KR101248323B1 - Method and Apparatus for providing Ubiquitous Smart Parenting and Customized Education Service, and Recording medium thereof - Google Patents

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KR101248323B1 KR1020110012283A KR20110012283A KR101248323B1 KR 101248323 B1 KR101248323 B1 KR 101248323B1 KR 1020110012283 A KR1020110012283 A KR 1020110012283A KR 20110012283 A KR20110012283 A KR 20110012283A KR 101248323 B1 KR101248323 B1 KR 101248323B1
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Abstract

아이의 행동 패턴을 모니터링 하는 단계와 관찰된 행동 패턴에 따라 교육하고자 하는 텍스트 메시지를 생성하는 단계와 텍스트 메시지를 음성 메시지로 변환하는 단계와 생성된 텍스트 메시지의 문장 유형 카테고리에 따라 변환된 음성 메시지의 운율(prosody)을 수정하는 단계를 포함하는 유비쿼터스 지능형 육아 및 맞춤형 교육 서비스 방법이 개시된다.Monitoring the child's behavior patterns, generating text messages to be educated according to the observed behavior patterns, converting the text messages into voice messages, and converting the voice messages Disclosed is a ubiquitous intelligent parenting and customized educational service method comprising the steps of modifying prosody.

Description

유비쿼터스 지능형 육아 서비스 및 맞춤형 교육 서비스 방법, 장치 및 기록 매체{Method and Apparatus for providing Ubiquitous Smart Parenting and Customized Education Service, and Recording medium thereof}Method and Apparatus for providing Ubiquitous Smart Parenting and Customized Education Service, and Recording medium

본 발명은 맞벌이부모와 같이 자녀를 홀로 두게 되는 경우에 있어서 아이를 돌보아 줄 수 있는 U-SPACE(Ubiquitous Smart Parenting And Customized Education) 서비스 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for Ubiquitous Smart Parenting And Customized Education (U-SPACE) that can take care of a child when the child is left alone, such as a dual-parent parent.

오늘날에 있어서 로봇 기술의 발전과 함께 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에 의해 가능한 우리의 일상 생활에서 인간을 돕는 여러 가지 종류의 로봇을 쉽게 볼 수 있다. 이러한 로봇은 지속적인 치료가 필요한 사람들에게 특히 유용하며, 위험한 공장 환경에서 작업하는데 도움이 되는 보조 로봇 등도 등장했다. 아울러, 날씨, TV 프로그램, 그리고 병원 치료 스케줄과 같은 일상 활동에 대한 정보를 제공하여 노인층을 도와주는 모바일 로봇도 개발되었다.Today, with the advancement of robot technology, it is easy to see the different kinds of robots that help humans in our daily lives, enabled by the ubiquitous computing environment. These robots are particularly useful for people who need ongoing care, and assistant robots have emerged to help work in dangerous factory environments. In addition, mobile robots have been developed to assist the elderly by providing information about daily activities such as weather, TV programs, and hospital treatment schedules.

이러한 맥락에서 마찬가지로, 요즘 아이들의 매일의 일상생활에 있어서 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에 대한 높은 관심이 집중되고 있다. 본 명세서에서 제안하는 유비쿼터스 지능형 육아 서비스 및 맞춤형 교육 서비스(U-SPACE 서비스)는 맞벌이부부의 어린 자녀(door-key child)와 같이 집에서 혼자 생활하는 시간이 많은 아이들을 보살피고 돌보기 위한 유비쿼터스 시스템으로서, 이 시스템은 물리적 위험 등으로부터 아이들을 안전하게 보호하기 위해 RFID 기술과 함께 디자인 되며, 자연 언어 처리 기법으로 아이들에게 적합한 멀티미디어 컨텐츠를 제공할 수 있는 방법을 강구한다.In this context as well, nowadays high interest in the ubiquitous computing environment has been concentrated in children's daily life. The ubiquitous intelligent child care service and the customized education service (U-SPACE service) proposed in the present specification are ubiquitous systems for caring for and caring for children who spend a lot of time living alone at home, such as door-key children. In addition, this system is designed with RFID technology to protect children from physical hazards, and finds ways to provide multimedia contents suitable for children through natural language processing techniques.

본 발명은 유비쿼터스 지능형 육아 서비스 및 맞춤형 교육 서비스 방법, 장치 및 기록 매체를 제안한다.The present invention proposes a ubiquitous intelligent parenting service and a customized education service method, apparatus and recording medium.

특히 구체적으로, 본 발명은 집안에서 일어나는 각종 위험으로부터 아이들을 보호하기 위하여, 맞춤형 안내 메시지를 제공하며 이는 아이들의 위치 정보와 행동 패턴을 고려하여 위험한 물체와 상황을 감지하고 경고한다. 그리고 이러한 안내 메시지가 정서적(emotional) 음성 생성 시스템에 의해 인간의 감정이 표현된 목소리로 느낄 수 있도록 음성 메시지를 제공하는 유비쿼터스 지능형 육아 서비스 및 맞춤형 교육 서비스 방법, 장치 및 기록 매체를 제공한다.In particular, the present invention provides a customized guidance message to protect children from various dangers occurring in the house, which detects and warns of dangerous objects and situations in consideration of children's location information and behavior patterns. In addition, the present invention provides a ubiquitous intelligent parenting service and a customized education service method, apparatus, and a recording medium that provide a voice message so that the guide message can be felt by a voice expressing human emotion by an emotional voice generation system.

상기 목적을 달성하기 위하여, 유비쿼터스 지능형 육아 및 맞춤형 교육 서비스 방법의 일 실시예는 아이의 행동 패턴을 모니터링 하는 단계; 관찰된 상기 행동 패턴에 따라 교육하고자 하는 텍스트 메시지를 생성하는 단계; 상기 텍스트 메시지를 음성 메시지로 변환하는 단계; 및 상기 생성된 텍스트 메시지의 문장 유형 카테고리에 따라 상기 변환된 음성 메시지의 운율(prosody)을 수정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 지능형 육아 및 맞춤형 교육 서비스 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, an embodiment of the ubiquitous intelligent parenting and customized education service method comprises the steps of monitoring a child's behavior pattern; Generating a text message to be educated in accordance with the observed behavioral pattern; Converting the text message into a voice message; And modifying the prosody of the converted voice message according to the sentence type category of the generated text message.

한편, 상기 목적을 달성하기 위하여 유비쿼터스 지능형 육아 및 맞춤형 교육 서비스 장치의 일 실시예는 아이의 행동 패턴을 모니터링 하는 센서; 관찰된 상기 행동 패턴에 따라 교육하고자 하는 텍스트 메시지를 생성하는 메시지 생성부; 상기 텍스트 메시지를 음성 메시지로 변환하는 TTS 변환부; 및 상기 생성된 텍스트 메시지의 문장 유형 카테고리에 따라 상기 변환된 음성 메시지의 운율(prosody)을 수정하는 정서적 운율 수정부(emotional prosody modification module)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 지능형 육아 및 맞춤형 교육 서비스 장치를 제공한다.On the other hand, one embodiment of the ubiquitous intelligent parenting and customized education service device to achieve the above object is a sensor for monitoring the behavior pattern of the child; A message generator for generating a text message to be educated according to the observed behavior pattern; A TTS converter for converting the text message into a voice message; And an emotional prosody modification module that modifies the prosody of the converted voice message according to the sentence type category of the generated text message. To provide.

한편, 상기 목적을 달성하기 위하여 유비쿼터스 지능형 육아 및 맞춤형 교육 서비스 장치의 일 실시예는 아이와의 상호작용을 위한 적어도 하나 이상의 터치센서; 상기 아이의 신분 정보, 위치 정보 및 반복 행동 패턴을 식별하는 RFID 태그; 및 외부 서버로부터 상기 반복 행동 패턴에 따른 정서적 운율 수정 음성 메시지를 무선 인터넷으로 수신하는 통신 모듈, 상기 수신된 정서적 운율 수정 음성 메시지를 출력하는 스피커 및 터치스크린이 구비된 PDA를 포함하는 유비쿼터스 지능형 육아 및 맞춤형 교육 서비스 장치를 제공한다.Meanwhile, in order to achieve the above object, an embodiment of the ubiquitous intelligent parenting and customized education service device includes at least one touch sensor for interacting with a child; An RFID tag identifying the child's identity information, location information, and repetitive behavior patterns; And a communication module for receiving an emotional rhyme corrected voice message according to the repetitive behavior pattern from an external server through the wireless Internet, a PDA having a speaker and a touch screen for outputting the received emotional rhyme corrected voice message. Provide customized educational service devices.

나아가, 본 발명은 유비쿼터스 지능형 육아 및 맞춤형 교육 서비스 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 기록 매체를 제공한다.Furthermore, the present invention provides a recording medium on which a program for executing the ubiquitous intelligent parenting and customized education service method is recorded.

유비쿼터스 지능형 육아 서비스 및 맞춤형 교육 서비스 방법에 따르면, 아이의 위치 정보와 아이의 반복적인 행동 패턴에 따라 메시지를 사용자 맞춤형으로 정의하여 제공할 수 있으며, 이때 텍스트 안내 메시지를 본 발명의 정서적 운율 수정 시스템과 상용 텍스트 음성 변환 엔진(TTS engine)에 의해 음성화함으로써, 메시지는 분노, 두려움, 행복, 슬픔 및 중립의 감정 상태를 표현한 음성 메시지로 수정되어 보다 효과적으로 아이에게 위험을 경고하고 안전한 행동으로 유도할 수 있다. According to the ubiquitous intelligent parenting service and the customized education service method, the message may be customized by the user according to the child's location information and the child's repetitive behavior pattern, and the text guide message may be provided with the emotional rhyme correction system of the present invention. By voiced by a commercial text-to-speech engine (TTS engine), messages can be modified into voice messages that express anger, fear, happiness, sadness, and neutral emotional states to more effectively warn children of danger and lead to safe behavior. .

아울러 정서적 운율 수정 시스템은 가정 교육 서비스의 일환으로, 아이에게 동화를 읽어 주는 부모의 역할도 수행할 수 있다.In addition, the emotional rhyme correction system can play a role of a parent who reads fairy tales to the child as part of the home schooling service.

도 1은 유비쿼터스 지능형 육아 서비스 및 맞춤형 교육 서비스(U-SPACE 서비스)가 활용될 수 있는 여러 가지 분야를 도식화한 도면이다.
도 2는 유비쿼터스 지능형 육아 서비스 및 맞춤형 교육 서비스 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 3은 아이의 반복적인 행동 패턴을 감지하기 위해 사용되는 주의기간(attention span)의 시간창(time window)를 설명하기 위한 타임 테이블이다.
도 4는 언어 형태 분석기 및 언어 문장 유형 식별 시스템을 통하여 초기 안내 메시지로부터 수정된 안내 메시지가 생성되는 과정을 나타내는 예시 도면이다.
도 5는 정서적 음성 메시지 생성 동작(emotional speech generation)에 있어서, 주요한 역할을 담당하는 구성요소인 음조(pitch), 중지(pause), 지속(duration), 세기(intensity)를 나타내는 도면이다.
도 6은 음조 곡선(pitch contour) 분석 방법에 이용되는 K-ToBI 라벨링 시스템, 강세 구절 톤, 억양 구절 경계 톤을 나타내는 참고 테이블이다.
도 7은 각각의 감정 상태에 있어서, 운율(prosody) 구조의 파라미터가 미치는 영향의 수치값 및 음조 곡선의 패턴의 수치값을 나타내는 테이블이다.
도 8은 입력된 텍스트 메시지로부터 정서적 음성 메시지가 출력되는 과정에서 동작하는 정서적 운율 수정 시스템의 구성을 나타내는 기능 블록도이다.
도 9는 본 발명의 유비쿼터스 지능형 육아 서비스 및 맞춤형 교육 서비스 장치가 설치된 곰 인형 모양의 프로토타입 및 위험 상황의 시나리오 예시를 나타내는 도면이다.
FIG. 1 is a diagram illustrating various fields in which ubiquitous intelligent parenting service and customized education service (U-SPACE service) may be utilized.
2 is a flowchart illustrating a ubiquitous intelligent parenting service and a customized education service method.
3 is a time table illustrating a time window of an attention span used to detect repetitive behavior patterns of a child.
4 is an exemplary diagram illustrating a process of generating a modified guide message from an initial guide message through a language type analyzer and a language sentence type identification system.
FIG. 5 is a diagram illustrating pitch, pause, duration, and intensity, which are components that play a major role in emotional speech generation.
FIG. 6 is a reference table showing the K-ToBI labeling system, accent verse tones, and intonation passage boundary tones used in the pitch contour analysis method.
FIG. 7 is a table showing numerical values of the influence of the parameters of the prosody structure and numerical values of the pattern of the tonal curve in each emotional state.
FIG. 8 is a functional block diagram illustrating a configuration of an emotional rhyme correction system operating in a process of outputting an emotional voice message from an input text message.
9 is a diagram illustrating a scenario example of a bear-shaped prototype and a dangerous situation in which the ubiquitous intelligent parenting service and the customized education service device of the present invention are installed.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 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.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible even though they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the component of this invention, terms, such as 1st, 2nd, A, B, (a), (b), can be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected to or connected to the other component, It should be understood that an element may be "connected," "coupled," or "connected."

도 1은 유비쿼터스 지능형 육아 서비스 및 맞춤형 교육 서비스(U-SPACE 서비스)가 활용될 수 있는 여러 가지 분야를 도식화한 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating various fields in which ubiquitous intelligent parenting service and customized education service (U-SPACE service) may be utilized.

부모나 보호자가 없는 상황에 처한 어린아이에게 유비쿼터스 컴퓨팅 환경의 U-SPACE 는 여러 가지 분야에서 많은 역할을 담당할 수 있다. 예를 들어, 어린아이가 인지하지 못하는 위험한 상황에 대하여 미리 경고함으로써 사고를 예방할 수 있고, 아이가 익숙하지 못한 가전제품 등의 사용방법을 안내해 줄 수도 있으며, TV나 비디오, 음악과 같은 멀티미디어 컨텐츠를 제공할 수 있고, 여러 가지 유아 치료법에 활용되는 컨텐츠를 제공해주며, 아울러 아이의 스케줄을 관리할 수도 있다.For children with no parents or guardians, U-SPACE in a ubiquitous computing environment can play many roles in many areas. For example, you can prevent accidents by alerting you to dangerous situations that are not recognized by young children. You can also teach them how to use household appliances that your child is not familiar with. It can provide content that can be used for various infant therapies, and can also manage the child's schedule.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따라, U-SPACE 의 활용 영역 중 아이를 보호하고 보살피는 역할과 관련하여 지능형 육아 서비스 및 맞춤형 교육 서비스에 대하여 설명하도록 한다. Hereinafter, according to an embodiment of the present invention, the intelligent parenting service and the customized education service will be described in relation to the role of protecting and caring for the child in the utilization area of the U-SPACE.

도 2는 유비쿼터스 지능형 육아 서비스 및 맞춤형 교육 서비스 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.2 is a flowchart illustrating a ubiquitous intelligent parenting service and a customized education service method.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 유비쿼터스 지능형 육아 서비스 및 맞춤형 교육 서비스 방법은 아이의 행동 패턴을 모니터링 하는 단계(210)와 관찰된 상기 행동 패턴에 따라 교육하고자 하는 텍스트 메시지를 생성하는 단계(220)와 텍스트 메시지를 음성 메시지로 변환하는 단계(230)와 텍스트 메시지의 문장 유형 카테고리에 따라 상기 변환된 음성 메시지의 운율(prosody)을 수정하는 단계를 포함한다.Referring to FIG. 2, the ubiquitous intelligent parenting service and the customized education service method according to the present invention include monitoring 210 a behavioral pattern of a child and generating a text message to be educated according to the observed behavioral pattern 220. And converting the text message into the voice message 230 and modifying the prosody of the converted voice message according to the sentence type category of the text message.

단계별로 구체적으로 살펴보면, 본 발명은 먼저 아이의 행동 패턴을 모니터링 하는데(210), 예를 들어 다섯 살짜리 아이의 경우에 여러 보고서에 따르면 각종 사고에 연관되기 쉬운 것으로 연구되고 있는바, 따라서 본 명세서에서는 주로 다섯 살짜리 아이를 대상으로 하여 정수기의 온수 디스펜서, 가스레인지, 벽에 설치된 소켓, 유리 창문 등 위험한 개체에 대하여 아이의 반복적이고 잠재적인 위험 행동 패턴을 식별하도록 한다. 이때 소정의 시간창(time window) 내에서 적어도 두 번 이상 복수회 반복해서 일어나는 행동을 감지하게 된다. 상기 언급한 시간창의 시간적 범위(range)는 도 3을 참조하여 설명하도록 한다. Looking specifically step by step, the present invention is first to monitor the behavioral pattern of the child (210), for example, in the case of a five-year-old child according to several reports have been studied to be easy to be associated with various accidents, so the present specification Primarily targets five-year-old children to identify repetitive and potentially dangerous behavioral patterns of children against dangerous objects such as hot water dispensers in water purifiers, stoves, wall sockets, and glass windows. At this time, the action that occurs repeatedly at least two or more times in a predetermined time window is detected. The temporal range of the time window mentioned above will be described with reference to FIG. 3.

도 3은 아이의 반복적인 행동 패턴을 감지하기 위해 사용되는 주의기간(attention span, 310)의 시간창(time window)을 설명하기 위한 타임 테이블이다.FIG. 3 is a time table illustrating a time window of an attention span 310 used to detect repetitive behavior patterns of a child.

주의기간(attention span)은 특정한 사람이 산만해지지 않고 한가지 작업에 전념할 수 있는 동안의 시간을 말한다. 일반적으로 어린아이의 경우에 정상적인 주의기간은 아이의 연령에 따라 연 3~5분으로 인정된다. 따라서, 다섯 살짜리의 아이의 경우 15~25분이 주의기간으로서 설정되는 시간창이 된다. Attention span is the time during which a person can concentrate on a task without being distracted. In general, for young children, the normal attention span is considered to be three to five minutes per year, depending on the age of the child. Thus, for a five year old child, 15 to 25 minutes is the time window set as the attention period.

도 3에서 아이의 소정의 행동(예를 들어, 가스레인지를 만지는 행동 등)을 제1행동(320)이라고 할 때, 주의기간(310) 이내에 또다시 가스레인지를 만지는 행동을 보인다면 이는 반복 행동(330)으로 감지되고, 이때는 주의기간(310)을 벗어나서 가스레인지를 만지는 행동을 한 경우에 새로운 행동(340)으로 취급되는 것에 비하여 별도의 제재가 필요한 상황이 된다. 아래에서 후술하겠지만, 이런 경우에 아이에게 통지되는 텍스트 메시지는 보다 강한 명령조의 문장 유형(sentence type)으로 수정되고, 음성 메시지에 있어서 목소리의 감정 상태 역시 화가 난 상태의 어조로 표현되도록 수정된다.In FIG. 3, when the child's predetermined behavior (eg, touching the gas range) is referred to as the first action 320, if the child's behavior is touched again within the attention period 310, this is repeated. 330 is detected, and in this case, when the action of touching the gas range outside the caution period 310 is performed, a separate sanction is required as compared to the new action 340. As will be described below, in this case, the text message notified to the child is modified to a stronger sentence type sentence type, and the emotional state of the voice in the voice message is also modified to be expressed in an angry tone.

다시 도 2를 참조하면, 행동 패턴을 모니터링 하는 단계에서는 아이의 위치 정보도 함께 모니터링 할 수 있다. 즉, 아이에게 일어난 위험 상황을 감지하기 위해서는 아이가 어느 위치에서 어떠한 행위를 하는지를 모니터링 할 필요가 있는 것이다. Referring back to FIG. 2, the location information of the child may be monitored together with the monitoring of the behavior pattern. In other words, in order to detect a dangerous situation that has occurred in a child, it is necessary to monitor where the child is doing what.

다음으로 모니터링 된 행동 패턴에 따라 텍스트 메시지를 생성한다(220). 예를 들어, 아이가 일정한 시간 이내에 가스레인지를 계속해서 만지는 행동을 반복하는 경우에 아이에게 경고의 텍스트 메시지를 생성하여 제공하게 되는데, 이때 기존의 메시지를 그대로 제공하는 것이 아니라 반복된 상황에 맞춰 일정한 수정작업을 수행한 후에 보다 상황에 적합한 메시지를 제공하게 된다. 이와 같은 메시지 수정작업과 관련해서는 도 4를 참조하여 더욱 구체적으로 설명하도록 한다. Next, a text message is generated according to the monitored behavior pattern (220). For example, if the child repeatedly touches the gas stove continuously within a certain time, the child generates and provides a text message of warning, but instead of providing the existing message as it is, After making the corrections, you provide a message that is more context-sensitive. Regarding such a message modification operation, it will be described in more detail with reference to FIG. 4.

도 4는 언어 형태 분석기 및 언어 문장 유형 식별 시스템을 통하여 초기 안내 메시지로부터 수정된 안내 메시지가 생성되는 과정을 나타내는 예시 도면이다.4 is an exemplary diagram illustrating a process of generating a modified guide message from an initial guide message through a language type analyzer and a language sentence type identification system.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 아이를 돌보는 직업을 가진 전문가 집단으로부터 일정한 숫자(ex. 45개)의 샘플 메시지를 먼저 수집한 다음, 아이의 주변에서 감지된 위험한 대상 개체에 따라 샘플 메시지 중에서 적절한 안내 메시지를 선택한다. 여기서 아이의 이름, 위치 정보 등의 세부적인 표현과 문장 유형(sentence type)은 이후에 수정하도록 한다.According to one embodiment of the present invention, a predetermined number (eg, 45) of sample messages are first collected from a group of professionals having a job of caring for a child, and then appropriately selected from among the sample messages according to dangerous target objects detected in the vicinity of the child. Select the guidance message. Here, the detailed expression and sentence type of the child's name, location information, etc. will be modified later.

도 4를 참조하면, 철수가 가스레인지를 만지는 행동 패턴을 보일 때 메시지를 생성하는 과정을 나타내고 있다.Referring to FIG. 4, there is shown a process of generating a message when the withdrawal shows a behavior pattern of touching the gas range.

먼저 초기 안내 메시지로서 기 수집된 샘플 문장 중 관찰된 행동 패턴에 적합한 문장(410)을 먼저 선택한다. 그런 다음, 언어 형태 분석기(Korean morphology analyzer, 420)를 통하여 아이의 이름 및 위치 정보를 수정하고, 언어 문장 유형 식별 시스템(Korean sentence type identification system, 430)을 통하여 문장 유형(sentence type)을 수정한다. First, a sentence 410 suitable for the observed behavior pattern is first selected from previously collected sample sentences as an initial guide message. Then, the child's name and location information are corrected through a Korean morphology analyzer 420, and the sentence type is corrected through a Korean sentence type identification system 430. .

언어 문장 유형 식별 시스템(430)은 문장의 어미 및 구두점에 따라 문장 유형의 카테고리를 서술(declarative), 명령(imperative), 권고(propositive), 의문(interrogative) 및 감탄(exclamatory) 중 어느 하나로 분류할 수 있다. The language sentence type identification system 430 classifies categories of sentence types into one of declarative, imperative, suggestive, interrogative, and exclamatory according to sentence ending and punctuation. Can be.

도 4에서는 영희는 철수로, 콘센트는 가스레인지로 변경되었으며, 철수의 계속된 반복 행동으로 인하여 문장 유형은 권고(제안)(propositive)에서 명령(imperative)으로 변경되었다. 이와 같은 과정은 행동 패턴의 감지 시스템에 의하여 이루어진다(440).In FIG. 4, Alice was withdrawn, the outlet was changed to a gas range, and the sentence type was changed from recommended to imperative due to the continued repetitive behavior of the withdrawal. This process is performed by the system for detecting behavior patterns (440).

따라서, 도 4에서 철수의 반복된 행동으로 인해 최종적으로 표시되는 수정 안내 메시지는 명령문 유형의 문장(450)으로 생성되어 제공된다.Accordingly, the modification guide message finally displayed due to the repetitive behavior of the withdrawal in FIG. 4 is generated and provided as a sentence 450 of the statement type.

다시 도 2를 참조하면, 수정된 안내 메시지가 생성되면 이는 TTS 시스템을 통하여 음성 메시지로 변환된다(230). 이때, TTS 시스템은 범용적으로 쓰이는 시스템을 사용할 수 있다.Referring back to FIG. 2, when the modified guide message is generated, it is converted into a voice message through the TTS system (230). In this case, the TTS system may use a system that is used universally.

마지막으로 문장 유형 카테고리에 따라 음성 메시지의 운율(prosody)을 수정하는 단계(240)를 수행한다.Finally, step 240 of modifying the prosody of the voice message according to the sentence type category is performed.

언어학에서 운율은 음조(성조), 억양, 강세, 리듬, 음장을 포괄하는 용어이다. 운율은 각각의 분절음인 음소가 가지는 특성 이외에 의미상의 차이를 가져오는 소리의 특징들을 말한다. 즉, 사람의 감정 상태에 따라서 운율이 달라질 수 있다.In linguistics, rhyme is a term encompassing tonality, intonation, accent, rhythm, and sound field. Rhymes refer to the features of sound that make a difference in meaning in addition to the characteristics of phonemes, which are each segmented sound. That is, the rhyme may vary depending on the emotional state of the person.

음성 메시지의 운율(prosody)을 수정하는 단계(240)는 음의 지속 및 중지 길이, 음의 세기, 음의 높이의 변화 중 적어도 하나 이상에 의하여 감정 상태 따른 음성 메시지의 운율을 수정할 수 있다.In step 240 of modifying the prosody of the voice message, the prosody of the voice message may be modified by at least one of a change in the duration and pause length of the sound, the intensity of the sound, and the height of the sound.

도 5는 정서적 음성 메시지 생성 동작(emotional speech generation)에 있어서, 주요한 역할을 담당하는 구성요소인 음조(pitch, 510), 중지(pause, 520), 지속(duration, 530), 세기(intensity, 540)를 나타내는 도면이다.FIG. 5 illustrates pitch 510, pause 520, duration 530, and intensity 540 as components that play a major role in emotional speech generation. ).

즉, 음성 메시지의 운율을 수정하여 정서적(감정적, 감성적) 음성 메시지를 생성함에 있어서, 도 5에 나타난 핵심적인 구성요소들을 수정함으로써 동일한 메시지에도 불구하고 서로 다른 감정 상태의 정서를 메시지에 함께 표현할 수 있다. That is, in modifying the rhythm of the voice message to generate an emotional (emotional, emotional) voice message, by modifying the key components shown in Figure 5, it is possible to express emotions of different emotional states together in the message despite the same message. have.

도 6은 음조 곡선(pitch contour) 분석 방법에 이용되는 K-ToBI 라벨링 시스템(Korean Tones and Break Indices Labeling System), 강세 구절 톤(Accentual Phrase Tones), 억양 구절 경계 톤(Intonation Phrase Boundary Tones)을 나타내는 참고 테이블이다.FIG. 6 shows K-ToBI labeling system, Accentual Phrase Tones, and Intonation Phrase Boundary Tones used in the pitch contour analysis method. This is a reference table.

본 명세서에서는 한글에 대한 정서적 운율 구조의 분석을 위해, 한국 음성 정보 기술 산업 진흥 센터(the Speech Information Technology and Industry Promotion Center)에서 배포한 한글 음성 코퍼스(speech corpus)를 사용하는 K-ToBI 라벨링 시스템을 사용하였다. In this specification, a K-ToBI labeling system using a speech corpus distributed by the Speech Information Technology and Industry Promotion Center for analysis of the emotional rhyme structure for Korean characters is presented. Used.

참고로 K-ToBI (Korean Tones and Break Indices)는 한국어에 적용되는 운율 표기 규약을 말한다. 여기서 운율이란 사람이 말을 할 때 자신의 감정을 나타내는 억양(intonation), 단어나 문장에서 강조하는 부분에 나타나는 강세(stress), 의미단위로 끊거나 상대방의 주목을 바라면서 잠깐 말을 멈추는 쉼/중지(pause) 등을 말한다. 이런 운율은 자음이나 모음과 같이 또렷하게 발음을 표기하는 방식이 없으므로 이를 표준화하여 운율을 표기하는 규약을 만들게 된 것이 바로 ToBI 이다. For reference, K-ToBI (Korean Tones and Break Indices) is a rhythm notation that applies to Korean. Rhyme here is an intonation that expresses one's feelings when a person speaks, stress that appears in a stressed part of a word or sentence, a break that stops for a moment, or stops for a moment while waiting for the other's attention. Pause, etc. Since these rhymes do not have pronounced pronunciations like consonants or vowels, ToBI standardizes these rhymes.

예를 들어, 우리가 감정이 복받쳐 오를 때 단어나 문장을 아주 높은 음으로 강하게 발음하게 되는 경우나, 풀이 죽어 있을 때는 아주 낮은 음으로 그것들을 약하게 발음하는 경우가 그런 것이다. For example, we might pronounce words or sentences strongly at very high pitches when feelings are full, or weakly pronounce them at very low pitches when grass is dead.

음향/음성학에서는 음조(피치, pitch)라는 성대의 진동수로 억양변화를 볼 수 있다. 강하게 발음하는 부분은 높은 피치값으로, 약하게 발음하는 부분은 낮은 피치값으로 나타난다. 피치값이나 곡선으로 볼 수 있는 이런 값들은 문장이나 대화문 안에서 계속 변하고 측정된 값들이 어떤 유형을 나타내는지 일목요연하게 파악하기가 힘들다. In acoustic / phonology, the intonation changes can be seen by the frequency of the vocal cords called pitch. Strongly pronounced portions appear at high pitch values, and weakly pronounced portions appear at low pitch values. These values, which can be seen as pitch values or curves, are constantly changing within a sentence or dialogue and it is difficult to see clearly what type the measured values represent.

따라서, 이를 ToBI 라는 규약에 따라 피치값이 높은 곳은 H, 낮은 곳은 L과 같이 기호로 표기하고 특별히 강세가 주어진 곳은 *를, 억양구경계는 %를 사용한다. 이런 규약이 조합이 되면 H+L이라면 강한 발음 다음에 약한 발음이 따라오는 것을 간략하게 기호로 나타낼 수 있고, L+H이라면 약한 발음에서 강한 발음으로 바뀌는 것을 보여준다. H+!H* 가 되면 높은 곳에서 강세 있는 낮은 음절로 하강하는 것을 보이는데, !은 한 단계 밑으로 내려가는 변화를 표기한다. Therefore, according to the convention of ToBI, the pitch is marked with a symbol such as H for high pitches and L for low pitches, * for special accents, and% for accent boundaries. When these conventions are combined, H + L can be briefly represented by strong pronunciation followed by weak pronunciation, and L + H shows the change from weak pronunciation to strong pronunciation. When H +! H *, you will see that you are descending from a high place to a stressed low syllable, and! Represents a step down.

도 7은 각각의 감정 상태에 있어서, 운율(prosody) 구조의 파라미터가 미치는 영향의 수치값 및 음조 곡선의 패턴의 수치값을 나타내는 테이블이다.FIG. 7 is a table showing numerical values of the influence of the parameters of the prosody structure and numerical values of the pattern of the tonal curve in each emotional state.

도 7에서 감정 상태는 화남(분노, anger), 두려움(공포, fear), 행복함(happiness), 슬픔(sadness)의 4가지로 구분하였으며, 이들 각각의 감정 상태에 대하여 일반적인 운율의 구조에서 음조(pitch), 세기(intensity), 빠르기(speech rate), 중지 길이(pause length)가 미치는 영향은 도 7(a)와 나타난 바와 같다.In FIG. 7, the emotional states are divided into four categories: anger (anger), fear (fear, fear), happiness, sadness, and tonality in the structure of general rhyme for each emotional state. Effects of pitch, intensity, speech rate, and pause length are shown in FIG. 7A.

한편, 음조 곡선 패턴(pitch contour patterns)에 대하여 중립(neutrality)을 표준으로 계산한 도 7(b)에 있어서 굵은 박스 처리된 수치에서 볼 수 있듯이, 분노(anger)의 경우에 HL% 와 같이 높은 음조에서 낮은 음조로 변화하는 패턴이 지배적이며(도 6(c) 참조), 공포(fear)의 경우에 H% 와 같이 음조가 높게 올라가며, 행복(happiness)의 경우에 LH% 로서 낮은 음조에서 높은 음조로 변화하는 패턴을 보이고, 슬픔(sadness)의 경우에 L% 로서 낮은 음조가 지배적인 패턴으로 나타난다.On the other hand, as shown in the thick boxed figure in Fig. 7 (b) in which neutrality is calculated as a standard for pitch contour patterns, it is as high as HL% in the case of anger. The pattern that changes from pitch to low tones is dominant (see Figure 6 (c)), the pitch goes up as high as H% in the case of fear, and the high to low pitch as LH% in the case of happiness. The pattern changes to pitch, and in the case of sadness, the low pitch as L% is the dominant pattern.

도 7(b)에서 이러한 값은 연산에 의해 조정된 레지듀얼(residual)에 따라 2 이상의 값을 가지는 억양(intonation) 톤이 해당 감정 상태에 대하여 지배적인 패턴으로 해석될 수 있다. In FIG. 7 (b), such a value may be interpreted as a pattern in which an intonation tone having a value of two or more according to the residual adjusted by the calculation is dominant for the emotional state.

도 8은 입력된 텍스트 메시지로부터 정서적 음성 메시지가 출력되는 과정에서 동작하는 정서적 운율 수정 시스템의 구성을 나타내는 기능 블록도이다.8 is a functional block diagram illustrating a configuration of an emotional rhyme correction system that is operated in the process of outputting an emotional voice message from an input text message.

도 8을 참조하면, 먼저 입력 텍스트 메시지(810)가 음성화(vocalize) 되는데, 이때 텍스트 메시지는 예를 들어, 아이가 일정한 시간 이내에 가스레인지를 계속해서 만지는 행동을 하는 등의 반복된 행동을 하는 상황에 맞춰 문장 유형(sentence type)이 수정된 텍스트 메시지가 된다. Referring to FIG. 8, first, an input text message 810 is vocalized, where the text message has a repeated behavior such as, for example, the child continuously touches the gas range within a certain time. According to the sentence type (sentence type) is a modified text message.

먼저 TTS 시스템(820)을 통하여 상기 입력 텍스트 메시지(810)가 음성화되고, 기본적인 음성화 작업의 완료 이후에 다시 정서적 운율 수정 시스템(840)을 거쳐서 최종적으로 운율이 수정된 음성 메시지가 출력된다.First, the input text message 810 is voiced through the TTS system 820, and after the completion of the basic voice work, the voice message with the rhyme modified is finally output through the emotional rhythm correction system 840.

즉, TTS 시스템(820)을 거쳐 중립적인 감정 상태인 음성 메시지가 정서적 운율 수정 시스템(840) 내의 음조 곡선 맵핑 함수부(pitch contour mapping function module, 841) 및 운율 수정 함수부(general prosody modification function, 842)를 차례로 거친 후, 최종적으로 텍스트 메시지의 문장 유형 카테고리에 따른 감정 상태를 표현하는 정서적 음성 메시지(850)가 생성되는 것이다.That is, the voice message which is in a neutral emotional state via the TTS system 820 is converted into a pitch contour mapping function module 841 and a general prosody modification function in the emotional rhythm correction system 840. After passing through 842, an emotional voice message 850 is finally generated that expresses an emotional state according to the sentence type category of the text message.

상기 음조 곡선 맵핑 함수부(pitch contour mapping function module, 841)는 선형 함수, 사인 함수 및 지수 함수로 구성된 음조 곡선(pitch contour) 수정부와 문장 유형의 서로 다른 억양을 반영하는 문장 어미 음절 수정 부(sentence final syllable modification module)를 더 포함할 수 있으며, 상기 운율 수정 함수부(general prosody modification function, 842)는 음성 메시지의 전체 음조, 세기, 속도 중 적어도 하나 이상을 수정함으로써 정서적 음성 메시지(emotional speech)를 출력할 수 있다.The pitch contour mapping function module 841 includes a sentence ending syllable correction unit reflecting different intonations of a pitch contour correction and sentence type composed of a linear function, a sine function, and an exponential function. and a sentence final syllable modification module, wherein the general prosody modification function 842 modifies the emotional speech by modifying at least one or more of the overall tonality, strength, and speed of the speech message. You can output

도 9는 본 발명의 유비쿼터스 지능형 육아 서비스 및 맞춤형 교육 서비스 장치가 설치된 곰 인형 모양의 프로토타입 및 위험 상황의 시나리오 예시를 나타내는 도면이다. 9 is a diagram illustrating a scenario example of a bear-shaped prototype and a dangerous situation in which the ubiquitous intelligent parenting service and the customized education service device of the present invention are installed.

즉, 도 9(a)를 참조하면 유비쿼터스 지능형 육아 및 맞춤형 교육 서비스 장치로서 아이와의 상호작용을 위한 적어도 하나 이상의 터치센서, 아이의 신분 정보, 위치 정보 및 반복 행동 패턴을 식별하는 RFID 태그, 외부 서버로부터 반복 행동 패턴에 따른 정서적 운율 수정 음성 메시지를 무선 인터넷으로 수신할 수 있는 통신 모듈, 수신된 정서적 운율 수정 음성 메시지를 출력하는 스피커 및 터치스크린이 구비된 PDA를 포함하는 인형 모양의 서비스 로봇이 나타나 있다.That is, referring to FIG. 9 (a), as a ubiquitous intelligent parenting and customized education service device, at least one or more touch sensors for interaction with a child, an RFID tag for identifying the child's identity information, location information, and repetitive behavior patterns, and an external server Appears from a doll-shaped service robot including a communication module capable of receiving an emotional rhyme corrected voice message over the wireless Internet, a speaker for outputting the received emotional rhyme corrected voice message, and a PDA equipped with a touch screen. have.

그림에서 볼 수 있듯이, 서비스 로봇의 겉모양은 아이들을 위하여 안전하고 편안한 느낌을 제공하기 위해, 곰 인형(테디 베어)의 모델일 수 있다. As shown in the figure, the appearance of the service robot can be a model of a teddy bear, in order to provide a safe and comfortable feeling for the children.

한편, 아이의 신분 정보, 위치 정보 및 반복 행동 패턴을 식별하는 RFID(Radio-Frequency Identification) 기술은 전파를 이용하여 먼 거리에서 정보를 인식하는 기술로서, 여기에는 RFID 태그와 RFID 판독기(수신기)가 필요하다. On the other hand, RFID (Radio-Frequency Identification) technology, which identifies the child's identity information, location information, and repetitive behavior pattern, is a technology that recognizes information over a long distance by using radio waves, which includes an RFID tag and an RFID reader (receiver). need.

태그는 안테나와 집적 회로로 이루어지는데, 집적 회로 안에 정보를 기록하고 안테나를 통해 판독기에게 정보를 송신한다. 이러한 정보는 태그가 부착된 대상을 식별하는 데 이용된다. 예를 들어, 바코드와 비슷한 기능을 하며 RFID가 바코드 시스템과 다른 점은 빛을 이용해 판독하는 대신 전파를 이용한다는 것이다. 따라서 바코드 판독기처럼 짧은 거리에서만 작동하지 않고 먼 거리에서도 태그를 읽을 수 있으며, 심지어 송/수신기 사이에 있는 물체를 통과해서도 정보를 수신할 수도 있다.The tag consists of an antenna and an integrated circuit, which records information in the integrated circuit and sends the information to the reader via the antenna. This information is used to identify the tagged object. For example, it functions like a bar code, and what makes RFID different from a bar code system is that it uses radio waves instead of light. This allows tags to be read over long distances, not just at short distances like barcode readers, and even to receive information through objects between transmitters and receivers.

RFID는 다시 사용하는 동력으로 분류할 수 있는데, 판독기의 동력만으로 칩의 정보를 읽고 통신하는 RFID를 수동형(passive) RFID라 하며, 반수동형(semi-passive) RFID는 태그에 건전지가 내장되어 있어 칩의 정보를 읽는 데는 해당 동력을 사용하고, 통신에는 판독기의 동력을 사용하는 것을 말한다. 마지막으로 능동형(active) RFID는 칩의 정보를 읽고 그러한 정보를 통신하는 데 모두 태그의 동력을 사용하게 된다.RFID can be categorized as a power to be used again. RFID that reads and communicates information on the chip only by the power of the reader is called passive RFID. Semi-passive RFID has a built-in battery in the tag. It uses the power to read the information and the power of the reader to communicate. Finally, active RFID uses the power of tags to both read the information on the chip and communicate that information.

한편, RFID를 동력 대신 통신에 사용하는 전파의 주파수로 구분하기도 한다. 낮은 주파수를 이용하는 RFID를 LFID(Low-Frequency Identification)라 하며, 120~140 khz의 전파를 쓴다. HFID(High-Frequency Identification)는 13.56 Mhz를 사용하며, 그보다 한층 높은 주파수를 이용하는 장비인 UHFID(UltraHigh-Frequency Identification)는 868~956 Mhz 대역의 전파를 이용한다.On the other hand, RFID is also classified into the frequency of radio waves used for communication instead of power. RFID using low frequency is called Low-Frequency Identification (LFID) and uses 120 ~ 140 khz radio waves. High-Frequency Identification (HFID) uses 13.56 Mhz, and UHFID (Ultra High-Frequency Identification), which uses higher frequency, uses radio waves in the 868-956 Mhz band.

도 9(b)를 참조하면, 도 9(b)는 위험한 상황을 나타내는 시나리오의 예시로서, 어린아이가 정수기의 뜨거운 물의 디스펜서를 작동시키고자 할 때를 나타내고 있다. 도 9(b)의 오른쪽 그림은 힘 센서(force sensor)에 의해 보고되는 이벤트의 주파수 및 세기를 그래프로 나타내고 있다. 이런 경우, 자동적으로 생성된 맞춤형 메시지는 앞서 설명한 정서적 음성 메시지 생성 시스템에 의해 음성화(vocalized) 된 후 U-SPACE 서비스 로봇 내에 설치된 PDA로 무선 전송되어 아이에게 제공된다. Referring to FIG. 9 (b), FIG. 9 (b) is an example of a scenario representing a dangerous situation, showing when a young child wants to operate a dispenser of hot water of a water purifier. 9 (b) shows a graph of the frequency and intensity of the event reported by the force sensor. In this case, the automatically generated customized message is vocalized by the emotional voice message generation system described above, and then wirelessly transmitted to the PDA installed in the U-SPACE service robot and provided to the child.

이상에서 설명한 본 발명의 유비쿼터스 지능형 육아 서비스 및 맞춤형 교육 서비스 방법에 따르면, 아이의 위치 정보와 아이의 반복적인 행동 패턴에 따라 메시지를 사용자 맞춤형으로 제공할 수 있고, 이때 텍스트 안내 메시지를 본 발명의 정서적 운율 수정 시스템과 상용 텍스트 음성 변환 엔진에 의해 음성화함으로써, 인간의 감정 상태를 표현한 음성 메시지로 수정하여 보다 효과적으로 아이에게 위험을 경고해 줄 수 있다. According to the ubiquitous intelligent parenting service and the customized education service method of the present invention described above, it is possible to provide a user-customized message according to the child's location information and the child's repetitive behavior pattern, wherein the text guide message is emotional By rhyming by a rhyme correction system and a commercial text-to-speech engine, a voice message expressing the human emotional state can be modified to more effectively warn children of danger.

본 발명은 유비쿼터스 지능형 육아 및 맞춤형 교육 서비스 방법을 구현한 프로그램이 기록된 기록 매체를 포함한다.The present invention includes a recording medium on which a program that implements a ubiquitous intelligent parenting and customized education service method is recorded.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷 등의 네트워크를 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disks, optical data storage, and the like, and also in the form of carrier waves (for example, transmission over a network such as the Internet). It also includes implementations. The computer readable recording medium may also be distributed over a networked computer system so that computer readable code can be stored and executed in a distributed manner.

그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(Functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.In addition, functional programs, codes, and code segments for implementing the present invention can be easily inferred by programmers in the art to which the present invention belongs.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. In other words, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively operated in combination with one or more. In addition, although all of the components may be implemented as one independent hardware, some or all of the components may be selectively combined to perform a part or all of the functions in one or a plurality of hardware. As shown in FIG. Codes and code segments constituting the computer program may be easily inferred by those skilled in the art. Such a computer program may be stored in a computer readable storage medium and read and executed by a computer, thereby implementing embodiments of the present invention. As the storage medium of the computer program, a magnetic recording medium, an optical recording medium, a carrier wave medium, or the like may be included.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.It is also to be understood that the terms such as " comprises, "" comprising," or "having ", as used herein, mean that a component can be implanted unless specifically stated to the contrary. But should be construed as including other elements. All terms, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used terms, such as predefined terms, should be interpreted to be consistent with the contextual meanings of the related art, and are not to be construed as ideal or overly formal, unless expressly defined to the contrary.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 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.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

Claims (15)

유비쿼터스 지능형 육아 및 맞춤형 교육 서비스 장치의 유비쿼터스 지능형 육아 및 맞춤형 교육 서비스 방법에 있어서,
상기 교육 서비스 장치가
아이의 행동 패턴 및 위치를 모니터링 하는 단계;
관찰된 상기 행동 패턴에 따라 교육하고자 하는 텍스트 메시지를 생성하는 단계;
상기 텍스트 메시지를 음성 메시지로 변환하는 단계; 및
상기 생성된 텍스트 메시지의 문장 유형 카테고리에 따라 상기 변환된 음성 메시지의 운율(prosody)을 수정하는 단계를 포함하며,
상기 텍스트 메시지를 생성하는 단계는
상기 관찰된 행동 패턴에 따라 기 수집된 샘플 문장 중 하나를 문장을 선택하는 단계;
아이의 이름 및 상기 관찰된 위치에 따라 상기 선택 문장의 구성요소인 이름 및 위치 정보 중 적어도 하나를 변경하는 단계; 및
상기 관찰된 행동 패턴으로부터 행동 반복 횟수를 파악하고, 이에 따라 상기 선택 문장의 문장 유형을 수정하여 상기 텍스트를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 지능형 육아 및 맞춤형 교육 서비스 방법.
In the ubiquitous intelligent parenting and customized education service method of the ubiquitous intelligent parenting and customized education service device,
The education service device
Monitoring the child's behavioral patterns and locations;
Generating a text message to be educated in accordance with the observed behavioral pattern;
Converting the text message into a voice message; And
Modifying the prosody of the converted voice message according to the sentence type category of the generated text message,
Generating the text message
Selecting a sentence from one of sample sentences collected in advance according to the observed behavior pattern;
Changing at least one of name and location information that is a component of the selection sentence in accordance with the name of the child and the observed position; And
Identifying the number of repetition of the behavior from the observed behavior pattern, and accordingly modifying the sentence type of the selected sentence to generate the text; ubiquitous intelligent parenting and customized education service method comprising a.
제 1 항에 있어서,
상기 행동 패턴을 모니터링 하는 단계는,
소정의 시간창(time window) 내에서 반복적으로 일어나는 복수회의 상기 행동을 감지하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 지능형 육아 및 맞춤형 교육 서비스 방법.
 
The method of claim 1,
Monitoring the behavior pattern,
Ubiquitous intelligent parenting and customized education service method, characterized in that for detecting a plurality of times the behavior repeatedly occurring within a predetermined time window (time window).
제 2 항에 있어서,
상기 행동 패턴을 모니터링 하는 단계는,
상기 행동 패턴과 함께 상기 아이의 위치 정보를 모니터링 하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 지능형 육아 및 맞춤형 교육 서비스 방법.
 
The method of claim 2,
Monitoring the behavior pattern,
Ubiquitous intelligent parenting and customized education service method characterized in that for monitoring the location information of the child with the behavior pattern.
제 3 항에 있어서,
상기 시간창(time window)은,
상기 아이의 연령에 따른 주의기간(attention span)에 따라 시간의 범위를 결정하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 지능형 육아 및 맞춤형 교육 서비스 방법. 
 
The method of claim 3, wherein
The time window (time window),
Ubiquitous intelligent parenting and tailored education service method, characterized in that for determining the range of time according to the attention span (attention span) according to the age of the child.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 문장 유형의 카테고리는 서술, 명령, 권고, 의문 및 감탄 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 지능형 육아 및 맞춤형 교육 서비스 방법. 
The method of claim 1,
The sentence type category is any one of description, command, recommendation, question and admiration ubiquitous intelligent parenting and customized education service method.
제 1 항에 있어서,
상기 음성 메시지의 운율(prosody)을 수정하는 단계는,
음의 지속 및 중지 길이, 음의 세기, 음의 높이의 변화 중 적어도 하나 이상에 의하여 감정 상태에 따른 음성 메시지의 운율을 수정하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 지능형 육아 및 맞춤형 교육 서비스 방법. 
 
The method of claim 1,
Modifying the prosody of the voice message,
Ubiquitous intelligent parenting and customized education service method, characterized in that the rhythm of the voice message according to the emotional state by modifying at least one or more of the duration and pause length of the sound, the intensity of the sound, the height of the sound.
제 7 항에 있어서,
상기 음성 메시지의 운율을 수정하는 단계는,
K-ToBI (Korean Tones and Break Indices) 규약을 따르며, 연산에 의해 조정된 레지듀얼(residual)에 따라 복수의 감정 상태 중 어느 하나에 대한 지배적인 패턴으로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 지능형 육아 및 맞춤형 교육 서비스 방법. 
 
The method of claim 7, wherein
Modifying the rhyme of the voice message,
Ubiquitous according to the K-ToBI (Korean Tones and Break Indices) protocol, and determining the dominant pattern for any one of the plurality of emotional states according to the residual adjusted by the operation. Intelligent parenting and tailored educational service method.
제 8 항에 있어서,
상기 복수의 감정 상태는 분노, 공포, 행복, 슬픔 및 중립 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 지능형 육아 및 맞춤형 교육 서비스 방법. 
 
The method of claim 8,
The plurality of emotional states are any one of anger, fear, happiness, sadness and neutral ubiquitous intelligent parenting and customized education service method.
제 9 항에 있어서,
상기 음성 메시지의 운율을 수정하는 단계는,
상기 음성 메시지의 음조 곡선(pitch contour)을 수정하는 단계; 및
상기 문장 유형에 따라 문장 어미 음절 수정 함수(sentence final syllable modification function)를 통하여 상기 문장 유형의 서로 다른 억양을 반영하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 지능형 육아 및 맞춤형 교육 서비스 방법.
The method of claim 9,
Modifying the rhyme of the voice message,
Modifying a pitch contour of the voice message; And
Ubiquitous intelligent parenting and personalized education service method further comprising the step of reflecting different accents of the sentence type through a sentence final syllable modification function according to the sentence type.
제 10 항에 있어서,
상기 음성 메시지의 운율을 수정하는 단계는,
상기 음성 메시지의 전체 음조, 세기, 속도 중 적어도 하나 이상을 수정하는 단계를 더 포함함으로써 상기 음성 메시지의 운율을 수정하여 정서적 음성 메시지(emotional speech)를 출력하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 지능형 육아 및 맞춤형 교육 서비스 방법.
 
11. The method of claim 10,
Modifying the rhyme of the voice message,
Ubiquitous intelligent parenting and customized education, characterized in that for modifying at least one or more of the overall tone, strength, speed of the voice message by modifying the rhyme of the voice message to output an emotional speech (emotional speech) Service method.
유비쿼터스 지능형 육아 및 맞춤형 교육 서비스 장치에 있어서,
아이의 행동 패턴 및 위치를 모니터링 하는 센서;
상기 센서를 통해 관찰된 상기 행동 패턴에 따라 교육하고자 하는 텍스트 메시지를 생성하는 메시지 생성부;
상기 메시지 생성부에 의해 생성된 상기 텍스트 메시지를 음성 메시지로 변환하는 TTS 변환부; 및
상기 TTS 변환부를 통해 변환된 상기 생성된 텍스트 메시지의 문장 유형 카테고리에 따라 상기 변환된 음성 메시지의 운율(prosody)을 수정하는 정서적 운율 수정부(emotional prosody modification module)를 포함하며,
상기 메시지 생성부는  
상기 관찰된 행동 패턴에 따라 기 수집된 샘플 문장 중 하나를 선택한 후, 아이의 이름 및 상기 관찰된 위치에 따라 상기 선택 문장의 구성요소인 이름 및 위치 정보 중 적어도 하나를 변경하고, 상기 관찰된 행동 패턴으로부터 행동 반복 횟수를 파악하고, 이에 따라 상기 선택 문장의 문장 유형을 수정하여 상기 텍스트를 최종 생성하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 지능형 육아 및 맞춤형 교육 서비스 장치.
 
In the ubiquitous intelligent parenting and customized education service device,
Sensors to monitor child's behavioral patterns and locations;
A message generator for generating a text message to be educated according to the behavior pattern observed through the sensor;
A TTS converter for converting the text message generated by the message generator into a voice message; And
And an emotional prosody modification module that modifies the prosody of the converted voice message according to the sentence type category of the generated text message converted by the TTS conversion unit.
The message generating unit
After selecting one of the pre-collected sample sentences according to the observed behavior pattern, and changing at least one of the name and location information that is a component of the selection sentence according to the child's name and the observed position, and the observed behavior Ubiquitous intelligent parenting and customized education service device characterized in that the number of repetition of the action is determined from a pattern, and the sentence type of the selected sentence is modified accordingly to finally generate the text.
 제 12 항에 있어서,
상기 정서적 운율 수정부는,
선형 함수, 사인 함수 및 지수 함수로 구성된 음조 곡선(pitch contour) 수정부와 문장 유형의 서로 다른 억양을 반영하는 문장 어미 음절 수정 부(sentence final syllable modification module)를 구비하는 음조 곡선 맵핑 함수부; 및
상기 음성 메시지의 전체 음조, 세기, 속도 중 적어도 하나 이상을 수정함으로써 상기 음성 메시지의 운율을 수정하여 정서적 음성 메시지(emotional speech)를 출력하는 운율 수정 함수부(general prosody modification function module)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 지능형 육아 및 맞춤형 교육 서비스 장치.
13. The method of claim 12,
The emotional rhyme correction unit,
A tonal curve mapping function having a pitch contour correction composed of a linear function, a sine function, and an exponential function and a sentence final syllable modification module reflecting different intonations of sentence type; And
And a general prosody modification function module for modifying the rhythm of the voice message to output an emotional speech by modifying at least one or more of the overall tone, strength, and speed of the voice message. Featuring ubiquitous intelligent parenting and customized educational service devices.
삭제delete 제1 내지 제4항, 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 유비쿼터스 지능형 육아 및 맞춤형 교육 서비스 방법을 구현한 프로그램이 기록된 기록 매체.
A recording medium on which a program that implements the ubiquitous intelligent parenting and customized education service method according to any one of claims 1 to 4 and 6 to 11 is recorded.
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