KR0171365B1

KR0171365B1 - 음성인식장치를 이용한 제어시스템

Info

Publication number: KR0171365B1
Application number: KR1019910009027A
Authority: KR
Inventors: 황우근; 박춘식; 송기환
Original assignee: 강진구; 삼성전자주식회사
Priority date: 1991-05-31
Filing date: 1991-05-31
Publication date: 1999-03-30
Also published as: KR920022067A

Abstract

본 발명은 음성인식장치를 이용한 제어시스템에 관한 것으로서, 일반 가전제품의 제어수단으로서 음성을 인식하고 아울러 음성인식결과를 상기 가전제품의 작동제어부로 제공토록 하는 제어시스템에 관한 것으로서 그 구성은 음성을 입력하여 소정의 디지탈신호를 생성하는 음성입력수단과, 이 디지탈신호를 학습 및 인식하는 디지탈신호처리수단 및 인식된 결과를 판단하여 대응하는 음성신호가 입력된 때에는 미리 마스킹(masking)된 합성음을 출력함과 동시에 이 인식음성에 대응하는 기능을 제어하는 신호를 출력하는 원격제어 및 인터페이스수단으로 구성된다.

Description

음성인식장치를 이용한 제어시스템

첨부도면은 본 발명의 전체기능을 제어하는 제어시스템의 회로도 이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 무선마이크로폰 20 : 전치증폭기

30 : 신호레벨조절기 40 : 대역통과필터

50 : 변조기 60 : 디지탈신호처리기

70 : 프로그램메모리 80 : 데이타메모리

90 : 음성합성기 100 : 인터페이스

110 : 원격제어송신부 120 : 아날로그스위치

130 : 출력표시부

본 발명은 음성인식장치를 이용한 제어시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 일반 가전제품의 제어수단으로서 음성을 인식하고 아울러 음성인식결과를 상기 가전제품의 작동제어부로 제공토록 하는 제어시스템에 관한 것이다.

최근들어 컴퓨터반도체 및 신호처리기술등이 급속하게 발전함에 따라 인간과 기계가 음성으로써 대화를 할 수 있는 가능성이 현실화되면서 통상적인 가전제품을 키입력이 아닌 음성으로 제어하고자 하는 욕구가 증대되고 있고, 또한 음성으로 전기제품의 기능을 제어하는 연구가 활발히 진행되고 있다.

이와같이 텔레비죤, 비데오시스템, 에어콘, 팬히터, 및 오디오 시스템과 같은 키입력으로 제어하는 전기제품을 음성으로 제어하는 요구에 따라, 본 발명은 상기의 전기제품의 입력수단으로서 한정된 작동제어기능의 음성신호(또는 단어)를 인식하여 인식음성에 대응하는 기능을 제어하도록 한 음성인식장치를 이용한 제어시스템을 제공하는데 목적이 있다.

이 목적을 달성하기 위한 본 발명은 음성을 입력하여 소정의 디지탈신호를 생성하는 음성입력수단과, 이 디지탈신호를 학습 및 인식하는 디지탈 신호처리수단 및 인식된 결과를 판단하여 대응하는 음성신호가 입력된 때에는 미리 마스킹(masking)된 합성음을 출력함과 동시에 이 인식음성에 대응하는 기능을 제어하는 신호를 출력하는 원격제어 및 인터페이스 수단으로 구성된다.

이하 첨부도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

첨부도면은 본 발명의 제어시스템의 회로도이다.

첨부도면에서, 본 발명은 ECM(Electric Condenser Microphone)을 내장하고 있어서 이 ECM을 통하여 입력되는 음성신호가 169.445MHz 또는 170.245MHz의 주파수가 변조되어 출력되게 하는 송신기(11)와 이 송신기(11)로 부터 출력되는 신호를 수신하는 수신기(12)를 포함하는 무선마이크로폰(10)과, 이 무선마이크로폰(10)의 출력을 소정레벨의 신호로 증폭하는 전치증폭기(20)와, 상기 전치증폭기(20)로 부터 출력된 신호를 화자의 음성 신호레벨 그리고 상기의 마이크로폰 위치에 관계없이 일정하게 유지하는 신호레벨 조절기(30)와, 상기 신호레벨 출력을 300Hz에서 3.8KHz의 통과대역을 신호로 필터링하는 대역통과필터(40)와, 상기 신호레벨 조절기(30)의 대역통과필터를 통해 출력된 음성 신호를 PCM(Pulse Code Modulation)방식으로 8비트의 디지탈 신호로 변조하는 변조(50)와, 이 디지탈신호를 13비트의 데이타로 확장하고, 데이타의 시점 및 종점을 검출하여, LPC계수를 계산하고, 패턴매칭과 패턴결정을 하며 아울러 시스템제어를 수행하여 학습 및 인식처리를 하는 범용의 디지탈신호처리기(60)와, 상기의 시스템제어, 학습 및 인식처리를 위한 프로그램이 내장되어 있는 프로그램메모리(70)와, 상기 프로그램의 처리과정에서 출력되는 결과를 저장하는 데이타 메모리(80)와, 상기 데이타 메모리(80)에 저장되어 있는 인식데이타를 입력하여 미리 마스킹(masking)된 합성음을 만드는 음성합성기(90)와, 상기한 디지탈신호처리기(60)를 통하여 출력된 소정의 신호를 인가하여 원격제어에 필요한 정보를 출력하는 프로그래머블 병렬 인터페이스(100)와, 이 인터페이스(100)의 출력정보를 받아 상기한 인식음성에 대응하는 제어신호를 출력하는 원격제어전송부(110)와, 상기 음성합성기(90)의 출력 합성음과 소정의 비프(beep)음을 스위칭하여 출력하는 아날로그스위치(120) 및 이 아날로그스위치(120)의 출력을 소리음으로 출력하고 아울러 디스플레이하는 출력표시부(130)로 구성되어 있다.

미설명부호 140은 클럭발생기로서 시스템전반에 필요한 클럭펄스를 제공하는 회로이고, 150은 전원부로서 시스템에 필요한 직류전압을 제공하며, 160은 가전제품의 원격제어수신부로서 상기 원격제어전송부(110)에서 출력되는 신호를 수신하여 이 신호에 대응하는 기능을 수행하는 회로이다.

다음은 본 발명의 회로동작을 설명한다.

무선 마이크로폰(10)의 송신기(11)에 내장되어 있는 ECM을 통하여 입력되는 음성신호는 주파수 변조되어서 169.445MHz 또는 170.245MHz의 주파수에 실려 수신기(12)로 입력된다.

이 수신된 신호는 검파 및 복조과정을 통하여 본래의 음성신호로 바뀐다.

이 음성신호는 수mV에서 수십mV의 작은 신호이므로 적정신호의 레벨로 증폭시켜야 한다.

상기 마이크로폰(10)에서 출력된 음성신호는 전치증폭기(20)를 통하여 160Hz에서 72KHz의 통과대역을 갖고 입력신호와 약 17배 정도의 증폭도를 갖는다.

이로써 전치증폭기(20)는 입력되는 음성신호의 왜곡을 줄이면서 전원 잡음 및 고주파신호성분을 최소로 줄일 수 있는 것이다.

상기 전치증폭기(20)의 출력은 신호레벨 조절기(30)에 의해서 적절한 음성신호의 레벨로 변환되는데, 이는 화자의 음성신호의 레벨이나 마이크로폰의 위치에 상관없이 상기 음성신호의 레벨을 일정하게 하므로써 음성대역의 신호성분을 출력하는 것에 이용된다.

상기의 신호레벨 조절기(30)를 통하여 출력된 신호에는 음성대역이외의 신호도 상당량 포함되어 있기때문에, 이 신호는 300Hz에서 3.8KHz의 통과대역을 갖는 대역통과필터(40)에 의해 비음성대역의 신호성분이 제거된 음성대역의 신호로 변환된다.

상기 대역통과필터(40)의 출력은 변조기(50)에서 PCM변조 방식에 의하여 디지탈 데이타로 변환된다.

이 변조기(50)는 데이타 압축방식에 의해 128μsec의 샘플링 비율로 변환된 8비트 데이타를 직렬로 출력한다.

한편, 클럭발생기(140)는 변조기(50)의 메인 클럭(main clock) 및 샘플링 비율을 제공하고, 디지탈신호처리기(60)의 메인 클럭과 인식장치의 학습과정을 나타내주는 비프음을 생성시켜 준다.

상기 변조기(50)에서 생성된 8비트 디지탈신호는 범용의 디지탈신호처리기(60)에 의해 학습 및 인식을 행할 수 있도록 처리된다.

상기의 디지탈신호처리기(60)는 압축된 8비트 데이타를 13비트의 데이타로 확장하는 기능과, 데이타의 시점 및 종점을 검출하는 기능과, LPC계수를 계산하는 기능과, 패턴 매칭(pattern matching) 및 패턴 결정(pattern decision)하는 기능과, 아울러 시스템을 제어하는 기능을 수행한다.

이때, 상기의 디지탈신호처리기(60)에서 수행되는 프로그램은 프로그램메모리(80)에 저장되어 있고, 이 프로그램은 시스템제어, 학습 및 인식과정의 수행프로그램이다.

따라서, 디지탈신호처리기(60)에서는 상기 수행프로그램을 실행하고, 각 처리과정에서 나온 결과는 데이타메모리(70)에 저장하며 인식을 행한다.

상기의 인식된 결과는 미리 마스킹된 합성음이 음성합성기(90)에 의해서 출력표시부(130)의 스피커로 제공되며 이와 동시에 출력표시부의 LED디스플레이로 제공되어서 현 처리상태를 표시하여 준다.

또한, 상기의 인식된 결과는 인터페이스(100)를 통해 원격제어전송부(110)에 제공되어서 원격제어수신부(160)가 부착된 전기제품을 동작시키는데 이용된다.

전원공급부(150)는 110볼트 또는 220볼트의 교류전원을 입력하여 +5볼트, +12볼트, ×9볼트 및 -5볼트를 출력하며, 아날로그스위치(120)는 상기의 비프음과 합성음을 스위칭하고, 대기상태 발생기(170)는 디지탈신호처리기(60)가 외부장치들을 액세스(access)할 수 있도록 하는 기능을 갖는다.

이상에서 설명한 바와같이, 본 발명은 전기제품의 기능을 음성으로 제어할 수 있기 때문에 상품에 지능을 부여하고 고부가 가치를 창출할 수 있을 뿐만 아니라, 키조작이 불편한 신체장애자에게 유용한 기능을 갖는다.

또한 본 발명은 음성의 인식결과를 전기제품의 기능을 제어함과 동시에 스피커 또는 디스플레이로 제공되게 하므로써 그 제어된 상황을 시각적으로 또는 청각적으로 확인할 수 있다.

Claims

전기제품의 기능을 제어하기 위하여 음성을 입력하여 디지탈신호로 변환하는 음성입력수단과, 상기의 디지탈신호를 처리하여 학습 및 인식을 수행하도록 하는 디지탈신호처리수단 및 인식된 결과를 판단하여 대응하는 음성신호가 입력된 때에는 이 인식음성에 대응하는 기능을 제어하는 신호를 출력하는 원격제어 및 인터페이스 수단을 구비한 원격제어 시스템으로서, ECM을 내장하고 있어서 이 ECM을 통하여 입력되는 음성신호가 169.445MHz 또는 170.245MHz의 주파수변조되어 출력되게 하는 송신기(11)와 이 송신기(11)로 부터 출력되는 신호를 수신하는 수신기(12)를 포함하는 무선마이크로폰(10)과, 이 무선마이크로폰(10)의 출력을 소정레벨의 신호로 증폭하는 전치증폭기(20)와, 상기 전치증폭기(20)로 부터 출력된 신호를 화자의 음성신호레벨 그리고 상기의 마이크로폰 위치에 관계없이 일정하게 유지하는 신호레벨 조정기(30)와 상기 신호레벨의 출력을 300Hz에서 3.8KHz의 통과대역을 신호로 필터링하는 대역통과필터(40)와, 상기 신호레벨 조정기(30)의 대역통과필터를 통해 출력된 음성신호를 PCM(Pulse Code Modulation)방식으로 8비트의 디지탈 신호로 변조하는 변조기(50)와, 이 디지탈신호를 13비트의 데이타로 확장하고, 데이타의 시점 및 종점을 검출하여, LPC계수를 계산하고, 패턴매칭과 패턴결정을 하며 아울러 시스템제어를 수행하여 학습 및 인식처리를 하는 범용의 디지탈신호처리기(60)와, 상기의 시스템제어, 학습 및 인식처리를 위한 프로그램이 내장되어 있는 프로그램메모리(70)와, 상기 프로그램의 처리과정에서 출력되는 결과를 저장하는 데이타 메모리(80)와, 상기 데이타 메모리(80)에 저장되어 있는 인식데이타를 입력하여 미리 마스킹(masking)된 합성음을 만드는 음성합성기(90)와, 상기한 디지탈신호처리기(60)를 통하여 출력된 소정의 신호를 인가하여 원격제어에 필요한 정보를 출력하는 프로그래머블 병렬 인터페이스(100)와, 이 인터페이스(100)의 출력정보를 받아 상기한 인식음성에 대응하는 제어신호를 출력하는 원격제어전송부(110)와, 상기 음성합성기(90)의 출력 합성음과 소정의 비프(beep)음을 스위칭하여 출력하는 아날로그스위치(120) 및 이 아날로그스위치(120)의 출력을 소리음으로 출력하고 아울러 디스플레이하는 출력표시부(130)를 포함한 것을 특징으로 하는 음성인식장치를 이용한 제어시스템.