KR101141793B1

KR101141793B1 - 음 높이 가변 어학학습시스템

Info

Publication number: KR101141793B1
Application number: KR1020110083201A
Authority: KR
Inventors: 강성관
Original assignee: 광주대학교산학협력단
Priority date: 2011-08-22
Filing date: 2011-08-22
Publication date: 2012-05-04

Abstract

본 발명은 어학학습 시스템에 관한 것으로, 특히 청취 학습에 있어서, 음을 7 단계로 분류하고, 원어민의 발음 및 발성에 대해 원음으로부터 음 단위로 올리거나 낮추어 듣기에 거부감 없이 선호하는 음으로 변조하여 학습할 수 있는 주파수 변조 모듈을 구비한 어학학습 시스템을 제공한다.

Description

음 높이 가변 어학학습시스템{A Language Learning System with Variations of Voice Pitch}

본 발명은 어학학습 시스템에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 음 높이를 다양하게 조절하여 어학 듣기학습을 할 수 있는 어학학습시스템에 관한 것이다.

현재 어학학습 중 원어민 발음을 듣기 연습하는 많은 프로그램이 나와 있으며, 뉴스 청취, 드라마 시청, 영화 시청, 팝 음악 청취 등이 그 예이다. 영어의 경우, 특히 연음 현상 등으로 익히 알고 있는 단어임에도 불구하고 알아듣지 못하는 경우가 많아 이를 분석적으로 끊어 듣게 하기도 하고, 반복적으로 듣게 하는 훈련이 권하여 지고 있다. 그에 따라 어학학습을 위한 도구들로 카세트테이프리더기, 엠피3, 엠피4, PMP 등의 다양한 학습 도구가 활용되고 있으며, 학습자는 이들 도구를 이용하여 반복 청취를 훈련하곤 한다.

그러나 성인들의 경우, 우리말과 영어의 발음 체계와 발성 체계상 원어민과의 차이로 인해 듣기 훈련에 많은 어려움을 겪고 있다.

따라서 본 발명의 목적은 어학학습 중 특히, 듣기 훈련에 있어서 원어민의 발화음을 학습자가 높은음 3단계 낮은음 3단계로 변조하여 학습자에게 적합한 음을 선택할 수 있도록 변조할 수 있는 어학학습 시스템을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명은, 외국어 어학 듣기 훈련을 위해 발성되는 언어의 주파수를 변조하는 주파수 변조 모듈을 포함하고,
상기 주파수 변조 모듈은, 원음의 4 개의 포먼트(formant) 주파수와 피치(pitch) 주파수를 인식하고, 이를 기준으로 4 개의 포먼트 주파수들과 피치 주파수를 변조가능하게 구성되며, 발성되는 소리를 서양 악보음계의 음계에 따라 7 음으로 구분하고, 원음을 가운데 음으로 설정하고, 그로부터 음을 높이거나 낮춘 상태로 변조하여 재생하게 하는 것을 특징으로 하는 어학학습 시스템을 제공할 수 있다.

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또한, 본 발명은, 상기 어학학습 시스템에 있어서, 상기 주파수 변조 모듈은, 상기 원음이 영어일 경우, 발성되는 소리를 서양 악보음계의 음계에 따라 7 음으로 구분하고, 원음을 가운데 음으로 설정하고, 그로부터 두 음 높인 변조 상태로 자동 재생하게 프로그래밍 되는 것을 특징으로 하는 어학학습 시스템을 제공할 수 있다.

본 발명에 따르면 듣기 훈련 어학학습을 하는 과정에서 음을 높이고 낮출 수 있어, 청취자가 가장 거부감이 없는 듣기 좋은 음으로 변조할 수 있고, 한 사람의 음성을 원음을 포함하여 7 사람이 발음한 효과를 얻을 수 있어 학습효과를 높일 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따라 발성되는 음을 한음 높인 스펙트로그램 이다.
도 2는 본 발명에 따라 발성되는 음을 한음 낮춘 스펙트로그램 이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명자는 발성을 시각적으로 분석하는 음성분석프로그램, 예를 들면 PRATT 등을 사용하여, 시간에 따른 진폭변화를 나타내는 음성 파형 그래프와 시간에 따른 주파수를 나타내는 스펙트로그램을 이용하여 원어민의 발성에 대한 변조를 시도하였다. 음성분석프로그램으로는 PRATT외에도 CSL, PC-Quirer, Wavesurfer, pro-tools 등을 사용할 수 있다.

영어 청취학습을 하는 우리나라 성인을 대상으로 하여 원어민의 발성에 대한 변조와 그에 대한 반응을 조사한 결과 우리나라 성인이 듣기에 거부감이 없고 비교적 잘 알아들을 수 있으며 따라하기 쉽게 느끼는 변조를 찾아낼 수 있었다.

다음은 본 발명자의 연구 과정에 대한 설명이다.

먼저, 원어민의 발성을 녹음하여 원음을 파형으로 분석 및 재생하고, 이에 따라 피치(pitch) 주파수와 F1, F2, F3, F4의 4 개의 포먼트(formant) 주파수를 분석하였다.

또한, 서양 음계인, '도레미파솔라시'의 7 음에 대한 음을 PRRAT 프로그램으로 분석하여 파형과 스펙토그램으로 각 음의 피치(pitch) 주파수와 F1, F2, F3, F4의 4 개의 포먼트(formant) 주파수를 분석 및 분류하였다.

다음으로, 원어민의 원음을 상기 7 음 중 중앙(즉, '파'음)에 해당하도록 설정하고, 이를 기준으로 한음씩 올리거나('솔'에 해당), 낮추어('미'에 해당) 성인들을 상대로 듣기에 거부감없이 호응을 나타내는 음을 선택하게 하였다. 그 결과 성인의 귀에 가장 큰 호응을 얻은 것은 원어민의 원음으로부터 두 음을 높인 음이었다.

도 1은 원어민이 발성한 'eat'라는 단어와 한음 올려서 변형한 음성을 보여주는 음성 파형과 스펙토그램이다. 두 번째 변형된 음성의 최대진폭 값을 보이는 시간 점(0.956초 지점)의 포먼트 값은 F1: 333 Hz; F2:2381 Hz; F3:3478 Hz; F4: 3948 Hz이다. F1값은 원음보다 18 Hz가 증가 되었고, F4는 191 Hz가 높아졌다. 같은 시간 점의 피치 값은 175 Hz가 되어 원래보다 10 Hz가 증가 되었다.

도 2는 동일 단어를 한음 내려서 변형한 음성을 보여주는 음성 파형과 스펙토그램 이다.

이러한 연구 결과에 기반하여 본 발명자는 어학 듣기 훈련을 위해 발성되는 언어의 주파수를 변조하는 주파수 변조 모듈을 포함하는 어학학습 시스템을 제안하였다.

즉, 어학학습을 하는 데 도움을 줄 수 있는 카세트 리더, 엠피3, 컴퓨터, PMP 등의 장치에 서양 음악의 7 음에 해당하는 음의 음성 파형과 스펙토그램을 데이터베이스로 구축하고, 그와 동시에 해당 파형의 피치와 4 개의 포먼트를 기록한 데이터베이스도 함께 구축하여, 원음을 재생하여 듣기 훈련을 할 경우, 사용자가 원음을 음 단위로 높이거나 낮출 수 있도록 한 주파수 변조 모듈을 상기 장치에 탑재시키는 것이다. 이때 음성 파형은 변조하지 않고 피치와 포먼트만을 변조한 것이 음의 높낮이 조절에 해당함을 숙지할 필요가 있다.

아래는 원음의 음을 한 음 및 두 음 높일 때 피치와 포먼트 주파수 변화를 제시한다.

1) 원음의 ① 피치(Hz) : 123 .55878151259333 Hz (mean pitch in SELECTION)

② F1 : 279.5786043169095 Hertz (mean F1 in SELECTION)

③ F2 : 2249.657128889827 Hertz (mean F2 in SELECTION)

④ F3 : 3326.2044427081487 Hertz (mean F3 in SELECTION)

⑤ F4 : 3669.9741688755766 Hertz (mean F4 in SELECTION)

2) 한음높게 ① 피치(Hz) : 130 .17150954924898 Hz (mean pitch in SELECTION)

② F1 : 294.89935175587317 Hertz (mean F1 in SELECTION)

③ F2 : 2363.3555784811665 Hertz (mean F2 in SELECTION)

④ F3 : 3243.164711403918 Hertz (mean F3 in SELECTION)

⑤ F4 : 3809.873239738802 Hertz (mean F4 in SELECTION)

3) 두음높게 ① 피치(Hz) : 140 .4079712129421 Hz (mean pitch in SELECTION)

② F1 : 316.1774337314725 Hertz (mean F1 in SELECTION)

③ F2 : 2530.229698761906 Hertz (mean F2 in SELECTION)

④ F3 : 3475.5015583018753 Hertz (mean F3 in SELECTION)

⑤ F4 : 4154.267370618944 Hertz (mean F4 in SELECTION)

이와 같이 하여, 사용자는 음 단위를 변조해가면서 자신의 취향에 맞게 원어민 발음을 들을 수 있게 된다.

또한, 청취 훈련의 리더는 음 단위를 각각 변조해가면서 수업을 진행할 경우, 지루하지 않은 반복효과로 수업을 효율화시킬 수 있다.

또한, 언급한 바와 같이, 원어민의 음을 두 음 높인 상태로 변조된 음을 선호함에 따라 두 음을 높인 상태로 자동재생하도록 프로그래밍한 주파수 변조 모듈을 어학학습 시스템에 탑재시켜 청취학습을 하게 할 수도 있다.

이로 인해 어학학습의 수업효과를 높이고 청취훈련을 좀 더 효율적으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예는 영어에 한하여 실험 및 분석된 것을 제시하였으나 그 응용은 다른 언어 학습에 모두 적용될 수 있다.

본 발명의 구성은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 얼마든지 다양한 응용과 변형이 가능함은 자명하다.

도면 부호 없음

Claims

외국어 어학 듣기 훈련을 위해 발성되는 언어의 주파수를 변조하는 주파수 변조 모듈을 포함하고,
상기 주파수 변조 모듈은, 원음의 4 개의 포먼트(formant) 주파수와 피치(pitch) 주파수를 인식하고, 이를 기준으로 4 개의 포먼트 주파수들과 피치 주파수를 변조가능하게 구성되며, 발성되는 소리를 서양 악보음계의 음계에 따라 7 음으로 구분하고, 원음을 가운데 음으로 설정하고, 그로부터 음을 높이거나 낮춘 상태로 변조하여 재생하게 하는 것을 특징으로 하는 어학학습 시스템.
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제1항에 있어서, 상기 주파수 변조 모듈은, 상기 원음이 영어일 경우, 발성되는 소리를 서양 악보음계의 음계에 따라 7 음으로 구분하고, 원음을 가운데 음으로 설정하고, 그로부터 두 음 높인 변조 상태로 자동 재생하게 프로그래밍 되는 것을 특징으로 하는 어학학습 시스템.