KR100915681B1 - 컴퓨터 주도형 대화 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컴퓨터 주도형 대화 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 도우미를 이용한 컴퓨터와 대화자의 대화 방법에 있어서, 컴퓨터와 대화자의 대화를 도와주는 도우미를 지정하는 과정; 컴퓨터에 의하여 언어학습을 위한 배경영상과 음향과 문자 신호를 출력하고 언어학습 대화용 음성신호를 출력하는 과정; 컴퓨터에 의하여 학습자의 대답 음성신호가 인식되면 예측된 대답과 질문인지 확인하고 예측되지 않은 대답과 질문이면 지정된 도우미로 한정된 대답과 질문으로 유도하는 한정과정; 및 예측된 대답과 질문이 입력되면 데이터베이스로부터 해당 대답과 질문 자료를 검색하여 유사한지 확인하고 설정된 소정 답변신호를 음성신호로 출력하는 답변과정; 을 특징으로 하여, 컴퓨터를 이용한 언어학습의 대화가 제한된 경우 수 범위에서 진행되도록 유도하고, 다시 전개하는 과정을 반복하므로, 제한된 메모리 용량의 컴퓨터 주도에 의하여 자연스러운 대화가 진행되도록 하는 효과가 있다.

Description

컴퓨터 주도형 대화 장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS OF NATURALLY TALKING WITH COMPUTER}

본 발명은 컴퓨터를 이용한 대화식 언어 학습에 관한 것으로, 특히 컴퓨터에 의하여 일대일 또는 다수와의 언어 학습 또는 대화를 주도하는 것으로, 대화에서 예측되는 경우의 수를 제한하여 상호작용적 대화가 이루어지도록 하는 컴퓨터 주도형 대화 장치 및 방법에 관한 것이다.

컴퓨터(PERSONAL COMPUTER: PC)는 인간의 사고능력을 대체하는 기계장치로, 초기에 수학적 계산을 대체하는 수준으로 시작하여 대량의 데이터 처리에 의한 이미지 프로세싱(IMAGE PROCESSING), 데이터 처리, 음성인식, 텍스트의 음성변환 출력(TEXT TO SPEECH: TTS) 등과 같이 다양한 응용(APPLICATION) 기술이 개발되어 적용되고 있다.

이러한 컴퓨터 응용기술을 이용하여 컴퓨터와 사용자 사이에서 대화를 할 수 있게 되고, 대화를 이용하여 사용자에게 언어를 학습하도록 하는 것이 본 발명 기술이다.

종래 기술의 일예에 의한 것으로, 언어 학습 또는 대화의 방식을 설명하면, 컴퓨터에서 학습 또는 대화를 위하여 질문 형식의 음성신호를 발생하고, 학습자 또는 대화자는 질문에 대답하는 형식의 응답신호를 컴퓨터에 입력한다. 컴퓨터는 응답신호를 인식하고 기록 관리되는 해답과 동일한지를 확인 하거나 일정한 시간이 경과한 후에 다음단계의 학습으로 진행하는 형식이다.

일예로, 음성인식 기능이 구비되지 않은 컴퓨터에서는, 음성신호로 출력되는 질문에 대한 학습자 또는 대화자의 대답을 인식하고 타당한지 판단할 수단이 없으므로, 학습용 또는 대화용 질문 음성신호를 출력하고 일정한 시간동안 학습자 또는 대화자가 생각하도록 하며, 학습자 또는 대화자의 대답에 무관하게 다음 순서의 질문으로 진행하거나, 키보드를 통하여 수동으로 문장입력 또는 마우스로 제시된 답변 문장의 선택과 같은 방법으로 대화를 진행한다. 이러한 방식은 실제적인 상호 작용적인 대화식가 이루어지지 않아 매우 부자연스러운 문제와 학습 또는 대화가 적절하고 효과적으로 진행되는지를 확인하기 어려운 등의 문제가 있다.

다른 일예로, 음성인식 기능이 구비된 컴퓨터의 경우, 학습 또는 대화의 진행을 위해 음성신호로 질문하고, 학습자 또는 대화자의 대답을 음성신호로 인식하며, 컴퓨터에 기록되어 저장된 형식의 음성신호와 대비하여 동일한 대답이 입력되는 경우 다음 단계 학습 또는 대화로 진행하는 방식으로, 컴퓨터의 일방 주도형으로 대화가 이루어진다. 즉, 학습자 또는 대화자는 필요한 문장을 암기하고 질문에 해당하는 지정된 문장으로 대답할 것을 요구하므로 학습 또는 대화의 스토리 전개가 매우 단조로우며 다양한 양상의 대답을 선택할 여지의 융통성이 결여되어 있어, 학습자가 싫증을 쉽게 느끼게 하고 학습의 효율이 저하되는 등의 문제가 있다.

일상생활에서 일반적인 대화가 진행되는 경우, 질문 내용에 따라 다양한 상황이 전개되며, 예측되지 않는 형태의 대답으로 대화가 진행되므로 지루하거나 싫증나는 일이 없으나, 종래 기술과 같은 컴퓨터의 학습방식 또는 대화는 암기방식의 정해진 대답으로 대화가 이루어지므로 학습자의 학습의욕을 상실하게 하고 학습을 지루하게 하거나 싫증나게 하므로 학습효과가 떨어지는 문제가 있다.

본 발명은 컴퓨터를 이용하여 일반적인 대화 방식으로 언어 학습 및 대화를 수행하는 것으로, 특히 대화에서 예측되는 경우의 수를 제한하므로 컴퓨터의 제한된 자원을 이용하여 자연스러운 방식의 학습 및 대화를 유도하는 컴퓨터 주도형 대화 장치 및 방법을 제공하는 것이 그 목적이다.

또한, 컴퓨터에 의하여 예측 가능한 대화의 경우 수를 제한하고 도우미를 이용하여 소정의 범위에서 자연스러운 대화 방식의 학습이 진행되도록 질문을 유도하는 컴퓨터 주도형 대화 장치 및 방법을 제공하는 것이 그 목적이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은, 도우미를 이용한 컴퓨터와 대화자의 대화 방법에 있어서, 컴퓨터와 대화자의 대화를 도와주는 도우미를 지정하는 과정; 컴퓨터에 의하여 언어학습을 위한 배경영상과 음향과 문자 신호를 출력하고 언어학습 대화용 음성신호를 출력하는 과정; 컴퓨터에 의하여 학습자의 대답 음성신호가 인식되면 예측된 대답과 질문인지 확인하고 예측되지 않은 대답과 질문이면 지정된 도우미로 한정된 대답과 질문으로 유도하는 한정과정; 및 예측된 대답과 질문이 입력되면 데이터베이스로부터 해당 대답과 질문 자료를 검색하여 유사한지 확인하고 설정된 소정 답변신호를 음성신호로 출력하는 답변과정; 이 포함되는 구성을 제시한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은, 학습자와 대화식으로 언어 학습하는 컴퓨터에 있어서, 학습자의 대답 음성신호가 인식되면 데이터 처리하여 예측된 대답인지 확인하고 예측되지 않은 대답이면 지정된 도우미로 대답을 유도하며, 인식된 대답과 검색된 대답을 비교하여 학습자에게 답변하도록 제어하고 감시하는 제어부; 제어부의 감시와 제어에 의하여 음성신호를 인식하여 데이터로 변환하고 해당 데이터를 음성신호, 배경음향, 배경영상으로 변환하며, 학습자의 대답 신호가 예측된 것인지 분석하고 지정된 도우미 신호를 출력하는 처리부; 및 제어부의 제어에 의하여 인식된 음성신호, 출력할 음성신호, 배경 음향신호, 배경 영상신호, 예측되는 대답신호, 도우미 정보를 데이터베이스로 기록 관리하는 데이터부; 가 포함되는 구성을 제시한다.

이하, 상기와 같은 구성의 본 발명에 의한 것으로, 컴퓨터 주도형 대화 장치 및 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명을 설명하기 위하여 첨부된 것으로, 도 1 은 본 발명의 일예에 의한 컴퓨터 주도형 대화 장치 기능 구성도 이고, 도 2 는 본 발명에 의한 처리부와 데이터부의 상세 기능 구성도 이며, 도 3 은 본 발명의 일예에 의한 대화의 질문과 응답에 의한 트리구조 도시도 이고, 도 4 는 본 발명의 일예에 의한 컴퓨터 주도형 대화 방법 순서도 이다.

본 발명의 일예를 설명함에 있어서, 본 발명과 직접적으로 관련 없고, 잘 알려져 있는 기술 내용에 대하여서는 도면 도시 및 설명을 생략하므로, 본 발명의 요지를 흐리지 않고 명확하게 전달한다.

도 1 및 도 2 를 참조하여, 본 발명의 일예에 의한 컴퓨터 주도형 대화식 언어 학습장치를 설명하면, 컴퓨터가 주도하여 대화식 언어학습을 학습자에게 제공하도록 하는 프로그램이 기록된 프로그램부(10); 학습자의 대답이 예측되지 않은 대답이면 도우미로 대답을 유도하고, 검색된 대답과 비교하여 답변하도록 제어하고 감시하는 제어부(20); 음성신호를 인식하고 답변 음성신호, 배경 음향신호, 배경영상신호를 해당 데이터로부터 변환하며, 예측된 대답인지를 분석하고 지정된 도우미 신호를 출력하는 처리부(30); 및 인식된 음성신호, 출력할 음성신호, 배경 음향신호, 배경 영상신호, 예측되는 대답신호, 도우미 정보를 데이터베이스로 기록하는 데이터부(40); 학습자의 음성대답 신호를 입력하는 마이크(50); 학습을 위한 배경영상, 문자, 색상을 출력하는 표시부(60); 언어학습을 위한 제어명령과 데이터 등의 정보를 입력하는 입력부(70); 언어 학습을 위한 음성신호와 배경음향 신호를 출력하는 스피커(80); 다른 컴퓨터와 유선 또는 무선으로 통신하는 통신부(90); 가 포함되는 구성을 특징으로 한다.

또한, 상기 처리부(30)는 음성신호를 인식하고 데이터로 변환하는 음성인식부(31); 검색되어 제공되는 음성 데이터를 음성신호로 변환하는 음성출력부(32); 검색되어 제공되는 배경음향 데이터를 오디오 신호로 변환하는 배경음향부(33); 검색되어 제공되는 배경영상 데이터를 영상신호로 변환하는 배경영상부(34); 제공되는 대답신호가 데이터부(40)로부터 검색된 예측 대답신호인지를 확인하는 예측학습부(35); 및 지정되어 검색된 데이터를 해당 도우미 정보로 변환하는 도우미부(36); 가 포함되는 구성을 특징으로 한다.

또한, 상기 데이터부(40)는, 음성신호 데이터를 기록하는 음성인식 디비(41); 음성출력 데이터를 기록하고 언어학습을 위하여 검색된 음성출력 데이터를 출력하는 음성출력 디비(42); 언어학습을 위한 배경음향을 기록하고 검색 출력하는 배경음향 디비(43); 언어학습을 위한 배경영상을 기록하고 검색 출력하는 배경영상 디비(44); 언어학습을 위한 학습자의 예측되는 대답신호를 기록하고 처리부(30)가 인식한 대답신호를 제공받아 유사한 것이 있는지 검색하는 예측학습 디비(45); 캐릭터, 문자, 음향, 색상을 도우미 데이터로 기록하고 지정된 도우미 데이터를 검색하여 제공하는 도우미 디비(46); 가 포함되는 구성을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 설명하는데 있어서, 일예로, 학습을 위한 것으로 컴퓨터 주도형 언어학습 대화를 위주로 설명하고, 컴퓨터가 주도하는 일반적인 대화 즉, 가정 자동화(HA) 장치, 로봇 등과 대화하는 경우에도 본 발명의 사상에 의한 기술이 동일하게 적용된다.

도 1 및 도 2 를 참조하여 본 발명에 의한 것으로, 일예에 의한 것으로, 컴퓨터 주도형 대화식 언어 학습장치를 상세히 설명하면, 제어부(20)는 학습자에 의하여 입력부(70)로부터 언어학습을 시작하고자 요청하는 명령신호가 입력되면, 프로그램부(10)로부터 언어학습을 위한 해당 응용 프로그램을 로딩하여 학습자에게 언어학습 서비스를 제공하기 위한 대기상태가 된다. 이때 제어부(20)는 통신부(90)를 감시하여 다른 학습용 컴퓨터 또는 관리용 컴퓨터와 접속되었는지를 확인하고, 접속된 경우는 현재의 운용상태 정보와 관리용으로 필요한 운용정보를 상호 교환하며, 언어학습 진행에 따라 서로 필요한 정보를 교환하도록 주기적으로 제어 및 감시한다.

상기 제어부(20)는 언어학습 서비스를 학습자에게 제공하기 위하여, 데이터부(40)의 음성출력 디비(42), 배경음향 디비(43), 배경영상 디비(44)로부터 언어학습 서비스의 배경영상 신호와 배경음향 신호 및 텍스트(TEXT) 데이터로 이루어진 음성신호를 검색하고 처리부(30)에 제공한다.

처리부(30)는 제어부(20)로부터 제공된 배경영상 신호와 배경음향 신호 및 텍스트 데이터를 배경영상부(34), 배경음향부(33), 음성출력부(32)에 각각 제공하여, 배경영상 데이터를 배경영상 신호로 변환하고, 배경음향 데이터를 배경음향 신호로 변환하며, 음성 데이터인 텍스트 데이터를 TTS(TEXT TO SPEECH) 기술에 의하여 음성신호로 변환한다. 제어부(20)에 의하여 각각 변환된 영상신호는 표시부(60)에 제공 및 출력되도록 감시하고, 배경음향 신호와 배경음성 신호는 스피커(80)에 각각 제공하여 출력되도록 제어하고 감시한다.

상기 제어부(20)는 마이크(50)로부터 학습자의 음성신호가 입력되는지 감시하고 학습자의 음성신호가 입력되는 경우 처리부(30)의 음성인식부(31)에 제공하여 인식되는지 확인한다. 처리부(30)에서는 인식된 대답 음성신호를 예측학습부(35)에 제공하여 언어학습의 해당 진행을 위한 예측된 대답에 포함되는지를 확인하도록 한다. 예측학습부(35)는 데이터부(40)의 예측학습 디비(45)를 검색하여 인식된 대답과 유사한 대답이 있는지를 분석한다. 즉, 인식된 대답과 설정된 소정 비율 이상 유사한 대답이 예측학습 디비(45)로부터 검색되는지 확인한다.

예측된 대답과 인식된 대답을 디지털 데이터로 처리하여 대비하므로 유사도가 설정된 소정 비율 이상인지를 확인할 수 있다. 유사도 측정을 위하여 설정된 소정 비율은, 입력되어 인식된 대답 음성신호에 주변환경의 잡음이 포함된 상태, 학습자 억양의 변화, 비슷한 단어 및 어구의 사용, 학습자의 연령 및 성별 등에 의한 음성신호의 차이 등등을 감안하여 반복된 실험으로 적정한 값을 선택한다.

제어부(20)는 학습자로부터 입력된 대답이 예측한 대답의 범위에 포함되는 것으로 확인되면, 데이터부(40)의 음성출력 디비(42)로부터 지정된 대답 자료를 검색하고 데이터 처리하여 유사도를 확인한다. 인식된 대답과 검색된 지정 대답의 설정된 소정 비율 이상 유사한 경우는 "적절함"과 같은 표현을 학습자에게 제공하고 언어학습 진행을 위하여 다음 단계로 복귀하며, 유사하지 않은 경우는 "틀림"과 같은 표현을 학습자에게 제공하고 다음단계로 복귀하며, 이러한 언어학습의 결과는 데이터부(40)의 별도 할당된 메모리 영역에 기록하여 나중의 학습 진도 평가 등에 활용한다.

또한, 제어부(20)는 감시중인 음성인식부(31)가 입력한 학습자의 대답이 예측학습부(35)에 의하여 예측된 대답이 아닌 것으로 확인되는 경우는 도우미부(36)를 제어하여, 지정된 도우미가 출력되도록 하고 학습자로부터 제한된 범위의 대답이 입력 및 인식되도록 유도한다. 지정된 도우미는 캐릭터, 그림, 동영상, 문자 메시지, 음성 메시지, 색상 메시지 등이 포함되고, 일예로, "~~이 궁금하지 않니? 한번 물어봐." 또는 " ~~하게 물어보는 것은 어떠니?" 등등과 같이 언어학습의 대화를 컴퓨터가 주도하는 동시에 대화의 범위를 제한하는 방식이다. 이러한 도우미 정보는 데이터부(40)의 도우미 디비(46)에 기록 관리되며, 사전에 언어학습의 단계 별로 도우미를 지정 기록 및 관리한다.

종래에는 단순하게 학습자의 음성신호를 인식하고 지정된 음성신호가 입력되는지를 비교하여 옳고 그름을 판단하는 방식, 즉 음성인식의 성공여부만을 판단하여 대화를 이끌어 가는 것으로, 학습자는 제시된 문장 또는 단어를 읽거나 외워서 질문 또는 대화에 대답하는 방식이었으나, 본 발명에서는 도우미를 이용하여 대화를 주도하여 일정한 방향의 대화가 되도록 대화의 방향을 유도하거나 제한하므로 컴퓨터의 적은 데이터베이스(DATABASE: DB) 용량으로도 학습자와 자유로운 대화식 또는 상호작용적 언어학습이 가능하다.

일반적인 대화에서는 학습자와의 대화 및 질문이 어떤 내용을 포함할지, 일예로, 긍정, 부정, 의문사를 지닌 의문문, 부가 의문문 등과 같이 매우 복잡한 형태에 의한 무한대의 경우의 수가 발생하므로 학습자에게 대답하기 위한 내용 저장을 위하여 데이터베이스의 용량이 무한대로 필요하다. 또한 그 처리 방법도 매우 복잡한 동시에 시간이 많이 소요되는 문제가 있으나, 본 발명에서는 대화를 주도하여 원하는 방향으로 유도 및 제한하므로, 즉, 미리 정해진 제한된 문장, 단어 등에 의한 도우미를 이용하여 언어학습을 위한 대화의 방향을 컴퓨터가 주도하므로 적은 용량의 컴퓨터 데이터베이스로 자연스러운 대화 방식으로 언어학습을 진행할 수 있다.

도우미를 이용하여 상호작용적 대화식 전개 방식에는 여러 가지가 있으나, 일실시예로 설명하면 다음과 같다.

가. 그림, 동영상 도우미 활용

소정의 그림이나 동영상을 이용하여 질문 또는 대답이 발생하도록 일정한 방향으로 유도하므로, 무한대의 경우 수가 발생할 수 있는 대화를 원하는 방향으로 제한한다.

이러한 대화는 언어학습의 각 단계별 상황에 적합하게 대화의 순서를 구성하고, 학습자는 컴퓨터와 1:1 대화를 위하여 그림이나 동영상으로 주어진 상황의 주인공으로 인식하게 하여 컴퓨터의 유도질문에 대답하도록 한다.

나. 예측 가능한 데이터 입력

학습자의 인식도가 떨어지는 대답을 미리 예측하여 데이터로 기록하고, 설정된 전개방향을 확인하도록 데이터로 입력하여 언어학습 진행 상태를 제어하고 대화의 경우 수를 제한한다. 또한 문법 구조와 의사소통이 가능한 문장, 오류가 포함된 문장 등을 데이터로 입력하고 학습자 입력으로 인식되는 음성 데이터와 비교하여 오류의 유형을 파악한다.

다. 캐릭터와 제 3 신호 등에 의한 도우미 활용

그림, 동영상에 의한 제 3 자 캐릭터를 도우미로 활용하여 학습자가 컴퓨터에 질문하는 상황, 일예로, "무엇이 궁금하지 않니? 한번 물어봐(Aren't you curious about something? Ask him, What....)" 등과 같이 유도하고 학습자의 대답을 데이터로 입력하여 분석한다. 학습자의 대답이 예측된 내용과 유사하지 않으면 컴퓨터는 재차 질문하여 설정된 대화의 방향으로 유도한다.

이러한 캐릭터를 활용하지 않는 경우는 When, Where, What, Why, Who, How, Yes-No에 의한 의문문 형태를 미리 정하여 약속된 색상, 모양의 그림, 음향, 문자 등과 같은 제 3의 신호로 전개한다는 사용법을 학습자에게 소개하고 질문 또는 대답하도록 하거나, 자막으로 유도(예; It's your turn.)하여 질문 또는 대답하게 하므로 자연적인 대화로 의문문을 학습하도록 유도한다.

언어학습이 원만하게 진행되는 중간 상황에서는 도우미 대신에 설정된 소정의 신호만으로도 학습자가 질문 또는 대답할 순서임을 인지하도록 할 수 있다.

라. 대화의 전개를 나무구조(Tree - Structure)로 제한

컴퓨터와의 대화를 나무의 가지 구조처럼 상황 전개하므로 다양한 경우의 수로 대화 연습하여 학습하고, 또한 일정한 방향으로 대화가 진행되도록 유도하여 상황이 무한대로 전개되지 않도록 제한한다.

첨부된 도 3에 이러한 나무구조의 대화 상황이 도시되어 있다.

즉, 대화의 질문에 대한 답변을 미리 예측하여 컴퓨터에 입력하고, 대화의 경우 수를 제한하여 무한대로 펼쳐지지 않도록 묶으며, 묶여진 대화의 경우 수를 다시 전개하는 과정을 반복하므로 학습자는 제한 유도된 경우의 수에 의하여서도 다양한 상황의 질문을 선택하여 학습한다.

도 4 를 참조하여, 본 발명의 일예에 의한 것으로 도우미를 이용한 컴퓨터와 대화자의 대화 방법을 설명하면, 컴퓨터와 대화자의 대화를 도와주는 도우미를 지정하는 과정; 컴퓨터에 의하여 언어학습용 배경영상, 배경음향, 배경문자를 출력하고 언어학습 대화를 위한 음성신호를 출력하는 과정; 음성신호가 인식되고 예측되지 않은 대답과 질문이면 지정된 도우미로 한정된 대답과 질문을 유도하는 한정과정; 인식된 대답과 질문이 검색된 것과 유사한지 아닌지 확인하여 소정의 답변 신호를 음성신호로 출력하는 답변과정; 이 포함되는 구성을 특징으로 한다.

또한 상기 한정과정은, 컴퓨터에 의하여 학습자로부터 대답과 질문하는 음성신호가 입력되어 인식되는지를 확인하는 과정; 음성신호가 인식되면 데이터 처리로 분석하여 예측된 대답과 질문인지를 확인하는 과정; 및 예측된 대답과 질문이 아닌 것으로 확인되면 지정된 도우미로 한정된 범위의 대답과 질문이 입력되도록 유도하는 과정; 이 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 답변과정은, 예측된 대답과 질문을 데이터 처리하고 데이터베이스로부터 지정된 대답과 질문 정보를 검색하는 과정; 검색된 대답과 질문 정보 그리고 학습자로부터 인식된 대답과 질문 정보를 데이터 처리로 분석하여 유사한지 확인하는 과정; 인식된 대답과 질문 정보가 검색된 대답과 질문 정보와 유사한 정보로 확인되면 학습자에게 적절함이란 내용의 답변을 제공하는 과정; 및 인식된 대답과 질문 정보가 검색된 대답과 질문 정보와 유사하지 않은 정보로 확인되면 학습자에게 틀림이란 내용의 답변을 제공하는 과정; 이 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 도우미는 컴퓨터의 출력장치를 통하여 출력되는 캐릭터, 그림, 동영상, 문자메시지, 음성메시지, 색상메시지 중에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.

이하 도 4 를 참조하여 본 발명에 의한 것으로 컴퓨터 주도형 대화식 언어 학습방법을 상세히 설명하면, 컴퓨터에 의하여 학습자로부터 언어학습을 요청하는 명령신호가 입력되는 경우, 언어학습을 위한 배경영상, 배경음향, 배경문자 등을 검색하여 출력한다(S100). 이때 출력되는 정보는 학습자의 언어학습 단계 또는 레벨에 의하여 차이가 있으며, 일예로, 학습자가 레벨을 사전에 선택 지정하거나 이전에 학습되어 기록 관리되는 정보에 의하여 자동으로 설정된다.

컴퓨터는 학습자의 학습 레벨에 해당되는 언어학습용 대화를 위한 음성신호를 데이터부로부터 검색하고, 검색된 음성신호 데이터는 음성출력부의 TTS 기술에 의하여 음성신호로 변환하여 스피커로 출력하므로 학습자가 확인한다(S110).

학습자는 컴퓨터로부터 출력되는 언어학습용 음성신호를 확인하고 대답 또는 질문을 하며, 컴퓨터는 학습자의 대답 또는 질문이 입력되어 인식되는지를 확인한다(S120). 컴퓨터는 학습자의 음성신호가 인식되지 않는 경우에 초기 단계로 다시 궤환하고, 학습자의 음성신호가 인식되는 경우는 데이터부에 기록된 예측된 대답 또는 질문과 유사한 것인지를 확인한다(S130). 데이터부에 기록되고 예측된 대답 또는 질문과 입력된 음성신호를 데이터 비교 처리하여, 설정된 소정 비율이상 동일한 경우에 유산한 것으로 처리한다.

컴퓨터는 학습자로부터 입력되고 인식된 대답 또는 질문이 예측된 대답 또는 질문과 유사하지 않은 경우에 지정된 도우미를 이용하여 대답 및 질문이 제한된 범위에서 이루어지도록 유도하고(S140), 학습자의 음성신호가 입력되어 인식하는 과정으로 궤환한다.

또한, 컴퓨터에 의하여 학습자로부터 입력되고 인식된 대답 또는 질문이 예측된 대답 또는 질문과 유사한 것으로 확인되는 경우, 데이터부로부터 언어학습의 해당 레벨 또는 단계에서 기록된 대답 또는 질문 내용을 검색하고(S150), 입력되어 인식된 대답 또는 질문과 설정된 범위로 유사한 것인지를 확인한다(S160).

컴퓨터의 확인에 의하여 인식된 대답 또는 질문이 검색된 대답 또는 질문과 설정된 범위로 유사한 경우는 "적절함" 내용의 답변을 하고(S170), 유사하지 않은 경우는 "틀림"의 답변을 한다(S180).

이와 같은 답변을 한 컴퓨터는 처음 과정으로 복귀하여 다음 단계 또는 레벨의 언어학습을 준비한다.

상기와 같은 본 발명은 컴퓨터와 학습자 사이의 언어학습을 위한 대화를 나무구조로 이끌어 가면서 무한대의 경우 수가 나오지 않도록 제한 유도하여 하나의 경우 수로 묶고 다시 나무구조로 전개하는 과정을 반복하므로, 자연스러운 대화가 진행되도록 하는 동시에 언어학습이 효율적으로 이루어지도록 하므로, 언어학습용을 포함하여, 컴퓨터 게임, 가정용 로봇, 휴대폰, 무인 안내소, 티켓 발매, ARS 응답 서비스 등등에 적용할 수 있는 장점이 있다.

또한, 대화가 진행되는 경우의 수를 제한하고 일정한 방향으로 유도하면, 컴퓨터의 제한된 용량으로 상호적용적의 대화식 언어학습을 할 수 있고, 가상현실에 의한 컴퓨터 게임의 경우 진행 상황 전개가 성격에 따라 미리 제한된 상태로 스토리를 전개하므로, 도우미를 활용하여 상호작용적 대화식 게임으로 개발할 수 있다.

본 발명을 일예로 설명하였으나, 반드시 이러한 일예에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 일예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 일예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

특히, 본 발명은 일예로, 컴퓨터 주도형 언어학습의 대화를 위주로 설명하고, 가정 자동화(HOME AUTOMATION: HA), 로봇(ROBOT) 등과 같이 컴퓨터를 이용되고 컴퓨터가 주도하는 일반적인 대화에서도 본 발명의 기술이 동일하게 적용됨은 명확하다.

상기와 같은 구성의 본 발명은 학습자와 컴퓨터 사이에서 제한된 경우 수를 이용하여 다양한 상황에 대응하는 자연스러운 대화가 이루어지면서 컴퓨터를 이용하여 언어학습이 효율적으로 이루어지도록 하는 산업적 이용효과가 있다.

또한, 컴퓨터를 이용한 언어학습의 대화가 제한된 경우 수 범위에서 진행되도록 유도하고, 다시 전개하는 과정을 반복하므로, 제한된 메모리 용량의 컴퓨터 주도에 의하여 무한대 경우의 수와 같은 질문과 답변이 이루어지도록 하며 자연스러운 언어교육이 진행되도록 하는 사용상 편리한 효과가 있다.

도 1 은 본 발명의 일예에 의한 컴퓨터 주도형 대화 장치 기능 구성도,

도 2 는 본 발명에 의한 처리부와 데이터부의 상세 기능 구성도,

도 3 은 본 발명의 일예에 의한 대화의 질문과 응답에 의한 트리구조 도시도,

도 4 는 본 발명의 일예에 의한 컴퓨터 주도형 대화 방법 순서도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

10 : 프로그램부 20 : 제어부

30 : 처리부 31 : 음성인식부

32 : 음성출력부 33 : 배경음향부

34 : 배경영상부 35 : 예측학습부

36 : 도우미부 40 : 데이터부

41 : 음성인식 디비 42 : 음성출력 디비

43 : 배경음향 디비 44 : 배경영상 디비

45 : 예측학습 디비 46 : 도우미 디비

50 : 마이크 60 : 표시부

70 : 입력부 80 : 스피커

90 : 통신부

Claims (7)

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2. 도우미를 이용한 컴퓨터와 대화자의 대화 방법에 있어서,

   상기 컴퓨터의 출력장치를 통하여 출력되는 그림, 동영상, 문자메시지, 음성메시지, 색상메시지 중에서 선택된 적어도 하나로 구성되며 상기 컴퓨터와 대화자의 대화를 도와주는 도우미를 지정하는 과정;

   상기 컴퓨터에 의하여 언어학습을 위한 배경영상과 음향과 문자 신호를 출력하고 언어학습 대화용 음성신호를 출력하는 과정;

   상기 컴퓨터에 의하여 학습자의 대답 음성신호가 인식되면 예측된 대답과 질문인지를 유사도가 설정된 소정 비율로 확인하고 예측되지 않은 대답과 질문이면 지정된 도우미로 한정된 대답과 질문으로 유도하는 한정과정; 및

   상기 예측된 대답과 질문이 입력되면 데이터베이스로부터 해당 대답과 질문 자료를 검색하여 유사한지 확인하고 설정된 소정 답변신호를 음성신호로 출력하는 답변과정; 이 포함되어 구성되는 컴퓨터 주도형 대화 방법
3. 제 2 항에 있어서, 상기 답변과정은,

   상기 예측된 대답과 질문을 데이터 처리하고 데이터베이스로부터 지정된 대답과 질문 정보를 검색하는 과정;

   상기 검색된 대답과 질문 정보 그리고 학습자로부터 인식된 대답과 질문 정보를 데이터 처리로 분석하여 유사한지 확인하는 과정;

   상기 인식된 대답과 질문 정보가 검색된 대답과 질문 정보와 유사한 정보로 확인되면 학습자에게 적절함이란 내용의 답변을 제공하는 과정; 및

   상기 인식된 대답과 질문 정보가 검색된 대답과 질문 정보와 유사하지 않은 정보로 확인되면 학습자에게 틀림이란 내용의 답변을 제공하는 과정; 이 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 주도형 대화 방법.
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