KR0175249B1 - 음성 합성을 위한 한국어 문장의 발음처리 방법 - Google Patents
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Abstract
한글로 구성된 문장을 음성으로 변환하여 읽을경우 표기된 문자와 발생되는 음사이에 상이함이 발생하게 되는 것을 개선하기 위하여 입력된 문장을 소리나는 대로 읽혀지도록 발음으로 변환한다.
이를 위하여 한글 문장을 입력하여 연속적인 각 어절의 현재 음절과 다음 음절의 형태를 분석하여 다음 음절이 모음으로 시작되는 어미의 여부, 현재 음절의 종성의 형태, 현재 음절이 어미의 어부, 다음 음절의 초성의 형태에 따른 음운 변동 유형별로 분류하고, 상기 분류된 음운 변동 유형별로 상기 입력 문장의 어절을 음운 변동 처리한다.
따라서 입력된 한글 문장을 자동적으로 소리나는 대로의 발음으로 변환함으로써 정확한 음성 합성이 가능해진다.
Description
제1도는 본 발명에 따른 시스템의 블럭 구성도.
제2도는 본 발명에 따른 흐름도.
제3도는 본 발명의 메모리 맵도.
본 발명은 한글로 구성된 문장을 한국어 표준 발음법에 규정된 음운 변동 규칙에 의거하여 소리나는 대로의 발음으로 변환하는 한국어 문장의 발음처리 방법에 관한 것이다.
컴퓨터 사용이 일반화되고 보편화되면서 인간과 컴퓨터 통신의 중요성이 점차 증대되고 있다. 지금까지는 주로 모니터, 프린터, 플로터등 시각적인 장치에 주로 의존하고 있었으나, 마이크로 프로세서의 발달에 힘입어 최근 음성합성을 통한 청각적인 방법에 의한 컴퓨터와 인간과의 정보 전달(man-machine communication)이 개발되어 여러분야에서 응용되고 있다.
특히 사무자동화, 공장자동화, 가정자동화등 정보산업이 발달함에 따라 음성합성에 대한 수요가 더욱 증대되면서 현재 세계적으로 자국의 언어를 합성하는 연구가 활발히 진행중이다. 영어의 경우 정확도가 95%인 Vortax사의 Telesensory Prose 2000 시스템에 까지 발전하였고, 일본어의 경우 언어 체계가 단순하고 음절수가 적은 잇점을 바탕으로 한 합성 시스템이 개발되었다.
한국어의 경우 최근 음성신호 처리 연구가 활발히 진행되어 왔으나, 음성합성에 관한한 아직은 하드웨어와 소프트웨어로 완전하게 구성된 시스템에 관한 연구결과는 발표된 바가 없고 부분적인 연구 결과만이 발표되었다. 한국어 음성 합성시스템에 관한 연구에는 한국어의 정량적 음가에 대한 언어학적 연구가 근간이 되는데 그 연구가 미약하여 한국어 음성합성의 체계적 연구에 어려움이 있다. 한편 제한된 기능의 음성합성 전용 IC가 국내 기업에서 개발된 바 있다.
음성합성에는 합성할 수 있는 어휘의 범위에 따라 제한 단어 합성과 무제한 단어 합성으로 나누어진다.
제한단어 합성은 한정된 어휘만을 데이타 베이스에 저장하였다가 합성음을 출력하는 방법이고, 무제한 단어 합성은 기본이 되는 단위를 데이타 베이스에 저장하였다가 기본 단위를 조합하여 임의의 합성음을 출력하는 방법이다.
제한 단어 합성은 무제한 단어 합성에 비하여 데이타 베이스의 양도 적고 합성 방법도 비교적 간단하므로 국내에서는 전화를 이용한 시보안내, 은행잔고 확인등의 간단한 문서/음성 변환 시스템에 응용되고 있다.
그러나 무제한 단어 합성에 대해서는 한국어 데이타 베이스의 양과 음질 모두가 만족할 만한 결과를 보인 연구는 지금까지 없었으며 시도되어 왔던 연구방법도 시뮬레이션이었으며 하드웨어를 통한 실시간 한국어 음성합성의 구현은 발표된 바 없다.
한편 음성합성의 데이타 베이스를 구성하는 데이타를 얻는 방법에 따라 파형 부호화 방법과 파라미터 부호화 방법으로 나누어진다. 파형부호화 방법은 음성파형을 PCM(Pulse Code Modulation), ADPCM(Adaptive PCM)등으로 부호화하여 저장하였다가 합성파형을 만들어내고, 파라미터 부호화법은 음성파형으로 부터 특정한 파라미터를 추출하여 저장하였다가 합성파형을 만들어낸다. 전자의 경우 합성음의 음질이 깨끗한 반면 하나의 기본 단위 데이타 베이스 화일이 너무 커서 제한된 단어의 음성합성에는 적합하나 무제한 단어 음성합성에는 부적합하다.
파라미터 부호화 방법은 음질은 다소 떨어지나 데이타 베이스의 양이 작으므로 무제한 단어 음성합성에 적합하여 최근 여러가지 시도가 행해지고 있다. 파라미터 부호화법을 이용한 음성합성에는 포만트를 이용한 음성합성, LPC(Linear Predictive Coding) 계수를 이용한 음성합성, MPLPC(Multi-Pulse LPC)를 이용한 음성합성등이 있다.
한편 한글 단어를 구성하는 각 자소는 상호간의 관계에 의하여 영향을 받는다. 이에따라 문자로 구성된 문장을 입력으로 받아서 음성으로 변환하여 읽을 경우 표기된 문자와 발생되는 음에는 상이함이 발생한다.
따라서 본 발명의 목적은 입력된 문장을 음성으로 변환하는문서/음성 변환 시스템에 있어서, 입력된 한글 문장에 대하여 소리나는 대로 읽혀지도록 발음을 생성할 수 있는 음성합성을 위한 한국어 문장의 발음처리 방법을 제공함에 있다.
이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명에 따른 음성합성을 위한 한국어 문장 발음처리 시스템의 블럭 구성도로서, 참조부호 10은 문장 입력 처리부로서 키보드, 공중 통신 회선망, 텍스트 화일(text file)등으로 부터 한글 문장의 문자 데이타를 입력하여 처리한다.
18은 음운 변동 규칙표 저장부로서 규칙적으로 처리 가능한 음운 변동을 처리하기 위한 하기 표와 같은 음운 변동 규칙표와 한국어 표준발음법에서 규정한 대표음 변환표를 가진다.
* 한국어 단어에 나타나지 않는 중성.초성의 관계도 임의로 채워 넣음
* -는 음이 없음을 나타냄
20은 사전 저장부로서 규칙적으로 처리할 수 없는 음운 변동을 처리하기 위한 예외 발음 및 관형적 기능 합성어 처리용 사전을 가진다.
12는 제어부로서 상기 문장 입력 처리부(10)를 통해 처리된 문자데이타를 받아 상기 음운 변동 규칙표 저장부(18)와 상기 사전 저장부(20)에서 제공되는 데이타에 따라 소리나는 대로의 발음을 변환한다. 상기 제어부(12)는 중앙처리장치를 사용한다.
14는 출력부로서 상기 제어부(12)에서 변환된 데이타를 출력한다. 상기 출력부(14)는 모니터, 텍스트 화일, 메모리가 될 수 있다.
16은 메모리로서 상기 제어부(12)의 수행 프로그램과 동작중 발생하는 데이타를 저장한다.
제2도는 본 발명에 따른 흐름도로서, 한글문장을 입력하여 각각의 어절을 한국어 표준 발음법에 준하여 소리나는 대로 변환하는 과정을 나타낸다.
제3도는 본 발명의 메모리 맵(memory map)도로서, 제3도(a)는 음운 변동 규칙표 저장부(18)에 맵핑(mapping)되는 대표음 변환표와 음운 변동 규칙표를 나타낸다.
제3도(b)는 사전 저장부(20)에 맵핑되는 관형적 기능 합성어 사전과 예외 단어 사전을 나타낸다.
이하 본 발명의 구체적 일실시예를 첨부한 제1도내지 제3도를 참조하여 상세히 설명한다.
우선 본 발명은 제1도의 문서 입력 처리부(10)를 통해 입력 처리된 문장의 각각의 어절을 제어부(12)에서 한국어 표준 발음법에 준하여 소리나는 대로 변환한후 출력부(14)를 통하여 출력한다. 예를들어 입력된 어절이 각고의노력일 경우 각꼬의노력으로 변환한다.
상기 한국어 표준 발음법에 규정된 음운변동 규칙은 하기표와 같다.
상기 (표2)에 나타낸 바와 같은 음운 변동은 크게 두가지로 나눌 수 있다. 즉 음운 변동이 모든 자소의 사이에서 규칙적으로 발생하는 것과 불규칙적으로 발생하는 것이 있다.
상기 (표2)의 음운 변동 규칙중 규칙적으로 처리 가능한 비음화, 설측음화, 유기음화(12-4제외), 경음화, 어말, 사이시옷, 한자어, 연음화의 규칙은 전술한 (표1)과 같은 음운 변동 규칙표로 작성하여 음운 변동 규칙표 저장부(18)에 제3도 (a)와 같이 저장시켜 놓는다. 전술한 (표1)의 세로축은 어떤 음절의 종성을 나타내며 가로축은 다음 음절의 초성을 나타낸다. 즉 종성과 초성이 만났을때 변화된 종성과 초성을 해당하는 부분에서 결정해야 낸다. 또한 한국어 표준 발음법에서 규정하고 있는 대표음은 대표음 변환표로서 음운 변동 규칙표 저장부(18)에 제3도 (a)와 같이 저장시켜 놓는다.
상기 (표2)의 음운 변동 규칙중 불규칙적인 것은 다시 두가지로 나눌 수 있는데, 다음 음절이 어미인지 아닌지에 의하여 발생하는 규칙성을 가진것과 사전이 없으면 처리하지 못하는 것 (예를들어 사증과 사정의 차이에서 발생하는것)으로 나눌 수 있다. 상기 사전이 없으면 처리하지 못하는 것의 처리를 위하여 관형격 합성어 사전과 예외 단어 사전을 분류(sorting)하여 사전 저장부(20)에 제3도(b)와 같이 저장시켜 놓는다. 여기서 관형격 기능 합성의 사전의 구성은 관형격기능 합성어 + 음운 변동의 위치로 이루어 지며, 합성어를 소리나는 대로 표기하지 않고 그 위치만을 기록함으로써 사전의 크기를 줄인다.
상기와 같은 상태에서 제어부(12)는 제2도의 (101)-(102)단계, (151)단계를 수행하여 문장 입력 처리부(10)으로 부터 문장을 입력하여 (103)단계에서 하나의 어절에 대하여 다음 음절이 모음으로 시작하는 어미인가를 검사한다.
상기 (103)단계에서 다음 음절이 모음으로 시작하는 어미일경우 (104)단계에서 현재 음절의 종성이 곁받침 인가를 검사한다. 현재 음절의 종성이 곁받침 일 경우에는 (116)-(119)단계에서 종성을 분리하고 연음화 처리한후 (114)단계에서 음절 위치를 증가한 다음에 상기 (102)단계로 루핑(looping)한다. 현재 음절의 종성이 곁받침이 아닐 경우에는 (105)단계에서 어미의 모음이 이 또는 이+모음 인가를 검사하여 이 또는 이+모음이 아니면 (106)-(107)단계에서 음운 변동 규칙표 저장부(18)의 전술한 (표1)과 같은 음운 변동 규칙표를 적용하여 음운 변동 처리한후 음절 위치를 증가한 다음에 상기 (102)단계로 루핑한다. 상기 (105)단계에서 어미의 모음이 이 또는 이+모음이면 (108)-(112)단계에서 받침이 ㄷ, ㅌ, ㄾ중 해당되는 받침에 다라 구개음화 처리하며, 해당되지 않으면 (113)단계에서 상기 음운 변동 규칙표를 적용하여 음운 변동 처리한후 음절 위치를 증가한 다음에 상기 (102)단계로 루핑한다. 상기 (110)단계에서 현재 음절의 종성을 ØXØØ으로 하는 것은 음이 없다는 것을 나타내는 전술한 (표1)의 -와 같다.
한편 상기 (103)단계에서 다음 음절이 모음으로 시작하는 어미가 아닐 경우 (120)단계에서 현재 음절의 종성이 경음화에 해당하는 받침 ㄺ, ㄼ, ㄾ 인가를 검사하여 해당되면 (121)-(123)단계에서 경음화 처리한 후 (114)단계에서 음절 위치를 증가한 다음에 상기 (102)단계로 루핑한다. 상기 (120)단계에서 ㄺ, ㄼ, ㄾ에 해당되지 않으면 (124)단계에서 ㄴ, ㄵ 인가를 검사하여 해당되면 (125)-(128)단계에서 경음화 처리한 후 음절 위치를 증가한 다음에 상기 (102)단계로 루핑한다. 상기 (124)단계에서 ㄴ, ㄵ에 해당되지 않으면 (129)단계에서 ㅁ, ㄻ인가를 검사하여 해당되면 (130), (126)-(128)단계에서 경음화 처리한후 음절 위치를 증가한 다음에 상기 (102)단계로 루핑한다.
상기 (129)단계에서 ㅁ, ㄻ에 해당되지 않으면 (131)단계에서 현재 음절이 어미 인가를 검사한다.
상기 (131)단계에서 현재 음절이 어미일경우 (132)-(136)단계에서 현재 음절의 종성이 ㄹ이고 다음 음절의 초성이 ㄱ, ㄷ, ㅂ, ㅅ, ㅈ 이면 다음 음절의 초성을 경음화 한후 음운 변동 규칙표 저장부(18)의 전술한 (표1)의 음운 변동 규칙표를 적용하고, 해당하지 않으면 그대로 상기 음운 변동 규칙표를 적용하여 음운 변동 처리한후 음절 위치를 증가한 다음에 상기 (102)단계로 루핑한다.
상기 (131)단계에서 현재 음절이 어미가 아닐경우 (137)단계에서 다음 음절의 초성이 ㅇ 즉, 없으면 실질 형태소 인가를 검사한다.
상기 (137)단계에서 다음 음절의 초성이 ㅇ이고 실질 형태소일 경우 (138)단계에서 현재 음절이 종성이 홑받침 또는 곁받침이면 (139)-(140)단계에서 음운 변동 규칙표 저장부(18)의 대표음 변환표에 의해 현재 음절의 종성을 대표음으로 바꾸어 연음 시킨후 음절 위치를 증가한 다음에 상기 (102)단계로 루핑하거나 홑받침 또는 곁받침이 아니면 (141),(146)단계에서 상기 음운 변동 규칙표에 의해 음운 변동 처리한후 음절 위치를 증가한 다음에 상기 (102)단계로 루핑한다.
상기 (137)단계에서 다음 음절의 초성이 있을 경우 (142)단계에서 다음 음절의 초성이 관형격 기능 합성어인 ㄱ, ㄷ, ㅂ, ㅅ, ㅈ인가를 검사하여 관형격기능 합성어 일경우 (143)단계에서 현재 처리하고 있는 단어를 사전 저장부(20)의 관형격 기능 합성어 사전에서 조사한다. (144)단계에서 사전에 존재하면 (145)-(146)단계에서 음운 변동 위치를 찾아 경음화한후 음절위치를 증가한 다음에 상기 (102)단계로 루핑한다.
상기 (142)단계에서 관형격 기능 합성어가 아니거나 상기 (144)단계에서 사전에 존재하지 않을경우 (147)단계에서 현재 처리하고 있는 단어를 사전 저장부(20)의 예외 단어 사전에서 조사한다. (148)단계에서 사전에 존재하면 (149)단계에서 사전에 기록되어 있는 발음으로 음을 변환한후 상기 (146)단계로 진행하여 음절 위치를 증가한 다음에 상기 (102)단계로 루핑한다.
상기 (148)단계에서 사전에 존재하지 않으면 (150)단계에서 상기 음운 변동 규칙표에 의해 음운 변동 처리한 후 상기 (146)단계로 진행하여 음절 위치를 증가한 다음에 상기 (102)단계로 루핑한다.
따라서 한글 문장을 소리나는 대로 읽혀지도록 발음을 생성한다.
상술한 바와같이 본 발명은 입력된 한글 문장을 한국어 표준 발음법에 규정된 음운 변동 규칙에 의거하여 소리나는대로의 발음으로 자동적으로 변환 함으로써 문서/음성 변환 시스템에서 정확한 음성 합성에 효율적으로 이용할 수 있는 잇점이 있다.
Claims (2)
- 한글 문장을 음성으로 변환하는 시스템에서 한국어 문장의 변환 방법에 있어서, 한글 문장을 입력하여 연속적인 각 어절의 현재 음절과 다음 음절의 형태를 분석하여 다음 음절이 모음으로 시작되는 어미의 여부, 현재 음절의 종성의 형태, 현재 음절이 어미의 여부, 다음 음절의 초성의 형태에 따른 음운 변동 유형별로 분류하는 음운 변동유형 분석 과정과, 상기 음운 변동유형 분석과정에서 분류한 음운 변동 유형별로 상기 입력 문장의 어절을 음운 변동 처리하는 음운 변동 처리 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 음성합성을 위한 한글 문장의 발음처리 방법.
- 규칙적인 음운 변동 처리를 위한 변동 규칙표 및 대표음 변환표를 가지는 음운 변동 규칙표 저장부와, 예외발음 및 관형격 기능 합성어 처리를 위한 사전을 가지는 사전 저장부를 구비하여 한글 문장을 음성으로 변환하는 시스템에서 한국어 문장의 변환 방법에 있어서, 한글 문장을 입력하여 다음 음절이 모음으로 시작하는 어미인가를 검사하는 제1과정과, 상기 제1검사과정에서 다음 음절이 모음으로 시작하는 어미일 경우 현재 음절의 종성이 곁받침 인가를 검사하는 제2검사과정과, 상기 제2검사 과정에서 현재 음절의 종성이 곁받침 일경우 종성을 분리하고 연음화 처리하는 제1연음화 처리 과정과, 상기 제2검사 과정에서 현재 음절의 종성이 곁받침이 아닐경우 어미의 모음의 형태와 현재 음절의 종성의 형태에 따라 상기 음운 변동 규칙표에 의한 음운 변동 또는 구개음화 처리하는 구개음화 처리과정과, 상기 제1검사과정에서 다음 음절이 모음으로 시작하는 어미가 아닐경우 현재 음절의 종성이 경음화에 해당하는 받침인가를 검사하는 제3과정과, 상기 제3과정에서 현재 음절의 종성이 경음화에 해당하는 받침일경우 경음화 처리하는 제1경음화 처리 과정과, 상기 제3검사 과정에서 현재 음절의 종성이 경음화에 해당하는 받침이 아닐경우 현재 음절이 어미인가를 검사하는 제4검사과정과, 상기 제4검사 과정에서 현재 음절이 어미일 경우 현재 음절의 종성의 형태와 다음 음절의 초성의 형태에 따라 상기 음운 변동 규칙표에 의한 음운 변동 처리 또는 경음화후 상기 음운 변동 규칙표에 의한 음운 변동 처리하는 제2경음화 처리 과정과, 상기 제4과정에서 현재 음절이 어미가 아닐경우 다음 음절의 초성이 없으나 실질 형태소 인가를 검사하는 제5검사 과정과, 상기 제5검사 과정에서 다음 음절의 초성이 없으나 실질 형태소 일경우 현재 음절의 종성의 형태에 따라 상기 대표음 변환표 또는 상기 음운 변동 규칙표에 의해 음운 변동 처리하는 제2연음화 처리과정과, 상기 제5검사 과정에서 다음 음절의 초성이 있을경우 다음 음절의 초성이 관형격 기능 합성어 인가를 검사하는 제6검사과정과, 상기 제6검사과정에서 다음 음절의 초성이 관형격 기능 합성어 일경우 현재 처리하고 있는 단어를 상기 관형격 기능 합성어 사전에서 조사하여 음운 변동 위치를 받아 경음화 하는 관형격 기능 합성어 처리 과정과, 상기 제6검사 과정에서 다음 음절의 초성이 관형격 기능 합성어가 아니거나 상기 관형격 기능 합성어 처리 과정에서 현재 처리하고 있는 단어가 상기 관형격 기능 사전에 없을 경우 현재 처리하고 있는 단어를 상기 예외 단어 사전에서 조사하여 사전에 존재하면 사전에 기록되어 있는 발음으로 음을 변화하고 사전에 존재하지 않으면 상기 음운 변동 규칙표에 의해 음운 변동 처리하는 예외 발음 처리 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 음성합성을 위한 한글 문장의 발음처리 방법.
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