KR20170139484A - 뇌파 유도 합성 사운드 생성 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 뇌파 유도 장치 및 뇌파 유도 방법으로서, 사용자의 뇌파를 원하는 뇌파 상태로 유도하는 뇌파 유도 장치 및 뇌파 유도 방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시 형태는 뇌파를 유도하는 유도 주파수를 발생하는 유도 주파수 발생부; 유도 주파수대별로 서로 다른 음원 사운드를 저장한 음원 사운드 데이터베이스; 상기 유도 주파수 발생부를 통해 발생되는 유도 주파수에 대응되는 음원 사운드를 상기 음원 사운드 데이터베이스에서 추출하여, 유도 주파수와 음원 사운드를 합성하여 뇌파 유도 합성 사운드로서 생성하는 합성부; 및 상기 뇌파 유도 합성 사운드를 아날로그 오디오로 변환하여 출력하는 변환 출력부;를 포함할 수 있다.

Description

뇌파 유도 합성 사운드 생성 장치 및 그 동작 방법{Apparatus for generating sound synthesize with brain wave induction and method for operating the same}
본 발명은 뇌파 유도 장치 및 뇌파 유도 방법으로서, 사용자의 뇌파를 원하는 뇌파 상태로 유도하는 뇌파 유도 장치 및 뇌파 유도 방법에 관한 것이다.
연구 결과에 따르면 5-17세 아이들의 대략 3.7%가 우울증 진단을 받는다고 을 한다. 이는 만일 환자 한 명당 평균 1회의 스캐닝이 이루어진다면, 연간 44억이라는 어린이/청소년 시장에 대해 대략 220만을 의미한다. 미국 국립 정신 건강 연구소에 따르면, 매년 인구의 9.5%가 하나 이상의 우울증 장애를 겪고 있고, 여성은 남성의 두 배에 해당하는 우울증을 겪고 있다. 진단이 오직 한 번의 스캐닝을 필요로 하는 반면, 치료의 추적(tracking)은 다수의 스캐닝을 필요로 할 수 있다.
정량화 뇌파(quantitative EEG) 수치가 소정의 정신 병리학적 조건들을 분석하고 진단하기 위해 일부 건강 관리 전문가들에 의해 이용되어 왔다. 예를 들어, 감정 및 관련 정신 병리학과 관련하여 정량화 뇌파를 검사한 연구사례가 있다.
이러한 연구 결과에 따르면, 좌측 및 우측 전방 정량화 뇌파 수치들 사이의 비대칭성이 우울증 정신 병리학을 보여주거나 우울증 정신 병리학 위험에 노출되어 있는 개인들과 관련되어 있음이 관찰되었다. 비대칭성 판단을 위한 정량화 뇌파 수치에 대한 분석은 잡음조작(artifacting) 이후 받아들여진 모든 시간에 대한 평균적 결과를 제공할 수 있는 고속 푸리에 변환(FFT)을 이용하여 수행될 수 있다. 적어도 두 연구 경우에 있어서, 각 개인 시간의 FFT와 이후의 좌측 또는 우측 선호 비대칭성을 가지고 백분율 시간을 판단하는 과정을 포함하는 분석을 이용하여, 실험 그룹들 사이에서 보다 큰 통계적 차이가 관찰되었다.
한편, 뇌파라 함은, 대뇌피질의 신경세포에서 흥분뉴런의 전위변화에 의해 발생되는 미약한 주기성의 전류로서 일반적으로 알려진 바와 같이 인체의 상태에 따라 주파수 대역이 서로 다르게 발생되는 경향을 나타낸다.
이와 같은 뇌파는 EEG(electro-encephalography)라는 장비를 이용하여 측정이 가능한데 상기와 같은 방식으로 뇌파의 변화를 측정함으로써 사람의 두뇌 상태를 간접적으로 파악할 수 있으며, 최근에는 특정한 자극을 인체에 제공하여 원하는 주파수 대역으로 동조된 뇌파가 발생되도록 유도하는 기술이 개발되었다.
이러한 뇌파 유도 장치는 일부 시험군에 대한 임상실험 결과나 연구를 통해서 사용 목적별로 미리 정해진 패턴(일예로서, 바이노럴 비트 이론에 따른 청각 신호의 주파수 차이)으로 형성된 시청각 자극을 일방적으로 제공하는 방식이기 때문에, 사용자 개개인의 자극에 대한 뇌활성화도 차이 또는 동일 사용자의 경우에도 현재의 신체 상태에 따른 뇌활성화도 차이는 전혀 고려하지 못하는 문제가 있다.
모든 사람의 뇌는 서로 다르기 때문에 똑 같은 패턴의 단순 청각자극이나 시각 자극으로는 각자 다른 특성에 맞춰 훈련 시킬수 없는 문제가 있다.
한국공개특허 10-2006-0007335호
본 발명의 기술적 과제는 두뇌의 기능과 활성에 대한 좌우뇌균형, 집중, 이완, 통합, 및 정서적 안정 등 이외에 많은 목적을 이룰 수 있도록 도모하도록 하는데 있다. 특히 본 발명의 기술적 과제는 두뇌의 기능적 통합을 이루게 함으로써, 인간이 가지고 있는 내면의식 확대와 잠재능력 개발을 극대화하는 수단을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시 형태는 연령대 별로 서로 상이한 뇌파를 유도하는 유도 주파수를 발생하는 유도 주파수 발생부; 유도 주파수대별로 서로 다른 음원 사운드를 저장한 음원 사운드 데이터베이스; 상기 유도 주파수 발생부를 통해 발생되는 유도 주파수에 대응되는 음원 사운드를 상기 음원 사운드 데이터베이스에서 추출하여, 유도 주파수와 음원 사운드를 합성하여 뇌파 유도 합성 사운드로서 생성하는 합성부; 및 상기 뇌파 유도 합성 사운드를 아날로그 오디오로 변환하여 출력하는 변환 출력부를 포함하며, 사용자의 기초 율동 상태, 좌우뇌 활성 발란스 관계 상태, 뇌파 주파수 대역을 포함하는 뇌파 상태를 측정하는 뇌파 측정부; 측정된 사용자의 뇌파 상태에 따라서 발생할 유도 주파수를 결정하여 상기 유도 주파수 발생부에 제공하는 유도 주파수 결정부; 주변 소음을 측정하는 소음 측정부를 더 포함하며, 상기 유도 주파수 결정부는, 측정된 소음이 설정된 임계 소음보다 클 경우 별도의 뇌파 측정없이, 뇌파를 안정화되도록 유도하는 주파수를 유도 주파수로 결정하고, 상기 유도 주파수 발생부는, 상기 연령대 별로 서로 다른 유도 주파수를 발생하되, 뇌파를 안정화되도록 유도하는 경우, 4~7세의 연령대는, 5Hz~7Hz의 유도 주파수를 발생시키고, 8~10세의 연령대는, 7Hz~9Hz의 유도 주파수를 발생시키고, 10~15세의 연령대는, 8Hz~10Hz의 유도 주파수를 발생시키고, 15~45세의 연령대에는, 9Hz~11Hz의 유도 주파수를 발생시키고, 상기 뇌파를 활성화시켜 각성화도록 유도하는 경우, 4~7세의 연령대는, 9Hz~12Hz의 유도 주파수를 발생시키고, 8~10세의 연령대는, 10Hz~13Hz의 유도 주파수를 발생시키고, 10~15세의 연령대는, 11Hz~14Hz의 유도 주파수를 발생시키고, 15~45세의 연령대에는, 12Hz~15Hz의 유도 주파수를 발생시키는 뇌파 유도 합성 사운드 생성 장치에 관한 것이다.
상기 뇌파 유도 합성 사운드 생성 장치는, 별도의 입력 수단을 통해 사용자의 연령대를 입력받아 상기 유도 주파수 발생부에 제공함을 특징으로 할 수 있다.
상기 뇌파 유도 합성 사운드 생성 장치는, 사용자의 뇌파 상태를 측정하는 뇌파 측정부; 및 측정된 사용자의 뇌파 상태에 따라서 발생할 유도 주파수를 결정하여 상기 유도 주파수 발생부에 제공하는 유도 주파수 결정부;를 포함할 수 있다.
유도 주파수 결정부는, 측정된 뇌파 상태가 설정된 기준치 이상의 활성화 상태인 경우 뇌파를 안정화되도록 유도하는 주파수를 유도 주파수로 결정하며, 측정된 뇌파 상태가 상기 기준치 미만의 안정화 상태인 경우 뇌파를 활성화되도록 유도하는 주파수를 유도 주파수로 결정할 수 있다.
또한 본 발명의 실시 형태는, 연령대 별로 서로 상이한 뇌파를 유도하는 유도 주파수를 발생하는 과정; 상기 유도 주파수 발생부를 통해 발생되는 유도 주파수에 대응되는 음원 사운드를 추출하는 과정; 유도 주파수와 음원 사운드를 합성하여 뇌파 유도 합성 사운드로서 생성하는 과정; 상기 뇌파 유도 합성 사운드를 아날로그 오디오로 변환하는 과정; 및 상기 아날로그 오디오를 스피커 또는 헤드셋을 통하여 출력하는 과정을 포함하며, 상기 유도 주파수를 발생하는 과정은, 사용자의 기초 율동 상태, 좌우뇌 활성 발란스 관계 상태, 뇌파 주파수 대역을 포함하는 뇌파 상태를 측정하는 과정; 및 측정된 사용자의 뇌파 상태에 따라서 발생할 유도 주파수를 결정하여 상기 유도 주파수를 발생하도록 하는 과정을 포함하며, 주변 소음을 측정하여 측정된 소음이 설정된 임계 소음보다 클 경우 별도의 뇌파 측정없이, 뇌파를 안정화되도록 유도하는 주파수를 유도 주파수로 결정하고, 상기 유도 주파수를 발생하는 과정은 상기 연령대 별로 서로 다른 유도 주파수를 발생하되, 뇌파를 안정화되도록 유도하는 경우, 4~7세의 연령대는, 5Hz~7Hz의 유도 주파수를 발생시키고, 8~10세의 연령대는, 7Hz~9Hz의 유도 주파수를 발생시키고, 10~15세의 연령대는, 8Hz~10Hz의 유도 주파수를 발생시키고, 15~45세의 연령대에는, 9Hz~11Hz의 유도 주파수를 발생시키고, 상기 뇌파를 활성화시켜 각성화도록 유도하는 경우, 4~7세의 연령대는, 9Hz~12Hz의 유도 주파수를 발생시키고, 8~10세의 연령대는, 10Hz~13Hz의 유도 주파수를 발생시키고, 10~15세의 연령대는, 11Hz~14Hz의 유도 주파수를 발생시키고, 15~45세의 연령대에는, 12Hz~15Hz의 유도 주파수를 발생시키는 뇌파 유도 합성 사운드 생성 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 형태에 따르면 프로그램의 활용방법은 두뇌개발로부터,정서,이완, 안정, 주의, 집중, 통합, 수면, 퍼포먼스, 마인드컨트롤, 명상, 태교 등 두뇌기능에 맞도록 설계한다면 더 많은 방법에 활용이 가능할것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 뇌파 유도 합성 사운드 생성 장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 음원 사운드 데이터베이스가 뇌파 유도 합성 사운드 생성 장치의 내부에 구비된 구성 블록도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 음원 사운드 데이터베이스가 뇌파 유도 합성 사운드 생성 장치의 외부 메모리 형태로 있는 모습을 도시한 구성 블록도.
도 4는 본 발명의 실시예에 뇌파 측정부가 구비된 뇌파 유도 합성 사운드 생성 장치의 구성 블록도.
도 5는 뇌파의 기초율동 상태를 도시한 그래프.
도 6은 뇌파의 좌우뇌 활성 발란스 관계 상태를 도시한 그래프.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 뇌파 유도 합성 사운드 생성 과정을 도시한 플로차트.
이하, 본 발명의 장점 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, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 또한 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 뇌파 유도 합성 사운드 생성 장치의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따라 음원 사운드 데이터베이스가 뇌파 유도 합성 사운드 생성 장치의 내부에 구비된 구성 블록도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 음원 사운드 데이터베이스가 뇌파 유도 합성 사운드 생성 장치의 외부 메모리 형태로 있는 모습을 도시한 구성 블록도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 뇌파 측정부가 구비된 뇌파 유도 합성 사운드 생성 장치의 구성 블록도이다.
본 발명은 뇌파 발생과 관련된 주파수 신호를 측정 분석함에 뇌 활성도가 가장 높게 나타나는 주파수 빈도와 적게 나타나는 주파수 빈도를 파악하여 파악된 주파수 빈도에 따라 특정 주파수 대역의 뇌파를 유도하기 위한 유도 주파수를 최적의 특정값으로 변조한 맞춤형 뇌파 유도신호를 사용자에게 제공하는 방식이다.
이에 사용되어지는 뇌파 분석 지수는 기초율동(폐안 안정시 나타나는 각각에 주파수의빈도수에 따른 기능적 관계), 자기조절지수(자율신경에 따른 뇌파두뇌활성도),좌우뇌균형(좌우뇌 각각의 뇌파별 활성도) 등을 파악한다. 이에 따른 필요한 뇌파유도 주파수와 이에 유도된 주파수와 공조하는 음악사운드를 합성하여 동시에 제공 함으로서 두뇌훈련을 이루게 하는 것으로 훈련에 목적은 두뇌의 기능과 활성에 대한 좌우뇌균형, 집중, 이완, 통합, 및 정서적 안정 등 이외에 많은 목적을 이룰 수 있도록 도모하며, 특히 동시에 두뇌의 기능적 통합을 이루게 함으로써, 인간이 가지고 있는 내면의식 확대와 잠재능력 개발을 극대화할 수 있다.
이에 따라 두뇌는 스스로 이완과 안정, 각성과 집중, 감정과 정서, 통합과 사회성 등을 조절하는 기능이 강화되도록 하는 종합 두뇌계발 훈련이 이루어질 수 있다.
이를 위하여 본 발명의 뇌파 유도 합성 사운드 생성 장치(100)는, 유도 주파수 발생부(110), 음원 사운드 데이터베이스(120), 합성부(130), 변환 출력부(140)를 포함할 수 있다. 이밖에 뇌파 측정부(150), 유도 주파수 결정부(160), 및 소음 측정부(170)를 더 포함할 수 있다.
유도 주파수 발생부(110)는, 뇌파를 유도하는 유도 주파수를 발생하는 기능을 수행한다. 사용자의 연령, 뇌파 상태에 따라 그에 상응하는 뇌파를 유도하는 유도 주파수를 발생하는 것이다.
뇌파는 델타파, 세타파, 알파파, 베타파, SMR파 등이 있다.
델타파는 깊은 수면에 빠질 때 지배적인 뇌파이다. 대부분의 사람들은 델타파 상태에 있을 때, 수면 또는 무의식 상태에 있게 되지만 델타파가 지배하고 있는 동안 의식을 유지할 수 있다. 이것은 어떤 깊은 황홀경 같은 상태 또는‘비육체적인’상태와 관련되어 있다고 할 수 있다. 델타파 상태에 있는 동안, 두뇌는 막대한 치료 성장호르몬의 분출을 작동시킨다
세타파는, 고요함과 릴렉세이션이 더 깊어져 몽롱한 상태에 이르게 될때, 뇌파는 더 느려지고, 더욱 강력한 리듬 세타파로 바뀐다. 세타파는 수면과 깨어 있는 상태중간의 여명상태 (twilight; 꾸벅 조는 상태)라 불리운다. 세타파는 종종 불 예측적이고 꿈 같은 정신적 이미지와 동반된다. 이 이미지는 생생한 기억, 특히 어린 시절의 기억들과 동반되곤 한다. 세타파는 무의식적 침전, 환상, 자유연상, 갑작스러운 통찰, 창의적 아이디어를 제공한다. 세타파는 신비하고 미묘한 것이어서 오랫동안 실험자들은 그것을 연구하기가 어려웠다. 왜냐하면 세타파에 있는 동안 의식을 유지하기가 어렵기 때문이다. 대부분의 사람들은 막대한 양의 세타파가 만들어지면 곧 수면에 빠지게 된다.
알파파는 눈을 감고 릴렉스한 상태, 수동적, 그리고 집중하고 있지 않은 상태일 때 뇌파활동은 느려진다. 만약 아주 릴렉스 되고 정신적으로 비집중 상태에 있다면, 알파파는 즐거운 느낌과 고요함을 만들어내면서 전두뇌를 지배하게 된다. 알파 상태는 두뇌의 ‘중립’ 또는 한가한 상태처럼 보인다. 건강하고 스트레스에 지배되지 않은 사람들은 많은 양의 알파파를 만들어낸다. 현저한 알파파의 결핍은 불안, 스트레스, 뇌 활성저하, 과도한 의식활동을 가져온다.
베타파는 가장 빠른 뇌파인 베타파는 초당 약 13-60Hz (헤르츠,Hertz의 약자) 이상까지의 주파수 범위를 말한다. 일반적으로 외부세계에 대해 깨어 있거나, 눈을 뜨고 집중하는 상태 또는 구체적이고 특별한 문제를 다루고 있을 때의 베타파(특히 13-40Hz 사이)는 두뇌에서 가장 지배적이고 강력하게 활동한다. 베타파는 민첩성, 각성, 집중, 인식력과 관련되어 있으며, 과도할 경우 불안을 유발시키기도 한다.
SMR파(Sensorymotor Rhythm)는 생리적으로는 이완 상태이고 의식적으로는 각성된 상태를 말하며 면역력이나 스트레스에 대한 저항능력을 말한다, 각성 능력을 보여주는 지표이며 두뇌 발달에 가장 중심적 뇌파이다.오감에서 들어오는 외부의 감각 센서와 운동 능력을 말한다.
모든 사람의 뇌는 서로 다르다. 똑 같은 패턴의 단순 청각자극이나 시각 자극으로는 각자 다른 특성에 맞춰 훈련 시킬수 없다. 본 발명은 각자의 뇌 특성에 맞춰 자신에게 최적인 맞춤형 뇌 계발 훈련 방법을 제공한다. 맞춤형 프로그램을 통하여 가장 효율적으로 두뇌가 활동하도록 하며, 좌우뇌군형을 맞춰 뇌를 건강하게 하여 의식적 균형과 정서적 안정 및 학습과 정서 발달을 도모한다.
좌우뇌균형 두뇌 활성 파악은 어린이 발달상태 파악의 가장 필수사항이며 파악한 정보에 따라 아이의 행동성향, 학습성향, 및 정서성향 등 전반적인 패턴 성향이 나타나므로 이에 균형적 조건의 프로그램을 제공 함으로써 가장 효율적인 안정과 이완 및 균형적 두뇌 발달을 도모할 수 있다.
이를 위해 본 발명의 유도 주파수 발생부(110)는, 수면/잠재의식/초감각 강화 프로그램으로 구동시키고자 하는 경우 델타파에 상응하는 유도 주파수를 발생시킨다. 또한 내면의식/기억력/창의력/명상/퍼포먼스 강화 프로그램으로 구동시키고자 하는 경우 세타파에 상응하는 유도 주파수를 발생시킨다. 또한 이완능력/에너지/기억력/창의력 강화 프로그램으로 구동시키고자 하는 경우 알파파에 상응하는 유도 주파수를 발생시킨다. 또한 주의력/집중력 강화프로그램으로 구동시키고자 하는 경우 베타파에 상응하는 유도 주파수를 발생시킨다. 또한 가성능력 강화 프로그램으로 구동시키고자 하는 경우 SMR파에 상응하는 유도 주파수를 발생시킨다.
음원 사운드 데이터베이스(120)는, 유도 주파수대별로 서로 다른 음원 사운드를 저장한 데이터베이스(DB;DataBase)이다. 이러한 음원 사운드 데이터베이스(120)는, 도 2에 도시한 바와 같이 뇌파 유도 합성 사운드 생성 장치(100)의 내부에 마련될 수 있으며, 또는 도 3에 도시한 바와 같이 하드디스크 드라이브(Hard Disk Drive), SSD 드라이브(Solid State Drive), 플래시메모리(Flash Memory), CF카드(Compact Flash Card), SD카드(Secure Digital Card), SM카드(Smart Media Card), MMC 카드(Multi-Media Card) 또는 메모리 스틱(Memory Stick) 등 정보의 입출력이 가능한 모듈로서 장치의 외부에 별도로 구비되어 있을 수도 있다.
유도 주파수의 주파수 대역별로 그에 상응하는 음원 사운드가 저장되어 있다. 예를 들어, 7Hz~8Hz의 유도 주파수에는 제1음원 사운드가 할당되어 저장되며, 9Hz~10Hz의 유도 주파수에는 제2음원 사운드가 할당되어 저장되며, 11Hz~15Hz의 유도 주파수에는 제3음원 사운드가 할당되어 저장될 수 있다. 예컨대, 제1음원 사운드의 경우 7Hz~8Hz의 유도 주파수의 효율을 극대화할 수 있는 제1템포의 음악이며, 제2음원 사운드의 경우 7Hz~8Hz의 유도 주파수의 효율을 극대화할 수 있는 제2템포의 음악이며, 제3음원 사운드의 경우 7Hz~8Hz의 유도 주파수의 효율을 극대화할 수 있는 제3템포의 음악이 해당될 수 있다. 이때, 제1템포<제2템포<제3템포의 음악 템포 속도 특성을 가질 수 있다. 그러나 이는 하나의 실시예에 불과할 뿐이지, 실험 및 연구를 통하여 각 유도 주파수별로 효과를 극대화할 수 있는 음원 사운드를 할당할 수 있다.
합성부(130)는, 유도 주파수 발생부(110)를 통해 발생되는 유도 주파수에 대응되는 음원 사운드를 음원 사운드 데이터베이스(120)에서 추출하여, 유도 주파수와 음원 사운드를 합성하여 뇌파 유도 합성 사운드로서 생성한다. 따라서 뇌파 유도 합성 사운드는, 유도 주파수와 음원 사운드를 합성된 값이다.
또한 합성부(130)는, 음원 사운드 데이터베이스(120)에서 유도 주파수에 대응되는 음원 사운드를 추출할 수 있지만, 별도의 외부의 장치로부터 음원 사운드를 제공받아 합성에 이용할 수 있다.
변환 출력부(140)는, 유도 주파수와 음원 사운드가 합성된 뇌파 유도 합성 사운드를 아날로그 오디오로 변환하여 출력한다. 유도 주파수는 주파수 형태로 되어 있을 뿐이 오디오 형태가 아니다. 따라서 주파수를 오디오로서 변환하는 것이다. 예를 들어, 7Hz 유도 주파수의 경우 1초에 7번 진동을 하는 것이므로 1초에 7번의 뚜뚜뚜 소리를 발생시킨다. 마찬가지로 음원 사운드 데이터베이스(120)에 저장된 음원 사운드는 디지털 데이터값이므로, 이를 복조(decoding)하여 아날로그 형태의 오디오로 변환한다.
또한 본 발명의 뇌파 유도 합성 사운드 생성 장치(100)는, 변환된 오디오를 외부로 출력하는 출력 수단(200)을 구비할 수 있다. 이러한 출력 수단(200)은, 스피커, 헤드셋 등으로 구현될 수 있다.
또한 본 발명의 뇌파 유도 합성 사운드 생성 장치(100)는, 표시 수단(300)을 포함할 수 있다. 표시 수단(300)은, 뇌파 분석 결과, 유도 주파수 생성 진행 상황 등을 표시할 수 있다. 표시 수단(300)은 도면에서는 모니터로 표시하였지만, LCD 디스플레이, LED 디스플레이, 및 터치 스크린 패널 등 다양한 형태의 표시 수단(300)으로 이루어질 수 있다.
한편, 유도 주파수 발생부(110)에서 발생하는 유도 주파수의 주파수의 주파수 대역을 결정하는 것은 두 가지 방식으로 이루어질 수 있다.
하나는, 별도의 입력 수단(400)을 통해 유도 주파수의 주파수 대역을 입력받아 결정하는 방식이고, 다른 하나는 뇌파 분석을 통해 그에 상응하는 유도 주파수의 주파수 대역을 결정하는 방식이다.
우선, 입력 수단(400)을 통해 유도 주파수의 주파수 대역을 입력받는 예를 설명하면, 유도 주파수 발생부(110)는 별도의 입력 수단(400)을 통해 사용자의 연령대를 입력받아 연령대별로 그에 해당하는 유도 주파수를 발생시킨다.
유도 주파수 발생부(110)는, 뇌파를 안정화되도록 유도하는 경우에, 4~7세의 연령대에는, 5Hz~7Hz의 유도 주파수를 발생하며, 8~10세의 연령대에는, 7Hz~9Hz의 유도 주파수를 발생하며, 10~15세의 연령대에는, 8Hz~10Hz의 유도 주파수를 발생하며, 15~45세의 연령대에는, 9Hz~11Hz의 유도 주파수를 발생한다.
또한 유도 주파수 발생부(110)는, 뇌파를 활성화시켜 각성화도록 유도하는 경우에, 4~7세의 연령대에는, 9Hz~12Hz의 유도 주파수를 발생하며, 8~10세의 연령대에는, 10Hz~13Hz의 유도 주파수를 발생하며, 10~15세의 연령대에는, 11Hz~14Hz의 유도 주파수를 발생하며, 15~45세의 연령대에는, 12Hz~15Hz의 유도 주파수를 발생시킨다.
결국, 필요한 두뇌 기능상태에 맞도록 목적에 부합된 뇌 기능 파악에 따른 사운드를 제공함에 좌뇌와 우뇌를 분리하여 정보를 제공하여 일정한 시간이 지나면서 두뇌활성에 균형을 이루게 한다. 따라서 영아는 영아답게, 유아는 유아답게, 아동은 아동답게, 성인은 성인에 맞는 각각에 주파수를 제공하고 유도함으로써 두뇌의 기능이 조화롭게 이룰 수 있도록 할 수 있다.
일반적으로 위에서 보이는 각성 상태보다 낮으면 두뇌의 각성저하(Under Arousal)와 같은 형태를 보이고 있고 이보다 높으면 오히려 과각성(Over Arousal)된 상태로 고집과 타협을 싫어하는 자기주관적인 행동과 정서성향이 보이며 다른 아이에 대한 배려나 양보 보다는 자기중심적 행동을 보이므로 교육에 집중 할 수 없는 배타적 문제아로 성장하게 될 수 있는 것이다.
두뇌의 생리적 기저는 상위뇌(Beta13-20Hz,기억,감정,계획,의사결정,고도의 의식작용). 중위뇌(Theta 4Hz-7Hz, 감각유입, 변연, 동기화된 행동과 정서), 하위뇌(Delta,0-3Hz생존,본능적 반사행동, 운동과 관련된 감각정보의 조직화, SMR 12Hz-15Hz 각성(Arousal)의 특성을 가지므로, 본 발명은 위와 같은 기능의 연결 망이 적절하게 관계하여 이완 및 안정, 각성과 집중, 통합과 사회성 등에 잘 융화되고 지속적 두뇌 발달이 이루어지도록 함과 동시에 스스로에 대한 자긍심과 자부심을 키워주며 두뇌의 기능적 관계를 최적화하며 최상에 상태를 이룰 수 있도록 도와 줄 수 있다.
이를 위하여 입력 수단(400)은 연령대를 사용자로부터 입력받아 유도 주파수에 제공하며, 유도 주파수는 입력된 연령대에 따른 유도 주파수를 발생시킬 수 있다.
참고로, 도면에서는 입력 수단(400)을 키보드로 도시하였지만, 이밖에 터치 스크린 패널로도 구현할 수 있는데, 터치 스크린 패널이라 함은, 화면 표시 수단(300)일 뿐만 아니라 터치펜이나 손가락 등의 터치 수단에 의하여 터치를 감지하는 입력 수단(400)이다. 참고로, 터치 스크린 패널은, 저항막 방식, 정전 용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식 중 어느 하나의 방식의 터치 패널로 구현될 수 있다. 터치 패널은 CRT나 LCD 등과 조합시켜 문장과 그림 등이 표시되어 있는 장소를 직접 누름으로써 기기를 제어할 수 있는 투명 스위치 패널이다.
한편, 유도 주파수 발생부(110)에서 발생하는 유도 주파수의 주파수의 주파수 대역을 결정하는데 있어서, 상기에서 설명한 입력부를 이용하여 연령대를 입력하는 방식이 아니라 다른 하나의 방식은, 뇌파 분석을 통해 그에 상응하는 유도 주파수의 주파수 대역을 결정하는 방식이다.
이를 위하여 뇌파 유도 합성 사운드 생성 장치(100)는, 도 4에 도시한 바와 같이 뇌파 측정부(150), 및 유도 주파수 결정부(160)를 포함할 수 있다.
뇌파 측정부(150)는, 뇌파 유도 합성 사운드 생성 장치(100)를 사용할 사용자의 뇌파 상태를 측정한다.
뇌파 측정시에 파악되는 뇌파 상태는 기초 율동 상태, 좌우뇌 활성 발란스 관계 상태, 뇌파 주파수 대역 등을 포함할 수 있다.
기초율동 상태란 도 5에 도시한 바와 같이 눈을 감고 각성 상태에서 안정을 취하였을 시 나오는 뇌파로서 두뇌의 발달정도를 알 수 있는 지표로서(학습능력,언어능력,사고능력,사회능력)등을 파악하는데 활용되어 진다.
예컨대, 도 5(a)를 참조하면, 빨강색으로 표시된 율동 우뇌는 자신의 나이에 맞는(7Hz) 율동이라면 파랑색으로 좌뇌는 우뇌에 비해 월등히 낮은 주파수로 논리력,수리력, 계산능력, 추리력,등에 낮은 학습능력을 보일수가 있다.
도 5(b)를 참조하면, 파랑색의 좌뇌의 율동은 정상(7Hz)이면서 4Hz가 있어서 효율성이 약하고, 반면에 빨강색 우뇌의 9Hz가 너무 많은 표면으로 나온 관계로 게임이나 TV를 너무 많이 시청할 수가 있습니다.
도 5(c)를 참조하면, 자신의 나이에 맞는 율동(7Hz)으로 좌우뇌의 기능적 균형으로 정서적 안정과 이완 그리고 주의와 집중을 잘 이룰수 있는 뇌파이다.
도 5(d)를 참조하면, 자신의 율동(8Hz)이라면 정상적 율동이나 4Hz 에서 발생하는 것에 원인을 파악할 필요가 있으며 아마도 심리적 긴장이나 초기유아시 불안한 정서가 원인일수도 있다.
또한 좌우뇌 활성 발란스 관계 상태는, 좌우뇌의 발란스 상태를 나타내는 것으로서, 도 6(a)에 도시한 바와 같이 좌우뇌 활성이 균형이 맞을수도 있으며, 도 6(b)에 도시한 바와 같이 좌우뇌 활성이 불균형 상태를 가질 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이 뇌파 측정부(150)는 사용자의 뇌파 상태를 측정하여 유도 주파수 결정부(160)로 제공한다.
유도 주파수 결정부(160)는, 측정된 사용자의 뇌파 상태에 따라서 발생할 유도 주파수를 결정하여 유도 주파수 발생부(110)에 제공한다. 유도 주파수 결정부(160)는, 측정된 뇌파 상태에 따라서 그에 대응하는 유도 주파수를 결정할 수 있다. 예를 들어, 측정된 뇌파 상태가 설정된 기준치 이상의 활성화 상태인 경우 뇌파를 안정화되도록 유도하는 주파수를 유도 주파수로 결정하며, 측정된 뇌파 상태가 기준치 미만의 안정화 상태인 경우 뇌파를 활성화되도록 유도하는 주파수를 유도 주파수로 결정할 수 있다. 측정되는 뇌파 상태에 따라서 이밖에 다른 다양한 유두 주파수를 결정할 수 있을 것이다.
*한편, 공사 현장, 공항, 차도 등과 같이 주변의 소음이 너무 큰 경우, 심리적 안정이 필요하다. 이럴 경우 별도의 뇌파 측정없이 주변 환경을 고려하여 유도 주파수를 결정할 수 있다. 이를 위해 뇌파 유도 합성 사운드 생성 장치(100)는, 주변 소음을 측정하는 소음 측정부(170)를 더 포함할 수 있다. 상기 유도 주파수 결정부(160)는, 측정된 소음이 설정된 임계 소음보다 클 경우 뇌파를 안정화되도록 유도하는 주파수를 유도 주파수로 결정하여 유도 주파수 발생부(110)에 제공한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 뇌파 유도 합성 사운드 생성 과정을 도시한 플로차트이다.
우선, 뇌파를 유도하는 유도 주파수를 발생하는 과정을 가진다. 유도 주파수의 발생은, 도 주파수 발생부에서 발생하는 유도 주파수의 주파수의 주파수 대역을 결정하는 것은 두 가지 방식으로 이루어질 수 있다. 하나는, 별도의 입력 수단을 통해 유도 주파수의 주파수 대역을 입력받아 결정하는 방식이고, 다른 하나는 뇌파 분석을 통해 그에 상응하는 유도 주파수의 주파수 대역을 결정하는 방식이다.
유도 주파수를 발생한 후, 발생되는 유도 주파수에 대응되는 음원 사운드를 추출하는 과정을 가진다. 음원 사운드 데이터베이스에는, 유도 주파수의 주파수 대역별로 그에 상응하는 음원 사운드가 저장되어 있다. 예를 들어, 7Hz~8Hz의 유도 주파수에는 제1음원 사운드가 할당되어 저장되며, 9Hz~10Hz의 유도 주파수에는 제2음원 사운드가 할당되어 저장되며, 11Hz~15Hz의 유도 주파수에는 제3음원 사운드가 할당되어 저장될 수 있다.
그 후, 유도 주파수와 음원 사운드를 합성하여 뇌파 유도 합성 사운드로서 생성하는 과정을 가진다. 즉, 유도 주파수에 대응되는 음원 사운드를 음원 사운드 데이터베이스에서 추출하여, 유도 주파수와 음원 사운드를 합성하여 뇌파 유도 합성 사운드로서 생성한다. 따라서 뇌파 유도 합성 사운드는, 유도 주파수와 음원 사운드를 합성된 값이다.
그 후, 뇌파 유도 합성 사운드를 아날로그 오디오로 변환하는 과정을 가진다. 유도 주파수와 음원 사운드가 합성된 뇌파 유도 합성 사운드를 아날로그 오디오로 변환하는 것이다. 유도 주파수는 주파수 형태로 되어 있을 뿐이 오디오 형태가 아니다. 따라서 주파수를 오디오로서 변환하는 것이다.
변환된 아날로그 오디오는, 스피커 또는 헤드셋을 통하여 출력됨으로써 사용자가 들을 수 있다.
상술한 본 발명의 설명에서의 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것으로, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경 및 균등한 타의 실시예가 가능한 것이다.
100:뇌파 유도 합성 사운드 생성 장치
110:유도 주파수 발생부
120:음원 사운드 데이터베이스
130:합성부
140:변환 출력부
150:유도 주파수 결정부
160:뇌파 측정부
170:소음 측정부

Claims (2)

  1. 연령대 별로 서로 상이한 뇌파를 유도하는 유도 주파수를 발생하는 유도 주파수 발생부;
    유도 주파수대별로 서로 다른 음원 사운드를 저장한 음원 사운드 데이터베이스;
    상기 유도 주파수 발생부를 통해 발생되는 유도 주파수에 대응되는 음원 사운드를 상기 음원 사운드 데이터베이스에서 추출하여, 유도 주파수와 음원 사운드를 합성하여 뇌파 유도 합성 사운드로서 생성하는 합성부; 및
    상기 뇌파 유도 합성 사운드를 아날로그 오디오로 변환하여 출력하는 변환 출력부를 포함하며,
    사용자의 기초 율동 상태, 좌우뇌 활성 발란스 관계 상태, 뇌파 주파수 대역을 포함하는 뇌파 상태를 측정하는 뇌파 측정부;
    측정된 사용자의 뇌파 상태에 따라서 발생할 유도 주파수를 결정하여 상기 유도 주파수 발생부에 제공하는 유도 주파수 결정부;
    주변 소음을 측정하는 소음 측정부를 더 포함하며,
    상기 유도 주파수 결정부는, 측정된 소음이 설정된 임계 소음보다 클 경우 별도의 뇌파 측정없이, 뇌파를 안정화되도록 유도하는 주파수를 유도 주파수로 결정하고,
    상기 유도 주파수 발생부는,
    상기 연령대 별로 서로 다른 유도 주파수를 발생하되, 뇌파를 안정화되도록 유도하는 경우, 4~7세의 연령대는, 5Hz~7Hz의 유도 주파수를 발생시키고, 8~10세의 연령대는, 7Hz~9Hz의 유도 주파수를 발생시키고, 10~15세의 연령대는, 8Hz~10Hz의 유도 주파수를 발생시키고, 15~45세의 연령대에는, 9Hz~11Hz의 유도 주파수를 발생시키고,
    상기 뇌파를 활성화시켜 각성화도록 유도하는 경우, 4~7세의 연령대는, 9Hz~12Hz의 유도 주파수를 발생시키고, 8~10세의 연령대는, 10Hz~13Hz의 유도 주파수를 발생시키고, 10~15세의 연령대는, 11Hz~14Hz의 유도 주파수를 발생시키고, 15~45세의 연령대에는, 12Hz~15Hz의 유도 주파수를 발생시키는 뇌파 유도 합성 사운드 생성 장치.
  2. 연령대 별로 서로 상이한 뇌파를 유도하는 유도 주파수를 발생하는 과정;
    상기 유도 주파수 발생부를 통해 발생되는 유도 주파수에 대응되는 음원 사운드를 추출하는 과정;
    유도 주파수와 음원 사운드를 합성하여 뇌파 유도 합성 사운드로서 생성하는 과정;
    상기 뇌파 유도 합성 사운드를 아날로그 오디오로 변환하는 과정; 및
    상기 아날로그 오디오를 스피커 또는 헤드셋을 통하여 출력하는 과정을 포함하며,
    상기 유도 주파수를 발생하는 과정은,
    사용자의 기초 율동 상태, 좌우뇌 활성 발란스 관계 상태, 뇌파 주파수 대역을 포함하는 뇌파 상태를 측정하는 과정; 및
    측정된 사용자의 뇌파 상태에 따라서 발생할 유도 주파수를 결정하여 상기 유도 주파수를 발생하도록 하는 과정을 포함하며,
    주변 소음을 측정하여 측정된 소음이 설정된 임계 소음보다 클 경우 별도의 뇌파 측정없이, 뇌파를 안정화되도록 유도하는 주파수를 유도 주파수로 결정하고,
    상기 유도 주파수를 발생하는 과정은
    연령대별로 서로 다른 유도 주파수를 발생하되, 뇌파를 안정화되도록 유도하는 경우, 4~7세의 연령대는, 5Hz~7Hz의 유도 주파수를 발생시키고, 8~10세의 연령대는, 7Hz~9Hz의 유도 주파수를 발생시키고, 10~15세의 연령대는, 8Hz~10Hz의 유도 주파수를 발생시키고, 15~45세의 연령대에는, 9Hz~11Hz의 유도 주파수를 발생시키고,
    상기 뇌파를 활성화시켜 각성화도록 유도하는 경우, 4~7세의 연령대는, 9Hz~12Hz의 유도 주파수를 발생시키고, 8~10세의 연령대는, 10Hz~13Hz의 유도 주파수를 발생시키고, 10~15세의 연령대는, 11Hz~14Hz의 유도 주파수를 발생시키고, 15~45세의 연령대에는, 12Hz~15Hz의 유도 주파수를 발생시키는 뇌파 유도 합성 사운드 생성 방법.
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KR20220059401A (ko) * 2020-11-02 2022-05-10 정요한 개인별 맞춤형 주파수 검색 장치 및 그 방법

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