KR20190086088A - 전자 장치, 그 제어 방법 및 컴퓨터 판독가능 기록 매체 - Google Patents

전자 장치, 그 제어 방법 및 컴퓨터 판독가능 기록 매체 Download PDF

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Abstract

전자 장치가 개시된다. 본 전자 장치는, 통신부, 디스플레이 및 문자 입력창 및 복수의 문자 키를 포함하는 키보드 UI를 표시하도록 디스플레이를 제어하고, 통신부를 통해 획득된 뇌파 신호 중 F7 채널, F8 채널및 AF3 채널 중 적어도 하나의 채널의 신호를 이용하여 복수의 문자 키 중 입력될 문자 키를 식별하고, 식별된 문자 키에 대응되는 문자를 문자 입력창에 표시하도록 디스플레이를 제어하는 프로세서를 포함한다.

Description

전자 장치, 그 제어 방법 및 컴퓨터 판독가능 기록 매체{ ELECTRONIC APPARATUS, METHOD FOR CONTROLLING THEREOF AND THE COMPUTER READABLE RECORDING MEDIUM }
본 개시는 전자 장치, 그 제어 방법 및 컴퓨터 판독가능 기록 매체에 대한 것으로, 보다 상세하게는, 시선 이동에 대응되는 뇌파를 이용하여 실시간으로 텍스트를 입력하는 전자 장치, 그 제어 방법 및 컴퓨터 판독가능 기록 매체에 관한 것이다.
다양한 형태의 디스플레이 장치(예를 들어, TV, 휴대폰, 노트북, PDA 등)가 개발됨에 따라, 사용자는 일상 생활에서 디스플레이 장치를 조작해야 하는 상황과 자주 마주치게 된다. 디스플레이 장치를 조작하는 일반적인 방법에 있어서, 사용자는 버튼, 스위치, 휠, 터치 등의 입력 수단을 통해 입력 명령을 입력한다. 이때, 사용자는, 입력 수단을 조작하기 위해서 손을 이용한다.
그러나, 작은 버튼 또는 소프트 키보드에서 정확한 손의 조작이 필요하며, 손을 사용할 수 없는 경우에는 디스플레이 장치를 조작하기 힘든 불편함이 있었다.
이에 사용자의 뇌파, 특히 P300 신호를 이용하거나, 사용자의 안구의 움직임을 감지하여 디스플레이 장치를 제어하는 방법이 개발되었다.
그러나, P300 신호는 외부 자극이 필요하고, 피드백이 느리며, 소리 등의 외부 자극에 의해 영향을 받으므로 정확성이 높지 않다는 문제가 있었다. 안구의 움직임을 물리적으로 감지하는 방법 또한 이를 이용하여 제어를 수행하기에는 정확도가 떨어지고, 피드백이 지연되는 문제가 있었다.
이에 따라, 손을 사용하지 않고도 디스플레이 장치를 보다 빠르고 정확하게 제어할 수 있는 기술의 필요성이 대두되었다.
본 개시는 상술한 필요성에 따라 안출된 것으로, 본 개시의 목적은 시선 이동에 대응되는 뇌파를 이용하여 실시간으로 텍스트를 입력할 수 있는 전자 장치, 그 제어 방법 및 컴퓨터 판독가능 기록 매체를 제공하는 데 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 통신부, 디스플레이 및 문자 입력창 및 복수의 문자 키를 포함하는 키보드 UI를 표시하도록 상기 디스플레이를 제어하고, 상기 통신부를 통해 획득된 뇌파 신호 중 F7 채널, F8 채널및 AF3 채널 중 적어도 하나의 채널의 신호를 이용하여 상기 복수의 문자 키 중 입력될 문자 키를 식별하고, 상기 식별된 문자 키에 대응되는 문자를 상기 문자 입력창에 표시하도록 상기 디스플레이를 제어하는 프로세서를 포함한다.
이 경우, 상기 획득된 뇌파 신호는, 사용자의 4 방향의 시선 이동 동작 또는 눈 깜빡임 동작에 따라 획득될 수 있다.
한편, 상기 프로세서는, 상기 획득된 뇌파 신호의 파형을 식별하고, 식별된 뇌파 신호의 파형에 기초하여 상기 입력될 문자 키를 식별할 수 있다.
이 경우, 상기 프로세서는, 상기 획득된 뇌파 신호를 복수의 구간으로 나누고, 각 구간 별로 획득된 신호 값의 평균 값을 이용하여 상기 획득된 뇌파 신호의 파형을 식별할 수 있다.
한편, 상기 획득된 뇌파 신호는, 상기 F7 채널의 신호 및 상기 F8 채널의 신호를 포함하고, 사용자 시선의 좌우 방향 또는 아랫 방향의 움직임 여부에 따라 상기 F7 채널의 신호 및 상기 F8 채널의 신호 각각의 파형이 위로 볼록(convex up)하거나 아래로 볼록(convex downward)할 수 있다.
이 경우, 상기 입력된 뇌파 신호는, AF3 채널의 신호를 더 포함하고, 상기 사용자 시선의 윗 방향의 움직임 또는 눈 깜빡임 여부에 따라 상기 AF3 채널의 신호의 파형의 폭이 달라질 수 있다.
한편, 상기 프로세서는, 상기 획득된 뇌파 신호의 파형에 기초하여, 상기 표시된 복수의 문자 키를 상기 복수의 문자 키 중 상기 획득된 뇌파 신호에 대응되는 적어도 하나의 문자 키로 변경할 수 있다.
한편, 상기 프로세서는, 상기 획득된 뇌파 신호에 기초하여 입력된 첫 문자와 관련된 적어도 하나의 단어 또는 적어도 하나의 웹 페이지 주소를 표시하도록 상기 디스플레이를 제어할 수 있다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 제어 방법은, 문자 입력창 및 복수의 문자 키를 포함하는 키보드 UI를 표시하는 단계, 획득된 뇌파 신호 중 F7 채널, F8 채널및 AF3 채널 중 적어도 하나의 채널의 신호를 이용하여 상기 복수의 문자 키 중 입력될 문자 키를 식별하는 단계 및 상기 식별된 문자 키에 대응되는 문자를 상기 문자 입력창에 표시하는 단계를 포함한다.
이 경우, 상기 획득된 뇌파 신호는, 사용자의 4 방향의 시선 이동 동작 또는 눈 깜빡임 동작에 따라 결정될 수 있다.
한편, 상기 식별하는 단계는, 상기 획득된 뇌파 신호의 파형을 식별하고, 식별된 뇌파 신호의 파형에 기초하여 상기 입력될 문자 키를 식별할 수 있다.
이 경우, 상기 식별하는 단계는, 상기 획득된 뇌파 신호를 복수의 구간으로 나누고, 각 구간 별로 획득된 신호 값의 평균 값을 이용하여 상기 획득된 뇌파 신호의 파형을 식별할 수 있다.
한편, 상기 획득된 뇌파 신호는, 상기 F7 채널의 신호 및 상기 F8 채널의 신호를 포함하고, 사용자 시선의 좌우 방향 또는 아랫 방향의 움직임 여부에 따라 상기 F7 채널의 신호 및 상기 F8 채널의 신호 각각의 파형이 위로 볼록(convex up)하거나 아래로 볼록(convex downward)할 수 있다.
이 경우, 상기 입력된 뇌파 신호는, 상기 AF3 채널의 신호를 더 포함하고, 상기 사용자 시선의 윗 방향의 움직임 또는 눈 깜빡임 여부에 따라 상기 AF3 채널의 신호의 파형의 폭이 달라질 수 있다.
한편, 상기 획득된 뇌파 신호의 파형에 기초하여, 상기 표시된 복수의 문자 키를 상기 복수의 문자 키 중 상기 획득된 뇌파 신호에 대응되는 적어도 하나의 문자 키로 변경하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 획득된 뇌파 신호에 기초하여 입력된 첫 문자와 관련된 적어도 하나의 단어 또는 적어도 하나의 웹 페이지 주소를 표시하는 단계;를 더 포함하는 방법.
한편, 전자 장치의 제어 방법을 실행하기 위한 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독가능 기록 매체에 있어서, 상기 제어 방법은, 문자 입력창 및 복수의 문자 키를 포함하는 키보드 UI를 표시하는 단계, 획득된 뇌파 신호 중 F7 채널, F8 채널및 AF3 채널 중 적어도 하나의 채널의 신호를 이용하여 상기 복수의 문자 키 중 입력될 문자 키를 식별하는 단계 및 상기 식별된 문자 키에 대응되는 문자를 상기 문자 입력창에 표시하는 단계를 포함한다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른, 뇌파를 이용한 문자 입력 시스템을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 간략한 구성을 도시한 블럭도,
도 3은 도 2의 전자 장치의 구체적인 구성을 도시한 블럭도,
도 4는 뇌파 측정을 위한 전극 채널의 일 실시 예를 설명하기 위한 도면,
도 5 내지 도 9는 눈의 동작에 대응되는 뇌파 신호를 설명하기 위한 도면,
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 11은 뇌파 신호를 이용하여 눈의 동작을 식별하는 과정을 설명하기 위한 흐름도,
도 12는 뇌파 신호의 파형을 식별하는 과정을 설명하기 위한 흐름도,
도 13은 AF3 채널의 신호를 이용하여 눈의 동작을 식별하는 과정을 설명하기 위한 흐름도,
도 14는 시선 이동 동작을 이용하여 입력될 문자를 선택하는 과정의 일 실시 예를 설명하기 위한 흐름도,
도 15는 도 14에 도시된 과정에 기초하여 문자를 선택하는 실시 예에서 표시되는 UI 화면을 도시한 도면,
도 16은 본 개시의 일 실시 예에 따라 시선 이동에 대응되는 뇌파 신호를 이용하여 커서를 움직이는 실시 예를 설명하기 위한 도면,
도 17은 본 개시의 일 실시 예에 따라 시선 이동에 대응되는 뇌파 신호를 이용하여 하이라이트를 움직이는 실시 예를 설명하기 위한 도면, 그리고,
도 18 및 도 19는 본 개시의 일 실시 예에 따라 첫 문자 입력시 관련된 웹페이지 주소 또는 단어가 제공되는 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 개시에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 개시의 실시 예에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 개시의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 개시의 실시 예들은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 특정한 실시 형태에 대해 범위를 한정하려는 것이 아니며, 발명된 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 실시 예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시의 실시 예에서 '모듈' 혹은 '부'는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 '모듈' 혹은 복수의 '부'는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 '모듈' 혹은 '부'를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서로 구현될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 개시에 대해 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른, 뇌파를 이용한 문자 입력 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 문자 입력 시스템(1000)은 전자 장치(100) 및 사용자(10)가 착용한 외부 장치(200)를 포함한다.
전자 장치(100)는 사용자의 조작 명령을 입력받아 동작할 수 있다. 구체적으로, 전자 장치(100)는 사용자의 조작 명령에 따라 포인터를 이동하고, 컨텐츠를 재생하고, 문자 입력창에 문자를 입력할 수 있다. 여기서, 포인터는 화면에서 자유롭게 이동하며 선택될 컨텐츠를 가리키는 것으로, 화살표 형태, I 형태, 십자 형태 등 표시 환경에 따라 다양한 형태를 가질 수 있다.
이때, 전자 장치(100)는 마우스, 키보드, 리모컨, 터치 스크린 등을 통해 사용자의 조작 명령을 입력받을 수 있으나, 사용자의 시선을 검출하여 검출된 시선에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
이때, 전자 장치(100)는 구비된 카메라 등을 이용하여 사용자의 시선을 검출할 수 있으나, 사용자(10)가 착용한 외부 장치(200)로부터 수신된 사용자의 뇌파 신호를 이용하여, 검출된 뇌파 신호에 대응되는 동작을 수행할 수도 있다.
여기서, 전자 장치(100)는 TV, 휴대폰, 스마트폰, PDA, 노트북 PC, 모니터, 태블릿 PC, 전자 책, 전자 액자, 키오스크 등과 같이 디스플레이를 구비한 다양한 장치일 수 있다. 이외에 전자 장치(100)는 디스플레이를 구비한 냉장고, 세탁기 등의 가전 기기일 수도 있다.
이 경우, 전자 장치(100)는 사용자의 조작 명령을 입력받기 위한 UI 화면을 표시할 수 있다. 구체적으로, 전자 장치(100)는 어플리케이션 실행을 위한 아이콘, 어플리케이션 선택을 위한 포인터 또는 하이라이트, 문자 입력창, 문자 입력창에 입력될 문자를 선택하기 위한 복수의 문자 키를 포함하는 키보드 UI 등을 표시할 수 있다. 도 1에서는, 복수의 문자 키가 격자 형태로 배열된 키보드 UI를 도시하였으나, 실제 구현시에는 QWERTY 자판, 숫자 키 자판 등 다양한 형태의 키보드 UI가 사용 가능하다.
이때, 전자 장치(100)는 외부 장치(200)로부터 수신된 뇌파 신호를 이용하여 포인터 또는 하이라이트를 이동하거나, 아이콘을 선택할 수 있다. 여기서, 포인터 또는 하이라이트의 이동은 사용자의 시선 이동에 대응되는 것일 수 있다. 그리고, 전자 장치(100)는 뇌파 신호에 기초하여, 사용자가 문자 입력이 필요한 어플리케이션을 실행하거나, 문자 입력창에 초점을 맞추면, 복수의 문자 키를 포함하는 키보드 UI를 표시할 수 있다. 그리고, 전자 장치(100)는 키보드 UI 표시 후 수신된 뇌파 신호를 이용하여 문자를 입력할 수 있다. 이때, 문자 입력창에는 문자 입력 모드임을 나타내는 막대 형태의 커서가 깜빡일 수 있다.
키보드 UI가 표시된 상태에서 키보드 UI 이외에 다른 부분을 선택하는 동작에 대응되는 뇌파 신호가 수신되면, 전자 장치(100)는 키보드 UI를 제거하고, 뇌파 신호에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
한편, 전자 장치(100)는 서버, 셋탑 박스 등과 같이 디스플레이를 구비하지 않은 다양한 장치일 수 있다. 이 경우, 전자 장치(100)는 UI 화면을 외부 디스플레이 장치에 전송할 수 있다.
외부 장치(200)는 뇌파를 측정하기 위한 장치이다. 구체적으로, 외부 장치(200)는 뇌파 측정을 위한 복수의 전극을 포함할 수 있다. 이때, 복수의 전극은 사용자(10)의 두피에 접촉되어 전기 신호를 획득하는 구성이다. 여기서, 전자 장치(100)는 각 전극에서 획득된 전기 신호를 각각의 채널을 통해 수신할 수 있다.
사용자(10)의 두피에 접촉되는 복수의 전극의 배치 형태의 일 실시 예는 도 4를 참조하여 자세히 설명하기로 한다. 한편, 복수의 전극의 갯수 및 배치 형태는 도 4에 한정되지 않는다.
한편, 외부 장치(200)는 복수의 전극만으로 구성될 수 있으며, 사용자(10)가 착용하기 편하도록 복수의 전극이 적어도 하나의 밴드로 연결된 형태이거나, 복수의 전극이 캡에 부착된 형태일 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 간략한 구성을 도시한 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 전자 장치(100)는 통신부(110), 프로세서(120) 및 디스플레이(130)를 포함한다.
통신부(110)는 외부 장치와 통신을 수행하기 위한 구성이다. 구체적으로, 통신부(110)는 외부 장치로부터 뇌파 신호를 수신할 수 있다. 이때, 통신부(110)는 유선 또는 무선 방식으로 뇌파 신호를 수신할 수 있다. 구체적으로, 통신부(110)는 무선랜, 플루투스, 와이파이 등과 같은 무선 방식으로 뇌파 신호를 수신할 수 있다. 한편, 통신부(100)는 외부 장치와 유선 방식으로 연결되어 뇌파 신호를 수신할 수 있는 포트를 포함할 수 있다.
한편, 통신부(110)는 외부 컨텐츠 제공 장치로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다. 이때, 통신부(110)는 통신 방식에 따라 다양한 종류의 외부 컨텐츠 제공 장치와 통신을 수행할 수 있다. 구체적으로, 통신부(110)는 무선랜, 블루투스 등과 같은 무선 방식으로 외부 장치와 연결될 수 있다. 이외에도 통신부(110)는 와이파이, 지그비, 적외선(IrDA)을 이용하여 외부 장치와 연결될 수 있다. 한편, 통신부(110)는 유선 방식인 연결 포트를 포함할 수 있다. 이때, 통신부(110)는 유선 Ethernet, HDMI(High Definition Multimedia Interface) 포트, 컴포넌트 포트, PC 포트, USB 포트 등을 포함할 수 있다. 이외에도, 통신부(110)는 DVI(Digital Visual Interface), RGB(Red Green Blue), DSUB, S-Video(Super Video) 등을 포함할 수 있다.
프로세서(120)는 전자 장치(100)의 전반적인 동작 및 기능을 제어할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(120)는 외부 장치로부터 수신된 뇌파 신호에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
우선, 프로세서(120)는 문자 입력창 및 복수의 문자 키를 포함하는 키보드 UI를 표시하도록 디스플레이(130)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(120)는 사용자가 디스플레이(130)에 표시된 문자 입력창에 시선의 초점을 맞추면, 복수의 문자 키를 포함하는 키보드 UI를 표시하도록 디스플레이(130)를 제어할 수 있다. 다른 실시 예로, 사용자가 문자 입력이 필요한 어플리케이션을 실행하면, 프로세서(120)는 문자 입력창과 키보드 UI를 표시하도록 디스플레이(130)를 제어할 수 있다. 이때, 사용자의 시선의 초점 및 어플리케이션 실행 여부는, 외부 장치로부터 수신된 뇌파 신호에 의해 식별되거나, 음성 입력, 마우스, 리모컨, 터치 스크린 등 뇌파 신호 이외의 다른 입력 수단을 통해 입력된 조작 명령에 의해 식별될 수 있다.
그리고, 프로세서(120)는 통신부(110)를 통해 수신된 뇌파 신호를 이용하여 키보드 UI의 복수의 문자 키 중 입력될 문자 키를 식별할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(120)는 수신된 뇌파 신호의 파형을 식별하고, 식별된 파형에 기초하여 입력될 문자 키를 식별할 수 있다. 이때, 뇌파 신호는, 외부 장치로부터 획득된 것이며, 사용자의 4 방향의 시선 이동 동작 또는 눈 깜빡임 동작에 따라 획득된 것일 수 있다.
구체적으로, 프로세서(120)는, 도 4에 도시된 바와 같이 사용자(10)의 두피의 기설정된 위치에 각각 배치된 복수의 전극을 포함하는 외부 장치(200)로부터 수신된 뇌파 신호 중 일부를 이용하여 사용자의 눈의 동작을 판단할 수 있다.
도 4는 외부 장치(200)를 착용한 사용자(10)를 위에서 바라본 모습을 도시한 것이며, 복수의 전극의 배치 형태는 10-20 국제 전극 배치법(10-20 International Nomenclature)에 기초한 것으로, EEG(Electroencephalogram) 테스트시 사용되며, 국제적으로 잘 알려진 배치법이다.
여기서, 사용자의 눈의 동작을 판단하는데 사용되는 뇌파 신호는 F7, F8 및 AF3 채널의 신호일 수 있다.
한편, 사용자의 시선 이동 동작 또는 눈 깜빡임 동작에 따라 파형이 다른 뇌파 신호과 획득되므로, 프로세서(120)는 각 뇌파 신호의 파형을 분석하여 사용자의 눈의 동작을 판단할 수 있다.
구체적으로, 아래의 표와 같이 뇌파 신호 중 F7 채널의 신호, F8 채널의 신호 및 AF3 채널의 신호는, 사용자의 눈의 움직임에 따라 아래의 표 1과 같이 획득된다. 한편, 설명의 편의를 위하여 눈의 움직임에 대응되는 뇌파를 도시한 도 5 내지 도 9를 함께 설명하기로 한다.
[표 1]
Figure pat00001
표 1에는 사용자의 4 방향의 시선 이동 동작 및 눈 깜빡임 동작에 대응되는 뇌파 신호의 파형에 대한 내용이 기재되어 있다.
구체적으로, 표 1을 참조하면, 사용자의 시선이 오른쪽으로 이동하면, F7 채널의 신호는 하강(signal goes down)하고, F8 채널의 신호는 상승(signal goes up)한다. 이로 인해, 사용자의 시선이 오른쪽으로 이동하면, 도 5에 도시된 바와 같이, F7 채널의 신호의 파형은 아래로 볼록한 형태이고, F8 채널의 신호는 위로 볼록한 형태이다.
즉, 통신부(110)를 통해 획득된 뇌파 신호 중 F7 채널의 신호의 파형이 아래로 볼록한 형태이고, F8 채널의 신호의 파형이 위로 볼록한 형태이면, 프로세서(120)는 사용자의 시선이 오른쪽으로 이동한 것에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
그리고, 사용자의 시선이 왼쪽으로 이동하면, F7 채널의 신호는 상승(signal goes up)하고, F8 채널의 신호는 하강(signal goes down)한다. 이로 인해, 사용자의 시선이 왼쪽으로 이동하면, 도 6에 도시된 바와 같이, F7 채널의 신호의 파형은 위로 볼록한 형태이고, F8 채널의 신호는 아래로 볼록한 형태이다.
즉, 통신부(110)를 통해 획득된 뇌파 신호 중 F7 채널의 신호의 파형이 위로 볼록한 형태이고, F8 채널의 신호의 파형이 아래로 볼록한 형태이면, 프로세서(120)는 사용자의 시선이 왼쪽으로 이동한 것에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
그리고, 사용자의 시선이 아랫 방향으로 이동하면, F7 채널의 신호는 상승(signal goes up)하고, F8 채널의 신호도 상승(signal goes up)한다. 이로 인해, 사용자의 시선이 아랫 방향으로 이동하면, 도 7에 도시된 바와 같이, F7 채널의 신호의 파형은 아래로 볼록한 형태이고, F8 채널의 신호도 아래로 볼록한 형태이다.
즉, 통신부(110)를 통해 획득된 뇌파 신호 중 F7 채널의 신호의 파형이 아래로 볼록한 형태이고, F8 채널의 신호의 파형도 아래로 볼록한 형태이면, 프로세서(120)는 사용자의 시선이 아랫 방향으로 이동한 것에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
그리고, 사용자의 시선이 윗 방향으로 이동하는 경우 및 사용자가 눈을 깜빡이는 경우에는, F7 채널의 신호 및 F8 채널의 신호는 모두 상승(signal goes up)한다. 즉, F7 채널 및 F8 채널의 신호의 파형만으로는 사용자의 시선이 윗 방향으로 이동하는 동작과 눈을 깜빡이는 동작을 구분할 수 없다. 이때, 프로세서(120)는 AF3 채널의 신호를 더 이용하여 두 동작을 구분할 수 있다.
구체적으로, 사용자의 시선이 윗 방향으로 이동하면, AF3 채널의 신호의 파형은 상승(signal goes up)하는 형태이고, 폭이 넓다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, AF3 채널의 신호의 파형은 위로 볼록한 형태이고, 그래프의 폭이 넓다.
반면, 사용자가 눈을 깜빡이면, AF3 채널의 신호의 파형은 상승(signal goes up)하는 형태이고, 폭이 좁다. 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, AF3 채널의 신호의 파형은 위로 볼록한 형태이고, 그래프의 폭이 좁다.
즉, 통신부(110)를 통해 획득된 뇌파 신호 중 F7 채널의 신호 및 F8 채널의 신호의 파형이 모두 위로 볼록하면, 프로세서(120)는 AF3 채널의 신호의 파형의 폭에 대응되는 동작을 수행할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(120)는 AF3 채널의 신호의 파형의 폭이 넓으면 사용자의 시선이 윗 방향으로 이동한 것에 대응되는 동작을 수행하고, 폭이 좁으면 눈 깜빡임 동작에 대응되는 동작을 수행할 수 있다. 한편, AF3 채널의 신호의 파형의 폭을 식별하는 동작은 이하 도 13을 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
한편, 상술한 바와 같이, 뇌파 신호의 파형에 따라 사용자의 눈의 움직임을 식별하는 과정의 일 실시 예는 이하 도 11에서 더 자세히 설명하기로 한다.
한편, 프로세서(120)는 다양한 방식으로 획득된 뇌파 신호의 파형을 파악할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(120)는 획득된 뇌파 신호를 복수의 구간으로 나누고, 각 구간 별 신호 값의 평균 값을 이용하여 획득된 뇌파 신호의 파형을 식별할 수 있다. 이러한 파형 식별 동작은 이하 도 12에서 보다 자세히 설명하기로 한다.
한편, 프로세서(120)는 획득된 뇌파 신호의 파형에 기초하여, 표시된 복수의 문자 키를 복수의 문자 키 중 뇌파 신호의 파형에 대응되는 적어도 하나의 문자 키로 변경하여 표시하도록 디스플레이(130)를 제어할 수 있다. 이는 눈의 동작만으로 복수의 문자 키 중 입력하고자 하는 문자 키를 보다 빠르고 정확하게 식별하기 위한 것으로, 이하 도 14 및 도 15를 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
한편, 프로세서(120)는 뇌파 신호에 기초하여 입력된 첫 문자와 관련된 적어도 하나의 단어 또는 적어도 하나의 관련 웹 페이지 주소를 표시하도록 디스플레이(130)를 제어할 수 있다. 상술한 바와 같은, 문자 입력창에 입력된 첫 문자와 관련된 단어 또는 웹 페이지 주소를 제공하는 실시 예는 이하 도 18 및 19를 참조하여 설명하기로 한다.
디스플레이(130)는 데이터를 표시하기 위한 구성이다. 구체적으로, 디스플레이(130)는 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 디스플레이, PDP(Plasma Display Panel) 등과 같은 다양한 형태의 디스플레이로 구현될 수 있다. 디스플레이(130) 내에는 a-si TFT, LTPS(low temperature poly silicon) TFT, OTFT(organic TFT) 등과 같은 형태로 구현될 수 있는 구동 회로, 백라이트 유닛 등도 함께 포함될 수 있다. 또한, 디스플레이(130)은 플렉서블 디스플레이로 구현될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 개시에 따르면, 일부 채널의 뇌파 신호만을 이용하는 바, 신호 처리에 소요되는 시간 및 메모리가 단축되며, 눈 움직임에 대응되는 동작을 실시간으로 수행할 수 있다는 효과가 있다.
도 3은 도 2의 전자 장치의 구체적인 구성을 도시한 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 전자 장치(100)는 통신부(110), 프로세서(120), 디스플레이(130), 메모리(140), 입력부(150), 비디오 프로세서(160), 비디오 출력부(170), 오디오 프로세서(180) 및 오디오 출력부(190)를 포함할 수 있다.
여기서, 통신부(110) 및 디스플레이(130)의 동작은 도 2의 구성과 동일한 바, 중복된 설명은 생략한다.
프로세서(120)는 RAM(121), ROM(122), CPU(123), GPU(Graphic Processing Unit)(124), 버스(125)를 포함할 수 있다. RAM(121), ROM(122), CPU(123), GPU(Graphic Processing Unit)(124) 등은 버스(125)를 통해 서로 연결될 수 있다.
CPU(123)는 메모리(140)에 액세스하여, 메모리(140)에 저장된 O/S를 이용하여 부팅을 수행한다. 그리고, 메모리(140)에 저장된 각종 프로그램, 컨텐츠, 데이터 등을 이용하여 다양한 동작을 수행한다.
ROM(122)에는 시스템 부팅을 위한 명령어 세트 등이 저장된다. 턴-온 명령이 입력되어 전원이 공급되면, CPU(123)는 ROM(122)에 저장된 명령어에 따라 메모리(140)에 저장된 O/S를 RAM(121)에 복사하고, O/S를 실행시켜 시스템을 부팅시킨다. 부팅이 완료되면, CPU(123)는 메모리(140)에 저장된 각종 프로그램을 RAM(121)에 복사하고, RAM(121)에 복사된 프로그램을 실행시켜 각종 동작을 수행한다.
GPU(124)는 전자 장치(100)의 부팅이 완료되면, 디스플레이(130)에 UI를 디스플레이한다. 구체적으로는, GPU(124)는 연산부(미도시) 및 렌더링부(미도시)를 이용하여 아이콘, 이미지, 텍스트 등과 같은 다양한 객체를 포함하는 화면을 생성할 수 있다. 연산부는 화면의 레이아웃에 따라 각 객체들이 표시될 좌표값, 형태, 크기, 컬러 등과 같은 속성값을 연산한다. 렌더링부는 연산부에서 연산한 속성값에 기초하여 객체를 포함하는 다양한 레이아웃의 화면을 생성한다. 렌더링부에서 생성된 화면(또는 사용자 인터페이스 창)은 디스플레이(130)로 제공되어, 메인 표시 영역 및 서브 표시 영역에 각각 표시된다.
이상에서는 프로세서(120)가 하나의 CPU(123)만을 포함하는 것으로 설명하였지만, 구현시에는 복수의 CPU(또는 DSP, SoC 등)로 구현될 수 있다.
메모리(140)에는 전자 장치(100)의 동작에 필요한 각종 프로그램 및 데이터가 저장될 수 있다. 구체적으로는, 메모리(140)에는 획득된 뇌파 신호와 관련된 파라미터가 저장될 수 있다.
그리고, 메모리(140)에는 문자 별로 연관된 단어 또는 웹 페이지 주소 등이 저장될 수 있다. 이때, 문자 별로 연관된 단어는, 메모리(140)에 기저장된 사전(dictionary)에서 획득된 것일 수 있으며, 메모리(140)에 저장된 사용자의 사용 이력에 기초한 것일 수도 있다. 한편, 사전은 통신부(110)를 통해 연결된 서버에 저장된 것일 수도 있다. 또한, 문자 별로 연관된 웹 페이지 주소는, 브라우저의 서버에 기저장된 것이거나, 메모리(140)에 저장된 사용자의 사용 이력에 기초한 것일 수 있다.
입력부(150)는 사용자의 음성, 사용자의 조작 등 사용자의 인터랙션을 입력받기 위한 구성이다.
구체적으로, 입력부(150)는 사용자의 음성을 입력받는 마이크(151), 원격 제어 장치에서부터 사용자 입력(예를 들어, 터치, 눌림, 터치 제스처, 음성, 또는 모션)에 대응되는 광 신호를 수신하는 광 수신부(152), 사용자의 모션 및 전자 장치(100)의 주변 환경에 대한 영상을 생성할 수 있는 카메라(153), 전자 장치(100)의 본체 외관의 전면부나 측면부, 배면부 등의 임의의 영역에 형성된 버튼(154) 및 전자 장치(100)의 주변 환경의 변화를 감지할 수 있는 센서(155) 등을 포함할 수 있다.
한편, 도시되지는 않았지만, 실시 예에 따라, 입력부(150)는 사용자의 터치를 입력받기 위한 터치 스크린 등을 더 포함할 수 있다.
비디오 프로세서(160)는 통신부(110)를 통해 수신된 컨텐츠 또는, 메모리(140)에 저장된 컨텐츠에 포함된 비디오 데이터를 처리하기 위한 구성요소이다. 비디오 프로세서(160)에서는 비디오 데이터에 대한 디코딩, 스케일링, 노이즈 필터링, 프레임 레이트 변환, 해상도 변환 등과 같은 다양한 이미지 처리를 수행할 수 있다.
비디오 출력부(170)는 비디오 프로세서(160)에서 처리된 비디오 데이터를 출력할 수 있다. 이때, 전자 장치(100)에 디스플레이(130)가 구비된 경우, 비디오 출력부(170)는 디스플레이(130)와 동일한 구성일 수 있으나, 전자 장치(100)에 디스플레이(130)가 구비되어 있지 않거나, 외부 디스플레이 장치에서 영상을 표시하고자 하는 경우에는, 외부 디스플레이 장치에 영상 신호를 제공하는 포트 형태일 수도 있다.
오디오 프로세서(180)는 통신부(110)를 통해 수신된 컨텐츠 또는, 메모리(140)에 저장된 컨텐츠에 포함된 오디오 데이터를 처리하기 위한 구성요소이다. 오디오 프로세서(180)에서는 오디오 데이터에 대한 디코딩이나 증폭, 노이즈 필터링 등과 같은 다양한 처리가 수행될 수 있다.
프로세서(120)는 멀티미디어 컨텐츠에 대한 재생 애플리케이션이 실행되면 비디오 프로세서(160) 및 오디오 프로세서(180)를 구동시켜, 해당 컨텐츠를 재생할 수 있다. 이때, 디스플레이(130)는 비디오 프로세서(160)에서 생성한 이미지 프레임을 메인 표시 영역, 서브 표시 영역 중 적어도 하나의 영역에 디스플레이할 수 있다.
오디오 출력부(190)는 오디오 프로세서(180)에서 생성한 오디오 데이터를 출력한다. 이때, 오디오 출력부(190)는 전자 장치(100)에 구비된 스피커와 같이 음성 신호를 소리로 변환하여 출력하는 구성일 수도 있고, 외부 스피커에 음성 신호를 제공하는 포트 형태일 수도 있다.
이상에서는 비디오 출력부(170)과 오디오 출력부(190)가 별도의 구성인 것으로 기재하였으나, 전자 장치(100)가 비디오 신호와 오디오 신호를 동시에 전송하는 HDMI 포트 등을 구비하고 있는 경우, 물리적으로 하나의 구성으로 구현될 수 있다.
한편, 상술한 비디오 출력부(170)를 통해 외부 디스플레이 장치로 영상을 전송하는 경우, 프로세서(120)는 전송되는 영상에 GUI(Graphic User Interface)를 부가하여 전송할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(120)는 비디오 처리부(160)에서 출력된 영상에 GUI가 부가된 영상을 외부 디스플레이 장치로 전송할 수 있다.
그 밖에, 도 3에 도시하지는 않았으나, 실시 예에 따라서는, 전자 장치(100) 내에 USB 커넥터가 연결될 수 있는 USB 포트나, HDMI 포트, 헤드셋, 마우스, LAN 등과 같은 다양한 외부 단자와 연결하기 위한 다양한 외부 입력 포트, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 신호를 수신하여 처리하는 DMB 칩 등을 더 포함할 수 있음은 물론이다.
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 전자 장치는 문자 입력창 및 키보드 UI를 표시할 수 있다(S1010). 구체적으로, 전자 장치는 사용자가 표시된 문자 입력창에 시선의 초점을 맞추면, 복수의 문자 키를 포함하는 키보드 UI를 표시할 수 있다. 다른 실시 예로, 사용자가 문자 입력이 필요한 어플리케이션을 실행하면, 전자 장치는 문자 입력창과 키보드 UI를 표시할 수 있다. 이때, 사용자의 시선의 초점 및 어플리케이션 실행 여부는, 외부 장치로부터 수신된 뇌파 신호에 의해 식별되거나, 음성 입력, 마우스, 리모컨, 터치 스크린 등 뇌파 신호 이외의 다른 입력 수단을 통해 입력된 조작 명령에 의해 식별될 수 있다.
그 다음, 전자 장치는 획득된 뇌파 신호를 이용하여 복수의 문자 키 중 입력될 문자 키를 식별할 수 있다(S1020). 이때, 전자 장치는 키보드 UI가 표시된 후 획득된 뇌파 신호의 파형을 이용하여 입력될 문자 키를 식별할 수 있다. 구체적으로, 전자 장치는 F7 채널, F8 채널 및 AF3 채널의 신호의 파형을 식별하고, 식별된 파형에 대응되는 문자 키를 식별할 수 있다.
이때, 뇌파 신호의 파형은 사용자의 시선 이동 동작 및 눈 깜빡임 동작에 대응되는 것일 수 있다. 이에 따라, 전자 장치는 뇌파 신호에 따라 화면에 표시된 포인터 또는 하이라이트 등을 이동할 수 있다. 여기서, 포인터 또는 하이라이터의 이동은 사용자의 시선 이동에 대응되는 것일 수 있다.
그 다음, 전자 장치는 식별된 문자 키에 대응되는 문자를 문자 입력창에 표시할 수 있다(S1030).
이후, 도시되지는 않았으나, 전자 장치는 뇌파 신호에 기초하여 입력된 첫 문자와 관련된 단어 또는 웹 페이지 주소를 제공할 수 있다. 이에 대해서는 이하 도 18 및 도 19를 참조하여 설명한다.
도 11은 뇌파 신호를 이용하여 눈의 동작을 식별하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 전자 장치는 수신된 뇌파 신호 중 F7, F8 및 AF3 채널의 신호를 캡쳐할 수 있다(S1101). 이때, 전자 장치는 수신된 뇌파 신호를 128Hz의 주파수로 샘플링할 수 있다. 여기서, 128 Hz의 주파수로 샘플링한다는 것은, 1초 동안 128개의 샘플을 생성하는 것을 의미할 수 있다.
그 다음 전자 장치는, F7 채널의 신호에 대한 파라미터인 K1의 값 및 F8 채널의 신호에 대한 파라미터인 K2의 값을 식별할 수 있다(S1102). 이때, K7 채널의 신호 및 K8 채널의 신호는 시선의 좌우 이동 및 아랫 방향의 이동에 의해 획득될 수 있다.
여기서, 신호에 대한 파라미터 Ki의 값은, 아래의 식(1)과 같이 각 채널의 신호의 파형에 대응될 수 있다.
Figure pat00002
구체적으로, 파라미터 K의 값이 -1이면, 뇌파 신호는 하강(signal goes down)하는 것으로, 뇌파 신호의 파형은 아래로 볼록한 형태이다. 그리고, K의 값이 1.5이면, 뇌파 신호는 상승(signal goes up)하며, 넓은 폭(wider pulse)을 갖는 것으로, 뇌파 신호의 파형은 넓은 폭을 갖는 위로 볼록한 형태이다. 그리고, K의 값이 1이면, 뇌파 신호는 상승하며, 좁은 폭(narrower pulse)을 갖는 것으로, 뇌파 신호의 파형은 좁은 폭을 갖는 아래로 볼록한 형태이다. 한편, K가 0이면, 어느 것도 아닌 것으로 식별하며, 전자 장치는 별도의 동작을 수행하지 않을 수 있다.
상술한 바와 같이, K의 값은 뇌파 신호의 파형에 기초하여 식별되는 것으로, K의 값을 식별하는 방법은 이하 도 12를 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
이상에 기재한 표 1의 신호 파형을 상술한 파라미터 값으로 기재하면 아래의 표 2와 같다.
[표 2]
Figure pat00003
여기서, K1은 F7 채널의 신호에 대한 파라미터, K2는 F8 채널의 신호에 대한 파라미터, K3은 AF3 채널의 신호에 대한 파라미터이다.
그 다음, 전자 장치는 K1 또는 K2의 값이 0인지 판단할 수 있다(S1103). 이때, K1 또는 K2의 값이 0이면(S1103-True), 즉, K1 및 K2 중 어느 하나라도 값이 0이면, 전자 장치는 수신된 뇌파 신호가 사용자의 눈이 특별한 움직임이 없는 상태일 때 수신된 것으로 판단할 수 있다(S1104).
한편, K1 및 K2 중 어느 것도 0이 아니면(S1103-False), 전자 장치는 K1 및 K2의 값을 각각 식별할 수 있다. 일 실시 예로, 전자 장치는 K1의 값을 먼저 식별할 수 있다. 구체적으로, 전자 장치는 K1의 값이 1인지 판단할 수 있다(S1105).
K1의 값이 1이면(S1105-True), 전자 장치는 K2의 값이 1인지 판단할 수 있다(S1106). 이때, K2의 값도 1이면(S1106-True), 전자 장치는 AF3 채널의 신호에 대한 파라미터인 K3의 값을 식별할 수 있다(S1107). 이때, AF3 채널의 신호는 시선의 윗 방향으로의 이동 및 눈 깜빡임에 의해 획득될 수 있다.
그 다음, 전자 장치는 K3의 값이 1인지 판단할 수 있다(S1108). 이때, K3의 값이 1이면(S1108-True), 전자 장치는 사용자의 눈이 깜빡이는 동작에 대응되는 동작을 수행할 수 있다(S1109). 한편, K3의 값이 1이 아니면(S1108-False), 전자 장치는 사용자의 시선이 윗 방향으로 이동하는 동작에 대응되는 동작을 수행할 수 있다(S1110). 한편, K1의 값이 1이고, K2의 값이 1이 아니면(S1106-False), 전자 장치는 사용자의 시선이 왼쪽으로 이동하는 동작에 대응되는 동작을 수행할 수 있다(S1111).
한편, K1의 값이 1이 아니면(S1105-False), 전자 장치는 K2의 값이 1인지 판단할 수 있다(S1112). 이때, K2의 값이 1이면(S1112-True), 전자 장치는 사용자의 시선이 오른쪽으로 이동하는 동작에 대응되는 동작을 수행할 수 있다(S1113). 한편, K2의 값이 1이 아니면(S1112-False), 전자 장치는 사용자의 시선이 아랫 방향으로 이동하는 동작에 대응되는 동작을 수행할 수 있다(S1114).
도 12는 뇌파 신호 중 F7 채널의 신호 및 F8 채널의 신호의 파형을 식별하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다. 구체적으로, 도 12는 도 11의 S1102 단계를 보다 구체적으로 도시한 것이다.
도 12를 참조하면, 전자 장치는 수신된 뇌파 신호 중 F7 및 F8 채널의 신호를 캡쳐할 수 있다(S1201). 이때, 전자 장치는 수신된 뇌파 신호를 128Hz의 주파수로 샘플링할 수 있다. 여기서, 128 Hz의 주파수로 샘플링한다는 것은, 1초 동안 128개의 샘플을 생성하는 것을 의미할 수 있다.
그 다음, 전자 장치는 각 채널의 신호를 복수의 구간으로 나누고, 각 구간 별로 신호 값의 평균 값을 획득할 수 있다. 일 실시 예로, 전자 장치는 각 채널의 신호를 세 구간으로 나누어, 각 구간의 신호 값의 평균 값을 획득할 수 있다(S1202). 구체적으로, 전자 장치는 128개의 샘플 중 앞 부분의 24개의 샘플을 제1 구간, 중간 부분의 64개의 샘플을 제2 구간, 뒷 부분의 24개의 샘플을 제3 구간으로 나눌 수 있다. 이때, 제1 구간 및 제2 구간 사이의 복수의 샘플과, 제2 구간 및 제3 구간 사이의 복수의 샘플은 제외하고 신호 값의 평균 값을 획득할 수 있다. 이는 신호의 값이 변하고 있는 과도적 구간은 제외하여 보다 명확히 파형을 식별하기 위함이다. 따라서, 제1 구간 및 제2 구간을 32개의 샘플로 구성하여, 128개의 샘플을 모두 이용할 수도 있다.
그리고, 전자 장치는 제1 구간의 신호 값의 평균 값(first), 제2 구간의 신호 값의 평균 값(mid), 제3 구간의 신호 값의 평균 값(last)을 획득할 수 있다.
그 다음, 전자 장치는 2*mid-first-last 값이 기설정된 임계값(THRESHOLD)를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다(S1203). 이는 뇌파 신호의 파형이 위로 볼록인지 여부를 판단하는 과정이다.
2*mid-first-last 값이 기설정된 임계값을 초과하면(S1203-True), 전자 장치는 수신된 신호가 위로 볼록한 파형을 갖는 것으로 식별하고, 신호에 대응되는 파라미터 값을 1로 결정할 수 있다(S1204).
반면, 2*mid-first-last 값이 기설정된 임계값 이하이면(S1203-False), 전자 장치는 -2*mid+first+last 값이 기설정된 임계값을 초과하는지 여부를 판단할 수 있다(S1205). 이는 뇌파 신호의 파형이 아래로 볼록인지 여부를 판단하는 과정이다.
이때, -2*mid+first+last 값이 기설정된 임계값을 초과하면(S1205-True), 전자 장치는 수신된 신호가 아래로 볼록한 파형을 갖는 것으로 식별하고, 신호에 대응되는 파라미터 값을 -1로 결정할 수 있다(S1206).
한편, -2*mid+first+last 값이 기설정된 임계값을 초과하지 않으면(S1205-False), 전자 장치는 수신된 신호에 대응되는 파라미터 값을 0으로 결정할 수 있다(S1207). 이는 전자 장치가, 수신된 신호가 위로 볼록하지도 않고 아래로 볼록하지도 않은, 의미 없는 파형임을 식별한 것일 수 있다.
도 13은 뇌파 신호 중 AF3 채널의 신호의 파형을 식별하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다. 구체적으로, 도 13은 도 11의 S1107 단계를 보다 구체적으로 도시한 것이다.
도 13을 참조하면, 전자 장치는 수신된 뇌파 신호 중 AF3 채널의 신호를 캡쳐할 수 있다(S1301). 이때, 전자 장치는 수신된 뇌파 신호를 128Hz의 주파수로 샘플링할 수 있다. 여기서, 128 Hz의 주파수로 샘플링한다는 것은, 1초 동안 128개의 샘플을 생성하는 것을 의미할 수 있다.
그 다음, 전자 장치는 샘플 중에서 가장 큰 신호 값(max Value) 및 가장 큰 신호 값을 갖는 샘플(index Max)을 식별할 수 있다(S1302).
그 다음, 전자 장치는 신호 값의 임계값(threshold)을 설정하고, 폭(width)을 0으로 설정하고, 변수 k1 및 k2는 index Max로 설정할 수 있다(S1303). 여기서, 임계값은 가장 큰 신호 값(max Value)를 기준으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 가장 큰 신호 값보다 특정 값만큼 작은 값(max Value-THRESHOLD1)을 신호 값의 임계값(threshold)로 설정할 수 있다. 이때, 'THRESHOLD 1'은 경험적으로 55로 설정될 수 있다.
그 다음, 전자 장치는 신호 그래프에서 index Max를 기준으로 좌측 영역의 폭 및 우측 영역의 폭을 각각 식별할 수 있다. 이때, 변수 k1 및 k2는 샘플의 순서에 대응되는 것으로, k1은 index Max 앞쪽의 샘플로, 신호 그래프에서 index Max의 좌측 영역의 폭을 식별하는데 사용되고, k2는 indec Max의 뒷쪽의 샘플로, 신호 그래프에서 index Max의 우측 영역의 폭을 식별하는데 사용될 수 있다.
구체적으로, 전자 장치는 k1이 0보다 크고 k1의 값이 임계값(threshold)보다 큰지 여부를 판단할 수 있다(S1304). 이때, k1이 0보다 크고 k1의 값이 임계값보다 크면(S1304-True), 전자 장치는 k1을 k1-1로 변경하고, 폭(width)을 width+1로 변경할 수 있다(S1305). 그 다음, 전자 장치는 S1304 단계를 다시 수행할 수 있다.
이와 같이 S1304 단계 및 S1305 단계를 반복한 후, k1이 0보다 작거나 k1의 값이 임계값보다 작으면(S1304-False), 전자 장치는 index Max 좌측 영역의 width를 식별하고, k2가 128보다 작고 k2의 값이 임계값(threshold)보다 큰지 여부를 판단할 수 있다(S1306). 이때, k2이 128보다 작고 k2의 값이 임계값보다 크면(S1306-True), 전자 장치는 k2를 k2+1로 변경하고, 폭(width)을 width+1로 변경할 수 있다(S1307). 그 다음, 전자 장치는 S1306 단계를 다시 수행할 수 있다.
이와 같이 S1306 단계 및 S1307 단계를 반복한 후, k2이 128보다 크거나 k2의 값이 임계값보다 작으면(S1306-False), 전자 장치는 index Max 우측 영역의 width를 식별하고, 폭(width)이 기설정된 값보다 작은지 식별할 수 있다(S1308). 이때, 폭(width)은 index Max 좌측 영역의 폭 및 우측 영역의 폭의 합일 수 있다. 일 실시 예로 기설정된 폭의 값은 50일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이때, 폭이 기설정된 값(일 실시 예로 50) 이상이면(S1308-False), 전자 장치는 AF3 채널의 신호의 폭이 넓은 것으로 식별하고, 신호에 대응되는 파라미터 값을 1.5로 결정할 수 있다(S1309).
한편, 폭이 기설정된 값 미만이면(S1308-True), 전자 장치는 AF3 채널의 신호의 폭이 좁은 것으로 식별하고, 신호에 대응되는 파라미터 값을 1로 결정할 수 있다(S1310).
도 14 및 도 15는 시선 이동 동작을 이용하여 입력될 문자를 선택하는 과정의 일 실시 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
구체적으로, 전자 장치(100)는 도 15a에 도시된 바와 같이, 문자 입력창(1510)을 표시하고, 표시된 문자 입력창(1510)에 사용자의 시선의 초점이 맞춰지면, 키보드 UI(1520)을 표시할 수 있다. 일 실시 예로, 키보드 UI(1520)은 30개의 문자 키가 3행 10열로 배열된 것일 수 있다.
이때, 전자 장치는 사용자의 눈의 움직임에 따라 복수의 문자 키 중 일부만을 표시할 수 있다. 예를 들어, 15a에 도시된 바와 같이, 왼쪽을 응시하는 동작(LEFT)은 1열부터 3열까지의 문자 키와 대응되고, 눈을 깜빡이는 동작(BLINK)은 4열부터 6열까지의 문자 키와 대응되고, 오른쪽을 응시하는 동작(RIGHT)은 7열부터 9열까지의 문자 키와 대응되고, 아래 방향을 응시하는 동작(DOWN)은 10열의 문자 키와 대응될 수 있다.
즉, 도 14에 도시된 바와 같이, 키보드 UI가 처음 표시된 상태에서는 왼쪽을 응시하는 동작(LEFT, L)에 대응되는 문자 키는 q,w,e,a,s,d,z,x,c이고, 눈을 깜빡이는 동작(BLINK, B)에 대응되는 문자 키는 r,t,y,f,g,h,v,b,n이고, 오른쪽을 응시하는 동작(RIGHT, R)에 대응되는 문자 키는 u,i,p,j,k,l,m,o, Clear이고, 아래 방향을 응시하는 동작(DOWN, D)에 대응되는 문자 키는 Enter, Backspace, Shift(SW)일 수 있다.
이때, 획득된 뇌파 신호가 왼쪽을 응시하는 동작(LEFT, L)에 대응되면, 전자 장치는 도 15b에 도시된 바와 같이, 1열 내지 3열까지의 문자 키만이 활성화된 키보드 UI(1530)를 표시할 수 있다. 이때, 왼쪽을 응시하는 동작(LEFT)은 1행의 문자 키와 대응되고, 눈을 깜빡이는 동작(BLINK)은 2행의 문자 키와 대응되고, 오른쪽을 응시하는 동작(RIGHT)은 3행의 문자 키와 대응되고, 아래 방향을 응시하는 동작(DOWN)은 10열의 문자 키와 대응될 수 있다.
즉, 도 14에 도시된 바와 같이, 키보드 UI가 처음 표시된 상태에서 왼쪽을 응시한 후에는, 왼쪽을 응시하는 동작(LEFT, L)에 대응되는 문자 키는 q,w,e이고, 눈을 깜빡이는 동작(BLINK, B)에 대응되는 문자 키는 a,s,d이고, 오른쪽을 응시하는 동작(RIGHT, R)에 대응되는 문자 키는 z,x,c이고, 아래 방향을 응시하는 동작(DOWN, D)에 대응되는 문자 키는 여전히 Enter, Backspace, Shift(SW)일 수 있다.
이때, 획득된 뇌파 신호가 눈을 깜빡이는 동작(BLINK, B)에 대응되면, 전자 장치는 도 15c에 도시된 바와 같이, 2열의 문자 키만이 활성화된 키보드 UI(1540)를 표시할 수 있다. 이때, 왼쪽을 응시하는 동작(LEFT)은 2행 1열의 문자 키와 대응되고, 눈을 깜빡이는 동작(BLINK)은 2행 2열의 문자 키와 대응되고, 오른쪽을 응시하는 동작(RIGHT)은 2행 3열의 문자 키와 대응되고, 아래 방향을 응시하는 동작(DOWN)은 10열의 문자 키와 대응될 수 있다.
즉, 도 14에 도시된 바와 같이, 키보드 UI가 처음 표시된 상태에서 왼쪽을 응시하고, 눈을 깜빡인 후에는, 왼쪽을 응시하는 동작(LEFT, L)에 대응되는 문자 키는 a이고, 눈을 깜빡이는 동작(BLINK, B)에 대응되는 문자 키는 s이고, 오른쪽을 응시하는 동작(RIGHT, R)에 대응되는 문자 키는 d이고, 아래 방향을 응시하는 동작(DOWN, D)에 대응되는 문자 키는 여전히 Enter, Backspace, Shift(SW)일 수 있다.
이후, 전자 장치는 획득된 뇌파 신호에 대응되는 문자를 문자 입력창(1510)에 입력할 수 있다.
도 16은 본 개시의 일 실시 예에 따라 시선 이동에 대응되는 뇌파 신호를 이용하여 포인터를 움직이는 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 16을 참조하면, 전자 장치(100)는 외부 장치(미도시)로부터 획득된 뇌파 신호에 기초하여 화면 내 포인터의 자유로운 이동을 표시할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 메모장 아이콘을 가리키던 포인터(1610)를 폴더 아이콘을 가리키는 포인터(1620)의 위치로 이동시킬 수 있다. 이때, 포인터의 이동은 사용자의 시선 이동에 대응되는 것일 수 있다.
한편, 본 개시에서는 4방향의 시선 이동에 대응되는 뇌파 신호만을 사용하므로, 전자 장치(100)는 우상향 방향의 포인터의 이동을 수많은 오른쪽으로의 이동 및 윗 방향으로의 이동(1611)으로 표시할 수 있다.
도 17은 본 개시의 일 실시 예에 따라 시선 이동에 대응되는 뇌파 신호를 이용하여 하이라이트를 움직이는 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 17을 참조하면, 전자 장치(100)는 문자 입력창(1710) 및 복수의 문자 키를 포함하는 키보드 UI(1720)를 표시할 수 있다. 이때, 전자 장치(100)는 외부 장치(미도시)로부터 획득된 뇌파 신호에 기초하여 화면 내 하이라이트의 이동을 표시할 수 있다. 여기서, 하이라이트는 선택될 오브젝트를 나타내는 것으로, 오브젝트 간을 이동하는 바, 연속적인 이동은 아닐 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 'g' 문자 키 상에 표시되던 하이라이트(1710)를 'y' 문자 키 상에 표시되는 하이라이트(1720)의 위치로 이동시킬 수 있다. 이때, 하이라이트의 이동은 사용자의 시선 이동에 대응되는 것일 수 있다.
한편, 본 개시에서는 4방향의 시선 이동에 대응되는 뇌파 신호만을 사용하므로, 전자 장치(100)는 우상향 방향의 하이라이트의 이동을 오른쪽으로의 이동 및 윗 방향으로의 이동으로 표시할 수 있다.
도 18 및 도 19는 본 개시의 일 실시 예에 따라 첫 문자 입력시 관련된 웹페이지 주소 또는 단어가 제공되는 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
일 실시 예로, 도 18을 참조하면, 전자 장치(100)는 외부 장치(미도시)로부터 획득된 뇌파 신호에 기초하여, 키보드 UI의 복수의 문자 키 중 'd' 문자 키를 식별하면, 식별된 문자 키에 대응되는 문자인 'd'를 문자 입력창(1810)에 입력할 수 있다. 그리고, 전자 장치(100)는 입력된 문자와 관련된 웹 페이지 주소(1820)를 제공할 수 있다. 이때, 제공되는 웹 페이지 주소(1820)는 사용자의 사용 이력에 기초한 것일 수 있다.
그 다음, 전자 장치(100)는 웹 페이지 주소(1820)를 제공한 후 수신된 뇌파 신호에 기초하여, 입력될 웹 페이지 주소를 식별하고, 식별된 웹 페이지 주소를 가리키는 하이라이트(1821)를 표시할 수 있다. 이때, 하이라이트(1821)는 사용자의 시선에 대응되는 것일 수 있다. 즉, 사용자의 시선 이동에 따라 하이라이트(1821)는 이동될 수 있다.
한편, 웹 페이지 주소(1820)가 제공된 후 기설정된 시간 동안 특정 웹 페이지 주소를 선택하는 동작에 대응되는 뇌파 신호가 수신되지 않거나, 사용자의 시선이 제공된 웹 페이지 주소(1820)의 영역을 벗어나면, 전자 장치(100)는 제공된 웹 페이지 주소(1820)를 제거하고, 이후 획득된 뇌파 신호에 기초하여 입력된 'd' 다음에 입력될 문자 키를 식별할 수 있다.
일 실시 예로, 도 19를 참조하면, 전자 장치(100)는 외부 장치(미도시)로부터 획득된 뇌파 신호에 기초하여, 키보드 UI의 복수의 문자 키 중 'g' 및 'a' 문자 키를 식별하면, 식별된 문자 키에 대응되는 문자인 'g' 및 'a'를 문자 입력창(1910)에 입력할 수 있다. 그리고, 전자 장치(100)는 입력된 문자와 관련된 단어(1920)를 제공할 수 있다. 이때, 제공되는 단어(1920)는 사용자의 사용 이력 또는 사전 중 적어도 하나에 기초한 것일 수 있다.
이와 같이, 입력된 문자와 연관된 웹 페이지 주소 또는 단어를 제공함으로써, 사용자가 원하는 문자를 빠르게 입력할 수 있으며, 이로 인해 사용자의 편의가 향상될 수 있다.
상술한 본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 신호 처리에 소요되는 시간 및 메모리가 단축되고, 눈 움직임에 대응되는 동작을 실시간으로 수행할 수 있어, 사용자가 자신의 동작에 대한 피드백을 즉시 받아볼 수 있으며, 입력된 문자와 연관된 웹 페이지 주소 또는 단어를 제공함으로써, 사용자가 원하는 문자를 빠르게 입력할 수 있으므로, 사용자의 편의가 향상되는 효과가 있다.
한편, 이상에서 설명된 다양한 실시 예들은 소프트웨어(software), 하드웨어(hardware) 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터(computer) 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록 매체 내에서 구현될 수 있다. 하드웨어적인 구현에 의하면, 본 개시에서 설명되는 실시 예들은 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛(unit) 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시 예들이 프로세서 자체로 구현될 수 있다. 소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시 예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다.
한편, 상술한 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치의 제어 방법은 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory readable medium) 에 저장될 수 있다. 이러한 비일시적 판독 가능 매체는 다양한 장치에 탑재되어 사용될 수 있다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 방법을 수행하기 위한 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 온라인으로 배포될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
1000 : 문자 입력 시스템 100 : 전자 장치
110 : 통신부 120 : 프로세서
130 : 디스플레이

Claims (17)

  1. 전자 장치에 있어서,
    통신부;
    디스플레이; 및
    문자 입력창 및 복수의 문자 키를 포함하는 키보드 UI를 표시하도록 상기 디스플레이를 제어하고, 상기 통신부를 통해 획득된 뇌파 신호 중 F7 채널, F8 채널및 AF3 채널 중 적어도 하나의 채널의 신호를 이용하여 상기 복수의 문자 키 중 입력될 문자 키를 식별하고, 상기 식별된 문자 키에 대응되는 문자를 상기 문자 입력창에 표시하도록 상기 디스플레이를 제어하는 프로세서;를 포함하는 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 획득된 뇌파 신호는,
    사용자의 4 방향의 시선 이동 동작 또는 눈 깜빡임 동작에 따라 획득되는 전자 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 획득된 뇌파 신호의 파형을 식별하고, 식별된 뇌파 신호의 파형에 기초하여 상기 입력될 문자 키를 식별하는 전자 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 획득된 뇌파 신호를 복수의 구간으로 나누고, 각 구간 별로 획득된 신호 값의 평균 값을 이용하여 상기 획득된 뇌파 신호의 파형을 식별하는 전자 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 획득된 뇌파 신호는,
    상기 F7 채널의 신호 및 상기 F8 채널의 신호를 포함하고, 사용자 시선의 좌우 방향 또는 아랫 방향의 움직임 여부에 따라 상기 F7 채널의 신호 및 상기 F8 채널의 신호 각각의 파형이 위로 볼록(convex up)하거나 아래로 볼록(convex downward)한 전자 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 입력된 뇌파 신호는,
    AF3 채널의 신호를 더 포함하고, 상기 사용자 시선의 윗 방향의 움직임 또는 눈 깜빡임 여부에 따라 상기 AF3 채널의 신호의 파형의 폭이 달라지는 전자 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 획득된 뇌파 신호의 파형에 기초하여, 상기 표시된 복수의 문자 키를 상기 복수의 문자 키 중 상기 획득된 뇌파 신호에 대응되는 적어도 하나의 문자 키로 변경하는 전자 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 획득된 뇌파 신호에 기초하여 입력된 첫 문자와 관련된 적어도 하나의 단어 또는 적어도 하나의 웹 페이지 주소를 표시하도록 상기 디스플레이를 제어하는 전자 장치.
  9. 전자 장치의 제어 방법에 있어서,
    문자 입력창 및 복수의 문자 키를 포함하는 키보드 UI를 표시하는 단계;
    획득된 뇌파 신호 중 F7 채널, F8 채널및 AF3 채널 중 적어도 하나의 채널의 신호를 이용하여 상기 복수의 문자 키 중 입력될 문자 키를 식별하는 단계; 및
    상기 식별된 문자 키에 대응되는 문자를 상기 문자 입력창에 표시하는 단계;를 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 획득된 뇌파 신호는,
    사용자의 4 방향의 시선 이동 동작 또는 눈 깜빡임 동작에 따라 결정되는 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 식별하는 단계는,
    상기 획득된 뇌파 신호의 파형을 식별하고, 식별된 뇌파 신호의 파형에 기초하여 상기 입력될 문자 키를 식별하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 식별하는 단계는,
    상기 획득된 뇌파 신호를 복수의 구간으로 나누고, 각 구간 별로 획득된 신호 값의 평균 값을 이용하여 상기 획득된 뇌파 신호의 파형을 식별하는 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 획득된 뇌파 신호는,
    상기 F7 채널의 신호 및 상기 F8 채널의 신호를 포함하고, 사용자 시선의 좌우 방향 또는 아랫 방향의 움직임 여부에 따라 상기 F7 채널의 신호 및 상기 F8 채널의 신호각각의 파형이 위로 볼록(convex up)하거나 아래로 볼록(convex downward)한 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 입력된 뇌파 신호는,
    상기 AF3 채널의 신호를 더 포함하고, 상기 사용자 시선의 윗 방향의 움직임 또는 눈 깜빡임 여부에 따라 상기 AF3 채널의 신호의 파형의 폭이 달라지는 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 획득된 뇌파 신호의 파형에 기초하여, 상기 표시된 복수의 문자 키를 상기 복수의 문자 키 중 상기 획득된 뇌파 신호에 대응되는 적어도 하나의 문자 키로 변경하는 단계;를 더 포함하는 방법.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 획득된 뇌파 신호에 기초하여 입력된 첫 문자와 관련된 적어도 하나의 단어 또는 적어도 하나의 웹 페이지 주소를 표시하는 단계;를 더 포함하는 방법.
  17. 전자 장치의 제어 방법을 실행하기 위한 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독가능 기록 매체에 있어서,
    상기 제어 방법은,
    문자 입력창 및 복수의 문자 키를 포함하는 키보드 UI를 표시하는 단계;
    획득된 뇌파 신호 중 F7 채널, F8 채널및 AF3 채널 중 적어도 하나의 채널의 신호를 이용하여 상기 복수의 문자 키 중 입력될 문자 키를 식별하는 단계; 및
    상기 식별된 문자 키에 대응되는 문자를 상기 문자 입력창에 표시하는 단계;를 포함하는 컴퓨터 판독가능 기록 매체.
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