KR20020080174A

KR20020080174A - 이동통신 단말기의 음성인식 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20020080174A
Application number: KR1020010019584A
Authority: KR
Inventors: 오종인
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2001-04-12
Filing date: 2001-04-12
Publication date: 2002-10-23
Also published as: KR100414064B1

Abstract

본 발명은 이동통신 단말기의 음성인식 장치 및 방법에 관한 것으로, 이동통신 단말기를 이용한 음성인식 장치에 있어서, 단말기에는 사용자가 발음하는 음성명령으로부터 음성특징을 추출하여 기지국으로 전송할 수 있도록 하는 음성특징 추출부를 더 구비하고, 기지국 시스템에는 단말기에서 전송된 음성특징으로부터 음소 데이터베이스를 검색하여 각각에 해당하는 어휘를 인식해 등록하는 어휘 등록부와; 각 사용자별로 인식된 어휘를 저장하기 위한 데이터베이스와; 상기 어휘등록 완료 후, 사용자가 내리는 음성명령을 상기 등록된 어휘와 비교하여 인식할 수 있도록 하는 음성인식 처리부를 포함하여 구성된 음성인식 서버를 구비하여 기지국 시스템의 음성인식 서버와 단말기가 상호간 통신에 의해 음성을 인식하도록 함으로써, 종래와 달리 여러번의 발음을 통하여 음성명령을 학습시킬 필요가 없어졌기 때문에 음성명령 사용을 위한 사용자의 편의성이 향상되고, 기존의 단말기에 간단한 프로그램을 추가하는 것만으로 음성인식을 구현할 수 있게 되어 제작단가의 상승을 최소화하는 효과가 있다.

Description

이동통신 단말기의 음성인식 장치 및 방법{VOICE RECOGNITION APPARATUS AND METHOD FOR MOBILE COMMUNICATION DEVICE}

본 발명은 이동통신 단말기의 음성인식 기술에 관한 것으로, 특히 이동통신 단말기에서는 음성특징만 추출하고, 기지국 시스템에서는 상기 추출된 음성특징을 수신하여 그 인식 결과를 이동통신 단말기로 전송함으로써, 음성인식을 수행할 수 있도록 하는 이동통신 단말기의 음성인식 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 이동통신 단말기에 적용할 수 있는 음성인식 방법에는 여러 가지가 있는데, 그중 사용자종속 어휘종속 방법은 음성인식으로 학습한 어휘에 대해서만 인식을 수행할 수 있으며, 부가적인 어휘를 인식시키기 위해서는 계속적으로 학습을 수행해야 하며 학습한 사용자에 대해서만 인식이 가능한 문제점이 있다.

다음, 사용자독립 어휘종속 음성인식은 사용자종속 어휘종속에 비해서 사용자별로 학습과정이 생략되기 때문에, 음성인식을 사용하기 위해서 부가적인 작업이 불필요해서 편리해지는 점이 있으나, 등록할 수 있는 어휘가 제한되어 그 효용성이 많이 떨어지는 문제점이 있다.

다음, 사용자독립 어휘독립 음성인식은 사용자별 학습과정이 생략될 뿐만 아니라, 등록할 수 있는 어휘수에 제한을 받지 않기 때문에 그 응용분야가 많지만, 이를 수행하기 위해서는 음성인식 특징 추출후 확률계산을 위한 계산량과 무제한 어휘 등록을 위한 많은 메모리를 필요로 하기 때문에 현실적으로 구현이 불가능한 문제점이 있다.

한편, 종래에 이동통신 단말기를 이용한 음성명령 기능을 사용하기 위해서는 음성명령 메뉴를 통한 등록과정을 먼저 수행해야 했다.

음성명령 등록과정은 사용자에게 음성인식을 수행할 어휘를 2회 내지 3회 발음하도록 하고, 이 중에서 음성 상태가 양호하지 못한 음성이 있을 경우에는 추가적으로 발음하도록 요구한다.

그러면, 이동통신 단말기의 음성인식부(미도시)는 발음된 음성에서 시작점과 끝점을 추출한 후에, 음성특징 추출 알고리즘에 의하여 특징을 추출하고 이를 이동통신 단말기 내부의 비휘발성 메모리(미도시)에 저장하게 된다.

다음, 상기와 같이 음성명령의 저장이 완료된 후 단말기의 음성인식 모드에서 사용자가 음성명령을 내리면, 음성명령 등록시와 마찬가지 과정을 거쳐 그 음성명령에 대한 음성특징을 추출하고, 기 등록된 음성특징 중에서 가장 비슷한 어휘를 찾아서 인식 결과로 출력한다.

즉, 상기 음성인식부에 의해서 출력된 결과 데이터는 이동통신 단말기의 사용자 인터페이스에 의해서 전화발신 등의 해당 동작을 수행하게 된다.

또한, 최근의 이동통신 단말기는 단문전송 서비스(SMS : Short Message Service)를 많이 이용하고 있는데, 이는 가입자가 단말기나 인터넷을 이용하여 특정 가입자에게 단문 메시지를 전송하는 서비스로서, 일반 음성 호 처리나 데이터 호 처리에 비해서 시스템 부하를 적게 요구하므로, 비교적 저렴한 비용으로 메시지의 송,수신이 가능하며 레이어-2 ACK와 레이어-3 ACK를 지원하므로 수신 및 발신에 대한 신뢰성을 보장하는 편리한 서비스이다.

즉, SMS는 발신자가 메시지를 작성하여 발신을 시도하면 기지국 시스템에 메시지를 먼저 저장하고, 발신자에게 ACK신호를 주어서 전송이 완료됨을 알려준다. 그 후, 시스템이 착신 단말에게 메시지를 전송한다.

만일 메시지 전송 후, 착신 단말에서 ACK 신호가 오지 않으면 재전송을 하게 되고, 착신 단말의 전원이 꺼져 있거나 음영지역에 있을 경우 전원을 켜거나 서비스 지역에 들어올 때 전송을 시도한다.

상술한 바와 같이, 종래의 이동통신 단말기에는 사용자종속 어휘종속 음성인식 기술이 탑재되어 있는데, 이는 사용자가 음성명령을 사용하기 전에 반드시 2회에서 3회 정도의 학습과정을 거쳐야 하며, 사용할 수 있는 어휘의 수에 제한을 받기 때문에 이름에 의한 전화 발신 정도의 제한된 기능에만 사용이 되었다.

또한 이동통신 단말기에 내장된 중앙처리장치의 속도가 늦어서 인식률을 높이기 위한 알고리즘 수정이나 음성 데이터베이스 추가 등의 구현이 불가능해서 낮은 인식률을 가지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 이동통신 단말기에서는 음성특징만 추출하고, 기지국 시스템에서는 상기 추출된 음성특징을 수신하여 그 인식 결과를 이동통신 단말기로 전송함으로써, 음성인식을 수행할 수 있도록 하는 이동통신 단말기의 음성인식 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 장치의 전체적인 구성을 나타낸 예시도.

도 2는 본 발명에 의한 음성명령 등록 과정에 대한 신호의 흐름을 보인 예시도.

도 3은 본 발명에 의한 음성명령 인식 과정에 대한 신호의 흐름을 보인 예시도.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

10 : 음성특징 추출부 20 : 어휘 등록부

30 : 데이터베이스 40 : 음성인식 처리부

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이동통신 단말기를 이용한 음성인식 장치에 있어서, 단말기에는 사용자가 발음하는 음성명령으로부터 음성특징을 추출하여 기지국으로 전송할 수 있도록 하는 음성특징 추출부를 더 구비하고, 기지국 시스템에는 단말기에서 전송된 음성특징으로부터 음소 데이터베이스를 검색하여 각각에 해당하는 어휘를 인식해 등록하는 어휘 등록부와; 각 사용자별로 인식된 어휘를 저장하기 위한 데이터베이스와; 상기 어휘등록 완료 후, 사용자가 내리는 음성명령을 상기 등록된 어휘와 비교하여 인식할 수 있도록 하는 음성인식 처리부를 포함하여 구성된 음성인식 서버를 구비하여 구성한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같이 구성된 본 발명은 이동통신 단말기를 이용한 음성인식 방법에 있어서, 단말기를 통해 입력된 사용자의 음성에서 음성특징을 추출하는 단계와; 상기 추출된 음성특징을 단문메시지 또는 데이터 서비스 프로토콜을 이용하여 기지국 시스템의 음성인식 서버에 전송하는 단게와; 상기 음성인식 서버를 통해 인식된 결과를 단문메시지 또는 데이터 서비스 프로토콜을 이용하여 수신하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명에 의한 장치의 전체적인 구성을 나타낸 예시도로서, 사용자가 발음하는 음성으로부터 음성특징을 추출하여 기지국으로 전송할 수 있도록 하는 음성특징 추출부(10)를 단말기에 구비하고, 기지국 시스템에는 기존의 교환기 서버 이외에 음성인식을 위한 전용 서버(SRS)를 더 구비하여, 단말기에서 전송된 음성특징으로부터 음소 데이터베이스(TDB)를 검색하여 각각에 해당하는 어휘를 인식해 등록하는 어휘 등록부(20)와; 각 사용자별로 인식된 어휘를 저장하기 위한 데이터베이스(30)와; 상기 어휘등록 완료 후, 사용자가 내리는 음성명령을 상기 등록된 어휘와 비교하여 인식할 수 있도록 하는 음성인식 처리부(40)를 포함하여 구성된다.

물론, 상기 이동통신 단말기나 기지국 시스템의 구성에서 무선데이터 송수신부, 음성 입/출력부와 같은 통상의 지식을 가진자가 알 수 있는 일반적인 구성에 대해서는 그 설명을 생략하였다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 이동통신 단말기는 음성 등록을 위해 기지국 시스템의 음성인식 서버(SRS)에 미리 설정된 텔리서비스 번호와 추출된 음성특징 및 음성인식 후 전달 받을 명령번호 등을 발신한다.

그러면, 상기 음성등록 메시지를 수신한 기지국 시스템의 음성인식 서버(SRS)는 해당 사용자의 데이터베이스(30)에 인식된 어휘와 함께 텔리서비스 번호 및 명령번호 등을 등록하고, 등록 성공 또는 실패에 대한 ACK 메시지를 전송한다.

상기와 같은 과정에 의해 음성 등록이 완료되면, 이후로는 단말기에 음성명령이 입력될 경우, 그 음성명령에 대한 음성특징을 추출하여 전송하면 음성인식 서버(SRS)의 데이터베이스(30)에 기 등록되어 있는 어휘와 비교하여, 그에 대한 텔리서비스 번호 및 명령번호 등을 단말기로 전송한다.

이를 수신한 단말기에서는 그 명령번호에 해당하는 동작을 수행하는 것이다.

그럼, 상기와 같이 구성된 장치를 이용한 음성 등록과정 및 음성 인식과정에 대해서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

먼저, 이동통신 단말기의 음성특징 추출부(10)는 단말기에서 음성인식 명령 메뉴나 할당된 버튼에 의해서 음성등록이나 음성인식 처리과정이 시작되면, 사용자의 음성을 단말기의 마이크 등으로부터 입력받아 음성의 시작점과 끝점을 추출한 후, LPC(Linear Prediction Coding) 알고리즘에 의해서 음성특징을 추출한다.

다음, 단말기는 상기 음성특징 추출부(10)에서 추출된 음성특징을 단문메시지 또는 데이터서비스 프로토콜을 이용하여 기지국 시스템의 음성인식 서버(SRS)로 전송한다.

그러면, 기지국 시스템의 음성인식 서버(SRS)는 음성등록일 경우에는 수신된 음성특징을 음소 데이터베이스(TDB)에서 일치하는 음소를 검색하여 일치하는 어휘를 등록한다.

다시 말해, 어휘 등록부(20)는 기지국 시스템을 통해 수신된 음성등록 메시지를 전처리 및 모음조화, 구개음화 현상등 한국어 조음 현상에 따라 처리하고, 자체에 내장된 음소 데이터베이스(TDB)를 검색하여 일치하는 음소를 추출하여 문자열(어휘)를 생성하게 되고, 이와 같이 생성된 어휘는 사용자 각각의 데이터베이스(30)에 저장되는 것이다.

이때 상기 음성등록 메시지에는 사용자가 발음한 음성명령의 음성특징 및 사업자에 의해 기 설정된 텔리서비스 번호 및 명령번호 등이 포함될 수 있다.

다음, 상기와 같이 음성등록이 완료된 후 음성인식 수행시에는 수신된 음성특징을 해당 사용자의 데이터베이스(30)에서 일치하는 어휘를 검색하여, 그 결과코드를 다시 단문메시지 또는 데이터 서비스를 프로토콜을 이용하여 단말기로 전송한다.

도2 및 도3은 본 발명에 의한 음성명령 등록 및 인식 과정에 대한 신호의 흐름을 보인 예시도로서, 먼저 도2에서 음성명령 등록메시지가 기지국 시스템으로 전송되면(S11), 기지국 시스템은 이를 수신하여 응답(ACK) 신호를 전송하고(S12), 다시 상기 음성명령 등록메시지를 음성인식 서버에 출력한다(S13).

그러면, 음성인식 서버는 내부의 각 구성부를 거쳐 음성명령을 등록하고, 그 결과를 다시 기지국 시스템을 통해 단말기로 전송하게 된다(S14, S15).

다음, 상기와 같이 음성명령이 기지국 시스템의 음성인식 서버에 등록되면, 이후 단말기에 음성명령이 입력될 경우, 그 음성특징 등 단말기에서 수행하는 음성인식 과정을 거쳐 생성된 음성인식 메시지를 기지국 시스템으로 전송한다(S21).

이를 수신한 기지국 시스템은 그에 대한 응답(ACK)을 단말기로 전송함과 아울러(S22), 상기 음성명령 인식 메시지를 음성인식 서버에 출력한다(S23).

그러면, 음성인식 서버는 상술한 바와 같이 각 사용자의 어휘가 저장되어 있는 데이터베이스에서 일치하는 어휘 및 그와함께 등록되어 있는 명령번호 등을 검색하여 그 결과코드를 기지국 시스템을 통해 단말기로 전송해주게 된다(S24, S25).

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 이동통신 단말기의 음성인식 장치 및 방법은 이동통신 단말기의 메모리와 연산장치의 한계로 인하여 구현할 수 없었던 사용자독립 어휘독립 음성인식을 기지국 시스템에 음성인식 서버를 두고, 단말기를 클라이언트로 하여 상호간 통신에 의해 음성을 인식하도록 함으로써, 종래와 달리 여러번의 발음을 통하여 음성명령을 학습시킬 필요가 없어졌기 때문에 음성명령 사용을 위한 사용자의 편의성이 향상되고, 기존의 단말기에 간단한 프로그램을 추가하는 것만으로 음성인식을 구현할 수 있게 되어 제작단가의 상승을 최소화하는 효과가 있다.

Claims

이동통신 단말기를 이용한 음성인식 장치에 있어서, 단말기에는 사용자가 발음하는 음성명령으로부터 음성특징을 추출하여 기지국으로 전송할 수 있도록 하는 음성특징 추출부를 더 구비하고, 기지국 시스템에는 단말기에서 전송된 음성특징으로부터 음소 데이터베이스를 검색하여 각각에 해당하는 어휘를 인식해 등록하는 어휘 등록부와; 각 사용자별로 인식된 어휘를 저장하기 위한 데이터베이스와; 상기 어휘등록 완료 후, 사용자가 내리는 음성명령을 상기 등록된 어휘와 비교하여 인식할 수 있도록 하는 음성인식 처리부를 포함하여 구성된 음성인식 서버를 구비하여 구성한 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 음성인식 장치.
이동통신 단말기를 이용한 음성인식 방법에 있어서, 단말기를 통해 입력된 사용자의 음성에서 음성특징을 추출하는 단계와; 상기 추출된 음성특징을 단문메시지 또는 데이터 서비스 프로토콜을 이용하여 기지국 시스템의 음성인식 서버에 전송하는 단게와; 상기 음성인식 서버를 통해 인식된 결과를 단문메시지 또는 데이터 서비스 프로토콜을 이용하여 수신하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 음성인식 방법.
제2항에 있어서, 상기 음성인식 서버로 전송되는 음성특징은 그 과정이 음성명령 등록을 위한 전송일 경우, 사업자에 의해 기 설정된 텔리서비스 번호 및 명령번호 등이 더 포함되어 전송되는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 음성인식 방법.
제2항에 있어서, 상기 단말기에 입력되는 음성명령을 등록할 경우, 음성인식 서버는 단말기로부터 전송된 음성명령에 대한 음성특징을 자체에 내장된 음소 데이터베이스에서 검색하는 단계와; 상기 검색결과 일치하는 음소를 추출하여 문자열을 구성하는 단계와; 상기 인식된 문자열을 각 사용자의 데이터베이스에 저장한 후 그 결과를 단말기로 전송하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 음성인식 방법.
제2항에 있어서, 상기 단말기에 입력되는 음성명령을 인식할 경우, 음성인식 서버는 단말기로부터 전송된 음성명령에 대한 음성특징을 각 사용자의 등록 어휘가 저장되어 있는 데이터베이스에서 검색하는 단계와; 상기 검색결과 일치하는 어휘를 추출하는 단계와; 상기 추출된 어휘와 함께 등록되어 있는 텔리서비스 번호 및 명령 번호 등이 포함된 결과코드를 단말기로 전송하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 음성인식 방법.