KR101397287B1 - 감정이 강도별 단계로 정형화된 감정유발시스템 및 이를 이용한 감정유발방법 - Google Patents

감정이 강도별 단계로 정형화된 감정유발시스템 및 이를 이용한 감정유발방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 감정이 강도별 단계로 정형화된 감정유발시스템 및 이를 이용한 감정유발방법에 관한 것으로, 사용자로부터 감정을 유발하기 위한 감정유발시스템에 있어서, 생체신호를 검출하는 생체신호검출부; 생체신호로부터 추출된 생체파라미터의 증감패턴에 따라 해당하는 감정유발프로토콜의 신호를 출력하는 데이터베이스부; 감정유발프로토콜의 신호에 의해 신체를 자극하는 자극모듈부; 생체신호로부터 추출된 생체파라미터의 증감패턴을 비교 분석하여 감정의 강도 단계별로 정형화하여 데이터로 추출하는 제어부; 및 제어부에서 정형화된 감정의 강도 단계별 데이터를 저장하는 감정의 강도 단계별 데이터저장부;가 포함되어 이루어짐으로써, 실험을 통해 감정에 대해 강도별로 정형화시켜 단계화하고, 감정의 각 강도에 따라 최적의 콘텐츠, 생체파라미터 및 감정유발프로토콜을 객관화함으로써, 사용자의 주관적인 감정의 정도에 대해 객관적인 결과를 도출할 수 있는 효과가 있다.

Description

감정이 강도별 단계로 정형화된 감정유발시스템 및 이를 이용한 감정유발방법{Emotion induction system regularited emotion intensity level and inducing emotion method thereof}
본 발명은 사용자의 감정을 유발하는 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수의 사용자에게 감정유발프로토콜을 제공하면서 상응하는 사용자의 생체신호, 표정변화 및 음성신호를 피드백하여 사용자의 감정을 강도별 단계로 정형화하고, 이 감정 강도별 단계에 대응하도록 감정유발프로토콜을 단계별로 제공하도록 된 감정이 강도별 단계로 정형화된 감정유발시스템 및 이를 이용한 감정유발방법에 관한 것이다.
일반적으로, 감정이란 인간이 가질 수 있는 정신적 상태를 의미하고, 크게는 희(喜), 노(怒), 애(哀), 락(樂)으로 구분된다. 이러한 감정에 대해 인위적인 외부 자극을 통해 유발하거나 이를 토대로 심리적 안정을 도모하고자 하는 다양한 기술적 개발이 활발히 진행되고 있는 실정이다.
이렇듯 감정 유도를 꾀하기 위해 종래의 감정유도장치(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 사용자의 생체신호를 검출하는 생체신호측정모듈(11); 생체신호로부터 생체파라미터를 추출하고 그 증감패턴에 따라 감정유도프로토콜을 변화시켜 정서를 유도하는 정서유도모듈(12); 및 정서유도프로토콜에 따라 물리적 신호를 출력하는 생체자극모듈(13);이 포함되어 이루어졌다.
이들 구성에 의해 사용자에게 감정유도프로토콜에 따라 콘텐츠의 물리적 자극이 제공되고, 사용자에 대해 반복적으로 생체신호 및 생체파라미터를 추출하여 그 증감패턴에 따라 반복적으로 감정유도프로토콜의 콘텐츠를 변화시킴으로써, 사용자의 감정이 만족한 상태에 도달되었다.
하지만, 종래의 감정유도장치(10)는 사용자의 감정을 느끼는 성향과는 무관하게 감정유도프로토콜이 항상 초기 레벨 값으로 시작되므로, 사용자별 다양한 성향에 대한 맞춤 제공이 이루어지지 못하였다. 또한, 검출되는 생체파라미터의 수가 너무 작고, 이들 생체파라미터의 증감패턴에 대한 편차(-1,0,1 등의 3가지)가 너무 좁기 때문에 사용자가 목표하는 감정상태에 도달되었는지에 대한 오차가 현저히 컸다. 이 때문에 목표 감정에 도달하지 못하면 사용자가 별도의 버튼을 누르는 등의 물리적 신호를 발생시켜 감정유도프로토콜을 인위적으로 변화시켜야 하였다. 이로 인해, 궁극적으로 감정을 유도하기 위한 객관적인 연구자료로서의 신빙성이 저하되는 문제점이 있었다.
KR2004-0000932 10
상기된 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 제1목적은 생체파라미터에 대해 폭넓게 다양화하면서 증감패턴 역시 다양화하고, 이를 기초로 하여 감정을 강도별로 정형화하여 단계별로 추출하며, 감정의 강도별 단계에 상응하도록 감정유도프로토콜을 단계별로 제공함으로써, 감정에 관련된 중추 및 말초 반응 연구에서 감정을 측정하는 연구자료로서 객관적으로 인정될 수 있도록 한 감정이 강도별 단계로 정형화된 감정유발시스템 및 이를 이용한 감정유발방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 제2목적은 객관적인 실험을 통해 감정유발프로토콜을 미리 정형화하여 강도별로 세분화함으로써, 객관적인 자료를 통해 사용자의 성향에 따라 해당 목표 감정에 해당하는 단계로 곧바로 도달할 수 있도록 된 감정이 강도별 단계로 정형화된 감정유발시스템 및 이를 이용한 감정유발방법을 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 감정유발시스템은, 사용자로부터 감정을 유발하기 위한 감정유발시스템에 있어서, 생체신호를 검출하는 생체신호검출부; 생체신호로부터 추출된 생체파라미터의 증감패턴에 따라 해당하는 감정유발프로토콜의 신호를 출력하는 데이터베이스부; 감정유발프로토콜의 신호에 의해 신체를 자극하는 자극모듈부; 생체신호로부터 추출된 생체파라미터의 증감패턴을 비교 분석하여 감정의 강도 단계별로 정형화하도록 데이터를 추출하는 제어부; 및 제어부에서 졍형화된 감정의 강도 단계별 데이터를 저장하는 감정의 강도 단계별 데이터저장부;가 포함되어 이루어진다.
여기서, 제어부는 감정의 강도 단계별로 정형화된 생체파라미터의 증감패턴과, 추출된 생체파라미터의 증감패턴을 비교 분석하여 원하는 감정 단계에 도달하였는지 판단한다.
또한, 제어부는 감정의 강도 단계별로 정형화된 생체파라미터의 증감패턴과, 추출된 생체파라미터의 증감패턴이 일치하지 않은 경우, 감정의 강도 단계를 조정하도록 감정의 강도 단계별 데이터 저장부의 출력신호를 제어한다.
또한, 제어부는 사용자의 신체에 나타나는 생체파라미터들의 변화를 실시간으로 검출하도록 생체신호검출부를 제어하고, 생체파라미터들의 변화에 따라 감정유발프로토콜의 단계를 변화시키도록 감정유발프로토콜 데이터베이스를 제어한다.
한편, 생체신호검출부는 감정 상태별 사용자의 심박, 호흡 및 피부의 변화 등을 포함한 생체신호를 검출하기 위한 생체신호감지부가 포함된다.
여기서, 생체신호감지부는 심박을 검출하기 위한 심박검출센서, 호흡을 검출하기 위한 호흡검출센서 및, 피부 변화를 검출하기 위한 피부변화검출센서가 포함되어 이루어진다.
또한, 생체신호검출부는 사용자의 얼굴 영상을 획득하기 위한 영상획득부; 및 사용자의 음성을 획득하기 위한 음성획득부;가 더 포함된다.
여기서, 영상획득부는 사용자의 얼굴 영상을 촬영하기 위한 카메라가 포함되어 이루어지고, 그리고 획득된 사용자의 얼굴 영상과, 일상의 기준 얼굴 영상을 비교하여 현재 사용자의 감정을 판단하기 위한 생체파라미터를 검출한다.
또한, 음성획득부는 사용자의 음성을 녹음하기 위한 마이크가 포함되어 이루어지고, 그리고 획득된 사용자의 음성과 일상의 기준 음성을 비교하여 현재 사용자의 감정을 판단하기 위한 생체파라미터를 검출한다.
한편, 데이터베이스부는 생체파라미터 및 생체파라미터 증감패턴이 저장되는 생체파라미터 데이터베이스; 및, 사용자의 감정을 유발할 수 있는 콘텐츠 및 이들 콘텐츠를 조합 또는 단독으로 감정의 정도 차이에 따라 단계별로 프로토콜화되어 저장되는 감정유발프로토콜 데이터베이스;가 포함되어 이루어진다.
여기서, 감정유발프로토콜 데이터베이스는 사용자의 감정 상태에 대한 생체신호의 증감을 유발할 수 있는 감정유발프로토콜이 감정의 강도 단계에 부합되도록 단계별로 저장된다.
또한, 데이터베이스부는 사용자의 얼굴 영상에 관한 생체파라미터 및 얼굴 영상의 변화에 대한 생체파라미터의 증감패턴이 저장되는 영상저장 데이터베이스; 및, 사용자의 음성에 관한 생체파라미터 및 음성의 변화에 대한 생체파라미터의 증감패턴이 저장되는 음성저장 데이터베이스;가 더 포함되어 이루어진다.
또한, 자극모듈부는 사용자의 시각을 자극하는 시각자극모듈; 및 사용자의 청각을 자극하는 청각자극모듈;이 포함되어 이루어진다.
한편, 본 발명에 따른 감정유발시스템을 이용하여 감정을 유발하는 방법에 있어서, 원하는 감정을 선택하는 제1단계(S10); 감정의 목표로 하는 강도 단계를 선택하는 제2단계(S20); 사용자의 생체신호를 검출하는 제3단계(S30); 검출된 생체신호로부터 제1생체파라미터를 추출하는 제4단계(S40); 제2단계(S20)에서 선택된 단계의 강도에 부합되는 자극을 제공하는 신호를 출력하는 제5단계(S50); 사용자의 생체신호를 재검출하는 제6단계(S60); 재검출된 생체신호로부터 제2생체파라미터를 추출하는 제7단계(S70); 제1생체파라미터 및 제2생체파라미터를 분석하여 생체파라미터의 증감패턴을 추출하는 제8단계(80); 제1,2생체파라미터의 분석된 생체파라미터의 증감패턴과, 선택된 감정의 목표 강도 단계에 해당하는 생체파라미터의 증감패턴을 비교하여 차이를 계산하는 제9단계(S90); 및 제9단계(S90)에서의 생체파라미터의 증감패턴의 차이를 기초로 하여 사용자의 감정상태가 원하는 목표의 감정 단계와 부합되는지 판단하고, 부합되면 종료하는 제10단계(S100);가 포함되어 이루어진다.
여기서, 본 발명에 따른 감정을 유발하는 방법에는 제10단계(S100)에서 사용자가 원하는 목표의 감정의 강도 단계에 도달되지 않았으면 감정의 강도 단계를 변화시켜 사용자에게 자극 신호를 출력하는 제5단계(S50)로 회귀하는 제11단계(S110);가 더 포함되어 이루어진다.
여기서, 제9단계(S90)에서 감정의 강도 단계별 생체파라미터 증감패턴은 단계별로 미리 정형화되어 저장된다.
또한, 감정의 정형화된 강도 단계별 생체파라미터 증감패턴은 피험자들로부터 추출된 생체파라미터 증감패턴을 평균화하여 산출된다.
또한, 감정의 강도 단계별 생체파라미터 증감패턴은 반복적으로 획득되는 생체파라미터의 증감패턴이 지속적으로 누적된다.
또한, 제3단계(S30)에서 검출하는 생체신호는 심박, 호흡 및 피부의 변화 중 적어도 하나이다.
또한, 제3단계(S30)에서 검출하는 생체신호는 사용자의 얼굴 영상 및 음성 중 적어도 하나를 더 포함한다.
또한, 제2단계(S20)에서 감정의 강도 단계는 사용자가 직접 선택하거나 또는 입력되어 있는 사용자의 정보에 따라 선택된다.
상술된 바와 같이 본 발명에 따르면, 실험을 통해 감정에 대해 강도별로 정형화시켜 단계화하고, 감정의 각 강도에 따라 최적의 콘텐츠, 생체파라미터 및 감정유발프로토콜을 사전(事前) 반복 실험으로 객관화함으로써, 사용자의 주관적인 감정의 정도에 대해 객관적인 결과를 도출할 수 있는 효과가 있다.
또한, 감정을 유발하기 위한 콘텐츠, 생체파라미터 및 감정유발프로토콜을 실험에 의해 단계별로 세분화함으로써, 종래보다 더욱 세밀한 조건을 객관적인 자료에 의해 정확하게 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 시각 및 청각 등의 자극을 단계별로 제공함으로써, 사용자가 원하는 감정에 정확하게 도달할 수 있고, 이때 사용된 자료가 객관적인 자료로 활용될 수 있는 효과가 있다.
또한, 종래의 온도, 습도 및 조명 등을 배제하면서 동영상, 음악, 광고, 드라마, 이미지 등의 시각 및 청각으로 자극모듈을 단순화하고, 이 자극모듈을 통해 생체신호를 폭넓게 다양화하여 더욱 객관성, 효과성 및 신뢰도를 향상시켜 사용자가 원하는 감정을 정확하게 유발할 수 있는 효과가 있다.
또한, 감정유발프로세스가 진행되는 동안 실시간으로 사용자의 생체신호를 피드백하고, 이 피드백에 따라 실시간으로 자극의 정도를 단계별로 가변시킴으로써, 원하는 감정에 더욱 빠르고, 정확하게 도달할 수 있는 효과가 있다. 이때, 사용자가 직접 목표 감정 신호를 입력하면 해당하는 감정 강도의 단계가 즉시 시행될 수 있다.
또한, 감정와 관련된 중추 및 말초 반응 연구에서 감정의 정도를 피험자의 주관적 판단에 의한 감정의 정도에 의존하는 현상으로부터 탈피하고, 객관화된 단계별 강도의 자극이 제공됨에 따라 지극히 객관적인 자료로 활용이 가능하다는 효과가 있다. 이로 인해, 감정관련 신경 네트워크 및 생리 반응 규명에 활용될 수 있고, 감정에 따른 표준화된 뇌 및 말초 반응의 인덱스 개발이 가능해지는 효과가 있다. 또한 정상인보다 감정를 적게 경험하는 성격 장애자 또는 정신분열증 환자의 감정 치료 프로그램에서 감정유발의 정도를 객관적으로 측정할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 감정유발장치가 개략적으로 도시된 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 감정이 강도별 단계로 정형화된 감정유발시스템이 개략적으로 도시된 블럭도이다.
도 3은 도 2의 감정유발시스템을 이용하는 사용자의 생리신호를 실시간으로 피드백하는 장치의 사용예가 개략적으로 도시된 사용 상태도이다.
도 4는 도 2의 감정유발시스템을 이용한 감정유발방법의 흐름도이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 감정이 강도별 단계로 정형화된 감정유발시스템에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
<구성>
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 감정이 강도별 단계로 정형화된 감정유발시스템이 개략적으로 도시된 블럭도이고, 도 3은 도 2의 감정유발시스템을 이용하는 사용자의 생리신호를 실시간으로 피드백하는 장치의 사용예가 개략적으로 도시된 사용 상태도이다.
본 발명에 따른 감정유발시스템(100)은 생체신호검출부(110), 데이터베이스부(120), 감정의 강도 단계별 데이터저장부(130), 자극모듈부(140) 및 제어부(150)가 포함되어 이루어진다.
먼저, 생체신호검출부(110)는 사용자의 감정상태를 객관적으로 획득하기 위한 것으로, 생체신호감지부(111)를 통해 사용자의 생체신호를 얻게 된다.
여기서, 생체신호감지부(111)는 사용자의 현재 감정상태를 검출하기 위해 심박, 호흡량, 혈류량, 피부전도, 피부온도 등을 검출할 수 있는 다양한 센서 및 장치가 이용된다. 여기서, 생체신호감지부(111)에서는 심박율(HR : Heart Rate), RR간격의 표준편차(SD_RRI : Standard Deviation of RR Interval), 심박의 저주파 성분(LF : Low Frequency), 심박의 고주파 성분(HF : High Frequency), 심박변산성(HRV : Heart Rate Variablilty), 혈류량(BVP : Blood Volume Pulse) 및, 맥파도달시간(PTT : Pulse Transit Time) 등을 검출한다. 또한, 생체신호감지부(111)에서는 심장근육의 수축 확장에 따른 활동 전류를 측정하는 심전도(ECG or Electrocardiogran)센서 및, 혈관 굵기의 변화에 따른 광혈류량의 변화를 측정하는 PPG(Photo-electric pluse PlethysmoGraph)센서 등이 더 이용될 수 있다. 또한, 생체신호감지부(111)에서는 호흡성 부정맥(RSA : Respiratory Sinus Arrhythmia), 호흡율(Resp_R : Respiratory Rate), 호흡진폭(Resp_A : Respiratory Amplitude) 및, 호흡율의 표준편차(Resp_Rsd : Standard deviation of Respiratory Amplitude) 등을 검출한다. 또한, 생체신호감지부(111)에서는 피부전도수준(SCL : Skin Conductance Level), 피부전도반응(SCR : Skin Conductance Response) 및, 최대피부온도(maxSKT : maximum Skin Temperature) 등을 검출한다. 이 생체신호감지부(111)에 사용되는 센서는 시계형태로 제작되어 손목에 착용할 수도 있고, 벨트 형태로 제작되어 팔, 목, 허리 또는 다리 등에 착용할 수도 있다.
또한, 생체신호감지부(111)는 영상획득부(112) 및 음성획득부(113)를 더 포함할 수 있다. 영상획득부(112)는 도 3에서와 같이 사용자의 얼굴을 카메라(112a)로 촬영하여 얼굴 정보를 검출할 수 있다. 이때, 얼굴 정보를 추출하는 알고리즘으로는 가버필터를 이용한 알고리즘, 사각 특징점(rectangle features)을 이용한 AdaBoost 알고리즘, 아이겐훼이스(Eigenface) 알고리즘, PCA(Pricipal Conponent Analysis), 템블리트 매칭방법 등이 사용될 수 있다. 여기서, 촬영된 얼굴 영상을 추출한 후 미리 저장된 기준 얼굴 영상과 비교하고, 이때 전체 모양을 비교하거나 복수개의 포인트에 대해 상호 간의 거리를 비교하여 감정 상태를 검출할 수 있다. 또한, 음성획득부(113)는 사용자의 음성을 마이크(113a)를 통해 녹음하여 미리 녹음된 기준 음성과 비교하여 음성의 피치, 세기 및 빠르기 등을 비교하여 감정 상태를 검출할 수 있다. 이때, 필터뱅크를 이용한 LFPC(Log Frequency Power Coefficient)를 사용할 수 있다. 이때, 현재 얼굴 영상과 기준 얼굴 영상 및 이들의 비교상태를 실시간으로 모니터(112b)에 활성화시키면서 현재의 감정 상태를 표시한다. 또한, 현재 음성과, 기준 음성 및 이들의 비교상태를 실시간으로 모니터(112b)에 활성화시키면서 현재의 감정 상태를 표시한다. 이때의 영상파라미터 및 음성파라미터, 영상파라미터의 증감패턴 및 음성파라미터의 증감패턴은 각각 영상저장 데이터베이스(123) 및 음성저장 데이터베이스(124)에 저장된다.
한편, 데이터베이스부(120)는 생체파라미터 데이터베이스(121), 감정유발프로토콜 데이터베이스(122)가 포함되고, 이외에도 영상저장 데이터베이스(123), 음성저장 데이터베이스(124) 및 사용자정보 데이터베이스(125) 등이 더 포함된다.
여기서, 생체파라미터 데이터베이스(121)는 생체신호검출부(110)에서 획득된 생체신호, 영상신호 및 음성신호가 실시간 및 콘텐츠별로 저장된다. 즉, 생체신호감지부(111)에서의 심박율(HR), RR간격의 표준편차(SD_RRI), 심박의 저주파 및 고주파 성분(LF,HF), 심박변산성(HRV), 호흡성 부정맥(RSA), 맥파도달시간(PTT), 호흡율(Resp_R), 호흡진폭(Resp_A), 호흡율의 표준편차(Resp_Rs), 호흡진폭의 표준편차(Resp_Asd), 혈류량(BVP), 피부전도수준(SCL), 피부전도반응(SCR) 및 최대피부온도(maxSKT) 등의 신호를 통해 신체에 가해지는 조건에 대한 생체파라미터를 구하여 저장한다. 또한, 영상 및 음성신호에 대한 생체파리미터도 구하여 저장한다. 또한, 각 생체파라미터들의 증감패턴들 역시 저장한다.
또한, 감정유발프로토콜 데이터베이스(122)는 사용자의 감정을 유발할 수 있는 콘텐츠를 저장하고, 이들 콘텐츠를 조합 또는 단독으로 감정의 강도 차이에 따라 프로토콜화하여 저장한다. 이 감정유발프로토콜에 의해 자극모듈부(140)로부터 물리적 신호가 출력된다. 여기서, 감정유발프로토콜은 시각 및 청각 등의 자극을 통해 사용자의 감정 상태에 대한 생리신호를 유발하기 위한 것으로, 원하는 감정을 유발할 수 있는 콘텐츠를 감정의 강도 차이에 따라 단독 또는 조합하여 이루어진 것이다. 이때의 감정유발프로토콜은 일예로 분노, 공포, 기쁨 및 슬픔의 감정을 유발하기 위한 시각자극 및, 놀람의 감정을 유발하기 위한 청각자극을 이용하고, 이 콘텐츠는 [표 1]에서와 같다. 여기서, [표 1]은 기재의 편의상 2페이지로 나누어 삽입되었다.
[표 1]
Figure 112012012575647-pat00001
Figure 112012012575647-pat00002
이들 콘텐츠를 다양한 피험자에게 실험하여 점수로 기재하고, 동일한 콘텐츠에 대해 감정 자극의 강도를 평균점수로 나타내면 [표 2]와 같다.
[표 2]
Figure 112012012575647-pat00003
또한, 영상저장 데이터베이스(123) 및 음성저장 데이터베이스(124)는 각각 생체신호검출부(110)의 영상획득부(112) 및 음성획득부(113)를 통해 입력된 데이터 및 데이터의 파라미터 등이 저장된다. 이들 영상저장 데이터베이스(123) 및 음성저장 데이터베이스(124)에 저장된 영상파라미터 및 음성파라미터는 생체파라미터와 더불어 사용자의 감정을 유발하여 나타난 반응을 분석하는데 중요한 요인이 된다.
또한, 사용자정보 데이터베이스(125)는 사용자인터페이스부(160)를 통해 입력된 사용자의 정보를 저장하고, 생체신호검출부(110) 및 데이터베이스부(120)에 저장된 데이터가 해당 사용자별로 저장된다. 이때, 피험자 및 사용자의 정보가 저장되어 향후 재차 감정유발이 행하여질 때, 해당 피험자 및 사용자에 대한 이전 기록을 참조하기 위한 것이다.
한편, 감정의 강도 단계별 데이터저장부(130)는 감정유발프로토콜 데이터베이스(122)에 저장된 감정유발프로토콜에 의해 나타난 감정 상태를 강도에 따라 정형화시켜 단계별로 저장한다. 이를 위해, 직업, 연령 및 성별 등의 다양한 피험자에 대해 미리 감정유발실험을 시행하고, 이를 통해 다양하고도 광범위한 생체신호를 검출하게 된다. 이들 생체신호를 분석하여 생체파라미터를 추출한 후 강도에 따른 단계별로 정형화되어 저장된다. 한편, 감정의 강도 단계별 데이터 저장부(130)에 저장된 감정의 강도 단계별로 정형화된 데이터에 대한 일예로 [표 3], [표 4] 및 [표 5]와 같이 제시된다. 여기서, [표 3]은 감정 강도 1단계이고, [표 4]는 감정 강도 2단계이며, [표 5]는 감정 강도 3단계이다. 물론, 평상심을 유지했을 때의 최초 감정 강도를 비롯하여 감정 강도 4단계 이상의 단계에 대해서도 정형화된 데이터를 제시할 수 있음은 물론이다. 이때, 감정의 강도를 정형화하기 위해 청소년과 성인으로 구분하여 각각 100명을 대상으로 실험하였다. 여기서, 감정의 강도를 정형화하기 위해 청소년과 성인으로 구분하여 각각 100명을 대상으로 실험하고, 각 피험자의 감정유발프로토콜의 자극 강도에 따라 측정된 생체파라미터들의 증감패턴을 평균화하였다. 이에 대한 결과로 [표 3], [표 4] 및 [표 5]와 같이 단계별로 감정 강도가 정형화되었다.
[표 3]
Figure 112012012575647-pat00004
[표 4]
Figure 112012012575647-pat00005
[표 5]
Figure 112012012575647-pat00006

또한, 생체파라미터의 증감패턴은 1∼5단계로 구분하고, 이에 대한 표식은 [표 6]과 같다.
[표 6]
Figure 112012012575647-pat00007

따라서, [표 3], [표 4] 및 [표 5]에서 단계별로 제시된 감정 강도를 이용하여 정서 관련 신경 네트워크 및 생리 반응 규명은 물론 정서에 따른 표준화된 뇌 및 말초 반응의 인덱스 개발 등에 대해 객관화된 자료로 활용 가능하다. 또한, 자폐증, 성격 장애자 또는 정신분열증 환자 등의 정서치료 프로그램에서 감정유발 정도를 객관적으로 측정할 수 있다. 또한, 사용자의 요청 및 또는 기존 입력 자료에 의해 감정의 강도를 임의적으로 선택하고, 선택된 감정의 강도에 곧바로 도달할 수 있다.
한편, 자극모듈부(140)는 시각자극모듈(141) 및 청각자극모듈(142)이 포함되어 이루어진다. 물론, 압박, 전기적 자극 등의 촉각을 자극하기 위한 촉각자극모듈 등을 포함하여 사용자의 감각에 자극을 줄 수 있는 어떠한 자극모듈도 포함될 수 있다. 또한, 자극모듈부(140)는 사용자에 대해 기쁨, 슬픔, 분노, 공포, 혐오 및 놀람 등을 포함한 다양한 감정에 대해 [표 1]에 기재된 영화 이외에도 인터넷 동영상, TV 광고 및 드라마, 이미지, 음악, 피부 자극, 신체 압박, 게임 등이 단계별로 구분되어 이용될 수 있다. 일예로 기쁨을 유발하기 위해 영화 날아라 허동구 중 주인공에 의해 경기에서 승리하고 기뻐하는 장면을 보여줌으로써 기쁨의 감정에서 해당하는 단계의 감정을 유발할 수 있다. 이 자극모듈부(140)는 시각자극모듈(141) 및 청각자극모듈(142)을 출력하기 위해 오디오/비디오 장치 및 게임기를 비롯하여 촉각자극을 위한 압박기 및 전기발생기 등이 포함될 수 있고, 이외의 자극모듈을 출력하기 위한 센서 및 장치 등이 포함된다.
또한, 제어부(150)는 감정유발실험에서 검출된 생체신호를 분석하고, 분석된 생체신호로부터 생체파라미터를 추출하며, 추출된 생체파라미터들의 증감패턴에 따라 감정의 강도별 단계로 정형화한다. 이렇게 강도별 단계의 데이터를 정형화시켜 획득한 데이터를 감정의 강도 단계별 데이터저장부(130)로 전송한다. 또한, 제어부(150)는 생체신호검출부(110)에서 전송된 생체신호가 아날로그인 경우 디지털로 변환할 수 있는 아날로그/디지털 변환부(미도시)가 더 포함된다. 또한, 제어부(150)는 사용자가 선호 강도의 단계를 설정하면 해당 단계에 해당하는 감정유발 자극을 제공한다. 이때, 해당 단계의 감정유발프로토콜이 선정된 후 해당 단계의 자극모듈이 신호를 출력하게 된다.
또한, 사용자인터페이스부(160)는 사용자 및 피험자의 신상정보를 입력하도록 제공되고, 해당 사용자에게 시행된 감정유발에 관련된 자료가 저장된다. 이 사용자인터페이스부(160)는 제어부(150)에 연결되고, 입력된 신상정보는 데이터베이스부(120)의 사용자정보 데이터베이스(125)에 저장된다. 향후 사용자정보 데이터베이스(125)에 저장된 사용자정보에 따라 이전 시행된 감정유발 자료를 토대로 해당 사용자에 대해 맞춤 데이터를 제공할 수 있다.
<방법>
도 4는 도 2의 감정유발시스템을 이용한 감정유발방법의 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 감정유발시스템을 이용한 감정유발방법은, 먼저 원하는 감정을 선택(S10)한다. 사용자는 생체신호감지센서를 신체에 부착하고, 카메라(112a) 및 마이크(113a)와 근접하게 위치한 다음 기쁨, 공포, 분노, 슬픔 및 놀람 등을 포함한 다양한 감정 중 어느 하나의 감정을 선택한다.
다음으로, 선택한 감정에서 목표로 하는 단계의 강도를 선택(S20)한다. 사용자는 선택한 검정에 대해 원하는 단계의 강도를 선택하여 그 이전 단계의 강도를 배제할 수 있다. 또한, 사용자인터페이스부(160)를 통해 입력된 사용자정보에 대해 사용자정보 데이터베이스(125)에 저장된 기록을 비교한 제어부(150)가 해당 단계의 강도를 선택할 수도 있다.
다음으로, 사용자의 생체신호를 검출(S30)한다. 이때, 생체신호감지부(111), 영상획득부(112) 및 음성획득부(113)를 포함하는 생체신호검출부(110)로부터 생체신호를 검출한다.
다음으로, 검출된 생체신호를 기초로 하여 제1생체파라미터를 추출(S40)한다. 여기서, 생체신호검출부(110)로부터 획득된 생체신호를 제어부(150)에서 분석하여 제1생체파라미터로 추출하고, 추출된 제1생체파라미터는 생체파라미터 데이터베이스(121)에 저장한다.
다음으로, 감정유발을 위한 자극을 제공(S50)한다. 선택한 감정의 목표 단계에 해당하는 감정유발프로토콜의 신호에 의해 시각자극모듈(141) 및 청각자극모듈(142)을 포함하는 자극모듈부(140)로부터 물리적 신호를 출력하여 신체를 자극하게 된다.
다음으로, 사용자의 생체신호를 재검출(S60)한다. 자극모듈부(140)에 의해 자극된 신체에 대해 변화된 생체신호를 재검출한다. 이때, 생체신호감지부(111), 영상획득부(112) 및 음성획득부(113)를 포함하는 생체신호검출부(110)가 이용된다.
다음으로, 재검출된 생체신호를 기초로 하여 제2생체파라미터를 추출(S70)한다. 여기서, 제1생체파라미터를 추출할 때와 동일하게 제어부(150)에서 재검출된 생체신호를 분석하여 제2생체파라미터로 추출하고, 추출된 제2생체파라미터는 생체파라미터 데이터베이스(121)에 저장한다.
다음으로, 각 생체파라미터들의 변화 차이를 분석하여 증감패턴을 추출(S80)한다. 자세하게는 제1생체파라미터와 제2생체파라미터를 제어부(150)에서 비교 및 분석하여 생체파라미터의 증감패턴을 추출한 후 생체파라미터 데이터베이스(121)에 저장한다. 이 생체파라미터의 증감패턴은 상술된 바와 같이 1∼5단계로 세분화되고, 각 단계별로 대표하는 표식을 두어 인지하기 쉽게 한다.
다음으로, 제1,2생체파라미터의 증감패턴 및 목표 강도 단계에서의 패턴을 비교하여 차이를 계산(S90)한다. 이때, 사용자가 설정한 해당 목표의 강도 단계에서의 생체파라미터의 패턴과 신규 추출된 생체파라미터의 증감패턴을 제어부(150)에서 비교하고, 각 생체파라미터별로 그 차이를 계산한다.
다음으로, 원하는 감정의 강도 단계에 도달하였는지 판단(S100)한다. 해당 목표의 강도 단계에서의 생체파라미터의 패턴과 신규 추출된 생체파라미터의 증감패턴을 비교하여 각 생체파라미터들이 완전 동일하거나 대부분이 동일하면 최적의 수준에 도달된 것으로 판단하여 종료하게 된다. 또한 각 생체파라미터들이 완전 다르거나 대부분이 다르면 원하는 수준에 도달하지 못한 것으로 판단하여 다음 단계로 이동한다.
다음으로, 원하는 감정의 강도 단계에 도달하지 못한 경우 감정의 강도 단계를 변화시켜 자극 신호를 출력(S110)한다. 이때, 사용자가 원하는 목표의 감정 단계에 도달되지 못하면 감정 강도를 1단계 상승시켜 자극 신호를 출력하게 된다. 물론, 사용자의 감정이 과도하면 감정 단계를 1단계 하락시켜 자극 신호를 출력하게 된다. 이 단계(S110)는 감정유발 단계(S50)로 회귀하고, 그 이후로 사용자가 만족할 만한 감정의 강도에 도달하여 종료될 때까지 반복하게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100...감정유발시스템 110...생체신호검출부,
111...생체신호감지부 112...영상획득부,
113...음성획득부 120...감정유발모듈,
121...생체파라미터 데이터베이스,
122...감정유발프로토콜 데이터베이스,
123...영상저장 데이터베이스,
124...음성저장 데이터베이스,
130...감정의 강도 단계별 데이터저장부,
140...자극모듈부 141...시각자극모듈,
142...청각자극모듈 150...제어부.

Claims (21)

  1. 사용자로부터 감정을 유발하기 위한 감정유발시스템에 있어서,
    생체신호를 검출하는 생체신호검출부(110);
    상기 생체신호로부터 추출된 생체파라미터의 증감패턴에 따라 해당하는 감정유발프로토콜의 신호를 출력하는 데이터베이스부(120);
    상기 감정유발프로토콜의 신호에 의해 신체를 자극하는 자극모듈부(140);
    상기 생체신호로부터 추출된 상기 생체파라미터의 증감패턴을 비교 분석하여 상기 감정의 강도 단계별로 정형화하도록 데이터를 추출하는 제어부(150); 및
    상기 제어부(150)에서 정형화된 상기 감정의 강도 단계별 데이터를 저장하는 감정의 강도 단계별 데이터저장부(130);를 포함하되,
    상기 제어부(150)는 상기 감정의 강도 단계별로 정형화된 생체파라미터의 증감패턴과, 추출된 생체파라미터의 증감패턴을 비교 분석하여 원하는 감정 단계에 도달하였는지 판단하고,
    상기 제어부(150)는 상기 감정의 강도 단계별로 정형화된 생체파라미터의 증감패턴과, 추출된 생체파라미터의 증감패턴이 일치하지 않은 경우, 감정의 강도 단계를 조정하도록 상기 감정의 강도 단계별 데이터저장부(130)의 출력신호를 제어하며,
    상기 제어부(150)는 사용자의 신체에 나타나는 상기 생체파라미터들의 변화를 실시간으로 검출하도록 상기 생체신호검출부(110)를 제어하고, 상기 생체파라미터들의 변화에 따라 상기 감정유발프로토콜의 단계를 변화시키도록 상기 감정유발프로토콜 데이터베이스(122)를 제어하고,
    상기 생체신호검출부(110)는 감정 상태별 상기 사용자의 심박, 호흡 및 피부의 변화를 포함한 상기 생체신호를 검출하기 위한 생체신호감지부(111)가 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 감정이 강도별 단계로 정형화된 감정유발시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 생체신호감지부(111)는 심박을 검출하기 위한 심박검출센서, 호흡을 검출하기 위한 호흡검출센서 및, 피부 변화를 검출하기 위한 피부변화검출센서가 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 감정이 강도별 단계로 정형화된 감정유발시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 생체신호검출부(110)는,
    상기 사용자의 얼굴 영상을 획득하기 위한 영상획득부(112); 및
    상기 사용자의 음성을 획득하기 위한 음성획득부(113);가 더 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 감정이 강도별 단계로 정형화된 감정유발시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 영상획득부(112)는 상기 사용자의 얼굴 영상을 촬영하기 위한 카메라(112a) 및 활성화시키기 위한 모니터(112b)가 포함되어 이루어지고, 그리고
    획득된 상기 사용자의 얼굴 영상과, 일상의 기준 얼굴 영상을 비교하여 현재 상기 사용자의 감정을 판단하기 위한 생체파라미터를 검출하는 것을 특징으로 하는 감정이 강도별 단계로 정형화된 감정유발시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 음성획득부(113)는 상기 사용자의 음성을 녹음하기 위한 마이크(113a)가 포함되어 이루어지고, 그리고
    획득된 상기 사용자의 음성과 일상의 기준 음성을 비교하여 현재 상기 사용자의 감정을 판단하기 위한 생체파라미터를 검출하는 것을 특징으로 하는 감정이 강도별 단계로 정형화된 감정유발시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 데이터베이스부(120)는,
    상기 생체파라미터 및 상기 생체파라미터 증감패턴이 저장되는 생체파라미터 데이터베이스(121); 및
    상기 사용자의 감정을 유발할 수 있는 콘텐츠 및, 이들 콘텐츠를 조합 또는 단독으로 감정의 정도 차이에 따라 단계별로 프로토콜화되어 저장되는 감정유발프로토콜 데이터베이스(122);가 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 감정이 강도별 단계로 정형화된 감정유발시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 감정유발프로토콜 데이터베이스(122)는 상기 사용자의 감정 상태에 대한 생체신호의 증감을 유발할 수 있는 상기 감정유발프로토콜이 상기 감정의 강도 단계에 부합되도록 단계별로 저장된 것을 특징으로 하는 감정이 강도별 단계로 정형화된 감정유발시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 데이터베이스부(120)는,
    상기 사용자의 얼굴 영상에 관한 생체파라미터 및, 얼굴 영상의 변화에 대한 생체파라미터의 증감패턴이 저장되는 영상저장 데이터베이스(123); 및
    상기 사용자의 음성에 관한 생체파라미터 및, 음성의 변화에 대한 생체파라미터의 증감패턴이 저장되는 음성저장 데이터베이스(124);가 더 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 감정이 강도별 단계로 정형화된 감정유발시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 자극모듈부(140)는,
    상기 사용자의 시각을 자극하는 시각자극모듈(141); 및
    상기 사용자의 청각을 자극하는 청각자극모듈(142);이 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 감정이 강도별 단계로 정형화된 감정유발시스템.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
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