KR101207375B1 - 수식 컨텐츠 관리 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수식 컨텐츠 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 수식 컨텐츠 관리 시스템 및 방법은, 입력된 자료를 분석하여 문제, 선택항목, 정답, 해설 중 적어도 하나로 분류하고, 상기 문제, 선택항목, 정답, 해설 중 적어도 하나에 포함된 수식을 추출하며, 상기 추출된 각 포맷의 수식을 범용 에디터 포맷의 수식으로 변환하고, 상기 범용 에디터 포맷으로 변환된 수식을 상기 수식이 추출된 해당 문제, 선택항목, 정답, 해설 중 적어도 하나와 링크하여 수식 컨텐츠를 관리하는 것을 특징으로 한다.

Description

수식 컨텐츠 관리 시스템 및 방법 {System and method for managing mathematical contents}

본 발명은 수식 컨텐츠 관리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수학이나 물리 등과 같이 수식을 포함하는 컨텐츠를 범용 에디터 포맷으로 변환하여 효율적으로 관리하고 웹 상에서 일반 사용자들에게 제공할 수 있는 수식 컨텐츠 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.

현재 학교 시험이나 모의고사 등에서 사용되는 대부분의 교육용 컨텐츠들은 '아래한글' 워드프로세서(word processor)로 작성되고 있다. 그러나, 수학이나 물리, 화학 등과 같이 수학식이나 화학식 등(이하 '수식'이라 함)을 포함하는 과목에 있어서는, '아래한글', 'MS 워드' 등과 같은 워드프로세서에서 작성된 수식의 포맷이 일정하지 않고 또한 데이터베이스화 하기 어렵기 때문에, 현재는 주로 수식을 포함하는 컨텐츠(이하 '수식 컨텐츠'라 함)를 파일 형태로만 이용하고 있는 실정이다.

다시 말해, 수식을 포함하지 않는 일반적인 텍스트로 작성된 교육용 컨텐츠의 경우에는 데이터베이스화 하기 쉽기 때문에 웹 상에서 쉽게 온라인 서비스가 가능하지만, 수식 컨텐츠의 경우는 각각의 워드프로세서로 작성된 수식 포맷이 호환되지 않아 데이터베이스화 하기 어려운 문제점이 있었으며, 웹 상에서 온라인 서비스를 제공하기 위해서는 수식을 이미지로 대체하여 제공하고 있는 실정이다.

따라서, 웹 상에서 수식 컨텐츠를 효율적으로 제공할 수 있는 방안이 요구되며, 이는 특히 최근 학교에서 출제하는 시험문제를 공유하고자 하는 움직임이 활발히 진행됨에 따라 웹 상에서 수식 컨텐츠를 보다 효율적으로 제공하고 활용(예, 저장, 편집, 문제출제)할 수 있는 방안이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 전술한 바와 같은 요구에 부합하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 수학이나 물리 등과 같이 수식을 포함하는 컨텐츠를 웹 상에서 용이하게 활용(예, 저장, 편집, 문제출제)할 수 있는 수식 컨텐츠 관리 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 각각의 포맷으로 작성된 수식 컨텐츠를 범용 에디터 포맷으로 변환하여 효율적으로 관리하고 웹 상에서 일반 사용자들의 요구에 상응하여 단원별, 수준별, 목적별로 수식 컨텐츠를 용이하게 제공할 수 있는 수식 컨텐츠 관리 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 위하여, 본 발명의 일 형태에 따른 수식 컨텐츠 관리 시스템은, 입력된 자료를 분석하여 문제, 선택항목, 정답, 해설 중 적어도 하나로 분류하고, 상기 문제, 선택항목, 정답, 해설 중 적어도 하나에 포함된 수식을 추출하는 자료 분석 장치; 상기 추출된 각 포맷의 수식을 범용 에디터 포맷의 수식으로 변환하는 수식 변환 장치; 및 상기 범용 에디터 포맷으로 변환된 수식을 상기 수식이 추출된 해당 문제, 선택항목, 정답, 해설 중 적어도 하나와 링크하여 수식 컨텐츠를 관리하는 컨텐츠 관리 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명의 일 형태에 따른 수식 변환 장치는, 제1 포맷 수식의 문법을 분석하여 명령어, 수식기호, 텍스트, 이미지 중 적어도 하나로 분류하는 수식 분석부; 상기 수식 분석부에서 분류된 제1 포맷의 명령어를 매핑 테이블을 참조하여 제2 포맷의 명령어로 변환하는 명령어 처리부; 및 상기 수식 분석부에서 분류된 제1 포맷의 수식기호를 매핑 테이블을 참조하여 제2 포맷의 수식기호로 변환하는 수식기호 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 일 형태에 따른 수식 컨텐츠 관리 방법은, a) 입력된 자료를 분석하여 문제, 선택항목, 정답, 해설 중 적어도 하나로 분류하고, 상기 문제, 선택항목, 정답, 해설 중 적어도 하나에 포함된 수식을 추출하는 단계; b) 상기 추출된 각 포맷의 수식을 범용 에디터 포맷의 수식으로 변환하는 단계; 및 c) 상기 범용 에디터 포맷으로 변환된 수식을 상기 수식이 추출된 해당 문제, 선택항목, 정답, 해설 중 적어도 하나와 링크하여 수식 컨텐츠를 관리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 수학이나 물리 등과 같이 수식을 포함하는 컨텐츠를 웹 상에서 용이하게 활용(예, 저장, 편집, 문제출제)할 수 있는 효과를 가진다.

그리고, 본 발명에 따르면, 각각의 포맷으로 작성된 수식 컨텐츠를 범용 에디터 포맷으로 변환하여 효율적으로 관리할 수 있으며, 또한 웹 상에서 일반 사용자들의 요구에 상응하여 단원별, 수준별, 목적별로 수식 컨텐츠를 용이하게 제공할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 일반 사용자와 수식 컨텐츠 관리 시스템이 네트워크로 연결되어 웹 상에서 서비스를 제공하는 것을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수식 컨텐츠 관리 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수식 변환 장치의 상세 구성도이다.
도 4는 본 발명에서 사용되는 매핑 테이블의 일부를 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수식 컨텐츠 관리 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수식 변환 방법의 상세 흐름도이다.
도 7은 범용 에디터 포맷으로 변환된 수식 컨텐츠를 웹 상에서 제공할 때의 화면을 예시한 도면이다.
도 8은 사용자가 수식 컨텐츠를 편집하는 경우의 화면을 예시한 도면이다.
도 9는 사용자가 수식 컨텐츠를 구성하는 경우의 화면을 예시한 도면이다.
도 10은 사용자가 수식 컨텐츠 구성을 완료한 후의 화면을 예시한 도면이다.

이하에서는 첨부 도면 및 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 참고로, 하기 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

먼저, 도 1은 일반 사용자와 수식 컨텐츠 관리 시스템이 네트워크로 연결되어 웹 상에서 서비스를 제공하는 것을 설명하는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반 사용자들(예, 선생님, 학생)은 인터넷 등을 통해 수식 컨텐츠 관리 시스템에 접속할 수 있으며, 수식 컨텐츠 관리 시스템에 자료를 업로드 하거나 다운로드 받을 수 있다. 이 경우, 업로드 하는 자료는 주로 일반 개인들이 워드프로세서(예, 아래한글, MS 워드)로 작성한 문서 파일의 형태가 되며, 이 문서 파일에는 각각의 포맷(예, 아래한글의 수식 포맷, MS 워드의 수식 포맷)으로 작성된 수식이 포함될 수 있다.

한편, 수식 컨텐츠 관리 시스템은 수식을 포함하는 자료(즉, 수식 컨텐츠)가 업로드 되면 이를 분석하여 문제, 선택항목, 정답, 해설 등을 추출하고, 또한 이들 중 적어도 하나에 수식이 포함되어 있으면 수식을 별도로 추출하여 범용 에디터 포맷으로 변환한다. 참고로, 이 경우 별도 추출되는 수식은 각각의 워드프로세서에서 고유의 수식 포맷으로 작성된 수식을 의미하며, 이미지 형태로 표현된 수식은 이미지로 인식하여 처리하게 된다. 그리고, 범용 에디터 포맷으로 변환된 수식을 해당 문제, 선택항목, 정답, 해설 등과 링크하여 저장 및 관리하고, 사용자들의 요청에 상응하여 단원별, 수준별, 목적별로 수식 컨텐츠를 제공한다.

이하에서는 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 수식 컨텐츠 관리 시스템에 대해 상세 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수식 컨텐츠 관리 시스템의 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수식 컨텐츠 관리 시스템(200)은 자료 분석 장치(210), 수식 변환 장치(220), 컨텐츠 관리 장치(230), 데이터베이스(240) 등을 포함한다.

자료 분석 장치(210)는 일반 사용자로부터 인터넷 등을 통해 업로드 되거나 시스템 관리자로부터 입력되는 수식 컨텐츠 자료를 분석하여 문제, 선택항목, 정답, 해설 등을 추출한다. 예컨대, 자료 분석 장치(210)는 사용자나 관리자가 문제, 선택항목, 정답, 해설 등을 구분하여 입력하였거나 이를 구분할 수 있는 식별자를 사용한 경우 이에 따라 분류하고, 만약 그렇지 않은 경우에는 문장 구조(예, 줄 바꿈, 칸 띄우기, 표, 이미지 등)와 문자/부호 인식(예, '문제', '문1', '①', '(1)', '정답', '해설' 등) 등을 통해 문제, 선택항목, 정답, 해설 등으로 분류하여 처리한다. 그리고, 만약 자료 분석 장치(210)가 문제, 선택항목, 정답, 해설 중 적어도 하나로 분류할 수 없는 경우에는 기타로 분류하게 되며, 이는 다시 관리자 등이 수동으로 분류하여 처리하게 된다.

또한, 자료 분석 장치(210)는 이와 같이 분석 및 분류(추출)하는 과정에서 문제, 선택항목, 정답, 해설 등에 수식이 포함되어 있으면 이를 별도로 추출하고, 수식을 추출한 해당 문제, 선택항목, 정답, 해설 등과 링크될 수 있는 정보를 생성한다. 참고로, 이 경우 별도 추출되는 수식은 각각의 워드프로세서로 작성된 고유의 수식 포맷을 가진 것이다.

수식 변환 장치(220)는 이와 같이 자료 분석 장치(210)에서 추출된 각 워드프로세서 고유 포맷의 수식을 범용 에디터 포맷으로 변환한다. 예컨대, '아래한글' 포맷의 수식을 전 세계적으로 사용되는 'LaTeX' 포맷으로 변환한다.

이와 관련하여, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수식 변환 장치(220)의 상세 구성을 예시한 것이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수식 변환 장치(220)는 수식 분석부(221), 명령어 처리부(222), 수식기호 처리부(223), 텍스트 처리부(224), 이미지 처리부(225), 매핑 테이블(226) 등을 포함한다.

이를 간단히 설명하면, 수식 분석부(221)는 각 워드프로세서 고유 포맷으로 작성된 수식의 문법(syntax)을 분석하여 명령어, 수식기호, 텍스트, 이미지 등으로 분류한다. 예컨대, 'sqrt', 'root', 'sum', 'int', 'of' 등은 명령어로 분류하고, '(', ')', '{', '}', '=', '^' 등은 수식기호로 분류하며, 명령어 이외의 숫자나 문자(예, 2, x, y)는 텍스트로 분류한다.

명령어 처리부(222)는 수식 분석부(221)에서 분석된 각 워드프로세서 고유 포맷의 명령어를 매핑 테이블(226)을 이용하여 범용 에디터 포맷의 명령어로 변환한다. 이와 유사하게, 수식기호 처리부(223)도 수식 분석부(221)에서 분석된 수식기호의 변환이 필요한 경우 매핑 테이블(226)을 참조하여 처리한다. 그리고, 텍스트 처리부(224)는 수식에 포함되어 있는 명령어 이외의 문자, 숫자 등을 처리하며, 이미지 처리부(225)는 수식에 포함되어 있는 이미지를 처리한다.

한편, 매핑 테이블(226)은, 도 4에 예시한 바와 같이, 각 워드프로세서 고유 포맷의 명령어나 수식기호를 범용 에디터 포맷의 명령어와 수식기호로 변환하기 위한 매핑코드를 저장하고 있는 테이블이다.

다시 도 2를 참조하면, 컨텐츠 관리 장치(230)는 자료 분석 장치(210)에서 추출된 문제, 선택항목, 정답, 해설 등과 수식 변환 장치(220)에서 범용 에디터 포맷으로 변환된 수식을 서로 링크하여 데이터베이스(240)에 저장한다. 그리고, 컨텐츠 관리 장치(230)는 사용자로부터 컨텐츠 요청이 있는 경우 데이터베이스(240)에 저장되어 있는 수식 컨텐츠를 단원, 수준, 목적 등에 맞추어 제공한다. 예컨대, 컨텐츠 관리 장치(230)는 수식 컨텐츠를 과목, 대단원, 중단원, 소단원, 문제유형 등으로 계층화하고 또한 문항별로 수준(난이도)를 구별하여 관리한다. 그리고, 사용자로부터 컨텐츠 요청이 있는 경우 예컨대 해당 단원에 소속된 문제를 사용자의 요구 수준에 맞게 추출하여 수식 컨텐츠(에, 수학 시험 문제)를 제공한다. 또한, 본 발명에 따른 컨텐츠 관리 장치(230)는 수식 컨텐츠를 제공할 때 컨텐츠 편집이 가능하도록 제공할 수 있으며, 이에 따라 사용자는 수식 컨텐츠를 편집하여 자신의 목적에 맞도록 보다 효과적으로 이용할 수 있다.

마지막으로, 데이터베이스(240)는 예컨대 문제, 선택항목, 정답, 해설, 수식 등을 문항별로 링크하여 수식 컨텐츠를 저장하며, 컨텐츠 관리 장치(230)의 요청이 있는 경우 저장하고 있는 수식 컨텐츠를 제공한다.

이하에서는 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 수식 컨텐츠 관리 방법에 대해 상세 설명하기로 한다. 참고로, 본 발명에 따른 수식 컨텐츠 관리 방법은 전술한 수식 컨텐츠 관리 시스템을 이용하여 구현될 수 있으며, 따라서 서로 관련된 내용은 상호 참조될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수식 컨텐츠 관리 방법의 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 단계 S510에서, 수식 컨텐츠 관리 시스템(200)의 자료 분석 장치(210)는 일반 사용자로부터 인터넷 등을 통해 업로드 되거나 시스템 관리자로부터 입력되는 수식 컨텐츠 자료를 분석하여 문제, 선택항목, 정답, 해설 등을 추출한다. 그리고, 또한 이 과정에서 문제, 선택항목, 정답, 해설 등에 수식이 포함되어 있으면 이를 별도로 추출하고, 수식을 추출한 해당 문제, 선택항목, 정답, 해설 등과 링크될 수 있는 정보를 생성한다.

단계 S520에서, 수식 컨텐츠 관리 시스템(200)의 수식 변환 장치(220)는 단계 S510에서 추출된 수식을 범용 에디터 포맷으로 변환한다. 참고로, 단계 S510에서 추출된 수식은 예컨대 '아래한글' 포맷과 같이 각 워드프로세서 고유 포맷으로 되어 있으며, 단계 S520에서는 이를 'LaTeX' 포맷 등과 같은 범용 에디터 포맷으로 변환한다. 이에 대하여는 하기에서 상세 설명하기로 한다.

그리고, 단계 S530에서, 수식 컨텐츠 관리 시스템(220)의 컨텐츠 관리 장치(230)는 단계 S510에서 추출된 문제, 선택항목, 정답, 해설 등과 단계 S520에서 범용 에디터 포맷으로 변환된 수식을 서로 링크하여 저장하고, 사용자로부터 컨텐츠 요청이 있는 경우 수식 컨텐츠를 단원, 수준, 목적 등에 맞추어 사용자에게 제공한다. 이 경우, 수식 컨텐츠를 제공할 때 컨텐츠 편집이 가능하도록 제공할 수 있으며, 이에 따라 사용자는 수식 컨텐츠를 편집하여 자신의 목적에 맞도록 효과적으로 이용할 수 있다.

한편, 도 6은 도 5의 단계 S520의 수식 변환 방법의 상세 흐름도를 예시한 것이다.

도 6을 참조하면, 단계 S521에서, 수식 변환 장치(220)의 수식 분석부(221)는 각 워드프로세서 고유 포맷으로 작성된 수식의 문법(syntax)을 분석하여 명령어, 수식기호, 텍스트, 이미지 등으로 분류한다. 예컨대, sqrt, root, sum, int, of 등은 명령어로 분류하고, (, ), {, }, =, ^ 등은 수식기호로 분류하며, 명령어 이외의 숫자나 문자(예, 2, x, y)는 텍스트로 분류한다.

그리고, 단계 S522에서, 수식 변환 장치(220)의 명령어 처리부(222)는 단계 S521에서 분석된 각 워드프로세서 고유 포맷의 명령어를 매핑 테이블(226)을 이용하여 범용 에디터 포맷의 명령어로 변환한다. 마찬가지로, 단계 S523에서, 수식 변환 장치(220)의 수식기호 처리부(223)는 단계 S521에서 분석된 수식기호를 매핑 테이블(226)을 참조하여 처리하고, 단계 S524에서, 수식 변환 장치(220)의 텍스트 처리부(224)는 단계 S521에서 분석된 텍스트를 처리하며, 단계 S525에서, 수식 변환 장치(220)의 이미지 처리부(225)는 단계 S521에서 분석된 이미지를 처리한다.

한편, 단계 S526에서는 단계 S522 내지 단계 S525에서 처리되지 않은 비정규 표현을 처리한다. 참고로, 비정규 표현은 각 워드프로세서들의 수식 표현 방식이 동일하지 않기 때문에(예컨대, 예외적인 표현을 인정하기 때문에) 정형화된 처리를 수행하는 단계 S522 내지 단계 S525에서 처리되지 않은 비정형화된 수식을 말한다.

그리고, 단계 S527에서는 단계 S522 내지 단계 S527에서 처리된 결과를 조합(재결합)하여 범용 에디터 포맷의 수식을 생성한다.

이하에서는, 아래한글 포맷의 수식을 범용 에디터 포맷인 LaTeX 포맷의 수식으로 변환하는 실제 예를 참고하여 본 발명에 따른 수식 변환 방식에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다.

['sqrt', 'root' 명령어 처리]

아래한글 포맷에서

을 표현하는 방법은 'sqrt 2 of 3', 'root 2 of 3', 'sqrt{2}of{3}', 'root{2}of{3}' 과 같이 다양하게 표현되지만 아래한글에서의 표준코드는 'root {2} of {3}' 와 같이 사용된다. 그러나, 변환하고자 하는 LaTeX 포맷에서는 root와 sqrt를 엄격히 구분해서 사용되기 때문에 'root (2) (3)' 과 같이 변환되어야 하고, 'sqrt (2) (3)' 과 같이 사용될 수가 없다. 즉, 아래한글에서는 사용자가 입력하는 다양한 형태를 허용하고 있기 때문에 아래한글의 명령어와 LaTeX의 명령어가 같다고 하더라도 아래한글의 예외적인 부분에 대한 처리가 다각도로 분석되어 처리되어야 한다.

또한,

와 같은 경우에 아래한글에서 표준적으로 사용하고 있는 코드는 'root {2} of {sqrt {root {3} of {sqrt {x-y}}}}'이지만 'root2 of root{root3 of root{x- y}}'와 같이 입력해도 같은 모양으로 나타나게 된다. 따라서, sqrt 와 root를 분리하고 공백과 {} 및 숫자와 문자를 분리해서 분석되어야 한다. 또한, sqrt 와 root 내에 다른 명령어가 있는 경우 오류 발생을 방지하기 위해 그 명령어에 대한 처리를 별도로 수행한다.

<수식 처리>

(1) 수식 문법(Syntax) 분석을 통해 root 및/또는 sqrt 명령어를 추출하고, root 및/또는 sqrt 와 인접한 문자 및/또는 숫자를 분석한다. 인접한 문자 및/또는 숫자를 구분하기 위해 문자열을 Byte 배열로 치환하여 ASCII 코드표에서 HEX 30~39 사이에 있는지 체크하여 이 사이에 있으면 숫자로 인식한다.

(2) root 또는 sqrt 와 인접한 문자가 공백이라면 공백 이후 첫 번째 나오는 문자를 분석하여 열린 중괄호 '{' 라면 '{' 과 대응하는 닫힌 중괄호 '}' 를 찾아 그 내부의 문장을 추출한다.

만약, root 및/또는 sqrt 이후의 문자가 '{' 라면 '{' 과 대응하는 '}' 를 찾아 '{' 과 '}' 사이의 구문을 추출한다.

만약, root 및/또는 sqrt 이후 다음의 문자가 공백 또는 '{' 가 아니라면 root 나 sqrt 이후의 문자부터 공백이 나타날 때까지의 문장 또는 문자(숫자)를 추출한다.

'{' 과 '}' 사이에 '{' 과 '}' 이 존재하는 경우 일반적으로 반복(Recursive) 형태의 알고리즘으로 처리를 하지만 아래한글 사용자들이 '{' 과 '}' 을 정확하게 일치시키지 않아도 한글에서 처리되기 때문에 변환과정에서 마지막 문자를 찾지 못하는 오류를 발생시킬 수도 있다. 이와 같은 비정형화된 표현에 대해, 본 발명에서는 '{' 과 '}' 의 갯수를 비교하는 방식으로 처리를 하고 불일치 시 '{' 또는 '}'을 추가 또는 삭제를 하여 정상적인 형태로 구성한 후 변환을 하도록 구현한다. 또한, 반복(Recursive) 형태로 처리를 할 경우 위의 예에서와 같이 '{' 과 '}' 으로 정상적인 구성이 아닐 경우 맨 마지막까지 한 문장으로 인식될 가능성이 있기 때문에 한 번에 하나의 명령어만 처리하여 같은 명령어가 반복적으로 나올 경우에도 다음 명령어의 포인트를 찾아 처리하도록 구현하여 오류가 발생되지 않도록 처리한다.

(3) 앞의 (2) 에서 추출한 문장 또는 문자 이후의 문자를 검색하여 'of' 가 나타나면 (2)에서 추출한 문장 또는 문자는 'root' 앞에 나타나는 문장이나 문자로 인식한다.

아래한글에서 수식 입력 시 수식뿐만 아니라 텍스트 입력이 가능하기 때문에 영문 'of' 의 입력이 가능한데, 따라서 이와 같은 경우 'root [공백] [숫자 또는 { }]' 의 구조를 매핑(Mapping)시킬 수 있도록 root 명령어의 요소를 형태소 분석을 하여 처리한다.

(4) 'of' 이후의 문장 또는 문자를 찾아 'root' 내의 문장이나 문자를 추출한다. 추출하는 방법은 앞의 (2)와 유사한 방식을 사용한다.

(5) 앞의 (2)를 처리한 이후에 연속해서 'of' 가 나타나지 않는다면 'root' 는 매핑 테이블(도 4 참조)에서 'sqrt'로 변환 후 처리한다.

(6) 위의 예에서 (b) 부분은 변환 과정을 거치면 'sqrt {x-y}' 로 변환된다.

(7) 명령어 내에 명령어를 포함하는 경우가 많기 때문에 공백 사이의 문장이나 '{' 과 '}' 사이의 문장은 바로 처리를 하지 않고, 구문 내에서 반복적으로 같은 명령어를 처리함으로써 명령어에 속한 문장을 다른 명령어에 영향을 받지 않고 변환할 수 있다.

와 같이 root와 sqrt 내의 명령어가 같이 있는 경우 아래한글에서 지원하는 표준코드는 'root {2} of { int _{x=0} ^{INF } {}}' 이지만 'root2 of int_x=0^inf' 와 같이 사용해도 같게 표현되기 때문에 아래한글에서 허용하고 있는 범위의 입력방법을 모두 분석할 필요가 있다.

<수식 처리>

root2 of int_x=0^inf

(1) 위와 같은 구문에서 root에서 필요로 하는 문자나 문장은 '2' 와 'int_x=0^inf' 두 개로 분리한다.

(2) int 명령어는 root 처리 이후 int 명령어 처리 루틴에 따라 별도로 변환한다.

(3) 위의 문장에서 int부터 inf 문장은 아래한글에서 표준으로 지원하는 코드를 보면 '{' 과 '}' 로 구분되어야 하지만 위의 예처럼 사용되기 때문에 공백과 공백의 문장으로 두 번째 요소를 추출하게 된다.

<변환 처리 예>

아래한글 포맷: 'root 4 of {root3 of16} times root root3 of16 = root 3 of {root 4 of 16} times root 3 of root16' -->

LaTeX 포맷: 'root {:4:} {:root {:3:} {:16:} :} times sqrt root {:3:} {:16:} = root {:3:} {:root {:4:} {:16:}:} times root {:3:} {:sqrt{:16:} :} '

['int' 명령어 처리]

의 표현을 하기 위해서는 아래한글의 표준 코드는 '{ int _{0} ^{1} {} x ^{2} `dx TIMES int _{0} ^{1} {} x ^{5} `dx} over { int _{0} ^{1} {} x ^{8} `dx}' 이지만, '{ int_0 ^1 x^2 ~dx times int_0 ^1 x^5 ~dx} over { int_0 ^1 x^8 ~dx}'와 같이 표현해도 같은 모양이 된다.

<수식 처리>

(1) 'int' 명령어는 크기 아래첨자, 위첨자, 식으로 구성된다.

(2) 아래첨자에서 사용 가능한 형태는 'int _{X}', 'int _X', 'int_{X}', 'int_X' 의 형태로 사용 가능하다. 따라서, 'int' 이후의 공백과 '_' 형태를 분석한다.

(3) 만약, '_' 이후의 문자가 '{' 라면 '{' 과 대응하는 '}' 를 찾아 {}사이의 문장을 아래첨자로 사용한다.

(4) 만약 '_' 이후의 문자가 공백문자라면 다음 공백이 나올 때까지의 문장을 아래첨자로 사용한다.

(5) 또한 위첨자의 경우 아래첨자 '_' 이후에 '{' 인 경우 대응하는 '}' 다음에 위첨자 '^' 바로 나오는 경우가 있기 때문에 위첨자를 구분하기 위해서는 아래첨자의 요소 문장이 끝나는 다음의 문자를 찾아 구분한다.

만약, 아래첨자의 요소가 '{' 과 '}' 로 묶여진 경우라면, '}' 다음의 문자를 찾아서 '^' 가 나올 때까지 구문을 분석한다.

(6) 위첨자 '^' 이후에도 '{' 으로 시작하는 경우에 '}' 까지의 문장을 위첨자로 하며 '^' 이후의 첫문자가 '{' 가 아니라면 공백이 나올 때까지를 위첨자의 요소로 사용한다.

(7) 위첨자 이후에 나오는 요소는 식의 요소인데, '{' 로 시작하면 '{' 과 대응하는 '}' 사이의 문장을 식으로 사용하고, '{' 과 '}' 사이가 공백이면 무시한다.

(8) 앞의 (7)을 처리한 후 식에 또 다른 명령어가 나올 수 있기 때문에 식은 별도로 처리하지 않고 다음 루틴의 명령어 처리부에서 별도로 처리한다.

['sum' 명령어 처리]

를 아래한글에서 표현하는 방법은 아래와 같이 다양하다.

'sum _{n=1} ^{20} a _{3n} =630'

'sum from n=1 to 20 a_3n =630'

'sum_n=1^20{a_3n}=630'

'sum_n=1^20 a_3n =630'

이것 또한 {}과 공백 및 숫자 등을 분석하여 변환한다. 특히, 지금은 거의 사용되고 있지 않은 'from', 'to' 는 오래 전 버전에서 사용됐던 것으로 버전에 따른 차이 등을 고려해서 변환한다.

<수식처리>

(1) 'sum' 명령어는 아래첨자, 위첨자, 식으로 구성된다.

(2) 아래첨자에서 사용 가능한 형태는 'sum _{X}', 'sum _X', 'sum_{X}', 'sum_X' 의 형태로 사용가능하다.

'sum' 명령어는 과거 버전에서는 'from'을 아래첨자로 'to'를 위첨자로 사용 가능했기 때문에 우선 'from'은 '_' 로 'to' 는 '^' 로 대응시켜 변환을 한다.

그리고, 수식 내에도 텍스트의 사용이 가능하기 때문에 'from' 이나 'to' 같은 텍스트가 사용될 수 있으며, 명령어와 텍스트의 혼동을 방지하기 위하여 'sum' 다음의 요소를 추출하여 별도로 형태소를 분석하여 처리한다.

형태소 분석은 '{' 과 '}' 로 묶인 요소와 공백으로 구분되는 문자열을 분해하고, 각 문자열이 가지는 속성(예, 숫자, 텍스트)을 구분하여 'sum ~ from ~ to' 구문과 대응시켜서 판별하도록 하여 'from' 은 '_' 로 'to' 는 '^' 로 치환 후 변환한다.

(3) 'sum' 이후에 공백인 경우 '_' 로 시작하는지 구문 분석을 한다.

(4) 만약, '_' 으로 시작하는 경우 '_' 이후에 공백을 제외하고 첫 번째 문자가 '{' 라면 '{' 과 대응하는 '}' 를 찾아 {} 사이의 문장을 아래첨자로 사용한다.

(5) 만약, '_' 이후의 문자가 공백문자라면 다음 공백이 나올 때까지의 문장을 아래첨자로 사용한다.

'{' 과 '}' 이 완벽하게 일치하지 않더라도 아래한글에서는 오류를 발생시키지 않기 때문에 사용자들은 '{' 과 '}' 이 일치되지 않게 입력되기도 하는데, 본 발명에서는 이와 같이 괄호의 수가 일치하지 않는 경우 오류를 발생시키지 않고 구문 분석을 통해 '{' 나 '}' 를 삭제 또는 추가하여 완전한 문장으로 만든 후 변환을 수행한다. 이 때, 반복(Recursive) 형태의 알고리즘을 사용할 경우, 여러 개의 명령어가 중복되어 입력될 때 명령어 요소가 '{' 과 '}' 로 구분되지 않으면, 수식 내에서 명령어와 텍스트 및 명령어 요소를 분리할 수 없기 때문에 한번에 한 명령어만 처리하도록 하여 오류 발생을 방지한다.

(6) 만약, '_' 이후의 문자가 '{' 라면 '{' 과 대응하는 '}' 를 찾아 {}사 이의 문장을 아래첨자로 사용하고,

(7) 만약 '_' 이후의 문자가 공백문자라면 다음 공백이 나올 때까지의 문장을 아래첨자로 사용한다.

(9) 위첨자의 경우 아래첨자 '_' 이후에 '{' 인 경우 대응하는 '}' 다음에 위첨자 '^' 가 바로 나오는 경우가 있기 때문에 위첨자를 구분하기 위해서는 아래첨자의 요소 문장이 끝나는 다음의 문자를 찾아 구분한다.

만약, 아래첨자의 요소가 '{' 과 '}' 로 묶여진 경우라면, '}' 다음의 문자를 찾아서 '^' 가 나올 때까지 구문을 분석한다.

(10) 위첨자 '^' 이후에도 '{' 으로 시작하는 경우에 '}' 까지의 문장을 위첨자로 하며 '^' 이후의 첫문자가 '{' 가 아니라면 공백이 나올 때까지를 위첨자의 요소로 사용한다.

(11) 위첨자 이후에 나오는 요소는 식의 요소인데, '{' 로 시작하면 '{' 과 대응하는 '}' 사이의 문장을 식으로 사용하고, '{' 과 '}' 사이가 공백이면 무시한다.

(12) 앞의 (7)을 처리한 후 식에 또 다른 명령어가 나올 수 있기 때문에 식은 별도로 처리하지 않고 다음 루틴의 명령어 처리부에서 별도로 처리한다.

(13)

'sum_n=1 ^20 a_3n=630'와 같은 경우, 'a_3n=630' 에서 'a_{3n}=630' 로 변환하면 위와 같이 예에서처럼 표현되지만 {}을 사용하지 않을 경우에는 (9)의 예처럼 표현된다.

따라서, 'a_3n' 과 '=' 사이의 공백이 있는지를 체크해서 'a_{3n}' 과 같이 처리하여 변환한다.

[분수 처리]

(1) 아래한글의 경우 (a)와 같이 표현하기 위해서는 '3 {A} over {B}', '3 A over B', '3 {A over B}' 와 같이 표현할 수가 있다. 또한, 아래한글에서 (b)와 같이 표현하기 위해서는 '{3A} over {B}', '3A over B' 와 같이 표현할 수 있다.

(2) 그러나, '3A over B' 는 아래한글에서는 (b)와 같이 표현되지만, 정규화된 처리절차를 거쳐 LaTeX 포맷으로 변환하면 (a)와 같은 형태로 표현된다. 즉, 만약 분자가 숫자로 구성될 경우에는 (b)와 같은 형태로 표현되지만, 숫자와 문자로 구성될 경우에는 숫자와 문자를 구분해서 (a)와 같이 표현이 된다.

(3) 따라서, '{' 와 '}' 로 묶인 부분과 공백없는 한 문장으로 구성된 분자와 분모를 추출한다.

(4) 각 추출된 분자/분모는 숫자로 이루어져 있는지 체크를 해서 숫자로만 이루어져 있다면, 더 이상의 처리를 하지 않고, 그렇지 않다면 추출된 분자/분모의 값을 '{' 과 '}' 로 묶어서 변환을 한다.

(5) 여기서 변환 시 정확한 표현으로 이해도를 높이기 위해 {} 이 없는 경우에는 '{' 과 '}'를 덧붙여서 변환을 한다.

[행렬 처리]

행렬의 경우 아래한글에서는 'pmatrix', 'bmatrix' 등이 명령어를 사용하지만 LaTeX 포맷에서는 행렬과 관련된 명령어가 없이 []과 ()를 사용하여 표현한다.

의 경우 아래한글에서는 다음과 같이 표현된다.

'A ^{2} = pmatrix{``x ^{2} -y ^{2} ``&```2xy``#``-2xy``&````x ^{2} -y ^{2} ``}'

<수식 처리>

(1) 'pmatrix', 'bmatrix' 등의 명령어가 나타나는 경우, 각 명령어에 해당하는 구성요소를 추출하고, 'pmatrix', 'bmatrix' 등의 명령어를 제거한다.

(2) 그리고, '#' 기호로 문자열을 분리하고, '#' 기호로 분리된 각각의 문자열을 다시 '&' 로 구분하여 분리한다.

(3) 각 분리된 요소들을 'pmatrix' 의 경우 '(' 및 ')' 를 사용하여 변환하고 'bmatrix' 의 경우는 '[' 및 ']' 를 사용하여 변환을 한다.

참고로, LaTeX 포맷으로 변환된 경우 다음과 같이 표현된다.

'A ^{:2:} = (( x ^{:2:} -y ^{:2:} , 2xy ),( -2xy, x ^{:2:} -y ^{:2:})) '

위와 같이 아래한글 코드에서 구문분석을 통해 명령어 부분과 요소 부분을 분리하여 변환 코드에 맞게 재배치한다.

[집합기호의 처리]

아래한글에서 집합기호는 'left {', 'right }' 등으로 입력하여 집합기호임을 표시한다. 그렇지 않은 경우는 명령어 내의 요소 묶음으로만 사용된다. 그러나, LaTeX 포맷에서는 별도로 집합기호임을 나타내는 표현이 없기 때문에 비정규 처리를 한다.

{A,B} 'LEFT { A,B RIGHT }'

(1) 'LEFT {' 을 변환하기 위하여 별도의 임시코드를 부여한다. 예컨대, 'LEFT {' 를 임시코드 'LCOMBRACKET' 로 변환하고 'RIGHT }'를 임시코드 'RCOMBRACKET' 로 변환한다.

(2) 그리고, 각 명령어에 대한 처리를 모두 끝낸 후 임시코드 'LCOMBRACKET' 은 '{' 로 변환하고 임시코드 'RCOMBRACKET' 은 '}' 로 변환하여 처리한다.

이상에서 본 발명에 따른 수식 변환 방식을 상세 설명하였는데, 본 발명의 경우 이와 같이 수식 변환 장치에서 직접적으로 수식 처리가 가능하기 때문에, 수식 컨텐츠 관리 시스템은 수식 컨텐츠를 쉽고 효율적으로 데이터베이스화 할 수 있으며, 일반 사용자에 원하는 수식 컨텐츠를 단원, 수준, 목적 등에 맞추어 효율적으로 제공할 수 있다. 이와 관련하여 도 7은 범용 에디터 포맷으로 변환된 수식 컨텐츠를 웹 상에서 제공할 때의 화면을 예시한 도면이며, 도 8은 사용자가 수식 컨텐츠를 편집하는 경우의 화면을 예시한 도면이다. 그리고, 도 9는 사용자가 수식 컨텐츠를 구성하는 경우의 화면을 예시한 도면이며, 도 10은 사용자가 수식 컨텐츠 구성을 완료한 후의 화면을 예시한 도면이다.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징들을 변경하지 않고서 다른 구체적인 다양한 형태로 실시할 수 있는 것이므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.

그리고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 특정되는 것이며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (18)

1. 수식 컨텐츠 관리 시스템에 있어서,
   입력된 자료를 입력 방식, 식별자, 문장 구조, 문자, 부호 중 적어도 하나에 기초하여 분석하여 문제, 선택항목, 정답, 해설 중 적어도 하나로 분류하고, 상기 문제, 선택항목, 정답, 해설 중 적어도 하나에 포함된 수식을 추출하는 자료 분석 장치;
   상기 추출된 각 포맷의 수식을 범용 에디터 포맷의 수식으로 변환하는 수식 변환 장치; 및
   상기 범용 에디터 포맷으로 변환된 수식을 상기 수식이 추출된 해당 문제, 선택항목, 정답, 해설 중 적어도 하나와 링크하여 상기 수식 컨텐츠를 과목별, 단원별, 유형별, 수준별 중 적어도 하나로 계층화하여 관리하고, 사용자 단말을 통해 요청된 과목, 단원, 유형, 수준 중 적어도 하나에 상응하여 상기 수식 컨텐츠를 선별 제공하는 컨텐츠 관리 장치를 포함하고,
   상기 수식 변환 장치는, 각 포맷의 수식의 문법을 분석하여 명령어, 수식기호, 텍스트, 이미지 중 적어도 하나로 분류하는 수식 분석부; 상기 수식 분석부에서 분류된 명령어를 매핑 테이블을 참조하여 범용 에디터 포맷의 명령어로 변환하는 명령어 처리부; 및 상기 수식 분석부에서 분류된 수식기호를 매핑 테이블을 참조하여 범용 에디터 포맷의 수식기호로 변환하는 수식기호 처리부를 포함하며,
   상기 명령어 처리부는 제1 포맷의 명령어에 일대일 대응되는 범용 에디터 포맷의 명령어가 없는 경우 상기 제1 포맷의 명령어를 임시코드로 변환하여 명령어 처리를 완료한 후 상기 임시코드를 범용 에디터 포맷의 명령어나 수식기호로 변환하는 것을 특징으로 하는 시스템.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 명령어 처리부는 제1 명령어 내에 제2 명령어를 포함하는 반복 형태로 구성된 경우, 제2 명령어 처리를 완료한 후 제1 명령어를 처리하는 것을 특징으로 하는 시스템.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 명령어 처리부는 열린 괄호와 닫힌 괄호가 서로 대응하지 않는 경우 열린 괄호 또는 닫힌 괄호를 추가하거나 삭제하여 서로 대응시킨 후 명령어를 처리하는 것을 특징으로 하는 시스템.
6. 삭제
7. 제1항, 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 컨텐츠 관리 장치는 사용자가 수식 컨텐츠를 편집할 수 있는 편집기능을 제공하는 것을 특징으로 하는 시스템.
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 제1항, 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수식 변환 장치는, 상기 수식 분석부에서 분류된 텍스트를 상기 텍스트의 속성에 상응하여 처리하는 텍스트 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
13. 수식 컨텐츠 관리 방법에 있어서,
    a) 자료 분석 장치가 입력된 자료를 입력 방식, 식별자, 문장 구조, 문자, 부호 중 적어도 하나에 기초하여 분석하여 문제, 선택항목, 정답, 해설 중 적어도 하나로 분류하고, 상기 문제, 선택항목, 정답, 해설 중 적어도 하나에 포함된 수식을 추출하는 단계;
    b) 수식 변환 장치가 상기 추출된 각 포맷의 수식을 범용 에디터 포맷의 수식으로 변환하는 단계;
    c) 컨텐츠 관리 장치가 상기 범용 에디터 포맷으로 변환된 수식을 상기 수식이 추출된 해당 문제, 선택항목, 정답, 해설 중 적어도 하나와 링크하여 상기 수식 컨텐츠를 과목별, 단원별, 유형별, 수준별 중 적어도 하나로 계층화하여 관리하는 단계; 및
    d) 상기 컨텐츠 관리 장치가 사용자 단말을 통해 요청된 과목, 단원, 유형, 수준 중 적어도 하나에 상응하여 상기 수식 컨텐츠를 선별 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 b) 단계는, b1) 상기 수식 변환 장치가 각 포맷의 수식의 문법을 분석하여 명령어, 수식기호, 텍스트, 이미지 중 적어도 하나로 분류하는 단계; b2) 상기 수식 변환 장치가 상기 분류된 각 포맷의 명령어를 범용 에디터 포맷의 명령어로 변환하는 단계; 및 b3) 상기 수식 변환 장치가 상기 범용 에디터 포맷의 명령어와 상기 수식기호, 텍스트, 이미지 중 적어도 하나를 조합하여 범용 에디터 포맷의 수식을 생성하는 단계를 포함하며,
    상기 b2) 단계는, 제1 포맷의 명령어에 일대일 대응되는 범용 에디터 포맷의 명령어가 없는 경우, 상기 수식 변환 장치가 상기 제1 포맷의 명령어를 임시코드로 변환하여 명령어 처리를 완료한 후 상기 임시코드를 범용 에디터 포맷의 명령어나 수식기호로 변환하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 삭제
15. 제13항에 있어서, 상기 b2) 단계는,
    상기 분류된 각 포맷의 명령어가 제1 명령어 내에 제2 명령어를 포함하는 반복 형태로 구성된 경우, 상기 수식 변환 장치가 제2 명령어 처리를 완료한 후 제1 명령어를 처리하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
16. 삭제
17. 제13항에 있어서, 상기 b3) 단계는,
    상기 분류된 수식기호에서 열린 괄호와 닫힌 괄호가 서로 대응하지 않는 경우, 상기 수식 변환 장치가 열린 괄호 또는 닫힌 괄호를 추가하거나 삭제하여 서로 대응시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
18. 삭제

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