KR20010076136A - 휴대용 독서기 - Google Patents

Abstract

휴대용 독서기 장치는 불휘발성 메모리에 책의 내용을 문자데이터와 테이블이나 그림과 같은 비문자데이터를 목차와 함께 저장하여 둔다. 음성합성에 의해 목차정보를 음성 혹은 이에 부가하여 문자로 출력한다. 사용자가 목차정보를 참조하면서 재생을 원하는 문단을 검색하여 선택하면, 그 문단에 해당하는 데이터를 책데이터를 저장하고 있는 메모리로부터 독출한다. 독출된 데이터중 문자데이터는 음성합성에 의해 음성으로 변환하여 이어폰잭이나 스피커로 출력하고, 테이블이나 그림 등과 같은 비문자데이터는 LCD화면으로 디스플레이 시킨다. 음성합성시 단어들 사이의 휴지기를 조절하거나 발음속도를 조절하는 등의 방법을 적용하여 재생속도를 조절할 수 있다. 그 외, 북마크의 표시, 불필요한 부분의 삭제나 그 해제 등의 기능을 발휘할 수 있다.

Description

휴대용 독서기 { portable reading apparatus }

본 발명은 휴대용 독서기에 관한 것으로서, 특히 불휘발성 메모리에 책의 내용을 텍스트 데이터와 부수적으로 테이블이나 그림 등의 형태로 기억시켜 두었다가 필요시 원하는 부분의 텍스트 데이터를 음성합성에 의해 음성으로 출력하고 관련 테이블이나 그림 등은 화면으로 출력해주는 휴대용 독서기 장치와 이를 구현하는 방법에 관한 것이다.

외국어 학습이나 수험생의 학습에는 반복 청취가 매우 효과적이다. 종래에 알려진 독서기 장치의 일 예는 한국특허출원 제1996-035471호에 의해 "휴대용 재생전용 전자 독서장치 및 그 제어방법"이라는 제목으로 개시된 것이 있다. 이 출원이 개시하는 독서장치는 도서데이터를 문자데이터 뿐만 아니라 음성데이터도 함께 저장하고, 재생 시에는 문자데이터는 출력화면에 디스플레이하고 음성데이터는 이어폰과 같은 외부 출력장치로 출력시키는 방식을 취한다.

이 방식은 문자데이터 이외에도 그 문자데이터에 대응하는 음성데이터를 별도로 저장해야 하므로 데이터 저장공간을 크게 필요로 할 뿐만 아니라 음성데이터를 준비하는 노력이나 비용도 많이 드는 단점이 있다.

한편, 통신망을 통해 전자도서관에 접속하여 텍스트 및 이미지파일을 모뎀을 통해 다운로드 받아 내부메모리에 저장하여 두고 이를 액정화면에 표시하여 주는전자책이 소개된 바 있다. 이 전자책은 책의 내용을 액정화면에 "표시"하는 이른바 데이터의 시각적 재생을 위주로 하는 것이어서 학습효과나 암기효과를 극대화시키기에는 부족한 면이 있었다.

본 발명의 목적은 책의 목차정보를 음성이나 문자로 출력하여 원하는 목차를 편리하게 검색, 선택할 수 있고, 선택된 목차의 문자데이터를 음성 합성하여 책 내용을 음성으로 출력해주고, 음성합성시 발음의 재생속도도 조절할 수 있는 기능을 갖도록 함으로써 사용이 편리하고 학습 및 암기 효과를 효과적으로 높여줄 수 있는 휴대용 독서기 장치와 그 제어방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 휴대용 독서기의 구성을 도시한 블록도이다.

도 2는 여러 가지 기능키들이 마련된 키입력부의 구성예를 도시한다.

도 3은 불휘발성 메모리 장치에 저장되는 책 데이터의 저장 구조를 도시한다.

도 4는 불휘발성 메모리에 저장된 책 데이터의 재생에 관련된 실행 순서의 흐름도이다.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

5: 휴대용 독서기 장치

10: 운영체제-롬 12: 책데이터-롬

14: 음성데이터-롬 16: 플래쉬메모리

18: CPU 20: LCD 드라이버

22: LCD패널 24: 음성합성부

26: 이어폰잭 28: 스피커

30: I/O처리기 32: 키입력부

34: 병렬포트 36: 프린터

38: 인터페이스 40: 통신망

42: 데이터공급시스템

위와 같은 목적을 달성하기 위해, 내장하고 있는 책에 관한 정보 및 각 책의 목차 데이터와 내용 데이터를 별도의 영역에 구분 저장하며, 상기 목차 데이터는 상기 내용데이터의 저장 위치에 관한 정보를 내포하고 있으며, 상기 내용데이터는 문자데이터 및/또는 테이블 및/또는 그림 데이터의 형태로 저장되는 불휘발성 책데이터 메모리; 각 문자마다 그 발음값에 해당하는 음성데이터를 저장하고 있는 불휘발성 음성데이터 메모리; 음성데이터가 인가되면 상기 음성데이터에 해당하는 아날로그 음성신호를 합성하여 이어폰 잭 혹은 스피커로 출력하는 음성합성부; 독서기 장치의 전체적인 동작을 제어하기 위한 운영체제(OS) 프로그램을 내장하는 불휘발성 운영체제 메모리; 출력화면과 상기 출력화면의 구동부를 포함하며, 상기 구동부는 입력되는 문자데이터, 테이블 또는 그림 데이터가 상기 출력화면에 상기 출력화면에 디스플레이 되도록 제어하는 영상출력수단; 상기 운영체제 메모리의 상기 운영체제 프로그램에 의해 전반적인 동작이 수행하며, 특히 상기 책데이터 메모리에 억세스하여 내장된 상기 목차데이터를 독출하여 상기 음성합성부 및/또는 상기 영상출력수단의 상기 구동부에 제공하고, 사용자가 재생을 지시한 목차에 해당하는 내용 데이터가 상기 책데이터 메모리 내에 기록된 위치를 인지하고, 인지된 위치에서부터 내장된 상기 내용 데이터를 상기 책데이터 메모리로부터 순차적으로 독출하고, 독출된 내용 데이터에 포함된 문자데이터의 발음값에 해당하는 상기 음성데이터를 상기 음성데이터 메모리로부터 읽어들여 상기 음성합성부에 제공하는 중앙연산장치(CPU); 데이터 처리를 위해 저장공간을 제공하여 상기 중앙연산장치의 동작을 보조하기 위한 램; 및 사용자가 상기 음성출력부 및/또는 상기 영상출력수단에 의해 출력되는 상기 목차데이터에 의거하여 재생을 원하는 책과 목차를 선택하여 재생을 지시하기 키입력수단을 구비하는 휴대용 독서기 장치가 제공된다.

목차데이터는 검색이 가능하도록 챕터(chapter) 데이터, 섹션(section) 데이터 및 문단 데이터가 계층 구조의 관계를 갖도록 저장되어 있다.

또한, 상기 책데이터 메모리는 롬(read only memory)을 이용하여 구현한다. 하나의 롬 칩 안에는 여러 개의 책을 담을 수 있으며 롬 칩은 탈착이 가능하도록 한다. 나아가, 롬 대신에 혹은 롬과 함께 플래쉬 메모리(flash memory) 혹은 플래쉬 메모리 카드를 이용할 수도 있다.

나아가 본 발명의 독서기 장치는 외부의 통신망에 접속하여 데이터 통신을 가능하게 해주는 인터페이스를 더 구비한다. 통신망을 통해 외부로부터 책데이터를다운로드 받을 수 있게 하기 위한 것이다.

더 나아가 본 발명의 독서기 장치는 프린터나 데이터 저장장치와 같은 외부 자원과 접속하여 데이터 입출력 통로를 제공하는 병렬포트를 더 갖는다.

바람직하게는, 상기 키입력수단은 상기 이어폰 잭 혹은 스피커로 출력되는 합성음의 재생속도를 조정하기 위한 속도조정키를 포함한다. 상기 음성합성부는 상기 음성데이터를 아날로그 음성신호로 합성할 때 상기 중앙연산장치의 제어에 응하여 단어와 단어 사이의 휴지기 시간이 상기 속도조정키에 의해 설정된 재생속도에 대응하는 시간으로 유지되도록 제어하면서 음성합성을 수행한다.

재생속도의 조절을 위의 휴지기 조절방식 이외에, 발음의 속도를 조절하는 것에 의해서도 달성될 수 있다. 이를 위해, 상기 음성합성부는 상기 음성데이터를 상기 아날로그 음성신호로 합성할 때, 상기 중앙연산장치의 제어에 응하여, 일반적으로 알려져 있는 유사성 극대화에 따른 소구간중첩방법인 SOLA(Synchronized OverLap and Add)알고리즘 등을 적용하여 음색의 큰 변화없이 발음속도가 변화되도록 제어하면서 음성합성을 수행한다. 바람직하게는 상기 음성합성부는 위 두 가지 기능을 모두 구비하여 단어 그 자체와 더불어 단어사이의 휴지기 간격까지 사용자가 설정한 재생속도에 비례하여 제어되도록 한다.

이는 사용자가 속도조정키를 이용하여 재생속도를 자신이 원하는 속도로 조정할 수 있도록 함으로써 예컨대 영어 학습시 청취력과 이해력을 증대에 도움을 주고자 함이다. 여기서, 자연음에 보다 가까운 재생을 하기 위해서는 단어와 단어 사이를 연음으로 처리하여 재생해야 하는 경우는 이와 같은 휴지기 조절의 대상에서제외하는 것이 바람직하다.

한편, 문자데이터를 입력데이터로 하고 입력되는 문자데이터를 음성합성을 이용하여 음성으로 재생 출력하는 휴대용 독서기 장치의 제어방법이 제공된다. 이 방법은 한 권 이상의 책을 각 책마다 목차데이터와 내용데이터를 구분하여 저장하고 있고, 상기 목차데이터는 챕터, 섹션 및 문단 등의 계층 구조로 구분되도록 저장하고 있는 불휘발성 책데이터메모리를 구비하는 독서기 장치를 부팅하면 상기 책데이터메모리에 내장된 책의 목록을 음성출력수단을 통해 음성출력 및/또는 이미지출력수단을 통해 문자출력을 하면서 사용자의 선택을 모니터링하는 단계; 사용자가 재생을 원하는 책을 선택하면, 선택된 책의 챕터, 섹션 및 문단에 관한 목차 정보를 상기 음성출력수단을 통해 음성출력 및/또는 상기 이미지출력수단을 통해 문자출력을 하면서 사용자의 목차 선택을 모니터링하는 단계; 사용자가 재생을 원하는 목차를 선택하면, 목차데이터를 참조하여 선택된 목차의 내용 데이터가 기록되어 있는 메모리 위치를 확인하는 단계; 확인된 위치에서부터 기록되어 있는 내용 데이터를 독출하는 단계; 및 독출된 내용 데이터에 포함된 문자데이터에 의거하여 불휘발성 음성데이터메모리로부터 각 문자에 대응하는 발음값 데이터인 음성데이터를 독출하고, 독출된 음성테이터를 음성합성기로 제공하여 아날로그 음성신호로 합성하여 출력하는 단계를 구비하여, 문자데이터를 입력데이터로 하고 입력되는 문자데이터를 음성합성을 이용하여 음성으로 재생 출력하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 재생속도의 증감신호에 따라 상기 문자데이터를 음성합성 하여 재생하는 속도가 증감되도록 제어하는 단계를 더 포함한다. 재생속도의 증감 제어를 하는 하나의 방법은, 합성음의 재생속도를 조정하기 위한 속도조정키의 설정값을 검사하고, 상기 음성합성기에 의한 음성데이터의 아날로그 음성신호로의 합성시 단어와 단어 사이의 휴지기 시간이 상기 속도조정키에 의해 설정된 재생속도에 대응하는 시간으로 유지되도록 하는 제어하는 것이다.

또 다른 방법으로는, 합성음의 재생속도를 조정하기 위한 속도조정키의 설정값을 검사하고, 상기 음성합성기에 의한 음성데이터의 파형을 여러가지 알고리즘을 활용하여 조작함으로써 각 단어 또는 연음 부분의 발음속도를 변화시킨 음성파형을 합성하는 것이다.

나아가, 독출된 내용데이터 중 테이블 및/또는 그림 데이터는 이미지출력수단을 통해 디스플레이 되도록 제어한다. 재생과정에서 사용자가 북마크를 지시하면 그 지시시점에서 재생중인 부분을 북마크 정보로 저장한다. 그리고, 사용자가 특정 목차나 문장에 대한 삭제를 지시하면 그 삭제된 부분에 관한 정보를 삭제테이블에 추가하고, 사용자가 삭제된 부분의 복구를 지시하면 그 복구된 부분에 관한 정보를 상기 삭제테이블에서 지우며, 상기 내용데이터의 독출단계는 상기 삭제테이블에 등록되지 않은 부분의 내용데이터만을 선별하여 출력하는 단계를 더 구비한다.

본 발명의 바람직한 다양한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 기술한다.

도 1은 본 발명에 따른 독서기 장치(5)의 구성을 도시한 블록도이다. 독서기 장치(5)는 중앙연산장치(CPU)(18)를 중심으로 버스(44)를 통해 램(RAM)(8), 운영체제(operating system: OS) 롬(10), 책데이터롬(12), 음성데이터롬(14), LCD드라이버(20), 음성합성부(24) 및 키입력부(30)가 연결된다. 또한, 프린터(36)와 같은 외부자원과의 접속을 위한 병렬포트(32)와 외부의 통신망(40)과 접속하기 위한 인터페이스(38)를 더 구비한다.

책데이터롬(12)에는 적어도 한 권 또는 여러 권의 책의 문자데이터와 기타 이미지 데이터 등이 종합적으로 저장된다. 책데이터를 롬에 저장하는 이유는 롬이 불휘발성 메모리인 점과 제작단가가 싸다는 점이 고려된 것이다. 기술발전에 따라 제작단가가 낮아지는 것을 고려한다면, 불휘발성 메모리인한 롬이 아닌 다른 메모리 예컨대 플래쉬 메모리로도 구현할 수 있다.

도 3은 책데이터롬(12) 내의 데이터 저장 구조를 보여준다. 책에 관한 데이터로는 크게 저장된 책에 관한 정보가 저장되며, 또한 각 책에 대해서는 그 목차와 내용을 구분하여 내용이 저장된 위치를 알기 위해서는 목차를 참조하여야 하도록 계층적인 구조로 저장되어 있다. 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

책데이터롬(12)에는 저장되어 있는 책에 관한 정보를 저장하고 있는 책데이터 테이블(100)이 마련된다. 이 책데이터 테이블(100)은 책데이터의 시작을 나타내는 식별자영역(A), 책의 종류에 관한 정보를 저장하고 있는 책분류영역, 저장된 책의 이름에 관한 정보를 저장하고 있는 책이름영역, 그리고 각 책의 챕터데이터가 저장된 위치에 관한 정보를 저장하고 있는 챕터데이터위치영역 등으로 구성된다.

다음으로 마련되는 테이블은 챕터데이터에 관한 것이다. 챕터데이터 테이블(110)은 각 책의 챕터데이터 테이블의 시작을 나타내는 식별자영역(B), 챕터의 개수, 챕터의 번호, 이름을 비롯하여 그 챕터에 속하는 섹션데이터의 위치 등에관한 정보를 저장하는 영역이 순차적으로 배열된다. 그리고 챕터번호영역, 챕터이름영역 그리고 섹션위치영역은 각 책마다 챕터의 개수만큼 마련된다.

섹션데이터 테이블(120)과 문단데이터 테이블(130)도 마련된다. 섹션데이터 테이블(120)에는 섹션데이터의 시작을 나타내는 식별자영역(C), 당해 섹션이 속하는 챕터의 번호와 이름이 저장되는 영역, 섹션의 개수, 섹션번호, 섹션이름 등과 같은 섹션에 관한 정보 및 당해 섹션에 속하는 문단의 위치 등에 관한 정보가 저장된 영역이 순차적으로 배열된다. 문단데이터 테이블(130)에도 비슷하게 당해 문단이 속하는 챕터와 섹션의 번호와 이름이 저장되는 영역과, 문단의 수 및 문단번호와 문단의 내용이 저장된 위치 등에 관한 정보가 저장된 영역이 순차 배치된다.

각 책의 목차는 결국 계층적 연결관계를 갖는 챕터데이터 테이블(110), 섹션데이터 테이블(120) 그리고 문단데이터 테이블(130)의 3개의 목차 테이블 형태로 저장된다.

한편, 책의 실제 내용 즉, 문장, 테이블, 그림 등은 내용데이터영역(140)에 저장된다. 이 내용데이터영역에 접근하기 위해서는 상기 목차테이블로부터 저장위치를 획득하는 작업을 거쳐야 한다.

내용데이터영역(140)은 문단 단위로 책의 내용을 저장한다. 하나의 문단에 대한 내용데이터 영역(140)은 이 영역의 시작을 나타내는 식별영역(E), 삭제 또는 복구를 의미하는 플래그영역(단, 이 영역은 롬이 아닌 기록과 삭제를 반복할 수 있는 플래쉬메모리를 책데이터 저장 메모리로 사용하는 경우에 활용된다), 특정 문단이 속하는 상위 목차 즉, 챕터, 섹션 및 당해 문단의 번호와 이름을 저장하는 영역으로 구성된다. 이 영역 다음에는 당해 문단에 속하는 문장의 내용이 문장을 인식하는 기호 및 문장번호와 함께 당해 문단에 속하는 문장의 개수만큼 저장된다. 문장데이터 다음에는 테이블의 내용이 테이블인식기호 및 테이블번호와 함께 저장되며, 그 다음에는 그림과 그 그림의 설명이 그림인식기호 및 번호와 함께 저장된다.

이상과 같은 데이터 저장 구조를 취하면 사용자는 원하는 책을 선택한 다음 챕터, 섹션 그리고 문단을 선택하는 과정을 거쳐 원하는 문장부터 책내용을 재생할 수 있게 된다.

한편, 음성데이터롬(14)은 각 문자에 대응하는 디지털형태의 발음값인 음성데이터를 저장하고 있다. 음성데이터롬(14)은 기본적으로 한국어와 영어를 지원하며 그 외 필요에 따라 일본어나 기타 다른 언어를 더 지원할 수 있다.

음성합성부(24)는 CPU(18)가 상기 음성데이터롬(14)으로부터 독출된 음성데이터를 제공해주면 입력되는 음성데이터를 아날로그 음성신호를 합성하여 이어폰 잭(26) 및/또는 스피커(28)로 출력해주는 기능을 갖는다. 즉, CPU(18)는 특정의 문자에 대하여 음성데이터롬(14)에 조회하여 그 문자에 대응되는 음성데이터를 독출한다. 그리고 이 독출된 음성데이터를 음성합성부(24)에 제공해주면, 음성합성부(24)는 이를 아날로그형태의 음성신호로 합성하여 출력한다. 이와 같은 과정을 통해 책데이터롬(12)의 문자데이터가 음성으로 변환될 수 있는 것이다.

운영체제메모리(10)는 독서기 장치(5)의 전체적인 동작을 제어하기 위한 운영체제(OS) 프로그램을 내장한다.

CPU(18)는 운영체제 메모리(10)의 운영체제 프로그램에 의해 전반적인 동작이 수행한다. 특히, 키입력부(30)를 모니터링 하면서 사용자가 지시하는 동작을 수행한다. 램(8)은 데이터 처리를 위해 저장공간을 제공하여 CPU(18)의 동작을 보조한다.

도 2는 키입력부(30)의 기능키의 구성을 예시한다. 재생을 원하는 책의 특정 부분을 선택하고 재생동작을 지시하기 위해서, 키입력부(30)는 LCD패널(22)에 나타난 메뉴에서 커서를 이동하기 위한 업키(up-key)(52)와 다운키(down-key)(54), 그리고 메뉴로 제공된 여러 자료(책이름, 챕터, 섹션, 문단)중 하나의 자료를 선택하기 위한 선택키(64), 그리고 선택된 자료를 재생하라는 지시 혹은 재생을 중지하라는 지시를 하기 위한 재생/중지키(56)를 구비한다. 나아가 쉬프트키(50)는 업키(52)나 다운키(54)와 함께 사용되어 현재 단계의 메뉴에서 상위나 하위 단계의 메뉴로 이동하기 위해 제공된다. 그밖에, 북마크를 표시하기 위한 북마크키(58), 재생속도를 조절하기 위한 속도조정키(60)(이의 용도는 후술함), 그리고 암기가 이미 되었거나 더 이상 재생이 필요 없는 부분을 표시해두기 위한 삭제키(62)가 마련된다. 삭제플래그를 표시해두고자 할 경우에는 삭제키(62)를 누르고, 삭제플래그를 해제하고자 할 경우에는 쉬프트키(50)와 삭제키(62)를 함께 누른다. 이와 같은 키입력부의 구성이나 각 기능키의 작용은 예시적인 것이며 위와는 다르게 구성할 수도 있을 것이다.

CPU(18)에 의해 처리되는 여러 가지 제어 동작은 도 4에 도시된 흐름도에 간략하게 정리되어 있다.

독서기 장치(5)가 전원을 입력받아 부팅을 개시하면 CPU(18)는운영체제롬(10)으로부터 독서기 장치(5)의 전반적인 동작을 제어하기 위해 미리 마련된 운영체제 프로그램을 램(8)으로 읽어들인다. 운영체제 프로그램의 작용에 의해 다음과 같은 동작이 수행된다.

먼저, CPU(18)는 책데이터롬(12)에 엑세스하여 책데이터 테이블(100)의 데이터를 독출하여 음성합성부(24)에 제공한다. 음성합성부(24)는 독출된 데이터의 발음값에 대응하는 음성신호를 합성하여 스피커(28) 혹은 이어폰잭(26)으로 제공한다(S10 단계).

이와 같은 음성출력과 병행하여 화면출력을 병행하는 것도 또 다른 출력방법으로 채용할 수 있을 것이다. 즉, 책데이터 테이블(100)로부터 독출한 데이터를 상기 LCD드라이버(20)에도 제공하여 책데이터롬(12)이 저장하고 있는 책에 관한 정보를 LCD패널(22)에 디스플레이한다(S10 단계).

사용자는 스피커(28)를 통하거나 이어폰을 통해 저장된 책에 관한 정보를 귀로 들으면서 혹은 LCD패널(22)의 디스플레이 화면을 보면서 듣고자하는 책을 선택할 수 있다. 책의 선택은 사용자가 키입력부(30)를 조작하여 할 수 있다. 이때 CPU(18)는 키입력부(30)에 연결된 포트를 모니터링하여 사용자가 선택한 책을 인지한다(S12 단계).

사용자가 책을 선택한 것이 인지되면, CPU(18)는 선택된 책의 챕터데이터위치를 확인하고 그 위치에 있는 챕터데이터 테이블(110)의 데이터를 독출하고 챕터의 번호와 이름 등이 상기와 같은 방법 즉, 음성합성부(24)에 의한 음성합성을 통해 스피커(28) 혹은 이어폰잭(26)으로 음성출력을 하거나 또는 LCD드라이버를 작동시켜 LCD패널(22)상에 화면출력이 되도록 제어한다(S14 단계).

이 상태에서 CPU(18)는 선택된 책의 챕터 정보를 청각적 혹은 시각적으로 획득한 사용자가 청취를 원하는 챕터를 선택하기 위한 키입력을 하는지를 모니터링한다(S16 단계).

사용자가 특정한 챕터를 선택한 것이 인지되면, CPU(18)는 선택된 챕터에 속하는 섹션데이터 테이블이 저장된 위치를 챕터데이터 테이블(110)에서 알아낸다. 그리고, 그 섹션데이터 테이블(120)의 데이터를 독출하여 상기와 동일한 방법으로 음성출력 및/또는 LCD패널(22) 화면출력을 수행한다(S18단계).

선택된 챕터의 섹션정보가 음성 혹은 문자로 출력되고 이에 기초하여 사용자가 듣고 싶은 섹션의 선택을 키입력부(30)의 조작을 통해 수행한다. 사용자의 의사를 확인하기 위해 CPU(18)는 위와 마찬가지로 사용자의 키입력이 있는지를 모니터링하고(S20 단계), 사용자가 특정 섹션을 선택하면 그 섹션에 속하는 문단데이터 테이블(130)을 독출하여 문단에 관한 정보를 음성합성부(24)와 스피커(28)/이어폰잭(26)을 통해 음성 출력을 하거나 이와 더불어 LCD드라이버(20)와 LCD패널(22)을 통해 문자출력을 한다(S22 단계).

위와 같이 책데이터롬(12)에 저장된 목차데이터(100, 110, 120, 130)는 책, 챕터, 섹션 및 문단의 순으로 출력대상의 범위를 점점 좁혀가면서 선택해 나갈 수 있도록 하며, 사용자의 선택을 지원하기 위한 목차데이터(100, 110, 120, 130)의 출력 형태는 음성합성부(24)를 이용한 음성출력을 기본으로 하되 보조적으로 LCD패널(22)을 통한 문자출력을 병행한다.

문단데이터가 음성 등의 형태로 출력되고 있는 상태에서, CPU(18)는 사용자가 선택한 문단을 인지하고 인지된 문단이 저장된 위치에 관한 정보(예: 문단번호, 문단내용위치)를 참조하여 내용데이터영역(140)의 해당 위치를 찾아가 그 선택된 문단의 내용을 첫 문장부터 출력을 시작한다(S26 단계).

첫 문장이 재생을 원하는 부분의 처음 부분인 경우에는 사용자는 선택키(64)를 조작하여 그 문장 이후의 문장, 테이블 그리고 그림 등으로 구성된 책의 내용을 연속적으로 출력한다(S30 단계).

여기서, 내용데이터(140)의 출력은 시청각적으로 수행한다. 기본적인 출력형태는 음성출력이다. 즉, 문장을 구성하는 문자데이터는 이어폰잭(26) 또는 스피커(28)를 통해 음성으로 재생한다. 그러나 내용데이터(140)를 구성하는 것 중에는 음성으로 재생이 불가능한 데이터 예컨대, 테이블이나 그림 등과 같은 데이터가 포함되어 있을 수 있다. 이와 같은 데이터는 LCD패널(22)을 통해 영상으로 디스플레이 한다.

이처럼 데이터의 종류에 따라 출력 형태를 달리해 줘야 하므로, CPU(18)는 책데이터롬(12)으로부터 독출된 내용데이터(140)를 문자데이터와 비문자데이터로 구분하여 전자는 음성데이터롬(14)에 인가하고 후자는 LCD드라이버(20)로 인가한다.

음성데이터롬(14)은 입력되는 문자데이터에 해당하는 발음값을 갖는 음성데이터를 CPU(18)로 출력하고, CPU(18)는 이 음성데이터를 음성합성부(24)로 전달하고 음성합성부(24)는 입력된 음성데이터를 아날로그 음성신호를 합성(변환)하여 이어폰잭(26)이나 스피커로 출력한다. 이에 의해 사용자는 이어폰이나 스피커를 통해 출력되는 음성을 들으므로써 책의 내용을 청취할 수 있다.

독출된 내용데이터중 테이블이나 그림 등과 같은 비문자데이터는 LCD드라이버(20)의 디코딩작용과 패널 어드레싱 작용에 의해 LCD패널(22)에 표시된다. 이와 더불어 사용자가 프린터출력을 원할 경우(기능키의 조합으로 명령을 내릴 수 있음), CPU(18)는 이를 인지하여 비문자데이터는 물론이고 문자데이터도 병렬포트(32)를 통해 프린터(36)로 전달하여 문서 출력을 한다.

한편, 이와 같은 연속 출력의 과정에서 계속적인 독서 내지 참조가 필요한 내용에 대하여 사용자는 북마크키(58)를 조작하여 북마크를 표시해둔다(S36 단계).

이와 같이 챕터에서 문단까지 찾아 내려가는 동안에 사용자는 삭제키(62)와 쉬프트키(50)를 조작하여 더 이상 재생이 필요 없는 부분의 목차에 대하여 삭제나 삭제해제를 지시할 수도 있다(S38 단계). 이와 같은 키조작이 모니터링되면 CPU(18)는 이에 관한 삭제플래그의 값을 0 혹은 1로 설정한다.

또한, 업키(52)를 쉬프트키(50)와 함께 사용함으로써 상위 레벨의 메뉴로 점프할 수 있는데, 예컨대 현재 섹션데이터가 출력중인 경우에 쉬프트키(50)를 업키(52)와 함께 누르면 챕터데이터의 출력단계(S14단계)로 화면의 상태를 이동할 수 있다. 상위레벨로의 점프는 현재의 레벨 위치에 상관없이 할 수 있다.

이렇듯, CPU(18)는 책데이터메모리(12)에 억세스하여 그곳에 내장된 목차데이터를 독출하여 상기한 방법에 따라 음성 및/또는 문자로 출력되도록 제어한다. 나아가, 출력되는 목차를 참조하면서 사용자가 특정의 목차를 선택하면 CPU(18)는그 목차의 내용 데이터를 책데이터롬(12)으로부터 독출하여 문자로 표현된 문장데이터는 음성합성을 이용하여 음성으로 재생하고 문자 이외의 비문장데이터는 LCD패널(22)에 화면 출력되도록 제어한다.

한편, 새로운 책데이터는 롬 칩이나 메모리카드의 형태로 구입하여 사용할 수도 있지만, 통신망을 경유하여 외부의 책데이터공급서버(42)로부터 컴퓨터통신을 이용하여 다운로드 받을 수 있다. 다운로드 받은 새로운 책데이터는 책데이터메모리로 그 기능이 예정된 플래쉬메모리(16)에 저장된다. 이때, 플래쉬메모리의 책데이터테이블(100)에는 새로이 다운로드 받은 책의 정보를 등재한다.

학습이나 암기의 효과를 높이기 위해서 사용자는 자신의 이해력이나 청취력에 맞도록 재생속도를 가변할 수 있으면 더욱 효과적일 수 있다. 영어학습용으로 본 발명의 장치를 이용하는 경우 고려해보자. 청취력이 떨어지는 학습자는 처음에는 재생되는 발음속도를 느리게 조정하고 청해되는 정도에 따라 그 속도를 다시 빠르게 조정할 수 있는 기능이 지원된다면 매우 유용할 것이다.

이와 같이 청취자의 청취력이나 이해력 증진에 도움을 주기 위해, 음성합성부(24)는 음성합성에 있어서 휴지기 조절방법이나 발음길이 조절방법 등에 의해 재생속도를 조절하는 기능을 갖는다. 휴지기 조절방법이 단어와 단어 사이의 시간간격을 조절하는 것인데 비해, 발음길이 조절방법은 단어 그 자체의 발음시간을 조절하는 것이라는 점에서 차이가 있긴 하지만, 합성된 음성의 재생속도를 조절하기 위한 방법이라는 점에서는 공통한다.

이를 위해 키입력부(30)는 위에서 언급한 바와 같이 합성음의 재생속도를 사용자가 필요에 따라 적절한 값으로 설정하기 위해 업/다운키(52, 54) 이외에 속도조정키(60)를 더 구비한다. 재생속도의 설정은 속도조정키(60)와 업/다운키(52, 54)를 조작함으로써 이루어진다. 즉, 재생속도를 빠르게 하기 위해서는 업키(52)와 속도조정키(60)를 함께 누르고, 반대로 재생속도를 느리게 하기 위해서는 다운키(54)와 속도조정키(60)를 함께 누르는 등의 키조작을 통해 재생속도를 원하는 수준으로 설정할 수 있다.

휴지기란 단어와 단어 사이의 시간간격(time interval)을 말한다. 예컨대 "I am a boy"라는 문장에서 "I"와 "am" 사이, "am"과 "a" 사이 그리고 "a"와 "boy" 사이의 시간간격이 휴지기로 정의된다. 이 휴지기가 짧으면 재생음의 발음속도가 빨라 청해가 어렵고, 반대의 경우는 재생음의 발음속도가 느려 단어들이 비교적 또렷하게 들린다.

휴지기 조절을 통한 재생속도의 제어를 위해서는 우선 CPU(18)는 키입력부(30)를 조회하여 속도조정키(60) 등에 의해 설정된 재생속도에 관한 정보를 취득한다. 이와 더불어 CPU(18)는 책데이터-롬(12)에서 읽어들인 문자데이터에서 휴지기를 찾아내야 한다. 문자데이터에 있어서 인접하는 단어들은 스페이스로 구분되고 이 스페이스는 발음데이터의 휴지기에 대응한다.

그러므로, 휴지기의 시간조절을 위해서는 문자데이터에서 스페이스를 검출해야 한다. 스페이스의 검출은 CPU(18)가 행한다. 즉, CPU(18)는 책데이터롬(12)에서 읽어들인 문자데이터나 혹은 음성데이터-롬(14)으로부터 독출한 상기 문자데이터에 대응하는 발음데이터에 대하여 스페이스의 존재와 그 위치를 검출한다. 그리고 발음데이터를 음성합성부(24)에 전달할 때 검출된 스페이스에 관한 위치와 스페이스 전후 단어의 재생 시간간격 등의 정보를 함께 전달해준다. 음성합성부(24)는 CPU(18)로부터 전달받은 이들 정보에 의거하여 음성을 합성함으로써 휴지기의 시간이 사용자가 설정한 재생속도에 비례하여 조절된다. 예컨대 시간지연회로를 이용하여 출력을 지연시키거나 혹은 스페이스구간에 설정된 재생속도에 대응하는 개수의 스페이스를 더 추가하는 것과 같이 하드웨어적인 방법이나 소프트웨어적인 방법을 이용하여 재생속도를 조절할 수 있다. 후자의 방법에 의한 휴지기의 시간조절은 음성합성부(24)에서도 수행할 수 있지만 CPU(18)에서 수행하는 것도 가능할 것이다.

휴지기 조절에 있어서 한가지 더 고려할 것이 있다면 연음처리의 문제이다. 예컨대 위의 영어 예문의 실제의 발음에 있어서 통상 "am"과 "boy"가 빠른 속도로 이어져서 발음되므로 이 두 단어 사이에 있는 "a"는 거의 들리지 않거나 약하게 들린다. 이와 같이 연음으로 발음되는 경우에 있어서, 위와 같이 휴지기 처리를 하여 재생속도를 조절하는 것이 하나의 선택이라면, 또 다른 선택은 위와 같은 휴지기 처리를 하지 않고 스페이스 구간을 정상적인 속도로 재생하는 것이다.

한편, 발음의 재생속도를 조절하는 또 다른 방법으로서 각 단어 자체의 발음길이를 조절하는 방법이다. 발음속도는 대표적으로 음성의 파형을 약간씩 중첩하도록 좁은 구간으로 분할한 후 원하는 시간 구간에 최대의 유사성을 부여하는 배치로 재배열함으로써 속도를 조절할 수 있는 SOLA(Synchronized OverLap and Add) 알고리즘을 사용하여 피치의 변화없이 속도를 조절하는 푸리에변환법 등의 방법 으로 조절할 수 있다.

이와 같은 방법으로 발음길이 조절을 하기 위해서는, 사용자가 속도조정키 등을 통해 설정한 재생속도의 인지와 휴지기의 검출이 필수적이다. 이와 같은 동작은 CPU(18)에서 수행된다. CPU(18)는 키입력부(12)의 출력포트를 모니터링 하여 재생속도의 설정값을 인지하고, 설정된 재생속도에 의거하여 음성합성부(24)를 제어하여 발음의 속도를 조절한다. 이와 같은 처리는 소프트웨어적으로 처리할 수 있을 것이다.

음성합성부(24)는 이상에서 설명한 단어나 연음부의 발음재생속도를 제어하는 기능 혹은 단어들 사이의 휴지기의 길이를 조절하여 문장의 재생속도를 제어하는 기능 중 어느 하나만을 채용하거나 이들 두 가지 기능 모두를 갖추도록 구성하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 독서기 장치는 특히, 어학 학습기 혹은 수험생의 암기 보조기로 사용하면 학습효과를 크게 높일 수 있을 것으로 기대되며, 구체적으로는 다음과 같은 효과가 기대된다.

첫째, 재생되는 음성은 저장된 문장데이터로부터 음성합성에 의해 얻어지는 방식을 취하기 때문에 음성데이터를 저장할 별도의 메모리공간을 줄일 수 있는 이점이 있다.

둘째, 본 발명은 출력내용을 시각 내지 시청각적으로 확인하면서 이동키의 조작에 의해 원하는 문단 또는 문장, 테이블, 그림 등에 접근할 수 있으므로 데이터 접근성이 정확하고 편리하다.

셋째, 삭제/삭제해제 기능에 의해 방대한 양의 책의 내용을 반복 청취를 해나가면서 청취해야할 양을 효과적으로 줄여나갈 수 있고 삭제된 내용도 필요에 따라 다시 들을 수 있으므로 효과적인 학습을 지원해줄 수 있다.

넷째, 재생의 주요형식이 음성재생이므로 사이즈가 큰 LCD패널이 굳이 필요치 않으므로 휴대성이 우수한 소형의 독서기 장치로 만들 수 있다.

다섯째, 사용자가 자신의 수준에 맞추어 재생음의 재생속도를 마음대로 조절할 수 있으므로 예컨대 본 발명의 휴대용 독서기를 영어청취를 위한 학습보조장치로 활용할 경우 매우 유용하고 효과적인 도우미가 될 수 있을 것이다.

이상에서는 본 발명의 실시예에 따라 본 발명이 설명되었지만, 본 발명의 사상을 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자라면 명확히 인지할 수 있을 것이다.

Claims (16)

1. 내장하고 있는 책에 관한 정보 및 각 책의 목차 데이터와 내용 데이터를 별도의 영역에 구분 저장하며, 상기 목차 데이터는 상기 내용데이터의 저장 위치에 관한 정보를 내포하고 있으며, 상기 내용데이터는 문자데이터 및/또는 테이블 및/또는 그림 데이터의 형태로 저장되는 불휘발성 책데이터 메모리;

   각 문자마다 그 발음값에 해당하는 음성데이터를 저장하고 있는 불휘발성 음성데이터 메모리;

   음성데이터를 입력받아 상기 음성데이터에 해당하는 아날로그 음성신호를 합성하여 이어폰 잭 혹은 스피커로 출력하는 음성합성부;

   독서기 장치의 전체적인 동작을 제어하기 위한 운영체제(OS) 프로그램을 내장하는 불휘발성 운영체제 메모리;

   출력화면과 상기 출력화면의 구동부를 포함하며, 상기 구동부는 입력되는 문자데이터, 테이블 또는 그림 데이터가 상기 출력화면에 상기 출력화면에 디스플레이 되도록 제어하는 영상출력수단;

   상기 운영체제 메모리의 상기 운영체제 프로그램에 의해 전반적인 동작이 수행하며, 특히 상기 책데이터 메모리에 억세스하여 내장된 상기 목차데이터를 독출하여 상기 음성합성부 및/또는 상기 영상출력수단의 상기 구동부에 제공하고, 사용자가 재생을 지시한 목차에 해당하는 내용 데이터가 상기 책데이터 메모리 내에 기록된 위치를 인지하고, 인지된 위치에서부터 내장된 상기 내용 데이터를 상기 책데이터 메모리로부터 순차적으로 독출하고, 독출된 내용 데이터에 포함된 문자데이터의 발음값에 해당하는 상기 음성데이터를 상기 음성데이터 메모리로부터 읽어들여 상기 음성합성부에 제공하는 중앙연산장치(CPU);

   데이터 처리를 위해 저장공간을 제공하여 상기 중앙연산장치의 동작을 보조하기 위한 램; 및

   사용자가 상기 음성출력부 및/또는 상기 영상출력수단에 의해 출력되는 상기 목차데이터에 의거하여 재생을 원하는 책과 목차를 선택하여 재생을 지시하기 키입력수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 독서기 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 목차데이터는 챕터(chapter) 데이터, 섹션(section) 데이터 및 문단 데이터가 계층 구조의 관계를 갖도록 저장되어 있는 것을 특징으로 하는 휴대용 독서기 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 책데이터 메모리는 롬(read only memory) 및/또는 플래쉬메모리(flash memory card)인 것을 특징으로 하는 휴대용 독서기 장치.
4. 제 1항 내지 3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 외부의 통신망에 접속하여 데이터 통신을 가능하게 해주는 인터페이스를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 독서기 장치.
5. 제 1항 내지 3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 프린터와 같은 외부 자원과 접속하여 데이터 입출력 통로를 제공하는 병렬포트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 독서기 장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 키입력수단은 재생속도를 조절하기 위한 키를 가지며, 상기 중앙연산장치는 사용자가 설정한 재생속도에 따라 음성이 재생될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 휴대용 독서기 장치.
7. 제 1항에 있어서, 상기 키입력수단은 상기 이어폰 잭 혹은 스피커로 출력되는 합성음의 재생속도를 조정하기 위한 속도조정키를 포함하며, 상기 음성합성부는 상기 음성데이터를 아날로그 음성신호로 합성할 때 상기 중앙연산장치의 제어에 응하여 단어와 단어 사이의 휴지기 시간이 상기 속도조정키에 의해 설정된 재생속도에 대응하는 시간으로 유지되도록 제어하면서 음성합성을 수행하는 것임을 특징으로 하는 휴대용 독서기 장치.
8. 제 1항에 있어서, 상기 키입력수단은 상기 이어폰 잭 혹은 스피커로 출력되는 합성음의 재생속도를 조정하기 위한 속도조정키를 포함하며, 상기 음성합성부는 상기 음성데이터를 상기 아날로그 음성신호로 합성할 때, 상기 중앙연산장치의 제어에 응하여, 상기 속도조정키에 의해 설정된 재생속도로 제어하면서 음성합성을 수행하는 것임을 특징으로 하는 휴대용 독서기 장치.
9. 제 1항에 있어서, 상기 키입력수단은 상기 이어폰 잭 혹은 스피커로 출력되는 합성음의 재생속도를 조정하기 위한 속도조정키를 포함하며, 상기 음성합성부는, 상기 음성데이터를 아날로그 음성신호로 합성할 때, 상기 중앙연산장치의 제어에 응하여, i) 상기 속도조정키에 의해 설정된 재생속도에 대응하는 속도로 발음재생되도록 함과 동시에, ii) 단어와 단어 사이의 휴지기 간격이 상기 속도조정키에 의해 설정된 재생속도에 대응하는 시간으로 유지되도록 함으로써 합성된 음성의 재생속도가 상기 설정된 재생속도에 비례관계를 갖도록 제어하는 것임을 특징으로 하는 휴대용 독서기 장치.
10. 한 권 이상의 책을 각 책마다 목차데이터와 내용데이터를 구분하여 저장하고 있고, 상기 목차데이터는 챕터, 섹션 및 문단 등의 계층 구조로 구분되도록 저장하고 있는 불휘발성 책데이터메모리를 구비하는 독서기 장치를 부팅하면 상기 책데이터메모리에 내장된 책의 목록을 음성출력수단을 통해 음성출력 및/또는 이미지출력수단을 통해 문자출력을 하면서 사용자의 선택을 모니터링하는 단계;

    사용자가 재생을 원하는 책을 선택하면, 선택된 책의 챕터, 섹션 및 문단에 관한 목차 정보를 상기 음성출력수단을 통해 음성출력 및/또는 상기 이미지출력수단을 통해 문자출력을 하면서 사용자의 목차 선택을 모니터링하는 단계;

    사용자가 재생을 원하는 목차를 선택하면, 목차데이터를 참조하여 선택된 목차의 내용 데이터가 기록되어 있는 메모리 위치를 확인하는 단계;

    확인된 위치에서부터 기록되어 있는 내용 데이터를 독출하는 단계; 및

    독출된 내용 데이터에 포함된 문자데이터에 의거하여 불휘발성 음성데이터메모리로부터 각 문자에 대응하는 발음값 데이터인 음성데이터를 독출하고, 독출된 음성테이터를 음성합성기로 제공하여 아날로그 음성신호로 합성하여 출력하는 단계를 구비하여,

    문자데이터를 입력데이터로 하고 입력되는 문자데이터를 음성합성을 이용하여 음성으로 재생 출력하는 것을 특징으로 하는 휴대용 독서기 장치의 제어 방법.
11. 제 10 항에 있어서, 재생속도의 증감신호에 따라 상기 문자데이터를 음성합성하여 재생하는 속도가 증감되도록 제어하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 독서기 장치의 제어 방법.
12. 제 11 항에 있어서, 재생속도의 증감 제어는, 합성음의 재생속도를 조정하기 위한 속도조정키의 설정값을 검사하고, 상기 음성합성기에 의한 음성데이터의 아날로그 음성신호로의 합성시 단어와 단어 사이의 휴지기 시간이 상기 속도조정키에 의해 설정된 재생속도에 대응하는 시간으로 유지되도록 하는 제어임을 특징으로 하는 휴대용 독서기 장치의 제어 방법.
13. 제 11 항에 있어서, 재생속도의 증감 제어는, 합성음의 재생속도를 조정하기 위한 속도조정키의 설정값을 검사하고, 상기 음성합성기에 의한 음성데이터의 아날로그 음성신호로의 합성시 각 단어 속에 포함된 모음의 파형을 상기 속도조정키에 의해 설정된 재생속도에 대응하는 횟수만큼 반복되도록 하면서 각 단어의 음성을 합성하는 것을 특징으로 하는 휴대용 독서기 장치의 제어 방법.
14. 제 10항 또는 11 항에 있어서, 상기 독출된 내용데이터 중 테이블 및/또는 그림 데이터는 상기 이미지출력수단을 통해 디스플레이 되도록 제어하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 독서기 장치의 제어 방법.
15. 제 10항 내지 12항 중 어느 하나에 있어서, 재생과정에서 사용자가 북마크를 지시하면 그 지시시점에서 재생중인 부분을 북마크정보로 저장하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 독서기 장치의 제어 방법.
16. 제 10항 내지 12항 중 어느 하나에 있어서, 사용자가 특정 목차나 문장에 대한 삭제를 지시하면 그 삭제된 부분에 관한 정보를 삭제테이블에 추가하고, 사용자가 삭제된 부분의 복구를 지시하면 그 복구된 부분에 관한 정보를 상기 삭제테이블에서 지우며, 상기 내용데이터의 독출단계는 상기 삭제테이블에 등록되지 않은 부분의 내용데이터만을 선별하여 출력하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 독서기 장치의 제어 방법.