)는 강의자료 상에 필기한 경우 변환된 문자를 상기 강의자료와 동기화하여 투사되도록 제어할 수 있다.
즉, 강의자가 필기하는 내용을 전자펜으로부터 입력받아 프로젝터에서 실시간으로 문자로 변환하여 출력할 수 있다.
이를 통해, 강의자가 악필이라하더라도 특정 서체의 문자로 실시간 변환하여 출력시켜 학습자가 내용을 쉽게 확인할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필기 인식 저장 방법에 대해 살펴보기로 한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필기 인식 저장 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 먼저 프로젝터(20)를 대상면에 투사하여 스크린을 형성한다.(S110)
여기서, 상기 대상면이란 프로젝터가 투사되어 디스플레이되는 칠판, 보드, 벽면 등의 면을 의미하고, 상기 스크린은 프로젝터가 투사되는 전체 영역을 의미한다.
여기서, 강의자료 파일 상에 필기를 할 경우 강의자료를 활성화시키고, 강의자료가 아닌 빈 공간에 강의자가 필기를 할 경우는 빈 스크린 상에서 필기하게 된다.
상기 프로젝터(20)가 프로세서를 내장할 경우 프로젝터에 저장된 강의자료가 활성화될 수 있으며, 프로세서가 내장되지 않은 경우 외부 컴퓨터 단말과 연결되어 컴퓨터 단말에 저장된 강의자료가 활성화될 수 있다.
프로젝터(20)가 대상면에 투사되면 좌표 설정부(220)는 상기 스크린의 크기를 감지하여 절대 좌표를 설정한다.(S120)
상기 좌표 설정부(220)는 상기 스크린의 테두리(모서리 4곳)를 기준점으로 절대좌표를 설정하는 프로그램에 의해 좌표를 설정한다.
이어서, 강의자가 상기 스크린 상에 전자펜(10)을 이용하여 필기를 하면 프로젝터는 전자펜의 압전센서(110)로부터 변위신호를 수신받는다.(S130)
보다 구체적으로, 강의자가 스크린 상에 전자펜으로 필기를 하면 전자펜의 가해진 압력에 의해 전위차가 발생하고, 압전센서(110)가 상기 전위차를 변위신호로 변환한다. 상기 변환된 변위신호는 전자펜의 무선송신부(120)를 통해 프로젝터(20)로 무선으로 송신된다. 여기서, 상기 변위신호는 강의자가 필기를 하는 동안 연속적인 신호를 생성하고 상기 변위신호가 모여서 의미를 가지는 문자 데이터를 형성하게된다.
변위신호가 수신되면 프로젝터의 문자변환부(230)가 스크린의 절대좌표 상의 전자펜의 위치를 판독하여 문자를 인식한다.(S140)
보다 구체적으로, 상기 문자변환부(230)는 상기 변위신호에 의한 전자펜의 상대좌표를 좌표설정부(220)가 제공하는 절대좌표에 맞는 절대좌표값으로 변환하여 위치를 판독하고, 연속적인 변위신호 값이 문자데이터를 형성하게 되고 이를 통해 문자를 인식한다.
이어서, 상기 문자데이터와 일치하는 문자를 메모리(250)로부터 추출하여 문자로 변환하게 된다.(S150)
여기서, 변환되는 문자는 미리 지정된 서체(예를 들어, 바탕체)로 변환되고 사용자가 원하는 다양한 서체로 변환할 수 있다.
이어서, 상기 변환된 문자가 프로젝터의 문자출력 제어부(240)에 의해 실시 간으로 투사된다.(S160)
만일 강의자의 문자데이터가 문자로 변환할 수 없을 정도로 식별이 불가능한 경우에는 필기된 문자데이터 그대로 출력된다.
상기와 같이 문자를 인식하고 강의자의 필기가 종료한 경우 필기된 내용을 저장한다.(S170)
만일 강의자료 상에 필기된 경우 강의자료 파일 상에 필기된 내용이 저장되고, 빈 스크린 상에 필기된 경우 별도의 파일로 저장될 수 있다.
상기과 같이 강의자가 필기한 내용이 자동 저장되므로 학습자는 노트에 필기할 필요가 없으며, 필기로 인해 집중력이 떨어지는 문제없이 수업에 집중할 수 있으며, 프로젝터로 강의자료가 투사되는 강의자료 파일 상에 필기된 내용이 저장되므로 학습자는 복습시 매우 유용하게 활용할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
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도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필기 인식 시스템을 개략적으로 도시한 시스템 구성도이고, 도 2는 도 1의 상세 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 좌표 설정을 도시한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필기 인식 저장 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.

Claims (6)

  1. 투사되는 스크린 영역 상에서 필기시 상대좌표를 설정하는 좌표설정장치와, 필기시 움직임에 따라 발생하는 전위신호를 변위신호로 변환하는 압전센서와, 상기 변환된 변위신호를 무선으로 프로젝터로 송신하는 무선송신부를 포함하는 전자펜;
    상기 스크린 영역의 경계를 절대좌표의 기준으로 설정하는 프로그램이 구비된 좌표설정부와,
    상기 압전센서로부터 전송된 상기 전자펜의 필기시 움직임에 따른 변위신호를 수신하는 무선수신부와,
    상기 전자펜으로부터 전송되는 변위신호의 상대좌표값을 절대좌표값으로 변환시켜 상기 전자펜의 위치를 판독하는 위치판독모듈과, 상기 변위신호로 형성된 필기내용을 인식하여 지정된 서체의 문자로 변환하는 문자변환모듈을 포함하는 문자변환부와,
    상기 문자변환부를 통해 변환된 문자를 스크린에 투사되도록 제어하는 문자출력 제어부와,
    상기 인식된 필기 내용을 저장하는 메모리를 포함하는 프로젝터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자펜을 이용한 필기 인식 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 문자변환모듈은,
    변위신호로 형성된 문자데이터와 메모리에 저장된 문자와 비교하여 일치하는 문자를 추출하여 변환하는 것을 특징으로 하는 전자펜을 이용한 필기 인식 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 문자변환모듈은,
    상기 메모리에 각 서체의 문자 코드를 저장하여 상기 변환되는 문자의 서체를 임의대로 변경할 수 있는 것을 특징으로 하는 전자펜을 이용한 필기 인식 시스템.
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