KR101619260B1

KR101619260B1 - 차량 내 음성인식 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101619260B1
Application number: KR1020140155660A
Authority: KR
Inventors: 방규섭
Original assignee: 현대자동차 주식회사
Priority date: 2014-11-10
Filing date: 2014-11-10
Publication date: 2016-05-10
Also published as: CN105590624B; US20160133252A1; CN105590624A; US9870770B2

Abstract

차량 내 음성인식 장치 및 방법이 제공되며, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 차량 내 음성인식 장치는 차량 탑승자의 모바일기기와 근거리 무선통신으로 연결되는 차량 내 음성인식 장치에 있어서, 차량 내부에 설치되어 차량 탑승자의 음성데이터를 수집하는 제1 마이크로폰, 제1 마이크로폰 또는 모바일기기의 제2 마이크로폰으로부터 수집된 음성데이터의 잡음을 제거하는 잡음제거부, 그리고 잡음제거부로부터 전송된 음성데이터를 통해 음성 인식을 수행하는 음성인식부를 포함한다.

Description

차량 내 음성인식 장치 및 방법{VOICE RECOGNITION DEVICE AND METHOD IN VEHICLE}

차량 내 음성인식 장치 및 방법이 제공된다.

최근에는 차량 내 편의장치들이 운전자의 음성 인식 결과에 기초하여 동작하므로 운전자가 직접 편의장치를 조작할 필요가 없다는 점에서 운전 집중도를 높일 수 있다. 그러나, 음성인식장치 또는 핸즈프리장치를 사용하는 경우 차량 운행 중 발생하는 차체소음이나 외부소음으로 인해 음성인식 성능 및 핸즈프리 통화음질이 저하된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 차량 내에 고감도 마이크로폰을 설치하거나 2개 이상의 마이크로폰을 갖는 마이크로폰 어레이 시스템을 설치하여 음성인식에 활용하고 있으나, 이러한 방법은 차량 내에 마이크로폰 설치를 위한 공간을 별도로 확보해야 하며 설치 비용이 발생한다.

본 발명의 하나의 실시예가 해결하려는 과제는 차량 탑승자의 모바일기기의 마이크로폰과 차량 내에 설치된 마이크로폰을 이용하여 차량 탑승자의 음성데이터를 수집하고 음성인식을 수행하는 차량 내 음성인식 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 본 발명에 따른 실시예가 사용될 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 하나의 실시예는, 차량 탑승자의 모바일기기와 근거리 무선통신으로 연결되는 차량 내 음성인식 장치에 있어서, 차량 내부에 설치되어 차량 탑승자의 음성데이터를 수집하는 제1 마이크로폰, 상기 제1 마이크로폰 또는 상기 모바일기기의 제2 마이크로폰으로부터 수집된 음성데이터의 잡음을 제거하는 잡음제거부, 그리고 상기 잡음제거부로부터 전송된 음성데이터를 통해 음성 인식을 수행하는 음성인식부를 포함하는 차량 내 음성인식 장치를 제안한다.

여기서, 상기 모바일기기 정보를 수집하고 상기 제2 마이크로폰을 통해 수집된 음성데이터 보정용 필터를 결정하는 필터결정부와, 상기 필터결정부에서 선택된 필터를 이용하여 상기 제2 마이크로폰을 통해 수집된 음성데이터를 보정하는 보정부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2 마이크로폰은 상기 제1 마이크로폰과 미리 설정된 거리 내에 위치하도록 설치하며, 상기 차량 탑승자가 상기 차량 내 음성인식 장치를 사용하는 경우 상기 차량 탑승자의 음성데이터를 수집할 수 있다.

또한, 상기 음성인식부는 상기 잡음제거부에서 전송된 음성데이터의 특징 파라미터를 추출하는 특징추출부, 상기 특징 파라미터의 인식율에 기초하여 상기 특징 파라미터를 조정하는 파라미터 설정부, 그리고 상기 특징 파라미터가 조정된 음성데이터의 의미를 추출하는 의미 추출부를 포함할 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 하나의 실시예는, 차량에 설치되어 있는 제1 마이크로폰과 차량 탑승자의 모바일기기에 설치되어 있는 제2 마이크로폰을 통해 차량 탑승자의 음성데이터를 수집하는 단계, 상기 제2 마이크로폰을 통해 수집된 음성데이터를 보정하는 단계, 상기 보정된 음성데이터 또는 상기 제1 마이크로폰을 통해 수집된 음성데이터 내에 포함되어 있는 잡음을 제거하는 단계, 그리고상기 잡음이 제거된 음성데이터에 기초하여 음성인식을 수행하는 단계를 포함하는 차량 내 음성인식 방법을 제안한다.

여기서, 상기 음성데이터 수집단계는, 상기 차량 탑승자가 차량 내 음성인식 장치를 사용하면, 상기 모바일기기와 상기 음성인식 장치를 근거리 무선통신을 이용하여 연결하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 모바일기기 정보를 수집하고 상기 모바일기기 정보에 기초하여 상기 제2 마이크로폰을 통해 수집된 음성데이터 보정용 필터를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 하나의 실시예에 따르면 차량 내 음성인식 장치의 음성인식 성능을 향상시키고, 핸즈프리 통화음질을 향상시킬 수 있다. 또한, 차량 내에 마이크로폰 어레이 시스템을 구현하는데 있어서 마이크로폰의 추가 설치에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 차량 내 음성인식 장치이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 음성인식부 구성이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 차량 내 음성인식 방법이다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 파라미터 설정방법이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부"는 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

명세서 전체에서 차량 탑승자의 모바일기기는 음성 또는 영상 통화를 제공하며 차량 내 음성인식 장치와 근거리 무선통신으로 연결할 수 있는 휴대용 장치를 의미한다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 차량 내 음성인식 장치이다.

도 1의 음성인식 장치(100)는 차량 탑승자의 모바일기기와 근거리 무선통신 예를 들어, 블루투스(Bluetooth) 등으로 연결되며 상기 모바일기기의 마이크로폰(10)(이하 "제2 마이크로폰"이라고 함)을 통해 차량 탑승자의 음성데이터를 수집하고 상기 모바일기기 정보를 수집한다. 이때, 모바일기기 정보는 모바일기기 제조사, 모바일기기 모델명, 또는 기타 정보를 포함할 수 있다.

도 1에서 음성인식 장치(100)는 제1 마이크로폰(110), 필터결정부(120), 보정부(130), 잡음제거부(140), 그리고 음성인식부(150)를 포함한다.

도 1에서, 제2 마이크로폰(10)은 제1 마이크로폰(110)과 미리 설정된 거리를 유지하는 범위 내에 설치한다. 이때, 상기 미리 설정된 거리는 제1 마이크로폰(110)과 제2 마이크로폰(10)을 통해 수집된 음성데이터가 동일한 탑승자의 음성데이터임을 확인할 수 있는 거리이다. 예를 들어, 제1 마이크로폰(110)을 차량 내에 설치되어 있는 무선 충전장치 또는 거치대 등과 약 50cm 이격된 위치에 설치하고, 제2 마이크로폰(10)을 상기 무선 충전장치 또는 거치대에 고정하여 차량 탑승자의 음성데이터를 수집할 수 있다.

제1 마이크로폰(110)은 차량 내부에 설치되며, 차량 탑승자의 음성데이터를 수집한다.

필터결정부(120)는 상기 모바일기기로부터 수집된 모바일기기 정보에 기초하여 제2 마이크로폰(10)을 통해 수집된 음성데이터의 보정에 사용할 필터를 결정한다.

보정부(130)는 필터결정부(120)에서 선택된 필터를 이용하여 제2 마이크로폰(10)을 통해 수집된 음성데이터의 주파수 특성 또는 이득을 조정한다.

잡음제거부(140)는 보정부(130)에서 전송되는 음성데이터에 포함되어 있는 잡음을 추출하여 제거한다. 또한, 제1 마이크로폰(110)으로부터 수집된 음성데이터에 포함되어 있는 잡음을 추출하여 제거할 수 있다.

음성인식부(150)는 잡음제거부(140)를 통해 잡음이 제거된 음성데이터의 음성인식을 수행한다.

도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 음성인식부 구성이다.

도 2의 음성인식부(150)는 잡음이 제거된 음성데이터의 특징 파라미터를 추출하는 특징추출부(151), 상기 특징 파라미터의 인식 또는 오인식 결과에 기초하여 파라미터를 설정하는 파라미터 설정부(152), 상기 특징 파라미터에 기초하여 음성데이터의 의미를 추출하는 의미추출부(153), 그리고 의미 추출에 사용되는 음성인식 데이터를 저장하는 저장부(154)를 포함한다.

도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 차량 내 음성인식 방법이다.

먼저, 차량 탑승자의 음성인식 장치의 사용 여부를 감지한다(S110).

이후, 차량 탑승자가 음성인식 장치를 사용하는 경우 근거리 무선통신으로 차량 탑승자의 모바일기기와 상기 음성인식 장치를 연결하고 차량 내에 설치되어 있는 제1 마이크로폰(110)과 모바일기기의 제2 마이크로폰(10)을 이용하여 탑승자의 음성데이터를 수집한다(S120).

이후, 보정부(130)를 이용하여 제2 마이크로폰(10)을 통해 수집된 음성데이터의 주파수 특성 또는 이득을 보정한다(S130). 이때, S120단계와 S130단계 사이에 제2 마이크로폰(10)이 설치되어 있는 모바일기기 정보에 기초하여 제2 마이크로폰(10)을 통해 수집된 음성데이터 보정에 사용할 필터를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

이후, 잡음제거부(140)를 통해 보정부(130)에서 출력되는 음성데이터 내에 포함되어 있는 잡음을 제거하거나 제1 마이크로폰(110)을 통해 수집된 음성데이터 내에 포함되어 있는 잡음을 제거한다(S140).

마지막으로, 잡음이 제거된 음성데이터에 기초하여 음성인식을 수행하며(150), 음성인식 결과에 기초하여 차량 내 장치를 제어할 수 있다. 이때, S150단계는 음성데이터의 특징 파라미터 추출 결과에 기초하여 파라미터를 설정하는 단계를 포함할 수 있다.

도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 파라미터 설정방법이다.

먼저, 특징추출부(151)의 음성 파라미터 추출 결과에 기초하여 파라미터의 조정 여부를 판단하고(S151), 판단 결과에 따라 음성 인식을 수행한다(S152). 구체적으로, 음성 파라미터 추출 결과 인식횟수와 오인식횟수의 합이 n 미만인 경우 의미추출부(153)를 통해 음성인식을 수행하고, n 이상인 경우 파라미터의 조정이 필요한 것으로 판단하여 인식율을 산출한다. 이때, n은 자연수이며, n이 작을수록 파라미터 설정횟수가 증가한다. 또한, 인식율은 '인식횟수/(인식횟수+오인식횟수)'로 산출한다.

이후, 인식율을 미리 설정된 제1 임계값과 비교하고(S153), 인식율이 제1 임계값 미만인 경우 미리 설정된 최대값에 도달할 때까지 특징 파라미터를 증가시키고(S155, S156), 특징 파라미터가 최대값에 도달하면 음성인식을 수행한다(S152).

만약, 인식율이 제1 임계값 이상인 경우 제2 임계값과 비교한다(S154). 비교결과, 인식율이 제2 임계값 이상인 경우 미리 설정된 최소값에 도달할 때까지 특징 파라미터를 감소시키고(S157, S158), 특징 파라미터가 최소값에 도달하면 음성인식을 수행한다(S152).

본 발명의 실시예에 따르면 차량 탑승자가 차량 내 음성인식 장치를 사용하는 경우 제2 마이크로폰을 통해 음성데이터를 수집하는 것을 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 차량 탑승자가 모바일기기 핸즈프리를 사용하는 경우 제2 마이크로폰을 통해 음성데이터를 수집할 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 차량 내에 설치되어 있는 제1 마이크로폰과 차량 탑승자의 모바일기기의 제2 마이크로폰을 이용하여 마이크로폰 어레이를 구현함으로써 차량의 내부 공간 활용도를 높일 수 있고, 마이크로폰을 추가로 설치하는데 소요되는 비용을 절감할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 음성데이터의 특징 파라미터 추출 결과에 따라 인식율을 산출하고 상기 인식율에 기초하여 특징 파라미터의 증감을 조정함으로써 차량 내 음성인식 장치의 음성인식 성능을 향상시킬 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지로 변형 및 개량한 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.

10 : 제2 마이크로폰 110 : 제1 마이크로폰
120 : 필터결정부 130 : 보정부
140 : 잡음제거부 150 : 음성인식부
151 : 특징추출부 152 : 파라미터설정부
153 : 의미추출부 154 : 저장부

Claims

차량 탑승자의 모바일기기와 근거리 무선통신으로 연결되는 차량 내 음성인식 장치에 있어서,
차량 내부에 설치되어 차량 탑승자의 음성데이터를 수집하는 제1 마이크로폰,
상기 제1 마이크로폰 또는 상기 모바일기기의 제2 마이크로폰으로부터 수집된 음성데이터의 잡음을 제거하는 잡음제거부, 그리고
상기 잡음제거부로부터 전송된 음성데이터를 통해 음성 인식을 수행하는 음성인식부
를 포함하며,
상기 모바일기기 정보를 수집하고 상기 제2 마이크로폰을 통해 수집된 음성데이터 보정용 필터를 결정하는 필터결정부를 더 포함하는 차량 내 음성인식 장치.
제1항에서,
상기 필터결정부에서 선택된 필터를 이용하여 상기 제2 마이크로폰을 통해 수집된 음성데이터를 보정하는 보정부를 포함하는 차량 내 음성인식 장치.
제1항에서,
상기 제2 마이크로폰은 상기 제1 마이크로폰과 미리 설정된 거리 내에 위치하도록 설치하며, 상기 차량 탑승자가 상기 차량 내 음성인식 장치를 사용하는 경우 상기 차량 탑승자의 음성데이터를 수집하는 차량 내 음성인식 장치.
제1항에서,
상기 음성인식부는 상기 잡음제거부에서 전송된 음성데이터의 특징 파라미터를 추출하는 특징추출부, 상기 특징 파라미터의 인식율에 기초하여 상기 특징 파라미터를 조정하는 파라미터 설정부, 그리고 상기 특징 파라미터가 조정된 음성데이터의 의미를 추출하는 의미 추출부를 포함하는 차량 내 음성인식 장치.
차량에 설치되어 있는 제1 마이크로폰과 차량 탑승자의 모바일기기에 설치되어 있는 제2 마이크로폰을 통해 차량 탑승자의 음성데이터를 수집하는 단계,
상기 제2 마이크로폰을 통해 수집된 음성데이터를 보정하는 단계,
상기 보정된 음성데이터 또는 상기 제1 마이크로폰을 통해 수집된 음성데이터 내에 포함되어 있는 잡음을 제거하는 단계, 그리고
상기 잡음이 제거된 음성데이터에 기초하여 음성인식을 수행하는 단계
를 포함하며,
상기 모바일기기 정보를 수집하고 상기 모바일기기 정보에 기초하여 상기 제2 마이크로폰을 통해 수집된 음성데이터 보정용 필터를 결정하는 단계를 더 포함하는 차량 내 음성인식 방법.
제5항에서,
상기 음성데이터 수집단계는, 상기 차량 탑승자가 차량 내 음성인식 장치를 사용하면, 상기 모바일기기와 상기 음성인식 장치를 근거리 무선통신을 이용하여 연결하는 단계를 포함하는 차량 내 음성인식 방법.
삭제