KR20220114184A - 온라인 강의 시스템 및 방법 - Google Patents

온라인 강의 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20220114184A
KR20220114184A KR1020210017392A KR20210017392A KR20220114184A KR 20220114184 A KR20220114184 A KR 20220114184A KR 1020210017392 A KR1020210017392 A KR 1020210017392A KR 20210017392 A KR20210017392 A KR 20210017392A KR 20220114184 A KR20220114184 A KR 20220114184A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
terminal
screen
student
class
lecturer
Prior art date
Application number
KR1020210017392A
Other languages
English (en)
Inventor
이현빈
Original Assignee
한밭대학교 산학협력단
한밭대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한밭대학교 산학협력단, 한밭대학교 산학협력단 filed Critical 한밭대학교 산학협력단
Priority to KR1020210017392A priority Critical patent/KR20220114184A/ko
Publication of KR20220114184A publication Critical patent/KR20220114184A/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10Services
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10Services
    • G06Q50/20Education
    • G06Q50/30
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/50Business processes related to the communications industry
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/20Movements or behaviour, e.g. gesture recognition
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B5/00Electrically-operated educational appliances
    • G09B5/06Electrically-operated educational appliances with both visual and audible presentation of the material to be studied
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/20Servers specifically adapted for the distribution of content, e.g. VOD servers; Operations thereof
    • H04N21/23Processing of content or additional data; Elementary server operations; Server middleware
    • H04N21/236Assembling of a multiplex stream, e.g. transport stream, by combining a video stream with other content or additional data, e.g. inserting a URL [Uniform Resource Locator] into a video stream, multiplexing software data into a video stream; Remultiplexing of multiplex streams; Insertion of stuffing bits into the multiplex stream, e.g. to obtain a constant bit-rate; Assembling of a packetised elementary stream
    • H04N21/2368Multiplexing of audio and video streams
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/40Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
    • H04N21/47End-user applications
    • H04N21/478Supplemental services, e.g. displaying phone caller identification, shopping application
    • H04N21/4788Supplemental services, e.g. displaying phone caller identification, shopping application communicating with other users, e.g. chatting
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/222Studio circuitry; Studio devices; Studio equipment
    • H04N5/262Studio circuits, e.g. for mixing, switching-over, change of character of image, other special effects ; Cameras specially adapted for the electronic generation of special effects
    • H04N5/272Means for inserting a foreground image in a background image, i.e. inlay, outlay
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00Television systems
    • H04N7/14Systems for two-way working
    • H04N7/141Systems for two-way working between two video terminals, e.g. videophone

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Economics (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Social Psychology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Electrically Operated Instructional Devices (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 온라인 강의 시스템은 통신망을 통하여 연결되는 강의자단말기와 적어도 하나의 학습자단말기 간에 원격 수업이 진행될 수 있도록 제공되는 교사 영상 및 학생 영상을 포함하는 원격 수업 화면을 분할, 오버레이하여 표시하는 화면 제어기능과, 학생/교사 등록 및 권한 부여 기능, 팀별/개인별 학습을 위한 그룹 제어 기능, 영상 분석을 통한 출석체크 기능, 영상 및 음성 인식을 통한 토론 수업 진행시 참여도 표시 기능을 포함한 원격 수업 기능을 제공하는 관리서버를 포함할 수 있다.

Description

온라인 강의 시스템 및 방법{Online lecture system and method}
본 발명은 온라인 강의 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강의자단말기와 학습자단말기 간에 통신망을 통하여 연결된 관리서버에서 화면 및 그룹 제어를 통한 원격 수업을 수행하는 온라인 강의 시스템 및 방법에 관한 것이다.
기존의 강의는 항상 칠판, 프로젝터스크린의 고정된 강의실, 세미나실에서 강의가 지속적으로 일어나면서 공간적, 시간적 제약이 많아 바쁜 현대 사회에서 또는 불가피하게 수업을 오프라인으로 진행하지 못하는 경우에 강의, 수업이 제대로 이루어질 수 없는 문제가 있다.
한편, 정보통신분야와 인터넷의 눈부신 발전으로 컴퓨터나 이동통신단말기 등의 인터넷 접속수단을 통하여 자신에게 필요한 정보를 실시간으로 제공받을 수 있게 되었다. 이에 따라 인터넷 이용자에게 특정 서비스를 제공하는 서비스 제공자의 수도 빠르게 증가하고 있는 추세이다.
상기와 같이 정보통신 기술과 인터넷 기술의 눈부신 발달로 인해 시간적ㅇ공간적 제약을 극복할 수 있어, 인터넷 사용자들에게 다양한 서비스가 제공되는데, 특히 배우고자 하는 학구열은 높으나 여러 가지 시간적, 공간적인 여건으로 인해 배움의 시기를 놓치고 있는 사람들이나, 여러 환경적 요인 등으로 인하여 정보통신기술과 인터넷을 이용한 원격 교육 (전자 학습) 서비스가 활성화되고 있는 실정이다.
최근 교육 시장에서 인터넷을 이용한 원격수업(e-Learning)의 성장세가 갈수록 커지고, 평생교육이 자연스러운 교육 트렌드(trend)로 자리잡아 가고 있다. 그러나, 아직까지는 원격수업(e-Learning)의 내용이나 서비스 제공 형태가 거의 유사한 패턴으로 고정되어 있어 효율적인 수업이 이루어지지 못하고 있는 실정이다.
따라서, 전술한 문제를 해결하기 위하여 온라인 강의 시스템 및 방법에 대한 연구가 필요하게 되었다.
한국등록특허 제10-1918676호(2018년11월08일 등록)
본 발명의 목적은 강의자단말기와 학습자단말기 간에 원격 수업 진행시에 제공되는 교사 영상 및 학생 영상을 포함하는 원격 수업 화면을 분할하고, 오버레이하여 표시하는 화면 제어기능과, 학생/교사 등록 및 권한 부여 기능, 팀별/개인별 학습을 위한 그룹 제어 기능, 영상 분석을 통한 출석체크 기능을 포함한 원격 수업 기능을 제공하는 관리서버를 구비하는 온라인 강의 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 온라인 강의 시스템은, 통신망을 통하여 연결되는 강의자단말기와 적어도 하나의 학습자단말기 간에 원격 수업이 진행될 수 있도록 제공되는 교사 영상 및 학생 영상을 포함하는 원격 수업 화면을 분할, 오버레이하여 표시하는 화면 제어기능과, 학생/교사 등록 및 권한 부여 기능, 팀별/개인별 학습을 위한 그룹 제어 기능, 영상 분석을 통한 출석체크 기능을 포함한 원격 수업 기능을 상기 강의자단말기 및 학습자단말기에 제공하는 관리서버를 포함한다.
상기에 있어서, 상기 관리서버는 최초 등록되고 권한이 부여된 강의자단말기와 학습자단말기 간에 원격 수업이 진행될 수 있도록 단말들을 등록하고, 권한을 부여하여 관리하는 기능을 수행하는 단말관리부; 강의자단말기 및 학습자단말기에 각각 설치된 카메라로부터 교사 영상 및 학생 영상을 수신하고, 원격 수업을 위해 화면및그룹제어부에 전달하며, 학생 영상으로부터 출석 체크를 위해 객체 인식 알고리즘을 이용하여 학생 유무를 판별할 수 있는 영상분석부; 원격수업을 진행하는 교사와 학생간 제공되는 원격 수업 화면을 제어하고, 그룹별 학습을 위한 그룹핑을 통해 단말들을 분리하여 영상 및 음성을 다중으로 전송하기 위한 화면 및 그룹 제어 기능을 수행하는 화면및그룹제어부; 원격 수업 진행시 강의자단말기와 학습자단말기 간 필요한 수업 내용 판서, 과제 요청이나 음성으로 전달하기 힘든 내용, 질의응답을 포함한 채팅 기능을 제공하는 채팅부; 분할화면 형태의 영상 및 음성을 전송할 수 있도록 인코딩하여 강의자단말기로 제공하고, 원격 수업 진행을 위해 필요시 영상을 재조합하거나 배열하고, 교실 배경을 합성하여 하나의 영상으로 인코딩하는 기능을 수행하는 영상및음성처리부를 더 포함한다.
상기에 있어서, 상기 화면및그룹제어부는 상기 강의자단말기의 요청으로 그룹 제어시, 학생들 전체 화면에서 배치 정렬 설정 기능을 제공할 수 있으며, 상기 학습자단말기로부터 학생 영상을 수신하여 학생들이 들어온 시간 역순, 이름 순, 학번 순으로 배치하고 정렬하거나, 팀 끼리 묶어서 팀 순으로 배치하고 정렬하여 표시하되, 팀 순 배치의 경우 팀장은 처음에 배치하고, 팀장에게만 팀원들에게 알림 가능 권한을 포함한 고유 권한 기능을 제공하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기에 있어서, 상기 영상분석부는 객체 인식 알고리즘 및 인공지능 기반 학습에 의해 학생 영상을 분석하여 학생들의 움직임 변화에 따른 수업 태도를 판별하여 강의자단말기에 결과를 팝업 알림의 형태로 제공하는 것을 특징으로 한다.
상기에 있어서, 상기 강의자단말기와 학습자단말기에 설치되는 상기 카메라는 강의자단말기와 학습자단말기 각각 복수의 카메라를 사용하되, 하나의 카메라는 교사와 학생 얼굴을 포함한 모습을 촬영하도록 하고, 상기 강의자단말기에 설치되는 또 다른 하나는 교사의 시연 상황 또는 제스처를 체크하고, 상기 학습자단말기에 설치되는 또 다른 하나는 학생의 필기 상황 또는 실습 상황을 체크할 수 있도록 촬영되어 촬영된 영상들을 상기 관리서버로 전송하며, 상기 관리서버는 상기 강의자단말기로부터 요청된 원격 수업 진행시, 상기 복수의 카메라로부터 촬영된 영상을 오버레이되도록 표시되되, 하나의 영상 화면은 큰 화면으로 제공하고, 적어도 하나의 영상 화면을 작게 하여 큰 화면 일부에 오버레이되어 표시되도록 제공하고, 상기 강의자단말기에서는 표시되는 학습자(학생) 화면을 직접 제어하는 학습자 모습 모드 전환 기능을 활용하여, 강의자단말기에서 요청한 화면을 큰 화면으로 하고, 큰 화면을 작은 화면으로 볼 수 있도록 화면 전환할 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기에 있어서, 상기 채팅부는 상기 강의자단말기 및 학습자단말기에 제공되는 학생별 화면에 별도의 개인채팅 수신 확인용 채팅알림 UI를 제공하고, 채팅알림 UI에 대한 인터페이스 동작을 통해 수신된 채팅 메시지를 확인할 수 있도록 제공하며, 상기 채팅알림 UI는 학생별 화면 일부에 오버레이되어 표시되되, 메시지 대기 순번이 표시되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 온라인 강의 방법은, 통신망을 통하여 연결되는 강의자단말기와 적어도 하나의 학습자단말기 간에 원격 수업 서비스를 제공하는 관리서버를 이용한 온라인 강의 방법에 있어서, 상기 강의자단말기와 학습자단말기는 최초에 원격 수업을 진행하기 위한 권한을 부여받도록 각 단말기들을 관리서버에 접속하여 등록하는 단계; 상기 관리서버는 권한 부여된 강의자단말기와 학습자단말기 간에 원격 수업을 개시 요청하면, 제공받은 정보들을 토대로 원격 수업을 위한 화면을 제공하고, 수업 커리큘럼, 교사 영상, 학생 영상을 포함시켜 원격 수업이 진행되도록 서비스를 제공하는 단계; 상기 관리서버는 상기 학습자단말기가 접속되는 접속시간 정보를 수신하여 접속 시간에 따른 출석 체크를 수행하는 단계; 상기 강의자단말기에서 그룹 수업 요청시, 상기 관리서버는 그룹 수업을 진행하기 위한 그룹별 설정, 그룹별 분할 화면을 제공하는 단계; 상기 강의자단말기에서 원격 수업 종료를 요청하면, 상기 관리서버는 원격 수업을 종료 프로세스를 진행하는 단계를 포함한다.
상기에 있어서, 상기 관리서버는 강의자단말기에서 토론 수업 요청시 토론 수업 진행을 위한 화면을 제공함과 아울러, 토론 수업에 참여하는 학생들의 음성을 체크하거나 영상 내 움직임 변화를 감지하여 학생들의 토론 참여도를 평가하는 단계를 더 포함한다.
상기에 있어서, 상기 강의자단말기는 원격 수업 도중 학생들의 수업 상태를 제공받은 학생 영상으로부터 체크할 수 있으며, 상기 관리서버는 객체 인식 알고리즘 및 인공지능 기반 학습에 의해 학생 영상을 분석하여 학생들의 움직임 변화에 따른 수업 태도 양호 여부를 판별하여 강의자단말기에 판별 결과를 팝업 알림 형태로 제공하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 온라인 강의 시스템 및 방법은 원격 수업 화면을 분할, 오버레이하여 표시하는 화면 제어기능과, 학생/교사 등록 및 권한 부여 기능, 팀별/개인별 학습을 위한 그룹 제어 기능, 영상 분석을 통한 출석체크 기능, 영상 및 음성 인식을 통한 토론 수업 진행시 참여도 표시 및 점수화 기능을 포함함으로써, 원격 수업 기능을 제공하여, 교사와 학생 간 사용자 편의성을 극대화하여 수업이 원활하게 진행될 수 있는 장점이 있다.
또한, 원격 수업 진행시, 학생 개별 영상 화면 수신 여부를 분석하여 출석 상태를 체크하고, 자동으로 출석부를 기록하여 강의자가 출석 상태를 쉽게 확인할 수 있어, 기존의 직접 수기로 작성하거나 로그 기록을 확인하여 일일이 출석 상태를 확인할 필요가 없어 출석 관리 편의성이 증대되는 효과가 있다.
또한, 학생 개별로 채팅 메시지를 수신할 수 있도록 하고, 메시지 수신시 별도의 화면 일부에 작은 사이즈로 오버레이되는 채팅알림 UI를 제공하고, 채팅알림 UI 클릭시 채팅 메시지 내용이 팝업되는 형태로 제공함으로써, 강의자와 학습자 상호 간에 질문과 답변 형태의 채팅 메시지를 수신하더라도 학습에 방해가 되지 않도록 하며, 한 채팅창에 일괄적으로 메시지 전송시 채팅 메시지가 많은 경우 확인이 어렵고, 즉각적으로 확인해야 하는 불편한 문제를 해소할 수 있으며, 강의자 또는 학생 자신이 원하는 시간에 수신된 메시지 내용을 확인할 수 있는 사용자 편의성을 제공하는 장점이 있다.
또한, 수업 형태가 그룹 수업 형태로 진행되거나, 토론 수업 형태로 진행되는 경우에도 그룹별 세분화된 설정 및 그룹 관리가 용이하도록 화면 및 음성 제어가 이루어지고, 토론 수업의 참여도를 음성 체크 및 객체 인식 알고리즘에 의해 평가할 수 있어, 다양한 수업 형태에서도 오프라인과 유사한 수업형태로 온라인 원격 수업을 진행할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 온라인 강의 시스템의 구성을 보인 블록도이다.
도 2는 도 1의 관리서버의 내부 구성을 세부적으로 보인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 온라인 강의 방법의 순서도이다.
도 4는 본 발명의 온라인 강의 시스템을 통하여 교사에게 제공되는 학생 그룹별 분할화면의 예시를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 온라인 강의 시스템을 통하여 교사에게 제공되는 학생 그룹 설정 및 관리 화면의 예시를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 온라인 강의 시스템을 통하여 원격 수업 진행시, 강의자와 학습자에 제공되는 기본 화면의 예시를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 온라인 강의 시스템을 통하여 원격 수업 진행시, 강의자에게 제공되는 학습자 모습 모드 전환 기능을 예시적으로 설명한 도면이다.
도 8은 본 발명의 온라인 강의 시스템을 통하여 원격 수업 진행시, 팀 활동시 학습자 측 화면 예시를 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 온라인 강의 시스템을 통하여 원격 수업 진행시, 수작업화면과 학습자 화면을 전환하는 과정 예시를 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 온라인 강의 시스템을 통하여 원격 수업 진행시, 채팅 알림 UI를 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다. 또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 온라인 강의 시스템의 구성을 보인 블록도이며, 도 2는 도 1의 관리서버의 내부 구성을 세부적으로 보인 블록도이다.
본 발명의 온라인 강의 시스템은 도 1을 참조하면, 강의자단말기(10) 및 복수의 학습자단말기(20)와 통신망(200)을 통하여 연결되는 관리서버(100)를 포함한다.
강의자단말기(10)는 영상을 통하여 복수의 학습자단말기(20)와 원격 수업 진행시 가르침을 목적으로 교사, 교수, 강사 등이 소지한 단말로서, 필요한 주변기기들이 더 구비될 수 있으며, 예컨대 주변기기는 영상을 전달하기 위한 PTZ 카메라나 웹캠 등의 적어도 하나의 카메라, 음성 전달을 위한 마이크, 채팅 및 각종 설정 등의 사용자 입력을 위한 키보드 및 마우스, 화면 확인을 위한 모니터를 포함할 수 있다.
또한 복수의 학습자단말기(20)는 학생(학습자)가 소지한 단말로서, 원격 수업을 위해 상술한 주변기기들이 동일하게 구비될 수 있으며, 강의자단말기(10)와 원격 수업 진행시 학생 권한으로 원격 수업을 진행받을 수 있도록 교사와 다른 화면이 제공될 수 있으며, 이를 위한 교사와 학생이 구분되도록 권한 설정이 관리서버(100)에서 이루어질 수 있다.
나아가 강의자단말기(10)와 학습자단말기(20)에 설치되는 카메라(미도시)는 단말기 각각 복수의 카메라를 사용하여, 강의자단말기(10)와 학습자단말기(20)에 설치되는 각각 하나의 카메라는 교사와 학생 얼굴을 포함한 모습을 촬영하도록 하고, 강의자단말기(10)에 설치되는 또 다른 하나는 교사의 시연(칠판 판서 등) 상황 및 제스처 등을 체크하고, 학습자단말기(20)에 설치되는 또 다른 하나는 학생의 필기 상황, 연습 상황 등을 체크할 수 있도록 촬영되도록 제공될 수 있으며, 이를 위해 카메라는 상하, 좌우 각도 조절이 가능한 PTZ 카메라 등이 사용될 수 있다.
나아가 강의자단말기(10) 및 학습자단말기(20)에 설치되는 주변기기로서 추가로 리모컨이 제공되어 원격 제어에 의해 교사가 수업 도중 이동하는 과정없이 화면 제어 등을 수행할 수 있도록 하거나, 강의/답변용 마이크와 스피커, 이어셋, 헤드셋을 제공하여 원활한 수업 진행이 가능하며, 사용자 편의성을 제공할 수 있다.
특히 마이크와 스피커, 이어셋이나 헤드셋의 경우, 다국적 수업을 진행하는 경우에 실시간 번역에 의한 해당 나라의 음성이 제공되도록 별도의 번역서버(미도시)와 통신하여 이루어질 수 있으며, 번역서버는 미리 정의된 복수개의 언어별로 ID 데이터를 이용하여, 해당 언어로 음성데이터를 번역하고, 대응되는 타 이어셋의 송수신단으로 전송하는 기능을 수행할 수도 있다. 또한 번역서버는 음성데이터 뿐만 아니라 강의 자료에 대해서도 OCR(광학문자인식) 기술 등을 이용하여 텍스트를 해당 나라의 언어로 번역한 번역본을 제공하여 원활한 수업 진행이 이루어지도록 할 수 있다.
또한 여기서 강의자단말기(10)와 학습자단말기(20)는 원격 수업이 원활히 이루어질 수 있는 통신망(200)을 통하여 관리서버(100)에 연결가능한 단말로서, 예컨대 PC, 노트북, 스마트폰, 패블릿폰, 태블릿 등이 될 수 있으며, 교사와 학생이 구분되도록 하는 권한 설정 및 이를 통한 다른 화면을 제공하는 구체적 기능에 대해서는 후술하기로 한다.
관리서버(100)는 통신망(200)을 통하여 연결되는 강의자단말기(10)와 학습자단말기(20) 간에 원격 수업이 진행될 수 있도록 제공되는 화면을 분할하거나 오버레이하여 표시하는 등의 화면 제어기능과, 학생/교사 등록 및 권한 부여 기능, 팀별/개인별 학습을 위한 그룹 제어 기능, 영상 분석을 통한 출석체크 기능, 영상 및 음성 인식을 통한 토론 수업 진행시 참여도 표시 및 점수화 기능을 제공할 수 있다.
또한 여기서 통신망(200)은 단말들 및 서버와 같은 각각의 노드 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 근거리 통신망(LAN: Local Area Network), 광역 통신망(WAN: Wide Area Network), 인터넷 (WWW: World Wide Web), 유무선 데이터 통신망, 전화망, 유무선 텔레비전 통신망 등을 포함한다.
무선 데이터 통신망(200)의 일례에는 3G, 4G, 5G, 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evolution), WIMAX(World Interoperability for Microwave Access), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스 통신, 적외선 통신, 초음파 통신, 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication), 라이파이(LiFi) 등이 포함되나 이에 한정되지는 않으며, 통신망(200)에는 이종 통신 간 통신이 원활하게 이루어지도록 게이트웨이, 라우터, 공유기, 허브 등이 더 포함될 수 있으며, 통신 호환 가능한 통신 프로토콜(HTTP, SIP, Socket, MQTT, CoAP, LWM2M 등)이 복수로 구비될 수 있다.
관리서버(100)는 상술한 기능을 수행하기 위해 세부적으로 도 2에 도시된 바와 같이, 단말관리부(110), 영상분석부(120), 화면및그룹제어부(130), 채팅부(140), 영상및음성처리부(150) 그리고 데이터베이스(160)를 더 포함할 수 있다.
단말관리부(110)는 최초 등록되고 권한이 부여된 강의자단말기(10)와 학습자단말기(20) 간에 원격 수업이 진행될 수 있도록 단말들을 등록하고, 권한을 부여하여 관리하는 기능을 수행한다. 특히 강의자단말기(10)와 학습자단말기(20)는 권한이 별도로 부여되어 관리될 수 있으며, 강의자단말기(10)에서는 가능한 기능들이 학습자단말기(20)에서는 제한되도록 권한을 부여할 수 있으며, 이를 테면 강의자단말기(10)에서는 학생들 간 팀 그룹을 설정하여 해당 그룹별 분리된 학습을 진행하거나 출석 체크 등의 기능을 수행할 수 있고, 학습자단말기(20)에서는 분리된 그룹인 경우, 해당 그룹 학생들 간의 영상이나 음성 전달이 이루어질 수 있으며, 그 외의 학생들에 대해서는 확인이 제한되도록 권한이 부여될 수 있다.
영상분석부(120)는 강의자단말기(10) 및 학습자단말기(20)에 각각 설치된 카메라로부터 교사 영상 및 학생 영상을 수신하고, 원격 수업을 위해 화면및그룹제어부(130)에 전달한다.
또한 영상분석부(120)는 학생 영상의 수신 여부 및 학생 영상으로부터 객체 인식 알고리즘을 이용하여 학생 유무를 판별하고, 판별결과로서 출석체크 기능을 제공할 수 있으며, 원격 수업이 토론 수업으로 진행되는 경우 영상 분석을 통한 토론 참여 여부를 판별할 수도 있다.
예컨대 학생 영상에서 토론 수업에 참여하는 학생이 별다른 움직임이 없다면 토론에 참여하지 않는 것으로 판단하고, 자세 움직임이 크고 제스처 등을 사용하거나 입모양이 변화하는 모습인 것으로 판단되면 토론 참여 상태로 판단할 수 있다.
특히 객체 인식 알고리즘 및 인공지능 기반 학습에 의해 학생 영상을 분석하여 학생들의 움직임 변화에 따른 수업 태도를 판별하여 강의자단말기(10)에 결과를 팝업 알림 등의 형태로 제공할 수도 있다. 이러한 인공지능 기반 학습에 의해 트레이닝이 거듭될수록 움직임 변화에 따른 수업 태도 판별이 더 용이해질 수 있으며, 이를 위해 움직임 패턴 분석에 용이한 서포트 벡터 머신 알고리즘 등이 활용될 수 있다.
나아가 카메라로 촬영되는 학생 및 교사 영상의 객체 인식율을 높이기 위해 객체 인식 알고리즘으로는 예컨대 에이다부스트(AdaBoost), 서포트 벡터 머신(Support Vector Machine: SVM), 선형판별식 해석(Linear Disciminant Analysis: LDA), 주성분 분석(Principal Component Analusis: PCA) 등의 알고리즘이 내장될 수도 있다.
이러한 알고리즘 기법들은 모두 외형에 기반하여 인식대상 영역을 식별하는 것으로, 학습 트레이닝에 사용될 촬상 이미지들의 집합에 의해 트레이닝된 모델을 이용해서 학생 및 교사 영상 주위의 영역을 검출하며, 여러 주변의 제약 조건들이 트레이닝을 통해 극복되어지기 때문에 이러한 트레이닝 과정을 통해 교사 및 학생 영상의 인식 정확도와 신뢰도를 높일 수 있으며, 궁극적으로 학생 출석 체크나 토론 수업 참여 여부 판별 정확도를 높일 수 있게 된다.
또한 영상분석부(120)는 화면 상에 제공되는 학생별 화면에 영상이 전송되는지(수신되는지)를 확인하여 해당 학생의 출석 여부를 판단할 수도 있으며, 이때 빈화면만을 전송하는 경우에 대비하여, 상술한 객체 인식 알고리즘을 이용하여, 미리 학습된 학생의 모습을 인식시켜, 인식되는 경우에 학생 출석 상태로 체크할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
구체적으로 강의자단말기(10)에서 원격 수업을 진행시, 수업을 수강하는 학생들의 개별적 화면에 대한 학생 순번(학생번호, 이름, 팀번호, 팀명 등)이 정해져서 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이 기본 화면에 제공되고, 해당 기본 화면에서 학습자단말기(20)로부터 카메라를 통하여 전송되는 개인별 학생 영상을 전송받아 수신하는 경우, 해당 학생의 개별적 화면에 순차적으로 해당 학생 영상이 수신되어 강의자에게 제공되고, 이를 통해 출석 여부를 강의자가 확인할 수 있으며, 동시에 출석부에 자동으로 출석 상태로 등록되게 된다.
나아가 지정된 지각설정시간이 초과된 경우 지각 처리가 자동으로 이루어질 수도 있으며, 지정된 미출석설정시간 또는 수업 시간 내에 출석되지 않은 경우, 미출석 처리가 자동으로 처리되어 출석부에 기록되도록 제공될 수 있어서 강의자는 별도로 출석부를 관리하지 않아도 수업 이후에 기록된 출석 상태를 확인할 수 있다.
또한 관리서버(100)는 미출석 처리시, 학생 화면에 영상이 미수신됨과 아울러, 미출석 글자로 표기되어 표시되도록 하여, 강의자단말기(10)에서 쉽게 미출석자를 확인할 수 있도록 제공할 수 있다.
화면및그룹제어부(130)는 원격수업을 진행하는 교사와 학생간 제공되는 원격 수업 화면을 제어하고, 그룹별 학습을 위한 그룹핑을 통해 단말들을 분리하여 영상 및 음성을 다중으로 전송하는 등의 화면 및 그룹 제어 기능, 이를 위한 메뉴바 등의 UI(User Interface) 제공 기능을 수행할 수 있다.
또한, 강의자단말기(10)의 요청으로 그룹 제어시 학생들 전체 화면에서 배치 정렬 설정 기능을 제공할 수 있으며, 도 5를 참조하면 학습자단말기로부터 학생 영상을 수신하여 학생들이 들어온 시간 역순(최근 학생 영상이 최상단에 배치), 이름 순 또는 학번 순으로 배치하고 정렬하거나, 팀 끼리 묶어서 팀 순으로 배치하고 정렬하여 표시하되 팀 순 배치의 경우 팀장은 처음에 배치하고, 팀장에게만 팀원들에게 알림(메시지 전송) 가능 등 고유 권한 기능 등을 제공하도록 제어할 수 있다.
이와 같은 그룹 제어 기능은 교사 및 그룹 내 팀장 고유 권한으로 제공될 수 있으며, 도 5에 도시된 바와 같이 직관적인 화면을 통하여 그룹 편성(도 5의 A,B,C,D) 및 그룹 내 학생 현황을 쉽게 파악할 수 있어, 원활한 그룹 수업을 진행할 수 있도록 제공된다.
나아가, 강의자단말기(10) 측 기본 화면으로 도 6에 도시된 바와 같이, 상단 메뉴 바가 추가되어, 배치, 정렬, 전환, 팀 편성, 팀활동시작/종료, 음소거 등의 기능을 제공하여, 강의자가 편리하게 원격 학습을 진행할 수 있도록 제공한다. 여기서, 배치와 정렬 기능은 학생별 개인 화면을 위치 이동되도록 배치시키거나 학생번호순, 이름순(가나다순), 팀별 순으로 정렬하는 기능이 될 수 있다.
또한 전환 기능은 학생별 화면이 복수의 영상(학생 영상 및 실습 영상(또는 PC 영상)이 제공되는 경우, 해당 화면 중 메인 화면으로 제공될 화면을 전환하는 기능이 될 수 있으며, 팀 편성은 팀별 학습 진행시 팀을 편성하도록 도와주는 기능이며, 이들 기능에 대해서는 후술하여 자세히 설명하기로 한다.
또한 학습자단말기(20)에는 기본적으로 팀 편성이나, 배치, 정렬 등의 기능을 수행할 수 없기 때문에, 상기 메뉴바의 기능 일부를 제외시키거나 메뉴바 자체를 포함시키지 않도록 화면을 제공할 수 있다.
또한, 강의자단말기(10)에서는 원격 수업 진행시 복수의 카메라로부터 촬영된 영상을 오버레이되도록 표시되는데, 도 7에 도시된 바와 같이, 하나는 학습자(학생) 모습이 촬영된 영상이고, 또 하나는 실습 수업인 경우, 실습 모습을 촬영한 영상이고, 프로그램 등 PC를 활용한 수업인 경우, PC 화면 자체를 영상을 제공할 수 있으며, 오버레이되는 형태는 하나의 영상화면을 작게 하여, 예를 들어 좌측 상단에 표시되도록 하고, 하나의 영상화면은 큰 화면으로 제공될 수 있다.
특히 강의자단말기(10)에서는 표시되는 화면을 직접 제어하는 학습자 모습 모드 전환 기능을 활용하여, 도 7 및 도 9와 같이 원하는 형태의 화면을 확대하여 볼 수 있으며, 예를 들어 모드 1에서는 실습 내용을 확인하기 쉽도록 실습 화면(수작업 화면)을 메인 화면(큰 화면)으로 제공하고, 메인 화면 좌측 상단에 작은 화면으로 오버레이된 학습자 영상 화면을 제공할 수 있다.
이외에도 강의자가 편의에 따라 다양한 형태로 전환이 가능함에 따라 원활한 수업 진행이 가능하도록 제공할 수 있으며, 모드 5,6과 같이 만약 단일 카메라를 사용하는 경우에는 한 화면에 강의자가 원하는 영상 화면(학습자 영상 화면 또는 PC 화면 등)을 선택하여 단일로 표시할 수 있다.
화면및그룹제어부(130)는 영상 오버레이 처리를 위해 영상및음성처리부(150)와 연동하여, 영상 처리된 영상을 제공받을 수 있다.
채팅부(140)는 원격 수업 진행시 강의자단말기(10)와 학습자단말기(20) 간 음성 수업 외에 필요한 수업 내용 판서, 과제 요청이나 음성으로 전달하기 힘든 내용, 질의응답 등 원활한 수업 진행을 위해 단말기 간 채팅 기능을 제공할 수 있다.
나아가 채팅부(140)는 개인채팅/손들기(채팅 수신 알림) 기능을 통하여 개인 채팅창을 팝업 형태로 제공할 수 있다.
예를 들어 도 4 내지 도 6을 참조하면, 학생별 화면에 별도의 개인채팅 확인용 채팅알림 UI(도 4 내지 도 6의 각 학생별 화면의 우측 상단에 오버레이되는 초록색 원(C) 및 도 10의 빨간색 원(R))를 제공한다.
또한, 채팅알림 UI에 대한 인터페이스 동작을 통해 수신된 채팅 메시지를 확인할 수 있으며, 여기서 인터페이스 동작은 예컨대, 마우스 클릭 동작, 터치스크린의 터치 동작 또는 별도의 버튼 입력 등이 될 수 있다.
또한, 채팅알림 UI를 통해 수신된 메시지에 대한 메시지 대기 순번이 숫자로 표시됨과 아울러, 색상이 변경되어 표시되도록 제공할 수 있다.
예를 들어, 도 10을 참조하면 강의자단말기(10) 측 화면에서 8번 학생, 3번 학생, 17번 학생 및 1번 학생 순으로 채팅 메시지를 수신하는 경우, 메시지 대기 순번을 순차적으로 1에서 4로 정하고, 대기 상태를 나타내는 초록색 원(C)의 채팅알림 UI에서 채팅 메시지 수신 상태를 나타내는 빨간색 원(R)의 채팅알림 UI로 변경된다.
강의자단말기(10)에서는 원격 수업 수행 도중 학생별 화면을 확인하고, 메시지 대기 순번대로 채팅알림 UI를 클릭하여, 팝업 형태로 된 개인 학생별로 채팅 메시지를 확인할 수 있으며, 메시지 확인시 해당 채팅알림 UI의 메시지 대기순번은 사라지고, 다시 초록색 원(C)의 채팅알림 UI로 변경됨과 아울러, 나머지 메시지 대기 순번은 차례대로 숫자가 하나씩 줄어들게 된다.
즉, 강의자단말기(10)에서 8번 학생의 메시지를 확인한 경우, 3번 학생의 순번은 1번으로, 17번 학생의 순번은 2번으로, 1번 학생의 순번은 3번으로 변경된다.
또한 강의자단말기(10)에서 새로운 학생 메시지를 수신하는 경우, 마지막 학생의 메시지 대기순번에 1을 추가하여 해당 메시지 대기 순번이 매겨지고, 빨간색 원(R)의 채팅알림 UI로 변경된다.
또한, 학생의 경우에도 강의자와 마찬가지로 채팅알림 UI를 화면 상에 제공할 수 있으며, 학생의 경우 강의자에게 질문 메시지를 전송하는 경우에 초록색 원(C)의 채팅알림 UI가 빨간색 원(R)의 채팅알림 UI로 변경되고, 이에 대한 답변 메시지를 수신하는 경우에 다시 초록색 원(C)의 채팅알림 UI로 변경될 수 있다.
또한 이때 자신의 질문 메시지를 전송시에 대기 순번이 몇 번인지 강의자에게 수신된 메시지 수에 따라 결정되며, 예를 들어 만약 자신의 질문 메시지가 전송된 시점에 이미 다른 학생의 메시지가 강의자에게 2개 수신된 경우, 자신의 순번은 3번이 결정되는 것이다.
또한 채팅부(140)는 별도의 기본 채팅창을 원격 수업 기본 화면에 제공할 수 있으며, 기본 채팅창(메시지창)의 경우, 수업 판서 내용이나 공지 내용 등을 확인할 수 있도록 제공할 수 있다.
영상및음성처리부(150)는 화면및그룹제어부(130)를 통해 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 분할화면 형태의 영상 및 음성을 전송할 수 있도록 인코딩하여 강의자단말기(10)로 제공하고, 원격 수업 진행을 위해 필요시 영상을 재조합하거나 배열하고, 교실 배경 등을 합성하여 하나의 영상으로 인코딩하는 기능을 수행할 수 있다.
예를 들어, 영상 대화를 실시하는 학습자단말기(20) 그룹들에 대하여 수신된 영상들을 조합하여 분리된 화면에 분할 영상을 생성하여 제공할 수 있다. 이때 학생 객체 이미지가 중첩되지 않도록 수신된 학생 영상들을 배열하고, 배열된 학생 영상들을 인코딩하여 다시 각 사용자 단말(강의자단말기(10) 및 복수의 학습자단말기(20)로 재전송한다.
이때 각 단말기에 전송되는 영상은 권한에 따라 다르게 제공될 수 있으며, 강의자단말기(10)에는 모든 학생 영상이 포함되는 반면, 학습자단말기(20)에는 도 8에 도시된 바와 같이, 자신이 속한 그룹 내 학생 영상들 또는 자신의 영상과 교사 영상(교사 얼굴 및 칠판 영상)만 제공될 수 있다.
또한 강의자단말기(10)에서는 도 4를 참조하면, 각 수업을 듣는 학생을 정렬하여 한 화면에 분할하여 보여주고, 강의에 필요한 칠판, 강의자료 윈도우와 질의 응답 윈도우를 별도의 분할 화면에 제공할 수 있다.
만약 이때 1번 학생을 선택하게 되면, 선택된 1번 학생의 영상을 강의자단말기(10) 화면에 제공하되, 실습 수업을 진행 중인 경우 또 다른 카메라 시연 상황(실습 화면)을 촬영한 영상 위에 학생 모습 영상을 작은 사이즈로 오버레이하는 형태로 제공되어 학생 모습과 시연 상황을 동시에 확인할 수 있도록 서비스가 제공될 수 있다.
데이터베이스(160)는 원격 수업에 필요한 각종 데이터들을 저장하고 관리할 수 있으며, 특히 교사 및 학생 영상과 음성 데이터, 수업 커리큘럼 내용(교과서, 시험 문제, 과제, 숙제 등), 판서 데이터, 수업 이력 데이터, 학생 출석 및 수업 상태 기록, 과제 수행 및 시험 채점 결과 등을 저장하고, 통계 자료 등으로 활용될 수 있게 관리된다.
나아가 상기 단말기등록부와 데이터베이스에서 수행되는 단말기 등록, 데이터 전송 및 저장 과정에서는 데이터의 외부 유출이나 해킹 등의 위험으로부터 방지하기 위해 데이터 암/복호화 기술을 적용할 수 있다.
보다 구체적으로, 관리서버(100)는 강의자단말기(10) 및 학습자단말기(20)에 각각 신분 증명이 가능한, 식별 정보(identification information)를 부여하여, 각 단말기의 식별 정보를 사설 암호 키(private key)로 활용하는 경량 암호 알고리즘을 수행한다. 경량 암호 알고리즘에는 본원 발명의 각 단말기들과 같은 스마트 기기 등의 제한된 환경에서 구현하기 위해 설계된 암호 기술로서, 대칭키 암호 알고리즘인 HIGHT(HIGh security and light weigHT), LEA(Lightweight Encryption)와 해시함수인 LSH(Lightweight Secure Hash) 등을 활용할 수 있다.
이러한 경량 암호 알고리즘을 활용하여 각종 정보 등을 암/복호화 시킴으로써 해당 데이터의 외부 유출이나 외부 해킹으로 인한 불법적인 제어 등을 막을 수 있다. 경량 암호 알고리즘은 이러한 임베디드 컴퓨팅 환경에서 적합한 경량 해시 함수(lightweight hash function)를 사용하는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 온라인 강의 방법의 순서도이다.
강의자단말기(10)와 학습자단말기(20)는 최초에 원격 수업을 진행하기 위한 권한을 부여받도록 각 단말기들을 관리서버(100)에 접속하여 등록한다(S100).
등록시 관리서버(100)는 교사정보와 학생정보를 제공받을 수 있으며, 제공받은 정보들을 토대로 원격수업이 진행될 학교, 학급, 수강반 등이 설정되어 원활한 수업이 진행될 수 있도록 저장하고 관리할 수 있다.
권한 부여된 강의자단말기(10)와 학습자단말기(20) 간에 원격 수업을 개시 요청하면, 제공받은 정보들을 토대로 관리서버(100)는 원격 수업을 위한 화면을 제공하고, 수업 커리큘럼, 교사 영상, 학생 영상 등을 포함시켜 원격 수업이 진행되도록 제공한다(S102).
또한 관리서버(100)는 학습자단말기(20)가 접속되는 접속시간 정보를 수신하여 접속 시간에 따른 출석 체크를 수행할 수 있으며, 추가로 학생 영상의 얼굴을 인식하여 출석 체크가 이루어지는 것이 바람직하다(S104).
강의자단말기(10)에서 그룹 수업 요청시, 관리서버(100)는 그룹 수업을 진행하기 위한 그룹별 설정, 그룹별 분할 화면을 제공할 수 있다(S106).
또한 관리서버(100)는 강의자단말기(10)에서 토론 수업 요청시 토론 수업 진행을 위한 화면을 제공함과 아울러, 토론 수업에 참여하는 학생들의 음성을 체크하거나 영상 내 움직임 변화를 감지하여 학생들의 토론 참여도를 평가할 수 있다(S108).
또한 강의자단말기(10)는 원격 수업 도중 학생들의 수업 상태를 제공받은 학생 영상으로부터 체크할 수 있으며, 관리서버(100)는 객체 인식 알고리즘 및 인공지능 기반 학습에 의해 학생 영상을 분석하여 학생들의 움직임 변화에 따른 수업 태도 양호 여부(양호/불량)를 판별하여 강의자단말기(10)에 판별 결과를 팝업 알림 등의 형태로 제공할 수도 있다(S110).
강의자단말기(10)에서 원격 수업 종료를 요청하면, 관리서버(100)는 원격 수업 종료 프로세스를 진행한다(S112).
10 ; 강의자단말기
20 ; 학습자단말기
100 ; 관리서버
110 ; 단말관리부
120 ; 영상분석부
130 ; 화면및그룹제어부
140 ; 채팅부
150 ; 영상및음성처리부
160 ; 데이터베이스
200 ; 통신망

Claims (9)

  1. 통신망을 통하여 연결되는 강의자단말기와 적어도 하나의 학습자단말기 간에 원격 수업 진행시에 제공되는 교사 영상 및 학생 영상을 포함하는 원격 수업 화면을 분할하고, 오버레이하여 표시하는 화면 제어기능과, 학생/교사 등록 및 권한 부여 기능, 팀별/개인별 학습을 위한 그룹 제어 기능, 영상 분석을 통한 출석체크 기능을 포함한 원격 수업 기능을 상기 강의자단말기 및 학습자단말기에 제공하는 관리서버
    를 포함하는 온라인 강의 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 관리서버는
    최초 등록되고 권한이 부여된 강의자단말기와 학습자단말기 간에 원격 수업이 진행될 수 있도록 단말들을 등록하고, 권한을 부여하여 관리하는 기능을 수행하는 단말관리부;
    강의자단말기 및 학습자단말기에 각각 설치된 카메라로부터 교사 영상 및 학생 영상을 수신하고, 원격 수업을 위해 화면및그룹제어부에 전달하며, 학생 영상의 수신 여부 및 수신된 학생 영상으로부터 객체 인식 알고리즘을 이용하여 학생 유무를 판별하고, 판별결과로서 출석체크 기능을 제공할 수 있는 영상분석부;
    원격수업을 진행하는 교사와 학생간 제공되는 원격 수업 화면을 제어하고, 그룹별 학습을 위한 그룹핑을 통해 단말들을 분리하여 영상 및 음성을 다중으로 전송하기 위한 화면 및 그룹 제어 기능을 수행하는 화면및그룹제어부;
    원격 수업 진행시 강의자단말기와 학습자단말기 간 필요한 수업 내용 판서, 과제 요청이나 음성으로 전달하기 힘든 내용, 질의응답을 포함한 채팅 기능을 제공하는 채팅부; 및
    분할화면 형태의 영상 및 음성을 전송할 수 있도록 인코딩하여 강의자단말기로 제공하고, 원격 수업 진행을 위해 필요시 영상을 재조합하거나 배열하고, 교실 배경을 합성하여 하나의 영상으로 인코딩하는 기능을 수행하는 영상및음성처리부
    를 더 포함하는 온라인 강의 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 화면및그룹제어부는
    상기 강의자단말기의 요청으로 그룹 제어시, 학생들 전체 화면에서 배치 정렬 설정 기능을 제공할 수 있으며,
    상기 학습자단말기로부터 학생 영상을 수신하여 학생들이 들어온 시간 역순, 이름 순, 학번 순으로 배치하고 정렬하거나, 팀 끼리 묶어서 팀 순으로 배치하고 정렬하여 표시하되, 팀 순 배치의 경우 팀장은 처음에 배치하고, 팀장에게만 팀원들에게 알림 가능 권한을 포함한 고유 권한 기능을 제공하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 온라인 강의 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 영상분석부는
    화면 상에 제공되는 학생별 화면에 각 학생 영상이 전송되는지를 확인하여 해당 학생의 출석 여부를 판단하며, 객체 인식 알고리즘을 이용하여, 미리 학습된 학생의 모습을 인식시켜 해당 학생 모습이 인식되는 경우에 학생 출석 상태로 체크할 수 있도록 하며,
    객체 인식 알고리즘 및 인공지능 기반 학습에 의해 학생 영상을 분석하여 학생들의 움직임 변화에 따른 수업 태도를 판별하여 강의자단말기에 결과를 팝업 알림의 형태로 제공하는 것을 특징으로 하는 온라인 강의 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 강의자단말기와 학습자단말기에 설치되는 상기 카메라는 강의자단말기와 학습자단말기 각각 복수의 카메라를 사용하되, 하나의 카메라는 교사와 학생 얼굴을 포함한 모습을 촬영하도록 하고, 상기 강의자단말기에 설치되는 또 다른 하나는 교사의 시연 상황 또는 제스처를 체크하고, 상기 학습자단말기에 설치되는 또 다른 하나는 학생의 필기 상황 또는 실습 상황을 체크할 수 있도록 촬영되어 촬영된 영상들을 상기 관리서버로 전송하며,
    상기 관리서버는 상기 강의자단말기로부터 요청된 원격 수업 진행시, 상기 복수의 카메라로부터 촬영된 영상을 오버레이되도록 표시되되, 하나의 영상 화면은 큰 화면으로 제공하고, 적어도 하나의 영상 화면을 작게 하여 큰 화면 일부에 오버레이되어 표시되도록 제공하고,
    상기 강의자단말기에서는 표시되는 학습자(학생) 화면을 직접 제어하는 학습자 모습 모드 전환 기능을 활용하여, 강의자단말기에서 요청한 화면을 큰 화면으로 하고, 큰 화면을 작은 화면으로 볼 수 있도록 화면 전환할 수 있는 것을 특징으로 하는 온라인 강의 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 채팅부는
    상기 강의자단말기 및 학습자단말기에 제공되는 학생별 화면에 별도의 개인채팅 수신 확인용 채팅알림 UI를 제공하고, 채팅알림 UI에 대한 인터페이스 동작을 통해 수신된 채팅 메시지를 확인할 수 있도록 제공하며,
    상기 채팅알림 UI는 학생별 화면 일부에 오버레이되어 표시되되, 메시지 대기 순번이 표시되도록 하는 것을 특징으로 하는 온라인 강의 시스템.
  7. 통신망을 통하여 연결되는 강의자단말기와 적어도 하나의 학습자단말기 간에 원격 수업 서비스를 제공하는 관리서버를 이용한 온라인 강의 방법에 있어서,
    상기 강의자단말기와 학습자단말기는 최초에 원격 수업을 진행하기 위한 권한을 부여받도록 각 단말기들을 상기 관리서버에 접속하여 등록하는 단계;
    상기 관리서버는 권한 부여된 강의자단말기와 학습자단말기 간에 원격 수업을 개시 요청하면, 제공받은 정보들을 토대로 원격 수업을 위한 화면을 제공하고, 수업 커리큘럼, 교사 영상, 학생 영상을 포함시켜 원격 수업이 진행되도록 서비스를 제공하는 단계;
    상기 관리서버는 상기 학습자단말기가 접속되는 접속시간 정보를 수신하여 접속 시간에 따른 출석 체크를 수행하는 단계;
    상기 강의자단말기에서 그룹 수업 요청시, 상기 관리서버는 그룹 수업을 진행하기 위한 그룹별 설정, 그룹별 분할 화면을 제공하는 단계; 및
    상기 강의자단말기에서 원격 수업 종료를 요청하면, 상기 관리서버는 원격 수업을 종료 프로세스를 진행하는 단계
    를 포함하는 온라인 강의 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 관리서버는 강의자단말기에서 토론 수업 요청시 토론 수업 진행을 위한 화면을 제공함과 아울러, 토론 수업에 참여하는 학생들의 음성을 체크하거나 영상 내 움직임 변화를 감지하여 학생들의 토론 참여도를 평가하는 단계
    를 더 포함하는 온라인 강의 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 강의자단말기는 원격 수업 도중 학생들의 수업 상태를 제공받은 학생 영상으로부터 체크할 수 있도록 하기 위해 상기 관리서버는 객체 인식 알고리즘 및 인공지능 기반 학습에 의해 학생 영상을 분석하여 학생들의 움직임 변화에 따른 수업 태도 양호 여부를 판별하여 강의자단말기로 판별 결과를 팝업 알림 형태로 제공하는 단계
    를 더 포함하는 온라인 강의 방법.
KR1020210017392A 2021-02-08 2021-02-08 온라인 강의 시스템 및 방법 KR20220114184A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210017392A KR20220114184A (ko) 2021-02-08 2021-02-08 온라인 강의 시스템 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210017392A KR20220114184A (ko) 2021-02-08 2021-02-08 온라인 강의 시스템 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220114184A true KR20220114184A (ko) 2022-08-17

Family

ID=83110250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210017392A KR20220114184A (ko) 2021-02-08 2021-02-08 온라인 강의 시스템 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220114184A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116596719A (zh) * 2023-07-18 2023-08-15 江西科技学院 一种机房计算机教学质量管理系统及方法
KR102590186B1 (ko) * 2023-03-30 2023-10-16 곽정율 강사와 학생간의 인터랙션이 개선된 온라인 학습시스템
KR102620099B1 (ko) * 2022-09-30 2024-01-02 주식회사 이츠유 실시간으로 수업영상의 편집조작이 가능하며 수업 영상의 전송과 녹화와 플랫폼 업로드가 편리하며 교사와 학생간의 인터랙션이 개선된 블렌디드 러닝시스템

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101918676B1 (ko) 2018-05-23 2018-11-14 (주)유프리즘 복수 개의 영상회의용 단말을 이용하여 영상회의를 제공할 수 있는 영상회의 서버 및 그 카메라 추적방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101918676B1 (ko) 2018-05-23 2018-11-14 (주)유프리즘 복수 개의 영상회의용 단말을 이용하여 영상회의를 제공할 수 있는 영상회의 서버 및 그 카메라 추적방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102620099B1 (ko) * 2022-09-30 2024-01-02 주식회사 이츠유 실시간으로 수업영상의 편집조작이 가능하며 수업 영상의 전송과 녹화와 플랫폼 업로드가 편리하며 교사와 학생간의 인터랙션이 개선된 블렌디드 러닝시스템
KR102590186B1 (ko) * 2023-03-30 2023-10-16 곽정율 강사와 학생간의 인터랙션이 개선된 온라인 학습시스템
CN116596719A (zh) * 2023-07-18 2023-08-15 江西科技学院 一种机房计算机教学质量管理系统及方法
CN116596719B (zh) * 2023-07-18 2023-09-19 江西科技学院 一种机房计算机教学质量管理系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210343171A1 (en) Systems and methods for monitoring learner engagement during a learning event
KR20220114184A (ko) 온라인 강의 시스템 및 방법
US9756049B2 (en) System and method for managing several mobile devices simultaneously
CN102460487B (zh) 混合课程教学的系统和方法
CN105118344A (zh) 智能教室系统
CN108389446A (zh) 一种智慧黑板,及智慧教室的教学系统
CN104809930A (zh) 一种基于移动平台的多媒体教学辅助方法及其系统
WO2019033663A1 (zh) 视频教学互动方法、装置、设备及存储介质
US20130215214A1 (en) System and method for managing avatarsaddressing a remote participant in a video conference
KR101630607B1 (ko) 스마트폰 앱을 이용한 학생회원과 강사회원 사이의 교육 서비스 제공 방법
CN111935264A (zh) 智慧课堂交互系统
CN116349230A (zh) 一种教学直播方法及显示设备
CN210743263U (zh) 教学资源管理系统
JP6795301B2 (ja) 学習支援システム、情報処理装置、情報処理方法及びプログラム
US9741257B1 (en) System and method for coordinated learning and teaching using a videoconference system
CN103905562A (zh) 一种跨屏无线交互平台
KR20180093385A (ko) 애플리케이션을 이용한 교육 서비스 제공 방법
CN106201394A (zh) 互动控制终端、互动控制方法、服务器及互动控制系统
CN107195211B (zh) 基于旁路的在线监课系统
KR20030078847A (ko) 다양한 기능을 구비한 사이버 교육 방법 및 시스템
KR20200018833A (ko) 개별 맞춤 교육 서비스의 관리 자동화 기능 서비스 방법 및 장치
CN105825725A (zh) 电子教学方法、系统和教学终端设备
CN116962727A (zh) 一种多终端直播互动的控制方法及显示设备、服务器
KR20220067402A (ko) 쌍방향 인터넷 실시간 강의 시스템 및 강의 방법
Belsis et al. Secure wireless infrastructures and mobile learning for deaf and hard-of-hearing students

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application