KR20120017492A - 음성을 이용한 사용자 인터페이스를 제공하는 음성인식 방법 및 장치 - Google Patents

음성을 이용한 사용자 인터페이스를 제공하는 음성인식 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 음성을 이용한 사용자 인터페이스를 제공하는 음성인식 방법 및 장치에 관한 것으로서, 운전자로부터 음성인식 시작신호의 입력시 다수개의 안내모드 선택을 위한 메시지 송출 후 선택되는 안내모드에 따른 음성안내 메시지의 출력을 시작하는 모드선택단계, 상기 음성안내 메시지에 따른 음성명령어가 입력되면 그에 따라 해당 주변장치의 구동을 시작하고, 구동중 새로운 음성명령어의 인식이나 인식불량이 발생하면 그에 따라 해당 명령실행 또는 음성안내 메시지를 출력하는 인식구동단계 및 상기 모드선택단계에서 설정시간 내에 음성명령어가 인식되지 않는 경우 또는 상기 인식구동단계에서 구동중지를 알리는 명령어가 입력되면 음성인식 동작을 중지시킴과 동시에 운전자에게 종료메시지를 출력하는 인식종료단계를 포함하는 방법 및 그의 장치를 제공함으로써, 운전자는 상시 변화하는 노이즈 상황에서 자신의 목소리가 음성인식 장치가 인지할 수 있는 정도의 신호인지 여부를 항시 알 수 있고, 운전자가 음성안내 메시지를 편집할 수 있도록 하는 등의 부가적인 기능을 제공함으로써 사용자의 편의성을 극대화시키며, 운전자의 목소리 고저의 변화에 따른 인식률 저하시에도 대처가 가능하다는 효과가 얻어진다.

Description

음성을 이용한 사용자 인터페이스를 제공하는 음성인식 방법 및 장치{Voice Recognition Method and Apparatus for Providing User Interface by Using Voice}
본 발명은 음성인식 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 운전자가 음성인식 모드 구동시 다양한 안내선택 모드를 제공하여 운전자의 선택에 따라 가변적으로 음성안내 메시지를 출력하는 음성을 이용한 사용자 인터페이스를 제공하는 음성인식 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차에 사용되는 차량용 음성인식 장치는 자동차에 구비되는 파워 윈도우, 와이퍼, 비상램프, 에어컨, 오디오 등 운행에 안전성 및 편의성을 제공하여 주는 각종 주변 장치를 운전자의 음성을 통해 편리하게 조작하는 것을 의미한다.
종래 차량용 음성인식장치는 크게 마이크 입력부와 운전자정보시스템(DIS) 유니트에 포함된 음성인식부(VR;Voice Recognition)로 나눌 수 있으며, 명령어 마이크는 푸쉬 투 토크(Push to talk) 신호를 받은 후 명령어의 입력을 받아 음성인식부(VR)에 입력신호를 전송해 준다.
즉, 운전자가 마이크를 통하여 명령한 음성신호를 아날로그 전기적 신호로 변화시키고, 음성인식에 필요한 소정의 전처리 과정을 실행 한 후, 상기 전처리된 음성신호를 묵음 구간과 음성 구간으로 분리하여 분석하는 것에 의해 이루어진다. 이와 같은 과정을 통해 분리된 음성구간의 신호는 대략 10ms의 프레임으로 구간별 음성의 특징을 표현하는 파라미터를 추출하며, 추출된 파라미터를 통하여 설정된 기준 영역을 초과하는 주파수 대역을 음성신호로 추출하여 사용자의 명령에 대한 음성신호로 인식하도록 하는 방법이 사용되고 있다.
그러나 상기 종래의 차량용 음성인식장치의 음성인식률에 가장 큰 영향을 미치는 요소는 음성입력신호 대 노이즈(잡음)의 비율인데, 운전자는 상시 변화하는 노이즈 상황에서 자신의 목소리가 음성인식 장치가 인지할 수 있는 정도의 신호인지 여부를 알 수 없었다.
또한, 음성인식 장치를 구동하면 운전자와는 무관하게 정해진 음성인식 시나리오에 따른 음성안내 메시지를 운전자에게 송출함으로써 사용자의 편의성이 현저히 낮고, 운전자의 목소리 고저의 변화에 따른 인식률 저하에 대한 대책이 전혀 없는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 운전자가 음성인식 모드 구동시 다양한 안내선택 모드(일반, 전문, 고급)를 제공하여 운전자의 선택에 따라 해당 모드에 따른 음성안내 메시지를 가변적으로 출력하고, 운전자의 음성인식률이 낮아지는 경우 운전자에게 해당 안내 메시지를 출력하여 인식률을 향상시키도록 하는 음성을 이용한 사용자 인터페이스를 제공하는 음성인식 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 음성을 이용한 사용자 인터페이스를 제공하는 음성인식 장치는, 마이크를 통해 운전자의 음성명령어를 수신한 후 현재 입력된 음성명령어를 인식하고 그 결과값으로 음성명령어 인식신호를 출력하는 음성인식수단, 다수개의 안내모드에 대응한 음성인식 시나리오에 따른 음성안내 메시지를 저장하는 저장수단, 상기 다수개의 안내모드 중 선택한 안내모드에 따라 입력되는 음성명령어 인식신호를 분석하여 그에 따라 상기 저장수단에 저장한 음성안내 메시지를 출력하거나 주변장치를 구동하는 제어신호를 출력하는 제어수단, 상기 제어신호에 따라 해당 주변장치로 구동신호를 공급하는 기능처리수단을 포함하고, 상기 제어수단은 음성명령어 인식신호로부터 해당 명령인식이 불가능할 경우 음성인식 불가를 알리는 음성안내 메시지를 송출하여 음성명령어를 재입력하도록 유도하는 것으로 구성한다.
또한, 본 발명에 따른 음성을 이용한 사용자 인터페이스를 제공하는 음성인식 방법은, 운전자로부터 음성인식 시작신호의 입력시 다수개의 안내모드 선택을 위한 메시지 송출 후 선택되는 안내모드에 따른 음성안내 메시지의 출력을 시작하는 모드선택단계, 상기 음성안내 메시지에 따른 음성명령어가 입력되면 그에 따라 해당 주변장치의 구동을 시작하고, 구동중 새로운 음성명령어의 인식이나 인식불량이 발생하면 그에 따라 해당 명령실행 또는 음성안내 메시지를 출력하는 인식구동단계 및 상기 모드선택단계에서 설정시간 내에 음성명령어가 인식되지 않는 경우 또는 상기 인식구동단계에서 구동중지를 알리는 명령어가 입력되면 음성인식 동작을 중지시킴과 동시에 운전자에게 종료메시지를 출력하는 인식종료단계를 포함하여 이루어진다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 음성을 이용한 사용자 인터페이스를 제공하는 음성인식 방법 및 장치에 의하면, 운전자는 상시 변화하는 노이즈 상황에서 자신의 목소리가 음성인식 장치가 인지할 수 있는 정도의 신호인지 여부를 항시 알 수 있고, 운전자가 음성안내 메시지를 편집할 수 있도록 하는 등의 부가적인 기능을 제공함으로써 사용자의 편의성을 극대화시키며, 운전자의 목소리 고저의 변화에 따른 인식률 저하시에도 대처가 가능하다는 효과가 얻어진다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 사용자 인터페이스를 제공하는 음성인식 장치의 구성을 간략하게 보인 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 사용자 인터페이스를 통한 음성안내 과정을 보인 흐름도.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명을 설명하는데 있어서 동일 부분은 동일 부호를 붙이고, 그 반복 설명은 생략한다.
도 1는 본 발명의 실시예에 따른 사용자 인터페이스를 제공하는 음성인식 장치의 구성을 간략하게 보인 블록도이다.
도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명을 적용하기 위한 음성인식 장치는 마이크(100), 입력부(200), 음성인식부(300), 메모리(400), 스피커(500), 제어부(600) 및 기능처리부(700)를 포함하여 구성한다.
음성인식부(300)는 마이크(100)를 통해 운전자의 음성명령어를 수신한 후 현재 입력된 음성명령어를 인식하고 그 결과값으로 음성명령어 인식신호를 출력한다.
메모리(400)는 다수개의 안내모드에 대응한 음성인식 시나리오에 따른 음성안내 메시지를 저장하며, 제어부(600)의 제어에 따라 편집을 통해 수정 또는 추가되는 음성안내 메시지도 저장한다.
제어부(600)는 입력부(200)를 통해 운전자로부터 음성인식 시작신호의 입력되면 상기 다수개의 안내모드 중 선택한 안내모드에 따라 입력되는 음성명령어 인식신호를 분석하여 그에 따라 상기 메모리(400)에 저장한 음성안내 메시지를 스피커(500)를 통해 출력하거나 주변장치(810~840)를 구동하는 제어신호를 출력한다.
기능처리부(700)는 상기 제어부(600)의 제어신호에 따라 해당 주변장치(810~840)로 구동신호를 공급한다.
또한, 상기 제어부(600)는 음성명령어 인식신호로부터 해당 명령인식이 불가능할 경우 음성인식 불가를 알리는 음성안내 메시지를 송출하여 음성명령어를 재입력하도록 유도한다.
한편, 상기 제어부(600)는 상기 운전자가 선택한 모드가 일반(normal) 모드 또는 전문(expert) 모드 또는 고급(smart) 모드의 선택인 경우에 따라 상기 메모리(400)에 설정된 음성인식 시나리오에 따른 음성안내 메시지를 송출하도록 제어하는데, 상기 고급모드가 선택된 경우에 음성안내 메시지의 편집을 통해 수정 또는 추가되는 음성안내 메시지를 메모리(400)에 저장하도록 제어하며, 차량의 실내 환기 레벨을 최대로 변경하도록 제어한 후 음성명령어에 따라 실내 환기 레벨을 조절한다.
이와 같이 구성한 본 발명에 따른 실시예의 동작 과정을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 사용자 인터페이스를 통한 음성안내 과정을 보인 흐름도이다.
상기 도 2를 참조하면, 운전자로부터 음성인식 시작신호의 입력시 다수개의 안내모드 선택을 위한 메시지 출력 후, 선택되는 안내모드에 따른 음성안내 메시지의 출력을 시작한다(S201).
상기 단계(S201)에서 출력하는 안내모드는 일반(normal) 모드, 전문(expert) 모드 및 고급(smart) 모드이고, 이중 어느 하나를 선택하면 그에 따라 기 설정된 음성인식 시나리오에 따른 음성안내 메시지를 송출하는데(S202~S205), 상기 고급모드에서는 사용자 편집기능을 통해 음성안내 메시지의 편집이 가능하기 때문에 운전자의 사전설정에 따라 음성인식 시나리오에 따른 음성안내 메시지 또는 편집된 음성안내 메시지를 출력하도록 한다(S206).
또한, 상기 고급모드 선택시에는 차량의 실내 환기 레벨을 최대로 자동 변경한 후, 음성안내 메시지(예를 들어 실내 환기 레벨을 낮출까요? 등)를 통해 실내 환기 레벨을 조절하도록 하는 기능을 추가로 수행한다.
한편, 상기 모드선택에 따른 음성안내 메시지 출력 후, 음성안내 메시지에 따른 운전자의 음성명령어(예를 들어 '블루투스 폰으로 연결' 등)가 입력되면 그에 따라 해당 주변장치(예를 들어 에어컨 등)의 구동을 시작하고, 구동중 새로운 음성명령어의 인식이나 고급모드에서 인식불량이 발생하면 그에 따라 해당 명령실행 또는 음성안내 메시지를 출력한다.
즉, 상기 운전자가 선택한 모드가 고급모드인 경우에는 상기 인식불량이 발생하면(S207), 잡음 및 음성 등의 입력신호가 마이크를 통해 입력되면 레벨을 측정한 후 잡음 레벨 대비 음성신호가 해당 장치의 인식가능 최소 잡음률(SNR)보다 작은가(예를 들어 SNR〈 50 )를 판단한다(S208).
상기 단계(S208)의 판단결과 음성신호가 인식가능 최소 잡음률(SNR)보다 작으면 음성인식 불가를 알리는 음성안내 메시지를 송출하여 음성명령어를 재입력하도록 유도하는데(S209), 현재 측정레벨이 인식가능 최소 잡음률(SNR)보다 작다는 것을 인식하게 하여 더 목소리 톤을 높여 명령어를 발성하게 유도한다(예를 들어 '더 큰소리로 말하여주세요').
상기 단계(S208)의 판단결과 음성신호가 인식가능 최소 잡음률(SNR)보다 큰 경우, 사용자 음성 레벨이 설정치(설정된 음성신호의 피크(Peak) 레벨)보다 큰가를 판단한다(S210).
상기 단계(S210)의 판단결과 상기 사용자 음성레벨이 설정치 보다 큰 경우, 음성인식 불가를 알리는 음성안내 메시지를 송출하여 음성명령어를 재입력하도록 유도하는데(S209), 현재 측정레벨이 사용자 음성 레벨이 크다는 것을 인식하게 하여 목소리 톤을 낮추어 명령어를 발성하게 유도한다(예를 들어 '목소리 톤을 낮추어 말하여 주세요').
만약, 상기 단계(S210)의 판단결과 설정치보다 작은 경우 비정상적인 상태에 의한 인식불량임을 알리는 음성안내 메시지(예를 들어 '인식이 되지 않습니다. 다시 한번 말씀해주세요' 등)를 출력한다(S211).
한편, 상기 단계(S202~S204)에서 설정시간 내에 운전자로부터 모드 선택 또는 주변장치 구동을 위한 음성명령어가 인식되지 않는 경우나, 상기 단계(S205 또는 S206)에서 구동중지를 알리는 명령어가 입력되면 음성인식 동작을 중지시킴과 동시에 운전자에게 종료메시지(예를 들어 '음성인식 동작을 중지합니다' 등)를 출력한다(S212).
이상, 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
100 : 마이크 200 : 입력부
300 : 음성인식부 400 : 메모리
500 : 스피커 600 : 제어부
700 : 기능처리부 810~840 : 주변장치

Claims (10)

  1. 운전자로부터 음성인식 시작신호의 입력시 다수개의 안내모드 선택을 위한 메시지 송출 후 선택되는 안내모드에 따른 음성안내 메시지의 출력을 시작하는 모드선택단계,
    상기 음성안내 메시지에 따른 음성명령어가 입력되면 그에 따라 해당 주변장치의 구동을 시작하고, 구동중 새로운 음성명령어의 인식이나 인식불량이 발생하면 그에 따라 해당 명령실행 또는 음성안내 메시지를 출력하는 인식구동단계 및
    상기 모드선택단계에서 설정시간 내에 음성명령어가 인식되지 않는 경우 또는 상기 인식구동단계에서 구동중지를 알리는 명령어가 입력되면 음성인식 동작을 중지시킴과 동시에 운전자에게 종료메시지를 출력하는 인식종료단계를 포함하는 음성을 이용한 사용자 인터페이스를 제공하는 음성인식 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모드선택단계에서 선택 가능한 안내모드는 일반(normal) 모드, 전문(expert) 모드 및 고급(smart) 모드 중 어느 하나이고, 선택에 따라 기 설정된 음성인식 시나리오에 따른 음성안내 메시지를 송출하는 것인 음성을 이용한 사용자 인터페이스를 제공하는 음성인식 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 고급모드는 사용자 편집기능을 통해 음성안내 메시지의 편집이 가능한 것인 음성을 이용한 사용자 인터페이스를 제공하는 음성인식 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 모드선택단계는
    상기 고급모드 선택시 차량의 실내 환기 레벨을 최대로 자동 변경한 후 음성안내 메시지를 통해 실내 환기 레벨을 조절하도록 하는 것인 음성을 이용한 사용자 인터페이스를 제공하는 음성인식 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 인식구동단계는
    상기 운전자가 선택한 모드가 고급 모드인 경우에 인식가능 최소 잡음률(SNR), 사용자 음성 레벨, 비정상적인 상태에 의해 인식불량이 발생하면 음성인식 불가를 알리는 음성안내 메시지를 송출하는 것인 음성을 이용한 사용자 인터페이스를 제공하는 음성인식 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 인식구동단계는
    상기 인식불량이 발생하는 경우 잡음 및 음성 등의 입력신호가 마이크를 통해 입력되면 레벨을 측정하는 제1 단계,
    상기 레벨을 측정한 후 잡음 레벨 대비 음성신호가 해당 장치의 인식가능 최소 잡음률(SNR)보다 작은가를 판단하는 제2 단계,
    상기 음성신호가 인식가능 최소 잡음률(SNR)보다 작으면 음성인식 불가를 알리는 음성안내 메시지를 송출하여 음성명령어를 재입력하도록 유도하는 제3 단계,
    상기 음성신호가 인식가능 최소 잡음률(SNR)보다 큰 경우, 사용자 음성 레벨이 설정치(설정된 음성신호의 피크(Peak) 레벨)보다 큰가를 판단하는 제4 단계 및
    상기 사용자 음성레벨이 설정치 보다 큰 경우, 음성인식 불가를 알리는 음성안내 메시지를 송출하여 음성명령어를 재입력하도록 유도하는 제5 단계를 포함하는 것인 음성을 이용한 사용자 인터페이스를 제공하는 음성인식 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제3 단계에서 음성안내 메시지로 음성인식 불가를 알리는 경우에, 현재 측정레벨이 인식가능 최소 잡음률(SNR)보다 작다는 것을 인식하게 하여 더 목소리 톤을 높여 명령어를 발성하게 유도하고,
    상기 제5 단계에서 음성안내 메시지로 음성인식 불가를 알리는 경우에, 현재 측정레벨이 사용자 음성 레벨이 크다는 것을 인식하게 하여 목소리 톤을 낮추어 명령어를 발성하게 유도하는 것인 음성을 이용한 사용자 인터페이스를 제공하는 음성인식 방법.
  8. 마이크를 통해 운전자의 음성명령어를 수신한 후 현재 입력된 음성명령어를 인식하고 그 결과값으로 음성명령어 인식신호를 출력하는 음성인식수단,
    다수개의 안내모드에 대응한 음성인식 시나리오에 따른 음성안내 메시지를 저장하는 저장수단,
    상기 다수개의 안내모드 중 선택한 안내모드에 따라 입력되는 음성명령어 인식신호를 분석하여 그에 따라 상기 저장수단에 저장한 음성안내 메시지를 출력하거나 주변장치를 구동하는 제어신호를 출력하는 제어수단,
    상기 제어신호에 따라 해당 주변장치로 구동신호를 공급하는 기능처리수단을 포함하고,
    상기 제어수단은 음성명령어 인식신호로부터 해당 명령인식이 불가능할 경우 음성인식 불가를 알리는 음성안내 메시지를 송출하여 음성명령어를 재입력하도록 유도하는 것인 음성을 이용한 사용자 인터페이스를 제공하는 음성인식 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제어수단은
    상기 운전자가 선택한 모드가 일반(normal) 모드 또는 전문(expert) 모드 또는 고급(smart) 모드의 선택인 경우에 따라 상기 저장수단에 설정된 음성인식 시나리오에 따른 음성안내 메시지를 송출하도록 제어하는 것인 음성을 이용한 사용자 인터페이스를 제공하는 음성인식 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제어수단은
    상기 고급모드에서 음성안내 메시지의 편집을 통해 수정 또는 추가되는 음성안내 메시지를 저장수단에 저장하도록 제어하고,
    상기 고급모드 선택시 차량의 실내 환기 레벨을 최대로 변경하도록 제어한 후 음성명령어에 따라 실내 환기 레벨을 조절하는 것인 음성을 이용한 사용자 인터페이스를 제공하는 음성인식 장치.
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