KR100737780B1 - 음성 인식 전자 레인지 및 전자 레인지 제어 방법 - Google Patents

음성 인식 전자 레인지 및 전자 레인지 제어 방법 Download PDF

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KR100737780B1
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김재훈
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주식회사 대우일렉트로닉스
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Abstract

본 발명은 음성 인식 기능을 구비하는 전자 레인지에 있어서, 사용자의 음성을 입력받아 전기적 신호로 변환하는 음성 입력부와, 상기 전자 레인지의 각 기능에 대응되는 동작 명령을 인식하기 위한 동작 명령 인식 데이터와 상기 동작 명령과 유사한 발음을 인식하기 위한 유사음 인식 데이터를 저장하는 음성 인식 데이터 저장부와, 상기 동작 명령 인식 데이터 및 상기 유사음 인식 데이터와 상기 음성 입력부의 출력을 비교하여 상기 사용자의 음성이 상기 동작 명령인지 여부를 판단하는 음성 인식부와, 상기 음성 인식부의 판단 결과를 기초로 상기 전자 레인지의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 음성 인식 전자 레인지에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 유사음 인식 데이터를 기초로 음성 인식의 정확도를 확인하여 음성 인식 오류에 따른 전자 레인지의 오동작 가능성을 최소화할 수 있다.
음성 인식, 전자 레인지, 유사음, 오동작 방지

Description

음성 인식 전자 레인지 및 전자 레인지 제어 방법{MICROWAVE OVEN WITH VOICE RECOGNITION AND METHOD OF CONTROLLING THE SAME}
도 1은 종래 기술에 따른 음성 인식 전자 레인지의 예시적인 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 음성 인식 전자 레인지의 예시적인 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 음성 인식 전자 레인지 제어 방법의 예시적인 흐름도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10:키입력부 12:도어감지 스위치
14:마이크로폰 16:음성처리부
18:상태데이터 메모리 20:마이컴
26:마그네트론 구동부 28:마그네트론
32:턴테이블 모터 34:턴테이블
36:표시구동부 38:표시부
40:안내음성처리부 42:스피커
110: 음성 입력부 120: 음성 인식 데이터 저장부
123: 동작 명령 인식 데이터 126: 유사음 인식 데이터
130: 음성 인식부 140: 제어부
본 발명은 음성 인식 전자 레인지 및 전자 레인지 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 유사음 인식 데이터를 기초로 음성 인식의 정확도를 확인하여 음성 인식 오류에 따른 전자 레인지의 오동작 가능성을 최소화할 수 있는 음성 인식 전자 레인지 및 전자 레인지 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전자 레인지는 마그네트론으로부터 발생되는 마이크로파를 조리물에 방사함에 따라, 그 조리물의 분자를 진동시켜서 생성되는 열에 의해 조리 동작을 진행하도록 되어 있다.
이러한 전자 레인지는 각종 다양한 종류의 조리물을 원활하게 조리할 수 있도록 다수의 조리 기능 버튼을 갖추고 있고, 소정의 조리 기능 버튼을 사용자가 누르면 해당되는 조리 기능을 실현하기 위해 마그네트론의 파워를 적정하게 조정하여 조리 동작을 수행하게 된다.
이러한 조리 기능은 간단하게는 조리 시간과 조리의 강도를 조절할 수 있도록 구성되지만, 예컨대 밥이나 국을 데우는 기능, 오븐 기능, 각 조리물 메뉴에 따른 기능 설정 등 다양한 기능을 추가하여 각 기능에 버튼이 대응되도록 구성되는 경우도 있다.
그러나 이러한 전자 레인지는 다양한 종류의 조리물을 모두 원활하게 조리하기 위해 다수의 조리 기능 버튼이 구비되어 있지만, 그 다수의 조리 기능 버튼 중 에서 원하는 조리 기능의 버튼을 신속하게 찾기가 용이하지 않은 실정이다.
또한 특정한 조리물에 해당되는 조리 메뉴의 기능 버튼을 입력하더라도 그 조리 메뉴의 설정에 부수되는 조리 시간이나 조리물의 중량 등과 같은 설정 사항에 대해서는 사용자가 일일이 해당 버튼을 찾아서 입력해야 하므로 사용시 번거롭다는 문제점이 있다.
또한 노약자나 시각 장애자의 경우에는 시야 분별력이 떨어지기 때문에, 전자 레인지를 통한 원하는 조리 기능을 선택하여 사용하기 어렵다는 문제점이 있다.
이러한 단점을 개선하기 위해서 전자 레인지의 각 기능을 음성 인식을 통하여 제공할 수 있는 기술이 개발되었다.
도 1은 종래 기술에 따른 음성 인식 전자 레인지의 예시적인 구성도이다.
도시되듯이 종래 기술에 따른 음성 인식 전자 레인지는 키입력부(10)와, 도어감지 스위치(12), 마이크로폰(14) 및, 음성처리부(16), 상태데이터 메모리(18)와, 제어데이터 메모리(22)를 갖춘 마이컴(20), 고압회로(24)와, 마그네트론 구동회로(26), 마그네트론(28), 모터구동부(30), 턴테이블 모터(32), 턴테이블(34), 표시구동부(36), 표시부(38), 안내음성처리부(40) 및, 스피커(42)로 구성된다. 기타 전자 레인지의 기본적인 구성에 대해서는 도시를 생략한다.
키입력부(10)는 음성인식 실행키와, 음성인식 해제키 및 다수의 조리 기능키를 포함할 수 있다.
도어감지 스위치(12)는 조리실 도어의 개폐상태를 감지하여 그 감지 결과에 따른 도어 감지 스위칭 신호를 발생한다.
음성처리부(16)는 마이크로폰(14)으로부터 입력되는 사용자의 외부 음성을 노이즈 제거 및 엔코딩처리하여 디지털 음성데이터를 출력한다.
상태데이터 메모리(18)는 마이크로폰(14)을 통해 입력된 사용자의 외부 음성을 일시 저장함과 더불어, 조리 기능의 잠금 기능이 실행됨에 의해 사용자에 의해 입력되는 키워드 음성을 저장한다.
마이컴(20)은 도어감지 스위치(12)로부터 조리실 도어의 폐쇄를 감지한 도어 감지 스위칭신호를 입력받고, 키입력부(10)의 음성 인식 실행키가 키입력되면, 음성 인식 조리 모드를 설정하여 마이크로폰(14)으로부터 입력되는 사용자의 외부 음성을 인식하여 조리기능을 설정한다.
또한, 마이컴(20)은 사용자의 음성 인식에 의한 조리 기능의 설정 상태가 표시부(38)상에 표시되도록 하고, 그 설정된 조리 항목에 따라 조리 기능을 실행한다.
여기서 마이컴(20)은 마이크로폰(14)과 음성처리부(16)를 매개로 사용자로부터 조리 잠금 설정 모드로 모드를 전환시키기 위한 명령의 음성 데이터가 입력되면, 그 음성 데이터를 인식하여 조리잠금 설정모드로 전환하고, 사용자의 음성에 의해 설정되는 키워드 음성에 의해 조리 기능의 실행을 금지시키는 잠금 기능을 실행한다.
제어 데이터 메모리(22)는 음성 인식 조리 모드와 조리 잠금 설정 모드에 따른 제어 알고리즘과, 마이크로폰(14)으로부터 입력되는 사용자 음성의 인식을 위한 음성 인식 처리 알고리즘을 갖는 제어 프로그램이 저장된다. 또한, 제어 데이터 메 모리(22)는 음성 인식 조리 모드의 실행에 따라 음성 안내 메시지의 송출을 명령하는 제어 데이터가 저장된다.
마그네트론 구동 회로(26)는 마이컴(20)의 조리 기능 실행에 따른 구동 제어에 의해 구동되어, 고압 회로(24)로부터의 고압을 마그네트론(28)에 인가하여 소정 파워의 마이크로파가 발생되도록 한다.
모터 구동부(30)는 마이컴(20)에 의해 구동 제어되어 조리 기능의 실행에 따라 턴테이블 모터(32)를 일정 속도로 회전 구동시켜서 조리물이 적재되는 턴테이블(34)이 회전되도록 한다.
또한 표시 구동부(36)는 마이컴(20)의 표시 제어 하에 구동되어, 사용자로부터 입력되는 외부 음성의 인식에 의한 조리 기능의 설정 상태가 표시부(38)상에 표시되도록 한다.
여기서, 마이컴(20)은 음성 인식 조리 모드 하에서 사용자의 음성 인식에 의해 조리기능을 설정하는 경우에, 소정 조리메뉴, 예컨대 "우유 데우기"에 대해 사용자의 음성을 입력받아 인식하게 되면, "우유 데우기"와 같은 조리 메뉴의 선택 상태가 표시부(38)에 표시된다. 그 다음에, 해당 조리메뉴의 조리시간이나 조리물의 중량에 따른 사용자의 음성이 입력되면, 그 음성을 인식하여 표시부(38)에 표시하게 된다.
또한 마이컴(20)은 조리 잠금 설정 모드 하에서 조리기능의 실행을 금지시키고자 하는 경우에, 마이크로폰(14)과 음성 처리부(16)를 매개로 예컨대 "조리잠금 설정모드"와 같은 사용자의 음성 메시지가 입력되면, 그 음성을 인식하여 조리 잠 금 설정 모드로 전환하고, 키워드 음성을 입력하라는 음성 안내 메시지를 송출한다. 마이크로폰(14)을 통해 사용자로부터의 키워드 음성이 입력되면, 그 키워드 음성을 인식하여 상기 상태 데이터 메모리(18)에 등록 저장하고, 표시부(38)에 예컨대 "조리금지"와 같은 키워드 내용을 표시하게 된다.
안내 음성 처리부(40)는 조리 메뉴의 선택과 조리 시간 및 조리물의 중량 설정을 안내하는 음성 안내 메시지의 데이터가 저장되어 있다.
또한, 안내 음성 처리부(40)는 마이컴(20)의 메시지 송출 제어에 의해, 해당되는 음성 안내 메시지의 데이터를 디코딩 처리하여 스피커(42)를 통해 외부로 송출한다.
그러나 이러한 종래 기술에 따른 음성 인식 전자 레인지는 다음과 같은 문제점이 있다.
우선 음성 인식의 결과에 따라서 오동작을 할 수 있는 가능성이 높다.
예컨대 종래의 음성 인식 전자 레인지에서 팝콘을 조리할 수 있는 메뉴가 있다고 가정하자. 이러한 팝콘 조리 메뉴를 "팝콘"이라는 사용자 음성 명령을 기초로 동작시킨다고 하면, 사용자가 종래의 음성 인식 전자 레인지 근처에서 "팝콘"이라고 말을 하면 자동적으로 전자 레인지의 동작이 수행될 것이다.
그러나 예컨대 "팝업(pop-up)", "팝컵(pop-cup)" 등을 전자 레인지 주변에서 대화 중에 무심코 말을 하는 경우에 이러한 전혀 다른 말을 팝콘 조리 메뉴를 구동시키는 명령으로 인식하여 전자 레인지가 가동될 수 있다.
이러한 전자 레인지의 오동작은 특히 전자 레인지 내부에 아무런 조리물도 없을 때에는 전자 레인지의 파손 내지는 심지어 폭발의 위험성도 존재한다.
따라서 특히 음성 인식 기능을 구비하는 전자 레인지에 있어서, 이러한 잘못된 음성 인식에 따른 오동작을 방지할 수 있는 방안에 대한 필요성이 커지고 있다.
본 발명의 목적은 유사음 인식 데이터를 기초로 음성 인식의 정확도를 확인하여 음성 인식 오류에 따른 전자 레인지의 오동작 가능성을 최소화할 수 있는 음성 인식 전자 레인지를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 음성 인식 전자 레인지의 제어 방법을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 음성 인식 기능을 구비하는 전자 레인지에 있어서, 사용자의 음성을 입력받아 전기적 신호로 변환하는 음성 입력부와, 상기 전자 레인지의 각 기능에 대응되는 동작 명령을 인식하기 위한 동작 명령 인식 데이터와 상기 동작 명령과 유사한 발음을 인식하기 위한 유사음 인식 데이터를 저장하는 음성 인식 데이터 저장부와, 상기 동작 명령 인식 데이터 및 상기 유사음 인식 데이터와 상기 음성 입력부의 출력을 비교하여 상기 사용자의 음성이 상기 동작 명령인지 여부를 판단하는 음성 인식부와, 상기 음성 인식부의 판단 결과를 기초로 상기 전자 레인지의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 음성 인식 전자 레인지를 제공한다.
본 발명에 따른 음성 인식 전자 레인지에 있어서, 상기 음성 인식부는, 상기 음성 입력부의 출력을 상기 동작 명령 인식 데이터와 비교하여 유사도를 수치화하여 출력하는 제1 비교부와, 상기 음성 입력부의 출력을 상기 유사음 인식 데이터와 비교하는 유사도를 수치화하여 출력하는 제2 비교부와, 상기 제1 비교부 및 상기 제2 비교부의 유사도 출력을 비교하여 상기 제1 비교부의 유사도가 상기 제2 비교부의 유사도보다 높은 경우 상기 사용자의 음성을 상기 동작 명령의 입력으로 결정하는 음성 인식 결정부를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 음성 인식 전자 레인지에 있어서, 상기 제어부는, 상기 음성 인식부의 판단 결과를 이용할지 여부를 판단하는 음성 인식 사용 결정부를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명은 음성 인식 전자 레인지의 제어 방법으로서, (a) 상기 전자 레인지의 각 기능에 대응되는 동작 명령을 인식하기 위한 동작 명령 인식 데이터와 상기 동작 명령과 유사한 발음을 인식하기 위한 유사음 인식 데이터를 저장하는 단계와, (b) 사용자의 음성을 입력받는 단계와, (c) 상기 사용자의 음성을 상기 동작 명령 인식 데이터 및 상기 유사음 인식 데이터와 비교하는 단계와, (d) 상기 비교 결과 상기 동작 명령 인식 데이터와의 유사도가 높은 경우 상기 사용자의 음성을 상기 동작 명령으로 지정하는 단계와, (e) 상기 동작 명령에 대응하여 상기 전자 레인지의 기능 수행을 위한 제어 명령을 생성하는 단계를 포함하는 음성 인식 전자 레인지의 제어 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 음성 인식 전자 레인지의 제어 방법에 있어서, 상기 (b) 단계 이전에, (f) 상기 음성 인식을 수행할지 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 음성 인식 전자 레인지 및 전자 레인지 제어 방법을 첨부한 도면을 참조로 하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 음성 인식 전자 레인지의 예시적인 구성도이다.
도시되듯이 본 발명에 따른 음성 인식 전자 레인지는 음성 입력부(110)와, 음성 인식 데이터 저장부(120)와, 음성 인식부(130)와 제어부(140)를 포함한다. 기타 전자 레인지의 구성 요소, 예컨대 조리 기능 선택을 위한 키버튼이나 마그네트론 구성 등에 대해서는 본 발명의 특징적인 사항과는 관련이 없으므로 도시 및 상세한 설명을 생략한다.
음성 입력부(110)는 사용자의 음성을 입력받아 전기적 신호로 변환한다. 예컨대 종래의 마이크로폰 등을 이용하여 전기적 신호로 변환한다.
음성 인식 데이터 저장부(120)는 전자 레인지의 각 기능에 대응되는 동작 명령을 인식하기 위한 동작 명령 인식 데이터(123)와, 동작 명령과 유사한 발음을 인식하기 위한 유사음 인식 데이터(126)를 저장한다.
즉 음성 인식 데이터 저장부(120)는 명령의 인식을 위한 기초 데이터 뿐만 아니라, 동작 명령과 유사한 발음에 대한 데이터 역시 저장하는 겻이다.
예컨대 "팝콘" 조리 명령에 대해서 "팝업" 등의 유사음을 유사음 인식 데이터로 저장하는 것이다.
음성 인식부(130)는 동작 명령 인식 데이터 및 유사음 인식 데이터와 음성 입력부(110)의 출력을 비교하여 사용자의 음성이 동작 명령인지 여부를 판단한다.
즉 사용자의 음성 입력이 동작 명령 인식 데이터와 유사한지 또는 유사음 인식 데이터와 유사한지 여부를 비교한 후 유사도가 높은 것으로 인식하는 것이다.
이를 위하여 음성 인식부(130)는 도시되지는 않았지만 제1 비교부와, 제2 비교부와, 음성 인식 결정부를 포함할 수 있다.
제1 비교부는 음성 입력부(110)의 출력을 동작 명령 인식 데이터와 비교하여 유사도를 수치화하여 출력한다.
제2 비교부는 음성 입력부(110)의 출력을 상기 유사음 인식 데이터와 비교하는 유사도를 수치화하여 출력한다.
이러한 수치화된 유사도는 이후 음성 인식 결정부에서 각각 비교되며 제1 비교부의 유사도가 제2 비교부의 유사도보다 높은 경우 사용자의 음성을 동작 명령의 입력으로 결정하는 것이다.
제어부(140)는 음성 인식부(130)의 판단 결과를 기초로 전자 레인지의 동작을 제어한다. 예컨대 사용자의 음성 입력이 "팝업"으로 인식되었다면 아무런 동작을 수행하지 않도록 제어하며, "팝콘"으로 인식되었다면 팝콘 메뉴의 동작을 수행하도록 제어 명령을 생성한다.
또한 제어부(140)는 음성 인식부(110)의 판단 결과를 이용할지 여부를 판단하는 음성 인식 사용 결정부를 더 포함할 수 있다. 즉 음성 인식을 통하여 제어를 수행할지 여부를 결정하는 것으로서, 예컨대 소음이 많은 환경 등에서는 음성 인식이 오동작할 여지가 많으므로 이러한 경우 음성 인식을 사용하지 않도록 미리 제어를 하는 것이다.
이러한 도 2를 참조로 설명한 음성 인식 전자 레인지는 바람직하게는 종래의 음성 인식 전자 레인지의 음성 인식과 병행하여 사용된다. 즉 기본적으로는 음성 인식을 수행하여 제어 명령을 생성하는 것이 바람직하지만, 이러한 음성 인식 결과가 유사음과 비교하여 유사음과 오히려 더 유사도가 높은 경우라면 오동작을 방지하기 위하여 전자 레인지 동작을 수행하지 않는 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 음성 인식 전자 레인지 제어 방법의 예시적인 흐름도이다.
우선 음성 인식을 위한 기초 데이터를 저장한다(S110).
즉 전자 레인지의 각 기능에 대응되는 동작 명령을 인식하기 위한 동작 명령 인식 데이터와 동작 명령과 유사한 발음을 인식하기 위한 유사음 인식 데이터를 각각 획득하여 저장한다.
즉 종래의 음성 인식의 경우 사용자의 음성 입력을 인식하기 위한 기초 데이터만이 저장되지만 본 발명에 따른 제어 방법의 경우 유사음과의 구별을 통하여 좀더 정확한 전자 레인지의 각 기능을 제어할 수 있도록 구성된다.
이후 사용자의 음성을 입력받는다(S120).
이후 상기 사용자의 음성을 음성 인식 기초 데이터, 즉 동작 명령 인식 데이터 및 유사음 인식 데이터와 각각 비교한다(S130). 즉 동작 명령인지 또는 동작 명령이 아니라 유사음인지 여부를 판단하기 위해서 비교를 수행하며, 예컨대 디지털화한 음성 데이터와 각 동작 명령 인식 데이터, 유사음 인식 데이터의 상관(correlation) 관계를 디지털 신호 처리를 통하여 추출하는 것이다.
이후 단계 S130에서의 비교 결과 동작 명령 인식 데이터와의 유사도가 높은 경우 사용자의 음성을 동작 명령으로 지정한다(S140). 즉 동작 명령 인식 데이터로 판단되는 경우에만 사용자가 동작 명령을 입력한 것으로 간주하는 것이다.
이후 단계 S140에서 지정된 동작 명령에 대응하여 전자 레인지의 기능 수행을 위한 제어 명령을 생성한다(S150).
또한 단계 S120 이전에, 도시되지는 않았지만 음성 인식을 수행할지 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
즉 비록 음성 인식 기능이 구비되는 전자 레인지를 사용하지만 특히 외부의 소음이 많은 경우에는 오동작의 가능성이 높다. 따라서 이러한 경우 음성 인식 기능을 자동적으로 수행하지 않도록 제어하는 것이며, 예컨대 학교나 회사 등의 공용 장소에서 전자 레인지를 사용하는 경우에 이러한 단계를 더 포함할 수 있다.
비록 본 발명의 구성이 구체적으로 설명되었지만 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 보호 범위가 이들에 의해 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 보호 범위는 청구범위의 기재를 통하여 정하여진다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 유사음 인식 데이터를 기초로 음성 인식의 정확도를 확인하여 음성 인식 오류에 따른 전자 레인지의 오동작 가능성을 최소화할 수 있다.

Claims (5)

  1. 음성 인식 기능을 구비하는 전자 레인지에 있어서,
    사용자의 음성을 입력받아 전기적 신호로 변환하는 음성 입력부와,
    상기 전자 레인지의 각 기능에 대응되는 동작 명령을 인식하기 위한 동작 명령 인식 데이터와 상기 동작 명령과 유사한 발음을 인식하기 위한 유사음 인식 데이터를 저장하는 음성 인식 데이터 저장부와,
    상기 동작 명령 인식 데이터 및 상기 유사음 인식 데이터와 상기 음성 입력부의 출력을 비교하여 상기 사용자의 음성이 상기 동작 명령인지 여부를 판단하는 음성 인식부와,
    상기 음성 인식부의 판단 결과를 기초로 상기 전자 레인지의 동작을 제어하는 제어부
    를 포함하는 음성 인식 전자 레인지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 음성 인식부는,
    상기 음성 입력부의 출력을 상기 동작 명령 인식 데이터와 비교하여 유사도를 수치화하여 출력하는 제1 비교부와,
    상기 음성 입력부의 출력을 상기 유사음 인식 데이터와 비교하는 유사도를 수치화하여 출력하는 제2 비교부와,
    상기 제1 비교부 및 상기 제2 비교부의 유사도 출력을 비교하여 상기 제1 비 교부의 유사도가 상기 제2 비교부의 유사도보다 높은 경우 상기 사용자의 음성을 상기 동작 명령의 입력으로 결정하는 음성 인식 결정부
    를 포함하는 것인 음성 인식 전자 레인지.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 음성 인식부의 판단 결과를 이용할지 여부를 판단하는 음성 인식 사용 결정부를 더 포함하는 것인 음성 인식 전자 레인지.
  4. 음성 인식 전자 레인지의 제어 방법으로서,
    (a) 상기 전자 레인지의 각 기능에 대응되는 동작 명령을 인식하기 위한 동작 명령 인식 데이터와 상기 동작 명령과 유사한 발음을 인식하기 위한 유사음 인식 데이터를 저장하는 단계와,
    (b) 사용자의 음성을 입력받는 단계와,
    (c) 상기 사용자의 음성을 상기 동작 명령 인식 데이터 및 상기 유사음 인식 데이터와 비교하는 단계와,
    (d) 상기 비교 결과 상기 동작 명령 인식 데이터와의 유사도가 높은 경우 상기 사용자의 음성을 상기 동작 명령으로 지정하는 단계와,
    (e) 상기 동작 명령에 대응하여 상기 전자 레인지의 기능 수행을 위한 제어 명령을 생성하는 단계
    를 포함하는 음성 인식 전자 레인지의 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 (b) 단계 이전에,
    (f) 상기 음성 인식을 수행할지 여부를 판단하는 단계
    를 더 포함하는 음성 인식 전자 레인지의 제어 방법.
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