KR20010110859A - 무선인터넷 기반 외국어 청취력 학습용 콘텐츠 서비스방법 - Google Patents

Abstract

무선인터넷 기반 외국어 학습용 콘텐츠 서비스 방법이 개시된다. 이동통신단말기를 이용하여 무선 인터넷을 통해 사이트에 접속해오면 회원 인증 절차를 수행하여 가입된 회원이 아닌 경우에 회원가입 절차를 수행한 다음 음성신호가공용 엔진프로그램을 전송하여 상기 이동통신단말기에 자동 설치한다. 그런 다음, 제공 가능한 외국어 청취력 학습용 콘텐츠의 리스트 정보를 회원 인증이 된 이동통신단말기로 전송하고 회원이 선택한 콘텐츠 파일을 상기 이동통신단말기로 전송하여 저장한다. 음성신호가공용 엔진프로그램은, 사용자가 상기 이동통신단말기 저장되어 있는 외국어 청취력 학습용 콘텐츠들 중에서 특정의 콘텐츠 파일을 선택하여 재생명령을 내리면, 오디오데이터의 재생속도를 지정하는 재생시간조정율 α와 약음의 강음에 대한 차등증폭율 β을 물어 그 설정값을 입력받고, 설정된 재생속도와 차등증폭율에 따라 상기 콘텐츠 파일의 오디오데이터를 가공하여 재생하는 기능을 갖는다.

Description

무선인터넷 기반 외국어 청취력 학습용 콘텐츠 서비스 방법{wireless-Internet based contents providing method for raising listening ability of foreign language}

본 발명은 무선인터넷 기반 외국어 학습용 콘텐츠 서비스 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 이동통신단말기를 통해 외국어 학습용 콘텐츠 제공사이트에 접속하여 원하는 콘텐츠를 다운로드 받아 저장해 두었다가 필요시 오디오 및/또는 문자를 재생하고 특히 오디오 재생시 재생속도와 약음 강화 처리를 거치도록 하므로써 재생음의 청취력을 향상시킬 수 있는 방법에 관한 것이다.

현재 인터넷은 특정 분야에 한정되지 않고 광범위하게 사용되고 있으며, 실생활의 일부분이 되어 가면서 인터넷을 이용하는 인터넷 이용자의 수도 급속히 늘고 있다. 이에 따라 인터넷 이용자에게 특정 서비스를 제공하는 서비스 제공자의 수도 빠르게 증가하고 있는 추세이다. 인터넷에 기반을 둔 서비스의 예로는 증권, 경매, 부동산, 물품거래 등의 정보들을 가공하여 제공하는 정보 제공자, 인터넷 이용자들 사이에서의 대화처를 제공하는 대화방 등이 있으며, 외국어 학습용 콘텐츠의 제공도 인기 있는 대표적인 서비스 중의 하나 이다.

그런데, 외국어 학습은 유선 인터넷에 접속된 컴퓨터 단말기를 이용하고 있는 것이 일반적인 형태인데, 이는 시간적 내지 공간적인 제약이 많이 따른다. 바쁜직장생활을 하는 직장인들의 경우 퇴근 후에 집에서 별도의 시간을 내어서 외국어 학습을 꾸준히 하기란 여간 힘든 것이 아니다. 따라서 많은 직장인들이 출퇴근시간을 활용하여 외국어 학습을 하는 모습을 자주 목격한다. 이와 같이 이동중인 경우에도 외국어 학습, 특히 외국어 청취력 학습을 편리하게 할 수 있는 서비스의 제공이 현실적으로 요구되고 있다.

물론 외국어 청취력 학습은 카세트 테이프 레코더를 이용하여 테이프를 재생하는 방법으로 이루어져 왔던 것이 기존의 실정이었다. 그러나, 이 방식은 카세트 테이프와 카세트 테이프 레코더를 휴대해야 한다는 불편함이 따른다. 뿐만 아니라, 휴대할 수 있는 테이프의 수에 제한이 따르고 테이프에 기록된 내용을 수동적으로 청취한다는 점에서 내용의 단조로움 때문에 지적 호기심의 유발 정도가 약하다.

이동통신서비스의 급속한 확산에 따라 이동통신단말기를 이용하여 인터넷과 접속하려는 시도가 계속되어 왔는데, 그 중의 하나가 무선인터넷이다. 이동통신단말기 사용자는 무선 인터넷을 통해서 원하는 인터넷 사이트에 접속하여 필요한 정보를 조사할 수 있으며, 원하는 내용을 다운로드 받을 수도 있는 상태에 이르렀다. 그러나, 아직 까지는 무선 인터넷 서비스가 초기 단계에 머물러 문자로 된 콘텐츠를 서비스하는 데 그치고 있으며 특히, 오디오데이터와 문자데이터를 통합한 외국어 학습용 전용 파일을 만들어 이를 외국어 학습용 콘텐츠로서 제공하는 서비스는 없으며 특허로서도 제안된 바 없다.

한편, 외국어로 발음되는 재생음은 알아듣기 힘들 때가 자주 있게 되는데, 이에 관한 원인은 여러 가지가 있을 수 있다. 원래의 신호음이 약하게 기록되어 있거나 대단히 빠른 속도로 기록되어 있는 경우도 그 원인이 될 수 있지만, 청취자의 청력이 약해 약음을 잘 알아듣지 못하거나 혹은 재생음이 외국어이어서 청해력이 기본적으로 낮은 경우도 그 원인이 될 수 있다.

그러므로 외국어 청취력 학습을 효과적으로 지원하기 위해서는 오디오데이터를 단순 재생시키는 기능만으로는 부족하다. 청취력이 낮은 학습자를 위해 별도의 청취력 지원 기능을 제공하는 것이 필요하다.

그 하나의 방안으로서, 잘 들리지 않는 약한 음의 세기를 보강해주는 것이 하나의 해결책이 될 수 있다. 일반적으로 영어와 같은 음절언어(syllabic language)는 한국어 혹은 일본어와는 달리 억양과 악센트에 의해 보다 많은 정보를 전달할 수 있는 언어적 특징을 갖고 있다. 하나의 단어에 포함된 여러 가지 발음중 그 일부를 생략하거나 약화시켜도 그 의미 전달에 큰 문제가 없기 때문에 음절언어 특히 영어 발음에는 묵음이나 약음으로 처리되는 경우가 많다. 이에 비해, 한국어나 일본어 등과 같은 비음절언어(nonsyllabic language)의 경우 그 음성을 통한 의사전달은 각 단어가 포함하고 있는 의미가 주로 담당하므로 억양이나 악센트는 큰 비중을 차지하지 않는다. 비음절언어의 발음상의 특징은 각각의 단어를 정확하게 발음하는 것이고 묵음이나 약음으로 발음되는 경우가 드물다. 한국어나 일본어와 같은 비음절언어를 모국어로 사용하는 사람들은 영어 발음 중에서 액센트가 없는 음절 부분 즉, 묵음이나 약음으로 발음되는 부분을 정확하게 청해하기란 매우 힘들다. 결국, 한국어나 일본어 발음체계에 익숙한 사람들은 영어발음을 정확하게 이해하기 위해서는 청취학습을 무수히 많이 반복하는 노력을 필요로 하였다. 묵음을 인위적으로 부가하는 것은 매우 어려워 이는 논외로 하더라도, 오디오신호의 재생시 약음의 세기를 강화시키는 것은 가능하다. 다만, 알려진 오디오신호의 이득제어방법들은 음의 세기에 의존하지 않고 일률적으로 동일한 증폭율을 적용하는 방법들이어서 오히려 재생음의 품질을 떨어뜨려 실제로는 채용되지 못하고 있다. 즉, 이들 방법에 따르면, 약음이나 강음은 이를 구별하지 않고 일률적으로 동일한 이득률을 적용하여 약음의 세기를 원하는 수준까지 증폭하면 강음마저도 그 세기가 강화되어 강음부분은 매우 크고 찢어지는 소리로 들리는 등 재생음의 품질이 오히려 나빠지게 된다.

다른 방안으로서, 원래의 정상적인 재생속도가 상대적으로 빠르게 느껴지는 경우에는 재생속도를 더 천천히 하거나, 그 반대의 경우에는 재생속도를 보다 빠르게 해주는 것이 필요한 경우가 있다. 재생속도를 가변시켜주는 기술로는 종래부터 여러 가지가 알려져 있다. 그 대표적인 것으로서 1985년 Roucus와 Wilgus에 의해 오버랩가산법(overlap-addition: OLA)이 소개된 이후, 동기식 오버랩가산법 (Synchronized OLA: SOLA), 파형유사성에 의거한 OLA법 즉, WSOLA법 등으로 변화 발전해오고 있다. SOLA 알고리즘은 재생속도를 가변시키기 위하여 음성데이터를 일정한 크기의 윈도우를 사용하여 일정한 간격으로 오버랩 시키면서 해당하는 블록을 잘라내고 요구된 속도변화에 대응하여 블록들을 시간축상에 재배치하여 더하는 방법으로 오디오신호를 가공한다. 여기서, 음질저하를 방지하기 위해 블록을 재배치할 때 오버랩되는 부분의 파형 유사성이 가장 큰 값에 해당하는 간격만큼 이동시켜 두 개의 블록신호를 합성하는 기술을 적용하기도 한다.

그런데 오디오신호의 재생속도 가변기술은 그 자체에 관해서는 가공 후에도 양호한 음질을 유지할 수 있으며, 더 나아가 음의 세기를 가변시키는 기술과 결합하여 동시적으로 처리할 수 있다면 매우 바람직할 것이다. 또한, 약음 강화나 재생속도의 가변제어 기능이 이동통신단말기에 제공되어 무선인터넷을 기반으로 하는 외국어 학습용 콘텐츠 제공하는 서비스와 결합하면 상승적인 효과를 거둘 수 있을 것이다.

본 발명의 목적은 무선인터넷 접속이 가능한 이동통신단말기를 가진 가입자가 해당 인터넷 사이트에 접속해오면 외국어 학습용 콘텐츠를 제공해주고, 이동통신단말기를 이용하여 콘텐츠 파일을 재생할 때 약음 강화 및 재생속도의 가변조정 기능을 제공할 수 있는 프로그램을 이동통신단말기에 설치하므로써, 이동통신단말기 사용자가 원하는 시간에 언제라도 외국어 학습용 콘텐츠를 다운로드 받거나 다운로드 받아둔 콘텐츠를 선택하여 자신의 청취력 수준에 맞추어 재생하므로써 외국어 청취력 학습을 효과적으로 수행할 수 있는 무선인터넷 기반 외국어 학습용 콘텐츠 서비스 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 무선인터넷 기반에서 외국어 학습용 콘텐츠를 서비스하는 데 필요한 시스템의 개략적인 구성을 도시하는 블록도이다.

도 2는 이동통신단말기의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다.

도 3은 본 발명에 따른 오디오신호 가공방법을 실현하기 위한 소프트웨어 기능 블록도이다.

도 4는 이동통신단말기의 외관을 도시한다.

도 5는 무선인터넷을 이용하여 콘텐츠 제공시스템에 접속하여 이동통신단말기로 외국어 학습용 콘텐츠를 다운로드 받는 절차를 도시한 흐름도이다.

도 6은 이동통신단말기에 저장된 외국어 학습용 콘텐츠를 재생하는 절차를 도시한 흐름도이다.

도 7의 (a) 내지 (I)는 외국어 학습용 콘텐츠의 다운로드와 재생시 이동통신단말기의 디스플레이 패널의 화면구성을 도시한다.

도 8은 이동통신단말기에서 외국어 학습용 콘텐츠를 재생할 때 적용되는 오디오신호의 가공방법을 개략적으로 설명하기 위한 흐름도이다.

도 9는 오디오신호의 가공시 원래의 오디오신호를 사용자가 설정한 재생시간조정율 α에 따라 시간축변환을 수행하는 알고리즘을 도시한 흐름도이다.

도 10은 원래의 오디오신호 x(ㆍ)를 사용자가 설정한 재생시간조정율 α의 크기에 대응하여 그 길이를 늘이거나 줄여 시간축변환신호 y(ㆍ)를 얻기 위한 하는 원리를 설명하기 위한 참고도이다.

도 11은 오디오신호의 약음을 강음보다 더 높은 증폭율을 적용하여 차등증폭을 수행하는 알고리즘을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 12의 (a) 내지 (c)는 오디오신호의 차등증폭시 적용 가능한 차등증폭함수의 여러 가지 예를 도시한 그래프이다.

도 13의 (a) 내지 (c)는 각각 원래의 오디오신호, 시간축변환된 오디오신호 그리고 차등증폭된 오디오신호의 시간에 대한 파형도를 도시한다.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

2: 이동통신 단말기 3: 이동통신 서비스시스템

4: 무선인터넷 게이트웨이 서버 5: 웹서버

6: 데이터베이스(DB) 서버 8: 콘텐츠제공 시스템

12: 재생시간조정부 14: 차등증폭부

16: 필터부 18: 버퍼부

20: 키입력부 22: 음성신호처리부

24: 스피커 26: 디스플레이패널 구동부

28: 디스플레이패널 30: 마이크로프로세서 유닛(MPU)

32: 무선송수신 처리부(RF부) 34: 메모리부

36: 롬(ROM) 38: 마이크

40: 안테나

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 이동통신단말기를 이용하여 무선 인터넷을 통해 사이트에 접속해오면 회원 인증 절차를 수행하여 가입된 회원이 아닌 경우에 회원가입 절차를 수행한 다음 음성신호가공용 엔진프로그램을 전송하여 상기 이동통신단말기에 자동 설치하는 단계; 및

제공 가능한 외국어 청취력 학습용 콘텐츠의 리스트 정보를 회원 인증이 된 이동통신단말기로 전송하고 회원이 선택한 콘텐츠 파일을 상기 이동통신단말기로 전송하여 저장하는 단계를 구비하며,

상기 음성신호가공용 엔진프로그램은, 사용자가 상기 이동통신단말기 저장되어 있는 외국어 청취력 학습용 콘텐츠들 중에서 특정의 콘텐츠 파일을 선택하여 재생명령을 내리면, 오디오데이터의 재생속도를 지정하는 재생시간조정율 α와 약음의 강음에 대한 차등증폭율 β을 물어 그 설정값을 입력받고, 설정된 재생속도와 차등증폭율에 따라 상기 콘텐츠 파일의 오디오데이터를 가공하여 재생하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 무선인터넷 기반 외국어 학습용 콘텐츠 서비스 방법을 제공한다.

바람직하게는 상기 음성신호가공용 엔진프로그램은, 갖는 상기 콘텐츠 파일의 오디오데이터를 가공하여 재생하기 위하여,

제1 메모리에 저장되어 있는 원래의 오디오신호 x(ㆍ)를 N개의 샘플로 구성된 프레임 단위로 연속해서 읽어내되, 다음 프레임 F_m은 이전 프레임 F_m-1의 시작 위치에서 상기 N개보다 작은 수의 샘플을 건너뛴 위치의 샘플부터 읽어내므로써 인접 프레임간에 소정개수의 샘플을 중복하여 읽어내는 데이터독출기능;

상기 다음 프레임 F_m을 제 2 메모리에 시간축변환신호 y(ㆍ)로서 이미 기록된 상기 이전 프레임 F_m-1과 소정 샘플 수만큼 중복되도록 부가하되 그 중복부분의 샘플은 가중치를 주고 더하며 비중복부분은 그대로 더하고, 상기 중복부분의 샘플수는 상기 재생시간조정율 α의 크기에 대응하여 증감하는 방식으로 부가함으로써 시간축 길이가 상기 재생시간조정율 α에 비례하여 변환된 신호 y(ㆍ)를 얻기 위한 시간축변환기능; 및

각 프레임의 샘플데이터 x_i를 상기 차등증폭율 β에 대응하는 소정의 차등증폭함수 f(x_i)에 차례로 대입하여 증폭하되, 특히 상기 차등증폭함수 f(x_i)는 약음에서 강음으로 갈수록 증폭이득이 상대적으로 낮게 적용되는 함수이어서 약음을 강음에 비해 차등적으로 더 강화시키는 차등증폭기능을 포함하여 사용자가 설정한 재생조건에 따라 재생속도의 조절과 차등증폭에 의한 약음 강화를 병행적으로 처리하는 것을 특징으로 한다.

나아가, 바람직하게는 상기 콘텐츠 파일은 a) 시간에 대한 음의 세기를 정수 스트림으로 표현한 디지털 오디오데이터를 포함한 오디오 파일 또는 b) 상기 오디오데이터에 대응하는 텍스트데이터를 상기 오디오데이터와 함께 포함하는 오디오-텍스트 파일이다.

또한, 상기 엔진프로그램은 오디오데이터의 재생속도 정보를 문자가 표시되는 디스플레이 패널의 구동부에 제공하여 상기 디스플레이 패널에 표시된 문자가 오디오데이터의 재생속도에 동기되어 반전되도록 하는 기능을 더 갖는다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 오디오신호 가공방법을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 무선인터넷 기반에서 외국어 학습용 콘텐츠를 서비스하는 데 필요한 시스템의 개략적인 구성을 도시하는 블럭도이다.

본 발명에 따른 외국어 학습용 콘텐츠의 서비스를 제공하는 주체는 콘텐츠 제공시스템(8)으로서, 크게 웹 서버(5)와 데이터베이스 서버(6)로 이루어진다. 웹 서버(5)는 서비스를 이용하려는 사용자와의 정보 교류를 담당하는 인터넷 웹 서버로서, 이동통신 서비스시스템(3)과 무선인터넷 게이트웨이 서버(4)를 통해 이동통신단말기(2)로부터 서비스를 요구하는 신호를 수신하면 데이터베이스 서버(6)에 저장되어 있는 정보를 일정 형식에 따라 무선인터넷 게이트웨이 서버(4)와 이동통신 서비스시스템(3)을 통해 이동통신 단말기(2)로 전송하는 역할을 담당한다. 즉, 웹 서버(5)는 무선인터넷 게이트웨이 서버(4)와 데이터베이스 서버(6) 사이에 위치하며, 무선인터넷 게이트웨이 서버(4)를 매개로 하여 이동통신서비스 시스템(3)과 접속한다.

데이터베이스 서버(6)는 많은 종류의 외국어 학습용 컨텐츠를 파일형태로 관리하되 주기적으로 새로운 컨텐츠를 편입시켜 관리하며, 그 밖에 회원관리 등 기타 통상의 인터넷 정보제공시스템이 제 역할을 담당하는 데 필요한 여러 가지 데이터를 저장, 관리한다.

무선인터넷 게이트웨이 서버(4)는 이동통신서비스 시스템(3)과 웹 서버(5) 사이에 배치되며, 이동통신서비스 시스템(3)과는 무선인터넷 프로토콜(예컨대, WAP 프로토콜)로 접속하고, 웹서버(5)와는 유선인터넷 프로토콜(예컨대, TCP/IP 프로토콜)로 접속한다. 무선인터넷 게이트웨이 서버(4)는 이동통신서비스 시스템(3)으로부터 무선인터넷 프로토콜로 제공되는 부호화된 요청(정보)을 유선인터넷 프로토콜에 따른 요청으로 변환하여 웹서버(5)에 전달해주고, 반대로 유선인터넷 프로토콜에 따라 제공되는 웹서버(5)의 응답을 무선인터넷 프로토콜에 따라 부호화된 응답으로 변환하여 이동통신서비스 시스템(3)으로 전달해주는 역할을 담당하는 게이트웨이 서버이다.

이동통신서비스 시스템(3)과 이동통신단말기(2)간에는 널리 알려진 바와 같은 통상의 무선통신방식(예컨대, CDMA방식)에 의해 정보 교환이 이루어진다.

도 2는 통상의 이동통신단말기의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다. 본 발명의 적용과 관련하여, 이동통신단말기(2)의 하드웨어적인 구성이 특별히 달라지는 것은 아니다. 다만, 다운로드 받은 컨텐츠 파일을 저장하기 위해서는 메모리의 용량이 충분히 커야 할 것이다. 아울러, 음성신호가공용 엔진프로그램(후술함)을 내장하기 위한 불휘발성메모리가 제공될 필요가 있다. 도 2는 이와 같은 요구를 충족할 수 있는 구성이다.

이동통신단말기(2)의 각 구성부의 기능이나 작용은 당업자에게 널리 알려진 사항이므로, 여기서는 본원 발명과 관련하여 특이한 점만을 간략하게 설명한다. 불휘발성메모리(34)는 다운로드 받은 콘텐츠파일이나 음성신호가공용 엔진프로그램을 저장하며, EPROM 혹은 EEPROM이 대표적인 예가 될 수 있을 것이다. 키입력부(20)는 무선인터넷을 통한 콘텐츠 제공 사이트에 접속하고 원하는 콘텐츠 파일을 다운로드 받으며, 불휘발성메모리(34)에 저장된 콘텐츠 파일을 선택하여 재생조건을 설정하여 재생시키는 등의 명령을 내리기 위한 수단이다. 디스플레이패널(28)(주로는 LCD패널임)은 패널구동부(26)에 의해 제어를 받아 출력해야할 그래픽이나 문자를 디스플레이 시킨다. 롬(36)은 기본적인 운영체제 프로그램을 내장한다. 물론, 상기 음성신호가공용 엔진프로그램을 불휘발성메모리부(34)에 저장하는 것이 아니라 롬(36)에 펌웨어(firmware)로서 제공할 수도 있다. 이하에서는 전자에 따라 설명한다. RF부(32)는 안테나(40)를 통해 수신되는 무선신호를 복조 등의 일정한 처리하여 음성이며 음성신호처리부(22)를 통해 스피커(24)로 재생시키고 다운로드받은 콘텐츠 파일이면 마이크로프로세서 유닛(MPU)(30)의 제어를 받아 불휘발성메모리(34)에 저장한다. 또한, 마이크(38)의 음성출력을 소정의 신호방식에 따라 신호처리를 한 다음 무선 송출한다. MPU(30)는 이동통신단말기의 각 구성부의 동작을 전반적인 제어하고 필요한 연산 등을 수행한다.

다음으로, 도 3은 본 발명에 따른 오디오신호 가공방법을 실현하기 위한 소프트웨어 기능 블록도이다. 이는 음성신호가공용 엔진프로그램의 기능을 블록도로 나타낸 것으로서, 실제로는 MPU(30)에 의해 이와 같은 기능이 발휘된다. 이 엔진프로그램은 사용자가 키입력부(20)를 통해 설정해준 재생시간조정율(α)과 차등증폭율(β)의 크기에 따라 각각 불휘발성메모리부(34)로부터 읽어들인 오디오데이터의 재생속도 내지 재생시간을 조정하는 재생시간조정부(12)와 약음을 강음에 비해 상대적으로 더 높은 이득율을 적용하여 증폭하므로써 약음을 차등적으로 강화시키는 차등증폭부(14)로 이루어지는 음성신호가공부(10)를 포함하고, 재생시간 및 차등증폭 처리를 마친 데이터를 입력받아 저역통과필터링을 하여 고주파수대역의 노이즈를 제거하는 필터부(16)와 전후단의 데이터처리 속도차이를 완충시켜 출력단으로 데이터의 공급 중단 없이 원활한 공급이 이루어지도록 해주는 버퍼부(18)를 더 포함한다. 키입력부(20)는 경우에 따라서는 약음강화처리가 적용되는 음의 세기의 문턱값(x_th)을 더 제공한다.

불휘발성메모리부(34)에 제공되는 디지털 오디오데이터는 시간에 대한 음의 세기를 정수 스트림으로 표현한 것으로서, 그 최대값에 의해 정규화된 데이터인 것이 바람직하며, 비정규화 데이터인 경우에는 재생시간조정부(12) 혹은 차등증폭부(14)에서 신호 가공 전에 미리 정규화한다. 디지털 오디오 데이터의 소스는 오디오파일(예컨대 wav 혹은 avi 형식의 오디오 파일)을 저장하는 하드디스크나 시디롬이 될 수도 있고, 마이크 등과 같은 온라인 입력수단이 될 수도 있다. 마이크의 출력신호를 가공하기 위해서는 그 출력신호가 아날로그신호이므로 이를 디지털화하는 처리가 선행되어야 할 것이다.

도 4는 이동통신단말기의 외관을 도시한다. 비록 도면에 명시하지 않았지만, 숫자버튼 각각은 다수의 영문자와 한글이 대응된다. 키입력부(20)는 다수의 숫자키, 상하좌우 이동키, 메뉴키, 확인키 등을 포함하며 키입력부(20)의 사용법이나 그 기능은 당업자에게 잘 알려져 있으므로 설명을 생략한다.

다음으로, 도 5는 무선인터넷을 이용하여 콘텐츠 제공시스템에 접속하여 이동통신단말기로 외국어 학습용 콘텐츠를 다운로드 받는 절차를 도시한 흐름도이다. 이동통신단말기 사용자들은 자신의 이동통신단말기를 이용하여 외국어 청취력 학습을 하기 위해서 우선 외국어 청취력 학습용 컨텐츠 파일을 다운로드 받아 미리 저장해두어야 한다. 이를 위해 우선 무선인터넷을 통해 외국어 학습용 컨텐츠 제공사이트(이하 '컨텐츠 사이트'라 함)에 접속한다(S10). 무선인터넷 접속절차는 다양할 수 있다.

도 7의 (a) 내지 (I)는 외국어 학습용 콘텐츠의 다운로드와 재생시 이동통신단말기의 디스플레이 패널의 화면구성을 예시적으로 도시하는데, 이를 참고로 하여 무선인터넷 접속을 설명한다. 사용자가 단말기의 '메뉴'버튼을 선택하면 (a)와 같이 기본 메뉴가 패널(28)에 디스플레이 된다. 웹브라우저를 선택하면 인터넷 접속을 위한 상태로 넘어간다. (c)와 같이, 인터넷 주소를 입력키를 이용하여 직접 입력할 수도 있겠지만, 미리 저장된 인터넷 주소 중에서 선택하는 것도 가능하다. 인터넷주소를 편리하고 쉽게 찾을 수 있도록 하기 위해 (b)와 같이 여러 가지 메뉴를 디스플레이 하는 과정을 더 거칠 수도 있다. (b)의 각 메뉴마다 대표적인 인터넷 주소를 대응시켜 저장해둔다. 리스트된 인터넷 주소들 가운데서 외국어 청취력 학습용 컨텐츠를 제공하는 인터넷 주소를 선택하는 것(d)으로서 무선인터넷 접속이 이루어진다.

접속이 이루어지면 접속자의 전화번호 정보를 이용하여 회원인지를 확인하고, 비회원인 경우에는 회원가입 절차를 밟도록 한다(S12, S14 단계). 이 때, 웹서버(5)는 신규 회원가입자의 이동통신단말기(2)로 상기 음성신호가공용 엔진프로그램을 전송하여 불휘발성메모리부(34)에 저장되도록 한다(S16 단계). 음성신호가공용 엔진프로그램을 이동통신단말기(2)에 설치하는 루트는 이 밖에도 제휴관계에 있는 이동통신서비스 사업자를 통해서 펌웨어로서 제공될 수도 있다.

컨텐츠 사이트에 접속이 이루어지면, 웹서버(5)는 예컨대 도 7의 (e)와 같은외국어 학습용 콘텐츠의 메뉴를 이동통신단말기(2)로 전송한다(S18 단계).

사용자가 패널(28)에 표시된 메뉴들 중에서 키입력부(20)를 조작하여 원하는 콘텐츠를 선택하여(예컨대, 도 7의 (f)에서 1번 CNN을 선택하고 (g)에서 오늘의 주요뉴스중 두 번째의 콘텐츠를 선택하는 식으로 선택함) 그 정보를 송신하면(S20 단계), 웹 서버(5)는 요청된 콘텐츠를 데이터베이스 서버(6)에 요청하여 전달받아 이를 다시 이동통신단말기(2)로 전송한다(S22 단계).

이동통신단말기(2)는 전송되어온 콘텐츠 파일을 수신하여 불휘발성메모리부 (24)에 저장한다(S24 단계).

콘텐츠를 추가로 더 선택하기를 원하면 다시 S20 단계로 되돌아가고 그렇지 않으면 인터넷 접속을 종료한다(S28 단계).

이상의 절차를 밟음으로써, 이동통신단말기를 이용하여 무선인터넷을 통해 외국어 청취력 학습용 컨텐츠를 다운로드 받아 저장해둘 수 있게 된다.

여기서, 상기 콘텐츠 파일은 여러 가지 형태로 구성할 수 있다. 첫째로, 시간에 대한 음의 세기를 정수 스트림으로 표현한 디지털 오디오데이터만을 포함하는 오디오 파일, 둘째로 상기 오디오데이터에 대응하는 텍스트데이터를 상기 오디오데이터와 함께 포함하는 오디오-텍스트 파일이 그것이다. 물론 텍스트데이터만을 포함하는 텍스트파일도 당연히 포함되며, 그 밖에도 비디오데이터까지를 포함하는 파일도 구성할 수 있을 것이다. 오디오-텍스트 파일의 포맷이나 기타 이에 관한 보다 구체적인 사항은 본원 발명자가 구간 지정된 문자에 대응하는 오디오신호의 재생방법과 이를 위한 재생장치라는 제목으로 선출원 특허 제2000-29838호에 개시되어 있으므로 그것을 참조바라며, 동 출원의 기재내용은 본원 발명의 내용으로 포함한다.

다음으로, 도 6은 이동통신단말기에 저장된 외국어 학습용 콘텐츠를 재생하는 절차를 도시한 흐름도이다.

사용자가 자신의 이동통신단말기(2)의 전원을 켜고 '메뉴' 버튼을 누르면 예컨대 도 7의 (a)와 같은 메인메뉴를 패널(28)에 표시한다(S32 단계).

메인메뉴에서 '4. 파일재생'을 선택하면(S32 단계), 파일재생에 관련된 '외국어 학습' 메뉴를 포함하여 여러 가지 서비스 메뉴가 패널에 다시 표시한다(S34 단계). 이 상태에서 '외국어 학습'메뉴를 선택하면(S36 단계), 외국어 학습에 관련된 콘텐츠 파일의 리스트들을 디스플레이 한다. 바람직하게는 '파일재생'에 관한 메뉴와 콘텐츠파일 리스트는 컴퓨터의 디렉토리 및 파일 관리 방식을 따르면 무난하다(S38 단계).

사용자가 콘텐츠 파일의 리스트들 중에서 재생을 원하는 콘텐츠 파일을 선택하면(S40 단계), 도 7의 (h)에 예시된 것과 같이 오디오데이터의 재생속도와 차등증폭율에 관한 재생조건을 설정하라는 메시지를 디스플레이 한다(S42 단계). 사용자가 그 값을 입력하면 키입력부(20)는 입력된 값을 MPU(30)에 전달하여 오디오데이터의 가공시 기준을 삼는다. 만약 사용자가 재생조건 입력을 무시하고 재생명령을 내리면 정상적인 재생속도를 약음의 강화처리 없이 재생한다.

사용자가 재생명령을 내리면(S42), 오디오데이터와 문자데이터는 각각 별도로 처리되어 스피커(24)와 디스플레이패널(28)로 출력된다(S44, S46 단계).

여기서, 문자데이터의 구동원리는 당업자에게 잘 알려진 기술이므로 그 설명은 생략한다. 다만, 학습효과를 높이기 위해 사용자가 이어폰으로 재생음을 청취할 경우, 문자데이터는 문자데이터 처리를 거쳐 패널(28)에 디스플레이할 때 오디오데이터의 재생속도와 일치시켜 반전시키는 것도 좋은 방안이 된다. 이를 위해, 상기 음성신호가공용 엔진프로그램은 오디오데이터의 재생속도의 변동에 따라 문자데이터의 오디오데이터의 재생속도 정보를 문자가 표시되는 디스플레이 패널의 구동부(26)에 제공하여 상기 디스플레이 패널(28)에 표시된 문자가 오디오데이터의 재생속도에 동기되어 반전되도록 한다.

오디오데이터의 재생처리에 관한 자세한 사항은 후술한다.

한 번 재생한 컨텐츠 파일을 다시 듣고자 하는 경우도 있고(도 7의 (I)참조) 다른 컨텐츠 파일을 듣고자 하는 경우도 있을 수 있으므로, 전자의 경우에는 S42 단계로 되돌아가고(S48 단계), 후자인 경우에는 S34 단계로 되돌아간다(S50 단계).

이와 같은 과정에 의해 다운로드 받아둔 콘텐츠 파일을 재생할 수 있다.

도 8은 이동통신단말기에서 외국어 학습용 콘텐츠를 재생할 때 적용되는 오디오신호의 가공방법을 개략적으로 설명하기 위한 흐름도이다.

사용자는 키입력부(20)를 이용하여 자신이 원하는 재생시간조정율 α과 차등증폭율 β를 설정한다. 상기 재생시간조정율 α는 오디오신호의 재생시간을 정상적인 재생시간보다 길거나 짧게 조정하기 위한 것으로서 α_min≤ α ≤ α_max의 범위 내에서 정해진다. α의 값이 1인 경우에는 원래의 정상재생속도와 동일하게 재생되며, 1 보다 적은 값이면 디지털신호의 양이 줄어들므로 재생시간은 짧아진다(즉, 재생속도가 빨라진다). 그리고, 1보다 큰 값이면 재생시간은 늘어나서 재생음이 느리게 들린다. 음성신호의 경우에는 α는 0.7이상 3이하의 범위에서 정하더라도 충분히 양호한 음질로 재생될 수 있다는 것을 실제 구현을 통해 확인할 수 있었다. 상기 차등증폭율 β는 오디오신호의 약음을 강음보다 상대적으로 더 강화시키기 위한 것으로서 β_min≤ β ≤ β_max의 범위 내에서 정해진다. 음성신호의 경우 β 또한 1이상 3이하의 범위내의 값을 가지도록 하면 충분히 양호한 음질로 재생할 수 있다는 것을 실제 구현을 통해 확인할 수 있었다.

MPU(30)는 사용자가 입력한 재생시간조정율 α와 차등증폭율 β를 제공받아, 재생시간조정부(12)와 차등증폭부(14)로 각각 제공한다(S110 단계). 오디오신호의 가공 중에 이들 값들이 제공되면 재생시간조정부(12)와 차등증폭부(14)에는 인터럽트가 걸리어 기존의 값들이 새로이 제공되는 재생시간조정율 α와 차등증폭율 β에 의해 대체된다.

불휘발성메모리(34)에는 가공전의 원래의 디지털 오디오신호 x(ㆍ)가 저장되어 있는데, 이를 신호가공부(10)에서 읽어들인다(S112 단계). 신호를 읽어들이는 단위는 프레임이다. 프레임은 N개의 샘플데이터를 포함한다. 재생시간을 조정하기 위해서는 다음 프레임을 이전 프레임의 끝부분부터 읽는 것이 아니라 인접 프레임끼리는 일정부분 중복하여 읽는다. 즉, 다음 프레임 F_m은 이전 프레임 F_m-1의 시작 위치에서 상기 N개보다 작은 수의 샘플을 건너뛴 위치의 샘플부터 읽어내므로써 인접 프레임간에 소정개수의 샘플을 중복하여 읽어낸다. 이에 관한 보다 자세한 설명은 후술한다.

데이터 독출단계(S112 단계)를 통해 읽어들인 각 프레임에 대하여 신호가공부(10)는 차등증폭단계(S14 단계)와 시간축변환단계(S116 단계) 즉, 재생시간변환단계를 수행한다. 차등증폭단계(S114 단계)와 시간축변환단계(S116 단계)는 도 8의 흐름도처럼 차등증폭을 먼저 처리한 다음 시간축변환을 처리하는 순서로 오디오신호를 가공할 수도 있지만, 이와는 반대의 순서도 가능하다.

차등증폭단계(S114 단계)는 각 프레임의 샘플데이터 x_i를 상기 차등증폭율 β에 대응하는 소정의 차등증폭함수 f(x_i)에 차례로 대입하여 증폭하는 단계이다. 여기서, 상기 차등증폭함수 f(x_i)는 특히 약음에서 강음으로 갈수록 증폭이득이 상대적으로 낮게 적용되는 함수이다. 따라서, 이 함수를 이용하여 오디오데이터를 변환하면 약음을 강음에 비해 차등적으로 더 강화시킬 수 있다.

시간축변환단계(S116 단계)는 상기 다음 프레임 F_m을 메모리(물리적으로는 불휘발성메모리(34)의 특정 영역이 되거나 신호가공부(10) 즉, MPU(30)의 내부 메모리가 될 수 있음)에 시간축변환신호 y(ㆍ)로서 이미 기록된 상기 이전 프레임 F_m-1과 소정 샘플 수만큼 중복되도록 부가하여 기록한다. 여기서 중복 기록되는 부분의 샘플은 가중치를 주고 더하며 비중복부분은 그대로 더한다. 또한, 중복부분의 샘플 수는 재생시간조정율 α의 크기에 대응하여 증감하는 방식으로 부가한다. 따라서,원래의 신호 x(ㆍ)는 그 시간축 길이가 상기 재생시간조정율 α에 비례하여 변환된다.

이와 같이 차등증폭과 시간축변환 처리에 의해 사용자가 설정한 재생시간조정율과 차등증폭율로 변환 가공된 오디오데이터는 필터부(16)에 의한 필터링을 거쳐 버퍼부(18)에 기록된다(S118 단계). 차등증폭과 시간축변환 과정에서 원치 않는 노이즈가 도입될 수 있는데, 노이즈는 대개의 경우 고주파성분을 가지므로 저역통과필터링 처리를 함으로써 노이즈를 제거한다. 필터링은 프레임단위로도 할 수 있을 것이나, 효율적인 처리를 위해 하나의 패킷을 구성하는 여러 개의 프레임을 처리단위로 하는 것이 바람직하다. 필터링처리를 거친 패킷데이터는 출력버퍼(18)에 기록된다. 출력버퍼(18)는 다수 개 마련하여 링형 버퍼를 구성하는 것이 오디오데이터의 실시간 재생에 바람직하다. 상기 시간축변환단계 및 상기 차등증폭단계를 통해 가공된 신호는 상기 다수개의 출력버퍼(18)에 기입하되 상기 패킷데이터를 기입하는 출력버퍼는 순환적으로 교체한다. 예컨대, 출력버퍼가 Buf_1, Buf_2, Buf_3, Buf_4 이렇게 4개라고 가정하면, 패킷데이터의 기입순서는 'Buf_1 -> Buf_2 -> Buf_3 -> Buf_4 -> Buf_1 ....'의 순서로 순환된다.

출력버퍼(18)에 대한 패킷데이터의 기입과 병행하여, 상기 다수개의 출력버퍼에 기록된 패킷데이터는 기록순서가 앞선 출력버퍼의 패킷데이터가 먼저 음성신호처리부(22)로 출력된다(S120 단계). 즉, 출력버퍼의 순환순서 역시 위의 패킷데이터의 기입순서와 동일한 순서이다. 음성신호처리부(22)에 입력된 디지털데이터는 아날로그신호로 변환되고 증폭처리 등 음성출력에 필요한 후처리를 거쳐스피커(24)로 제공된다.

도 9는 시간축변환단계(S16 단계)의 알고리즘을 도시한 흐름도이다. 도 10은 원래의 오디오신호 x(ㆍ)를 사용자가 설정한 재생시간조정율 α의 크기에 대응하여 그 길이를 늘이거나 줄여 시간축변환신호 y(ㆍ)를 얻기 위한 하는 원리를 설명하기 위한 참고도이다. 도 10에서 이해를 돕기 위해, 프레임 Fm은 320개의 샘플을 포함하며, 재생시간조정율 α은 2이며, 원신호 x(ㆍ)의 각 프레임간 시작점의 기본차이값 Sa는 120(샘플)이며, 원신호 x(ㆍ)와 시간축변환신호 y(ㆍ)간의 파형의 유사성을 기준으로 최적 상관성을 검출하기 위한 체크범위(윈도우) k_max를 상기 Sa값을 기준으로 ±40(샘플)인 경우를 예로 한다. 이들 값은 예시적인 값일 뿐 적용환경에 따라 다른 값으로 변경 가능함을 물론이다.

먼저, 불휘발성메모리(34)로부터 원래의 오디오신호 x(ㆍ)의 최초 프레임 F0을 읽어와서 제 2 메모리(불휘발성메모리(34)의 다른 영역 또는 MPU(30)의 내부 메모리)에 시간축변환신호 y(ㆍ)로서 그대로 복사한다(S122 단계).

그런 다음에 프레임 인덱스 m의 값을 1로 설정한다(S124 단계).

이후에는 다음의 루프를 원신호 x(ㆍ)를 전부 변환완료 할 때까지 실행한다(S136 단계).

우선, 원래의 신호 x(ㆍ)에서 다음 프레임 F1을 읽어내어 시간축변환신호 y(ㆍ)에 부가하여야 한다. 여기서, 다음 프레임 F1을 원래의 신호 x(ㆍ)로부터 읽어낼 때 의 시작위치는 가변적으로 결정된다. 그 기준은 시간축변환신호 y(ㆍ)에 복사되어 있는 이전 프레임 F0와의 동기지연(Synchronized Lag) K1에 의해 결정된다. 또한, 읽어낸 다음 프레임 F1의 시간축변환신호 y(ㆍ)로 부가하는 위치도 재생시간조정율 α의 크기에 따라 달라진다.

이를 일반적으로 설명하면 다음과 같다. 동기지연 Km이란 일반적으로 시간축변환신호 y(ㆍ)와 최적의 상관성을 갖도록 원신호 x(ㆍ)의 다음 프레임의 시작 위치의 변동값을 의미한다. 동기지연 Km을 구하기 위해서는 우선 상기 상관성 체크범위의 하한값 mSa-40과 상한값 mSa+40 사이의 범위에 대하여 아래의 상관성을 구하는 식을 이용하여 동기지연 Km을 구한다. 동기지연 K_m은 소정의 범위 내에서 상기 다음 프레임 F_m이 상기 시간축변환신호 y(ㆍ)로서 이미 기록된 상기 이전 프레임 F_m-1과 최적 상관성을 갖도록 정하는 데 이용된다.

<수식 1>

<수식 2>

단, L은 인접 프레임간의 오버랩 부분의 샘플수를 의미한다.

위의 두 수식을 이용하여 최적의 상관성을 갖는 동기지연 Km이 구해지면, 이 값을 이용하여 N개의 샘플을 포함하는 다음 프레임 F_m을 원래의 신호 x(ㆍ)로부터 읽어낸다. 다음 프레임 F_m의 읽기시작위치는 이전 프레임 F_m-1의 읽기시작위치에서프레임시작간격 S_a에 동기지연 K_m을 가감한 값인 S_a±K_m(단, 0 < S_a±K_m< N)개의 샘플을 건너뛴 위치가 된다. 예컨대, 도 10을 참조하면, K₁, K₂, K₃이 각각 20, -10, 35로 정해진 경우, 두 번째, 세 번째 및 네 번째 프레임 F1, F2, F3의 읽기시작위치는 각각 140, 230, 395번째의 샘플이 된다. 물론 각 프레임의 샘플수는 항상 N개인 320개가 된다. 이와 같은 방식으로 원래의 신호 x(ㆍ)를 읽어내면 이전 프레임과 다음 프레임은 상당한 양의 샘플이 중복된다. 그리고 이 중복부분은 시간축변환신호 y(ㆍ)에서는 재생시간조정율 α의 크기에 따라 줄어들거나(α>1 인 경우) 늘어난다(α<1인 경우). 주목할 것은 각 프레임의 읽기시작점이 각 프레임간 시작점의 기본차이값 Sa와 프레임 인덱스 m의 곱에 의해 규칙적으로 변동하는 것이 아니라 수식 1과 2를 이용하여 결정된 최적상관성 Km의 크기에 따라 불규칙하게 변한다는 점이다.

이렇게 읽어낸 다음 프레임 F_m을 시간축변환신호 y(ㆍ)에 부가한다. 시간축변환신호 y(ㆍ)에 부가되는 다음 프레임 F_m의 시작위치는 프레임시작간격 S_a, 상기 재생시간조정율 α, 그리고 상기 각 프레임의 인덱스 m의 곱 mαS_a으로 정해진다. 그러므로 도 4에서는 αSa = 2x120 = 240 이므로 두 번째, 세 번째 및 네 번째 프레임 F1, F2, F3의 부가위치는 240, 480, 720이 된다. 부가시 다음 프레임 F_m의 앞부분은 이전 프레임 F_m-1의 뒷부분간에 중복부분이 발생한다. 양 프레임의 중복되는 부분은 아래 수식 3과 4를 각각 이용하여 가중치를 주고 더하고 중복되지 않는 다음 프레임 F_m의 나머지 부분은 그대로 복사한다.

<수식 3>

<수식 4>

여기서, g(j)는 가중치 함수이다. 이 가중치 함수 g(j)는 알기 쉽게는 선형함수가 대표적이지만 지수함수를 적용할 수도 있을 것이다.

이와 같은 방식으로 원래의 신호 x(ㆍ)를 프레임단위로 읽어와서 시간축변환신호 y(ㆍ)에 부가해나간다. 이 과정에서 하나의 프레임을 처리할 때마다 프레임 인덱스 m의 값을 1씩 증가시킨다(S130 단계). 그리고, 프레임 인덱스 m의 크기가 하나의 패킷을 구성하는 프레임갯수 PL의 배수인지를 확인한다. 프레임 인덱스 m이 PL의 배수에 이르면 시간축변환신호 y(ㆍ)의 데이터 량이 패킷데이터량에 이른 상태이므로 이 경우 그 변환된 데이터를 저역통과필터링을 처리를 한 다음 버퍼부(18)에 기록한다(S132 및 S134 단계).

그리고 원신호 x(ㆍ)의 끝까지 변환되었는지를 체크하면서 원신호 x(ㆍ)의 모든 데이터를 처리할 때까지 S126단계~S136단계로 구성되는 루프를 반복적으로 실행한다. 이와 같은 방식으로 사용자가 설정한 재생시간조정율 α에 따른 시간축 변환처리가 수행된다. 도 13의 (a)는 정규화된 원래의 신호 x(ㆍ)의 시간에 대한 파형도를 예시적으로 도시한 것이다. 이 신호를 그 길이가 2배로 늘어나도록(즉, 재생시간조정율 α가 2인 경우) 시간축변환을 하여 얻어진 신호 y(ㆍ)의 시간에 대한 파형도이다. 이들 파형을 비교해보면, 원래의 신호 x(ㆍ)는 시간축상에서 대략 2배정도 늘어났으면서도 그 형태적 특징이 거의 그대로 유지되는 것을 볼 수 있으며, 실제로 재생음을 청취해보면 양호한 음질을 느낄 수 있다.

다음으로, 도 11은 약음을 강음보다 더 높은 증폭율을 적용하여 차등증폭하는 알고리즘을 설명하기 위한 흐름도이다.

차등증폭 알고리즘은 샘플단위로 처리한다. 따라서, 이 알고리즘은 도 9의 시간축변환 알고리즘과 병행적으로 실행될 수 있는 특징이 있다. 예컨대, 시간축변환 알고리즘에 있어서, 원래의 신호 x(ㆍ)를 프레임단위로 읽어낸 다음 그 프레임의 각 샘플에 대하여 차등증폭 알고리즘을 수행한 다음 시간축변환신호 y(ㆍ)로 변환하는 것이 하나의 가능한 방안이다. 또 다른 선택 가능한 방안으로서는 시간축변환신호 y(ㆍ)가 패킷데이터량만큼 모이면 이를 저역통과필터링 처리를 하는데 이 저역통과필터링에 앞서서 시간축변환신호 y(ㆍ)에 대한 샘플단위의 차등증폭을 실행하는 방안이다. 물론 차등증폭을 저역통과필터링 후에 하는 것도 불가능한 것은 저역통과필터링은 노이즈제거라는 목적을 가지므로 차등증폭을 저역통과필터링보다 앞세우는 것이 효과적일 것이다.

도 11을 참조하여 차동증폭 알고리즘을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

차등증폭을 하는 방법은 어떤 함수를 차등증폭함수로 적용할 것인가, 그리고 샘플데이터의 값에 따라 차등증폭대상을 구별할 것인가 등에 따라서 여러 가지 다양한 형태로 변형될 수 있다. 기본적으로 차등증폭함수 f(x_i)는 음의 세기가 약한 음에서 강한 음으로 갈수록 증폭이득이 상대적으로 낮게 적용되는 함수들 중에서 선택되어야 한다. 이러한 요건을 만족시키는 함수는 단조증가함수로서 예컨대 도 12의 (a)에 예시된 바와 같이 f(x)=x인 선형함수나 혹은 f(x)=x^1/β인 지수함수가 이에 해당된다. 샘플데이터를 이들 함수의 변수로 대입하여 그 함수값을 샘플데이터 대신에 취하면 약음은 강음에 비해 차등적으로 더 강화된다.

도 12의 (b)는 문턱값 x_th을 기준으로 이 값보다 더 큰 값의 샘플데이터만을 선택적으로 차등증폭하고 문턱값 x_th이하의 샘플데이터는 원래의 값을 그대로 유지하는 방안을 적용할 경우를 도시한 것이다.

도 12의 (c)는 문턱값 x_th을 기준으로 이 값보다 더 큰 값의 샘플데이터는 차등증폭함수 f(x_i) = x_i ^1/β를 이용하여 함수값을 연산하고 문턱값보다 작은 값을 갖는 샘플데이터는 차등증폭함수 f(x_i) = x_i ^β를 이용하여 함수값을 각각 연산하여 원래의 샘플데이터 x_i를 대체하는 방안을 적용하는 경우를 도시한다.

물론 샘플데이터 x_i를 문턱값 x_th과 비교하는 절차를 거치지 않고 모든 샘플데이터를 차등증폭함수로 연산하여 그 함수값으로 변환하는 방안도 가능하다.

도 11의 흐름도는 이들 방안중 도 12의 (c)에 따른 차등증폭을 하는 경우의실행 알고리즘의 순서도이다.

이 흐름도를 참조하여 설명하면, 우선 처리대상 샘플 x_i의 크기를 문턱값 x_th와 비교한다(S140 단계). 이 문턱값 x_th은 사용자가 설정할 수도 있고 시스템에 의해 미리 정의해둘 수도 있다.

상기 비교의 결과, 샘플데이터 x_i가 문턱값 x_th보다 클 때에는 샘플데이터 x_i는 함수값 x_i ^1/β로 대체되고, 반대로 샘플데이터 x_i가 문턱값 x_th보다 작을 때에는 샘플데이터 x_i는 함수값 x_i ^β로 대체된다(S142, S144 단계). x_i가 문턱값 x_th보다 작은 경우 차등증폭함수를 S142단계처럼 지수함수를 적용하면 작은 음값에 의한 노이즈는 효과적으로 약화시킬 수 있다는 장점이 있는 반면 계산량이 많아지는 단점도 있다. 반면에 도 12의 (b)의 경우처럼 선형함수를 차등증폭함수로서 적용하면 계산량은 상대적으로 작아지는 효과가 있다. 원래의 신호 x(ㆍ)가 녹음실과 같은 소음이 없는 공간에서 기록된 것이라면 x_i가 문턱값 x_th보다 작은 경우 굳이 지수함수를 적용할 필요까지는 없을 것이다.

매 샘플데이터를 위와 같이 처리한 다음에는 샘플인덱스 i가 패킷데이터의 샘플 개수 PS의 정수 배를 초과한지를 체크하고 (S146 단계), 처리된 샘플데이터의 수가 아직 하나의 패킷에 이르지 못하였으면 샘플인덱스 i만 1을 증가시킨 다음(S148 단계), 다음 샘플데이터에 대하여 새로이 차등증폭함수를 이용한 연산을반복한다.

처리된 샘플데이터의 수가 패킷데이터량에 이르면 차등증폭된 데이터집합 {x_i}를 노이즈제거를 위한 저역통과필터링 처리를 한다(S150 단계). 그리고 필터링 처리를 거친 데이터는 버퍼부(18)에 기록되고 결국 음성신호처리부(22)를 통해 아날로그신호를 변환되어 스피커(24)로 출력된다(S152 단계). 물론 이 차등증폭 알고리즘이 시간축변환 알고리즘의 일부로 배치하는 경우에는 차등증폭함수를 이용한 샘플데이터의 연산단계가 편입될 뿐이다.

이와 같은 처리루틴은 원신호의 모든 샘플데이터를 다 처리할 때까지 계속 적으로 반복된다(S154, S148 단계).

도 13의 (c)는 도 13의 (a)의 원신호 x(ㆍ)를 소정의 차등증폭율을 적용하여 실제로 차등 증폭하여 얻은 신호의 파형도이다. 이들 두 파형도를 대비해보면 음의 세기 즉 진폭이 큰 부분보다는 진폭이 낮은 부분이 상대적으로 더 많이 증폭되었음을 확인할 수 있다. 이는 목적한 바의 결과와 일치하고 있다.

본 발명은 셀룰라(Cellular), 개인휴대통신(PCS), IMT-2000(International Mobile Telecommunications-2000) 등과 같이 무선인터넷 접속이 가능한 이동 통신 단말기를 이용하여 무선인터넷을 통해 당해 사이트에 접속해온 사람에게 외국어 청취력 학습용 컨텐츠를 제공해줌과 동시에 오디오데이터의 재생속도와 약음을 보강해주는 음성신호처리 엔진프로그램을 함께 제공하여, 외국어 청취력 학습을 효과적으로 할 수 있게 해준다.

본 발명에 의한 방법은 외국어의 청취력 학습이 매우 간편하게 이루어질 수 있게 해준다. 이제는 외국어 청취력 학습에 시간적 공간적 제약을 겪지 않아도 된다. 특히, 출퇴근시간에 지하철, 버스나 승용차 안에서 이동통신단말기를 이용하여 외국어 청취를 학습을 할 수 있으므로 시간을 효율적으로 활용할 수 있게 해준다.

또한, 이동통신단말기 하나만으로도 충분히 외국어 청취력 학습이 가능하게 되었으므로 이제는 이동통신단말기 이외에 카세트 테이프 레코드나 카세트 테이프 등을 더 가지고 다녀야 하는 불편함을 겪지 않아도 된다.

사용자의 입장에서는 보다 저렴한 비용으로 외국어 학습이 가능하게 될 것이다.

아울러, 사용자는 자신의 청취력 수준에 맞게 음성데이터의 재생속도를 조정하거나 잘 들리지 않는 부분을 보다 강화시켜 들을 수 있으므로 청취력 향상에 크게 기여할 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 (11)

1. 이동통신단말기를 이용하여 무선 인터넷을 통해 사이트에 접속해오면 회원 인증 절차를 수행하여 가입된 회원이 아닌 경우에 회원가입 절차를 수행한 다음 음성신호가공용 엔진프로그램을 전송하여 상기 이동통신단말기에 자동 설치하는 단계; 및

   제공 가능한 외국어 청취력 학습용 콘텐츠의 리스트 정보를 회원 인증이 된 이동통신단말기로 전송하고 회원이 선택한 콘텐츠 파일을 상기 이동통신단말기로 전송하여 저장하는 단계를 구비하며,

   상기 음성신호가공용 엔진프로그램은, 사용자가 상기 이동통신단말기 저장되어 있는 외국어 청취력 학습용 콘텐츠들 중에서 특정의 콘텐츠 파일을 선택하여 재생명령을 내리면, 오디오데이터의 재생속도를 지정하는 재생시간조정율 α와 약음의 강음에 대한 차등증폭율 β을 물어 그 설정값을 입력받고, 설정된 재생속도와 차등증폭율에 따라 상기 콘텐츠 파일의 오디오데이터를 가공하여 재생하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 무선인터넷 기반 외국어 학습용 콘텐츠 서비스 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 음성신호가공용 엔진프로그램은, 갖는 상기 콘텐츠 파일의 오디오데이터를 가공하여 재생하기 위하여,

   제1 메모리에 저장되어 있는 원래의 오디오신호 x(ㆍ)를 N개의 샘플로 구성된 프레임 단위로 연속해서 읽어내되, 다음 프레임 F_m은 이전 프레임 F_m-1의 시작 위치에서 상기 N개보다 작은 수의 샘플을 건너뛴 위치의 샘플부터 읽어내므로써 인접 프레임간에 소정개수의 샘플을 중복하여 읽어내는 데이터독출기능;

   상기 다음 프레임 F_m을 제 2 메모리에 시간축변환신호 y(ㆍ)로서 이미 기록된 상기 이전 프레임 F_m-1과 소정 샘플 수만큼 중복되도록 부가하되 그 중복부분의 샘플은 가중치를 주고 더하며 비중복부분은 그대로 더하고, 상기 중복부분의 샘플 수는 상기 재생시간조정율 α의 크기에 대응하여 증감하는 방식으로 부가함으로써 시간축 길이가 상기 재생시간조정율 α에 비례하여 변환된 신호 y(ㆍ)를 얻기 위한 시간축변환기능; 및

   각 프레임의 샘플데이터 x_i를 상기 차등증폭율 β에 대응하는 소정의 차등증폭함수 f(x_i)에 차례로 대입하여 증폭하되, 특히 상기 차등증폭함수 f(x_i)는 약음에서 강음으로 갈수록 증폭이득이 상대적으로 낮게 적용되는 함수이어서 약음을 강음에 비해 차등적으로 더 강화시키는 차등증폭기능을 포함하여 사용자가 설정한 재생조건에 따라 재생속도의 조절과 차등증폭에 의한 약음 강화를 병행적으로 처리하는 것을 특징으로 하는 무선인터넷 기반 외국어 학습용 콘텐츠 서비스 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 콘텐츠 파일은 a) 시간에 대한 음의 세기를 정수 스트림으로 표현한 디지털 오디오데이터를 포함한 오디오 파일 또는 b) 상기 오디오데이터에 대응하는 텍스트데이터를 상기 오디오데이터와 함께 포함하는 오디오-텍스트 파일이며, 상기 엔진프로그램은 오디오데이터의 재생속도 정보를 문자가 표시되는 디스플레이 패널의 구동부에 제공하여 상기 디스플레이 패널에 표시된 문자가 오디오데이터의 재생속도에 동기되어 반전되도록 하는 것을 특징으로 하는 무선인터넷 기반 외국어 학습용 콘텐츠 서비스 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 엔진 프로그램은, 출력버퍼를 다수개 마련하고, 상기 시간축변환과 상기 차등증폭을 통해 가공된 신호의 다수개의 프레임을 하나의 패킷으로 묶어서 상기 복수개의 출력버퍼들 중 어느 하나에 기입하되 특히 상기 패킷데이터를 기입하는 출력버퍼는 순환적으로 교체하고, 이와 병행하여 상기 다수개의 출력버퍼에 기록된 패킷데이터는 기록순서가 앞선 출력버퍼의 패킷데이터가 먼저 스피커를 포함하는 음성신호처리부로 출력되도록 제어하는 데이터출력기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선인터넷 기반 외국어 학습용 콘텐츠 서비스 방법.
5. 제2항에 있어서, 상기 엔진프로그램은 차등증폭된 샘플데이터를 소정의 데이터량마다 저역통과필터링 처리를 하여 노이즈를 제거하는 필터링기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선인터넷 기반 외국어 학습용 콘텐츠 서비스 방법.
6. 제2항에 있어서, 상기 엔진프로그램은 데이터독출기능과 관련하여 상기 다음프레임 F_m의 읽기시작위치는 상기 이전 프레임 F_m-1의 읽기시작위치에서 프레임시작간격 S_a에 동기지연 K_m을 가감한 값인 S_a±K_m(단, 0 < S_a±K_m< N)개의 샘플을 건너뛴 위치이며, 상기 동기지연 K_m은 소정의 범위 내에서 상기 다음 프레임 F_m이 상기 시간축변환신호 y(ㆍ)로서 이미 기록된 상기 이전 프레임 F_m-1과 최적 상관성을 갖도록 정하는 것을 특징으로 하는 무선인터넷 기반 외국어 학습용 콘텐츠 서비스 방법.
7. 제2항에 있어서, 상기 시간축변환시 상기 시간축변환신호 y(ㆍ)에 부가되는 각 프레임의 시작위치는 상기 프레임시작간격 S_a, 상기 재생시간조정율 α, 그리고 상기 각 프레임의 인덱스 m의 곱 mαS_a으로 정해지는 것을 특징으로 하는 무선인터넷 기반 외국어 학습용 콘텐츠 서비스 방법.
8. 제2항에 있어서, 상기 차등증폭함수 f(x_i)는 단조증가함수인 것을 특징으로 하는 무선인터넷 기반 외국어 학습용 콘텐츠 서비스 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 차등증폭함수 f(x_i)는 f(x_i)= x_i ^1/β로 표현되는 함수식인 것을 특징으로 하는 무선인터넷 기반 외국어 학습용 콘텐츠 서비스 방법.
10. 제2항에 있어서, 상기 차등증폭함수 f(x_i)를 이용한 차등증폭연산은 시간축변환 처리에 앞서 상기 데이터독출 절차에서 읽어낸 각 프레임에 대하여 수행하는 것을 특징으로 하는 무선인터넷 기반 외국어 학습용 콘텐츠 서비스 방법.
11. 제2항에 있어서, 상기 차등증폭함수 f(x_i)를 이용한 차등증폭연산은 시간축변환 처리 후에 얻어진 상기 시간축변환신호 y(ㆍ)에 대하여 수행하는 것을 특징으로 하는 무선인터넷 기반 외국어 학습용 콘텐츠 서비스 방법.