KR20020019839A - 청력 테스트 및 훈련 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 청력 테스트 및 훈련 장치를 개시한다. 개시된 본 발명은, 사람의 청력(聽力)에 대한 테스트와 훈련을 목적으로 고안된 것으로, 프로그램(소프트웨어)이 내장된 주컴퓨터를 구비한다. 컴퓨터에서 작동되는 프로그램은 여러 가지 음을 발생시키는 음파발생부와 발생된 음을 합성·가공하는 음파제어부 및 평가자가 선택한 입력장치의 신호를 컴퓨터에서 읽어들이는 데이터 입력부와 테스트 및 훈련의 결과를 저장 및 데이터베이스화하는 결과 처리부 등이 있으며 하나의 소프트웨어에 일괄적으로 구성되어 있다. 평가자가 사용하는 입출력장치가 더 구비된다. 또한, 음파제어부에서 가공된 디지털 신호의 음을 아날로그 신호로 변환하는 디지털/아날로그 변환장치, 디지털/아날로그 변환장치에서 변환된 아날로그 전압 신호를 일정한 비율로 증폭시키는 증폭기 및 증폭된 신호를 출력하는 스피커가 구비된다. 입출력장치는 테스트 및 훈련을 위해 평가자에게 제시되는 출력 장치와 출력 장치 및 스피커를 통해 발생된 음을 근거로 하여 평가자가 평가 항목에 따른 결과를 입력하는 입력 장치로 나눌 수 있다.

Description

청력 테스트 및 훈련 장치{APPARATUS FOR TESTING AND TRAINING OF HEARING ABILITY}

본 발명은 청력 테스트 및 훈련 장치(이하 "청력 훈련 장치"라 한다)에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 사람의 귀에 대한 청취 능력을 평가하고 이를 훈련시키는 장치에 관한 것이다.

소리는 여러 가지 요인에 의해 발생되나 결과적으로 공기의 진동에 의해 발생되며 이를 객관음이라 한다. 또한 사람의 귀를 통해 들리는 소리는 주관음이라 한다. 사람이 귀를 통해 듣게 되는 주관음은 크게 세 가지의 성질을 가지고 있다. 이는 소리의 크기(라우드니스, Loudness), 소리의 높이(피치, Pitch) 그리고 음색(템버, Timbre)을 말한다. 소리의 크기 및 높이는 그 정도를 비교할 수 있으므로 이를 양적 성질이라 하고, 음색은 그 정도를 수치화 할 수 없으므로 질적 성질이라 한다.

소리는 일반적으로 여러 주파수로 구성되어 있다. 젊은이를 기준으로 하였을때 사람이 들을 수 있는 주파수의 범위는 20∼20000Hz이다. 개개인의 청취 능력에 따라 들을 수 있는 주파수의 범위 및 음의 레벨이 정해지게 된다.

개개인의 청취능력이 다르므로 사람이 귀를 통해 듣게 되는 주관음에 대한 평가를 하기 위한 장치가 필요하다. 이를 훈련시키는 장치도 필요하다. 도1에 종래의 청력 테스트 장치를 나타낸 도면이 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 종래의 장치(100)는 순음 발생기(11)를 이용하여 500Hz, 1000Hz, 2000Hz, 4000Hz 등의 중심 주파수를 발생시켜, 증폭기(12)를 거쳐 스피커(13)로 음을 발생시킨다. 이러한 종래의 장치는 '들린다', '들리지 않는다'는 식의 소리의 크기 성질을 평가하는 정도의 단순한 평가 장치이다.

이들 종래의 테스트 장치는 음의 크기 성질만 측정이 가능하였다. 다른 양적 성질의 평가에 있어서는 음이 '가볍다', '무겁다' 등의 주관적인 평가에 의존하여 왔다. 한편, 종래의 테스트 장치는 음을 발생시키는 별도의 음파발생기라는 장치가 반드시 필요하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래의 테스트 방식이 안고 있는 제반 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 컴퓨터와 컴퓨터 본체에 부착된 부속 장치로 간단하게 구성된 청력 훈련 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 소리의 양적 성질뿐만 아니라, 소리의 질적 성질을 테스트 및 훈련할 수 있는 장치를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 자신이 직접 평가 및 훈련을 하거나, 동시에 수십 명의 평가자가 동시에 평가할 수 있도록 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 테스트 및 훈련 프로그램을 구비하여 이 프로그램이 컴퓨터에서 작동하므로 사용이 간편하며, 테스트 및 훈련의 결과를 저장하여 데이터베이스화 할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.

결국, 본 발명의 궁극적인 목적은 청력 훈련 장치를 통해 청력에 대한 평가방법을 확립하고 이를 통해 청력에 대한 평가를 객관화시켜 이를 수치화하는데 목적이 있는 것이다.

도1은 종래의 청력 테스트 장치의 구성도

도2a 및 도2b는 본 발명의 실시예에 따른 청력 테스트 및 훈련 장치의 구성도

도3은 도2에 도시한 장치의 주요부인 주컴퓨터의 구성도

도4는 사용자 입력과정을 도시한 출력장치의 화면

도5a는 평가자 입력과정을 도시한 출력장치의 화면이며, 도5b는 등급을 가르는 기준을 예시적으로 나타내는 표가 담긴 시트를 도시한 도면

도6부터 도8까지는 테스트 내용을 담은 테스트 시트의 도면

도9는 기초테스트 과정의 흐름도

도10은 기초테스트 과정의 출력장치의 화면

도11은 테스트 내용에 대한 출력장치의 화면

도12는 음의 합성 테스트 과정의 흐름도

도13은 음의 합성 테스트 과정의 출력장치의 화면

도14는 음의 재생프로그램 테스트 과정의 흐름도

도15는 음의 재생프로그램 테스트 과정의 출력장치의 화면

도16은 통계처리 과정의 출력장치의 화면

도17은 평가자의 테스트 결과를 출력하는 화면

- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -

1 ; 주컴퓨터 2 ; 입력장치 3 ; 증폭기

21 ; 음파발생부 22 ; 음파제어부 23 ; 디지털/아날로그 변환장치

24 ; 데이터 입력부 25 ; 결과 처리부

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 청력 테스트 및 훈련 장치를 제공한다. 본 발명의 청력 테스트 및 훈련 장치는 컴퓨터와 아날로그 신호발생장치와 스피커, 입출력장치를 구비한다. 컴퓨터에는 테스트 및 훈련 프로그램(소프트웨어)이 저장되어 이 프로그램에 따라 CPU를 작동시키며 저장장치의 데이터들을 관리한다.

컴퓨터에서 작동되는 프로그램은 여러 가지 순음의 데이터를 발생시키는 음파발생부와, 발생된 음을 합성·가공하는 음파제어부, 및 평가자가 입력장치로 선택하여 입력한 결과로서 입력장치로부터 전달되는 신호를 컴퓨터에서 읽어들이는 데이터 입력부와, 테스트 및 훈련의 결과를 저장하고 데이터베이스화하는 결과 처리부가 구성된다. 이들은 하나의 소프트웨어로 일괄적으로 구현되도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

신호발생장치에는 음파제어부에서 가공된 디지털 신호의 음을 아날로그 신호로 변환하는 디지털/아날로그 변환장치와, 디지털/아날로그 변환장치에서 변환된 아날로그 전압 신호를 일정한 비율로 증폭시키는 증폭기와, 증폭된 신호를 출력하는 스피커가 구비된다. 이들은 컴퓨터 내에 카드의 형태로 장착되어 있을 수도 있고, 외부에 별도의 장치로서 설치될 수도 있다. 바람직한 실시예에서는 디지털/아날로그 변환장치는 내장되며 증폭기는 외부의 기기로서 설치된다.

입출력장치에는 평가 및 훈련을 위해 평가자에게 제시되는 지문을 출력하는 출력 장치(예를 들면 모니터-어떤 실시예에서는 이러한 지문은 테스트 시트로서 대치되며, 출력장치는 평가 감독자가 사용하기 위한 것일 수도 있음)와, 이 스피커를 통해 발생된 음을 근거로 하여 출력장치를 통하여 제시되는 평가 항목에서 평가자(평가받는 사람을 가리킴)가 선택한 결과를 입력하는 입력 장치(예를 들면, 키보드 또는 전용 입력장치)가 구비된다. 입력 장치는 평가자의 수에 따라 확장이 가능하게 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 측면에 따르면,

주컴퓨터와,

상기 주컴퓨터에 연결된 디지털/아날로그 변환장치와,

상기 디지털/아날로그 변환장치와 연결된 스피커와,

상기 주컴퓨터에 연결된 출력장치와,

상기 주컴퓨터에 연결된 입력장치를 구비하되,

상기 주컴퓨터는 프로세서와 저장장치를 구비하며, 저장장치에는 프로세서를 작동하는 프로그램에 저장되어 있으되, 상기 프로그램은 상기 주컴퓨터가

음을 발생시키는 음파발생부; 상기 음파발생부에서 발생된 음파를 가공/변형하는 음파제어부; 상기 입력장치의 신호를 컴퓨터에 읽어들이는 데이터 입력부; 및 상기 데이터 입력부에서 입력된 데이터를 처리하는 결과처리부를 구비하는 구성으로 이루어지도록 상기 CPU를 작동시키는 것을 특징으로 하는 청력 테스트 및 훈련장치가 제공된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도2a는 본 장치의 전체 구성도로서, 필요한 부분이 무향실에 장착된 것을 도시한 것이고, 도2b는 이를 블록도로 다시 도시한 것이다. 도3은 본 장치의 주요부인 주컴퓨터의 구성을 나타낸 도면이다.

도2에 도시된 바와 같이, 청력 테스트 및 훈련 장치(10)에는 주컴퓨터(1)와 발생된 음파를 증폭시키는 증폭기(3), 증폭된 음파를 출력하는 스피커(4)와 테스트의 대상자가 사용하는 입력장치(2)와 출력 장치(5)가 구비된다. 도2a에 도시한 바와 같이, 입출력장치와 스피커는 무향실(8) 내에 설치된다. 따라서, 평가자는 무향실 내에서 테스트를 수행한다. 평가 감독자도 무향실 내에서 감독을 수행할 수 있다.

도3에 도시한 바와 같이, 주컴퓨터(1)에는 소프트웨어로 구현되는 음파발생부(21)와 음파제어부(22)가 마련된다. 음파발생부(21)에서 발생된 신호(설정된 진동수와 크기에 해당하는 순음을 내도록 하기 위한 디지털 데이터 신호가 발생됨)는 음파제어부(22)에서 가공된다.

디지털/아날로그 변환장치(23)는 주컴퓨터(1) 내에 카드로서 내장된다. 주컴퓨터(1)에는 외부의 입력 장치(2)에서 전달되는 신호를 읽어들이는 데이터 입력부(24)와 테스트 결과를 저장 및 데이터베이스화하는 결과 처리부(25)가 있다.

도시하지는 않았지만, 기본적으로 컴퓨터는 CPU와 롬, 램 등의 메모리와, 저장장치를 구비한다. 저장장치에는 소프트웨어(프로그램)가 저장되며, 후술하는 바와 같이, 평가자에 관한 데이터베이스, 테스트 결과, 통계 등과 테스트 중에 사용할 소리파일(예를 들면, 웨이브 파일)도 저장된다.

도2 및 도3을 참조하면, 주컴퓨터(1)의 음파발생부(21)에서는 원하는 순음을 발생시키기 위한 디지털 데이터가 발생된다. 여기서 발생되는 순음 데이터들은 음파제어부(22)에서 가공된다. 가공된 가공음의 데이터는 디지털/아날로그 변환장치(23)에서 아날로그 신호로 변환된다. 이 아날로그 신호는 증폭기(3)에서 일정한 전압신호로 증폭된다.

증폭기(3)를 통과한 음파발생 신호는 스피커(4)를 통해 소리(음파)로서 출력된다. 한편, 주컴퓨터(1)와 연결된 출력장치(5)에는 평가 및 훈련의 대상이 되는 평가자는 평가 항목들이 주컴퓨터(1)로부터 제시된다. 이러한 평가 항목(지문)은 주컴퓨터(1)의 저장장치에 저장되어 있으며, 테스트 및 평가 소프트웨어가 이들을 필요에 따라 읽어 들여 출력장치(5)를 통해 평가자에게 제시한다. 평가자가 판단하여 선택한 항목을 입력 장치(2)를 통하여 입력하면, 이 신호는 주컴퓨터(1)의 데이터 입력부(24)로 전송된다.

이 과정을 부연 설명하면 다음과 같다. 음파발생부(21)에 의해 발생되는 순음 데이터들은 디지털 필터, 옥타브 분석 등 음을 가공하는 음파제어부(22)에 의해변형된다. 컴퓨터 내에서 연산되는 신호는 디지털 신호로써 사람이 들을 수 있는 아날로그 신호로 변환시키는 장치가 필요하며, 이를 디지털/아날로그 변환장치(23)에서 수행한다.

평가 및 훈련 대상자가 입력장치(2)를 통해 발생한 신호를 주컴퓨터(1)에서 인식할 수 있도록 변환시키는 데이터 입력부(24)는 동시에 여러 사람이 입력하는 데이터를 처리할 수 있도록 구성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 평가자는 입력장치(2)로 입력하여 스스로 평가 및 훈련을 할 수 있도록 청력 테스트 및 훈련 장치(10)가 구성되어 있다. 결과처리부(25)는 청력에 대한 평가 및 훈련의 정도를 통계처리하고, 통계 자료를 근거로 청력에 대한 평가를 수치화시킨다.

한편, 음향의 소스로서 웨이브 파일을 사용할 경우에는 프로그램은 저장장치로부터 웨이브파일을 가져와서 음향제어부(22)에서 가공하여 출력한다.

이하 상기와 같이 구성된 본 실시예에 따른 청력 테스트 및 훈련 장치(10)로 테스트 또는 훈련하는 과정을 상세히 설명한다. 이러한 과정은 주컴퓨터(1)에 저장되는 소프트웨어가 순서에 따라 진행된다. 즉, 청력 평가 및 훈련 장치(10)는 주컴퓨터(1)내에 설치된 프로그램에 의해 작동되는 것이다.

평가 항목은 크게 소리의 양적 성질을 평가하는 항목과 소리의 질적 성질을 평가하는 항목으로 나눌 수 있다.

우선, 소리의 양적 성질을 평가하는 항목은 5가지로 나눌 수 있으며, 각각의 항목별로 평가하는 기준이 정해지게 된다. 이들을 간단히 설명하면 다음과 같다.

1. 음의 크기 정도를 평가하는 항목: (1) 재생되는 두 가지의 순음에 대해주파수의 고저를 분별하는 능력을 평가하는 항목(후술하는 Pitch 평가), (2) 기준음(예를 들어, 1kHz, 80dB)에 대한 주파수의 고저의 정도를 분별하는 항목(후술하는 Loudness 평가)

2. 음의 세기 정도를 평가하는 항목: (1) 재생되는 두 가지의 순음에 대해 음의 세기를 분별하는 능력을 평가하는 항목, (2) 기준음(예를 들어, 2kHz, 80dB)에 대한 음의 세기의 정도를 분별하는 항목

3. 순음과 합성음을 분별하는 항목: 재생되는 두 가지의 순음 또는 합성음에 대해 순음과 합성음을 분별하는 능력을 평가하는 항목(후술하는 Harmonics 평가)

4. 증가 또는 감소된 주파수를 분별하는 능력(후술하는 Equalizer 평가): (1) 합성음의 반복 재생에서 증가 또는 감소된 주파수를 분별하는 능력 (2) 합성음의 반복 재생에서 증가 또는 감소된 주파수의 증폭 정도를 분별하는 능력

5. 필터가 적용된 주파수의 영역을 분별하는 능력(후술하는 Filter 평가): 합성음의 반복 재생에서 로우패스 필터(Low pass filter), 하이패스 필터(High pass filter), 밴드패스 필터(Band pass filter)가 적용된 주파수를 분별하는 능력

또한, 음의 질적 성질을 평가하는 항목은 녹음 또는 가공된 음에 대한 감성적 느낌을 '거친 ↔ 부드러운', '가벼운 ↔ 무거운' 등의 형용사를 이용하여 그 정도를 수치화 하는 것이다. (음의 질적 성질을 평가하는 정도를 수치화하는 기술은 이미 여러 학술 논문을 통하여 알려진 것이 있다. 본 발명에서는 그러한 기술 중의 어느 하나를 사용할 수 있다.)

상기 평가하는 과정을 주컴퓨터(1)에 장착되는 소프트웨어(컴퓨터프로그램)의 사용법을 설명하는 형식으로 각 단계별로 더 상세히 설명하면 다음과 같다. 아래의 설명은 본 발명의 일 실시예의 장치에 설치되는 프로그램에 대하여 설명하는 것으로서, 본 발명은 이것에만 한정되지 않는다는 것은 당업자라면 이해할 수 있을 것이다.

<1. 프로그램의 시작>

윈도우 98환경(다른 실시예에서는 다른 OS 하에서 구동될 수도 있을 것이다)에서 『청력 훈련 프로그램』이라 명명된 프로그램을 작동시킨다.

<2. 사용자의 등록>

프로그램상의 사용자 등록(영문 프로그램에서는 New Entry) 부분을 클릭한다. 이미 등록된 사용자는 시험을 위해 테스트 영역으로 바로 이동하면 된다. 입력과정을 도4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

2.1. 이름을 한글로 입력하고, 성별을 선택한다. ex) 홍길동 ; 성별 : 남

2.2. 생년월일을 입력한다. ex) 1970/05/05

2.3. 사용자 ID를 입력한다. 기록한 ID는 시험한 결과가 저장되는 데이터 파일(데이터 file)의 이름이 된다. ex) gildong

2.4. 학년 또는 직위를 입력한다. ex) 6

2.5. 제대로 입력하였으면 OK 버튼을 누르고, 입력을 취소하려면 Cancel버튼을 누른다.

<3. 테스트 전 평가자의 선택>

도5a에 도시한 바와 같이, 테스트를 받는 자의 ID 등록을 위해 "테스트" 영역으로 이동한다.

3.1. 테스트를 받는 시험자수를 선택하고, 시험받는 등급을 선택한다. 테스트는 난이도에 따라 A, B, C의 세 등급으로 구분하여 시행한다. 등급은 다음과 같이 나누어진다. A 등급 : 난이도 상, B 등급 : 난이도 중, C 등급 : 난이도 하. 이 때, 등급판단은 도5b와 같이 등급판단 기준표가 마련된 시트를 사용할 수 있다.

3.2. 시험자의 ID를 입력한다("사용자등록" 에서 입력했던 ID를 기재한다).

3.3. 위의 기재사항을 모두 입력하였으면 OK 버튼을, 취소하려면 Cancel 버튼을 누른다.

<4. 테스트>

시험자(평가자라고도 하며 테스트를 받고 있는 사람을 가리킴)가 자신에게 할당된 입력장치(본 실시예에서는 버튼세트)에 앉은 상태에서 시험을 시작한다. 시험 항목은 위에서 설명한 Pitch, Loudness, Harmonics, Equalizer, Filter의 5항목이며, 감독자는 각 항목마다 10문제씩 테스트한다. 감독자는 등급에 맞는 시험지를 나눠주고, 단계별로 테스트한다. 이러한 테스트문항을 담은 시트의 예는 도6 내지 도8에 도시되어 있다. 각 등급에 따라 다른 테스트문항이 주어진다. 한편, 출력장치를 통하여 도9에 도시한 바와 같이 테스트 문항이 시험자에게 전달될 수도 있다.

테스트를 할 때, 5 항목의 시험을 모두 마쳐야 시험 결과를 볼 수 있도록 하며, 5 항목의 시험을 모두 마치지 않으면 시험자의 테스트 점수가 계산되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

4.0. 교정(Calibration)

테스트를 시작하기 전에 먼저 캘리브레이션(교정)한다. 음질 평가 장치에서는 스피커와 시험자 사이의 거리 차로 인해 게인(Gain)을 보정해야 할 경우가 있다. 캘리브레이션 과정을 설명하면 다음과 같다.

4.0.1. 먼저, 설정된 주파수와 게인 값을 재생하게 한다.

4.0.2. 주파수를 1000Hz, 게인을 80dB로 설정한다.

4.0.3. 감독자는 지시 소음계를 준비하여, 시험자의 귀 위치로 이동한다. (만약, 3명이 테스트를 받는다면 가운데 사람의 귀 위치로 이동한다).

4.0.4. 소음계의 전원을 켜고, SPL(Sound Pressure Level) 값을 읽는다.

4.0.5. 소음계의 측정값을 프로그램의 "Calibration" 영역에 입력하면 된다.

4.1. Pitch 평가

캘리브레이션이 끝나면, 테스트가 시작된다. 감독자는 테스트 시트(도6 내지 도8)를 참고로 하여 Pitch부터 테스트를 실시한다. 테스트 문항 중 <No. 1∼5>은 두 종류의 순음 중에서 고주파(High Frequency)에 해당하는 음을 분별하는 능력을 기르기 위한 문제이다. 시험자는 두 종류의 음을 듣고 해당되는 번호의 버튼을 누르면 된다. 테스트 문항 <No. 6∼10>은 기준 음에 대한 주파수의 분별 능력을 기르기 위한 것이다(도6, 7, 8 참조). 도9와 도10을 참조하여, Pitch에 대한 평가 및 작동 예를 살펴보면 다음과 같다. 도10은 한글 프로그램에서 나타나는 감독자 화면을 도시한 것으로서 "기초테스트"(영문프로그램에서는 Pitch and Loudness) 항목을 클릭하여 테스트를 시행한다.

4.1.1. 반복 재생할 횟수를 지정한다(테스트에서는 반복 횟수를 2회로 설정). 특히, 테스트를 하지 않고, 훈련을 위해 같은 음을 반복해서 듣기 위해 이 부분을 설정하면 된다.

4.1.2. 음을 재생할 시간을 설정한다(본 실시예의 프로그램에서는 재생 시간을 5초로 한다).

4.1.3. 재생할 주파수와 Gain을 설정한다. 첫 번째 재생할 음에 대한 주파수와 Gain을, 두 번째 재생할 음에 대한 주파수와 Gain을 설정한다(Pitch에 대한 평가할 때에는 Gain은 일정하게 한다). 설정을 마쳤으면, Start 버튼을 눌러 음을 재생시킨다.

4.1.4. 시험자는 두 종류의 음을 듣고, 테스트 시트를 참고하여 정답에 해당되는 번호의 입력장치에 구비된 버튼을 누른다. (이와는 달리, 도11과 같은 출력화면의 내용을 시험자에게 보여주고 입력하게 할 수도 있다.)

4.1.5. 감독자는 테스트 시트를 보고 도10에서의 주파수 입력을 확인하고 답을 확인하여 "Test Answer" 항목에 입력한 후, OK 버튼을 누른다. OK 버튼을 누르면 문제의 번호가 다음 번호로 이동하게 된다. 이 후 감독자가 입력한 답과 시험자의 답이 비교된다.

4.1.6. 위의 4.1.3.∼4.1.5.의 과정을 5번까지 반복해서 실행한다.

4.1.7. <No. 6∼10>의 테스트를 실시할 때, 감독자는 임의의 순음에 대한 정보(예를 들어, 이번에 재생할 음은 1000Hz, 80dB의 음이다)를 시험자에게 먼저 알려주고 재생한 뒤, 등급에 맞게 제시되는 출력장치의 내용(또는 테스트 시트의 내용)의 주파수 중에서 선택하여 다시 재생한다.

4.1.8. 위의 4.1.4., 4.1.5.의 과정을 실행한다.

4.1.9. 위의 4.1.7., 4.1.8.의 과정을 10번까지 반복해서 실행한다.

4.1.10. 감독자는 Loudness의 평가를 위해 도10에 마련된 창에서 Test Answer부분에서「Loud」라고 새겨진 부분으로 버튼을 옮긴다.

4.2. Loudness의 평가

테스트 시트(도6 내지 도8 참조)에서와 같이 5 문항씩 두 부분으로 나누어져 있다. 테스트의 등급이 A인 경우, <No. 1∼5>은 두 종류의 순음 중에서 음의 세기가 큰 순음을 분별하는 능력을 기르기 위한 문제이다. 시험자는 두 종류의 음을 듣고 해당되는 번호의 버튼을 누르면 된다. <No. 6∼10>은 기준음에 대한 음이 세기의 정도를 분별하는 능력을 기르기 위한 것이다.

Pitch의 테스트 과정에서 4.1.1., 4.1.2.의 과정을 이미 설정하였으므로 Loudness의 평가 과정에서는 이를 생략해도 무방하다.

4.2.1. 앞의 4.1.3.과 같이 재생할 주파수와 Gain을 설정한다. No.1은 첫 번째 재생할 음에 대한 주파수와 Gain을, No.2에는 두 번째 재생할 음에 대한 주파수와 Gain을 설정한다(지금은 Loudness에 대한 평가이므로 Frequency는 일정하게 유지한다). 설정을 마쳤으면, 「Start」버튼을 눌러 음을 재생시킨다.

4.2.2. 시험자는 두 종류의 음을 듣고, 테스트 시트(도6 - 도8)를 참고하여 정답에 해당되는 번호의 버튼을 누른다.

4.2.3. 감독자는 테스트 시트를 보고 도10의 「Test Answer」영역에서 자신이 정한 답을 체크한 후, OK 버튼을 누른다.

4.2.4. 위의 4.2.1.∼4.2.3.의 과정을 5번까지 반복해서 실행한다.

4.2.5. <No. 6∼10>의 테스트를 실시할 때, 감독자는 임의의 순음에 대한 정보(예를 들어, 이번에 재생할 음은 1000Hz, 80dB의 음이다)를 시험자에게 먼저 알려주고 재생한 뒤, 테스트 시트에 제시된 음의 세기만큼 Gain을 조절하여 다시 재생한다.

4.2.6. 위의 4.2.2., 4.2.3.의 과정을 실행한다.

4.2.7. 위의 4.2.5., 4.2.6.의 과정을 10번까지 반복해서 실행한다.

4.3. Harmonics의 평가

기초테스트 항목 (Pitch and Loudness 항목)의 테스트를 마친 후, 프로그램 상의 "음의 합성" 테스트 항목(『Harmonics』항목)으로 이동한다. 도6, 도7, 도8의 테스트 시트에서와 같이 5 문항씩 두 부분으로 나누어져 있다. <No. 1∼5>은 두 종류의 순음 또는 합성음의 재생에서 순음과 합성음의 분별 능력을 기르기 위한 문제이다. <No. 6∼10>은 기준음에 대한 음의 세기의 정도를 분별하는 능력을 기르기 위한 것이다. 도12의 흐름도와 도13의 테스트 세팅 화면을 참조하여 설명하면 그 과정은 다음과 같다. 도13의 한글 프로그램에서는 음의 합성 항목을 클릭하여 테스트한다.

4.3.1. 반복 재생할 횟수를 지정한다.

4.3.2. 음을 재생할 시간을 설정한다.

4.3.3. <No. 1∼5>의 테스트에서 감독자는 순서에 관계없이 재생할 두 종류의 음(순음 또는 합성음)에 대한 Frequency와 Gain을 설정한다. 도13에서 No. 1, No. 2의 밑에 3개의 편집박스가 있다. 여기에, 재생하고자 하는 합성음을 구성하는 순음의 주파수를 입력하고, 마지막 편집박스에는 Gain을 입력하면 된다. 도13을 참조하면, 첫 번째 재생하는 음은 500Hz와 1000Hz의 합성음이며, 두 번째 재생하는 음은 2000Hz와 3000Hz의 합성음이며 Gain은 모두 80dB로 설정되어 있다.

4.3.4. 설정을 마쳤으면 Start 버튼을 클릭하여, 음을 재생한다. 도13에는 Harmonics에서 음이 재생될 때의 「시간 도메인」과 「주파수 도메인」을 도시한다.

테스트가 아닌 훈련을 목적으로 할 때, 사용자가 임의로 순음 또는 합성음을재생할 수 있다. 세 가지 순음에 대한 합성음도 재생할 수 있다(도13에 보이는 체크 박스가 활성화되어 있는 경우). 즉, 순음, 이중 합성음, 삼중 합성음을 재생할 수 있다. 그림은 1000Hz, 1010Hz, 1020Hz의 합성음을 재생하기 위해 주파수가 설정되어 있다.

4.3.5. 시험자는 두 종류의 음을 듣고, 테스트 시트를 참고하여 정답에 해당되는 번호의 버튼을 누른다.

4.3.6. 감독자는 테스트 시트를 보고 테스트 답 영역에서 자신이 정한 답을 체크한 후, OK 버튼을 누른다.

4.3.7. 위의 4.3.3.∼4.3.6.의 과정을 5번까지 반복해서 실행한다.

4.3.8. <No. 6∼10>의 테스트를 실시할 때, 감독자는 임의의 합성음에 대한 정보를 (예를 들어, 이번에 재생할 음은 3000Hz, 60dB의 음과 5000Hz, 60dB의 합성음이다라고) 시험자에게 먼저 알려주고 재생한 뒤, 테스트 시트에 제시된 음의 세기만큼 Gain을 조절하여 다시 재생한다.

4.3.9. 위의 4.3.5., 4.3.6.의 과정을 실행한다.

4.3.10. 위의 4.3.8., 4.3.9.의 과정을 10번까지 반복해서 실행한다.

4.4. Equalizer의 평가

도15를 참조하면, "음의 합성"(Harmonics) 항목의 10 문항을 테스트 한 뒤, 프로그램 화면상의 "음 재생 프로그램"(Equalize and Filter) 부분으로 이동한다. 이 부분에서는 웨이브파일(wave file)의 데이터를 표시하고, 음을 재생 또는 편집한다. 도15를 참조하면, 감독자는 "Test Answer"에서 Equal이라고 새겨진 부분으로 라디오 버튼을 옮긴다. 테스트 시트를 살펴보면 10 문제가 4개, 3개, 3개의 문제로 나뉘어져 각각 저주파, 중간, 고주파 영역에서의 증가 또는 감소된 주파수를 분별하는 능력을 평가한다. 도14에 도시된 과정과 도15에 도시된 내용을 중심으로 설명하면 다음과 같다.

4.4.1. 음의 재생 시간을 설정한다..

4.4.2. 테스트 시트의 종류에 따라 「Control Setting」부분에서 1/1 (Octave freq.) 또는 1/3 옥타브 주파수를 선택한다(본 논문에서는 A 등급의 테스트를 시행하므로 1/3 옥타브 주파수를 선택해야 한다).

4.4.3. 재생할 임의의 웨이브파일을 불러들여 재생한다.

4.4.4. 테스트 시트를 보고 Filter/Equalizing 부분에서 적절한 주파수를 증가 또는 감소시켜, Apply 버튼을 누른 후, 다시 재생한다.

한편, 음의 재생은 임의로 선택해서 그 부분만 재생 또는 편집할 수도 있다. 먼저 임의의 웨이브 파일을 불러오면, 시간 도메인에서 웨이브 파일의 데이터가 나타난다. 웨이브 파일은 크게 8bit, 16bit로 구분되며, 이것은 다시 Mono 또는 Stereo 형식을 가지게 된다. Mono는 하나의 공간(8bit 또는 16bit의 크기)마다 각각의 데이터를 가진다. 따라서, Stereo system에서도 각각의 스피커는 같은 소리를 내게 된다. 이에 반해 Stereo형식은 각각의 스피커마다 서로 다른 음을 출력할 수 있다. 웨이브 데이터는 시간 도메인에서 Mono는 한 줄, Stereo 형식은 두 줄로 표현된다.

부가적으로, 불러온 데이터의 일부를 확대 또는 축소시킬 수 있다. 확대하고자 하는 부분을 마우스를 이용하여 선택한 다음에 + 버튼을 누르면 확대가 된다. 축소할 때에는 단순히 - 버튼만 누르면 된다. 데이터의 일부가 확대되었을 때에는 웨이브의 파형을 좀 더 자세히 볼 수 있으며, 스크롤을 이용할 수도 있다. 또한, 부분 재생 및 편집이 가능하다. 재생하고자 하는 부분을 마우스를 이용하여 선택한 다음에 재생 버튼을 누르면, 마우스로 선택한 부분만 재생, 편집된다.

주파수도메인 부분에서 보여지는 스펙트럼의 종류는 모두 3 가지가 있다.

① 시간 영역에서 Wave 파형의 흐름을 보여주는 방식

② Frequency와 Gain을 막대그래프 형식으로 보여주는 방식

③ Gain의 세기를 색으로 나타낸 방식

또한, 주파수 도메인 부분에서 마우스의 오른쪽 버튼을 누르면 메뉴가 나타난다. 메뉴에서 스펙트럼의 종류를 선택할 수 있고, 현재 화면에 나타난 웨이브 파일의 정보를 얻을 수 있다.

도15에서 윗부분은 시간 영역에서 웨이브 파일의 파형을 나타낸 부분이고 아래 부분은 Frequency와 Gain을 막대 그래프 형식으로 나타낸 부분이다.

4.5. Filter의 평가

Equalizer의 10 문항을 테스트 한 뒤, 감독자는 도15에서 Test Answer 부분에서 「Filt.」이라고 새겨진 부분을 체크한다. 테스트 시트를 살펴보면 10 문제가 4, 3, 3 문제로 나뉘어져 있으며 각각 Low pass filter, High pass filter, Bandpass filter가 적용된 주파수를 분별하는 능력을 평가한다.

4.5.1. 음의 재생 시간을 설정한다.

4.5.2. Control Setting 부분에서 Filtering을 선택한다.

4.5.3. 재생할 임의의 웨이브 파일을 불러들여 재생한다.

4.5.4. 테스트 시트를 보고 『Filter/Equalizing』 부분(이 부분은 도15와는 달리 상기 Low pass filter, High pass filter, Band pass filter 중 하나를 선택할 수 있는 화면이 된다)에서 적절한 주파수를 입력한 후, 3 종류의 Filter 중에서 그에 해당되는 버튼을 누르면 필터링이 적용된다. 필터링을 한 후, 다시 재생한다.

4.5.5. 시험자는 두 종류의 음을 듣고, 테스트 시트를 참고하여 정답에 해당되는 번호의 버튼을 누른다.

4.5.6. 감독자는 테스트 시트를 보고 「Test Answer」영역에서 자신이 정한 답을 체크한 후, OK 버튼을 누른다.

4.5.7. 위의 4.5.3.∼4.5.6.의 과정을 10번까지 반복해서 실행한다.

<5. 통계(Statistics)>

테스트가 끝나고 나면, 시험자의 결과 데이터를 보기 위해 프로그램 상의 통계(영문 프로그램에서는 Statistics) 이동한다. 여기에는 도16에서와 같이 시험자의 이름, 성별 등 개인 정보를 나타낸 곳으로 결과치를 보기 위해 해당 시험자의 이름이 있는 부분에 마우스를 위치시키고, 버튼을 누른다. 성적을 보기 위해, 결과(영문 프로그램에서는 Result) 영역으로 이동하면 도17과 같이 해당 시험자의 시험 횟수에 따른 성적이 나타나게 된다.

<6. 시험결과(Result)>

시험자의 성적으로 바로 확인하려면, 도17에서와 같이 『Result』영역에서 User ID 칸에 시험자의 ID를 입력하면 된다.

상기 실시예에서는 시험자와 감독자가 함께 테스트를 시행하는 것으로 도시하였으나, 이와는 달리, 위의 각 시험을 배치(batch)로 수행할 수도 있다. 그 때에는 별도의 감독자가 필요 없다.

이상 본 발명을 상기 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 당업자라면, 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정, 변경을 할 수 있으며 이러한 수정과 변경 또한 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.

상기된 본 발명의 구성에 의하면, 컴퓨터 내부에 디지털/아날로그 변환장치 또는 증폭기가 설치되어 있으며, 입출력장치 또한 컴퓨터에서 제어할 수 있으므로 별도의 계측 장비 없이 장치를 구현할 수 있다. 그리고, 컴퓨터에서 동작하는 장치이므로, 조작이 간단하며 사용하기 쉽다. 또한, 본 발명을 통해 청력에 대한 평가방법을 확립하고 이를 통해 청력에 대한 평가를 객관화시켜 이를 수치화할 수 있다. 컴퓨터에서 소프트웨어를 이용하여 테스트 항목에 맞는 음을 발생시키므로 다양한 테스트 항목을 만들어 수행할 수 있다. 본 발명의 장치는 테스트 뿐 아니라 청력을 훈련하는 장치로도 이용할 수 있다.

Claims (1)

1. 주컴퓨터와,

   상기 주컴퓨터에 연결된 디지털/아날로그 변환장치와,

   상기 디지털/아날로그 변환장치와 연결된 스피커와,

   상기 주컴퓨터에 연결된 출력장치와,

   상기 주컴퓨터에 연결된 입력장치를 구비하되,

   상기 주컴퓨터는 프로세서와 저장장치를 구비하며, 저장장치에는 프로세서를 작동하는 프로그램에 저장되어 있으되, 상기 프로그램은 상기 주컴퓨터가

   음을 발생시키는 음파발생부; 상기 음파발생부에서 발생된 음파를 가공/변형하는 음파제어부; 상기 입력장치의 신호를 컴퓨터에 읽어들이는 데이터 입력부; 및 상기 데이터 입력부에서 입력된 데이터를 처리하는 결과처리부를 구비하는 구성으로 이루어지도록 상기 CPU를 작동시키는 것을 특징으로 하는 청력 테스트 및 훈련장치.