KR101449261B1 - 음파신호를 이용한 정보제공 시스템 및 정보제공 방법 - Google Patents

음파신호를 이용한 정보제공 시스템 및 정보제공 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101449261B1
KR101449261B1 KR1020130034355A KR20130034355A KR101449261B1 KR 101449261 B1 KR101449261 B1 KR 101449261B1 KR 1020130034355 A KR1020130034355 A KR 1020130034355A KR 20130034355 A KR20130034355 A KR 20130034355A KR 101449261 B1 KR101449261 B1 KR 101449261B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sound wave
frequency
wave signal
signal
sound
Prior art date
Application number
KR1020130034355A
Other languages
English (en)
Inventor
이교구
신종규
Original Assignee
서울대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서울대학교산학협력단 filed Critical 서울대학교산학협력단
Priority to KR1020130034355A priority Critical patent/KR101449261B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101449261B1 publication Critical patent/KR101449261B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B11/00—Transmission systems employing sonic, ultrasonic or infrasonic waves
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Economics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Telephone Function (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 정보제공 시스템에 있어서, 사용자의 움직임을 감지하여 음파신호를 생성하고 출력하는 음파출력장치; 및 음파신호를 수신하여 이 수신한 음파신호에 대응하는 정보를 사용자에게 제공하는 휴대용 단말기;를 포함하고, 상기 휴대용 단말기는, 상기 음파신호를 수신하여 N회 샘플링하는 음파신호 수신부; 각 샘플링마다 최대 신호세기의 음파신호의 주파수(제1의 추출된 주파수)를 추출하고 이 추출된 주파수로부터 전체 N회 샘플링에 대한 최대 신호세기의 음파신호의 주파수(제2의 추출된 주파수)를 추출하는 주파수 추출부; 및 상기 제2의 추출된 주파수에 대응하는 정보를 사용자에게 제공하는 정보 제공부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보제공 시스템이 제공될 수 있다.

Description

음파신호를 이용한 정보제공 시스템 및 정보제공 방법 {Information providing system and method using acoustic signal}
본 발명은 음파신호를 이용한 정보제공 시스템 및 정보제공 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 가청주파수 중에서도 인간이 실질적으로 들을 수 없는 대역의 음파신호를 이용하여 멀티미디어 정보를 요청하고 이 요청된 정보를 사용자에게 제공할 수 있는 정보제공 시스템 및 정보제공 방법에 관한 것이다.
최근 박물관이나 미술관 등에서 작품에 대한 정보를 관람객에게 제공하는 서비스를 제공하는 경우가 늘고 있다. 이러한 서비스 제공 시스템에서, 박물관이나 미술관은 정보제공을 위해 전용으로 구비된 휴대용 단말기를 관람객에게 나누어주고, 관람객은 각 작품 앞에 표시되어 있는 작품번호 등의 식별번호를 단말기에 입력하여 해당 작품에 대한 작품 정보를 단말기를 통해 제공받을 수 있다.
그러나 이러한 방식에서는 이 서비스를 제공하는 박물관 등이 관람객을 위한 다수의 전용 단말기를 미리 구비하여야 하고, 관람객 입장에서는 작품 정보를 얻기 위해 각 작품마다 식별번호를 직접 입력해야 하는 번거로움이 있다. 따라서 시스템 설치 및 유지관리 비용을 절감하면서도 사용자에게 편리한 방식으로 작품 정보를 제공할 수 있는 방법에 대한 필요성이 제기되고 있다.
한편 최근 휴대용 단말기 사이에 음파신호를 이용한 통신방법이 연구되고 있다. 이러한 통신방법에서는 가청주파수 대역 중에서도 사람이 실질적으로 들을 수 없는 주파수 대역의 음파신호를 사용하며 휴대용 단말기의 스피커와 마이크를 이 음파신호의 송신기와 수신기로서 각각 활용하는 방안이 있다. 그런데 이러한 통신방식을 박물관이나 미술관 등의 정보제공 시스템에 적용할 경우 하나의 작품과 다수의 단말기가 동시에 음파통신을 해야 하므로 통신간 간섭 문제가 발생할 수 있고, 더욱이 다수의 작품들이 좁은 간격을 두고 배열되어 있는 상황에서 각 작품에서 출력되는 음파신호들 간의 간섭 문제도 발생할 수 있다.
그러므로 박물관 등에서 음파신호를 이용하여 관람객에게 작품 정보를 제공하기 위한 효과적이고 실제 구현가능한 방법에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 박물관이나 미술관 등에서 음파통신 기술과 적외선 센서 기술을 이용함으로써 사용자에게 작품에 대한 정보를 제공할 수 있는 정보제공 시스템 및 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 정보제공 시스템에 있어서, 사용자의 움직임을 감지하여 음파신호를 생성하고 출력하는 음파출력장치; 및 음파신호를 수신하여 이 수신한 음파신호에 대응하는 정보를 사용자에게 제공하는 휴대용 단말기;를 포함하고, 상기 휴대용 단말기는, 상기 음파신호를 수신하여 N회 샘플링하는 음파신호 수신부; 각 샘플링마다 최대 신호세기의 음파신호의 주파수(제1의 추출된 주파수)를 추출하고 이 추출된 주파수로부터 전체 N회 샘플링에 대한 최대 신호세기의 음파신호의 주파수(제2의 추출된 주파수)를 추출하는 주파수 추출부; 및 상기 제2의 추출된 주파수에 대응하는 정보를 사용자에게 제공하는 정보 제공부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보제공 시스템이 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 휴대용 단말기에 의한 정보제공 방법에 있어서, 음파출력장치에서 출력되는 m개(m은 1이상의 정수)의 주파수를 포함하는 음파신호를 휴대용 단말기가 수신하는 단계; 상기 수신한 음파신호에서 m개의 주파수를 추출하는 단계; 저장장치에 저장된 다수의 정보 중 상기 추출된 m개의 주파수에 대응하는 정보를 사용자에게 제공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 실시예에 따르면, 본 발명은 가청주파수 중 사람이 실제로 들을 수 없는 대역을 이용한 음파통신 기술과 적외선 센서 기술을 이용함으로써 주위 디바이스간 간섭을 최소로 줄일 수 있는 오디오가이드 시스템을 제공할 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음파신호를 이용한 정보제공 시스템을 설명하기 위한 도면,
도2는 일 실시예에 따른 음파 출력장치의 예시적 구성을 나타내는 블록도,
도3a는 일 실시예에 따른 휴대용 단말기 및 서비스 서버의 예시적 구성을 나타내는 블록도,
도3b는 일 실시예에 따른 가이드 어플리케이션의 예시적 기능을 나타내는 블록도,
도4는 일 실시예에 따라 가청주파수의 음파신호를 이용하여 정보를 요청하고 이 요청된 정보를 사용자에게 제공하는 예시적 방법을 나타내는 흐름도,
도5는 일 실시예에 따른 음파신호의 샘플링을 설명하기 위한 도면,
도6은 일 실시예에서 휴대용 단말기가 음파신호를 수신하고 주파수를 추출하는 예시적 방법을 나타내는 흐름도,
도7은 일 실시예에서 사용되는 음파신호의 주파수를 설명하기 위한 도면,
도8은 대안적인 실시예에서 휴대용 단말기가 음파신호를 수신하고 주파수를 추출하는 예시적 방법을 나타내는 흐름도, 그리고,
도9는 일 실시예에 따른 음파신호의 샘플링 및 주파수 추출을 설명하기 위한 도면이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 구성요소들을 기술하기 위해서 사용된 경우, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음파신호를 이용한 정보제공 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도1을 참조하면, 본 발명에 따른 정보제공 시스템은 음파출력장치(10), 휴대용 단말기(20), 및 서비스 서버(40)를 포함한다.
음파출력장치(10)는 사용자의 움직임을 감지하여 음파신호를 생성하고 출력할 수 있다. 본 발명의 설명의 목적을 위해서, 본 명세서의 상세한 설명과 청구범위에 사용되는 용어 "음파신호"는 가청주파수 신호, 초저주파 신호, 및 초음파 신호를 포괄하는 의미로 사용하기로 한다. 도1에서 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 정보제공 시스템은 복수개의 음파출력장치(10)를 포함할 수 있다. 도1은 3개의 음파출력장치(10a,10b,10c)를 도시하였지만 실시 형태에 따라 더 많은 수의 음파출력장치(10)가 사용될 수 있음은 물론이다.
일 실시예에서 음파출력장치(10a,10b,10c)의 각각은 미리 설정된 각기 다른 주파수(f1,f2,f3)의 음파신호를 생성하고 출력한다. 이 때 각 음파출력장치(10)가 출력하는 음파신호는 가청주파수 중 사람이 실질적으로 들을 수 없는 대역의 음파신호인 것이 바람직하다. 예를 들어 각 음파출력장치(10)는 17~20KHz의 대역 내의 임의의 주파수 신호를 각각 출력할 수 있다.
본 발명에 따른 정보제공 시스템이 박물관이나 미술관 등에 설치되는 경우 각각의 음파출력장치(10)는 각각의 전시작품에 인접하여 설치될 수 있다. 예를 들어 미술관에 설치될 경우 각 음파출력장치(10)는 각 미술작품의 프레임의 좌측, 우측, 또는 하단부에 인접하여 하나씩 설치되고, 관람객이 해당 작품 앞에 서 있으면 음파출력장치(10)가 관람객의 존재를 검출하여 음파신호를 출력할 수 있다.
휴대용 단말(20)는 음파출력장치(10)에서 출력되는 음파신호를 수신하여 이 수신한 음파신호에 대응하는 정보를 사용자에게 제공한다. 휴대용 단말기(20)는 예를 들어 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 컴퓨터 등의 휴대용 모바일 단말기 중 하나가 될 수 있다.
일 실시예에서 휴대용 단말기(20)는 유선 및/또는 무선 네트워크(30)를 통해 서비스 서버(40)와 통신할 수 있다. 네트워크(30)는 휴대용 단말기(20)와 서비스 서버(40) 사이에 데이터 송수신 경로를 제공하기만 하면 어떤 종류나 형태의 네트워크도 포함할 수 있다. 네트워크(30)는 유선망 또는 무선망 중 어느 하나에 제한되지 않는다. 그러나 바람직한 실시예에서 네트워크(30)는 무선 공유기를 이용하는 무선 LAN이다.
본 발명의 실시 형태에 따라 정보제공 시스템이 서비스 서버(40)를 선택적으로 포함할 수 있다. 서비스 서버(40)는 사용자에게 제공할 정보를 저장하고 휴대용 단말기(20)로부터의 사용자 요청에 응답하여 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어 정보제공 시스템이 미술관에 적용되는 경우, 휴대용 단말기(20)가 어느 특정 미술작품에 대한 정보를 네트워크(30)를 통해 서비스 서버(40)에 요청할 수 있고, 서비스 서버(40)는 해당 작품에 대한 정보를 검색하여 이 정보를 네트워크(30)를 통해 사용자에게 제공할 수 있다. 이 때 "정보"는 예를 들어 미술작품에 대한 이미지 정보, 텍스트 정보, 사운드 정보 등과 같이 멀티미디어 정보일 수 있다.
도2는 일 실시예에 따른 음파출력장치(10)의 예시적 구성을 나타내는 블록도이다.
도2를 참조하면, 일 실시예에 따른 음파출력장치(10)는 제어부(110), 센서부(120), 및 음파신호 출력부(130)를 포함한다.
센서부(120)는 사용자의 움직임을 감지할 수 있다. 일 실시예에서 센서부(120)는 인체감지 센서일 수 있고, 예컨대 초전형 적외선 센서(Pyroelectric Infrared Radial(PIR) Sensor)가 사용될 수 있다.
센서부(120)가 음파출력장치(10)의 전방에서 사람을 감지하면, 센서부(120)는 이 감지결과를 제어부(110)로 전달하고, 제어부(110)는 이 정보를 음파신호 출력부(130)에 전달한다. 대안적인 실시예에서 센서부(120)가 감지 결과를 음파신호 출력부(130)로 직접 전달할 수도 있다.
음파신호 출력부(130)는 센서부(120)의 감지 결과에 기초하여 음파신호를 생성하고 출력한다. 일 실시예에서 음파신호 출력부(130)는 스피커가 될 수 있다. 일반적으로 스피커는 가청주파수 대역(대략 20Hz~20KHz)의 신호("가청주파수 신호"), 이 가청주파수보다 낮은 대역(초저주파 대역)의 신호("초저주파 신호"), 및 가청주파수보다 높은 대역(초음파 대역)의 신호("초음파 신호")를 출력할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 음파신호 출력부(130)는 초저주파 신호, 가청주파수 신호, 및 초음파 신호 중 어느 하나의 신호를 출력할 수 있다. 그러나 바람직하게는, 음파신호 출력부(130)는 가청주파수 대역 중에서 사람이 실질적으로 들을 수 없는 대역의 음파신호를 출력하고, 보다 바람직하게는 대략 17KHz~20KHz 대역의 음파신호를 출력할 수 있다.
이 때 일 실시예에서 각 음파출력장치(10)는 하나의 주파수 신호만을 출력하도록 설정되고, 이때의 각 주파수는 정보제공의 대상이 되는 특정 작품(예컨대 미술작품, 전시작품 등)과 일대일 대응되어 있다. 예컨대 미술관에 전체 100개의 작품이 있고 100개의 음파출력장치(10)가 각 작품의 프레임에 인접하여 작품마다 하나씩 설치된 경우, 각각의 음파출력장치(10)는 서로 다른 주파수의 음파신호를 생성하도록 설정되고, 이 때 각 주파수는 전체 100개의 작품에 일대일로 대응되어 있다.
또는 대안적인 실시예에서, 각 음파출력장치(10)는 복수개의 주파수를 갖는 음파신호(이하 "다중 주파수 음파신호"라고도 함)를 출력할 수 있고, 하나의 다중 주파수 음파신호에 포함된 복수개의 주파수의 조합이 각각의 정보에 대응하도록 설정할 수 있다. 예를 들어 각 음파출력장치(10)는 3개의 주파수를 포함한 다중 주파수 음파신호를 사용하고, 전체 사용가능한 주파수가 30개라면, 가능한 주파수 조합의 수는 30C3 = 4,060개이고, 이러한 주파수 조합에 의해 4,060개의 작품을 서로 구별할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 정보제공 시스템이 적용되는 곳에서 제공할 정보의 수를 고려하여 다중주파수 음파신호에 포함될 주파수의 개수를 설정할 수 있을 것이다.
도3a는 일 실시예에 따른 휴대용 단말기(20) 및 서비스 서버(40)의 예시적 구성을 나타내는 블록도이다.
도3a를 참조하면, 휴대용 단말기(20)는 마이크(210), 신호처리부(220), 프로세서(230), 메모리(250), 저장부(260), 및 통신부(270)를 포함하고, 실시예에 따라 선택적으로 가속도 센서(240)를 더 포함할 수 있다.
마이크(210)는 음파출력장치(10)에서 출력되는 음파신호를 수신한다. 신호처리부(220)는 예컨대 아날로그-디지털 변환기(AD 컨버터), 디지털 신호처리기(DSP) 등을 포함할 수 있고, 마이크(210)에 입력된 음파신호를 전달받아 처리하여 이 음파신호의 주파수를 추출할 수 있다.
프로세서(230)는 휴대용 단말기(20)의 중앙처리장치로서 예컨대 휴대용 단말기(20)가 스마트폰인 경우 AP(Application Processor)를 의미할 수 있고, 메모리(250)에 로딩된 프로그램이나 어플리케이션을 실행할 수 있다.
메모리(250)는 랜덤액세스 메모리(RAM)와 같은 휘발성 저장장치로 구현될 수 있고, 휴대용 단말기(20)의 구동에 필요한 운영체제(OS), 응용 프로그램(어플리케이션), 데이터 등이 메모리(250)에 로딩(load)될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 메모리(250)에 가이드 어플리케이션(251)이 로딩 되어 실행될 수 있다. 예를 들면, 가이드 어플리케이션(251)은 저장부(260)와 같은 임의의 저장수단에 저장되어 있다가 프로세서(230)의 제어 하에 메모리(250)에 로딩되어 실행될 수 있다. 가이드 어플리케이션(251)에 대해서는 도3b를 참조하여 후술하기로 한다.
저장부(260)는 데이터를 저장하는 비휘발성 저장장치로서 예컨대 하드디스크 드라이브(HDD), 플래시 메모리, SD(Secure Digital) 메모리 카드 등의 반도체 메모리 장치로 구현될 수 있다. 일 실시예에서 저장부(260)는 가이드 어플리케이션(251)을 저장한다.
대안적 실시예에서 저장부(260)는 음파신호의 각 주파수(또는 주파수의 조합)에 대응하는 정보를 더 저장할 수 있다. 이 경우, 휴대용 단말기(20)가 음파출력장치(10)로부터 수신한 음파신호에서 주파수를 추출하고 이 추출된 주파수에 대응하는 정보를 저장부(260)에서 검색하여 사용자에게 제공할 수 있다. 그러므로 이 실시예에서는 휴대용 단말기(20)가 서비스 서버(40)에 해당 정보를 요청하여 획득하는 단계가 생략될 수 있다.
통신부(270)는 서비스 서버(40)와 같은 외부 장치와의 통신을 담당하는 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 통칭하는 기능 모듈을 의미한다. 일 실시예에서 통신부(270)는 무선공유기(31)가 연결된 네트워크(30)를 통해 서비스 서버(40)와 통신할 수 있다.
실시 형태에 따라 휴대용 단말기(20)는 가속도 센서(240)를 더 포함할 수 있다. 가속도 센서(240)는 휴대용 단말기(20)의 사용자의 움직임을 감지하고, 가이드 어플리케이션(251)이 이 감지결과를 이용할 수 있다. 예를 들어 가속도 센서(240)는 가속도 미터의 x, y, z축 변화값을 실시간 모니터하여 일정 임계값 이상인 경우에는 사용자가 이동 중이라고 판단할 수 있고, 가이드 어플리케이션(251)은 이러한 감지결과 사용자가 움직이지 않는다고 판단한 때에만 음파신호의 처리를 수행하도록 신호처리부(220)를 제어할 수 있다. 그러므로 가속도 센서(240)를 사용함으로써, 휴대용 단말기(20)를 소지한 사용자가 미술작품에 대한 정보를 원하는지 아니면 단순히 미술작품 앞을 지나가는 것인지를 판단할 수 있다.
도시된 일 실시예에서 서비스 서버(40)는 통신부(410), 제어부(420), 및 저장부(430)를 포함한다. 통신부(410)는 네트워크(30)를 통해 휴대용 단말기(20)와 통신을 담당하는 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 통칭하는 기능 모듈이다.
저장부(430)는 데이터를 저장하는 비휘발성 저장장치로서 예컨대 하드디스크 드라이브(HDD), 플래시 메모리, SD(Secure Digital) 메모리 카드 등의 반도체 메모리 장치로 구현될 수 있다. 일 실시예에서 저장부(430)는 음파출력장치(10)가 출력하는 음파신호의 각 주파수(또는 주파수의 조합)에 대응하는 정보를 저장한다.
제어부(420)는 휴대용 단말기(20)로부터의 정보제공 요청을 수신하면 이 요청에 따라 저장부(430)에서 해당 정보를 검색하여 휴대용 단말기(20)로 전송하도록 제어한다.
도3a에 도시하고 상술한 상기 구성요소들 외에, 휴대용 단말기(20) 및 서비스 서버(40)는 다양한 하드웨어 및/또는 소프트웨어로 구현되는 각종 기능부를 더 포함하고 있을 수 있으나, 이들에 대한 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않는 범위 내에서, 생략하기로 한다.
도3b는 일 실시예에 따른 가이드 어플리케이션(251)의 예시적 기능을 나타내는 블록도이다. 도3b를 참조하면 가이드 어플리케이션(251)은 음파신호 수신부(253), 주파수 추출부(255), 및 정보 제공부(257)를 포함한다.
음파신호 수신부(253)는 마이크(210) 및/또는 신호처리부(220)를 제어하여 음파신호를 수신한다. 일 실시예에서 음파신호 수신부(253)는 마이크(210)를 통해 들어오는 음파신호를 샘플링함으로써 음파신호를 수신한다. 예를 들어 음파신호 수신부(253)는 음파신호를 100ms 간격으로 5번 샘플링하여 해당 음파신호를 수신할 수 있다.
주파수 추출부(255)는 수신한 음파신호에서 주파수를 추출한다. 예를 들어 음파신호 수신부(253)가 음파신호를 소정 횟수 샘플링한 경우, 주파수 추출부(255)는 각 샘플링마다 최대 신호세기를 갖는 음파신호의 주파수를 추출하고, 이 추출된 주파수 중에서 최대 신호세기의 주파수를 추출할 수 있다.
정보 제공부(257)는 주파수 추출부(255)가 추출한 주파수에 대응하는 정보를 사용자에게 제공한다. 일 실시예에서 각 주파수에 대응하는 정보가 휴대용 단말기(20)의 저장부(260)에 저장되어 있는 경우, 정보 제공부(257)는 이 저장부(260)에서 대응 정보를 추출하여 사용자에게 제공할 수 있다. 대안적인 실시예에서 각 주파수에 대응하는 정보가 서비스 서버(40)에 저장되어 있는 경우, 정보 제공부(257)는 서비스 서버(40)에 정보제공을 요청하여 해당 정보를 서비스 서버(40)로부터 수신한 뒤 사용자에게 제공할 수 있다.
도4는 일 실시예에 따라 가청주파수의 음파신호를 이용하여 정보를 요청하고 이 요청된 정보를 사용자에게 제공하는 예시적 방법을 나타내는 흐름도이다. 도4의 설명을 위해, 본 발명에 따른 정보제공 시스템이 미술관에 적용되는 경우를 전제한다. 즉 각각의 미술작품들에 인접하여 음파출력장치(10)가 하나씩 설치되어 있고, 음파출력장치(10)에서 출력되는 음파신호의 각 주파수에 대응하여 미술작품에 대한 정보가 매칭되어 있다고 가정한다.
휴대용 단말기(20)를 소지한 사용자가 어느 특정 미술작품 전방에 이르면 단계(S110)에서 음파출력장치(10)의 센서부(120)(예컨대 초전형 적외선(PIR) 센서)가 사용자의 존재를 감지한다. 센서부(120)가 사용자의 존재를 감지하면, 이 감지 결과에 따라 음파신호 출력부(130)가 음파신호를 생성하여 출력한다(단계 S120,S130). 이 때 생성되는 음파신호는 해당 미술작품에 대응하여 미리 설정된 주파수를 갖는 신호이다. 또한 바람직하게는 이 음파신호는 가청주파수 대역 중에서 사람이 실제로 들을 수 없는 대역(예컨대 17~20KHz)의 신호이다.
단계(S130)에서 음파신호가 출력되고 있을 때, 단계(S140)에서 휴대용 단말기(20)가 이 음파신호를 수신하게 된다. 이와 관련하여 도5는 일 실시예에 따른 음파신호의 수신을 위해 음파신호를 샘플링하는 방법을 설명하고 있다. 도5에 도시한 실시예에서 음파출력장치(10)가 사용자의 존재를 감지했을 때 소정 주파수(f1)의 음파신호를 1000ms 동안 출력한다. 이 때 휴대용 단말기(20)의 마이크(210)는 100ms 간격으로 샘플링을 5회 반복할 수 있고, 각 샘플링마다 샘플링된 신호를 신호처리부(220)로 전달할 수 있다.
일반적으로 18kHz에서 20kHz 대역의 음파신호는 큰 방향성을 가지고 있고 쉽게 반사되어 신호 열화(deterioration)가 이루어지기 쉽기 때문에, 송신기(음파출력장치(10))와 수신기(휴대용 단말기(20)) 사이의 거리가 멀어지면 멀어질수록 감지되는 에너지 값이 현저하게 떨어지게 된다. 이런 특성으로 인해, 본원발명에서와 같이 휴대용 단말기(20)가 음파신호를 N회(예컨대 도5에서와 같이 100ms 간격으로 5회) 샘플링하여 그 값의 평균값을 내게 되면 오류의 확률이 줄어들게 된다.
그러나 도5에 도시한 샘플링 방법은 일 실시예에 불과하고, 음파출력장치(10)가 출력하는 음파신호의 시간 길이, 샘플링 횟수, 샘플링간 간격은 실시 형태에 따라 얼마든지 변경될 수 있음을 이해할 것이다.
다시 도4를 참조하면, 단계(S150)에서, 신호처리부(220)는 샘플링된 신호를 고주파 필터를 통과시켜 17~20KHz 대역만 남기고, 이 대역의 신호를 고속 푸리에 변환에 의해 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환한 뒤 신호세기가 가장 큰 값을 갖는 주파수를 추출한다.
그 후 단계(S160)에서, 이 추출된 주파수에 대응하는 정보를 얻기 위해 휴대용 단말기(20)는 이 주파수에 관한 정보를 서비스 서버(40)로 전송하고, 단계(S170)에서, 서비스 서버(40)는 수신한 주파수에 대응하는 작품에 대한 정보를 저장부(430)에서 추출한다. 이 때 작품에 대한 정보는 텍스트, 비디오, 오디오, 이미지 등의 멀티미디어 정보가 될 수 있다.
단계(S180)에서 서비스 서버(40)는 추출한 작품 정보를 휴대용 단말기(20)로 전달하고 이를 수신받은 휴대용 단말기(20)는 작품 정보를 디스플레이나 스피커 등의 출력수단을 통해 사용자에게 출력한다.
이제 도4에서 음파신호 수신하고 주파수 추출하는 단계(S140, S150)의 구체적 방법을 도6 내지 도9를 참조하여 설명하기로 한다.
도6은 제1 실시예에 따라 휴대용 단말기(20)가 음파신호를 수신하고 주파수를 추출하는 예시적 방법을 나타낸다. 이 실시예에서 음파신호는 하나의 주파수로 이루어진 단일 주파수 신호이다. 우선 단계(S141)에서 휴대용 단말기(20)는 음파신호를 N회 샘플링한다. N은 1이상의 정수이다. 예컨대 N=5 이면, 도5에 도시한 것처럼 100ms 간격으로 5회 샘플링할 수 있다.
다음으로 단계(S151)에서, 각 샘플링마다 최대 신호세기를 갖는 음파신호의 주파수를 추출한다. N=5인 경우 총 5번의 샘플링을 하였으므로 이 단계를 통해 5개의 주파수가 추출될 것이다.
그 후 단계(S153)에서 전체 샘플링에 대해, 최대 신호세기의 음파신호의 주파수를 추출한다. 즉 N=5인 경우, 단계(S151)에서 추출된 5개의 주파수 중에서 신호세기가 가장 큰 주파수를 추출할 수 있다. 그러나 대안적인 방법으로서, 단계(S151)에서 추출된 5개 주파수 내에 가장 많이 포함된 주파수를 최종 주파수로 추출할 수도 있다. 그 외에도 샘플링된 다수의 주파수들 중 하나의 최종 주파수를 추출하는 다른 기준이 적용될 수도 있다.
도7 내지 도9는 제2 실시예에 따라 휴대용 단말기(20)가 음파신호를 수신하고 주파수를 추출하는 예시적 방법을 나타낸다. 이 실시예에서는 m개(단, m은 2이상의 정수)의 주파수로 이루어진 다중 주파수 신호를 사용한다.
이 실시예에서 다수개의 주파수를 선택하기 위해 도7에 도시한 예시적인 주파수 할당표를 사용할 수 있다. 도7에 도시한 표는 18KHz에서 20KHz 대역 사이에서 47개의 사용가능한 주파수를 나타내고 있다. 각 주파수는 이웃하는 주파수와 대략 43Hz 간격으로 떨어져 있다.
이와 같이 주파수 간격을 43Hz로 설정한 이유는 고속 푸리에 변환의 해상도(FFT size)를 1024개로 하고 수신기(마이크)의 샘플링 레이트를 44100Hz로 하였기 때문으로, 43Hz의 간격은 이 샘플링 레이트를 FFT 해상도(1024)로 나눈 값이다. 이 때 본 실시예에서 FFT 해상도를 1024로 한 이유는 이 정도의 해상도가 현존하는 대부분의 스마트폰이나 태블릿 PC 등의 스마트기기에서 무리없이 연산가능한 수준이기 때문이고, 성능이 더 높은 휴대용 단말기(20)를 사용할 경우 FFT 해상도는 2048, 4092 등으로 더 높게 설정할 수 있다. 이 경우 할당 가능한 주파수 채널의 간격이 더 좁아지게 되고, 이에 따라 더 큰 경우의 수에 대비할 수 있다. 따라서 당업자는 도7에 도시한 주파수 할당표에 제시된 수치들이 단지 일 실시예에 지나지 않고 다양한 변형예가 가능함을 이해할 것이다.
음파출력장치(10)는 전체 47개의 주파수 중에서 m개의 임의의 주파수를 조합하여 하나의 다중주파수 음파신호를 생성할 수 있고, 이러한 m개의 주파수의 조합의 각각이 사용자에게 제공할 정보의 각각에 대응한다. 예컨대 다중 주파수 음파신호가 3개의 주파수의 조합으로 이루어진다면(즉 m=3), 47개의 주파수에서 3개를 뽑아내어 조합하는 경우의 수는 47C3 = 16,215이므로, 총 16,215개의 작품의 수를 구별할 수 있다.
휴대용 단말기(20)가 이러한 다중주파수 음파신호를 수신하고 이로부터 주파수를 추출하는 방법으로서, 예를 들어 도5에서와 마찬가지로 100ms 간격으로 5회의 샘플링을 할 수 있고 5회의 샘플링에 걸쳐 18~20 KHz 대역에서 가장 큰 신호세기를 갖는 주파수를 m개 추출할 수 있다.
이와 관련한 일 실시예에 따른 주파수 추출방법을 도8 및 도9를 참조하여 설명하기로 한다.
도8은 제2 실시예에서 휴대용 단말기(20)가 다중주파수 음파신호를 수신하고 주파수를 추출하는 예시적 방법을 나타내는 흐름도로서, 도4의 단계(S140, S150)의 상세 단계를 나타낸다. 설명의 편의를 위해, 다중주파수는 3개(m=3)의 주파수(f1,f2,f3)로 이루어져 있고, 총 5회의 샘플링을 한다고 가정한다(즉 N=5).
우선 단계(S241)에서 휴대용 단말기(20)는 음파신호를 N회 샘플링한다. N은 1 이상의 정수이고, 예컨대 N=5 이면, 도5에 도시한 것처럼 100ms 간격으로 5회 샘플링할 수 있다.
다음으로 단계(S251)에서, 각 샘플링마다 신호세기가 가장 큰 m개의 주파수의 음파신호를 추출한다. N=5이고 m=3이므로 전체 15개의 주파수가 추출되며, 도9는 각 샘플링에 의해 추출된 주파수 및 신호세기를 예시적으로 나타낸다.
도9를 참조하면, 첫번째와 두번째 샘플링에서(즉, n=1 및 n=2), 신호세기가 가장 큰 3개의 주파수는 f1, f2, f3이고 이 때의 각 신호세기가 A1, A2, A3이다. 그런데 샘플링 동안 노이즈가 수신될 수도 있을 것이다. 도9의 세번째와 네번째 샘플링에서(n=3 및 n=4)에서는 노이즈(f4의 주파수 신호)가 수신된 경우를 예로서 나타낸다.
단계(S253)에서, 추출된 모든 주파수의 음파신호에 대해 주파수별로 N회에 걸친 신호세기의 평균을 산출한다. 도9를 예로 들면, 도9의 추출표에서 모두 4개의 주파수(f1, f2, f3, f4)가 한번 이상 추출되었고, 이 4개의 주파수에 대해 각각 전체 5회 샘플링에 걸친 평균을 구한다.
그 후 단계(S255)에서, 산출된 평균 신호세기들 중 평균 신호세기가 가장 큰 m개의 음파신호의 주파수를 추출한다. 도9의 예시에서 4개의 주파수(f1, f2, f3, f4)에 대해 산출된 평균 신호세기를 비교하여 신호세기가 가장 큰 주파수 3개를 선택한다. 이 때 노이즈인 f1 신호는 제1, 2, 5회의 샘플링에서는 추출되지 않았으므로 5회 샘플링에 걸쳐 평균을 하면 신호세기가 가장 낮게 산출될 것이므로, 단계(S255)에서는 최종적으로 f1, f2, 및 f3의 주파수를 추출하게 되고, 이에 따라 휴대용 단말기(20)는 음파출력장치(10)가 f1, f2, f3로 이루어진 다중주파수 음파신호를 출력하였다고 판단할 수 있다.
이상과 같이 도8 및 도9를 참조하여 m개 주파수로 이루어진 다중주파수 신호에서 m개의 주파수를 추출하는 방법을 설명하였으나 이는 예시적인 방법에 불과하고 다른 대안적인 방법에 의해 m개의 주파수를 추출할 수도 있음을 이해할 것이다.
상기와 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상술한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10: 음파출력장치 20: 휴대용 단말기
30: 네트워크 40: 서비스 서버
110: 제어부 120: 센서부
130: 음파신호 출력부 210: 마이크
220: 신호처리부 230: 프로세서
240: 가속도 센서 250: 메모리
260: 저장부 270: 통신부

Claims (13)

  1. 정보제공 시스템에 있어서,
    사용자의 움직임을 감지하여 음파신호를 생성하고 출력하는 음파출력장치; 및
    음파신호를 수신하여 이 수신한 음파신호에 대응하는 정보를 사용자에게 제공하는 휴대용 단말기;를 포함하고,
    상기 휴대용 단말기는,
    상기 음파신호를 수신하여 N회 샘플링하는 음파신호 수신부;
    각 샘플링마다 최대 신호세기의 음파신호의 주파수(제1의 추출된 주파수)를 추출하고 이 추출된 주파수로부터 전체 N회 샘플링에 대한 최대 신호세기의 음파신호의 주파수(제2의 추출된 주파수)를 추출하는 주파수 추출부; 및
    상기 제2의 추출된 주파수에 대응하는 정보를 사용자에게 제공하는 정보 제공부;를 포함하고,
    상기 음파신호는 가청주파수 중 사람이 실질적으로 들을 수 없는 대역으로서 17KHz 내지 20KHz 사이의 음파신호이고,
    상기 휴대용 단말기가 가속도 센서를 더 포함하고, 상기 가속도 센서의 센싱 결과 사용자가 움직이지 않는다고 판단할 때에만 상기 음파신호의 샘플링 및 주파수 추출을 수행하는 것을 특징으로 하는 정보제공 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 음파출력장치는,
    사용자의 움직임을 감지하는 센서부(120); 및
    상기 센서부의 감지결과에 기초하여 음파신호를 생성하여 출력하는 음파신호 출력부(130);를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보제공 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 음파출력장치가 출력하는 음파신호는 m개(m은 2이상의 정수)의 주파수를 포함한 음파신호("다중 주파수 음파신호")이고,
    하나의 상기 다중 주파수 음파신호에 포함된 m개의 주파수의 조합이 사용자에게 제공할 상기 정보의 각각에 대응하는 것을 특징으로 하는 정보제공 시스템.
  5. 삭제
  6. 휴대용 단말기에 의한 정보제공 방법에 있어서,
    음파출력장치에서 출력되는 m개(m은 1이상의 정수)의 주파수를 포함하는 음파신호를 휴대용 단말기가 수신하는 단계(S140);
    상기 수신한 음파신호에서 m개의 주파수를 추출하는 단계(S150); 및
    저장장치에 저장된 다수의 정보 중 상기 추출된 m개의 주파수에 대응하는 정보를 사용자에게 제공하는 단계;를 포함하고,
    상기 음파신호는 가청주파수 중 사람이 실질적으로 들을 수 없는 대역으로서 17KHz 내지 20KHz 사이의 음파신호이고,
    상기 휴대용 단말기가 가속도 센서를 포함하고,
    상기 방법은, 상기 음파신호를 수신하는 단계(S140) 이전에, 상기 가속도 센서의 센싱 결과 사용자가 움직이는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하고,
    사용자가 움직이지 않는다고 판단한 경우 상기 단계(S140)를 실행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 음파신호는 m=1인 단일 주파수 음파신호이고,
    상기 음파신호를 수신하는 단계(S140)는 상기 음파신호를 수신하여 N회 샘플링하는 단계(S141)를 포함하고,
    상기 주파수를 추출하는 단계(S150)는,
    각 샘플링마다, 최대 신호세기의 음파신호의 주파수(제1의 추출된 주파수)를 추출하는 단계(S151); 및
    이 추출된 주파수로부터 전체 N회 샘플링에 대한 최대 신호세기의 음파신호의 주파수(제2의 추출된 주파수)를 추출하는 단계(S153);를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 음파신호는 m이 2이상인 다중 주파수 음파신호이고,
    하나의 상기 다중 주파수 음파신호에 포함된 m개의 주파수의 조합이 사용자에게 제공할 상기 정보의 각각에 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 음파신호를 수신하는 단계(S140)는 상기 음파신호를 수신하여 N회 샘플링하는 단계(S141)를 포함하고,
    상기 주파수를 추출하는 단계(S150)는,
    각 샘플링마다 신호세기가 가장 큰 m개의 주파수의 음파신호를 추출하는 단계(S251);
    추출된 모든 주파수의 음파신호에 대해, 각 주파수별로 N회에 걸친 신호세기의 평균을 산출하는 단계(S253); 및
    산출된 평균 신호세기들 중 평균 신호세기가 가장 큰 m개의 음파신호의 주파수를 추출하는 단계(S255);를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 저장장치는 상기 휴대용 단말기 내부의 저장장치 또는 외부의 저장장치 중 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 저장장치가 휴대용 단말기 외부의 서버 내의 저장장치이고,
    상기 정보를 사용자에게 제공하는 단계는,
    상기 휴대용 단말기가 상기 추출한 m개의 주파수 정보를 상기 서버로 전송하는 단계(S160); 및
    상기 서버로부터 상기 주파수 정보에 대응하는 정보를 수신하는 단계(S180);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 삭제
  13. 제 6 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
KR1020130034355A 2013-03-29 2013-03-29 음파신호를 이용한 정보제공 시스템 및 정보제공 방법 KR101449261B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130034355A KR101449261B1 (ko) 2013-03-29 2013-03-29 음파신호를 이용한 정보제공 시스템 및 정보제공 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130034355A KR101449261B1 (ko) 2013-03-29 2013-03-29 음파신호를 이용한 정보제공 시스템 및 정보제공 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101449261B1 true KR101449261B1 (ko) 2014-10-13

Family

ID=51997137

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130034355A KR101449261B1 (ko) 2013-03-29 2013-03-29 음파신호를 이용한 정보제공 시스템 및 정보제공 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101449261B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101605988B1 (ko) * 2015-01-29 2016-03-23 주식회사 제이디솔루션 초음파 스피커를 이용한 정보제공시스템

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1168628A (ja) * 1997-08-12 1999-03-09 Tokin Corp 局所情報提供システム
JPH11113991A (ja) * 1997-10-13 1999-04-27 Sensor Technos Kk 視覚障害者誘導装置
JP2003085669A (ja) * 2001-09-13 2003-03-20 Noritz Corp 人体検出装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1168628A (ja) * 1997-08-12 1999-03-09 Tokin Corp 局所情報提供システム
JPH11113991A (ja) * 1997-10-13 1999-04-27 Sensor Technos Kk 視覚障害者誘導装置
JP2003085669A (ja) * 2001-09-13 2003-03-20 Noritz Corp 人体検出装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101605988B1 (ko) * 2015-01-29 2016-03-23 주식회사 제이디솔루션 초음파 스피커를 이용한 정보제공시스템
WO2016122237A1 (ko) * 2015-01-29 2016-08-04 주식회사 제이디솔루션 초음파 스피커를 이용한 정보제공시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108028985B (zh) 用于计算设备的方法
US10388273B2 (en) Distributed voice processing system
US9699579B2 (en) Networked speaker system with follow me
EP3535754B1 (en) Improved reception of audio commands
JP6497986B2 (ja) オーディオシステム、オーディオ装置、携帯端末装置、及びオーディオ信号制御方法
US10545724B2 (en) Method and apparatus for proximity detection for device control
US20130202120A1 (en) Methods and apparatus for acoustic event detection
KR101431392B1 (ko) 음파신호를 이용한 통신방법, 통신장치 및 정보제공 시스템
EP3142400B1 (en) Pairing upon acoustic selection
US20230037824A1 (en) Methods for reducing error in environmental noise compensation systems
CN112956215B (zh) 无源扬声器认证
JP6787177B2 (ja) 位置情報管理システム、出力装置、音波の出力制御方法、及びプログラム
KR101449261B1 (ko) 음파신호를 이용한 정보제공 시스템 및 정보제공 방법
US10497368B2 (en) Transmitting audio to an identified recipient
KR101355910B1 (ko) 스마트폰을 이용한 무선마이크 시스템
US11823551B2 (en) Detecting disturbing sound
KR20170113911A (ko) 음향 모니터링 시스템 및 방법
WO2022246463A1 (en) Systems and methods for acoustic echo cancellation for audio playback devices
Zhu et al. Estimation of Magnitude Response of Reflecting Loudspeaker System in Listening Area Using Near-Box Measurement
Yoneoka et al. Detecting Surrounding Users by Reverberation Analysis with a Smart Speaker and Microphone Array
KR20220072318A (ko) 공간특성 분석 기반 스피커 튜닝 방법
US9843903B2 (en) Method and apparatus for mobile device localization
JP2019180079A (ja) 音波出力装置、情報提供システム、及び音波出力方法

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170925

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181001

Year of fee payment: 5