검사에 관한 연구 컴퓨터를 이용한 색각

2002學年度 碩士學位 論文

컴퓨터를 이용한 색각 검사에 관한 연구

A Study on The Color Sense Test Using a Computer System

國民大學校 敎育大學院

電子計算敎育專攻

李 美 淑

2002學年度 碩士學位 論文

컴퓨터를 이용한 색각 검사에 관한 연구

A Study on The Color Sense Test Using a Computer System

國民大學校 敎育大學院

電子計算敎育專攻

李 美 淑

2002學年度 碩士學位 論文

컴퓨터를 이용한 색각 검사에 관한 연구

A Study on The Color Sense Test Using a Computer System

指導敎授 한 광 수

이 論文을 碩士學位 論文으로 提出합니다.

2002년 11월 30일

國民大學校 敎育大學院

電子計算敎育專攻

李 美 淑

李美淑의

碩士學位 論文을 認准함

審 査 委 員 長 우 종우 印

審 査 委 員 황 선태 印

審 査 委 員 한 광수 印

2002년 11월 30일

國民大學校 敎育大學院

국문초록

컴퓨터를 이용한 색각검사에 관한 연구

국민대학교 교육대학원 전자계산 교육학과

이미숙

색을 인지하는 색각은 인간이 가시광선 중 파장에 따르는 물체의 색 채를 구별하여 인식하는 능력이다. 색각은 시각의 기능 중 하나인 시력과 달리 후천적으로 교정이 불가능한 감각기이기 때문에 특정 전문 직종 분 야에서는 제약을 받기도 한다. 이러한 색각은 여러가지 방법으로 검사 되 어지고 있으며, 그 중 대표적인 방법이 假性同色表(Pseudoisochromatic plates)와 색상배열법, 색각경(Nagel's Anomaloscope)등이 있다.

본 연구의 목적은 여러 색각 검사 방법 중 하나인 국내에서 가장 널 리 보편화 된 가성동색표법 한식색각검사표를 컴퓨터 시스템에 도입함으 로써, 의학적 전문가 없이도 다수의 피검사자들을 대상으로 검사과정의 객관성과 신속성을 갖추고, 원활한 색각검사를 실시 할 수 있도록 하는데 있다. 또한, 연구 목적의 신뢰성을 검토하고자 책검사와 컴퓨터 시스템을 이용한 검사의 결과가 동일할 것이라는 가설을 세우고, 본교 컴퓨터학부 남녀 대학생 215명을 대상으로 책을 이용한 색각검사와 컴퓨터를 이용한 색각검사를 동시에 실시한 결과를 통계 분석 기법인 Paired t test 와

McNemar test를 이용하여 검증 하였다.

1인당 검사한 총 검사지 10장 중 정상자를 기준으로 답을 한 개수를 비교한 Paired t test는, 유의수준 5%에서 남녀전체와 남자, 여자를 분류 한 검정에서 모두 신뢰구간을 벗어나 유의한 차이를 보였고, 색각검사결 과 색각이상 종류별 판정과, 각 색각검사지별로 비교 검정한 McNemar Test에서는 유의 수준 5%에서 색각이상자와 기타 분류는 책검사와 컴퓨터 를 이용한 검사에는 차이가 없었으나 다른 분류 비교에서는 유의한 차이 를 보였으며, 각 검사지별 비교에서는 2,3,5번 검사지는 유의한 차이를 보인 반면 다른 검사지는 차이를 보이지 않았다.

본 연구의 시스템 개발환경은 운영체제가 Window 2000 Server에서 Web Server 프로그램인 IIS(Internet Information Server)와 마이크로 소 프트윈도우 플랫폼에서만 동작하는 ASP3.0, 보조적 언어로써 HTML과 JavaScript를 사용하였으며, DB 파일 구축은 MS社의 Access를 사용하였 다.

목 차

Ⅰ. 서 론 ... 1

Ⅱ. 관련연구 ... 4

2.1 연구의 배경 ... 4

2.1.1 COLOR... 4

2.1.2 컬러의 종류 ... 4

2.1.2.1 가산컬러 ... 4

2.1.2.2 감산컬러 ... 5

2.1.3 컴퓨터 상에서 구현되는 색상의 모형 ... 6

2.1.3.1 RGB Model ... 6

2.1.3.2 CMYK Model ... 6

2.1.3.3 Color Gamut ... 7

2.1.4 색각검사의 정의와 종류 ... 7

2.1.4.1 색각검사의 정의 ... 7

2.1.4.2 색각검사의 종류 ... 6

2.2 컴퓨터를 이용한 색각검사 연구에 관한 사례 ... 9

2.2.1 서한전산화색각검사 ... 9

2.2.1.1 개요 ... 9

2.2.1.2 서한전산화 색각검사의 적용 및 평가 ... 9

2.2.2 학생건강 기록부 전산화 일환으로 색각검사 시스템 .. 11

설계 및 구축과 적용에 관한 연구 ... 11

Ⅲ. 컴퓨터를 이용한 색각검사 시스템 개발 12

3.1 요구분석 ... 12

3.1.1 색각이상의 종류 및 정도의 이해... 12

3.1.2 한식색각검사표 ... 13

3.1.3 한식색각검사표 사용법 ... 14

3.1.4 한식색각검사표의 색각이상 검출방법 ... 14

3.1.5 컴퓨터색각검사 시스템 입출력 상태 예상 모형 ... 15

3.2 시스템 설계 ... 16

3.2.1 시스템의 특징 ... 16

3.2.2 시스템의 구성 ... 16

3.2.3 색각검사 인터페이스의 구성 ... 17

3.2.3.1 검사단계1 ... 18

3.2.3.2 검사단계2 ... 18

3.2.3.3 검사단계3 ... 21

3.2.3.4 검사단계4 ... 29

3.2.4 색각검사결과 확인 인터페이스의 구성... 34

3.2.5 DB설계 ... 35

3.3 개발환경 ... 37

3.4 시스템 구현 ... 40

3.4.1 색각검사 이미지 생성(SCANNING) 및 편집 ... 40

3.4.2 시스템 구현 프로그래밍 ... 42

3.4.2.1 검사단계1 ... 42

3.4.2.2 검사단계2 ... 46

3.4.2.3 검사단계3 ... 48

3.4.2.4 검사단계4 ... 51

3.4.2.5 색각검사결과 확인 인터페이스 ... 52

Ⅳ. 시스템의 적용과 통계적 분석 평가 .... 55

4.1 시스템의 적용 ... 55

4.2 검사결과의 통계적 분석... 56

4.2.2 통계분석 척도 및 검정법 ... 57

4.2.3 가설의 검정 ... 58

4.2.3.1 가설기준1:정상자 기준 정답 개수 비교 검정 . 58 4.2.3.2 가설의 설정기준2:색각검사지별 맞음과 틀림의 비교 검정 ... 60

4.2.3.3 가설의 설정3 : 색각이상 판정의 비교 검정 .. 65

Ⅴ. 결론 및 향 후 과제 ... 72

참고 문헌 ... 77

ABSTRACT ... 78

APPENDIX ... 80

그림 목차

[그림 3-1] 색각검사 시스템 구성도 --- 16

[그림 3-2] 색각검사 인터페이스의 구성 --- 17

[그림 3-3] 검사단계1 --- 19

[그림 3-4] 검사단계2 --- 20

[그림 3-5] 검사단계3 --- 22

[그림 3-6] 색각검사 결과 비교 --- 24

[그림 3-7] 2번 검사지 판정 --- 25

[그림 3-8] 3번 검사지 판정 --- 25

[그림 3-9] 4번 검사지 판정 --- 26

[그림 3-10] 5번 검사지 판정 --- 26

[그림 3-11] 6번 검사지 판정 --- 27

[그림 3-12] 7번 검사지 판정 --- 27

[그림 3-13] 8번 검사지 판정 --- 28

[그림 3-14] 9번 검사지 판정 --- 28

[그림 3-15] 10번 검사지 판정 --- 29

[그림 3-16] 검사단계4 --- 30

[그림 3-17] 색각이상 판정을 위한 논리식 --- 32

[그림 3-18] 색각검사 결과 확인 인터페이스의 구성 --- 34

[그림 3-19] 색각검사 DB 관계도--- 35

[그림 3-20] ASP 웹 애플리캐이션 구성도 --- 38

[그림 3-21] UDA Architecture --- 39

[그림 3-22] 색각검사 시작 화면 --- 42

[그림 3-23] 색각검사 첫번째 화면 --- 46

[그림 3-24] 색각검사 실패 화면 --- 48

[그림 3-25] 색각검사 두번째 화면 --- 49

[그림 3-26] 검사종료 --- 50

[그림 3-27] 검사결과 --- 52

[그림 3-28] 검사결과 단순확인 리스트(list.asp) --- 54

[그림 3-29] 검사결과 정밀 확인 인터페이스 --- 54

[그림 4-1] 책을 이용한 피검사자용 색각검사 결과 기록지 --- 56

표 목차

[표 3-1] 색각이상의 종류 및 정도 --- 12

[표 3-2] 한식색각검사 색각이상 검출표 --- 13

[표 3-3] 컴퓨터색각검사 시스템 입출력 상태 예상 모형 --- 15

[표 3-4] 색각이상정도 판정을 위해 사용된 한식색각검사표 --- 23

[표 3-5] 색각이상 판정을 위한 기준표(틀린개수 기준) --- 31

[표 3-6] 데이터베이스서버의 테이블 --- 36

[표 3-7] 시스템 구현 환경 --- 37

[표 3-8] 검사단계1 에서 구현된 피검사자의 레코드 --- 45

[표 4-1] 유의 수준 5% t 분포의 신뢰구간 --- 59

[표 4-2] 유의 수준 5%의 Paired t test의 결과 --- 59

[표 4-3] Basic McNemar Test Table --- 61

[표 4-4] Basic McNemar Test Result(

α

[표 4-5] 3*3 McNemar Table --- 66

[표 4-6] 전체 색각 판정 결과 --- 67

[표 4-7] 색각이상자 기준 분류 --- 68

[표 4-8] 색각의심자 기준 분류 --- 68

[표 4-9] 색각이상자&의심자 기준 분류 --- 68

[표 4-10] 색각이상자 기준 결과 --- 68

[표 4-11] 색각의심자 기준 결과 --- 69

[표 4-12] 색각이상자&의심자 기준 결과 --- 69

[표 4-13] 남자의 색각판정 결과 --- 70

[표 4-14] 남자의 색각이상자 기준 결과 --- 71

[표 4-15] 남자의 색각의심자 기준 결과 --- 71

[표 4-16] 남자의 색각이상자&의심자 결과 --- 71

[표 4-17] 여자의 색각 판정 결과 --- 71

Ⅰ.서 론

오늘날 컴퓨터의 하드웨어적 기술의 발달은 소프트웨어의 발달에 직접적인 영향을 주고 있으며 몇 년 전만 하더라도 특정업종에 종사하 던 전문가들에게서만 사용되던 소프트웨어들을 일반인들도 손쉽게 접 근하여 사용할 수 있는 수준에 이르고, 기술수준 사용이 가장 초급 단 계인 교육분야에 까지 파급이 되었다. 특히 컴퓨터그래픽과 관련한 디 스플레이 미디어의 발달은 사회 구성원들 간의 중요한 의사소통 매개 체로서 자리 매김을 하고 있다. 컴퓨터 기술수준 활용의 초급 단계인 교육분야에 종사하고 있는 연구자의 관점으로 볼 때 컴퓨터 그래픽 ㅂ 관련 교과 교육의 출발은 피교육자들의 가진 여러 가지 선수학습 능력 중 후천적 경험과 학습에 의해서도 절대 변함이 없는 절대성을 갖는 색각(色覺) 인지 능력의 유무라고 본다.

색각은 대부분 생득적으로 타고나는 능력이기 때문에, 교육분야 뿐만 아니라 사회가 발달하면서 직업의 다양화와 세분화됨에 따라 색 각이상의 검출과 정도의 판정에 따른 필요성도 증대되고 있다. 또한 색각은 시력처럼 외과적으로 교정이 가능한 감각능력이 아니다. 기존 의 색각 검사는 검사자와 피검사자가 1:1 로 이루어짐으로써, 특히 단 체 색각 검사 시 많은 시간을 할애하고 검사자의 주관적 관찰자세가 검사결과에 영향을 끼치는 단점이 있어왔다. 이러한 색각검사의 단점

은 컴퓨터 시스템이 지닌 장점(객관성, 빠른 검사시간)을 색각검사에 도입함으로써 보완할 수 있다. 그러나 컴퓨터를 이용하여 색각검사 시 스템을 단순히 개발하여 활용할 수는 없다. 왜냐하면 기존의 인쇄물을 이용하여 검사하는 방법과 컴퓨터를 이용하여 검사하는 방법에는 서로 다른 컬러모형을 사용하는 출발점을 갖고 있기 때문이다. 이러한 이유 로 인하여 먼저 컴퓨터를 이용한 색각검사 시스템 개발과 더불어 결과 의 신뢰성 검토를 위하여, 본 연구에서는 기존의 색각검사와 컴퓨터를 이용한 색각검사를 비교 연구하고자 한다.

본 논문의 연구 내용은 크게 4가지로 분류 할 수 있다. 첫번째 Ⅱ 장 2.1절에서는 색상에 관한 이론과 기존의 색각검사법에 관한 고찰이 다. 색에 관해 인간이 지각하는 원리와 현재 널리 사용되고 있는 정형 화된 색상모형, 그리고 여러가지 색각검사 방법들과 그 중 컴퓨터를 이용한 색각검사에 적용할 한식색각검사 방법에 관하여 자세히 알아 본다. 두번째 Ⅱ장 2.2절에서는 컴퓨터를 이용한 색각검사 시스템에 관련된 선행연구 논문에 관한 고찰이다. 세번째 Ⅲ장에서는 선정된 색 각검사방법의 컴퓨터를 이용한 색각검사 시스템의 설계 및 구현이다.

시스템은 인터넷상에서의 client/server시스템을 기반으로 기존 색각 검사법의 정확한 재현성은 물론 컴퓨터 시스템의 장점을 최대한 살릴 수 있도록 설계하였다. 네번째로 Ⅳ장에서는 구현된 시스템과 기존의 색각검사법인 책을 이용한 색각검사와 무작위로 추출된 실험집단을 대

상으로 색각검사를 실시한 다음, 그 검사 결과를 비교 분석하였다. 비 교 분석 시 사용된 통계 검정법은 1인당 검사한 총 검사지 10장중 정 상자를 기준으로 답을 한 개수를 비교했을 경우 통계분석 척도를 비 율로 분류하여 Paired t test를 사용하였으며, 색각검사결과 이상 판 정 기준으로 분류한 항목 과 각 색각검사지별로 책을 이용한 검사와 컴퓨터를 이용한 색각검사 결과를 1:1비교 분석에는 명목척도로 분류 하여 McNemar Test 법을 사용하였다.

Ⅱ.관련연구

2.1 연구의 배경

2.1.1 Color

컬러는 시신경을 통해 들어온 빛이 사람의 뇌에서 색상으로 느 껴지는 현상이기 때문에 시신경이 발달한 사람은 컬러를 인지 할 수 있으나 대부분의 동물들은 사람이 뇌에서 느껴지는 현상과 다르게 지 각한다. 컬러는 컬러 그 자체만으로는 존재 할 수 없다. 어떤 물체가 특정 색상을 띤다는 것은 그 물체가 그 색만을 반사하기 때문이다. 생 리학적으로 우리의 눈에는 약 1억3000만개의 빛 감지 세포가 있는데 크게 이 세포들은 막대 모양의 간상체와 원뿔형의 추상체로 나누어 진 다. 막대 모양의 세포는 흑백만을 감지 하고, 원뿔형의 세포가 색상을 감지한다. 어두운 곳에서는 막대 모양의 세포만 감지할 수 있기 때문 에 형태는 어렴풋이 느낄 수 있어도 색상은 알 수 없는 것이다[4,10].

2.1.2 컬러의 종류

2.1.2.1 가산컬러

1666년 아이작 뉴튼에 의해 색에 대한 과학적 접근이 시작 되었다.

뉴튼은 프리즘을 통해 빛을 분해하여 색을 추출하였고, 프리즘 두개를 사용하여 노랑색과 파란색을 섞은 결과 원래 프리즘에 나타난 그린과

같은 순색을 얻기도 하였다. 빛 중에서 컬러를 볼 수 있는 파장은 전 체 파장에서 매우 적은 부분에 속한다. 눈으로 볼 수 있는 파장은 레 드, 그린, 블루 3개의 빛의 파장으로 구성되어 있다. 레드가 가장 긴 파장을 가지며 그 뒤를 이어 그린, 블루로 이어져 있다. 이들 세 파장 의 다양한 조합이 사람의 눈을 통해 들어와 뇌에서 특정 컬러로 인식 되는 것이다. 이들 세가지 레드, 그린, 블루 컬러를 3원색이라 부르며, 이들 컬러를 다양한 비율로 섞게 되면 무한한 컬러 만들어 낼 수 있다.

빛이 전혀 없을 때가 검정이고 기본 3원색에서 더하는 방식으로 컬러 를 만들기 때문에 가산컬러라고 부른다. 가산 컬러는 빛이 물체를 통 과하는 투과성 컬러에 사용된다. TV나 컬러 모니터 또는 투명 용지나 슬라이드 필름을 빛으로 영사할 때 사용된다. RGB 색상모형은 가산 컬 러 이론을 기초로 만들어졌으며, 본 연구에서 개발, 사용된 컴퓨터를 이용한 색각검사 시스템도 검사지 출력이 모니터를 매체로 하기 때문 에 RGB 색상모형을 사용하고 있다.

2.1.2.2 감산컬러

감산컬러는 종이 위에 출력되는 컬러 모형으로서 빛의 3원색으로 부터 만들어지는 2차 색상인 사이언, 마젠타, 옐로우로부터 무한한 컬 러를 만들어 낼 수 있는데, 사이언, 마젠타, 옐로우는 컬러를 빼거나 흡수하는 방식으로 컬러를 만들어 낸다. 예를 들어 옐로 잉크와 마젠 타 잉크가 종이 위에 겹치게 되면 레드 컬러가 만들어 지게 되는데 이

원리는 두 잉크가 합쳐진 부분에서 그린과 블루 빛의 파장을 빼내고 레드만을 반사하기 때문이다. 이런 이유로 감산 컬러라 불리며 인쇄, 출력 과정에 사용되는 컴퓨터에서 사용되는 색상모형인 CMYK 모형은 감산 컬러 이론을 기초로 만들어 졌다. 본 연구에서 사용된 한식색각 검사표는 인쇄물이므로 색상모형은 감산컬러를 기초로 하고 있다.

2.1.3 컴퓨터 상에서 구현되는 색상의 모형

2.1.3.1 RGB Model

RGB 색상모형은 빛의 3원색을 바탕으로 256 단계의 명도값을 가지 고 3원색의 혼합으로 색상을 표현한다. 일반적으로 스캐닝 과정, 필름 출력 과정, 웹 출력 등이 RGB 색상모형에 기초한다[10].

2.1.3.2 CMYK Model

사람의 눈의 시각 세포에서 색상을 느끼는 과정은 반사와 감산 혼 합원리로 설명할 수 있다. 어떤 물체가 특정 색상을 띈다는 것은 그 물체가 그 색만을 반사하고 나머지 색들은 흡수하기 때문이다. 이런 반사광은 원색의 혼합에 의해 더 어두어지는 감산 혼합 원리를 따른다.

감산 혼합의 3원색은 Magenta, Cyan, Yellow이다. 그러나 실제 인쇄 시 이론상으로는 CMY 의 각각 100% 혼합으로 검정색을 구현해야 되나 그렇지 못해 따로 검정(K)를 더해 CMYK 모형이 이루어 졌다[7].

2.1.3.3 Color Gamut

컬러 개멋은 장치가 표현해 낼 수 있는 색상의 범위를 뜻한다. 스 캐너나 모니터 등 같은 RGB 색상모형을 사용하더라도 조금씩 다른 개 멋을 가진다. 개멋의 크기는 크기가 클 수록 색상 재현에 정확성을 나 타낸다[10]. RGB 보다 CMYK Gamut이 작다. 즉 본 연구에서 비교 검토 되는 색각검사지들(컴퓨터를 이용한 색각검사, 한식색각검사)이 서로 다른 색상모형이라는 차이점을 배경을 바탕으로 하고 있다.

2.1.4 색각검사의 정의와 종류

2.1.4.1 색각검사의 정의

색각은 사람이 가시광선 중 파장에 따르는 물체의 색채를 구별하 여 인식하는 능력을 뜻한다. 색각을 구분하는 곳은 망막의 추체이며, 밝은 상태에서만 감각할 수 있으며 낮은 조도에서는 인지하지 못한다.

사람은 명암 500단계와 7,000,000단계의 색각 구분이 가능한 것으로 알려져 있다.

2.1.4.2 색각검사의 종류

현재까지 색각이상의 검출을 위해 여러 가지의 색각검사법이 개발 되어 왔는데 크게 물체색을 그대로 이용하는 방법과 자체의 색광을 이 용하는 방법이 있다. 세분해보면 물체색을 그대로 사용하는 방법은 다 시 假性同色表 와 색상배열법으로 검사방법을 나누어 볼 수 있다. 假

性同色表의 대표적인 검사법이 Ishihara 검사, 한식색각검사표, Hardy-Rand-Rittle(HRR)검사, Dvorine 검사 등이 있으며, 색상배열법 을 이용하는 방법으로 Farnsworth Munsell 100-Hue 검사와 이중 15색 상 배열검사기 등이 있고, 물체의 색광을 이용하는 대표적인 방법으로 는 니겔의 색각경(Nagel's Anomaloscope)등이 있다.

물체색을 그대로 사용하는 假性同色表(Pseudoisochromatic plates)의 원리는 여러 가지 색채로 원형점 배경에 비슷한 형태의 점 으로 문자와 숫자를 넣어 검사하는 방법으로서 1876년 독일의 Stilling에 의해 처음 소개 되어, 1889년 완성된 검사지가 오늘날까지 사용되고 있는 색각검사표의 시초가 되었다. 국내에서는 1975년 한천 석의 한식색각검사표가 개발되어 지금까지 널리 사용되고 있 다.Farnsworth Munsell 100-Hue 검사는85개의 서로 다른 색패를 4개군 으로 나누어 각군을 D-15검사법과 같이 늘어 놓아 채점을 하고 그림표 를 그려서 색상분별을 측정하는 방법이며, 니겔의 색각경(Nagel's Anomaloscope)은 횡선으로 이분된 원을 통하여 적색과 녹색의 비율을 조절하면서 색각이상을 정량적으로 측정한다. 각각의 검사를 사용하는 측면에 따라 분류해 보면, 집단검진으로는 가성동색표를 이용한 검사 가 널리 쓰이고 있고, 색각 등급 판정을 위해서는 색각경과 일부의 가 성동색표, 색상배열(분별)법, 색각등 등 이 쓰이고 있다[1,12].

2.2 컴퓨터를 이용한 색각검사 연구에 관한 사례

2.2.1 서한전산화색각검사

서한전산화색각검사는 2000년 대한안과학회지 제41권 제1호에 발 표한 연구 논문으로써 서울대학교 의과대학교 안과학교실과 한동대학 교 전자전산공학부에 의해 개발 되었다. 서한전산화색각검사의 개발모 델은 Farnsworth Munsell(이하 FM) 100-Hue Test를 기본으로 하였고 이를 전산화 시키기 위하여 Multimedia Tool Book 4.0 프로그램을 사 용하여 85가지 색상을 재현 시켰다. 검사 진행 방법은 FM 100-Hue Test방식을 그대로 재현하기 위하여, 마우스를 사용함으로써 하단의 혼돈된 색단추(color cap)를 상단의 정렬 줄로 올려 검사를 수행하고 정렬 줄의 사이에 삽입도 가능하게 하여 피검사자가 마치 손으로 색단 추를 움직이는 것과 같은 효과를 나타내게 하였다. 검사 후에는 색각 이상의 정도와 종류를 구분 할 수 있도록 각 화면의 오류점수와 원 그 래프가 출력 되도록 하였다.

서한전산화 색각검사 시스템의 실제 적용과 평가를 위하여 검사대 상 모집단을 정상인 10명, 색각이상자 5명으로 구성하였고, 기존의 검 사법인 FM 100-Hue 테스트와1주일 간격으로 2회 실시하였다. 실시한 15명의 피검자 중 기존의 색각검사로 정상으로 분류된 10명에서 오류 총점은 FM 100-Hue 검사가 43.6

±

±

검사의 재현성을 coefficient of variation으로 비교해보면 FM 100- Hue 검사가 평균 22.7%, 서한전산화색각검사가 평균 4.3%이었다. 기존 색각검사에서 색각이상으로 나타난 5명의 오류총점은 FM 100-Hue 검사 가 157.3

±

±

서한전산화 색각검사는 색각검사의 원활한 진행을 위하여 사용자 를 위한 안내문이 음성으로 녹음되어 검사시 들려 지도록 되어 있으며, 색각검사시 컴퓨터의 디스플레이 환경은 1024*768화소 이상의 해상도 와 16비트(65536)이상의 색을 낼 수 있는 그래픽카드와 화면 갱신율은 초당 75회 이상이고, 주광색에 해당하는 색 온도는 9000~9700K 정도로 표현할 수 있는 모니터를 사용하였다[1].

2.2.2 학생건강 기록부 전산화 일환으로 색각검사 시스템 설계 및 구축과 적용에 관한 연구

2001년 영남대학교 교육대학원 정보처리교육과 방주영에 의해 발 표된 석사 논문은 색각검사 시스템의 구현의 목적을 학생건강기록부 전산화의 일환으로 전산화의 효율을 높이고 학생의 학교생활 지도 및 진로상담에 도움을 주고자 하였다. 더불어 멀티미디어 저작도구인 Pass2000과 Photoshop5.0으로 구현된 시스템은 색각검사기능과 눈과 색각이상에 대한 학습내용도 담았다. 색각검사의 구성은 한식색각검사 지를 이용한 개인별 색각검사와 반별 색각검사, 그리고 서한전산화 색 각시스템을 외부 설치형 프로그램으로 도입하여 구현 하였다. 시스템 의 적용은 초등학생 20명, 영남대학교 전산원 실습실 학생 60명(색각 이상자 17, 정상자 63) 총 80명 대상으로 색각검사를 실시 하였으며, 실시 결과는 색각이상자 17명은 색각이상자로 판정, 정상자 63명의 경 우 49명은 정상자, 3명은 색각이상자, 11명은 색각이상이 의심된다는 결과를 얻었다. 방주영은 정상자가 색각이상자로 판정이 난 것은 무성 의한 검사 태도와 컴퓨터의 검사에 대한 긴장 상태를 원인으로 꼽았으 며, 해결책으로는 신뢰성 있는 검사결과를 얻기 위해, 최적의 검사환 경 구축을 제시 하였다[6].

Ⅲ.컴퓨터를 이용한 색각검사 시스템 개발

3.1 요구분석

3.1.1 색각이상의 종류 및 정도의 이해

컴퓨터를 이용한 색각검사 시스템을 개발하기 위해서는 먼저 색각 이상의 종류에 관한 이해가 필요하다. 색각이상은 [표 3-1]에서 보는 바와 같이 크게 선천적인 요인과 후천적인 요인으로 나누어 볼 수 있 다. 색각이상의 그 대부분의 경우는 반성열성유전(伴性劣性遺傳)인 선 천성 제1 및 제2 색각이상 (혹은 적록색약 및 색맹)이며, 그 정도를 각각 약,중,강도로 구분한다.색각이상(제1,2색각이상)자는 남자의 6%

에 나타나고, 여자에게는 약0.4% 나타나는 것으로 알려져 있다[4].

[표 3-1] 색각이상의 종류 및 정도

약도(제 1 도)P₁ 중등도(제 2 도)P₂ 제 1 색각이상(적색약‧색맹)

Protain

강도(제 3 도)P₃ 약도(제 1 도)D₁ 중등도(제 2 도)D₂ 제 2 색각이상(녹색약‧색맹)

Deutan

강도(제 3 도)D₃ 약도(제 1 도)T₁ 중등도(제 2 도)T₂ 강도(제 3 도)T₃ 선천성

제 3 색각이상(청황색약‧색맹) Tritan

(略號) 색각이상

(색맹)

후천성 전색약‧전색맹

3.1.2 한식색각검사표

한식색각검사표는 색각이상자 혼동색 이론을 기초로 제작한 假性 同色表 검사법 중 하나이다. 표의 구성은 제1부 색각이상검출표 12장, 제2부 색각이상분류 및 정도 구분표 9장, 총 21표로 되어 있다. 본 연 구에서는 한식색각검사표 중 제1부 색각이상 검출표 12장 중 10만을 사용한다. [표 3-2]는 제1부 색각이상 검출표이다. 표의 내용을 살펴 보면, 상단 종류는 검출표의 번호이며 각 검출표 종류별로 정상자와 1∙2색각이상자, 제3색각이상자 그리고 전색약∙전색맹자일 경우 반응표 이다. 검사지1은 정상자나 색각이상자 모두 15로 읽는 표이며 2번부터 9,11~12번까지는 제 1∙2색각이상자를 중심으로 검출하는 표이다. 이중 9번 표의 경우 색각이상자 만이 5라고 읽으며, 11,12번은 숫자를 읽는 표가 아니라 한쪽에서 반대쪽까지 곡선을 따라 그릴 수 있도록 고안된 검사지 이다. 10번 검사지는 제3색각이상자만이 읽지 못하는 제3색각 이상자 검출표이다[12].

[표 3-2] 한식색각검사 색각이상 검출표

종류 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 정상자(정답) 15 5 75 8 48 6 20 7 × 66 ○ ○ 제 1,2 색각이상자 15 3 16 5 13 × × × 5 66 × × 제 3 색각이상자 15 5 75 8 48 6 20 7 × × ○ ○ 전색약,전색맹 15 × × × × × × × × × × ×

3.1.3 한식색각검사표 사용법

색각검사표는 반드시 주간(오전 9시 ~ 오후 3시), 밝은 실내의 북 향 유리창에서 가까운 곳에서 사용하여야 하며, 직사태양광선 또는 백 열전등 밑에서나, 어두운 곳에서 혹은 야간에 사용하여서는 안된다.

색각검사표에는 500Lux 이상 충분한 자연광선조명이 필수조건이나, 부 득이 한 경우에는 주광색(晝光色) 야광등(夜光燈)을 사용할 수 있다.

그러나, 이때 조명도가 부족하면 정확한 판별 결과를 얻을 수 없다.

검사표는 피검사자 전방 약 75cm 거리에서 표면이 시선과 수직이 되도 록 한 장씩 제시하여, 아라비아 숫자는 약 3초 이내로 바로 읽고, 표 양측 ×표 사이의 곡선은 약 10초 이내로 바로 그리면 정답으로 한다.

단 피검사자가 어리거나 지능이 부족한 경우에는 시간을 제한하지 않 아도 된다[12].

3.1.4 한식색각검사표의 색각이상 검출방법

제1부 검출표 12표 중에서 숫자표를 정상자와 같이 읽지 못하거나 전혀 읽지 못하는 표, 곡선을 그리지 못하거나 정상자와 다르게 그리 는 표의 수가 합계 5표 이상이면 제1,2(적록)색각이상이며, 1~2표의 경우에는 정상으로 판정한다. 표의수가 3~4표 이면 색각이상을 의심한 다. 제1표 이외의 모든 표를 보지 못하면 전색약‧색맹이며, 제10표만 을 읽지 못하고 녹색과 자색의 6자가 비슷한 색으로 보이면, 제3(청 황)색각이상이다 [12].

3.1.5 컴퓨터색각검사 시스템 입출력 상태 예상 모형

한식색각검사에서 분류된 색각이상의 종류는 정상자를 포함하여 5 가지이다. 한식색각검사에서 이미 판정을 받은 피검사자의 상태를 컴 퓨터를 이용한 색각검사 시스템에서 입력변인으로 볼 때, [표 3-3]은 각각의 입력 상태에서 컴퓨터를 이용한 색각검사를 거쳐 나올 수 있는 출력 결과 상태를 예상한 것이다. 출력상태를 예상할 때 각 입력상태 에서 바람직한 상태는 입력상태와 같은 출력 상태(회색으로 칠하여진 상태)뿐이나, 컴퓨터를 이용한 색각검사 시스템의 신뢰성이 아직 검토 되어 있지 않는 상태 이므로 나머지 출력상태도 예상된다.

[표 3-3] 컴퓨터색각검사 시스템 입출력 상태 예상 모형 입력 출력 입력 출력 입력 출력 입력 출력 입력 출력

정상자 정상자 정상자 정상자 정상자

1‧2 색각 의심자

1‧2 색각 의심자

1‧2 색각 의심자

1‧2 색각 의심자

1‧2 색각 의심자 1‧2 색각

이상자

1,2 색각 이상자

1‧2 색각 이상자

1‧2 색각 이상자

1‧2 색각 이상자 제 3 색각

이상자

제 3 색각 이상자

제 3 색각 이상자

제 3 색각 이상자

제 3 색각 이상자 정

상 자

전색약‧

전색맹 1

‧ 2 색 각 의 심

자 전색약‧

전색맹 1

‧ 2 색 각 이 상

자 전색약 전색맹

제 3 색 각 이 상

자 전색약‧

전색맹 전 색 약

‧ 전 색

맹 전색약‧

전색맹

3.2 시스템 설계

3.2.1 시스템의 특징

본 연구에서 구현한 컴퓨터색각검사 시스템은 온라인 상의 컴퓨터라면 언제라도 검사가 가능한 웹 환경(client/server)을 기반으로 설계하였 다. 피검사자의 색각검사시 정확한 반응을 유도하기 위하여 한식색각 검사표를 분석하여 피검사자의 진지한 검사자세를 만족 할 수 있도록 설계 하였으며, 검사의 객관성을 확보하기 위하여 피검사자 마다 검사 지 배열을 달리하는 난수 배열법을 사용하였고, 책검사 방법에서도 시 간제약을 둔 것을 그대로 재현하여 검사결과의 정확성과 신뢰성을 강 화 하였다.

3.2.2 시스템의 구성

시스템의 구성은 인터넷상에서의 client/server 시스템을 기반으로 [그림 3-1]의 색각검사 시스템 구성도와 같이 크게 피검사자의 색각 검사 인터페이스와 시스템 관리자 또는 색각검사 진행자가 모니터링

[그림 3-1] 색각검사 시스템 구성도 검사결과 확인인터 페이스 검사결과

DB 색각검사

인터페이 스

관 리 자 피

검 사 자

할 수 있는 피검사자들의 색각검사결과 확인 인터페이스로 나눠 설계 하였다. 두 인터페이스 모두 같은 데이터베이스 공유하며, 색각검사 인터페이스는 피검사자가 색각검사를 함으로써 발생한 데이터들이 생 성되어 검사결과DB에 쌓이게 되고, 이렇게 쌓인 데이터들은 검사결과 확인 인터페이스에서 검사결과의 확인 및 자료분석, 자료의 삭제가 가 능하다.

3.2.3 색각검사 인터페이스의 구성

색각검사 인터페이스는 [그림 3-2]와 같이 피검사자 로그인(피 검사자 이름 입력), 검사자세 교정, 색각검사, 색각검사 결과 및 종료 의 4단 계로 나뉜다.

[그림 3-2] 색각검사 인터페이스의 구성 검사단계2

검사자세 교정

검사단계3 색각검사

검사단계4 색각검사 결과,종료

검사단계1 피검사자 이름 입력

3.2.3.1 검사단계 1

검사단계1에서는 [그림 3-3]에서와 같이, 피검사자는 색각검사 인터페 이스가 실행이 되면 이름을 입력 후 검사단계2로 진행하게 된다. 이때 서버에서는 피검사자의 이름을 입력 받는 동시에 피검사자의 고유 식 별 번호인 검사번호를 발생시켜 서버의 DB에 저장시킨다. 검사단계1에 서 입력 받은 피검사자의 이름과 만들어진 검사번호는 색각검사가 종 료될 때까지 유지되어 검사과정의 키워드 역할을 한다. 피검사자가 화 면에서 색각검사 진행을 할 수 있도록 10개의 검사지 중 1번 검사지를 제외한 나머지 9개의 검사지의 검사배열을 위하여 중복되지 않은 난수 를 발생시켜 검사지 배열의 순서를 만든다. 이때 만들어진 검사지의 배열은 1인당 9개의 레코드의 형태로 서버의DB 에 저장되어, 피검사자 의 색각검사가 종료될 때 까지 참조된다. 검사지 배열을 피검사자가 시스템에 접속할 때마다 새로운 배열을 만들기 때문에 여러명이 한꺼 번에 서버에 접속하여 색각검사를 실시 할 지라도 각기 다른 검사지 배열에 따라 색각검사를 하게 된다.

3.2.3.2 검사단계 2

검사단계2에서는 1번검사지를 이용하여 피검사자의 색각검사 자세 교 정을 할 수 있다. 왜냐하면 1번검사지는 색각이상에 관계없이 모두 15 라고 답을 하게 되어 있는 검사지([표 3-2] 참조)로서 피검사자의 검 사 자세를 교정하기 위하여 사용 될 수 있기 때문이다. 즉 15라고 입

력하는 피검사자에게만 본격적인 색각검사가 가능하도록 하며, 오답을 한 경우에는 피 검사자의 재 검사 실시 의향을 물어 검사과정을 다시 진행할 수 있도록 한다. 15로 대답한 경우에는 검사단계3으로 진행할 수 있도록 검사단계 1에서 생성된 중복되지 않은 난수에 의한 검사지 배열 중 피검사자와 실행여부를 확인하여 실행하지 않은 파일의 이름 을 서버의 DB에서 가져와 검사단계 3으로 전달한다

[그림 3-3] 검사단계1 피검사자 이름 입력

검사지 배열을 위한 난수 발생, 검사자 번 호 발생

서버의 DB 색각검사의 시작

Server

검사단계2

저장

저장 Client

[그림 3-4] 검사단계2

서버의 DB

Server

검사단계 3 1번 검사지

15 ?

재검사 false

yes

검사번호로 확인한 난수배열의 첫번째 검사지파일의 정보 제공

검사실패 출력 Client

true

3.2.3.3 검사단계 3

검사단계3에서는 본격적인 색각검사를 실시하게 되는데, 색각검사 결 과의 객관성을 갖도록 하기 위하여 검사단계1에서 생성한 중복되지 않 은 난수들에 따라 검사지 배열의 순서를 피검사자마다 검사지 배열을 다르게 하도록 설계된 검사지배열의 순서를 따른다. 각각의 검사지에 서는 책으로 하는 색각검사와의 동일한 검사방법의 재현성을 위하여 한식색각검사법에 따라 제한시간을 둔다. 제한 시간은, 책으로 하는 검사(3초)와 달리 키보드와 마우스 조작시간을 고려하여 10초로 제한 한다. 제한 시간내에 답을 입력하지 못할 경우에는 0으로 처리 되어 다음 순서의 검사지로 이동한다. 검사지 배열에 관한 제어는 서버에서 관리하지만 시간제한 타이머는 각 검사지 파일에 삽입된 이벤트 핸들 러에 의해 제어된다. [그림 3-5]에서 자료의 흐름 b는 색각검사지별 피검사자가 반응한 값과 검사종료 확인을 위해 설정된 실행여부 확인 값이다. 피검사자에 의해 입력된 값은 색각이상정도의 판정을 위해 사 용되며 실행여부 값은 피검사자에 의해 검사지별 값이 입력 될 때 마 다 1로 저장이 된다. [그림 3-6]부터 [그림 3-15]은 검사단계3의 자료 흐름 b의 상세도이다. 피검사자가 값을 입력 할 때마다 색각이상정도 의 최종 판정을 위해 다음의 [표 3-4]를 기준으로한 판정식에 의해 맞 음과 틀림으로 구분하여, 정상자, 1‧2색각이상자, 제3색각이상자, 전 색약∙전색맹별로 맞으면 1, 틀리면 0값을 발생시켜 저장된다. 이때 레

[그림 3-5] 검사단계3

서버의 DB Client Server

검사단계4 난수 배열된 2번~10번 검사 지들 중 첫번째 검사지 파일

난수 배열된 2번~10번 검사 지들 중 두번째 검사지 파일

난수 배열된 2번~10번 검사 지들 중 세번째 검사지 파일

난수 배열된 2번~10번 검사 지들 중 네번째 검사지 파일

난수 배열된 2번~10번 검사 지들 중 아홉번째 검사지 파 일

………

b.각 검사지별 답 및 판정값 입력 저장, 실행여부 저장

a.검사번호로 확인한 난수배열의 다음번 검 사지 파일의 정보

a

b

제한 시간 타이머 (10초)

코드별로 저장된 값은 합산하여 최종 색각검사 판정을 위해 사용된다.

이때 입력되는 피검사자의 값은 시스템 관리자를 위한 색각검사결과 확인 인터페이스에서 실시간으로 관찰이 가능하며, 최종 검사결과의 확인은 피검사자가 모든 색각검사 과정을 종료했을 때 가능하도록 설 계하였다.

[표 3-4] 색각이상정도 판정을 위해 사용된 한식색각검사표 종류 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 정상자(정답) 15 5 75 8 48 6 20 7 × 66 제 1‧2 색각이상자 15 3 16 5 13 × × × 5 66 제 3 색각이상자 15 5 75 8 48 6 20 7 × ×

전색약,전색맹 15 × × × × × × × × ×

[그림 3-6] 색각검사 결과 비교 검사지2

검사지?

검사지3

검사지4

검사지5

검사지6

검사지7

검사지8

검사지9

검사지10 검사단계4

실행여부 확인

검사자 번호

[그림 3-7] 2번 검사지 판정

[그림 3-8] 3번 검사지 판정

75? 정상자=+1

1‧2색각이상자=+1

제3색각이상자=+1 검사지3

전색약/전색맹=+1 yes

16?

no

yes

5? 정상자=+1

1‧2색각이상자=+1

제3색각이상자=+1 검사지2

전색약/전색맹=+1 yes

3?

no

yes

no

no

[그림 3-9] 4번 검사지 판정

[그림 3-10] 5번 검사지 판정

48? 정상자=+1

1‧2색각이상자=+1

제3색각이상자=+1 검사지5

전색약/전색맹=+1 yes

13?

no

yes

8? 정상자=+1

1‧2색각이상자=+1

제3색각이상자=+1 검사지4

전색약/전색맹=+1 yes

5?

no

yes

no

no

[그림 3-11] 6번 검사지 판정

[그림 3-12] 7번 검사지 판정

20? 정상자=+1

1‧2색각이상자=+1

제3색각이상자=+1 검사지7

전색약/전색맹=+1 yes

no

6? 정상자=+1

1‧2색각이상자=+1

제3색각이상자=+1 검사지6

전색약/전색맹=+1 yes

no

[그림 3-13] 8번 검사지 판정

[그림 3-14] 9번 검사지 판정

5? 정상자=+1

1‧2색각이상자=+1

제3색각이상자

=+1 검사지9

전색약/전색맹=+1 no

7? 정상자=+1

1‧2색각이상자=+1

제3색각이상자=+1 검사지8

전색약/전색맹=+1 yes

no

yes

[그림 3-15] 10번 검사지 판정

3.2.3.4 검사단계 4

검사단계4에서는 검사진행의 종료의 확인과 검사결과를 화면에 출력한 다. 종료의 확인은 검사단계3에서 피검사자에 의해 값이 입력될 때마 다 동시에 발생 저장 되는 실행여부 값에 의해 결정된다 [그림 3-5]

자료흐름 b중 실행여부 값이 모두 1로 저장되고, 색각검사과정이 끝나 는 시점에서 검사단계4로 전환되어 확인 가능하도록 설계하였다. 검사 단계4에서 확인되는 검사결과는 검사단계3의 [그림 3-6]∼[그림 3-15]

에서 저장된 정상자, 1‧2색각의심자, 1‧2색각이상자, 제3색각이상자, 전색약/전색맹자 누적 카운트 값에 의해 결정된다.

66? 정상자=+1

3색각이상자

=+1

제1‧2색각이상자

=+1 검사지10

전색약/전색맹=+1 yes

no

[그림 3-16] 검사단계4

색각이상 판정의 기준은 한식색각검사표의 색각이상 검출방법을 기본 으로 하였다. 그러나 본 연구 시스템에서는 한식색각이상 검출표 12표 중 11,12 번을 제외 하였기 때문에 기존의 검출기준과 비교하여 검사 표 개수를 줄인 만큼 색각검사 검출 기준을 조정 하였다. 한식색각검 사 검출표를 살펴보면 1번 검사지는 정상, 색각이상에 관련 없이 모두 정답을 한다는 가정을 하고 있어, 실제 색각이상 검출 보다는 검사자 의 올바른 검사태도와 관련하는 부분으로 판단되어 적용하였고, 검출 기준에서 검출표의 개수 누적에 실제 영향을 미치지 않는 것으로 결론 지었다. 또한 9번 검사지의 경우 정상자(정답)의 기준이 5로 읽는 경 우 1‧2색각이상자로 판정해야 하므로 5이외의 답을 모두 정답처리 기

서버의 DB

Client Server

검사 종료 확인

검사 결과 출력

색각검사 종료

검사결과판정

확인

DB에 누적 저장 된 검사결 과를 바탕으로

준을 삼았다. [표 3-5]는 한식색각검사 검출 기준에서 제시한 색각이 상 판정 기준을 토대로 비율을 산출하여 컴퓨터를 이용한 색각검사에 적용하였다. 색각이상 판정을 위해 본 연구에서는 [표 3-4]와 [표 3- 5]의 컴퓨터색각검사 검출기준을 복합적으로 적용하여, [그림 3-17]에 서 판정 논리식을 설계하였다.

[표 3-5] 색각이상 판정을 위한 기준표(틀린 개수 기준)

구분 한식색각검사

검출기준(12) 비율 컴퓨터색각검사 검출 기준(10)

정상자(정답) 0~2 16% 0~1.6

제 1‧2 색각이상

의심 3~4 25~33% 2.5~3.3

제 1‧2 색각이상 5 개이상 41%

이상 4.1 개 이상 제 3 색각이상 10 번 검사지만 못 읽는

경우 10 번 검사지만 못 읽는 경우

전색약‧전색맹 1 번검사지 외 모두를

읽지 못하는 경우 1 번 검사지 외 모두를 읽지 못하는 경우

[그림 3-17] 색각이상 판정을 위한 논리식(다음 페이지에 계속) 전색약/전색맹

(count4)

count4=9

count3=9&count1=8 정상(count1)

제3색각이상(count3)

정상(count1)

제1,2색각이상(count2) yes

no

yes

no

yes

no 종료

전색약,전색맹

제3색각이상

정상 count1>=8&count2<2

[그림 3-17] 색각이상 판정을 위한 논리식 1,2색각이상 count1<=5|count2>=4

1,2색각 의심 6<=count1<=7|

2<=count2<=3

종료 no

no

yes

yes

3.2.4 색각검사결과 확인 인터페이스의 구성

색각검사결과 확인 인터페이스는 피검사자의 검사결과를 [그림 3-18]

과 같이 피검사자가 시스템에 색각검사를 시작(색각검사 인터페이스- 검사단계1)함과 동시에 피검사자의 색각검사 결과를 실시간으로 모니 터링 할 수 있으며, 검사 결과의 확인은 단순검사결과와 색각검사지별 결과를 정상자를 기준으로 한 판정 결과를 화면으로 비교, 확인 가능 한 정밀검사결과의 두 개의 검사단계로 나누어 지는데 이 두 개의 검 사단계는 서로 독립적인 결과 산출이 아니라 DB시스템에 저장된 자료 를 바탕으로 하는 서로 유기적 관련성을 맺고 있다. 또한 DB 시스템에 쌓이는 데이터의 삭제가 피검사자별로 가능하다.

[그림 3-18] 색각검사 결과 확인 인터페이스의 구성 검사결과

DB Client

검사결과 단순확인

Server

검사결과 정밀확인

3.2.5 DB 설계

본 연구의 데이터베이스 설계는 [그림 3-19]과 같이 색각검사진행을 위한 부분과 저장된 결과를 바탕으로 색각검사결과 판정을 위한 부분 으로 나누어 설계하였다. 용도에 따라 크게 두 부분으로 나누어 지지 만 실제 물리적으로 저장되는 위치는 같은 파일이다[7].

[그림 3-19] 색각검사 DB 관계도

검사자번호 검사자이름

판정

색각이상종류 (색각검사비교누적 수)

입력값

색각검사

정상자

1‧2색각이상 3색각이상

전색약/전색맹

색각검사진행을 위해 필요한 데이터는 [표 3-6]에서와 같이 레코드 발 생별 일련번호, 피검사자 이름저장을 위한 아이디저장, 검사자 식별 번호인 검사번호, 피검사자에게 제공되는 난수배열된 검사지파일명, 실행여부 검사를 위한 실행여부저장, 피검사자에 의해 입력된 색각검 사지의 답저장 필드이다.

[표 3-6] 데이터베이스서버의 테이블

일련번호 아이디저장 검사번호 파일명저장 실행여부저장 답저장

정상자 제 1‧2 색각이상자 제 3 색각이상자 전색약전생맹

3.3 개발환경

본 연구 시스템 개발환경은 client/server 환경으로서, 서버 운영체제 는 Window 2000 Server기반에 Web Server는 마이크로 소프트윈도우 플 랫폼에서 동작하는 IIS(Internet Information Server)를 사용하였다.

색각검사 시스템 개발에 사용된 CGI언어는 마이크로 소프트윈도우 플 랫폼에서만 동작하는 ASP3.0과, 보조적 언어로써 HTML과 JavaScript를 사용하였다. [표 3-7]은 시스템 개발 환경을 구체적으로 제시한 요목 이며, [그림 3-20]은 본 연구 시스템 개발 구현에 사용된 ASP3.0의 웹 어플리캐이션 구성도이다[13]. ASP에서는 client와의 질의에 관한 응 답을 위해 필수적으로 DBMS시스템과 연동하여야 한다. 대부분의 경우 클라이언트가 데이터베이스 서버에 접근하기 위해 ODBC

(Open Database Connectivity)를 설정하였으나, 본 연구 시스템구현 [표 3-7] 시스템 구현 환경

하드웨어 환경 소프트웨어 환경

CPU:AMD Athlon 900 RAM:256MB

Graphic Card:NVIDA GeForce2 Ti CD-ROM:52 배속

통신:Cable Scanner:HP Scanjet 2200C,600dpi,Optical resolution/42bit color

Window 2000 Server ASP 3.0, HTML, JavaScript, SQL

IIS Microsoft Visual InterDev, Dreamweaver4,

Microsoft Access, Photoshop 6.0

에서는 ODBC보다 뛰어난 성능을 가진 마 마이크로소프트사의 UDA 전략 기술중 OLE DB 기법을 사용하였다. OLE DB는 이기종의 관계형 데이터 베이스 뿐 아니라, 비관계형 데이터 들에게도 접근할 수 있으며, 본 연구에서 구현하고자 하는 시스템에서는 빠른 시간내에 색각검사용 파 일 배열 순서의 생성하고 그 생성된 배열의 순서에 따라 파일을 하나 씩 열어 봐야 하므로 데이터베이스서버 시스템 접근속도가 ODBC 보다 빠른 OLE DB 접근 법을 사용 하였다. [그림 3-21]은 UDA의 구조화이다 [3].

[그림 3-20] ASP 웹 애플리캐이션 구성도 Client

브 라 우 저

ASP Server

IIS

ADO 객체

ASP 컴포넌트

사용자 객체 정의

DB

[그림 3-21] UDA Architecture WEB(ASP) or Application

SQL Data SQL

Server,Oracle, Fox pro,Jet, Other

Non-SQL Data Mail, Text, Video, Directory Service

메인프레임

&Legency Data ODBC

OLE DB ADO

3.4 시스템 구현

시스템 구현의 작업은 크게 2가지로 분류하여 진행 하였다. 첫번째는 색각검사에 사용되는 이미지의 생성 및 편집과 두번째는 색각검사 이 미지를 이용한 색각검사 시스템의 구현이다

3.4.1 색각검사 이미지 생성(Scanning) 및 편집

한식색각검사표 중 색각이상검출표 10장을 optical resolution가 600dpi이고 color depth가 42bit를 지원하는 HP Scanjet 2200C를 사 용하여 한장씩 스캐닝을 하였다. 스캐닝시 모니터의 디스플레이 설정 은 실제 색각검사의 디스플레이 설정을 고려하여 resolution은 1024x768, color depth는 true color를 지원하는24bit로 설정하였다.

스캐닝 옵션은 색각검사지의 재현성과 웹이라는 검사환경을 고려하여, 특별하게 조정 하지는 않았고 스캐너 제조사의 기본 설정 값인 saturation 을 100, brightness 100(white:0, black:0, 밝은명암:256), middle은 brightness 2.0(전체:0~4.0)으로 지정하였다. 그러나, 이미 지의 해상도의 경우 모니터상에서 일반적으로 사용되는 저해상도인 72dpi로 설정하지 않고, 이미지의 편집 등을 고려하여 300dpi, scale 은 100%(11cm x 11cm)로 설정하였다. 파일 포맷은 색각검사지의 재현 성과 스캐닝 이미지의 손상 등에 관한 안정성을 고려하여 Windows용

*.tif로 설정하였다. 이미지들의 편집은display status의 경우 스캐닝

할 때와 같은 조건인 resolution(1024x768), colors(24bit)이며, monitor status 는 화면색의 온도를 monitor 의 색온도의 범위10000k 인 상태에서 푸른 빛이 도는 화면색 9300k로 설정한 환경에서 실시 하 였다. 이미지 편집은 Adobe Photoshop 6.0을 이용하였다. Adobe Photoshop 사용시 monitor calibration인 Adobe Gamma를 조정하는데 본 시스템에서는 특별히 색 보정을 하지 않은 일반 모니터상에서 색각 검사를 실시 하기 때문에 default로 지정하였다.

image editing process option은 화면 보기에서의 크기와 실제 크기가 가장 근접해 보이는 수치를 고려하여, image size 368*368(pixel) document size은 스캐닝 받은 그대로11*11(cm)로, resolution은 85dpi 설정 하였다. 스캐닝된 색각검사지에 미세한 노이즈는 clone stamp tool로 약간의 이미지을 수정하였다. 편집된 10개의 색각검사용 파일 은 입력 받은 파일 포맷과 달리 웹상에서 지원되는 file format 중 jpeg로 지정하였으며, 지정한 파일포맷으로 저장시킬 때 입력받은 이 미지의 상태를 유지 하기 위하여 image quality을12(maximun)로 지정 하였다.

3.4.2 시스템 구현 프로그래밍

시스템의 구현은 시스템 설계에서 제시한 대로 색각검사를 실시하는 색각검사 인터페이스의 검사단계1~4과 색각검사 확인 인터페이스를 각 각 클라이언트와 서버의 입장으로 나누어 구현하였다.

3.4.2.1 검사단계 1

[그림 3-22]은 검사단계1에서 피검사자(client)가 색각검사를 시 작하는 첫 화면(color_test.htm)이다. 이 화면에서 피검사자는 자신의 이름을 입력하여야 색각검사를 실시 할 수 있다. 이름의 입력은

<form> 형식을 이용 하였으며, 마우스의 이벤트 핸들러 중 Onclick에 의해 server에서 동작하는 ran.asp 파일로 피검사자의 이름을 전송 한

[그림 3-22] 색각검사 시작 화면

다. 전송된 피검사자의 이름을 입력 받은 검사단계1의 server는 ran.asp 파일에 의해 피검사자의 이름을 서버로 입력함과 동시에 피검 사자에게 제공 되어질 색각검사 파일의 배열을 중복되지 않는 난수 발 생을 통하여 만들고, 피검사자에게 검사가 끝날 때까지 검사진행의 안 정성과 피검사자의 검사결과 데이터를 보호하기 위하여 피검사자 식별 번호를 생성한다. 다음의 (1)~(3)은 ran.asp 파일이 server가 client에 게 제공하는 주요 동작이다.

(1)중복되지 않는 난수 배열 생성

검사진행에 필요한 검사지 배열의 순서는 서버에 접속하는 피검사 자들 마다 서로 다른 검사 배열을 제공 받을 수 있도록 난수 함수 randomize를 사용하였다. 단순히 난수 함수를 이용하여 난수를 생성 시키면 같은 수가 나올 수 있기 때문에 중복되지 않는 난수 배열이 될 수 있도록 난수 발생과 더불어 중복된 난수는 함수 instr ()를 이용하 여 확인 하였다.

(2)OLE DB 설정

데이터베이스서버에 접근하기 위하여 ran.asp 파일에 헤더 파일 (DBOPEN.INC)로 연결 처리 하였다. ran.asp 파일에 연결 처리한 데이 터 베이스 파일은 DBOPEN.INC 이며, DBOPEN.INC의 내용은 실제 데이터 베이스 서버와 연결한 문자열 이다. 현재 시점에서 데이터베이스 서버 들에 연결할 때 OLE DB 설정시 OLE DB Proivder를 따로 제공하지 않기 때문에 Provider를 설정하여야 한다. Provider를 위한 연결 문자

Provider=Microsoft.Jet.OLEDB.4.0; Data Source = …\some.mdb 처럼 제조회사명과, 버전 그리고 DB 파일의 경로를 설정해준다[5].

(3)피검사자 식별번호 생성

피검사자를 구분할 수 있는 고유한 일련번호를 발생시키는 방법으로 기존의 검사번호 중에서 제일 큰 값 보다 +1한 값을 새로운 검사번호 를 지정하였다. 최초의 피검사자인 경우는 무조건 1로 지정하였다.

(4)DB 저장과 이동

color_test.htm 파일에서 입력 받은 피검사자의 이름은 Get 방식으로 전달되어 ASP의 내장 객체인 Request에 의해 처리 하였고, 앞서 (1),(3)에서 생성된 자료는 DB파일에 저장된다.서버는 Response 객체 의 Redirect 메쏘드를 이용하여 다음 실행할 파일인 start.asp로 피검 사자의 이름과 검사번호를 전달하면서 client에게 검사단계2의 start.asp로 이동한다. [표 3-8]은 검사단계1에서 피검사자 1인당 생 성되는 레코드이다. 파일명 저장 필드에 저장되어 있는 파일명들의 배 열은 피검사자가 색각검사시 참조되는 검사지들이다.

[표 3-8] 검사단계1 에서 구현된 피검사자의 레코드

일련번호 아이디

저장

검사번호 파일명

저장

실행여부 저장

답저장

3396 이유동 1 Color2.asp 0 0

3397 이유동 1 Color1.asp 0 0

3398 이유동 1 ^Color8.asp 0 0

3399 이유동 1 Color3.asp 0 0

3401 이유동 1 Color4.asp 0 0

3402 이유동 1 Color7.asp 0 0

3403 이유동 1 ^Color5.asp 0 0

3404 이유동 1 Color9.asp 0 0

3405 이유동 1 Color6.asp 0 0

정상자 제 1,2 색각이상자 제 3 색각이상자 전색약전생맹

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

3.4.2.2 검사단계2

[그림 3-23]은 피검사자가 두 번째로 접하는 화면으로써 한식색각검사 지 중 1번이고 파일명은 start.asp이다. 한식색각검사 검출표를 근거 로 피검사자의 색각검사의 진지한 태도와 색각검사 실행여부에 관한 의지를 확인한다. 앞서 서버에게 전달 받은 피검사자의 이름과 검사번 호는 검사단계1에서와 같이 Request 객체로 입력 받지만 화면에는 출 력하지 않기 위해 <form>의 속성을 hidden으로 유지한다. start.asp 에서는 server에서 동작하는 receive1.asp 파일로 피검사자의 이름, 검사자 번호, 입력받은 값을 검사단계1과 같은 방법으로 전송한다. 검 사단계2에서의 첫번째 서버측 동작 (receive1.asp)은 start.asp 파일

[그림 3-23] 색각검사 첫번째 화면

에게 전달 받은 값들 중 색각검사지 1번의 답을 확인하는 절차이다.

색각검사지 1번은 정상이거나 색각이상자에 관계 없이 모두 15라고 대 답 하는 검사지이기 때문에 15 이외의 답을 입력하는 피검사자에게는 [그림 3-24]의 검사실패 화면으로 이동하여 재검사 유무를 확인한다.

[그림 3-24] 에서 다시 재시작 버튼을 누르면, [그림 3-23]의 화면으 로 이동하여 색각검사를 계속 진행 할 수 있다. 15라고 입력을 하게 되면 DB를 검색해서 ID(피검사자의 이름)가 가지고 있는 파일명중에서 실행되지 않은 파일명을 읽어 온다. 읽어 오는 파일은 바로 이동할 파 일과 그 다음에 이동할 파일, 한꺼번에 2개의 파일이다. 이 때에 읽어 오는 파일은 중복되지 않은 난수 배열을 이용하였기 때문에 2~10번 검 사지중 어떤 검사지 인지 DB에서 읽어 오기 전까지는 알 수가 없으며, 또한 파일을 읽어 올 때는 항상 실행되지 않은 파일인지를 확인 한다.

이 동작은 피검사자 1인당 할당된 레코드가 종료 될 때까지 즉 검사가 종료 될 때까지 수행한, 서버는 검사단계1과 같이 Response 객체를 이 용하여 firstfilename에 저장된 파일에게 피검사자의 이름과 검사번호, 그 다음 이동할 파일에 관한 정보를 전달하면서 검사단계3으로 이동한 다.

[그림 3-24] 색각검사 실패 화면

3.4.2.3 검사단계 3

[그림 3-25]은 본격적인 색각검사화면들 중 하나 이며 한식색각검사지 2번이다. 실제로 피검사자자에게 보여지는 검사지의 순서는 피검사자 마다 틀리기 때문에 편의상 한식색각검사지 순번으로 제시하였다. 검 사단계3에서도 역시 앞서서 실행한 검사단계2와 같이 서버에게 전달 받은 피검사자의 이름과 검사번호는 Request 객체로 입력을 받고, 속 성을 hidden으로 유지하지만, 1번 검사지와 달리 2~10번 까지의 검사 지들은 파일 자신의 이름을 <form>의 hidden으로 설정하였다. 이 네가 지 값은 마우스의 onClick 이벤트 핸들러에 의해서, 삽입된 자바스크 립트 파일인 timerCount.js의 function f_submit()을 직접 호출하거나

제한시간 10초를 카운트 하는 function f_date()에 의해 서버로 전달 된다. 검사단계3의 서버측 주요 동작은 파일 timerCount.js에서 호출 된 receive.asp 파일에 의해 수행된다. 수행내용은 [그림 3-25]의 자 료흐름선 a,b 의 처리이다. a의 흐름은 검사단계2에서와 같은 동작 즉 난수 배열된 파일명이 저장된 레코드들 중 실행 되지 않은 파일의 호 출과 호출된 파일에서 서버에 저장되는 입력값의 처리이다. 입력 값은 [그림 3-7]에서부터 [그림 3-15]까지 설계한 기준으로 처리한다. 다음 내용은 검사지 2번의 경우 처리과정이다. 먼저 [그림 3-6]에서와 같이 2~10번 검사지 중 어떤 검사지인지 확인을 한다 (검사지 내용은 2~10 번이지만 실제 파일명은 Color1~9번이다).

[그림 3-25] 색각검사 두번째 화면

검사지 2번인 경우 정상자가 입력하는 값은 5지만 제1‧2색각 이 상자인 경우는 3이다. 먼저 제1‧2색각이상자 예상 입력값인 3인지 확 인하여 맞으면 서버에 저장되어 있는 데이터베이스 레코드에 피검사자 의 이름과 검사지 파일명을 확인하여 실행여부저장 필드에 1, 답저장 필드에 입력 값을, 그리고 1‧2색각이상자 필드에 1을 저장한다. 만약 에 5로 입력하면 정상자와 제3색각이상자 필드 그리고 실행여부저장 필드에 각각1을 저장하고, 답저장 필드에 입력 값을 저장한다. 그 이 외의 값은 전색약전색맹, 실행여부저장에 1을 입력하고 답저장 필드에 입력값을 저장한다. 나머지 3~10 번 검사지도 [표 3-2]를 기준으로 설 계된 기준과 [그림 3-6], [그림 3-8]∼[그림 3-15]에서 제시한 절차에 의하여 처리되어 데이터베이스 파일에 저장된다

더 이상 실행되지 않은 검사지가 없으면 [그림 3-26]와 같이 window 객체의 alert() 메소드를 사용하여 검사 종료 다이얼로그 화면 을 출력한다. 출력된 다이얼로그 박스를 피검사자가 클릭하면 피검사 자의 검사번호를 검사단계4로 전달한다.

[그림 3-26] 검사종료

3.4.2.4 검사단계 4

검사단계 4에서는 [그림 3-27]에서와 같이 검사단계3에서 처리되어 서버의 저장된 검사결과를 화면에 출력 된다. 검사단계4의 주요 동작은 검사단계 3에서 검사종료확인과 같이 전달된 피검사자의 검사번호를 이용하여, 검사결과를 판정하는 것이다. 우선 판정을 위해 검사단계 3에서 전달된 피검사자 번호를 이용하여 피검사자의 레코드들의 필드값을 누적한다. 누적하는 필드는 정상자, 제1 2색각이상자, 제3색각이상자, 전색약전색맹자 모두 4개의 필드 값이다.

필드 값의 누적은 피검사자별로 수행해야 하기 때문에 누적 변수 count1, count2, count3, count4 값은 항상 0로 설정한다. 색각이상 판정을 위한 피검사자의 레코드별 필드 누적이 종료되면 색각이상 판정을 수행한다. 색각이상 판정은 [표 3-5]를 기준으로 설계한 [그림 3-17]에 의해 판정한다. 전색약전색맹은 1번 검사지를을 제외한 모든 검사의 값이 틀렸을 때이므로 전색약전색맹 값, count4가 9가 되었을 때 이다. 제3색각 이상자는 정상자와 같지만 10번 검사지만 틀리게 대답하는 것으로 되어있다. 때문에 정상자의 누적 카운트 값인 count1이 8이고 제3색각이상자의 누적 카운트 값인 count3가 9일 때 판정을 한다. 정상자의 경우는 정상자의 누적카운트 값인 count1이 8이상이고 제1 2색각이상자의 누적카운트 값인 count2가 2보다 작을 때 판정을 한다. 제1 2색각 이상자는 count1이 5이하이거나 count2가 4이상 일 때, 제1 2 색각의심자는 count1이 6이상 7이하 이거나 count2가 3이상 2이하일 때 이다.

3.4.2.5 색각검사결과 확인 인터페이스

색각검사결과 확인 인터페이스는 색각검사 진행자나 시스템 관리 자를 위해 구현한 모니터링 창이다. 때문에 실제 색각검사 처리 과정 에는 포함되지 않았으나, 피검사자가 색각검사를 실시함과 동시에 검 사결과가 누적되는 서버의 데이터베이스를 기반으로 하기 때 문에 색 각검사 인터페이스와의 관계를 볼 때 실행과정 자체는 독립적이나, 데 이터 참조과정은 종속적 인과관계를 맺고 있다. 색각검사결과 확인 인 터페이스에서 크게 2가지 형태의 출력을 확인할 수 있다. 첫번째는 검 사결과 단순 확인 검사단계고 두번째는 검사결과정밀 확인 검사단계 이다.

[그림 3-27] 검사결과

(1)검사결과 단순확인 검사단계

검사결과 단순확인 검사단계(list.asp)에서는 [그림 3-28]에서와 같이 데이터베이스 서버에 누적된 피검사자들의 검사번호, 이름, 최종 검사결과만을 table의 형태로 단순하게 모니터링 할 수 있다. 데이터 베이스 서버에 누적되는 피검사자들의 검사결과는 시스템에 접근하는 색각검사를 받는 피검사자들의 수만큼 누적되기 때문에 한 화면에 15 명씩 끊어서 출력한다. 화면에 출력된 결과에서 피검사자의 이름에 하 이퍼링크를 적용하여 개인별 검사결과를 정밀하게 확인할 수 있는 검 사결과 정밀확인 검사단계(content.asp)로 이동할 수 있도록 설정하였 다.

재검사나 또는 기타 데이터베이스서버에 저장된 검사결과를 지워야 할 경우 DB 파일을 직접 열지 않고 화면에 설정된 [삭제] 버튼에 피검사 자의 검사번호에 의해 데이터베이스를 참조하여 자료를 삭제 한다.

(2)검사결과 정밀확인 검사단계

검사결과 정밀확인 검사단계는 [그림 3-28]에서 피검사자의 이름 을 클릭하면 색각검사 인터페이스에서 처리한 결과를 [그림 3-29]처럼 검사지별로 정밀하게 확인 할 수 있다. 검사결과는 내림차순으로 정렬 하며 테이블형식으로 화면에 출력한다. 출력된 결과로 각 검사지별 피 검사자가 입력한 결과와 그에 따라 검사 판정을 위해 누적되는 색각이 상 종류별 필드 값을 확인 할 수 있다

[그림 3-28] 검사결과 단순확인 리스트(list.asp)

[그림 3-29] 검사결과 정밀 확인 인터페이스