KR102496412B1 - 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법 - Google Patents

청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법에 관한 것이다. 상기 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법은 사용자 단말기와 연계되는 청지각능력 훈련 시스템에서 수행되는 동작 방법에 있어서, 상기 사용자 단말기에 청지각능력을 검사할 수 있는 컨텐츠를 제공하는 단계, 상기 컨텐츠를 통해, 복수의 주파수에 대한 사용자의 가청 데시벨을 측정하는 단계, 측정된 상기 가청 데시벨을 기초로, 각각의 주파수에 대한 상기 가청 데시벨이 정상범위 내에 포함되는지 여부를 판단하는 단계, 상기 가청 데시벨이 정상범위에 포함되지 않는 주파수를 이상 주파수로 분류하는 단계, 상기 이상 주파수에 대한 사용자의 상기 가청 데시벨을 기초로, 상기 컨텐츠에 포함된 음원을 인코딩하는 단계, 상기 인코딩된 컨텐츠가 상기 사용자 단말기에 제공되는 동안, 상기 컨텐츠에 포함된 미션을 통하여, 상기 이상 주파수에서 사용자의 가청 데시벨을 재측정하는 단계 및 상기 이상 주파수에서의 재측정된 상기 가청 데시벨을 기초로, 상기 컨텐츠에 포함된 음원을 재인코딩하는 단계를 포함한다.

Description

청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법{Operating method for auditory skills training system}
본 발명은 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 사용자의 청지각능력을 검사하고, 이를 바탕으로 사용자의 청지각능력을 훈련 및 개선시킬 수 있는 컨텐츠를 제공하는 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법에 관한 것이다.
청지각능력은 단순히 귀로 들은 정보를 이해하고 대응하는 능력뿐만 아니라, 집중력 부족, 학습 부진, 발달 장애 등의 문제와 밀접한 관련이 있다. 예를 들어, 청지각능력 발달이 미흡한 경우, 쉽게 집중력이 흐트러지고, 말하기, 읽기, 쓰기 등에 문제가 있거나, 행동이 많고 산만할 가능성이 높은 것으로 알려져 있다.
이에, 청지각능력이 정상적인 두뇌발달, 언어발달, 정서 발달을 위해 중요한 요소임에 따라, 청지각능력을 개선할 수 있는 다양한 훈련 프로그램 또는 의료기기가 개발되었다.
다만, 종래의 청지각능력 훈련 프로그램은 민감하거나 둔감한 주파수 대역 또는 데시벨에 대해, 단순히 해당 주파수 또는 데시벨을 미리 정해진 값을 이용하여 반복적으로 학습하도록 구성된다. 이러한 프로그램들은 청지각능력이 부족한 사람들에게 다소 높은 집중력을 필요로 하고, 반복적인 학습에서 오는 지루함으로 인해, 청지각능력 치료에 대한 거부감을 해소하기 어렵다는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 보완하기 위해, 최근에는 게임화 컨텐츠를 활용하여 청지각능력 개선을 위한 데이터베이스를 이용하는 소프트웨어들이 많이 출시되고 있으며, 그에 적합한 인터페이스를 제공하는 다양한 장치들이 출시되고 있다.
본 발명의 목적은, 컨텐츠를 통해 사용자의 청지각능력을 검사하고, 검사 결과를 이용하여 사용자의 청지각능력을 개선하기 위한 컨텐츠를 제공할 수 있는 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 사용자의 가청 주파수 및 가청 데시벨을 기초로 인코딩된 컨텐츠를 제공할 수 있는 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 사용자의 특정 주파수에서의 민감도에 따라, 특정 주파수에서 서로 다른 단위로 데시벨의 크기를 조절하여 인코딩한 컨텐츠를 제공할 수 있는 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 게임화되어 사용자에게 제공되는 청지각능력 훈련 컨텐츠를 통하여 사용자의 청지각능력 개선율을 평가하고, 이를 기초로 사용자에게 맞춘 청지각능력 훈련 컨텐츠를 제공할 수 있는 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 사용자의 청지각능력 검사 결과에 따라 예상 개선율이 가장 높은 컨텐츠를 제공할 수 있는 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법은 사용자 단말기와 연계되는 청지각능력 훈련 시스템에서 수행되는 동작 방법에 있어서, 상기 사용자 단말기에 청지각능력을 검사할 수 있는 컨텐츠를 제공하는 단계, 상기 컨텐츠를 통해, 복수의 주파수에 대한 사용자의 가청 데시벨을 측정하는 단계, 측정된 상기 가청 데시벨을 기초로, 각각의 주파수에 대한 상기 가청 데시벨이 정상범위 내에 포함되는지 여부를 판단하는 단계, 상기 가청 데시벨이 정상범위에 포함되지 않는 주파수를 이상 주파수로 분류하는 단계, 상기 이상 주파수에 대한 사용자의 상기 가청 데시벨을 기초로, 상기 컨텐츠에 포함된 음원을 인코딩하는 단계, 상기 인코딩된 컨텐츠가 상기 사용자 단말기에 제공되는 동안, 상기 컨텐츠에 포함된 미션을 통하여, 상기 이상 주파수에서 사용자의 가청 데시벨을 재측정하는 단계 및 상기 이상 주파수에서의 재측정된 상기 가청 데시벨을 기초로, 상기 컨텐츠에 포함된 음원을 재인코딩하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 음원을 인코딩하는 단계는, 상기 이상 주파수에서 사용자의 민감도를 판단하고, 사용자가 상기 이상 주파수에서 민감한 경우, 상기 음원에서 상기 이상 주파수에 대한 데시벨을 상기 가청 데시벨보다 크게 조절하고, 사용자가 상기 이상 주파수에서 둔감한 경우, 상기 음원에서 상기 이상 주파수에 대한 데시벨을 상기 가청 데시벨보다 작게 조절할 수 있다.
또한, 상기 민감도를 판단하는 단계는, 특정 주파수에서 사용자의 상기 가청 데시벨이 정상범위보다 작은 경우, 사용자가 상기 특정 주파수에서 민감한 것으로 판단하고, 상기 특정 주파수에서 사용자의 상기 가청 데시벨이 정상범위보다 큰 경우, 사용자가 상기 특정 주파수에서 둔감한 것으로 판단하고, 상기 특정 주파수에서 사용자의 상기 가청 데시벨이 정상범위 이내인 경우, 사용자가 상기 특정 주파수에서 정상인 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 음원을 재인코딩하는 단계는, 상기 이상 주파수에서 사용자의 민감도를 다시 판단하고, 사용자가 상기 이상 주파수에서 민감한 경우, 상기 음원에서 상기 이상 주파수에 대한 데시벨을 상기 가청 데시벨보다 크게 조절하고, 사용자가 상기 이상 주파수에서 둔감한 경우, 상기 음원에서 상기 이상 주파수에 대한 데시벨을 상기 가청 데시벨보다 작게 조절하고, 사용자가 상기 이상 주파수에서 정상인 경우, 상기 음원에서 상기 이상 주파수에 대한 데시벨을 상기 정상범위 이내로 유지하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 가청 데시벨의 조절 크기는, 상기 이상 주파수에 대한 사용자의 상기 가청 데시벨과 상기 정상범위 간의 차이에 비례하여 결정될 수 있다.
또한, 상기 가청 데시벨을 측정하는 단계는, 미리 설정된 복수의 주파수에 대하여 사용자의 가청 주파수를 측정하되, 상기 미리 설정된 복수의 주파수는, 사용자의 사용언어에 따라 서로 다르게 적용될 수 있다.
또한, 상기 사용자의 사용언어는, 사용자의 음성인식을 기초로 도출되거나, 사용자가 입력한 언어에 의해 설정될 수 있다.
또한, 상기 음원은, 상기 컨텐츠가 상기 사용자 단말기에 제공되는 동안, 지속적으로 재생되고, 상기 미션은, 상기 컨텐츠를 수행하는 과정에서, 사용자가 특정 행동을 수행할 것에 대한 지시어를 포함하며, 상기 지시어는, 상기 이상 주파수에서의 사용자의 상기 가청 데시벨을 기초로 생성될 수 있다.
또한, 상기 컨텐츠를 제공하는 단계는, 사용자가 미리 입력한 개인정보, 각각의 주파수에 대한 가청 스펙트럼, 컨텐츠에 대한 정보를 입력받고, 이에 대한 출력으로 상기 컨텐츠에 대한 예상 개선율을 출력하는 학습부를 이용하여, 각 컨텐츠별 예상 개선율을 도출하고, 상기 예상 개선율이 가장 높은 컨텐츠를 상기 사용자 단말기에 제공하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 학습부는, 상기 개인정보, 상기 가청 스펙트럼, 및 상기 컨텐츠의 정보를 입력 노드로 하는 입력 레이어와, 상기 예상 개선율을 출력 노드로 하는 출력 레이어와, 상기 입력 레이어와 상기 출력 레이어 사이에 배치되는 하나 이상의 히든 레이어를 포함하고, 상기 입력 노드와 상기 출력 노드 사이의 노드 및 에지의 가중치는 상기 학습부의 학습 과정에 의해 업데이트될 수 있다.
또한, 상기 가청 데시벨을 측정하는 단계 및 상기 음원을 인코딩하는 단계는, 사용자의 좌귀 및 우귀 각각에 독립적으로 수행될 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따른 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법은 사용자 단말기와 연계되는 청지각능력 훈련 시스템에서 수행되는 동작 방법에 있어서, 상기 사용자 단말기에 청지각능력을 검사할 수 있는 컨텐츠를 제공하는 단계, 상기 컨텐츠를 통해, 복수의 주파수에 대한 사용자의 가청 데시벨을 측정하는 단계, 측정된 상기 가청 데시벨을 기초로, 각각의 주파수에 대한 상기 가청 데시벨이 정상범위 내에 포함되는지 여부를 판단하는 단계, 상기 가청 데시벨이 정상범위에 포함되지 않는 주파수를 이상 주파수로 분류하는 단계, 및 상기 이상 주파수에 대한 사용자의 상기 가청 데시벨을 기초로, 상기 컨텐츠에 포함된 음원을 인코딩하는 단계를 포함하되, 상기 컨텐츠를 제공하는 단계는, 사용자가 미리 입력한 개인정보, 각각의 주파수에 대한 가청 데시벨, 컨텐츠에 대한 정보를 입력받고, 이에 대한 출력으로 상기 입력받은 컨텐츠에 대한 예상 개선율을 출력하는 학습부를 이용하여, 각 컨텐츠별 예상 개선율을 도출하고, 상기 예상 개선율이 가장 높은 컨텐츠를 상기 사용자 단말기에 제공하는 것을 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따른 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법은 사용자 단말기와 연계되는 청지각능력 훈련 시스템에서 수행되는 동작 방법에 있어서, 상기 사용자 단말기에 청지각능력을 검사할 수 있는 컨텐츠를 제공하는 단계, 상기 컨텐츠를 통해, 복수의 주파수에 대한 사용자의 가청 데시벨을 측정하는 단계, 측정된 상기 가청 데시벨을 기초로, 각각의 주파수에 대한 상기 가청 데시벨이 정상범위 내에 포함되는지 여부를 판단하는 단계, 상기 가청 데시벨이 정상범위에 포함되지 않는 주파수를 이상 주파수로 분류하는 단계 및 상기 이상 주파수에 대한 사용자의 상기 가청 데시벨을 기초로, 상기 컨텐츠에 포함된 음원을 인코딩하는 단계를 포함하고, 상기 가청 데시벨을 측정하는 단계는, 미리 설정된 복수의 주파수에 대하여 사용자의 가청 주파수를 측정하되, 상기 미리 설정된 복수의 주파수는, 사용자의 사용언어에 따라 서로 다르게 적용된다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법은, 사용자에게 게임화된 청지각능력 훈련 컨텐츠를 제공하여, 청지각능력 훈련에 대한 사용자의 접근성과 집중도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 사용자의 가청 주파수 및 가청 데시벨을 좌귀 및 우귀 각각에 대해 측정하고, 이를 기초로 컨텐츠를 인코딩하여 제공함에 따라, 좌귀 및 우귀 각각의 청지각능력을 효과적으로 개선할 수 있다.
또한, 본 발명은 특정 주파수에서의 사용자의 민감도에 따라 데시벨이 조절된 컨텐츠를 제공함으로써, 특정 주파수에서 서로 다른 민감도 편차를 완화할 수 있다.
또한, 본 발명은 사용자의 청지각능력의 개선율을 높일 수 있는 청지각능력 훈련 컨텐츠를 제공함으로써, 사용자의 청지각능력 훈련에 대한 부담감과 거부감을 최소화하고, 사용자의 청지각능력을 효과적으로 개선할 수 있다.
또한, 본 발명은 사용자의 청지각능력 검사 결과에 따라 컨텐츠별 예상 개선율을 도출하여, 예상 개선율이 가장 높은 컨텐츠를 제공함으로써, 사용자의 청지각능력을 효과적으로 개선할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 청지각능력 훈련 시스템을 나타내는 개략도이다.
도 2는 도 1의 청지각능력 훈련 시스템의 구성요소를 설명하기 위한 블럭도이다.
도 3은 도 1의 청지각능력 훈련 시스템에 대한 개략적인 동작 방법을 설명하기 위한 블럭도이다.
도 4는 도 2의 학습부의 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법에서 이상 주파수를 분류하고, 음원을 인코딩하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법에서의 이상 주파수에서 사용자의 민감도를 판단하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법의 사용자 단말기에 제공되는 컨텐츠의 실시예를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법의 수행 전 후의 청지각능력의 편차를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
또한, 본 발명을 구현함에 있어서 설명의 편의를 위하여 구성요소를 세분화하여 설명할 수 있으나, 이들 구성요소가 하나의 장치 또는 모듈 내에 구현될 수도 있고, 혹은 하나의 구성요소가 다수의 장치 또는 모듈들에 나뉘어져서 구현될 수도 있다.
본 발명에서 딥러닝(Deep Learning)은 사물이나 데이터를 군집화하거나 분류하는 데 사용하는 기술이다. 즉, 딥러닝은 많은 양의 데이터를 컴퓨터에 입력하고 비슷한 것끼리 분류하도록 하는 기술이다. 이때 데이터를 어떻게 분류할 것인가를 놓고 이미 많은 기계학습 알고리즘이 등장했다. 딥러닝은 인공신경망의 한계를 극복하기 위해 제안된 기계학습 방법이다.
보다 자세히 설명하자면, 머신 러닝(Machine Learning)의 일종인 딥러닝(Deep Learning) 기술은 데이터를 기반으로 다단계로 깊은 수준까지 내려가 학습하는 것이다.
딥러닝(Deep learning)은 단계를 높여갈수록 복수의 데이터들로부터 핵심적인 데이터를 추출하는 머신 러닝(Machine Learning) 알고리즘의 집합을 나타낼 수 있다.
딥러닝 구조는 인공신경망(ANN)를 포함할 수 있으며, 예를 들어 딥러닝 구조는 CNN(Convolutional Neural Network), RNN(Recurrent Neural Network), DBN(Deep Belief Network), GNN(Graphic Neural Networks) 등의 심층신경망(DNN)으로 구성될 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시에 불과하며 본 발명이 위 실시예에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명에서 주파수는 주파수 대역으로 해석되어 실시될 수 있으나, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 주파수로 용어를 통일하여 설명하도록 한다.
이하에서는 도 1 내지 도 13을 참조하여, 본 발명의 청지각능력 훈련 시스템 및 방법에 대해 자세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 청지각능력 훈련 시스템을 나타내는 개략도이다. 도 2는 도 1의 청지각능력 훈련 시스템의 구성요소를 설명하기 위한 블럭도이다. 도 3은 도 1의 청지각능력 훈련 시스템에 대한 개략적인 동작 방법을 설명하기 위한 블럭도이다. 도 4는 도 2의 학습부의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 청지각능력 훈련 시스템은 청지각능력 훈련 모듈(100), 컨텐츠 추천 모듈(200) 및 사용자 단말기(300)를 포함한다.
청지각능력 훈련 모듈(100)과 사용자 단말기(300)는 서버-클라이언트 시스템으로 구현될 수 있다. 이때, 청지각능력 훈련 모듈(100)은 청지각능력 개선 프로세스를 선정하고 사용자 단말기(300)에 제공할 수 있다. 청지각능력 훈련 모듈(100)은 유무선 네트워크를 통해 사용자 단말기(300)와 데이터를 송수신할 수 있다.
컨텐츠 추천 모듈(200)은 각각의 사용자 단말기(300)로부터 수신된 데이터들에 기초한 빅데이터 분석기술을 이용하여 각 사용자의 발달 상황을 분석하고, 이를 통해 발달장애 정도를 진단할 수 있다. 또한, 진단한 결과를 바탕으로 각 사용자 상황에 알맞은 개선 프로세스 및 훈련 컨텐츠를 제공할 수 있다.
이 과정에서 컨텐츠 추천 모듈(200)은 각 사용자의 데이터를 이용하여 학습된 인공신경망(Neural Networks)을 이용하여 청지각능력을 진단하고, 그에 맞는 개선 프로세스 및 훈련 컨텐츠를 제공할 수 있다. 인공신경망을 이용한 컨텐츠 추천 모듈(200)에 대한 구체적인 설명은 도 3 및 도 4를 참조하여 자세히 후술하도록 한다.
이하에서는 청지각능력 훈련 시스템이 사용자의 청지각능력을 진단하고 이를 기초로 각 사용자들에게 적합한 개선 프로세스 및 훈련 컨텐츠를 제공하는 과정을 단계적으로 설명한다.
청지각능력 훈련 모듈(100)은 사용자의 발달상황을 진단하는데 지표가 될 수 있는 각종 데이터를 수집한다. 이때, 청지각능력 훈련 시스템은 개인정보 및 사용자 입력을 수집할 수 있다.
여기에서, 상기 개인정보는, 연령, 성별, 가족력, 병력, 및 생활환경 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함한다. 또한, 사용자 입력은 사용자 단말기(300)를 통해 수행된 미션수행정보를 포함한다.
구체적으로, 사용자 입력은 좌귀, 우귀의 주파수 별 가청 데시벨(dB) 검사 정보 입력 및 청각 지시에 따른 작업기억력을 포함할 수 있다.
청지각능력 훈련 모듈(100)은 상술한 사용자 단말기(300)의 사용자에게 훈련 컨텐츠를 통해 설정된 과제, 즉, 미션을 제공할 수 있다. 훈련 컨텐츠를 수행하는 과정에서 청지각능력 훈련 모듈(100)은 사용자의 사용자 입력을 수집할 수 있다.
이어서, 청지각능력 훈련 모듈(100)은 수집된 개인정보와 사용자 입력을 기초로 사용자에게 적합한 추천 개선 프로세스 및 훈련 컨텐츠를 선정할 수 있다. 선정된 개선 프로세스 및 훈련 컨텐츠는 해당 사용자 단말기(300)에 제공될 수 있다.
본 발명에서, 사용자 단말기(300)는 휴대폰 등의 이동 통신 장치가 될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 노트북(laptop), PC(Personal computer), PDA(Personal Digital Assistant), HPC(Handheld PC), 웹패드(WebPad), 태블릿 PC(Tablet PC), 등 통신 포트를 갖는 다양한 형태의 정보단말기가 될 수 있다. 사용자 단말기(300)는 통신 포트를 이용하여 인터넷 또는 네트워크 접속이 가능하다. 추가적으로, 사용자 단말기(300)는 다양한 부가장치와 페어링되어 동작할 수 있다. 예를 들어, 사용자 단말기(300)는 청지각 검사 장치와 유무선으로 연결되어 동작할 수 있다.
한편, 청지각능력 훈련 모듈(100)은 별도의 의료기관서버에서 입력된 전문 데이터를 이용하여, 청지각능력장애에 대한 판단 정확도를 높일 수 있다.
추가적으로, 청지각능력 훈련 시스템에서 수집되는 사용자 입력은, 개선 프로세스 및 훈련 컨텐츠가 제공하고 있는 미션의 현재 제공 상태와 동기되어 수집될 수 있다. 즉, 특정 사용자 입력이 수집될 때, 사용자가 제공받고 있는 미션과 미션수행정보는 함께 동기되어 저장됨으로써 정확한 검사정보 분석이 이루어지도록 할 수 있다.
또한, 본 발명은 일반 사용자가 접근하기 쉬운 휴대용 단말기를 이용하여 청지각능력 개선 프로세스 및 훈련 컨텐츠를 제공함으로써, 청지각능력 훈련 서비스의 가격을 낮출 수 있고, 다양한 장소 및 국가 또는 다양한 소득수준의 사용자들에게 서비스를 널리 보급할 수 있다.
구체적으로, 도 2 및 도 3을 참조하면, 청지각능력 훈련 모듈(100)은 정보 수집부(110), 청지각능력 검사부(120), 컨텐츠 제공부(130) 및 데이터베이스부(140)를 포함할 수 있다.
정보 수집부(110)는 사용자 단말기(300)를 통해 사용자의 개인정보 및 사용자 입력을 수신한다. 정보 수집부(110)는 수신된 정보들을 데이터베이스부(140) 또는 컨텐츠 추천 모듈(200) 내 메모리부(230)에 저장할 수 있다.
여기에서, 개인정보는 사용자의 연령, 성별, 가족력, 병력, 병리증상, 다양한 기간 및 병원 등의 검사결과정보 등이 포함될 수 있다.
또한, 정보 수집부(110)는 사용자 단말기(300)를 통해 수행되는 사용자 입력을 수신한다. 정보 수집부(110)는 사용자가 청지각능력 검사 컨텐츠를 수행하는 동안 사용자 입력에 따른 중간검사 결과를 수집하며, 수행 후 컨텐츠별 미션수행정보를 수집한다. 미션수행정보는 사용자 단말기(300)를 통해 사용자가 수행한 수행 컨텐츠 정보 및 수행정보, 미션 정답률, 청지각능력 개선율 및 미션수행 특이점 등을 포함할 수 있다.
청지각능력 검사부(120)는 정보 수집부(110)가 수집한 정보를 기초로 사용자의 청지각능력을 검사하도록 구성된다. 예를 들어, 청지각능력 검사부(120)는 사용자가 사용자 단말기(300)를 통해 수행한 청지각능력 검사 컨텐츠에 포함된 음원, 지시어 등의 미션에 대한 사용자 입력을 정보 수집부(110)로부터 제공받을 수 있다.
또한, 청지각능력 검사부(120)는 사용자 입력을 분석하여, 주파수별 가청 데시벨을 측정하고, 가청 데시벨이 정상범위(R1) 내에 포함되는지 여부를 판단할 수 있다.
이어서, 청지각능력 검사부(120)는 가청 데시벨이 정상범위(R1)에 포함되지 않는 주파수를 이상 주파수로 분류하여, 이상 주파수에 대한 가청 데시벨을 기초로 컨텐츠에 포함된 음원을 인코딩할 수 있다.
청지각능력 검사부(120)는 사용자 입력을 분석하여 도출해낸 가청 스펙트럼 및 컨텐츠 정보를 컨텐츠 추천 모듈(200)에 전달한다. 여기에서, 가청 스펙트럼은 미리 정해진 주파수 대역에 포함된 각각의 주파수에 대한 가청 데시벨의 집합을 의미할 수 있다.
컨텐츠 제공부(130)는 청지각능력을 검사할 수 있는 컨텐츠를 사용자 단말기(300)에 제공할 수 있다. 청지각능력을 검사할 수 있는 컨텐츠는 복수의 주파수에 대한 사용자의 가청 데시벨을 검사할 수 있도록 구성된다.
이어서, 컨텐츠 제공부(130)는 청지각능력을 훈련할 수 있는 컨텐츠를 사용자 단말기(300)에 제공할 수 있다. 청지각능력을 훈련할 수 있는 컨텐츠는 사용자의 이상 주파수에 대하여 사용자의 민감도 또는 둔감도를 완화시켜 줄 수 있도록 인코딩된 음원 및 지시어를 이용할 수 있다.
또한, 컨텐츠 제공부(130)는 청지각능력 검사부(120)의 검사결과에 대응하여 컨텐츠 추천부(210) 및 학습부(220)에서 도출되는 컨텐츠를 가청 스펙트럼을 기초로 인코딩하여 사용자 단말기(300)에 제공할 수 있다.
이어서, 컨텐츠 제공부(130)는 사용자가 과제를 수행하는 동안, 중간 검사 결과 수치에 따른 컨텐츠 수행단계를 재배치하거나 발생가능한 상황을 재도출 할 수 있다. 도출되는 컨텐츠에는 사용자 맞춤형 개선 프로세스, 사용자 연령 및 증상레벨 별 최적의 개선기간 및 빈도, 리마인더 설정 등이 포함될 수 있다.
데이터베이스부(140)는 청지각능력 훈련 모듈(100)의 동작 중에 수행되는 관련된 각종 데이터들을 저장할 수 있다. 이때, 데이터베이스부(140)는 사용자의 계정을 별도로 분리하여, 해당 사용자와 관련된 데이터들을 저장 및 관리할 수 있다. 또한, 데이터베이스부(140)는 사용자 단말기(300)에 제공되는 각종 컨텐츠들이 저장될 수 있다.
한편, 컨텐츠 추천 모듈(200)은 컨텐츠 추천부(210), 학습부(220) 및 메모리부(230)를 포함할 수 있다.
컨텐츠 추천부(210)는 청지각능력 훈련 모듈(100)을 통해 수집한 가청 스펙트럼 및 컨텐츠 정보를 기초로, 사용자에게 가장 높은 예비 개선율을 나타내는 컨텐츠를 추천할 수 있다.
학습부(220)는 과제에 대한 사용자의 개인정보, 가청 스펙트럼, 및 컨텐츠 정보를 입력받고, 이에 대한 출력으로 예상개선율을 출력한다. 이때, 학습부(220)는 데이터를 메모리부(230)에 저장하거나, 유사 데이터를 카테고리에 따라 분류할 수 있다. 이어서, 학습부(220)는 빅데이터를 기초로 학습된 인공신경망을 이용하여 수행이 필요로 되는 컨텐츠를 도출하고, 중간검사 일정 등을 도출할 수 있다.
또한, 학습부(220)는 학습 인자로 입력되는 파라미터들에 대하여 머신 러닝(machine learning)을 수행할 수 있다. 메모리부(230)는 머신 러닝에 사용되는 데이터, 결과 데이터 등을 저장할 수 있다.
학습부(220)는 공지된 다양한 딥러닝 구조를 이용할 수 있다. 예를 들어, 학습부(220)는 CNN(Convolutional Neural Network), RNN(Recurrent Neural Network), DBN(Deep Belief Network), GNN(Graph Neural Network) 등의 구조를 이용할 수 있다.
구체적으로, CNN(Convolutional Neural Network)은 사람이 물체를 인식할 때 물체의 기본적인 특징들을 추출한 다음 뇌 속에서 복잡한 계산을 거쳐 그 결과를 기반으로 물체를 인식한다는 가정을 기반으로 만들어진 사람의 뇌 기능을 모사한 모델이다.
RNN(Recurrent Neural Network)은 자연어 처리 등에 많이 이용되며, 시간의 흐름에 따라 변하는 시계열 데이터(Time-series data) 처리에 효과적인 구조로 매 순간마다 레이어를 쌓아올려 인공신경망 구조를 구성할 수 있다.
DBN(Deep Belief Network)은 딥러닝 기법인 RBM(Restricted Boltzman Machine)을 다층으로 쌓아 구성되는 딥러닝 구조이다. RBM(Restricted Boltzman Machine) 학습을 반복하여 일정 수의 레이어가 되면, 해당 개수의 레이어를 가지는 DBN(Deep Belief Network)이 구성될 수 있다.
GNN(Graphic Neural Network, 그래픽 인공신경망, 이하, GNN)는 특정 파라미터 간 매핑된 데이터를 기초로 모델링된 모델링 데이터를 이용하여, 모델링 데이터 간의 유사도와 특징점을 도출하는 방식으로 구현된 인공신경망 구조를 나타낸다.
한편, 학습부(220)의 인공신경망 학습은 주어진 입력에 대하여 원하는 출력이 나오도록 노드간 연결선의 웨이트(weight)를 조정(필요한 경우 바이어스(bias) 값도 조정)함으로써 이루어질 수 있다. 또한, 인공신경망은 학습에 의해 웨이트(weight) 값을 지속적으로 업데이트 시킬 수 있다. 또한, 인공신경망의 학습에는 역전파(Back Propagation) 등의 방법이 사용될 수 있다.
한편, 메모리부(230)에는 머신 러닝으로 미리 학습된 인공신경망(Artificial Neural Network)이 탑재될 수 있다.
컨텐츠 추천 모듈(200)의 학습부(220)는 도출된 파라미터에 대한 모델링 데이터를 입력 데이터로 하는 머신 러닝(machine learning) 기반의 개선 프로세스 추천 동작을 수행할 수 있다. 이때, 인공신경망의 머신 러닝 방법으로는 자율학습(unsupervised learning)과 지도학습(supervised learning)이 모두 사용될 수 있다. 또한, 학습부(220)는 설정에 따라 학습 후 예상개선율을 출력하기 위한 인공신경망 구조를 자동 업데이트하도록 제어될 수 있다.
추가적으로, 도면에 명확하게 도시하지는 않았으나, 본 발명의 다른 실시예에서, 학습부(220)의 동작은 별도의 클라우드 서버(미도시)에서 실시될 수 있다. 또한, 학습부(220)는 컨텐츠 수행 형태별 최적의 연계 치료전문가를 도출할 수 있다. 이때, 치료전문가는 발달장애 개선 시스템을 통해 치료 프로세스의 수퍼 바이징 및 개입 등을 할 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여, CNN 구조로 구현되어 동작하는 학습부(220)를 예로 들어 설명하도록 한다.
도 4를 참조하면, 학습부(220)는 사용자의 개인정보, 가청 스펙트럼 및 컨텐츠 정보를 입력노드로 하는 입력 레이어(input)와, 예상개선율을 출력노드로 하는 출력 레이어(Output)와, 입력 레이어와 출력 레이어 사이에 배치되는 M 개의 히든 레이어를 포함한다.
여기서, 각 레이어들의 노드를 연결하는 에지(edge)에는 가중치가 설정될 수 있다. 이러한 가중치 혹은 에지의 유무는 학습 과정에서 추가, 제거, 또는 업데이트 될 수 있다. 따라서, 학습 과정을 통하여, k개의 입력노드와 i개의 출력 노드 사이에 배치되는 노드들 및 에지들의 가중치는 업데이트될 수 있다.
학습부(220)가 학습을 수행하기 전에는 모든 노드와 에지는 초기값으로 설정될 수 있다. 그러나, 누적하여 정보가 입력될 경우, 노드 및 에지들의 가 중치는 변경되고, 이 과정에서 학습인자로 입력되는 파라미터들(즉, 개인정보, 가청 스펙트럼 및 컨텐츠 정보)과 출력노드로 할당되는 값(즉, 예상개선율) 사이의 매칭이 이루어질 수 있다.
추가적으로, 클라우드 서버(미도시)를 이용하는 경우, 학습부(220)는 많은 수의 파라미터들을 수신하여 처리할 수 있다. 따라서, 학습부(220)는 방대한 데이터에 기반하여 학습을 수행할 수 있다.
또한, 학습부(220)를 구성하는 입력노드와 출력노드 사이의 노드 및 에지의 가중치는 학습부(220)의 학습 과정에 의해 업데이트될 수 있다. 학습부(220)에서 출력되는 예상개선율은 사용자의 개선 프로세스 및 훈련 컨텐츠를 도출하는데 이용될 수 있다.
이하에서는, 도 5 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법을 설명한다.
도 5는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법에서 이상 주파수를 분류하고, 음원을 인코딩하는 단계를 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법에서의 이상 주파수에서 사용자의 민감도를 판단하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 5를 참조하면, 청지각능력 훈련 모듈(100)은 사용자 단말기(300)에 청지각능력을 검사할 수 있는 컨텐츠를 제공한다(S110). 이때, 컨텐츠는 사용자의 가청 주파수 및 가청 데시벨을 검사할 수 있도록 특정 주파수 또는 특정 데시벨을 가지는 음원 또는 지시어로 구성될 수 있다.
이어서, 청지각능력 훈련 모듈(100)은 사용자 단말기(300)로부터 개인정보 및 사용자 입력을 수신한다(S120). 구체적으로, 사용자는 컨텐츠를 사용하는 동안, 들을 수 있는 주파수 또는 데시벨에 대한 리액션을 입력할 수 있다. 이에, 청지각능력 훈련 모듈(100)은 사용자의 리액션 입력, 즉, 사용자 입력을 수신할 수 있다.
이어서, 복수의 주파수에 대한 가청 데시벨을 측정한다(S130). 청지각 훈련 모듈은 사용자 단말기(300)에 복수의 주파수 중 특정 주파수에 대해, 기준 데시벨(예를 들어, 0dB)부터 들려줌에 따라, 해당 주파수의 가청 데시벨을 측정할 수 있다.
이때, 가청 데시벨은 복수의 주파수의 크기에 따라 서로 다른 단위에 대해 측정될 수 있다.
예를 들어, 가청 데시벨은 복수의 주파수 중 상대적으로 낮은 주파수에서는 25Hz 내지 50Hz 단위에 대해 측정될 수 있으며, 상대적으로 높은 주파수(예를 들어, 1,000Hz 이상)에서는 500Hz 내지 2,000Hz 단위에 대해 측정될 수 있다.
또한, 복수의 주파수는 사용자의 사용언어에 따라 미리 설정된 주파수일 수 있다. 사용언어에 따른 복수의 주파수는, 서로 다르게 설정될 수 있다.
예를 들어, 복수의 주파수는 사용자가 한국어를 사용하는 경우, 125Hz 내지 4,000Hz일 수 있고, 영어를 사용하는 경우 500Hz 내지 12,000Hz일 수 있다. 또한, 복수의 주파수는 사용자가 독일어를 사용하는 경우 125Hz 내지 6,000Hz, 포루투갈어, 스페인어, 프랑스어를 사용하는 경우 125Hz 내지 4,000Hz일 수 있으며, 사용자가 일본어 또는 중국어를 사용하는 경우, 125Hz 내지 3,000Hz일 수 있다.
이에, 청지각능력 훈련 모듈(100)은 사용자가 한국어를 사용하는 경우 125Hz 내지 4,000Hz 사이의 특정 주파수에 대해, 데시벨을 조절하여 들려줌에 따라, 해당 주파수에 대한 사용자의 가청 데시벨을 측정할 수 있다.
한편, 사용자의 사용언어는 사용자의 음성인식을 기초로 도출되거나, 사용자가 입력한 언어에 의해 설정될 수 있다. 예를 들어, 컨텐츠에 표시되는 언어가 한국어로 설정된 경우, 한국어에 대한 복수의 주파수가 이용될 수 있다. 다른 예로, 컨텐츠 내에서 사용자가 발화한 언어가 독일어로 인식되는 경우, 독일어에 대한 복수의 주파수가 이용될 수 있다. 다만, 몇몇 예시에 불과하며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
이어서, 측정된 가청 데시벨을 기초로, 각각의 주파수에 대한 가청 데시벨이 정상범위(R1) 내에 포함되는지 여부를 판단한다(S140).
예를 들어, 도 7을 참조하면, 64Hz, 250Hz, 1KHz, 2KHz, 4KHz 및 16KHz에 대한 가청 데시벨은 정상범위(R1)에 포함되므로, 정상으로 판단될 수 있다. 다만, 32Hz, 125Hz, 800Hz 및 8000Hz에 대한 가청 데시벨은 정상범위(R1)에 포함되지 않으므로, 사용자의 청각은 해당 주파수에서 이상이 있는 것으로 판단될 수 있다.
이때, 정상범위(R1)는 주파수별로 다르게 설정될 수 있으며, 사용언어 별로 다른 범위로 설정될 수 있다.
이어서, 가청 데시벨이 정상범위(R1)에 포함되지 않는 주파수를 이상 주파수로 분류한다(S150). 예를 들어, S140 단계에서 설명한 바와 같이, 가청 데시벨이 정상범위(R1)에 포함되지 않는 32Hz, 125Hz, 800Hz 및 8000Hz를 이상 주파수로 분류할 수 있다.
이어서, 이상 주파수에 대한 사용자의 가청 데시벨을 기초로, 컨텐츠에 포함된 음원을 인코딩한다(S160). 청지각능력 훈련 모듈(100)은 이상 주파수로 분류된 주파수에 대한 가청 데시벨을 기초로 컨텐츠에 포함된 음원을 인코딩할 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 음원을 인코딩하는 단계(S160)에서는 이상 주파수에서 사용자의 민감도를 판단할 수 있다(S151). 청지각능력 훈련 모듈(100)은 특정 주파수에서 사용자의 가청 데시벨과 정상범위(R2, R3)를 비교하여, 사용자가 특정 주파수에서 민감한지 여부를 판단할 수 있다.
구체적으로, 청지각능력 훈련 모듈(100)은 특정 주파수에서 사용자의 가청 데시벨이 정상범위(R2, R3)보다 작은 경우, 사용자가 특정 주파수에서 민감한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 청지각능력 훈련 모듈(100)은 특정 주파수에서 사용자의 가청 데시벨이 정상범위(R2, R3)보다 큰 경우, 사용자가 특정 주파수에서 둔감한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 청지각능력 훈련 모듈(100)은 특정 주파수에서 사용자의 가청 데시벨이 정상범위(R2, R3) 이내인 경우, 사용자가 특정 주파수에서 정상인 것으로 판단할 수 있다.
예를 들어, 도 8을 참조하면, 1000Hz에서 사용자의 제1 가청 데시벨(dB1)은 1000Hz에서의 정상범위(R2)보다 높은 것으로 검사되었다. 즉, 사용자는 1000Hz에서 정상범위(R2)보다 큰 데시벨로 들려주는 경우에 반응하므로, 청지각능력 훈련 모듈(100)은 사용자가 1000Hz에서 둔감한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 5000Hz에서 사용자의 제2 가청 데시벨(dB2)은 5000Hz에서의 정상범위(R3)보다 낮은 것으로 검사되었다. 즉, 사용자는 5000Hz에서 정상범위(R3)보다 작은 데시벨로 들려주는 경우에 반응하므로, 청지각능력 훈련 모듈(100)은 사용자가 5000Hz에서 민감한 것으로 판단할 수 있다.
다만, 제3 가청 데시벨(dB3)과 같이 1000Hz 및 5000Hz 모두에서 사용자의 가청 데시벨이 정상범위(R2, R3) 이내인 경우, 청지각능력 훈련 모듈(100)은 사용자가 1000Hz 및 5000Hz에서 정상인 것으로 판단할 수 있다.
한편, 정상범위(R2, R3)는 주파수 별로 상이할 수 있다. 즉, 각각의 주파수는 서로 다른 데시벨 대역의 정상범위를 가질 수 있다.
다시 도 5 및 도 6을 참조하면, 음원을 인코딩하는 단계(S160)에서는 이상 주파수에서 사용자의 민감도를 판단하여(S151), 민감도에 따라 음원에서 이상 주파수에 대한 데시벨을 조절할 수 있다.
예를 들어, 사용자가 이상 주파수에서 민감한 경우, 음원에서 이상 주파수에 대한 데시벨을 가청 데시벨보다 크게 조절할 수 있다(S152A).
또한, 사용자가 이상 주파수에서 둔감한 경우, 음원에서 이상 주파수에 대한 데시벨을 가청 데시벨보다 작게 조절할 수 있다(S152A).
구체적으로, 도 7을 참조하면, 이상 주파수 중 32Hz, 125Hz 및 8KHz 에서는 사용자의 가청 데시벨이 둔감한 것으로 판단되어, 음원에서 이상 주파수에 대한 데시벨은 가청 데시벨보다 작게 조절될 수 있다.
이에, 청지각능력 훈련 모듈(100)은 사용자의 제1 가청 데시벨(dB1)이 정상범위(R2) 이내로 검사될 때까지, 사용자에게 이상 주파수에 대한 데시벨이 가청 데시벨보다 작은 음원을 제공함으로써 사용자의 청지각능력을 훈련할 수 있다. 즉, 청지각능력 훈련 모듈(100)은 가청 데시벨이 둔감한 사용자가 상대적으로 낮은 데시벨의 소리도 들을 수 있도록 사용자를 훈련할 수 있다.
이와 반대로, 이상 주파수 중 500Hz에서는 사용자의 가청 데시벨이 민감한 것으로 판단되어, 음원에서 이상 주파수에 대한 데시벨을 가청 데시벨보다 크게 조절하였다.
이에, 청지각능력 훈련 모듈(100)은 도 8에서 제2 가청 데시벨(dB2)이 정상범위(R3) 이내로 검사될 때까지, 사용자에게 이상 주파수에 대한 데시벨이 가청 데시벨보다 높은 음원을 제공함으로써 사용자의 청지각능력을 훈련할 수 있다. 즉, 청지각능력 훈련 모듈(100)은 가청 데시벨이 민감한 사용자가 상대적으로 높은 데시벨의 소리도 들을 수 있도록 사용자를 훈련할 수 있다.
한편, 음원을 인코딩하는 단계(S160)에서 가청 데시벨의 조절 크기는 이상 주파수에 대한 사용자의 가청 데시벨과 정상범위 사이의 차이에 비례하여 조절될 수 있다.
예를 들어, 도 7을 참조하면, 125Hz 및 8Khz에서의 사용자의 가청 데시벨과 정상범위(R1) 사이의 차이는, 32Hz에서의 사용자의 가청 데시벨과 정상범위(R1) 사이의 차이보다 크다. 이에, 음원을 인코딩하는 단계(S160)에서는 32Hz에서의 가청 데시벨의 조절 크기보다 125Hz 및 8Khz에서의 가청 데시벨의 조절 크기가 더 크도록 음원이 인코딩될 수 있다.
다시 도 5 및 도 6을 참조하면, 사용자 단말기(300)에 인코딩된 컨텐츠를 제공한다(S170). 인코딩된 컨텐츠가 사용자 단말기(300)에 제공되는 동안, 사용자는 인코딩된 컨텐츠에 포함된 미션을 수행함으로써, 사용자는 미션에 포함된 지시어에 대한 리액션을 입력할 수 있다. 여기서, 지시어는 사용자가 특정 행동을 수행할 것을 나타내는 특정 소리일 수 있다. 사용자의 청지각능력을 훈련하기 위하여, 지시어는 사용자의 이상 주파수에서의 사용자의 가청 데시벨을 기초로 생성될 수 있다.
이어서, 사용자가 인코딩된 컨텐츠에 대한 미션을 수행하기 위해 지시어에 대한 리액션을 입력함에 따라, 청지각능력 훈련 모듈(100)은 인코딩된 컨텐츠에 대한 사용자 입력을 재수신한다(S180).
이어서, 재수신한 사용자 입력을 기초로, 이상 주파수에서의 사용자의 가청 데시벨을 재측정하고(S190), 재측정된 가청 데시벨을 기초로 컨텐츠에 포함된 음원을 재인코딩한다(S200).
음원을 재인코딩하는 단계에서는 이상 주파수에서 재측정된 가청 데시벨을 기초로 사용자의 민감도를 판단하여, 이상 주파수에 대한 데시벨을 조절한다.
구체적으로, 청지각능력 훈련 모듈(100)은 사용자가 이상 주파수에서 민감한 경우, 음원에서 이상 주파수에 대한 데시벨을 가청 데시벨보다 크게 조절하고, 이상 주파수에서 둔감한 경우, 음원에서 이상 주파수에 대한 데시벨을 가청 데시벨보다 작게 조절한다. 또한, 재측정 결과 이상 주파수에서 가청 데시벨이 정상범위에 포함된 경우, 음원에서 해당 주파수에 대한 데시벨을 정상범위 이내로 유지하거나, 증감폭을 이전보다 작게 설정할 수 있다.
즉, 청지각능력 훈련 모듈(100)은 사용자의 가청 데시벨이 정상범위 이내에 포함될 때까지 S140 단계 내지 S180 단계를 반복 수행하여, 사용자의 청지각능력을 훈련할 수 있다.
한편, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법은 사용자의 좌귀 및 우귀 각각에 독립적으로 수행될 수 있다.
예를 들어, 사용자의 좌귀 및 우귀의 청지각능력은 서로 다를 수 있다. 이에, 사용자의 좌귀 및 우귀 각각에 대해 청지각능력을 검사하고, 좌귀 및 우귀에 대한 사용자의 가청 주파수 및 가청 데시벨을 각각 측정할 수 있다. 또한, 좌귀 및 우귀 각각에 대해 측정된 사용자의 가청 주파수 및 가청 데시벨을 기초로 컨텐츠에 포함된 음원 및 지시어를 인코딩할 수 있다.
즉, 좌귀 및 우귀에 서로 다른 가청 주파수 및 가청 데시벨로 인코딩된 컨텐츠가 제공될 수 있다. 이에, 좌귀 및 우귀 각각의 청지각능력을 효과적으로 개선할 수 있다.
정리하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법은 사용자의 가청 주파수 및 가청 데시벨을 기초로 컨텐츠에 포함된 음원 및 지시어를 인코딩하고, 인코딩된 컨텐츠를 사용자 단말기(300)에 제공할 수 있다. 이에, 사용자는 민감하거나 둔감한 주파수 또는 데시벨로 인코딩된 컨텐츠를 통해 미션을 수행함으로써, 민감하거나 둔감한 주파수 또는 데시벨을 들을 수 있도록 훈련할 수 있다. 이에, 사용자가 인코딩된 컨텐츠를 반복 수행함에 따라, 사용자의 청지각능력을 훈련하고 개선시킬 수 있다.
이하에서는 도 9 내지 도 13을 참조하여, 본 발명의 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법을 통해 사용자 단말기에 제공되는 컨텐츠에 대해 설명한다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법의 사용자 단말기에 제공되는 컨텐츠의 실시예를 나타내는 도면이다. 도 13은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법의 수행 전 후의 청지각능력의 편차를 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법은 사용자 단말기(300)에 제공되는 컨텐츠를 통해 수행될 수 있다. 컨텐츠는 게임화 컨텐츠일 수 있다.
먼저 도 9를 참조하면, <A1>은 컨텐츠가 실행되기 전의 인터페이스이고, <A2>는 컨텐츠 실행 중의 인터페이스이며, <A3>는 컨텐츠 실행이 완료되어가는 인터페이스이다.
사용자는 A11 영역의 흐름에 따라 들리는 음원에 대하여, 좌귀 버튼(AL) 또는 우귀 버튼(AR)을 누를 수 있다.
예를 들어, A11 영역에서 표시되는 음에 대한 음원이 좌귀에 대한 것이라면, 사용자는 좌귀 버튼(AL)을 눌러 사용자 입력을 할 수 있다. 이와 마찬가지로, A11 영역에서 표시되는 음에 대한 음원이 우귀에 대한 것이라면, 사용자는 우귀 버튼(AR)을 눌러 사용자 입력을 할 수 있다.
<A2>를 참조하면, 사용자가 컨텐츠에 제공되는 음원에 대하여 좌귀 버튼(AL) 또는 우귀 버튼(AR)을 올바르게 선택하는 경우, A21 영역에는 사용자 입력이 올바른지 여부가 표시될 수 있다.
<A1> 내지 <A3>의 컨텐츠에서 제공되는 음원은 좌귀 및 우귀 각각에 독립적으로 측정된 가청 데시벨로 인코딩된 음원일 수 있다. 즉, 좌귀에 수행되는 음원의 가청 주파수 및 가청 데시벨과 우귀에 수행되는 음원의 가청 주파수 및 가청 데시벨이 서로 상이할 수 있다.
다만, 일정 시간동안 사용자의 입력이 없는 경우, 청지각능력 훈련 모듈(100)은 사용자가 인코딩된 음원을 듣지 못하는 것으로 판단할 수 있다.
도 10을 참조하면, <B1> 내지 <B3>은 좌귀 및/또는 우귀에 대한 미션을 수행하는 인터페이스이다. 사용자는 미션에 포함된 지시어를 통해 컨텐츠를 수행할 수 있다. 이때, 지시어는 좌귀 및 우귀 각각에 독립적으로 측정된 가청 데시벨로 인코딩된 지시어일 수 있다. 또한, 컨텐츠는 좌귀 및 우귀에 독립적으로 제공될 수 있다.
<B1> 및 <B2>를 참조하면, 컨텐츠를 수행하는 동안 지시어가 제공될 수 있다. 지시어는 음성으로 제공될 수 있으며, 지시어가 제공되는 동안에는 음성 표시(B11)가 활성화되어 사용자에게 음성 지시어가 제공되고 있음을 알릴 수 있다.
예를 들어, 컨텐츠에 포함된 음성 지시어는 '좌측으로 가시오', '우측으로 가시오' 또는 '직진하시오' 일 수 있다. 이때, 사용자는 컨텐츠에서 수행되는 지시어가 '좌측으로 가시오' 인 경우, 좌측 버튼(B12)을 선택하여 미션을 수행할 수 있다.
이와 마찬가지로, 컨텐츠에서 수행되는 지시어가 '우측으로 가시오'인 경우, 사용자는 우측 버튼(B14)을 선택하여 미션을 수행할 수 있으며, 컨텐츠에서 수행되는 지시어가 '직진하시오'인 경우, 사용자는 직진 버튼(B13)을 선택하여 미션을 수행할 수 있다.
또한, <B3>를 참조하면, 지시어는 동물 소리일 수 있다. 이에, 사용자는 컨텐츠를 통해 제공되는 지시어, 즉, 동물 소리에 따라 해당 동물을 선택하여 미션을 수행할 수 있다.
예를 들어, 컨텐츠를 통해 곰의 울음 소리가 제공되는 경우, 사용자는 제1 버튼(B31)을 선택하여 미션을 수행할 수 있다. 이와 마찬가지로, 컨텐츠를 통해 사자 울음 소리가 제공되는 경우, 사용자는 제2 버튼(B32)을 선택하여 미션을 수행할 수 있고, 컨텐츠를 통해 원숭이 울음 소리가 제공되는 경우, 사용자는 제3 버튼(B33)을 선택하여 미션을 수행할 수 있다.
다만, 일정 시간동안 사용자의 입력이 없는 경우, 청지각능력 훈련 모듈(100)은 사용자가 인코딩된 지시어를 듣지 못하는 것으로 판단할 수 있다.
도 11을 참조하면, <C1> 내지 <C3>은 좌귀 및/또는 우귀에 대한 미션을 수행하는 인터페이스이다.
<C1>을 참조하면, 사용자는 컨텐츠를 통해 제공되는 음원 또는 지시어에 따라 왼쪽 버튼(C11), 동시 버튼(C12) 또는 오른쪽 버튼(C13)을 선택할 수 있다.
예를 들어, 좌귀 또는 우귀에만 음원이 제공되는 경우, 사용자는 각각 왼쪽 버튼(C11) 또는 오른쪽 버튼(C13)을 선택하여 미션을 수행할 수 있다. 또한, 좌귀 및 우귀 모두에 음원이 제공되는 경우, 사용자는 동시 버튼(C12)을 선택하여 미션을 수행할 수 있다.
<C2>를 참조하면, C21에는 사용자의 청지각능력 훈련 레벨이 표시될 수 있다. 또한, 사용자가 <C1>에서 미션 수행에 실패하는 경우, 재시작 여부를 선택할 수 있는 팝업(C22)을 제공하여, 사용자가 해당 레벨에서의 미션을 재수행하도록 할 수 있다.
<C3>을 참조하면, <C1>에서 미션 수행에 성공하는 경우, C31 영역에 해당 레벨에 대한 미션을 최종 완료하기 위한 게이지(Gage)가 표시될 수 있다. 즉, 사용자가 미션 수행에 성공하는 횟수가 증가할수록 C31영역의 게이지가 증가할 수 있다.
도 12를 참조하면, <D1> 내지 <D3>은 좌귀 및/또는 우귀에 대한 미션을 수행하는 인터페이스이다. <D1> 내지 <D3>에서는 음원 및 지시어가 복합적으로 제공될 수 있다. 사용자는 <D1> 내지 <D3>의 컨텐츠를 수행하는 동안 음원이 배경음(BGM)으로 지속적으로 제공될 수 있으며, 이와 동시에 지시어가 제공될 수 있다.
예를 들어, '보물 상자를 여시오' 라는 지시어가 제공되는 경우, 사용자는 보물 상자(D11)를 선택하여 미션을 수행할 수 있다. 또한, '캐릭터를 이동시키시오' 라는 지시어가 제공되는 경우, 인터페이스 상에서 좌측, 우측 또는 정면을 선택하여 캐릭터를 이동시킬 수 있다.
다만, 사용자가 미션을 완료하지 못하는 경우, 재시작 버튼(Restart)(D12)를 선택하여, 미션을 재수행할 수 있다.
도 9 내지 도 12의 미션을 수행하는 과정에서, 컨텐츠는 사용자의 이상 주파수에서의 민감도 또는 둔감도를 낮출 수 있도록 인코딩된 음원을 지속적으로 재생할 수 있다. 이와 동시에, 컨텐츠는 사용자에게 계속해서 이상 주파수에 대한 미션을 제공함으로써, 사용자의 청지각능력의 개선도를 측정할 수 있다.
즉, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법은 사용자의 가청 주파수 및 가청 데시벨을 기초로 컨텐츠에 포함된 음원 및 지시어를 인코딩하고, 인코딩된 컨텐츠를 사용자 단말기(300)에 제공할 수 있다. 이에, 사용자는 민감하거나 둔감한 주파수 또는 데시벨로 인코딩된 컨텐츠를 통해 미션을 수행함으로써, 민감하거나 둔감한 주파수 또는 데시벨을 들을 수 있도록 훈련할 수 있다. 이에, 사용자가 인코딩된 컨텐츠를 반복 수행함에 따라, 사용자의 청지각능력을 훈련하고 개선시킬 수 있다.
도 13을 참조하면, <E1> 및 <E2>는 좌귀 및 우귀에 대한 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법 수행 전 후의 그래프를 나타낸다.
<E1>을 참조하면, 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법 수행 전, 좌귀 및 우귀는 주파수 및 데시벨 별로 청지각능력의 편차가 상대적으로 크다.
그러나, <E2>를 참조하면, 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법 수행 후, 사용자의 좌귀 및 우귀는 주파수 및 데시벨 별로 청지각능력의 편차가 상대적으로 감소한 것을 확인할 수 있다. 즉, 사용자가 컨텐츠의 수행을 통하여 청지각능력을 훈련함에 따라, 민감하거나 둔감한 주파수의 데시벨에 대한 사용자의 민감도 또는 둔감도는 다소 완화될 수 있으며, 이를 통해 사용자의 청지각능력은 개선될 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 청지각능력 훈련 모듈
200: 컨텐츠 추천 모듈
300: 사용자 단말기

Claims (13)

  1. 사용자 단말기와 연계되는 청지각능력 훈련 시스템에서 수행되는 동작 방법에 있어서,
    상기 사용자 단말기에 청지각능력을 검사할 수 있는 컨텐츠를 제공하는 단계;
    상기 컨텐츠를 통해, 복수의 주파수에 대한 사용자의 가청 데시벨을 측정하는 단계;
    측정된 상기 가청 데시벨을 기초로, 각각의 주파수에 대한 상기 가청 데시벨이 정상범위 내에 포함되는지 여부를 판단하는 단계;
    상기 가청 데시벨이 정상범위에 포함되지 않는 주파수를 이상 주파수로 분류하는 단계;
    상기 이상 주파수에 대한 사용자의 상기 가청 데시벨을 기초로, 상기 컨텐츠에 포함된 음원을 인코딩하는 단계;
    상기 인코딩된 컨텐츠가 상기 사용자 단말기에 제공되는 동안, 상기 컨텐츠에 포함된 미션을 통하여, 상기 이상 주파수에서 사용자의 가청 데시벨을 재측정하는 단계; 및
    상기 이상 주파수에서의 재측정된 상기 가청 데시벨을 기초로, 상기 컨텐츠에 포함된 음원을 재인코딩하는 단계를 포함하는
    청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 음원을 인코딩하는 단계는,
    상기 이상 주파수에서 사용자의 민감도를 판단하고,
    사용자가 상기 이상 주파수에서 민감한 경우, 상기 음원에서 상기 이상 주파수에 대한 데시벨을 상기 가청 데시벨보다 크게 조절하고,
    사용자가 상기 이상 주파수에서 둔감한 경우, 상기 음원에서 상기 이상 주파수에 대한 데시벨을 상기 가청 데시벨보다 작게 조절하는 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 민감도를 판단하는 단계는,
    특정 주파수에서 사용자의 상기 가청 데시벨이 정상범위보다 작은 경우, 사용자가 상기 특정 주파수에서 민감한 것으로 판단하고,
    상기 특정 주파수에서 사용자의 상기 가청 데시벨이 정상범위보다 큰 경우, 사용자가 상기 특정 주파수에서 둔감한 것으로 판단하고,
    상기 특정 주파수에서 사용자의 상기 가청 데시벨이 정상범위 이내인 경우, 사용자가 상기 특정 주파수에서 정상인 것으로 판단하는 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 음원을 재인코딩하는 단계는,
    상기 이상 주파수에서 사용자의 민감도를 다시 판단하고,
    사용자가 상기 이상 주파수에서 민감한 경우, 상기 음원에서 상기 이상 주파수에 대한 데시벨을 상기 가청 데시벨보다 크게 조절하고,
    사용자가 상기 이상 주파수에서 둔감한 경우, 상기 음원에서 상기 이상 주파수에 대한 데시벨을 상기 가청 데시벨보다 작게 조절하고,
    사용자가 상기 이상 주파수에서 정상인 경우, 상기 음원에서 상기 이상 주파수에 대한 데시벨을 상기 정상범위 이내로 유지하는 것을 포함하는 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 가청 데시벨의 조절 크기는,
    상기 이상 주파수에 대한 사용자의 상기 가청 데시벨과 상기 정상범위 간의 차이에 비례하여 결정되는 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 가청 데시벨을 측정하는 단계는,
    미리 설정된 복수의 주파수에 대하여 사용자의 가청 주파수를 측정하되,
    상기 미리 설정된 복수의 주파수는, 사용자의 사용언어에 따라 서로 다르게 적용되는 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 사용자의 사용언어는,
    사용자의 음성인식을 기초로 도출되거나, 사용자가 입력한 언어에 의해 설정되는 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 음원은, 상기 컨텐츠가 상기 사용자 단말기에 제공되는 동안, 지속적으로 재생되고,
    상기 미션은, 상기 컨텐츠를 수행하는 과정에서, 사용자가 특정 행동을 수행할 것에 대한 지시어를 포함하며,
    상기 지시어는, 상기 이상 주파수에서의 사용자의 상기 가청 데시벨을 기초로 생성되는 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 컨텐츠를 제공하는 단계는,
    사용자가 미리 입력한 개인정보, 각각의 주파수에 대한 가청 스펙트럼, 컨텐츠에 대한 정보를 입력받고, 이에 대한 출력으로 상기 컨텐츠에 대한 예상 개선율을 출력하는 학습부를 이용하여, 각 컨텐츠별 예상 개선율을 도출하고,
    상기 예상 개선율이 가장 높은 컨텐츠를 상기 사용자 단말기에 제공하는 것을 포함하는 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 학습부는,
    상기 개인정보, 상기 가청 스펙트럼, 및 상기 컨텐츠의 정보를 입력 노드로 하는 입력 레이어와,
    상기 예상 개선율을 출력 노드로 하는 출력 레이어와,
    상기 입력 레이어와 상기 출력 레이어 사이에 배치되는 하나 이상의 히든 레이어를 포함하고,
    상기 입력 노드와 상기 출력 노드 사이의 노드 및 에지의 가중치는 상기 학습부의 학습 과정에 의해 업데이트되는 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 가청 데시벨을 측정하는 단계 및 상기 음원을 인코딩하는 단계는, 사용자의 좌귀 및 우귀 각각에 독립적으로 수행되는 청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법.
  12. 사용자 단말기와 연계되는 청지각능력 훈련 시스템에서 수행되는 동작 방법에 있어서,
    상기 사용자 단말기에 청지각능력을 검사할 수 있는 컨텐츠를 제공하는 단계;
    상기 컨텐츠를 통해, 복수의 주파수에 대한 사용자의 가청 데시벨을 측정하는 단계;
    측정된 상기 가청 데시벨을 기초로, 각각의 주파수에 대한 상기 가청 데시벨이 정상범위 내에 포함되는지 여부를 판단하는 단계;
    상기 가청 데시벨이 정상범위에 포함되지 않는 주파수를 이상 주파수로 분류하는 단계; 및
    상기 이상 주파수에 대한 사용자의 상기 가청 데시벨을 기초로, 상기 컨텐츠에 포함된 음원을 인코딩하는 단계를 포함하되,
    상기 컨텐츠를 제공하는 단계는,
    사용자가 미리 입력한 개인정보, 각각의 주파수에 대한 가청 데시벨, 컨텐츠에 대한 정보를 입력받고, 이에 대한 출력으로 상기 입력받은 컨텐츠에 대한 예상 개선율을 출력하는 학습부를 이용하여, 각 컨텐츠별 예상 개선율을 도출하고,
    상기 예상 개선율이 가장 높은 컨텐츠를 상기 사용자 단말기에 제공하는 것을 포함하는
    청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법.
  13. 사용자 단말기와 연계되는 청지각능력 훈련 시스템에서 수행되는 동작 방법에 있어서,
    상기 사용자 단말기에 청지각능력을 검사할 수 있는 컨텐츠를 제공하는 단계;
    상기 컨텐츠를 통해, 복수의 주파수에 대한 사용자의 가청 데시벨을 측정하는 단계;
    측정된 상기 가청 데시벨을 기초로, 각각의 주파수에 대한 상기 가청 데시벨이 정상범위 내에 포함되는지 여부를 판단하는 단계;
    상기 가청 데시벨이 정상범위에 포함되지 않는 주파수를 이상 주파수로 분류하는 단계; 및
    상기 이상 주파수에 대한 사용자의 상기 가청 데시벨을 기초로, 상기 컨텐츠에 포함된 음원을 인코딩하는 단계를 포함하고,
    상기 가청 데시벨을 측정하는 단계는,
    미리 설정된 복수의 주파수에 대하여 사용자의 가청 주파수를 측정하되,
    상기 미리 설정된 복수의 주파수는, 사용자의 사용언어에 따라 서로 다르게 적용되는
    청지각능력 훈련 시스템의 동작 방법.

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