KR20160073879A - 3차원 오디오 효과를 이용한 실시간 내비게이션 시스템 - Google Patents

3차원 오디오 효과를 이용한 실시간 내비게이션 시스템 Download PDF

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KR20160073879A
KR20160073879A KR1020140182750A KR20140182750A KR20160073879A KR 20160073879 A KR20160073879 A KR 20160073879A KR 1020140182750 A KR1020140182750 A KR 1020140182750A KR 20140182750 A KR20140182750 A KR 20140182750A KR 20160073879 A KR20160073879 A KR 20160073879A
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성두용
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Abstract

본 발명은 3차원 오디오 효과를 이용한 실시간 내비게이션 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 3차원 오디오 효과를 이용한 실시간 내비게이션 시스템으로서, 스마트 디바이스의 사용자가 입력하는 내비게이션 실행 목적지 정보에 대응하여 사용자 위치 정보와, 사용자 방향 정보, 및 목적지 위치 정보를 획득하는 애플리케이션 프로그램 모듈; 상기 애플리케이션 프로그램 모듈에서 획득한 사용자 위치 정보와, 사용자 방향 정보, 및 목적지 위치 정보를 기반으로 사용자의 길 안내를 위한 시각적인 내비게이션 맵 정보를 제공하는 시각정보 제공 모듈; 및 상기 애플리케이션 프로그램 모듈에서 획득한 사용자 방향 정보와 베어링 각도 정보를 이용하여 사용자의 길 안내를 위한 청각적인 3차원 음장의 오디오 정보를 제공하는 청각정보 제공 모듈을 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 3차원 오디오 효과를 이용한 실시간 내비게이션 시스템에 따르면, 앱 형태로 제작된 내비게이션 시스템을 스마트 디바이스에 탑재하여 실행될 수 있도록 구성함으로써, 길 안내를 위한 시각적인 내비게이션 맵 정보를 최소한으로 제공하면서 사용자가 현재 듣고 있는 음악에 머리전달함수를 적용한 방위각을 합성하여 사용자의 길 안내를 위한 청각적인 3차원 음장의 오디오 정보를 제공할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 기존의 스마트 디바이스에서 시각적인 내비게이션 맵 정보만을 제공하여 사용자가 길 안내를 받을 때 계속해서 자신의 주변과 내비게이션 화면을 끊임없이 확인하면서 올바른 방향으로 진행하고 있는지를 파악해야 하는 내비게이션 사용의 번거로움을 최소화하고, 3차원 음장의 오디오 효과를 제공하는 소리를 통해 내비게이션 사용자가 좀 더 효과적으로 목적지에 도착할 수 있도록 하는 내비게이션 사용의 편의성이 향상될 수 있도록 할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명은, 사용자가 현재 듣고 있는 음악에 방위각을 합성하는 방식으로 3차원 음장의 오디오 정보가 제공되고, 3차원 음장의 오디오 정보만으로 목적지를 찾아갈 수 있도록 할 수 있으며, 기존의 내비게이션 안내에서 단순한 음성 합성을 통해 정보를 제공하는 방식으로 사용자가 느끼는 불편함이 최소화될 수 있도록 할 수 있다.

Description

3차원 오디오 효과를 이용한 실시간 내비게이션 시스템{NAVIGATION SYSTEM USING 3-DIMENSIONAL AUDIO EFFECT}
본 발명은 3차원 오디오 효과를 이용한 실시간 내비게이션 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 스마트 디바이스에 탑재되어 실행되는 앱 형태의 내비게이션 시스템으로 기존의 길 안내를 위한 시각적인 내비게이션 맵 정보를 최소한으로 제공하면서 사용자가 현재 듣고 있는 음악에 머리전달함수를 적용한 방위각을 합성하여 사용자의 길 안내를 위한 청각적인 3차원 음장의 오디오 정보를 제공함으로써, 소리를 이용하여 내비게이션 사용자가 좀 더 효과적으로 목적지에 도착할 수 있도록 하는 3차원 오디오 효과를 이용한 실시간 내비게이션 시스템에 관한 것이다.
통신 기술 및 이동통신기기의 발달과 함께 기능이 제한되어 있지 않고 애플리케이션 프로그램을 통해 상당 부분 기능을 변경하거나 확장할 수 있는 스마트 디바이스가 급격히 보급되고 있다. 스마트폰, 스마트 노트, 태블릿 PC 등의 각종 스마트 디바이스는 시간과 장소에 관계없이 인터넷, 인트라넷, 유무선 통신망, 이동통신망 등을 포함하는 네트워크의 이용이 가능하고, 각종 업무의 처리까지 가능하여 개인용 또는 업무용으로 널리 사용되고 있다. 종래의 스마트 디바이스는 GPS 수신기가 탑재되고, 내비게이션 서비스를 사용자에게 제공할 수 있도록 하고 있다.
도 1은 종래의 스마트 디바이스에서 실행된 길 찾기 내비게이션 실행 화면을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 스마트 디바이스(10)는 애플리케이션의 앱 형태로 제작된 내비게이션 앱을 탑재한 상태에서 사용자가 설정하는 목적지 정보에 기초하여 실행하면서 사용자의 현재 위치와 목적지 위치 정보 및 최적의 경로를 안내하게 된다. 즉, 종래의 스마트 디바이스(10)에서의 일반적인 내비게이션 안내는 인터넷과 GPS를 이용하여 현재 위치와 목표지점을 지도상에 나타내주고 최적의 경로를 시각적인 정보를 이용하여 나타내고 있다. 그러나 이러한 시각 정보에 기반 한 내비게이션의 경우 사용자가 올바른 방향으로 가고 있는지 끊임없이 자신의 주변과 내비게이션 화면을 확인해야 하는 불편함이 따르는 문제가 있었다. 또한, 종래의 스마트 디바이스(10)에서 실행되는 많은 내비게이션 시스템은 시각적 정보를 통해 사용자에게 목적지에 도달하기 위한 최적의 경로를 제공하고, 시각적 정보를 확인할 수 없을 경우를 대비하여 추가적으로 음성 합성을 통해 경고를 해주는 목적으로 오디오가 사용되고 있으나, 이는 사용자에게 불편함을 느끼게 하고 있다. 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0081671호는 휴대 단말기를 이용한 길 안내 방법 및 장치를 선행기술 문헌으로 개시하고 있다.
본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 앱 형태로 제작된 내비게이션 시스템을 스마트 디바이스에 탑재하여 실행될 수 있도록 구성함으로써, 길 안내를 위한 시각적인 내비게이션 맵 정보를 최소한으로 제공하면서 사용자가 현재 듣고 있는 음악에 머리전달함수를 적용한 방위각을 합성하여 사용자의 길 안내를 위한 청각적인 3차원 음장의 오디오 정보를 제공할 수 있도록 하는, 3차원 오디오 효과를 이용한 실시간 내비게이션 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 기존의 스마트 디바이스에서 시각적인 내비게이션 맵 정보만을 제공하여 사용자가 길 안내를 받을 때 계속해서 자신의 주변과 내비게이션 화면을 끊임없이 확인하면서 올바른 방향으로 진행하고 있는지를 파악해야 하는 내비게이션 사용의 번거로움을 최소화하고, 3차원 음장의 오디오 효과를 제공하는 소리를 통해 내비게이션 사용자가 좀 더 효과적으로 목적지에 도착할 수 있도록 하는 내비게이션 사용의 편의성이 향상될 수 있도록 하는, 3차원 오디오 효과를 이용한 실시간 내비게이션 시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
뿐만 아니라, 본 발명은, 사용자가 현재 듣고 있는 음악에 방위각을 합성하는 방식으로 3차원 음장의 오디오 정보가 제공되고, 3차원 음장의 오디오 정보만으로 목적지를 찾아갈 수 있도록 할 수 있으며, 기존의 내비게이션 안내에서 단순한 음성 합성을 통해 정보를 제공하는 방식으로 사용자가 느끼는 불편함이 최소화될 수 있도록 하는, 3차원 오디오 효과를 이용한 실시간 내비게이션 시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 3차원 오디오 효과를 이용한 실시간 내비게이션 시스템은,
3차원 오디오 효과를 이용한 실시간 내비게이션 시스템으로서,
스마트 디바이스의 사용자가 입력하는 내비게이션 실행 목적지 정보에 대응하여 사용자 위치 정보와, 사용자 방향 정보, 및 목적지 위치 정보를 획득하는 애플리케이션 프로그램 모듈;
상기 애플리케이션 프로그램 모듈에서 획득한 사용자 위치 정보와, 사용자 방향 정보, 및 목적지 위치 정보를 기반으로 사용자의 길 안내를 위한 시각적인 내비게이션 맵 정보를 제공하는 시각정보 제공 모듈; 및
상기 애플리케이션 프로그램 모듈에서 획득한 사용자 방향 정보와 베어링 각도 정보를 이용하여 사용자의 길 안내를 위한 청각적인 3차원 음장의 오디오 정보를 제공하는 청각정보 제공 모듈을 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 내비게이션 시스템은,
상기 애플리케이션 프로그램 모듈과 시각정보 제공 모듈 및 청각정보 제공 모듈이 앱(app) 형태로 제작되어, 상기 스마트 디바이스에 탑재되어 실행되는 프로그램인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 애플리케이션 프로그램 모듈은,
상기 목적지 위치 정보와 상기 사용자 위치 정보의 위도 및 경도를 이용하여 베어링 각도 정보를 산출하여 구할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 베어링 각도 정보는,
사용자와 목적지 간의 방향 각도를 나타내고, 3차원 음장 효과를 위한 오디오 방향의 기준이 될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 애플리케이션 프로그램 모듈은,
사용자 위치 정보와 사용자 방향 정보를 획득하는 코어 로케이션(Core location) 모듈; 및
목적지 위치 정보를 획득하는 API(Google Application Program Interface) 모듈로 구성할 수 있다.
바람직하게는, 상기 시각정보 제공 모듈은,
상기 스마트 디바이스의 디스플레이를 통해 내비게이션 맵 지도와 매핑된 사용자 위치 표시와, 목적지 위치 표시, 및 지도 회전(map rotation) 기능이 실행되는 MKMapView class와 MKA Annotation으로 설계되며, 지도 회전(map rotation)은 MKMapView의 setTransform(변환세트) 함수로 실행될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 청각정보 제공 모듈은,
다중 채널 3차원 오디오 출력을 구현하기 위한 Open AL(Open Audio Library)로 설계되고, 사용자의 길 안내를 위한 청각적인 3차원 음장의 오디오 정보가 제공될 수 있도록 상기 스마트 디바이스를 통해 사용자가 현재 듣고 있는 음악에 상기 베어링 각도 정보와 사용자 방향 정보의 차이로 구한 오디오 방향의 기준이 되는 방위각을 합성할 수 있다.
더욱 더 바람직하게는, 상기 청각정보 제공 모듈은,
방위각(수평 평면)에서의 3차원 오디오 효과를 활용하는 머리전달함수를 이용하되, 사용자의 정면을 0도로 설정하고, 방위각이 90도 이상이 될수록 3차원 음장의 오디오 정보의 신호 크기를 줄이는 방식으로 제어되고, 오디오 신호 크기의 연속성을 위하여 90도에서 180도 방향으로 갈수록 오디오 신호의 볼륨을 선형적으로 줄여주도록 제어할 수 있다.
본 발명에서 제안하고 있는 3차원 오디오 효과를 이용한 실시간 내비게이션 시스템에 따르면, 앱 형태로 제작된 내비게이션 시스템을 스마트 디바이스에 탑재하여 실행될 수 있도록 구성함으로써, 길 안내를 위한 시각적인 내비게이션 맵 정보를 최소한으로 제공하면서 사용자가 현재 듣고 있는 음악에 머리전달함수를 적용한 방위각을 합성하여 사용자의 길 안내를 위한 청각적인 3차원 음장의 오디오 정보를 제공할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 기존의 스마트 디바이스에서 시각적인 내비게이션 맵 정보만을 제공하여 사용자가 길 안내를 받을 때 계속해서 자신의 주변과 내비게이션 화면을 끊임없이 확인하면서 올바른 방향으로 진행하고 있는지를 파악해야 하는 내비게이션 사용의 번거로움을 최소화하고, 3차원 음장의 오디오 효과를 제공하는 소리를 통해 내비게이션 사용자가 좀 더 효과적으로 목적지에 도착할 수 있도록 하는 내비게이션 사용의 편의성이 향상될 수 있도록 할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명은, 사용자가 현재 듣고 있는 음악에 방위각을 합성하는 방식으로 3차원 음장의 오디오 정보가 제공되고, 3차원 음장의 오디오 정보만으로 목적지를 찾아갈 수 있도록 할 수 있으며, 기존의 내비게이션 안내에서 단순한 음성 합성을 통해 정보를 제공하는 방식으로 사용자가 느끼는 불편함이 최소화될 수 있도록 할 수 있다.
도 1은 종래의 스마트 디바이스에서 실행된 길 찾기 내비게이션 실행 화면을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 오디오 효과를 이용한 실시간 내비게이션 시스템이 스마트 디바이스의 저장부에 탑재된 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 오디오 효과를 이용한 실시간 내비게이션 시스템의 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 오디오 효과를 이용한 실시간 내비게이션 시스템의 세부 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 오디오 효과를 이용한 실시간 내비게이션 시스템의 3차원 음장의 오디오 정보 출력을 도시한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’ 되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’ 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’ 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’ 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 오디오 효과를 이용한 실시간 내비게이션 시스템이 스마트 디바이스의 저장부에 탑재된 구성을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 오디오 효과를 이용한 실시간 내비게이션 시스템의 구성을 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 오디오 효과를 이용한 실시간 내비게이션 시스템의 세부 구성을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 오디오 효과를 이용한 실시간 내비게이션 시스템의 3차원 음장의 오디오 정보 출력을 도시한 도면이다. 도 2 내지 도 4에 각각 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 오디오 효과를 이용한 실시간 내비게이션 시스템(100)은, 애플리케이션 프로그램 모듈(110), 시각정보 제공 모듈(120), 및 청각정보 제공 모듈(130)을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 내비게이션 시스템(100)은 도 2에 도시된 바와 같이, 애플리케이션 프로그램 모듈(110)과 시각정보 제공 모듈(120) 및 청각정보 제공 모듈(130)을 아이폰 앱(app) 형태로 제작하고, 스마트 디바이스(10)에 탑재되어 실행될 수 있는 프로그램으로 구성한다. 이러한 내비게이션 시스템(100)은 종래의 스마트 디바이스(10)에서 앱으로 실행되는 길 찾기 내비게이션과 같이 사용자의 길 안내를 위한 시각적인 내비게이션 맵 정보를 제공함은 물론, 사용자의 길 안내를 위한 청각적인 3차원 음장의 오디오 정보를 제공하여 좀 더 효과적으로 사용자가 목적지에 도착할 수 있도록 할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 내비게이션 시스템(100)은 소리를 이용하여 내비게이션의 사용자가 목적지를 찾아가는데 도움을 주는 애플리케이션으로서, 3차원 오디오 효과를 통해 사용자에게 나아가야 할 방향에 대한 정보를 줌으로써 소리만으로 목적지를 찾아갈 수 있도록 하고 있다.
본 발명의 내비게이션 시스템(100)이 탑재되는 스마트 디바이스(10)는 제어부(11), 무선통신부(12), GPS 모듈(13), 오디오 처리부(14), 터치스크린(15), 키입력부(16), 및 저장부(17)를 포함하여 구성될 수 있다. 제어부(11)는 스마트 디바이스(10)의 전반적인 동작을 제어하는 기능을 수행하고, 무선통신부(12)는 스마트 디바이스(10)의 무선통신을 위한 해당 데이터의 송수신 기능을 수행하며, GPS 모듈(13)은 GPS 위성 신호를 수신하는 역할을 수행하고, 오디오 처리부(14)는 디지털 오디오 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 아날로그 신호를 디지털 오디오 신호로 변환하는 역할을 수행하며, 터치스크린(15)은 입력 수단의 터치 센서와 사용자 정보 제공을 위한 디스플레이로 구성되며, 키입력부(16)는 스마트 디바이스(10)를 제어하기 위한 사용자 키 조작신호를 입력하는 것으로, 터치스크린(15)의 터치 센서만으로 모든 조작이 가능한 경우 생략될 수 있다. 저장부(17)는 스마트 디바이스(10)의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장하는 역할을 하며, 프로그램 영역과 데이터 영역으로 구분될 수 있다. 이러한 스마트 디바이스(10)는 기능의 제한 없이 애플리케이션 프로그램을 통해 기능을 변경하거나 확장할 수 있는 장치로, 이미 널리 사용되는 것이므로 불필요한 설명은 생략하기로 한다.
애플리케이션 프로그램 모듈(110)은, 스마트 디바이스(10)의 사용자가 입력하는 내비게이션 실행 목적지 정보에 대응하여 사용자 위치 정보와, 사용자 방향 정보, 및 목적지 위치 정보를 획득하는 구성이다. 이러한 애플리케이션 프로그램 모듈(110)은 목적지 위치 정보와 사용자 위치 정보의 위도 및 경도를 이용하여 베어링 각도 정보를 산출하여 구할 수 있다. 여기서, 베어링 각도 정보는 사용자와 목적지 간의 방향 각도를 나타내고, 3차원 음장 효과를 위한 오디오 방향의 기준이 된다. 또한, 애플리케이션 프로그램 모듈(110)은 사용자 위치 정보와 사용자 방향 정보를 획득하는 코어 로케이션(Core location) 모듈(111)과, 목적지 위치 정보를 획득하는 API(Google Application Program Interface) 모듈(112)로 설계 구성할 수 있다. 이때, API 모듈은 일례로서 구글 API를 적용할 수 있다.
시각정보 제공 모듈(120)은, 애플리케이션 프로그램 모듈(10)에서 획득한 사용자 위치 정보와, 사용자 방향 정보, 및 목적지 위치 정보를 기반으로 사용자의 길 안내를 위한 시각적인 내비게이션 맵 정보를 제공하는 구성이다. 이러한 시각정보 제공 모듈(120)은 스마트 디바이스(10)의 디스플레이를 통해 내비게이션 맵 지도와 매핑된 사용자 위치 표시와, 목적지 위치 표시, 및 지도 회전(map rotation) 기능이 실행되는 MKMapView class와 MKA Annotation으로 설계될 수 있으며, 지도 회전(map rotation)은 MKMapView의 setTransform(변환세트) 함수로 실행될 수 있다.
청각정보 제공 모듈(130)은, 애플리케이션 프로그램 모듈(110)에서 획득한 사용자 방향 정보와 베어링 각도 정보를 이용하여 사용자의 길 안내를 위한 청각적인 3차원 음장의 오디오 정보를 제공하는 구성이다. 이러한 청각정보 제공 모듈(130)은 다중 채널 3차원 오디오 출력을 구현하기 위한 Open AL(Open Audio Library)로 설계되고, 사용자의 길 안내를 위한 청각적인 3차원 음장의 오디오 정보가 제공될 수 있도록 스마트 디바이스(10)를 통해 사용자가 현재 듣고 있는 음악에 베어링 각도 정보와 사용자 방향 정보의 차이로 구한 오디오 방향의 기준이 되는 방위각을 합성하여 도 5에 도시된 바와 같이, 3차원 음장의 오디오 정보를 출력할 수 있다. 스마트 디바이스(10)의 사용자는 이어폰 또는 헤드폰을 통해 출력되는 3차원 음장의 오디오 정보를 사용자가 현재 듣고 있는 음악을 통해 청취하게 된다. 즉, 청각정보 제공 모듈(130)은 방위각(수평 평면)에서의 3차원 오디오 효과를 활용하는 머리전달함수를 이용하되, 사용자의 정면을 0도로 설정하고, 방위각이 90도 이상이 될수록 3차원 음장의 오디오 정보의 신호 크기를 줄이는 방식으로 제어되고, 오디오 신호 크기의 연속성을 위하여 90도에서 180도 방향으로 갈수록 오디오 신호의 볼륨을 선형적으로 줄여주도록 제어한다.
머리전달함수(HRTFs : Head Related Transfer Function)는 음원으로부터 양 귀까지의 주파수 응답을 나타내는 것으로서, 3차원 음장 효과를 구현하는 방법 중 하나이다. 이러한 머리전달함수는 주로 헤드폰에 적용되어 청자로 하여금 공간감을 느끼게 하도록 사용된다. 즉, 머리전달함수는 모든 수평면, 수직면 상의 각도에 대해 얻어지며 이를 이용하여 가상 음원의 위치에 해당하는 머리전달함수를 스테레오 신호에 합성함으로써 3차원 음장을 구현할 수 있다. 이렇게 머리전달함수는 모든 방위각과 앙각에 대해 형태를 가지며, 이는 머리, 외이에 의한 영향으로 해석할 수 있다. 따라서 사람의 머리와 외이의 크기 및 모양은 머리전달함수의 특징을 결정짓는다. 수평 평면(방위각)에 대한 머리전달함수가 공간감 형성에 미치는 영향은 양 귀 시간차이(ITD : Interaural Time Difference)와 양 귀 크기차이(ILD: Interaural Level Difference)에 의해 설명된다. 일반적으로 양 귀 시간차이와 크기 차이에 의한 공간감 형성은 사람마다 비슷한 특성을 지닌다. 즉 수평면상에서의 방향 구분은 사람마다 큰 차이가 없지만, 앞/뒤의 구분과 위/아래의 구분은 사람마다 매우 다른 특성을 지니며, 완벽한 3차원 오디오 효과를 얻기 위해서는 개개인의 모든 머리전달함수가 필요하게 된다.
본 발명에 따른 3차원 오디오 효과를 이용한 실시간 내비게이션 시스템(100)은 3차원 음장 효과를 재현하기 위해 앞서 설명한 머리전달함수를 이용한다. 특히, 머리전달함수를 이용한 3차원 음장 효과의 재현은 사용한 머리전달함수가 개인화 되어 있지 않을 경우 앞/뒤 구별의 혼동과 위/아래 구별의 혼동과 같은 오류가 존재하게 되므로, 본 발명에서는 수평면에서의 3차원 오디오 효과를 활용하기 때문에 위/아래 구별의 혼동의 경우 문제가 되지 않지만 앞/뒤의 혼동은 큰 문제가 될 수 있다. 이러한 앞/뒤 혼동을 해결하기 위해서는 개인의 머리전달함수를 측정 혹은 추정해야 하지만 이 또한 현실적으로 불가능하므로, 본 발명에서는 앞/뒤 혼동의 문제를 해결하기 위해 사용자의 정면을 0도라 설정하였을 때 방위각이 90도 이상이 될수록 즉 사용자의 뒤에서 소리가 날 경우 오디오 신호의 크기를 줄이는 방법을 제안하고 있다. 또한, 오디오 신호 크기의 연속성을 위하여 90도에서 180도 방향으로 갈수록 오디오 신호의 볼륨을 선형적으로 줄여주는 방법을 제안하고 있다. 또한, 본 발명에서는 사용자에게 어색함을 주지 않기 위하여 사용자가 현재 듣고 있는 음악에 3차원 음장 효과를 더해줌으로써 자연스러운 효과를 제공하고 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 오디오 효과를 이용한 실시간 내비게이션 시스템은, 머리전달함수를 이용한 3차원 오디오 효과 기술을 앱 형태로 구성되는 내비게이션 시스템에 적용하여 스마트 디바이스에서 실행될 수 있도록 함으로써, 모바일 디바이스와 더불어 웨어러블 기기의 등장으로 인해 시각적 정보를 최소한으로 제공하면서 사용자에게 편의성을 제공하는 것이 중요해지는 내비게이션 애플리케이션 시장에서 오디오를 활용한 내비게이션 시스템으로 시장에서의 경쟁력을 가질 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명에 따른 3차원 오디오 효과는 내비게이션 애플리케이션뿐만 아니라 게임, 음악 등의 다양한 분야에 적용되고 사용될 수 있다.
이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 스마트 디바이스 11: 제어부
12: 무선통신부 13: GPS 모듈
14: 오디오 처리부 15: 터치스크린
16: 키입력부 17: 저장부
100: 본 발명의 일실시예에 따른 내비게이션 시스템
110: 애플리케이션 프로그램 모듈 111: 코어 로케이션 모듈
112: API 모듈 120: 시각정보 제공 모듈
130: 청각정보 제공 모듈

Claims (8)

  1. 3차원 오디오 효과를 이용한 실시간 내비게이션 시스템(100)으로서,
    스마트 디바이스(10)의 사용자가 입력하는 내비게이션 실행 목적지 정보에 대응하여 사용자 위치 정보와, 사용자 방향 정보, 및 목적지 위치 정보를 획득하는 애플리케이션 프로그램 모듈(110);
    상기 애플리케이션 프로그램 모듈(10)에서 획득한 사용자 위치 정보와, 사용자 방향 정보, 및 목적지 위치 정보를 기반으로 사용자의 길 안내를 위한 시각적인 내비게이션 맵 정보를 제공하는 시각정보 제공 모듈(120); 및
    상기 애플리케이션 프로그램 모듈(110)에서 획득한 사용자 방향 정보와 베어링 각도 정보를 이용하여 사용자의 길 안내를 위한 청각적인 3차원 음장의 오디오 정보를 제공하는 청각정보 제공 모듈(130)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 3차원 오디오 효과를 이용한 실시간 내비게이션 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 내비게이션 시스템(100)은,
    상기 애플리케이션 프로그램 모듈(110)과 시각정보 제공 모듈(120) 및 청각정보 제공 모듈(130)이 앱(app) 형태로 제작되어, 상기 스마트 디바이스(10)에 탑재되어 실행되는 프로그램인 것을 특징으로 하는, 3차원 오디오 효과를 이용한 실시간 내비게이션 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 애플리케이션 프로그램 모듈(110)은,
    상기 목적지 위치 정보와 상기 사용자 위치 정보의 위도 및 경도를 이용하여 베어링 각도 정보를 산출하여 구하는 것을 특징으로 하는, 3차원 오디오 효과를 이용한 실시간 내비게이션 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 베어링 각도 정보는,
    사용자와 목적지 간의 방향 각도를 나타내고, 3차원 음장 효과를 위한 오디오 방향의 기준이 되는 것을 특징으로 하는, 3차원 오디오 효과를 이용한 실시간 내비게이션 시스템.
  5. 제3항에 있어서, 상기 애플리케이션 프로그램 모듈(110)은,
    사용자 위치 정보와 사용자 방향 정보를 획득하는 코어 로케이션(Core location) 모듈(111); 및
    목적지 위치 정보를 획득하는 API(Google Application Program Interface) 모듈(112)로 구성하는 것을 특징으로 하는, 3차원 오디오 효과를 이용한 실시간 내비게이션 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시각정보 제공 모듈(120)은,
    상기 스마트 디바이스(10)의 디스플레이를 통해 내비게이션 맵 지도와 매핑된 사용자 위치 표시와, 목적지 위치 표시, 및 지도 회전(map rotation) 기능이 실행되는 MKMapView class와 MKA Annotation으로 설계되며, 지도 회전(map rotation)은 MKMapView의 setTransform(변환세트) 함수로 실행되는 것을 특징으로 하는, 3차원 오디오 효과를 이용한 실시간 내비게이션 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 청각정보 제공 모듈(130)은,
    다중 채널 3차원 오디오 출력을 구현하기 위한 Open AL(Open Audio Library)로 설계되고, 사용자의 길 안내를 위한 청각적인 3차원 음장의 오디오 정보가 제공될 수 있도록 상기 스마트 디바이스(10)를 통해 사용자가 현재 듣고 있는 음악에 상기 베어링 각도 정보와 사용자 방향 정보의 차이로 구한 오디오 방향의 기준이 되는 방위각을 합성하는 것을 특징으로 하는, 3차원 오디오 효과를 이용한 실시간 내비게이션 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 청각정보 제공 모듈(130)은,
    방위각(수평 평면)에서의 3차원 오디오 효과를 활용하는 머리전달함수를 이용하되, 사용자의 정면을 0도로 설정하고, 방위각이 90도 이상이 될수록 3차원 음장의 오디오 정보의 신호 크기를 줄이는 방식으로 제어되고, 오디오 신호 크기의 연속성을 위하여 90도에서 180도 방향으로 갈수록 오디오 신호의 볼륨을 선형적으로 줄여주도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 3차원 오디오 효과를 이용한 실시간 내비게이션 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2019108255A1 (en) * 2017-12-01 2019-06-06 EmbodyVR, Inc. Navigation spatial placement of sound

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