KR20020028675A - 실시간 원격 강의 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실시간 원격 강의 장치에 관한 것으로서, 원격 강의의 학습 효율을 증진시키기 위해서, 강사와 수강자가 둘 다 사용할 수 있는 공통 영역을 마련하고, 송신측에서 전송한 필기 데이터를 수신측에서 처리하여 공통 영역 상에 표시함으로써, 송수신되는 데이터량을 감소시키면서도 양자가 서로 질의 응답할 수 있도록 함으로써, 데이터의 송수신 지연없이 실시간으로 강사와 수강자가 질의/응답을 통하여 학습 효율을 증진시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있는 발명이다.

Description

실시간 원격 강의 장치{REAL-TIME EDUCATING APPARATUS}

본 발명은 실시간 원격 과외 강의 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 통신 지연을 방지할 수 있는 실시간 원격 강의 장치에 관한 것이다.

주지하다시피, 종래에는 일정 시간에 학교나 학원에 학생을 모아서 특정 강사에 의해서 수업을 진행하는 집합식 교육이 주를 이루었었다.

그러나, 최근 네트워크의 개발 및 컴퓨터의 보급에 힘입어 최근에는 네트워크를 통해서 원격으로 강의하는, 이른바 원격 강의(또는 온 라인 교육)가 대두되고 있다. 이와 같은 원격 강의는 시간적, 공간적 제약의 자유로움과 아울러, 비용이 거의 들지 않고, 원하는 강사에게 거의 무제한(네트워크와 서버의 용량이 뒷받침되는 한)의 학생이 교육을 받을 수 있는 선택의 자유로움 등 여러 장점으로 인하여 기존의 집합식 교육의 한계를 극복할 수 있는 대안으로 떠오르고 있다.

이와 같은 원격 강의로는, 방송형과 재생형의 크게 두가지를 들 수 있다.

전자의 경우는, 카메라, 마이크, 전자 칠판 등을 갖춘 강사의 강의 내용을 공중파나, 통신 회선을 통해서 학생들에게 일방적으로 제공하는 방식으로서, 대표적인 예로는 EBS의 교육 방송이나 케이블 방송을 들 수 있다. 이와 같은 방송형 원격 강의는, 일방향으로 이루어지기 때문에 학생들의 이해도에 관계없이 수없이 진행되고, 학생의 수업을 관리할 수 없는 문제점이 있었다.

한편, 후자의 경우는, 강사의 강의 내용을 비디오 테이프의 기록 매체를 통해서 학생에게 보급하거나, 파일 형태로 기록된 강의 데이터를 통신을 통해서 학생이 다운로드 받는 강의 내용을 개별적으로 재생하도록 구성된 방식이다. 이와 같은재생형 원격 강의는, 방송형 강의에 비해서 학생 자신이 이해도에 따라 반복 시청할 수 있고, 원하는 강의를 시간에 구애받지 않고 선택해서 시청할 수 잇는 장점이 있는 반면, 방송형과 마찬가지로 학생의 수업에 대한 관리는 이루어지지 않는 문제점이 있다.

또한, 두 방식 모두 학생들이 강사에게 질문할 수 없고, 팩스나 전화를 통해서 질문한다 하더라도 집합식 교육에서와 같이 실시간으로 질의 응답할 수 없어, 강의와 별도로 질의 응답이 이루어지기 때문에, 그 질의, 응답을 통한 학습 효과가 강의에 반영되지 않는 문제점이 있었다. 이는, 결과적으로 학습 효율을 저하시키는 원인이 된다.

상술한 문제점으로 인해서, 시간적 공간적 제약을 받지 않고, 비용이 저렴하며, 선택의 폭이 넓은 원격 강의의 큰 장점에도 불구하고, 종래의 원격 강의가 집합식 교육을 대체하는 데는 한계가 있었다.

한편, 상술한 종래의 원격 강의는 멀티 미디어 데이터, 특히, 텍스트나 음성 데이터에 비해서 데이터량이 현저히 큰 동화상 데이터를 포함한 원격 강의로 인하여 전송 속도가 지연되거나 접속 불량이 되는 경우가 빈번하게 발생되어, 실시간으로 원격 강의를 제공하기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상술함 문제점을 해소하기 위해서 안출된 것으로서, 다수의 학생에 대해서 안정적으로 실시간 원격 강의를 수행할 수 있는 원격 강의 장치 및 방법을 제공하는 데 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에서는, 네트워크를 통해 원격 강의 서버에 접속된 강사 단말기와 수강자 단말기에 각기 탑재되어, 강사와 수강자의 원격 강의를 실시간으로 수행하는 장치에 있어서, 강사 및 수강자의 음성을 데이터로 변환하는 음성 입력 수단과, 상기 강사 및 수강자가 원하는 필기한 이미지의 좌표값을 인식하여 필기 데이터를 발생하는 필기 수단과, 상기 강사 단말기와 수강자 단말기간에 상기 음성 데이터와 필기 데이터를 상대측으로 송신할 수 있도록 다중화하고, 상대측으로 수신된 다중화 데이터를 상기 음성 데이터와 필기 데이터로 역다중화하는 데이터 다중화 및 역다중화 수단과, 상기 필기 수단에서 발생된 필기 데이터의 좌표값에 대응하는 이미지와, 상기 다중화 및 역다중화 수단에 의해서 역다중화된 상대측 필기 데이터의 좌표값에 대응하는 이미지를, 동일 영역 상에 표시하도록 하는 필기 데이터 처리 수단을 구비하는 실시간 원격 강의 장치를 제공한다.

도 l은 일반적인 원격 강의 시스템의 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 실시간 원격 강의 장치의 블록 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 공통표시영역의 예시도이다.

♣도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명♣

100 : 강사 단말기200 : 네트워크

300 : 수강자 단말기400 : 원격 강의 서버

110, 310 : 음성 입력 수단

120, 320 : 음성 출력 수단

130, 330 : 음성 데이터 처리 수단

140, 340 : 필기 데이터 입력 수단

150, 350 : 필기 데이터 처리 수단

160, 360 : 데이터 다중화 및 역다중화 수단

170, 370 : 통신 수단

180, 380 : 표시 수단

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 원격 강의 장치에 대해서 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 핵심 기술 사상은 "원격 강의의 학습 효율을 증진시키기 위해서, 강사와 수강자가 둘 다 사용할 수 있는 공통 영역을 마련하고, 송신측에서 전송한 필기 데이터를 수신측에서 처리하여 공통 영역 상에 표시함으로써, 송수신되는 데이터량을 감소시키면서도 양자가 서로 질의 응답할 수 있도록 함으로써, 데이터의 송수신 지연없이 실시간으로 강사와 수강자가 질의/응답을 통하여 학습 효율을 증진시킬 수 있는 효과를 얻는 데" 있는 바, 후술하는 설명은 그와 같은 핵심 기술 사상으로부터 이해되어야 할 것이다.

본 발명에 따른 실시간 원격 장의 장치는, 도 1에 도시된 일반적인 원격 강의 시스템에 채용되며, 특히, 강사 단말기(100)와 수강자 단말기(300)에 채용된다. 네트워크(200)는 인터넷과 같이 데이터 송수신을 위한 통신망이고, 원격 강의 서버(400)는 강사 단말기(100)와 수강자 단말기(300)의 인증 및 상호 접속 등을 관리하는 서버로서, 통상적인 네트워크 및 서버와 유사한 구조 및 기능을 수행하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.

도 1에 도시된 원격 강의 시스템에서, 강사 단말기(100)와 수강자 단말기 (300)는 기본적으로 동일한 구조를 이루며, 일반적인 개인용 컴퓨터(PC : personal computer), 교육 전용 단말기, PDA(personal digital assistant), 무선 단말기 등이 사용되며, 네트워크(200)를 통해서 데이터를 상호 송수신한다.

그와 같은 강사 단말기(100) 및 수강자 단말기(300)에 각기 채용되는 본 발명에 따른 실시간 원격 강의 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 음성 입력 수단 (110, 310), 음성 출력 수단(120, 320), 음성 데이터 처리 수단(130, 330), 필기 데이터 입력 수단(140, 340), 필기 데이터 처리 수단(150, 350), 데이터 다중화 및 역다중화 수단(160, 360), 통신 수단(170, 370) 및 표시 수단(180, 380)으로 구성되며, 강사 단말기(100)와 수강자 단말기(300) 각각에서 그 구성 및 기능이 동일하므로, 함께 설명한다.

먼저, 음성 입력 수단(110, 310)은 마이크 등으로 구성되며, 강사 또는 수강자로부터 입력되는 음성을 전기적 신호로 발생하고, 그 발생된 전기적 신호를 음성 데이터 처리 수단(130, 330)으로 전송한다.

음성 출력 수단(120, 320)은, 헤드폰이나 스피커 등으로 구성되며, 음성 데이터 처리 수단(130, 330)에서 인가되는 전기적 신호를 음성으로 출력한다. 이러한 음성 출력 수단(120, 320)은 상술한 음성 입력 수단(110, 310)과 복합적으로 구성된 헤드셋이 사용될 수도 있다.

음성 데이터 처리 수단(130, 330)은, 사운드 카드(sound card) 등으로 구성되며, 음성 입력 수단(110, 310)에서 인가된 음성 신호를 샘플링하여 음성 데이터로 변환하고, 그 변환된 데이터를 데이터 다중화 및 역다중화 수단(160, 360)에 제공한다. 또한, 데이터 다중화 및 역다중화 수단(160, 360)에서 제공되는 음성 데이터를 전기적 음성 신호로 변환하고, 그 변환된 전기적 음성 신호를 음성 출력 수단 (120, 320)으로 제공한다.

필기 데이터 입력 수단(140, 340)은, 마우스나, 그래픽 타블렛과 마우스펜 등으로 구성되며, 강사나 수강자의 조작에 대응하는 x,y 좌표 및 압력을 감지하여 필기 데이터를 발생하고, 그 발생된 필기 데이터를 필기 데이터 처리 수단(150, 360)과 데이터 다중화 및 역다중화 수단(160, 360)에 각각 제공한다. 이때, x,y 좌표는 마우스 펜(또는 마우스)의 이동 궤적을 나타내며, 압력은 선의 농담을 표시하여 자연스러운 필기 형태를 표현한다. 필기 데이터 입력 수단의 예로서, 본 출원인이 2000년 5월 20일, "그래픽 태블릿용 펜장치"라는 명칭으로 특허 출원한 특허 출원 제2000-27293호에 개시되어 있으면, 상세한 설명은 생략한다.

필기 데이터 처리 수단(150, 350)은, 그래픽 카드(graphic card) 등으로 구성되며, 필기 데이터 입력 수단(140, 340)이나 데이터 다중화 및 역다중화 수단 (160, 360)으로부터 제공된 필기 데이터를 처리하여, 그 필기 데이터에 대응하는 이미지나 문자 등을 표시 수단(180, 380)에 표시되는 공통 영역에 표시한다.

데이터 다중화 및 역다중화 수단(160, 360)은, 데이터 송수신 프로토콜에 의거하여 음성 데이터 처리 수단(130, 330)으로부터 입력되는 음성 데이터와 필기 데이터 입력 수단(140, 340)으로부터 입력되는 필기 데이터를 다중화하고, 그 다중화된 데이터를 통신 수단(170, 370)에 제공한다. 또한, 통신 수단(170, 370)으로부터 제공받은 다중화 데이터를 음성 데이터와 필기 데이터로 역다중화한 후, 음성 데이터는 음성 데이터 처리 수단(130, 330)으로 제공하고, 필기 데이터는 필기 데이터 처리 수단(150, 360)으로 제공한다.

통신 수단(170, 370)은 모뎀이나 전용 터미널 어댑터(terminal adapter) 등으로 이루어지며, 데이터 다중화 및 역다중화 수단(160, 360)으로부터 제공받은 데이터를 네트워크(200)를 통해서 학습 서버(400)로 제공하거나, 네트워크(200)를 통해서 학습 서버(400)로부터 제공받은 다중화 데이터를 데이터 다중화 및 역다중화 수단(160, 360)으로 제공한다. 이때, 각 역다중화 데이터는 학습 서버(400)를 통해서 강사 단말기(100)와 수강자 단말기(300) 상호 간에 송수신된다.

표시 수단(180, 380)은 CRT(Cathode Ray tube)나 LCD(Liquid Crystal Display)와 같은 디스플레이 장치로 구성되며, 필기 데이터 처리 수단(150, 350)에 의해서 처리된 이미지나 텍스트를 공통 영역 상에 표시한다. 이때, 공통 영역은 강사 서버(400)로부터 제공받을 수도 있다.

이하, 상술한 바와 같이 구성된, 본 발명에 따른 실시간 원격 강의 장치의 동작 과정에 대해서 첨부된 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 이때, 강사 단말기(100)와 수강자 단말기(300)의 모든 데이터 송수신은 네트워크(200)를 통해 이루어지며, 선택적으로 원격 강의 서버(400)를 통해서 이루어지는 바, 반복을 피하기 위해서 이에 대한 설명은 생략한다.

먼저, 원격 강의 서버(400)에 의해서 네트워크(200)를 통해 강사 단말기 (100)와 수강자 단말기(300)가 상호 접속되면, 양 단말기(100, 300)의 각 표시 수단(180, 380)에는 원격 강의 서버(400)로부터 제공받은 초기화면(즉, 공통 영역) 데이터에 의거하여 도 3에 도시된 바와 같은 공통 영역(10)이 표시된다. 이때, 다른 실시예에서는 공통 영역 대신 각기 화상 카메라 등의 화상 입력 장치를 이용하여 강사와 학생의 동영상을 표시할 수도 있고, 공통 영역과 동영상을 상호 절환할 수도 있을 것이다.

이후, 강사 단말이 강의를 진행하면, 강사의 음성은 음성 입력 수단(110)에 의해서 전기적 신호로 변환된 후, 음성 데이터 처리 수단(130)으로 인가된다.

음성 데이터 처리 수단(130)은 음성 입력 수단(110)에서 인가된 전기적 음성 신호를 음성 데이터로 변환한 후, 그 음성 데이터를 데이터 다중화 및 역다중화 수단(160)으로 제공한다. 이때, 필기 내용이 없으면 음성 데이터만이 다중화 및 역다중화 수단(160)에서 다중화된 후, 통신 수단(170)을 통해 수강자 단말기(300)에 제공된다. 이때, 다른 실시예에서는 필기 데이터의 입력이 없는 경우, 강사의 동영상데이터를 수강자 단말기(300)로 전송하도록 구성할 수도 있다.

강사 단말기(100)로부터 제공된 다중화 데이터는 통신 수단(370)에서 수신되어 다중화 및 역다중화 수단(160)으로 제공되고, 다중화 및 역다중화 수단(160)은 통신 수단(170)을 통해서 강사 단말기(100)로부터 제공된 다중화 데이터를 역다중화한다. 이때, 필기 데이터는 없으므로 음성 데이터만으로 역다중화된다. 그와 같이 역다중화된 음성 데이터는 음성 처리 수단(130)에서 전기적 음성 신호로 변환된 후, 음성 출력 수단(120)에 의해서 사용자에게 음성으로 출력된다.

상술한 과정이 진행되는 도중 강사가 필기 데이터 입력 수단을 조작하면, 필기 데이터 입력 수단(140)은, 강사에 의해서 입력된 궤적의 x,y 좌표와 압력치를 포함한 필기 데이터를 필기 데이터 처리 수단(150)과 데이터 다중화 및 역다중화 수단(160)에 각기 제공한다.

필기 데이터 처리 수단(150)은 필기 데이터 입력 수단(140)으로부터 제공받은 필기 데이터의 좌표치와 압력치에 의거한 이미지나 텍스트를 자신의 표신 수단(180) 상에서 공통 영역에 표시한다.

한편, 데이터 다중화 및 역다중화 수단(160)은 필기 데이터 입력 수단(140)으로 제공받은 필기 데이터와 음성 데이터 처리 수단(130)으로부터 제공받은 음성 데이터를 다중화한 후, 그 다중화된 데이터를 통신 수단(170)을 통해 수강자 단말기(300)에 제공한다. 물론, 음성 데이터 처리 수단(130)으로부터 음성 데이터가 제공되지 않는 경우에는 필기 데이터만이 다중화되어 수강자 단말기(300)로 제공된다. 또한, 이때, 필기 데이터 및 음성 데이터 외에도 강사 또는 사용자의 요구시저장부(도시 생략함) 등에 저장된 이미지 파일을 전송하여, 그와 같이 전송된 이미지 파일(50)을 필기 데이터에 대응하는 텍스트 또는 이미지와 함께 공통 영역(10) 상에 표시하도록 구성할 수도 있을 것이다.

그와 같이 제공된 다중화 데이터는 수강자 단말기(300)의 통신 수단(370)에서 수신된 후, 다중화 및 역다중화 수단(360)으로 제공된다. 다중화 및 역다중화 수단(360)에서는 통신 수단(370)을 통해 제공받은 다중화 데이터를 음성 데이터와 필기 데이터로 역다중화한 후, 각각 음성 데이터는 음성 데이터 처리 수단(330)으로 제공하고, 필기 데이터는 필기 데이터 처리 수단(350)으로 제공한다. 음성 데이터 처리 수단(330)에서는 다중화 및 역다중화 수단(360)으로부터 제공받은 음성 데이터를 전기적 음성 신호로 변환하여 음성 출력 수단(320)을 통해서 사용자에게 출력한다. 그와 아울러 필기 데이터 처리 수단(350)에서는 다중화 및 역다중화 수단(360)으로부터 제공받은 필기 데이터의 좌표값 및 압력치에 대응하는 이미지 또는 텍스트를 표시 수단(380)의 공통 영역(10) 상에 표시한다. 따라서, 강사 단말기(100)의 표시 수단(180)과 수강자 단말기(300)의 표시 수단(380) 수단에는 동일한 이미지(또는 텍스트)(20)가 표시된 공통 영역(10)이 표시된다.

한편, 상술한 과정이 진행되는 도중 수강자가 특정 질문과 함께 공통 영역상의 특정 부분에 표시를 한 경우(필기를 한 경우), 상술한 강사 단말기(100)로부터 수강자 단말기(300)로 음성 데이터 및 필기 데이터가 전송 및 표시되는 과정과 유사하게 수강자 단말기(300)로부터 강사 단말기(100)로 진행되어 강사 단말기(100)의 표시 화면(180)에 표시된 공통 영역(10)과 수강자 단말기(300)의 표시 화면(380)에 표시된 공통 영역(10)에는 동일한 이미지(또는 텍스트)가 표시되게 된다. 이때, 공통 영역(10)에는 각기 강사와 수강자의 포인터(30, 40)가 부가하여 표시될 수 있고, 상호 색깔이나 모양 등에 의해서 구별될 수 있게 구성할 수도 있다.

그리고, 상술한 과정이 진행되는 동안, 수강자 단말기(300)에서 수신된 데이터는 별도의 저장 수단(도시 생략함)에 강의 파일로 저장되어, 반복 시청할 수 있도록 구성할 수도 있을 것이다.

본 발명에 따르면, 강사와 수강자가 동일한 영역을 이용하여 상호 질의 응답할 수 있으므로, 강사와 수강자의 교감 증진을 통해 학습 효율을 높일 수 있습니다.

또한, 필기 데이터는 좌표값과 입력값으로 구성되기 때문에, 현재의 5×5 치의 타블렛의 경우 x, y 값이 대략 12,000 여개이므로 각각 14비트로 처리할 수 있고, 압력 값은 대략 256 단계이므로 8비트로 처리할 수 있으며, 초당 128회 정도 데이터 판독을 수행하므로, 실시간으로 필기 데이터를 전송하기 위해서 요구되는 데이터 전송 속도는 대략 34bit×128=4.35Kbps 정도임을 알 수 있다. 기존에 전화선을 이용한 모뎀의 경우 56Kbps의 전송 속도를 지원하고, 전용선의 경우 1Mbps까지 지원하므로, 전송 속도의 지연없이 실시간으로 전송될 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 전송 속도 지연이나 접속 불량 등으로 인한 학습 효율 저하를 방지할 수 있는 효과도 있다.

Claims (4)

1. 네트워크를 통해 원격 강의 서버에 접속된 강사 단말기와 수강자 단말기에 각기 탑재되어, 강사와 수강자의 원격 강의를 실시간으로 수행하는 장치에 있어서,

   강사 및 수강자의 음성을 데이터로 변환하는 음성 입력 수단과,

   상기 강사 및 수강자가 원하는 필기한 이미지의 좌표값을 인식하여 필기 데이터를 발생하는 필기 수단과,

   상기 강사 단말기와 수강자 단말기간에 상기 음성 데이터와 필기 데이터를 상대측으로 송신할 수 있도록 다중화하고, 상대측으로 수신된 다중화 데이터를 상기 음성 데이터와 필기 데이터로 역다중화하는 데이터 다중화 및 역다중화 수단과,

   상기 필기 수단에서 발생된 필기 데이터의 좌표값에 대응하는 이미지와, 상기 다중화 및 역다중화 수단에 의해서 역다중화된 상대측 필기 데이터의 좌표값에 대응하는 이미지를, 동일 영역 상에 표시하도록 하는 필기 데이터 처리 수단

   을 구비하는 실시간 원격 강의 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 필기 수단은,

   상기 강사 및 수강자가 필기한 이미지의 압력을 감지한 압력치를 더 포함하여 상기 필기 데이터를 발생하고,

   상기 필기 데이터 처리 수단은, 상기 좌표값에 의거하여 형상을 표현하고,상기 압력치에 의거하여 형상의 농도를 표현하는 것을 특징으로 하는 실시간 원격 강의 장치.
3. 제 1 항 또는 2 항에 있어서,

   상기 실시간 원격 강의 장치는,

   상기 이미지나 텍스트를 별도로 저장하는 저장 수단을 더 구비하고,

   상기 필기 데이터 처리 수단은, 상기 저장 수단에 저장된 이미지나 텍스트중에서 상기 강사 또는 수강자으로부터 요구된 이미지나 텍스트와 상기 데이터 다중화 및 역다중화 수단에 의해서 역다중화된 상대측 이미지나 텍스트를 상기 공통 영역 상에 더 표시하는 것을 특징으로 하는 실시간 원격 강의 장치.
4. 제 1 항 또는 2 항에 있어서,

   상기 실시간 원격 강의 장치는,

   상기 강사나 수강자의 동화상을 입력할 수 있는 화상 입력 장치를 더 구비하고,

   상기 필기 데이터 처리 수단은, 상대측으로부터 전송되는 데이터에 따라서 공통 영역과 상대측 동영상을 절환하여 표시하는 것을 특징으로 하는 실시간 원격 강의 장치.