KR101377459B1 - 자동 통역 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

자동 통역 장치가 제공된다. 이 자동 통역 장치는 제 1 언어 음성을 입력받고, 음성 인식 과정을 거쳐 제 1 언어 문장을 생성하는 음성 인식부, 상기 생성된 제 1 언어 문장에 포함된 요소를 추출하는 언어 처리부, 기 번역문장이 저장된 기 번역문장 데이터베이스를 참조하여, 상기 추출된 요소와 상기 기 번역문장에 포함된 요소를 비교하고, 비교 결과에 근거하여 상기 제 1 언어 문장과 상기 기 번역문장 간의 유사도를 계산하는 유사도 계산부, 상기 계산된 유사도에 따라 상기 기 번역문장 데이터베이스를 참조하여 상기 제 1 언어 문장을 제 2 언어 문장으로 번역하는 문장 번역부 및 상기 번역된 제 2 언어 문장에 대응하는 음성 데이터를 검출하고, 검출된 음성 데이트를 합성하여, 상기 제 2 언어 문장에 대응하는 아날로그 형태의 음성 신호를 출력하는 음성 합성부를 포함한다.

Description

자동 통역 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR INTERPRETING USING UTTERANCE SIMILARITY MEASURE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 자동 번역 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 문장간 유사도 측정 기술을 이용한 자동 번역 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부의 IT성장동력기술개발 사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2008-S-019-02, 과제명: 휴대형 한/영 자동통역 기술개발].
기존의 자동 통역 장치는 음성 인식에서 오류가 발생하면, 올바른 문장 번역을 할 수 없다. 또한 정상적인 음성 인식 결과일지라도 번역의 오류가 존재한다. 따라서, 번역된 문장을 음성 신호로 변환하여 출력하는 경우, 통역의 오류가 발생할 수밖에 없다. 이를 해결하기 위한 기존의 기술들은 음성 인식 결과를 제한된 범위 내에서 문장으로 변환하고, 변환된 문장을 번역한 후에 번역된 문장을 음성 신호로 변환하여 출력한다. 그러나 이 경우, 사용자가 원하는 문장이 상기 제한된 숫자 범위 내에 존재하지 않으면, 문장을 번역하는 데 있어 제한적이고, 결과적으로 통역 성능이 저하된다.
따라서, 본 발명의 목적은 음성 인식 결과인 제 1 언어 문장과 기 번역문장 간의 유사도를 계산하고, 계산된 유사도를 이용하여 통역 성능을 향상시킬 수 있는 자동 통역 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 장치를 이용한 자동 통역 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 자동 통역 장치는, 제 1 언어 음성을 입력받고, 음성 인식 과정을 거쳐 제 1 언어 문장을 생성하는 음성 인식부와, 상기 생성된 제 1 언어 문장에 포함된 요소를 추출하는 언어 처리부와, 기 번역문장이 저장된 기 번역문장 데이터베이스를 참조하여, 상기 추출된 요소와 상기 기 번역문장에 포함된 요소를 비교하고, 비교 결과에 근거하여 상기 제 1 언어 문장과 상기 기 번역문장 간의 유사도를 계산하는 유사도 계산부와, 상기 계산된 유사도에 따라 상기 기 번역문장 데이터베이스를 참조하여 상기 제 1 언어 문장을 제 2 언어 문장으로 번역하는 문장 번역부 및 상기 번역된 제 2 언어 문장에 대응하는 음성 데이터를 검출하고, 검출된 음성 데이트를 합성하여, 상기 제 2 언어 문장에 대응하는 아날로그 형태의 음성 신호를 출력하는 음성 합성부를 포함한다.
본 발명의 다른 일면에 따른 자동 통역 방법은, 제 1 언어 음성을 입력받고, 음성 인식 과정을 거쳐 제 1 언어 문장을 생성하는 단계와, 상기 생성된 제 1 언어 문장에 포함된 요소를 추출하는 단계와, 기 번역문장이 저장된 기 번역문장 데이터베이스를 참조하여, 상기 추출된 요소와 상기 기 번역문장에 포함된 요소를 비교하고, 비교 결과에 근거하여 상기 제 1 언어 문장과 상기 기 번역문장 간의 유사도를 계산하는 단계와, 상기 계산된 유사도에 따라 상기 기 번역문장 데이터베이스를 참조하여 상기 제 1 언어 문장을 제 2 언어 문장으로 번역하는 단계 및 상기 번역된 제 2 언어 문장에 대응하는 음성 데이터를 검출하고, 검출된 음성 데이트를 합성하여, 상기 제 2 언어 문장에 대응하는 아날로그 형태의 음성 신호를 출력하는 단계를 포함한다.
이상에서와 같이 본 발명은 문장간의 유사도 평가에 기반하여 사용자의 의도와 제일 유사한 문장을 검색하여, 해당하는 제 2 언어 문장을 추출함으로써, 자동 통역의 정확률을 높일 수 있다.
또한, 음성 인식은 대용량 대화체 음성인식기를 사용하여 사용자의 다양한 발화를 인식하고, 그 결과에 기초하여 유사도 측정 기술을 이용하여 제한된 문장들로의 매핑을 시도함으로써, 사용자의 편의를 제공한다.
또한 음성 인식 결과에 오류가 존재하는 경우, 오류를 최소화하기 위해 제 1 언어와 제 2 언어의 쌍으로 구성된 기 번역문장을 활용하여 음성 인식 결과인 제 1 언어 문장과 상기 기 번역 문장 간의 유사도를 계산하고, 계산된 결과를 이용하여 적절한 제 2 언어 문장을 선택한다. 따라서, 문장번역의 오류를 최소화할 수 있다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. 각 도면을 이해함에 있어서, 동일한 부재는 가능한 한 동일한 참조부호로 도시하고자 함에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동 통역 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 자동 통역 장치는 제1 언어에서 제2 언어로의 통역을 수행하는 다양한 장치에 적용된다. 특히 본 발명의 일실시예에 따른 자동 통역 장치는 사용자의 음성을 인식하고, 그 인식 결과에 대해 미리 준비된 제1 언어 문장과 제2 언어 문장의 쌍으로 구성된 기번역문장들과의 유사도를 판단한다. 이후, 상기 자동 통역 장치는 상기 판단 결과를 이용하여 사용자가 원하는 문장을 출력한다. 이로 인해 복잡한 번역기 없이 사용자가 원하는 문장을 사용자에게 보여줄 수 있다.
또한 상기 자동 통역 장치는 사용자가 오직 핵심어만을 발성하더라도 해당 핵심어가 존재하는 상기 기 번역문장들을 이용하여 그 예문을 보여줄 수 있다.
또한 사용자의 문자입력이 가능한 경우,상기 자동 통역 장치는 음성 인식뿐만 아니라 키패드와 같은 입력 수단을 통하여, 통역하고자 하는 문장 또는 핵심어를 입력하여 기 번역문장 중 가장 유사한 후보 문장들의 리스트를 화면에 제시하고, 사용자가 제시된 문장들 중 사용자가 원하는 문장을 선택할 수 있게 한다.
상술한 바와 같은 기능을 수행하기 위하여 상기 자동 통역 장치는 다음과 같은 구성들을 포함한다.
구체적으로 상기 자동 통역 장치는 음성 인식부(100), 언어 처리부(110), 유사도 계산부(120), 문장 번역부(130), 음성 합성부(140) 및 기 번역문장 데이터베이스(150)를 포함한다.
상기 음성 인식부(100)는 사용자로부터 제 1 언어 음성을 입력받고, 음성 인식 과정을 통해 상기 입력받은 제 1 언어 음성을 제 1 언어 문장으로 변환한다. 또한 상기 음성 인식부(100)는 상기 제1 언어 문장의 각 단어에 대한 신뢰값(confidence score)을 출력하고, 출력된 신뢰값은 아래의 유사도 계산부(120)에서 활용될 수 있다. 여기서, 신뢰값이란 제 1 언어 음성과 제 1 언어 문장의 매칭률을 의미한다. 본 발명의 일실시예에 따른 자동 통역 장치는 키패드 등과 같은 문자입력수단을 통해 상기 제 1 언어 음성이 아닌 문장을 입력받을 수도 있으며, 이 경우, 상기 음성 인식부(100)의 설계는 배제될 수도 있다.
상기 언어 처리부(110)는 상기 음성 인식부(100)로부터 출력되는 제1 언어 문장을 입력받고, 상기 제1 언어 문장으로부터 유사도 계산에 필요한 다양한 요소 를 추출하기 위한 언어 처리 기능 수행한다. 여기서, 상기 다양한 요소는 단어, 한국어의 경우 어절, 형태소/품사, 문형, 시제, 긍정/부정, 양태 정보 및 대화의 흐름을 표현하는 화행(speech act)을 포함한다. 이때, 상기 언어 처리부(110)는 인명, 지명, 금액, 날짜, 숫자 등과 같은 단어에 대해서는 상위의미정보(Class 정보)를 함께 추출한다. 또한 상기 언어 처리부(110)는 유사 단어의 확장과 이형태 확장을 통해 추출된 상기 단어와 유사한 유사 단어와 이형태의 단어를 함께 추출할 수 있다. 여기서, 유사 단어란 예를 들어 "빼앗기다"는 "강탈당하다"처럼 유사한 의미를 갖는 다른 단어를 말하고, 이형태란 예를 들어 "시트/씨트" 같은 외래어나 "깨트리다/깨뜨리다"처럼 형태는 다르나 의미가 같은 단어를 말한다.
상기 유사도 계산부(120)는 상기 음성 인식부(100)에서 처리된 단어별 신뢰도값을 고려하고, 상기 언어 처리부(110)에서 추출된 다양한 요소들과 상기 기 번역문장 데이터베이스(150)에 저장된 다양한 요소들을 비교하여, 이들의 유사한 정도는 나타내는 유사도를 계산한다.
유사도 계산 결과는 확률 형태로 나타난다. 이때, 임계치를 설정하여, 상기 계산된 유사도가 상기 임계치를 초과하면, 기 번역문장 데이터베이스(150)에서 선택된 제1 언어문장에 대한 제2 언어문장의 클래스 정보에 대해 번역을 수행하고, 번역결과를 문장 번역부(130)를 거치지 않고, 음성 합성부(140)로 전달한다. 만일 상기 계산된 유사도가 상기 임계치보다 낮으면, 사용자의 선택을 요구하거나 문장 번역부(130)로 음성인식 결과인 제 1 언어문장을 전달한다. 상기 기 번역문장 데이터베이스(150)는 제 1 언어문장과 제 2 언어문장의 쌍으로 구성된다. 일례로, 제1 언어문장은 "서울 가는 기차표 2장을 주십시오"일 때, 제2 언어문장은 "2 tickets to Seoul, please"이다.
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상기 문장 번역부(130)는 상기 유사도 계산부(120)에서 계산된 유사도 계산결과가 임계치보다 낮은 경우, 상기 유사도 계산부(120)를 통해 상기 제1 언어문장을 전달받고, 상기 기번역문장 데이베이스를 참조하여 상기 제 1 언어문장에 대한 문장 번역을 수행한다. 수행된 번역결과는 제 2 언어 문장으로서 상기 음성 합성부(140)로 전달된다.
상기 음성 합성부(140)는 상기 유사도 계산부로부터 전달받은 제2 언어문장 또는 상기 문장 번역부(130)로부터 전달받은 제 2 언어문장을 전달받고, 상기 전달받은 제 2 언어문장에 매핑되는 기 저장된 음성 데이터를 합성하고, 합성된 음성 데이터를 아날로그 신호의 형태로 출력한다.
도 2는 도 1에 도시된 자동 통역 장치를 이용한 자동 통역 방법을 설명하기 위한 순서도로서, 아래에서는 설명의 편의를 위해 도 1을 함께 참조하여 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 먼저, 도 1의 음성 인식부(100)에 의한 음성 인식 과정을 통해 사용자로부터 입력된 제 1 언어 음성이 제 1 언어 문장으로 변환된다(S210). 이때, 변환된 제 1 언어문장에 포함된 각 단어에 대한 신뢰값(confidence score)이 상기 제 1 언어 문장과 함께 생성된다. 이 신뢰값은 도 1에 도시된 유사도 계산부(120)에서 활용된다.
한편, 본 실시예에서는 상기 제 1 언어 음성이 제 1 언어 문장으로 변환되는 과정에서 앞서, 즉, 사용자의 음성 인식이 수행되기에 앞서, 사용자가 음성 인식을 하고자 하는 영역을 선택하는 과정이 추가될 수 있다. 즉, 기내, 호텔 등에서 사용자의 음성 인식을 수행하는 경우, 기내 또는 호텔이란 영역을 선택하는 과정이 추가될 수 있다. 따라서 해당 영역의 카테고리 내에서 음성인식과정이 수행되므로, 음성 인식의 성공률을 높일 수 있다. 만일 사용자가 해당 영역을 선택하지 않은 경우, 음성 인식 결과에 대한 해당 영역을 분류하는 과정이 추가될 수 있다.
이후, 도 1의 언어 처리부(110)에 의해 상기 변환된 제 1 언어문장으로부터 유사도 계산에 필요한 요소를 추출한다(S220). 여기서, 추출된 요소는 단어, 한국어의 경우 어절, 형태소/품사, 문형, 시제, 긍정/부정, 양태 정보 및 대화의 흐름을 표현하는 화행(speech act)을 포함한다.
이후, 도 1의 유사도 계산부(120)에 의해 유사도의 계산 과정이 수행된다. 즉, 이러한 유사도 계산 과정을 통해 음성인식과정에서 수행되는 제1 언어 음성에서 제1 언어 문장으로의 변환과정에서 발생하는 변환오류를 최소화할 수 있다.
상기 언어 처리부(110)에서 추출된 요소들과 상기 기 번역문장 데이터베이스(150)에 저장된 제 1 및 제 2 언어문장 쌍에 포함된 요소들을 비교하여, 이들의 유사한 정도를 나타내는 유사도를 계산한다. 이러한 유사도는 앞서 기재된 수학식 1에 의해 계산된다. 이때, 상기 계산된 유사도가 상기 임계치를 초과하면, 기 번역문장 데이터베이스(150)에서 선택된 제1 언어문장에 대한 제2 언어문장의 클래스 정보에 대한 번역이 수행된다. 만일 상기 계산된 유사도가 상기 임계치보다 낮으면, 사용자의 선택을 요구하거나 상기 제 1 언어 문장에 대한 번역, 예컨대, 기계번역이 수행된다(S240).
이후, 제2 언어문장에 대응하는 음성 데이터들을 검색하고, 검색된 음성 데이터들을 합성하여 아날로그 형태의 음성신호를 출력한다(S250).
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동 통역 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 자동 통역 장치를 이용한 자동 통역 방법을 설명하는 순서도이다.

Claims (12)

  1. 음성 인식 영역을 획득하고 제1언어 음성을 입력받은 후, 상기 음성 인식 영역의 카테고리 내에서 음성 인식 과정을 거쳐 제1언어 문장을 생성하는 음성 인식부;
    상기 생성된 제 1 언어 문장에 포함된 요소를 추출하는 언어 처리부;
    기 번역문장이 저장된 기 번역문장 데이터베이스를 참조하여, 상기 추출된 요소와 상기 기 번역문장에 포함된 요소를 비교하고, 비교 결과에 근거하여 상기 제 1 언어 문장과 상기 기 번역문장 간의 유사도를 계산하는 유사도 계산부;
    상기 계산된 유사도에 따라 상기 기 번역문장 데이터베이스를 참조하여 상기 제 1 언어 문장을 제 2 언어 문장으로 번역하는 문장 번역부; 및
    상기 번역된 제 2 언어 문장에 대응하는 음성 데이터를 검출하고, 검출된 음성 데이트를 합성하여, 상기 제 2 언어 문장에 대응하는 아날로그 형태의 음성 신호를 출력하는 음성 합성부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 통역 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 음성 인식부는,
    상기 제 1 언어 음성과 상기 제 1 언어 문장 간의 단어별 매핑률을 나타내는 신뢰도값을 계산하는 것을 특징으로 하는 자동 통역 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 언어 처리부는,
    단어, 어절, 형태소, 품사, 문형, 시제, 긍정, 부정, 양태 정보, 대화의 흐름을 표현하는 화행 정보, 상기 단어와 유사한 단어 및 상기 단어의 이(異)형태의 단어를 상기 요소로서 추출하는 것을 특징으로 하는 자동 통역 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 유사도 계산부는,
    상기 계산된 유사도가 기설정된 임계치를 초과하면, 상기 기 번역문장 데이터베이스를 참조하여 상기 제1언어 문장을 상기 제2언어 문장으로 번역하고, 상기 번역된 제2언어 문장을 상기 음성 합성부로 전달하는 것을 특징으로 하는 자동 통역 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 문장 번역부는,
    상기 유사도 계산부에 의해 계산된 유사도가 기설정된 임계치보다 낮으면, 상기 제 1 언어 문장을 상기 유사도 계산부를 통해 전달받고, 상기 기 번역문장 데이터베이스를 참조하여 상기 제 1 언어 문장을 상기 제 2 언어 문장으로 번역하는 것을 특징으로 하는 자동 통역 장치.
  7. 음성 인식 영역을 획득하는 단계;
    제1언어 음성을 입력받고, 상기 음성 인식 영역의 카테고리 내에서 음성 인식 과정을 거쳐 제 1 언어 문장을 생성하는 단계;
    상기 생성된 제 1 언어 문장에 포함된 요소를 추출하는 단계;
    기 번역문장이 저장된 기 번역문장 데이터베이스를 참조하여, 상기 추출된 요소와 상기 기 번역문장에 포함된 요소를 비교하고, 비교 결과에 근거하여 상기 제 1 언어 문장과 상기 기 번역문장 간의 유사도를 계산하는 단계;
    상기 계산된 유사도에 따라 상기 제 1 언어 문장을 전달받아서, 상기 기 번역문장 데이터베이스를 참조하여 상기 제 1 언어 문장을 제 2 언어 문장으로 번역하는 단계; 및
    상기 번역된 제 2 언어 문장에 대응하는 음성 데이터를 검출하고, 검출된 음성 데이트를 합성하여, 상기 제 2 언어 문장에 대응하는 아날로그 형태의 음성 신호를 출력하는 단계
    를 포함하는 자동 통역 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제 1 언어 문장을 생성하는 단계는,
    상기 제 1 언어 음성과 상기 제 1 언어 문장 간의 단어별 매핑률을 나타내는 신뢰도값을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 통역 방법.
  9. 삭제
  10. 제7항에 있어서, 상기 요소는,
    단어, 어절, 형태소, 품사, 문형, 시제, 긍정, 부정, 양태 정보, 대화의 흐름을 표현하는 화행 정보, 상기 단어와 유사한 단어 및 상기 단어의 이(異)형태의 단어를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 통역 방법.
  11. 제7항에 있어서, 상기 번역하는 단계는,
    상기 계산된 유사도가 기설정된 임계치를 초과하면, 기 번역문장 데이터베이스를 참조하여 상기 제 1 언어 문장을 상기 제 2 언어 문장으로 번역하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 통역 방법.
  12. 제7항에 있어서, 상기 번역하는 단계는
    상기 계산된 유사도가 기설정된 임계치보다 낮으면, 상기 제 1 언어 문장을 제 2 언어 문장으로 번역하는 단계가 상기 유사도를 계산하는 단계가 아닌 상기 제1언어 문장을 상기 제2언어 문장으로 번역하는 단계에서 수행되는 것을 특징으로 하는 자동 통역 방법.
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