WO2016003096A2 - 스트레스 완화 및 집중력 향상을 위한 백색소음 발생 헤드셋 및 그를 이용한 백색소음 발생 방법 - Google Patents

스트레스 완화 및 집중력 향상을 위한 백색소음 발생 헤드셋 및 그를 이용한 백색소음 발생 방법 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a white noise generating headset and a white noise generating method; More specifically, it is possible to measure voice, pulse wave, skin current and skin temperature using a headset used for calling or learning, and to output white noise to the earset part of the headset to reduce stress or improve concentration.
  • Human hearing function is the first developing organ of sensory organs, and proper stimulation of hearing stimulates the stimulation of the right and left brain, which not only affects the development but also develops other senses such as smell and sight. Play a role.
  • Korean Patent Publication No. 10-2010-0004601 Invention: Hard disk-type language learner for strengthening concentration
  • Korean Registered Patent No. 10-0812770 Name of invention: Method and apparatus for providing a double speed narration voice signal using white noise
  • Korean Patent Publication No. 10-2011-0073404 name of the invention: a lighting device system with a noise control / sound therapy function
  • the present invention is to solve the problems of the prior art as described above;
  • An object of the present invention is to measure the voice, pulse wave, skin current and skin temperature using a headset used for a call or learning, and then output the white noise to the earset portion of the headset to reduce stress or improve concentration. It is to provide a "white noise generating headset for reducing stress and improving concentration and a method of generating white noise using the same".
  • a headset having a microphone for outputting voice to a communication line, and a sound output unit for outputting voice input from the communication line;
  • a white noise generator for calculating a stress index from the voice output from the microphone and outputting a white noise sound such that the stress index is within a normal range;
  • the headset further includes a sensing unit for sensing at least one of the user's pulse wave, skin current, skin temperature;
  • the white noise generator includes an on / off unit for controlling on / off operation power supply of the white noise generator; A voice stress calculator configured to calculate a stress index from the voice output from the microphone of the headset; A sensing value calculator configured to calculate a stress index sensing value through the signal sensed by the sensing unit; A white noise generator for generating and outputting white noise to the sound output unit of the headset;
  • the white noise data suitable for normalizing the stress is stored according to the stress index, and the intensity of the white noise sound output generated by the white noise generator is stored according to the stress index of the user, and the pulse wave, skin current, and skin temperature of the user are stored.
  • a memory unit configured to store an intensity of a white noise sound output according to at least one change in a physiological signal;
  • a controller configured to control the white noise generator to output white noise so that the stress is within a normal range according to the stress index calculated by the voice stress calculator and the sensing value calculator;
  • An automatic / manual control unit for selecting a user to automatically or manually control the white noise sound output by the control unit; It is characterized by including.
  • the white noise generating headset for stress relief and concentration enhancement according to the present invention.
  • the memory unit is included in the control unit.
  • the voice stress calculator extracts a voice to express an emotional state through voice analysis, analyzes the extracted voice, and compares it with the set voice information (waveform, period, amplitude according to voice frequency) according to the set table. It is characterized by calculating the index.
  • a headset having a microphone for outputting voice to a communication line, a sound output unit for outputting voice input from the communication line, and a sensing unit for sensing at least one of a user's pulse wave, skin current, and skin temperature;
  • a voice stress calculator for calculating a stress index from the voice output from the microphone of the headset, a sensing value calculator for calculating a stress index sensing value through a signal sensed by the sensing unit, and a white noise sound as the sound output unit of the headset.
  • the white noise generating unit for generating and outputting the white noise data and white noise data suitable for normalizing the stress according to the stress index are stored, and the intensity of the white noise sound output generated by the white noise generating unit is stored according to the stress index of the user.
  • the memory unit stores the intensity of the white noise sound output according to the change in the physiological signal of at least one of pulse wave, skin current, and skin temperature of the user, and the stress index calculated by the voice stress calculator and the sensing value calculator.
  • the stress is normal range in the white noise generator So that the white noise generator consisting, including auto / manual control unit for the user to select the automatic or manual control by the white noise sound output by the control unit and the control unit for controlling to output the white noise sound; A white noise generating method for reducing stress and improving concentration of the white noise generating headset provided;
  • the automatic control is set to control the white noise sound so that the stress index is within the set value again, if it is determined that it is not set to the automatic control in the step, output the white noise sound under manual control Doing the steps; It is characterized by including.
  • the white noise generation method for stress reduction and concentration enhancement according to the present invention; Determining again whether the stress index is normal; Storing the white noise sound output intensity corresponding to the current stress index while maintaining the current output when the stress index is determined to be normal in the step; It further comprises.
  • the stress index is calculated by sensing the learner's voice, pulse wave, skin current, skin temperature, etc., and the white noise is generated by outputting the learner's auditory input using this to alleviate stress or give a moderate tension. There is an advantage to improve the efficiency.
  • FIG. 1 is a view for explaining the concept of a white noise generating headset for stress relaxation and concentration improvement according to the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a white noise generating headset for stress relief and concentration enhancement according to the present invention.
  • FIG. 4 is a control flowchart illustrating a method of generating white noise for stress reduction and concentration enhancement according to the present invention.
  • Figure 1 is a view for explaining the concept of a white noise generating headset for stress relaxation and concentration improvement according to the present invention
  • Figure 2 is an individual of the SR (stochastic resonance) curve for explaining the stress relaxation and concentration improvement according to the present invention It is a figure for demonstrating a difference.
  • the white noise generating headset for stress reduction and concentration improvement will be described taking the case of a call center counselor as an example.
  • call center agents may have direct stress due to daily stress or calls to the other party during the call with the other party using a telephone agent, which has recently emerged as a social problem.
  • the sound output unit (earphone) of the headset When the stress is increased, the sound output unit (earphone) of the headset to reduce the stress through the white noise to provide.
  • Figure 2 illustrates the individual differences in the stochastic resonance (SR) curve.
  • the performance of the cognitive test shows that the two noise levels that are optimal, too low or too high for a moderate noise level (x-axis) are attenuated.
  • y-axis shows that the two noise levels that are optimal, too low or too high for a moderate noise level (x-axis) are attenuated.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a white noise generating headset for stress relief and concentration enhancement according to the present invention.
  • 'White noise generating headset for stress relaxation and concentration improvement' according to the present invention, as shown in Figure 3, has a headset 10 and the white noise generating device 20.
  • the headset 10 receives the caller or learner's voice and outputs the microphone 11 to the communication line 30 and the sound output unit 12 to which the caller or learner can listen to the voice from the communication line 30.
  • the headset 10 includes a sensing unit 13 capable of sensing at least one of pulse wave, skin current, and skin temperature of the user.
  • the sensing unit 13 may be configured as a sensor that obtains a pulse wave signal (PPG: Photoplethsmography) among human biological signals.
  • PPG Pulplethsmography
  • the pulse wave signal to measure the blood flow of the skin to change the pulse vibration by illuminating the light to the skin through the LED (Light Emitting Diode), and then measure the amount of light that is reflected and transferred to the photodiode.
  • the pulse wave signal is measured from the finger or ear to measure PPG.
  • it can be measured from the septum, forehead, and esophagus. But the most efficient place to measure is ear and finger measurements.
  • blood flow may be reduced in cases such as shock or hypothermia, so it should be considered in measuring the signal.
  • the sensing unit 13 may be configured as a sensor for obtaining a galvanic skin response (GSR) of a human biological signal.
  • GSR galvanic skin response
  • Fere (1888) found that when a person is stimulated, the resistance to small amounts of current flowing through the body between two points on the skin decreases. This change measures the change in the resistance value of the internal tissues of the glands due to the antagonism of the sympathetic parasympathetic nerve.
  • GSR has a subtle difference, which is related to dynamic activity and emotional excitement, which is used as a component of the polygraph and is also used to measure emotional excitement.
  • the sensing unit 13 may be configured as a sensor for measuring skin temperature (SKT) of a person.
  • SKT skin temperature
  • SKT is a measure of the skin temperature of a person.
  • Skin temperature generally tends to decrease due to contraction of blood vessels when the sympathetic nerve is activated.
  • parasympathetic nerves are activated, the temperature of the parasympathetic nerves increases due to the relaxation of the porch.
  • the sensing unit 13 may be composed of one or more sensors for measuring pulse wave, skin current, and skin temperature, and is preferably formed in the headset 13, and more preferably, may be installed in the ear of the headphone. .
  • the white noise generator 20 includes an on / off unit 21 for controlling the on / off of the white noise generator 20, as shown in FIG.
  • a voice stress calculator 22 for calculating a stress index from the voice output from the microphone 11 of the headset 10;
  • a white noise generator 23 for generating white noise and outputting it to the sound output unit 12;
  • White noise data suitable for normalizing the stress is stored according to the stress index, and the intensity of the white noise sound output generated according to the user's stress index is stored, or pulse wave, skin current, and skin temperature change (change of the physiological signal of the user)
  • a memory unit 24 for storing the intensity of the white noise sound output according to the present invention;
  • An automatic / manual control unit 25 for allowing a user to select to automatically or manually control the white noise generator 20;
  • a sensing value calculator 26 for calculating a sensing value from at least one of pulse wave, skin current, and skin temperature sensed by the sensing unit 13 of the headset 10;
  • the on / off unit 21 and the automatic / manual control unit 25 may be selectively configured, and the memory unit 24 may also be included in the control unit 27.
  • the voice stress calculator 22 extracts a voice to effectively express the emotional state through voice analysis, analyzes the voice, and sets the voice information (for example, waveform, period, amplitude, etc. according to voice frequency). Calculate by comparing with
  • the voice analysis may use a conventional voice analyzer, and may be calculated by comparing it with a tabled stress index.
  • normalization of stress includes maintaining moderate tension in addition to alleviating or reducing stress to improve work concentration or learning concentration.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of generating white noise for stress relaxation and concentration enhancement according to the present invention.
  • voice is detected from the microphone 11 of the headset 10, pulse waves, skin current, and skin from the sensing unit 13.
  • the stress index is calculated from the change in the stress index and the physiological signal (S110).
  • control unit 27 determines whether the stress index is abnormal that is above or below the threshold value as shown in FIG. 1 (S120).
  • step S120 If the determination result in step S120 the stress index is abnormal;
  • the controller 27 controls the white noise generator 23 to generate a suitable white noise with reference to the memory 24 according to the calculated stress index (S130).
  • the controller 27 determines whether the stress index is abnormal or normal (S140).
  • step S140 If it is determined in step S140 that the stress index is still abnormal, it is determined whether automatic control is set (S150).
  • step S150 If the automatic control is set as a result of the determination in step S150, the white noise sound is controlled again so that the stress index is within the set value (S160).
  • step S150 it is determined whether manual control is input (S170).
  • step S170 When manual control is input as a result of the determination in step S170, the white noise is output according to the manual control (S180).
  • control unit 27 continuously determines whether the stress index is normal (S190).
  • step S190 If it is determined in step S190 that the stress index becomes normal, the white noise sound output intensity corresponding to the current stress index is stored in the memory unit 24 while maintaining the current output (S200). The data stored in this way is used to table the white noise sound output intensity according to the stress index later.
  • the present invention can measure the voice, pulse wave, skin current and skin temperature by using a headset, and output white noise that can alleviate stress or improve concentration. Can be used extensively.

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Abstract

본 발명은 백색소음 발생 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 통화나 학습에 이용되는 헤드셋을 이용하여 음성, 맥파, 피부전류 및 피부전류를 측정한 후 스트레스를 완화하거나 집중력을 향상시킬 수 있도록 헤드셋의 이어셋 부분으로 백색소음을 발생시키는 '스트레스 완화 및 집중력 향상을 위한 백색소음 발생 헤드셋 및 그를 이용한 백색소음 발생 방법'에 관한 것이다. 본 발명에 따른 『스트레스 완화 및 집중력 향상을 위한 백색소음 발생 헤드셋 및 그를 이용한 백색소음 발생 방법』에 의하면; 음성을 통신라인(30)으로 출력하는 마이크(11)와, 상기 통신라인(30)으로부터 입력된 음성을 출력하는 음향 출력부(12)와, 맥파, 피부전류, 피부온도 중 하나 이상을 센싱할 수 있는 센싱부(13)로 구성되는 헤드셋(10); 및 상기 마이크(11)로부터 출력되는 음성으로부터 스트레스 지수를 산출하는 스트레스 산출부(22)와, 백색소음을 발생시켜 상기 음향 출력부(12)로 출력하는 백색소음 발생부(23) 및 상기 스트레스 산출부(22)에서 산출된 스트레스 지수에 따라 상기 백색소음 발생부(23)에서 스트레스가 정상범위가 되도록 백색소음 음향을 출력하도록 제어하는 제어부(27)로 구성되는 백색소음 발생장치(20);를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

Description

스트레스 완화 및 집중력 향상을 위한 백색소음 발생 헤드셋 및 그를 이용한 백색소음 발생 방법
본 발명은 백색소음 발생 헤드셋 및 백색소음 발생 방법에 관한 것으로; 더욱 상세하게는 통화나 학습에 이용되는 헤드셋을 이용하여 음성, 맥파, 피부전류 및 피부온도를 측정하고 스트레스를 완화하거나 집중력을 향상시킬 수 있는 백색소음을 헤드셋의 이어셋 부분으로 출력하는 『스트레스 완화 및 집중력 향상을 위한 백색소음 발생 헤드셋 및 그를 이용한 백색소음 발생 방법』에 관한 것이다.
사람의 청각 기능은 감각기관 중 가장 먼저 발달하는 기관으로, 이러한 청각 자극을 적절하게 해 주면 우뇌와 좌뇌의 자극을 촉진하여 두되 발달에 많은 영향을 미칠 뿐만 아니라 후각, 시각 등 다른 감각을 함께 발달시키는 역할을 한다.
소리를 이용한 연구를 보면, 자연의 소리는 고주파음이 많이 들어 있어서 편안함을 느끼게 되며 뇌에서는 알파-파가 발생 됨을 알 수 있다. 뿐만 아니라 음악은 사람의 사회적 활동을 함에 있어 커뮤니케이션 능력을 향상시키며, 인지적인 기능에 영향을 주는 요소이다.
노이즈는 대부분의 사람들이 생각하기에 인지 수행능력 작업을 함에 있어 방해하는 요소라고 생각한다. 이러한 노이즈 중 백색소음과 관련된 선행기술로는 대한민국 공개특허 제10-2010-0004601호(발명의 명칭 : 집중력 강화를 위한 하드디스크형 어학학습기), 대한민국 등록특허 제10-0812770호(발명의 명칭 : 화이트 노이즈를 이용한 배속 나레이션 음성신호 제공 방법 및 장치) 및 대한민국 공개특허 제10-2011-0073404호(발명의 명칭 : 소음제어/사운드테라피 기능의 조명장치 시스템) 등이 있다.
그러나 상기의 선행기술들은 백색소음을 발생하여 소음성분을 제거하거나, 소음성분을 제거함으로써 집중력을 높이게 하는 기술인 것으로, 단순히 백색소음을 발생생시키는 기술일 뿐이었고, 백색소음을 스트레스를 완화시키거나 적당한 긴장감을 유지하도록 함으로서 집중력을 향상하는데 이용하고 있지는 못하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로; 본 발명의 목적은 통화나 학습에 이용되는 헤드셋을 이용하여 음성, 맥파, 피부전류 및 피부온도 등을 측정한 후 스트레스를 완화시키거나 집중력을 향상시킬 수 있는 백색소음을 헤드셋의 이어셋 부분으로 출력할 수 있는 『스트레스 완화 및 집중력 향상을 위한 백색소음 발생 헤드셋 및 그를 이용한 백색소음 발생 방법』을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스트레스 완화 및 집중력 향상을 위한 백색소음 발생 헤드셋은;
음성을 통신라인으로 출력하는 마이크와, 상기 통신라인으로부터 입력된 음성을 출력하는 음향 출력부를 갖춘 헤드셋과; 상기 마이크로부터 출력되는 음성으로부터 스트레스 지수를 산출하고 스트레스 지수가 정상범위가 되도록 백색소음 음향을 출력하는 백색소음 발생장치를 구비하며;
상기 헤드셋은 사용자의 맥파, 피부전류, 피부온도 중 적어도 어느 하나 이상을 센싱할 수 있는 센싱부를 더 갖추며;
상기 백색소음 발생장치는 상기 백색소음 발생장치의 동작전원 공급을 온/오프 제어하기 위한 온/오프부와; 상기 헤드셋의 마이크로 출력되는 음성으로부터 스트레스 지수를 산출하는 음성 스트레스 산출부와; 상기 센싱부를 통해 센싱된 신호를 통해 스트레스 지수 센싱값을 산출하는 센싱값 산출부와; 상기 헤드셋의 음향 출력부로 백색소음 음향을 발생시켜 출력하는 백색소음 발생부와; 스트레스 지수에 따라 스트레스를 정상화하기에 적합한 백색소음 데이터가 저장되고, 사용자의 스트레스 지수에 따라 상기 백색소음 발생부에서 발생된 백색소음 음향 출력의 세기가 저장되며, 사용자의 맥파, 피부전류, 피부온도 중 적어도 어느 하나 이상의 생리신호 변화에 따른 백색소음 음향 출력의 세기가 저장된 메모리부와; 상기 음성 스트레스 산출부와 상기 센싱값 산출부에서 산출된 스트레스 지수에 따라 상기 백색소음 발생부에서 상기 스트레스가 정상범위가 되도록 백색소음 음향을 출력하도록 제어하는 제어부와; 상기 제어부에 의한 백색소음 음향 출력을 자동 또는 수동으로 제어하는 것을 사용자가 선택하기 위한 자동/수동 조절부를; 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 스트레스 완화 및 집중력 향상을 위한 백색소음 발생 헤드셋은; 상기 메모리부가 상기 제어부에 포함되어 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 스트레스 완화 및 집중력 향상을 위한 백색소음 발생 헤드셋은; 상기 음성 스트레스 산출부가 음성분석을 통한 감정상태를 표현하기 위해 음성을 추출하고, 추출한 음성을 분석한 후 이를 설정된 음성정보(음성주파수에 따른 파형, 주기, 진폭)와 비교하여 설정된 테이블에 따라 음성 스트레스 지수를 산출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 스트레스 완화 및 집중력 향상을 위한 백색소음 발생 방법은; 음성을 통신라인으로 출력하는 마이크와, 상기 통신라인으로부터 입력된 음성을 출력하는 음향 출력부와, 사용자의 맥파, 피부전류, 피부온도 중 적어도 어느 하나 이상을 센싱할 수 있는 센싱부를 갖춘 헤드셋과; 상기 헤드셋의 마이크로 출력되는 음성으로부터 스트레스 지수를 산출하는 음성 스트레스 산출부와, 상기 센싱부를 통해 센싱된 신호를 통해 스트레스 지수 센싱값을 산출하는 센싱값 산출부와, 상기 헤드셋의 음향 출력부로 백색소음 음향을 발생시켜 출력하는 백색소음 발생부와, 스트레스 지수에 따라 스트레스를 정상화하기에 적합한 백색소음 데이터가 저장되고 사용자의 스트레스 지수에 따라 상기 백색소음 발생부에서 발생된 백색소음 음향 출력의 세기가 저장되며, 사용자의 맥파, 피부전류, 피부온도 중 적어도 어느하나 이상의 생리신호 변화에 따른 백색소음 음향 출력의 세기가 저장된 메모리부와, 상기 음성 스트레스 산출부와 상기 센싱값 산출부에서 산출된 스트레스 지수에 따라 상기 백색소음 발생부에서 상기 스트레스가 정상범위가 되도록 백색소음 음향을 출력하도록 제어하는 제어부와, 상기 제어부에 의한 백색소음 음향 출력을 자동 또는 수동으로 제어하는 것을 사용자가 선택하기 위한 자동/수동 조절부를 포함하여 이루어진 백색소음 발생장치를; 구비하는 백색소음 발생 헤드셋의 스트레스 완화 및 집중력 향상을 위해 백색소음 발생 방법에 있어서;
상기 헤드셋의 마이크로 출력되는 음성을 검출하고, 상기 헤드셋을 착용한 사용자의 맥파, 피부전류, 피부온도 중 적어도 하나 이상을 센싱하는 단계와;
상기 단계에서 검출된 음성과 센싱값에서 스트레스 지수를 산출하는 단계와;
상기 단계에서 산출된 스트레스 지수가 비정상인가를 판단하여, 산출된 스트레스 지수가 비정상인 경우 상기 스트레스 지수가 정상화되도록 상기 백색소음 발생부에서 백색소음을 발생시켜 상기 헤드셋의 음향 출력부로 출력하는 단계와;
상기 단계 이후에도 스트레스 지수가 비정상인가를 판단하는 단계와;
상기 단계에서 스트레스 지수의 정상 여부를 판단한 결과 비정상이라면 자동 제어가 설정되어 있는가를 판단하는 단계와;
상기 단계에서 자동 제어로 설정되어 있다고 판단되면 스트레스 지수가 설정값 이내가 되도록 백색소음 음향을 다시 제어하여 출력하고, 상기 단계에서 자동 제어로 설정되어 있지 않다고 판단되면 수동 제어에 따라 백색소음 음향을 출력하는 단계를; 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 스트레스 완화 및 집중력 향상을 위한 백색소음 발생 방법은; 스트레스 지수가 정상인가를 다시 판단하는 단계와; 상기 단계에서 스트레스 지수가 정상이 되었다고 판단되면 현재 출력을 유지하면서 현재 스트레스 지수에 해당하는 백색소음 음향출력 세기를 상기 메모리부에 저장하는 단계를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 통화자의 음성과 맥파, 피부전류, 피부온도 등을 센싱하여 스트레스 지수를 산출하고, 이를 이용하여 통화자의 청각입력부분으로 스트레스를 완화시키거나 적당한 긴장감을 주는 백색소음(White Noise)을 발생시켜 출력함으로써, 스트레스를 완화시키거나 긴장감을 주어 업무 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
둘째, 학습자의 음성과 맥파, 피부전류, 피부온도 등을 센싱하여 스트레스 지수를 산출하고, 이를 이용하여 학습자의 청각 입력부분에 백색소음을 발생시켜 출력함으로써, 스트레스를 완화시키거나 적당한 긴장감을 주어 학습효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
셋째, 통화자나 학습자의 음성출력과 맥파, 피부전류, 피부온도 등을 센싱하여 스트레스 지수를 산출한 후 백색소음을 출력하여 스트레스를 완화시키거나 적당한 긴장감을 주고 있을 때 이를 자동적으로 제어함으로써, 통화나 학습시 사용자도 인지하지 못한 상태에서 자연스럽게 스트레스가 완화되거나 적당한 긴장감을 유지할 수 있게 하는 이점이 있다.
넷째, 통화자나 학습자의 스트레스 완화나 긴장감 유지 수준을 데이터화하여 필요한 경우 개인별 맞춤 스트레스 완화 및 긴장감 유지를 최적화할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스트레스 완화 및 집중력 향상을 위한 백색소음 발생 헤드셋 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 스트레스 완화 및 집중력 향상을 설명하기 위한 SR(Stochastic Resonance) 곡선의 개별차이를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 스트레스 완화 및 집중력 향상을 위한 백색소음 발생 헤드셋을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 스트레스 완화 및 집중력 향상을 위한 백색소음 발생 방법을 설명하기 위한 제어 흐름도이다.
<도면 부호의 설명>
10..헤드셋 11..마이크
12..음향 출력부 13..센싱부
20..백색소음 발생장치 21..온/오프부
22..음성 스트레스 산출부 23..백색소음 발생부
24..메모리부 25..자동/수동 조절부
26..센싱값 산출부 27..제어부
30..통신라인
이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있다. 이러한 경우는 해당되는 발명의 상세한 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다. 또한 실시 예를 설명함에 있어서, 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고, 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐르지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
도 1은 본 발명에 따른 스트레스 완화 및 집중력 향상을 위한 백색 소음 발생 헤드셋 개념을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 스트레스 완화 및 집중력 향상을 설명하기 위한 SR(stochastic resonance) 곡선의 개인별 차이를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 스트레스 완화 및 집중력 향상을 위한 백색소음 발생 헤드셋은 콜센터 상담원의 경우를 예로 들어 설명한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 콜센터 상담원들한테는 상담원이 전화를 이용하여 상대방과 통화 중 일상적인 스트레스나 상대방과의 통화로 인한 직접적인 스트레스가 발생할 수 있어 최근 사회적 문제로 대두되고 있는데, 본 발명에서는 이러한 스트레스 증가시 헤드셋의 음향 출력부(이어폰)를 통해 스트레스를 감소시킬 수 있는 자극을 백색소음을 통해 제공하고자 하는 것이다.
한편, 적당한 백색소음은 스트레스 완화나 감소 이외에도 적당한 긴장감을 유지하여 업무 집중력이나 학습 집중력을 향상시킬 수도 있는데, 도 2에서는 이와 같은 SR(stochastic resonance) 곡선의 개별차이를 설명하고 있다.
즉, 도 2에서는 인지 테스트(y 축)의 성능은 적당한 소음 수준(x 축)에 대한 최적의, 너무 낮거나 너무 높은 두 소음 레벨이 감쇠하는 것을 보인 것이다. 참고로, 최적의 성과를 도출하기 위해서는 집중력이 높거나 높은 성과를 내는 아이들에 비해 부주의하거나 저성과를 내는 아이들에게 더 많은 노이즈가 요구되는 것을 나타내고 있는데, 결국 집중력이 높거나 높은 성과를 내는 아이들이나 부주의 하거나 저성과를 내는 아이들 모두 적당한 소음레벨이 필요하다는 것을 나타내고 있다.
도 3은 본 발명에 따른 스트레스 완화 및 집중력 향상을 위한 백색소음 발생 헤드셋을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
본 발명에 따른 '스트레스 완화 및 집중력 향상을 위한 백색소음 발생 헤드셋은' 도 3에 나타낸 바와 같이, 헤드셋(10)과 백색소음 발생장치(20)를 갖추고 있다.
여기서, 헤드셋(10)은 통화자나 학습자의 음성을 입력받아 통신라인(30)으로 출력는 마이크(11)와, 통신라인(30)으로부터의 음성을 통화자나 학습자가 청취할 수 있는 음향 출력부(12), 헤드셋(10) 사용자의 맥파, 피부전류, 피부온도 중 적어도 어느 하나 이상을 센싱할 수 있는 센싱부(13)를 구비하고 있다.
여기서 센싱부(13)는 사람의 생체 신호 중 맥파 신호(PPG:Photoplethsmography)를 얻는 센서로 구성할 수 있다. 이때, 맥파 신호는 피부의 혈류를 측정하는데 LED(Light Emitting Diode)를 통해 피부에 빛을 조명시켜 맥박 진동을 변화시키고, 그때 photodiode로 반사되어 옮겨지는 빛의 양을 측정한다. 보통 PPG를 측정하기 위하여 손가락이나 귀에서 맥파 신호를 측정하며, 그 이외에 비중격, 이마, 식도 등에서도 측정할 수 있다. 하지만 효율적인 측정 장소는 귀와 손가락의 측정이다. 단, 충격이나 저체온 등과 같은 경우에 혈류가 줄어들 수 있기 때문에 신호 측정에 있어서 감안해야 한다.
또한 센싱부(13)는 사람의 생체 신호 중 피부전류(GSR:Galvanic Skin Response)를 얻는 센서로 구성할 수도 있다. Fere(1888)는 사람이 자극을 받았을 때 피부의 두 점 사이의 몸에 흐르는 작은 양의 전류에 걸리는 저항이 감소한다는 사실 발견하였다. 이러한 변화는 교감 부교감 신경의 길항 작용에 따른 땀샘의 활동으로 피부 내부조직의 저항값에 변화가 생기는 것을 측정한다. GSR은 미묘한 차이를 보이는데 이것은 동적인 활동과 감정적인 흥분 관계가 있으며, 거짓말탐지기 장치의 하나의 구성요소로 사용되며, 여기서 감정적인 흥분 상태를 측정하는데 사용되기도 한다.
한편 센싱부(13)는 사람의 피부온도(SKT:Skin Temperature)를 측정하는 센서로 구성할 수 있다. 여기서 SKT는 사람의 피부 온도를 측정하는 것으로 피부 온도는 일반적으로 교감 신경이 활성화되었을 때 혈관의 수축으로 인해 온도가 낮아지는 경향을 나타낸다. 반대로 부교감 신경이 활성화되었을 때 현관의 이완으로 인해 온도가 높아지는 경향을 보인다.
이와 같이 센싱부(13)는 맥파, 피부전류 및 피부온도를 측정하는 하나 이상의 센서로 구성할 수 있으며, 헤드셋(13)에 형성하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 헤드폰의 귀부분에 설치할 수 있다.
그리고 백색소음 발생장치(20)는 도 3에 도시한 바와 같이, 백색잡음 발생장치(20)의 온/오프를 제어하는 온/오프부(21)와; 헤드셋(10)의 마이크(11)로부터 출력되는 음성으로부터 스트레스 지수를 산출하는 음성 스트레스 산출부(22)와; 백색소음을 발생시켜 음향 출력부(12)로 출력하는 백색소음 발생부(23)와; 스트레스 지수에 따라 스트레스를 정상화하기에 적합한 백색소음 데이터가 저장되고, 사용자의 스트레스 지수에 따라 발생된 백색소음 음향 출력의 세기를 저장하거나, 맥파, 피부전류, 피부온도 변화(사용자의 생리신호 변화)에 따른 백색소음 음향 출력의 세기를 저장하는 메모리부(24)와; 사용자가 백색소음 발생장치(20)를 자동 또는 수동으로 제어하는 것을 선택할 수 있도록 하는 자동/수동 조절부(25)와; 헤드셋(10)의 센싱부(13)로부터 센싱된 맥파, 피부전류, 피부온도 중 하나 이상으로부터 센싱값을 산출하는 센싱값 산출부(26)와; 온/오프부(21)와 자동/수동 조절부(25)의 입력에 따른 동작을 수행하도록 하고, 음성 스트레스 산출부(22)와 센싱값 산출부(26)로부터 산출된 스트레스 지수와 생리신호의 변화에 따라 메모리부(24)를 참조하여 스트레스가 정상화되도록 백색소음을 발생시키는 백색소음 발생부(23)를 제어하는 제어부(27)를; 포함하여 구성된다.
여기서, 온/오프부(21)와 자동/수동 조절부(25)는 선택적으로 구성할 수 있고, 메모리부(24) 역시 제어부(27)에 포함되어 구성될 수 있다.
또한, 음성 스트레스 산출부(22)는 음성분석을 통한 감정상태를 효과적으로 표현하기 위해 음성을 추출하고, 음성을 분석한 후 이를 설정된 음성정보(예를 들면 음성주파수에 따른 파형, 주기, 진폭 등)와 비교하여 산출한다. 여기서 음성분석은 통상의 음성분석기를 이용할 수 있고, 이를 테이블화한 스트레스 지수와 비교하여 산출하도록 할 수 있다.
한편, 스트레스 정상화란 스트레스 완화나 감소 이외에도 적당한 긴장감을 유지하여 업무 집중력이나 학습 집중력을 향상하도록 하는 것을 포함한다.
도 4는 본 발명에 따른 스트레스 완화 및 집중력 향상을 위한 백색소음 발생 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명에 따른 스트레스 완화 및 집중력 향상을 위한 백색소음 발생 방법은 도 4에 나타낸 바와 같이, 헤드셋(10)의 마이크(11)로부터 음성이 검출되고, 센싱부(13)로부터 맥파, 피부전류, 피부온도 중 하나 이상이 센싱되면(S100), 스트레스 지수와 생리신호의 변화로부터 스트레스 지수를 산출한다(S110).
그러면 제어부(27)는 스트레스 지수가 도 1에 나타낸 바와 같은 임계값 초과 또는 미만이 되는 비정상인가를 판단한다(S120).
S120 단계에서 판단결과 스트레스 지수가 비정상이라면; 제어부(27)에서는 산출된 스트레스 지수에 따라 메모리부(24)를 참조하여 백색소음 발생부(23)에서 적합한 백색소음이 발생되도록 제어한다(S130).
그 다음 제어부(27)에서는 스트레스 지수가 비정상 또는 정상이 되었는가를 판단한다(S140).
S140 단계에서 판단결과 스트레스 지수가 아직 비정상이라면 자동제어가 설정되어 있는가를 판단한다(S150).
S150 단계에서 판단결과 자동제어가 설정되어 있다면 스트레스 지수가 설정값 이내가 되도록 백색소음 음향을 다시 제어하여 출력한다(S160).
그러나, S150 단계에서 판단결과 자동제어가 설정되어 있지 않다면 수동제어가 입력되는가를 판단한다(S170).
S170 단계에서 판단결과 수동제어가 입력되면 수동제어에 따라 백색소음 음향을 출력한다(S180).
한편 제어부(27)에서는 계속해서 스트레스 지수가 정상인가를 판단한다(S190).
S190 단계에서 판단결과 스트레스 지수가 정상이 되었다면 현재출력을 유지하면서 현재 스트레스 지수에 해당하는 백색소음 음향출력 세기를 메모리부(24)에 저장한다(S200). 그리고 이와 같이 저장된 데이터는 추후에 스트레스 지수에 따른 백색소음 음향출력 세기를 테이블하여 이용한다.
본 발명을 첨부된 도면과 함께 설명하였으나, 이는 본 발명의 요지를 포함하는 다양한 실시 형태 중의 하나의 실시 예에 불과하며, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있는 것으로, 본 발명은 상기 설명된 실시 예에만 국한되는 것이 아님은 명확하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 하기의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서의 변경, 치환, 대체 등에 의해 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함될 것이다. 또한, 도면의 일부 구성은 본 발명을 명확하게 설명하기 위한 것으로 실제보다 과장되거나 축소되어 제공된 것임을 명확히 한다.
본 발명은 헤드셋을 이용하여 음성, 맥파, 피부전류 및 피부온도를 측정하고 스트레스를 완화하거나 집중력을 향상시킬 수 있는 백색소음을 출력할 수 있는 『스트레스 완화 및 집중력 향상을 위한 백색소음 발생 헤드셋 분야』에 광범위하게 이용될 수 있다.

Claims (5)

  1. 음성을 통신라인(30)으로 출력하는 마이크(11)와, 상기 통신라인(30)으로부터 입력된 음성을 출력하는 음향 출력부(12)를 갖춘 헤드셋(10)과;
    상기 마이크(11)로부터 출력되는 음성으로부터 스트레스 지수를 산출하고 스트레스 지수가 정상범위가 되도록 백색소음 음향을 출력하는 백색소음 발생장치(20)를 구비하며;
    상기 헤드셋(10)은 사용자의 맥파, 피부전류, 피부온도 중 적어도 어느 하나 이상을 센싱할 수 있는 센싱부(13)를 더 갖추며;
    상기 백색소음 발생장치(20)는 상기 백색소음 발생장치(20)의 동작전원 공급을 온/오프 제어하기 위한 온/오프부(21)와; 상기 헤드셋(10)의 마이크(11)로 출력되는 음성으로부터 스트레스 지수를 산출하는 음성 스트레스 산출부(22)와; 상기 센싱부(13)를 통해 센싱된 신호를 통해 스트레스 지수 센싱값을 산출하는 센싱값 산출부(26)와; 상기 헤드셋(10)의 음향 출력부(12)로 백색소음 음향을 발생시켜 출력하는 백색소음 발생부(23)와; 스트레스 지수에 따라 스트레스를 정상화하기에 적합한 백색소음 데이터가 저장되고, 사용자의 스트레스 지수에 따라 상기 백색소음 발생부(23)에서 발생된 백색소음 음향 출력의 세기가 저장되며, 사용자의 맥파, 피부전류, 피부온도 중 적어도 어느 하나 이상의 생리신호 변화에 따른 백색소음 음향 출력의 세기가 저장된 메모리부(24)와; 상기 음성 스트레스 산출부(22)와 상기 센싱값 산출부(26)에서 산출된 스트레스 지수에 따라 상기 백색소음 발생부(23)에서 상기 스트레스가 정상범위가 되도록 백색소음 음향을 출력하도록 제어하는 제어부(27)와; 상기 제어부(27)에 의한 백색소음 음향 출력을 자동 또는 수동으로 제어하는 것을 사용자가 선택하기 위한 자동/수동 조절부(25)를; 포함하는 것을 특징으로 하는 스트레스 완화 및 집중력 향상을 위한 백색소음 발생 헤드셋.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 메모리부(24)는 상기 제어부(27)에 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 스트레스 완화 및 집중력 향상을 위한 백색소음 발생 헤드셋.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 음성 스트레스 산출부(22)는;
    음성분석을 통한 감정상태를 표현하기 위해 음성을 추출하고, 추출한 음성을 분석한 후 이를 설정된 음성정보(음성주파수에 따른 파형, 주기, 진폭)와 비교하여 설정된 테이블에 따라 음성 스트레스 지수를 산출하는 것을 특징으로 하는 스트레스 완화 및 집중력 향상을 위한 백색소음 발생 헤드셋.
  4. 음성을 통신라인(30)으로 출력하는 마이크(11)와, 상기 통신라인(30)으로부터 입력된 음성을 출력하는 음향 출력부(12)와, 사용자의 맥파, 피부전류, 피부온도 중 적어도 어느 하나 이상을 센싱할 수 있는 센싱부(13)를 갖춘 헤드셋(10)과; 상기 헤드셋(10)의 마이크(11)로 출력되는 음성으로부터 스트레스 지수를 산출하는 음성 스트레스 산출부(22)와, 상기 센싱부(13)를 통해 센싱된 신호를 통해 스트레스 지수 센싱값을 산출하는 센싱값 산출부(26)와, 상기 헤드셋(10)의 음향 출력부(12)로 백색소음 음향을 발생시켜 출력하는 백색소음 발생부(23)와, 스트레스 지수에 따라 스트레스를 정상화하기에 적합한 백색소음 데이터가 저장되고 사용자의 스트레스 지수에 따라 상기 백색소음 발생부(23)에서 발생된 백색소음 음향 출력의 세기가 저장되며, 사용자의 맥파, 피부전류, 피부온도 중 적어도 어느 하나 이상의 생리신호 변화에 따른 백색소음 음향 출력의 세기가 저장된 메모리부(24)와, 상기 음성 스트레스 산출부(22)와 상기 센싱값 산출부(26)에서 산출된 스트레스 지수에 따라 상기 백색소음 발생부(23)에서 상기 스트레스가 정상범위가 되도록 백색소음 음향을 출력하도록 제어하는 제어부(27)와, 상기 제어부(27)에 의한 백색소음 음향 출력을 자동 또는 수동으로 제어하는 것을 사용자가 선택하기 위한 자동/수동 조절부(25)를 포함하여 이루어진 백색소음 발생장치(20)를; 구비하는 백색소음 발생 헤드셋의 스트레스 완화 및 집중력 향상을 위해 백색소음 발생 방법에 있어서;
    상기 헤드셋(10)의 마이크(11)로 출력되는 음성을 검출하고, 상기 헤드셋(10)을 착용한 사용자의 맥파, 피부전류, 피부온도 중 적어도 하나 이상을 센싱하는 단계(S100)와;
    상기 단계(S100)에서 검출된 음성과 센싱값에서 스트레스 지수를 산출하는 단계(S110)와;
    상기 단계(S110)에서 산출된 스트레스 지수가 비정상인가를 판단하여(S120), 산출된 스트레스 지수가 비정상인 경우 상기 스트레스 지수가 정상화되도록 상기 백색소음 발생부(23)에서 백색소음을 발생시켜 상기 헤드셋(10)의 음향 출력부(12)로 출력하는 단계(S130)와;
    상기 단계(S130) 이후에도 스트레스 지수가 비정상인가를 판단하는 단계(S140)와;
    상기 단계(S140)에서 스트레스 지수의 정상 여부를 판단한 결과 비정상이라면 자동 제어가 설정되어 있는가를 판단하는 단계(S150)와;
    상기 단계(S150)에서 자동 제어로 설정되어 있다고 판단되면 스트레스 지수가 설정값 이내가 되도록 백색소음 음향을 다시 제어하여 출력하고(S160), 상기 단계(S150)에서 자동 제어로 설정되어 있지 않다고 판단되면 수동 제어에 따라 백색소음 음향을 출력하는 단계(S180)를; 포함하는 것을 특징으로 하는 스트레스 완화 및 집중력 향상을 위한 백색소음 발생 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 단계(S160) 또는 상기 단계(S180) 이후에 스트레스 지수가 정상인가를 다시 판단하는 단계(S190)와;
    상기 단계(S190)에서 스트레스 지수가 정상이 되었다고 판단되면 현재 출력을 유지하면서 현재 스트레스 지수에 해당하는 백색소음 음향출력 세기를 상기 메모리부(24)에 저장하는 단계(S200)를; 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스트레스 완화 및 집중력 향상을 위한 백색소음 발생 방법.
PCT/KR2015/006226 2014-07-02 2015-06-19 스트레스 완화 및 집중력 향상을 위한 백색소음 발생 헤드셋 및 그를 이용한 백색소음 발생 방법 WO2016003096A2 (ko)

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