KR101957170B1 - 홈 어플라이언스 및 그 동작 방법 - Google Patents

홈 어플라이언스 및 그 동작 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 홈 어플라이언스의 동작 방법은, 음성 인식 기능을 활성화하는 단계, 사용자와의 거리 정보를 판별하는 단계, 사용자와의 거리 정보에 기초하여 호출어 인식 감도를 설정하는 단계, 하나 이상의 마이크(MIC)를 포함하는 오디오 입력부를 통하여 수신되는 음성 신호의 기설정된 호출어 포함 여부를 판별하는 단계, 및, 음성 신호가 호출어를 포함하면, 음성 명령 입력을 위한 명령어 대기 모드로 진입하는 단계를 포함함으로써, 음성 인식 성능을 향상할 수 있다.

Description

홈 어플라이언스 및 그 동작 방법{Home appliance and method for operating the same}
본 발명은 홈 어플라이언스 및 그 동작 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자의 자연어 음성 명령에 따라 제어될 수 있는 홈 어플라이언스 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
가정이나 사무실 등의 소정 공간에서 사용되는 공기조화기, 세탁기, 청소기 등 홈 어플라이언스(Home appliance)들은 각각 사용자의 조작에 따라 고유의 기능과 동작을 수행하였다.
예를 들어, 공기조화기는 냉매를 압축하는 압축기와 압축된 냉매를 응축하는 응축기와 응축된 냉매를 팽창하는 팽창밸브와 팽창된 냉매를 실내공기와 열교환시키는 증발기를 포함하여 구성되어 실내공간을 냉난방하는 장치로, 실내 온도를 조정하는 기능을 수행한다.
또한, 냉장고는 음식물을 저장하고, 세탁기는 세탁물을 처리하며, 청소기는 청소 기능, 조리기기는 음식물을 조리하는 기능 등을 수행한다.
이러한 공기조화기 등 홈 어플라이언스의 동작을 위해서, 사용자는, 홈 어플라이언스 본체에 구비된 버튼 등을 직접 조작하거나, 매번 본체로 이동하여 입력하여야 하는 불편함을 피해 리모콘 등의 원격제어장치를 사용할 수 있다.
하지만, 리모콘을 사용하는 경우에도, 사용자가 기능별로 조작키를 선택하여 입력해야 하므로, 그 사용이 불편하고, 실내가 어두울 경우 리모콘 및 조작키를 식별하기 위한 별도의 조명이 필요하게 되는 문제점이 있었다.
따라서, 음성인식 기술을 이용하여 홈 어플라이언스를 제어하는 방안에 대한 연구가 증가하고 있다.
종래 기술 1(공개특허공보 10-1999-00069703호)은 공기조화기용 리모콘이 음성 입력부 및 신호 처리부를 구비하여 음성 인식에 따른 조작 신호를 생성, 전송한다.
종래 기술 2(공개특허공보 10-2006-0015092호)는 입력되는 음성신호를 디지털 신호 및 텍스트로 변환 후, 데이터베이스 내 일치하는 제어 명령 존재 여부 확인하고, 일치하는 제어명령이 있으면 공기조화기 내 각 장치를 제어하며, 일치하는 제어명령이 없으면 키워드를 추출하여 연계된 제어명령에 따라 공기조화기 내 각 장치를 제어한다.
하지만, 리모콘 및 공기조화기 등 개별 장치가 구비할 수 있는 시스템 자원에는 한계가 있다. 특히 단순한 몇 가지 단어만 인식하는 것이 아니라 자연어를 인식하기 위해서는 높은 연산량이 요구되어 개별 장치에 장착되는 임베디드 모듈로는 구현이 어렵다.
따라서, 종래 기술 1과 종래 기술 2의 음성 인식 기술은, 전 세계 사용자들의 다양한 자연어 음성 명령을 인식하고 처리하는데 한계가 있었다.
그러므로, 개별 장치의 시스템 자원의 제약 없이 자연어를 인식하고 처리할 수 있고, 홈 어플라이언스를 편리하게 제어할 수 있는 방안이 요구된다.
또한, 사용자의 음성 명령을 인식하고 처리하는 과정 중에 발생할 수 있는 오인식을 최소화함으로써, 사용자 불편을 최소화하는 음성 인식 방법을 제공하는 것이 필요하다.
1. 공개특허공보 10-1999-00069703호 (공개일자 1999. 9. 6.) 2. 공개특허공보 10-2006-0015092호 (공개일자 2006. 2. 18.)
본 발명의 목적은, 효율적으로 자연어를 인식, 처리할 수 있는 음성 인식 방법 및 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 목적은, 사용자의 음성 명령에 따라 제어되는 홈 어플라이언스 및 그 동작 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 목적은, 음성 인식 과정 및 홈 어플라이언스 제어 과정 중에 발생할 수 있는 오인식을 최소화함으로써, 사용자 불편을 최소화하고 신뢰도 및 사용자 편의성을 증대할 수 있는 음성 인식 방법 및 시스템을 제공함에 있다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 홈 어플라이언스의 동작 방법은, 음성 인식 기능을 활성화하는 단계, 사용자와의 거리 정보를 판별하는 단계, 사용자와의 거리 정보에 기초하여 호출어 인식 감도를 설정하는 단계, 하나 이상의 마이크(MIC)를 포함하는 오디오 입력부를 통하여 수신되는 음성 신호의 기설정된 호출어 포함 여부를 판별하는 단계, 및, 음성 신호가 호출어를 포함하면, 음성 명령 입력을 위한 명령어 대기 모드로 진입하는 단계를 포함함으로써, 음성 인식 성능을 향상할 수 있다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 홈 어플라이언스는, 음성 인식 기능의 활성화에 따라 켜지는 하나 이상의 마이크(MIC)를 포함하는 오디오 입력부, 및, 음성 인식 기능이 활성화되면, 사용자와의 거리 정보를 판별하고, 상기 사용자와의 거리 정보에 기초하여 호출어 인식 감도를 설정하며, 명령어 대기 모드로 진입하며, 오디오 입력부를 통하여 수신되는 음성 신호의 기설정된 호출어 포함 여부를 판별하며, 음성 신호가 호출어를 포함하면, 음성 명령 입력을 위한 명령어 대기 모드로 진입하도록 제어하는 제어부를 포함함으로써, 음성 인식 성능을 향상할 수 있다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 음성 입력에 따라 홈 어플라이언스가 동작함으로써, 사용자가 리모콘을 조작할 필요가 없어, 사용자 편의성을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 효율적으로 자연어를 인식, 처리할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 홈 어플라이언스의 호출어 음성 인식 성능을 향상할 수 있다.
한편, 그 외의 다양한 효과는 후술될 본 발명의 실시예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음성 인식 서버 시스템 및 홈 어플라이언스를 포함하는 스마트 홈 시스템을 간략히 도시한 도면이다.
도 2는 홈 어플라이언스의 다양한 예를 설명하는 도면이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 음성 인식 서버 시스템의 일예이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 음성 인식 서버 시스템의 일예이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 음성 인식 서버 시스템의 신호 흐름을 예시한 도면이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 음성 인식 서버 시스템의 신호 흐름을 예시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 서버의 내부 블록도의 일예를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 홈 어플라이언스의 내부 블록도의 일예를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 내부 블록도의 일부를 도시한 도면이다.
도 13과 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 외관을 간략히 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 홈 어플라이언스의 동작 방법을 도시한 순서도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 음성 인식 서버 시스템 및 홈 어플라이언스를 포함하는 스마트 홈 시스템의 동작 방법을 도시한 순서도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 홈 어플라이언스의 내부 블록도의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 18은 도 11, 도 17의 구동부의 내부 블록도의 일예를 예시한다.
도 19는 도 17의 모터 구동장치의 내부 회로도의 일예이다.
도 20은 도 19의 인버터 제어부의 내부 블록도이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 홈 어플라이언스의 동작 방법을 도시한 순서도이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 홈 어플라이언스의 동작 방법을 도시한 순서도이다.
도 23 내지 도 25는 본 발명의 실시예에 따른 홈 어플라이언스의 동작 방법에 관한 설명에 참조되는 도면이다.
도 26 내지 도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 음성 인식 서버 시스템 및 홈 어플라이언스의 다양한 동작에 관한 설명에 참조되는 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다.
도면에서는 본 발명을 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다.
한편, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음성 인식 서버 시스템 및 홈 어플라이언스를 포함하는 스마트 홈 시스템을 간략히 도시한 도면이고 도 2는 홈 어플라이언스의 다양한 예를 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 홈 시스템(10)은, 통신 모듈(미도시)을 구비하여 다른 기기와 통신하거나 네트워크에 접속할 수 있는 홈 어플라이언스(home appliance, 200)와 음성 인식 및 가전 제어를 위한 복수의 서버를 포함하는 음성 인식 서버 시스템(100)을 포함하여 구성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 홈 어플라이언스(200)에는 통신 모듈을 구비한 공기조화기(200a), 로봇청소기(200b), 냉장고(200c), 세탁기(200d), 조리기기(200e) 등이 해당될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 홈 시스템(10)은, 스마트 폰(smart phone), 태블릿(Tablet) PC 등 휴대 단말기(미도시)를 포함할 수 있다.
홈 어플라이언스(200)는 내부에 통신 모듈을 구비하여 스마트 홈 시스템(10) 내/외부의 전자기기들과 통신할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 홈 시스템(10)은 액세스 포인트(access point: AP) 장치(300)를 더 포함할 수 있고, 홈 어플라이언스(200)는 액세스 포인트 장치(300)를 통하여 무선 인터넷 네트워크에 접속하여 다른 기기들과 통신할 수 있다.
액세스 포인트 장치(300)는 스마트 홈 시스템(10) 내의 전자 기기들에, 소정 통신 방식에 의한 무선 채널을 할당하고, 해당 채널을 통해, 무선 데이터 통신을 수행할 수 있다.
여기서, 소정 통신 방식은, 와이파이(Wi-Fi) 통신 방식일 수 있다. 이에 대응하여, 홈 어플라이언스(200)가 구비하는 통신 모듈은 와이파이 통신 모듈일 수 있으나, 본 발명은 통신 방식에 한정되지 않는다.
또는, 홈 어플라이언스(200)는 다른 종류의 통신 모듈을 구비하거나 복수의 통신 모듈을 구비할 수 있다. 예를 들어, 홈 어플라이언스(200)는 NFC 모듈, 지그비(zigbee) 통신 모듈, 블루투스(Bluetooth™) 통신 모듈 등을 포함할 수 있다.
홈 어플라이언스(200)는 와이파이(wi-fi) 통신 모듈 등을 통해 음성 인식 서버 시스템(100)에 포함되는 서버 또는 외부의 소정 서버, 사용자의 휴대 단말기 등과 연결 가능하고, 원격 모니터링, 원격 제어 등 스마트 기능을 지원할 수 있다.
사용자는 휴대 단말기를 통하여 스마트 홈 시스템(10) 내의 홈 어플라이언스(200)에 관한 정보를 확인하거나 홈 어플라이언스(200)를 제어할 수 있다.
한편, 사용자가 가정 내에서 홈 어플라이언스(200)를 제어하거나 소정 정보를 확인하고자 하는 경우에도 휴대 단말기를 반드시 이용해야 하는 것은 불편할 수 있다.
예를 들어, 사용자가 휴대 단말기의 현재 위치를 모르거나 다른 장소에 있는 경우에 다른 방식으로 홈 어플라이언스(200)를 제어할 수 있는 수단이 있는 것이 더 효율적이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 홈 어플라이언스(200)는 사용자의 음성 입력을 수신할 수 있고, 음성 인식 서버 시스템(100)은 사용자의 음성 입력을 인식, 분석하여 홈 어플라이언스(200)를 제어할 수 있다.
이에 따라, 사용자는 휴대 단말기, 원격제어장치를 조작하지 않고서도 홈 어플라이언스(200)를 제어할 수 있다.
한편, 상기 음성 인식 서버 시스템(100)에 포함되는 서버들 중 적어도 일부는 홈 어플라이언스의 제조 회사, 판매 회사가 운영하는 서버이거나 제조 회사 또는 판매 회사가 서비스를 위탁한 회사가 운영하는 서버일 수 있다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 음성 인식 서버 시스템의 일예이다.
도 3a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 음성 인식 서버 시스템은, 홈 어플라이언스(200a)로부터 음성 데이터를 수신하고, 수신한 음성 데이터를 분석하여 음성 명령을 판별하는 음성 서버(110)를 포함할 수 있다.
음성 서버(110)는, 홈 어플라이언스(200a)로부터 음성 데이터를 수신하고, 상기 수신한 음성 데이터를 텍스트(text) 데이터로 변환하며, 텍스트 데이터를 분석하여 음성 명령을 판별할 수 있다.
또한, 음성 서버(110)는, 판별한 음성 명령에 대응하는 신호를 소정 서버로 송신할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 음성 인식 서버 시스템은 상기 음성 서버(110)로부터 상기 판별한 음성 명령에 대응하는 신호를 수신하고, 상기 판별한 음성 명령에 대응하는 요청 신호를 생성하는 연계 서비스 서버(120)와 상기 연계 서비스 서버(120)로부터 수신되는 요청 신호에 기초하는 제어 신호를 상기 홈 어플라이언스(200a)로 송신하는 가전 제어 서버(130)를 포함할 수 있다.
상기 홈 어플라이언스(200a)는 사용자가 발화한 음성 명령 입력을 수신하여 수신한 음성 명령 입력에 기초한 음성 데이터를 상기 음성 서버(110)로 송신할 수 있다.
상기 음성 서버(110)는, 홈 어플라이언스(200a)로부터 음성 데이터를 수신하고, 수신한 음성 데이터를 텍스트(text) 데이터로 변환하는 자동 음성 인식(Automatic Speech Recognition: ASR) 서버(111), 상기 자동 음성 인식 서버(111)로부터 상기 텍스트 데이터를 수신하고, 수신한 텍스트 데이터를 분석하여 음성 명령을 판별하며, 상기 판별한 음성 명령에 기초하는 응답 신호를 상기 홈 어플라이언스(200a)로 송신하는 자연어 처리(Natural Language Processing: NLP) 서버(112), 및, 상기 홈 어플라이언스(200a)로부터 상기 응답 신호에 대응하는 텍스트를 포함하는 신호를 수신하고, 수신한 신호에 포함되는 텍스트를 음성 데이터로 변환하여 상기 홈 어플라이언스(200a)로 송신하는 텍스트 음성 변환(Text to Speech: TTS) 서버(113)를 포함할 수 있다.
상기 자동 음성 인식 서버(111)는 홈 어플라이언스(200a)로부터 수신한 음성 데이터에 대하여 음성 인식을 수행하여 텍스트 데이터를 생성하여 상기 자연어 처리 서버(112)로 송신할 수 있다.
상기 자연어 처리 서버(112)는 상기 자동 음성 인식 서버(111)로부터 수신한 텍스트 데이터를 자연어 처리 알고리즘에 따라 분석하여 음성 명령을 판별할 수 있다.
상기 자연어 처리 서버(112)는 자연어 처리 알고리즘에 따라 사람이 일상적으로 사용하고 있는 언어인 자연어를 처리할 수 있고, 사용자의 의도(intent)를 분석할 수 있다. 상기 자연어 처리 서버(112)는 상기 자동 음성 인식 서버(111)로부터 수신한 텍스트 데이터에 대하여 자연어 처리를 수행하여 사용자의 의도에 부합하는 음성 명령을 판별할 수 있다.
이에 따라, 상기 자연어 처리 서버(112)는 사용자가 일상적인 사용 언어로 음성 명령을 입력하더라도 사용자의 의도에 부합하는 음성 명령을 판별할 수 있다.
상기 자연어 처리 서버(112)는 자연어 처리 결과에 대응하는 신호, 즉, 판별한 음성 명령에 대응하는 신호를 상기 연계 서비스 서버(120)로 송신할 수 있다.
상기 연계 서비스 서버(120)는, 상기 자연어 처리 서버(112)로부터 상기 판별한 음성 명령에 대응하는 신호를 수신할 수 있다.
상기 연계 서비스 서버(120)는 판별한 음성 명령이 홈 어플라이언스(200a)에 관한 것이면, 상기 가전 제어 서버(130)와 통신하여 대응하는 동작을 수행할 수 있다.
또는, 상기 연계 서비스 서버(120)는 판별한 음성 명령이 홈 어플라이언스(200a)에 관한 것이 아니면, 외부의 외부 서비스(121)와 통신하여 대응하는 동작을 수행할 수 있다.
예를 들어, 상기 연계 서비스 서버(120)는 판별한 음성 명령이 날씨, 주식, 뉴스 등의 정보를 요청하는 명령이면, 요청된 정보에 대응하는 서비스를 제공하는 서버로 해당 정보를 요청하고 수신할 수 있다.
또한, 상기 연계 서비스 서버(120)는 수신한 정보를 음성 서버(110)로 송신할 수 있고, 상기 자연어 처리 서버(112)는 수신한 정보를 홈 어플라이언스(200a)로 전달할 수 있다.
상기 연계 서비스 서버(120)는 판별한 음성 명령이 홈 어플라이언스(200a)에 관한 것이면, 상기 판별한 음성 명령에 대응하는 요청 신호를 생성하여 상기 가전 제어 서버(130)로 송신할 수 있다.
상기 가전 제어 서버(130)는, 상기 연계 서비스 서버(120)로부터 수신되는 요청 신호에 기초하는 제어 신호를 상기 홈 어플라이언스(200a)로 송신할 수 있다.
예를 들어, 공기조화기(200a)의 설정 온도를 변경하는 요청이 수신되면, 상기 가전 제어 서버(130)는 상기 공기조화기(200a)로 설정 온도를 변경하는 제어 신호를 송신할 수 있다.
한편, 홈 어플라이언스(200a)는 상기 가전 제어 서버(130)로부터 수신한 제어 신호에 따라 대응하는 동작을 수행할 수 있다.
또한, 홈 어플라이언스(200a)는 요청받은 동작을 수행한 후 동작을 수행하였음을 알리는 신호를 상기 가전 제어 서버(130)로 송신할 수 있다.
또한, 상기 가전 제어 서버(130)는, 상기 홈 어플라이언스(200a)로부터 상기 제어 신호에 대한 응답 신호를 수신하고, 상기 응답 신호에 대응하는 처리 결과 정보를 상기 연계 서비스 서버(120)로 송신할 수 있다.
상기 음성 서버(110)는, 상기 처리 결과 정보를 포함하는 응답 신호를 상기 홈 어플라이언스(200a)로 송신할 수 있다.
또한, 상기 음성 서버(110)는, 상기 홈 어플라이언스(200a)로부터 상기 처리 결과 정보에 대응하는 출력 문구 텍스트를 포함하는 신호를 수신하고, 상기 수신한 출력 문구 텍스트를 음성 데이터로 변환하여 상기 홈 어플라이언스(200a)로 전송할 수 있다.
이 경우에, 상기 자연어 처리 서버(112)가 상기 홈 어플라이언스(200a)로 송신하는 상기 판별한 음성 명령에 기초하는 응답 신호는, 상기 처리 결과 정보를 포함할 수 있다.
한편, 홈 어플라이언스(200a)는 상기 자연어 처리 서버(112)로부터 상기 판별한 음성 명령에 기초하는 응답 신호를 수신할 수 있다. 여기서, 응답 신호를 상기 판별한 음성 명령에 대응하는 응답의 텍스트 데이터를 포함할 수 있다.
예를 들어, 사용자가 공기조화기의 설정 온도를 변경하는 음성 명령을 입력한 경우에, 상기 응답 신호는 설정 온도를 변경하였음을 나타내는 텍스트 데이터를 포함할 수 있다.
한편, 홈 어플라이언스(200a)는 수신한 응답 신호에 대응하는 텍스트를 포함하는 신호를 상기 텍스트 음성 변환 서버(113)로 송신할 수 있다. 여기서, 상기 응답 신호에 대응하는 텍스트를 포함하는 신호는 상기 처리 결과 정보에 대응하는 출력 문구 텍스트를 포함할 수 있다.
한편, 상기 텍스트 음성 변환 서버(113)는 수신한 신호에 포함되는 텍스트를 음성 데이터로 변환하여 상기 홈 어플라이언스(200a)로 송신할 수 있다. 여기서 변환된 음성 데이터는 음원 파일을 포함할 수 있다.
상기 홈 어플라이언스(200a)는 스피커를 통하여 수신한 음성 데이터에 기초한 음성 안내 메시지를 출력할 수 있다.
한편, 상기 연계 서비스 서버(120)는, 상기 판별한 음성 명령에 대응하는 신호에 기초하여 상기 홈 어플라이언스(200a)의 상태 정보를 상기 가전 제어 서버(130)로 요청하고, 상기 가전 제어 서버(130)는, 상기 홈 어플라이언스(200a)의 상태 정보를 상기 연계 서비스 서버(120)로 송신할 수 있다. 상기 가전 제어 서버(130)는, 상기 홈 어플라이언스(200a)의 상태 정보가 확보되어 있는 상태가 아닌 경우에는, 상기 홈 어플라이언스(200a)로 상태 정보를 요청하여 수신할 수 있다.
한편, 상기 연계 서비스 서버(120)는, 상기 홈 어플라이언스(200a)의 상태 정보에 기초하여 상기 판별한 음성 명령의 지원이 가능한 경우에, 상기 가전 제어 서버(130)로 상기 판별한 음성 명령에 대응하는 요청 신호를 송신할 수 있다.
또는, 상기 연계 서비스 서버(120)는, 상기 홈 어플라이언스(200a)의 상태 정보에 기초하여 상기 판별한 음성 명령의 지원이 불가능한 경우에, 상기 자연어 처리 서버(112)로 현재 상태에서 지원되지 않는 기능임을 알리는 신호를 송신할 수 있다.
이 경우에도, 홈 어플라이언스(200a)는 상기 텍스트 음성 변환 서버(113)로 음성 데이터를 요청, 수신하여, 현재 상태에서 지원되지 않는 기능임을 알리는 음성 안내 메시지를 출력할 수 있다.
실시예에 따라서는, 상기 음성 서버(110)가, 상기 판별한 음성 명령의 지원 가능 유무를 판별할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 음성 명령의 의도를 분석한 상기 자연어 처리 서버(112)가, 상기 판별한 음성 명령의 지원 가능 유무를 판별할 수 있다.
이 경우에, 상기 판별한 음성 명령이 지원 불가능한 명령을 포함하고 있는 경우, 상기 자연어 처리 서버(112)가 송신하는 상기 판별한 음성 명령에 기초하는 응답 신호는 상기 판별한 음성 명령이 상기 홈 어플라이언스(200a)가 지원하지 않는 기능임을 알리는 신호일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음성 서버(110) 및 이를 포함하는 음성 인식 서버 시스템(100)은, 자연어 음성처리를 위해 여러 역할을 하는 서버를 유기적으로 연결하여 이용할 수 있다.
홈 어플라이언스(200)는 음성 명령의 수신 및 전처리, 서버 전송까지의 동작을 수행하고, 음성 서버(110)는, 음성/텍스트 변환, 의도분석, 명령 식별 등 자연어 처리 과정을 수행할 수 있다.
음성 서버(110)가 자연어 처리를 수행함으로써, 홈 어플라이언스 내부 임베디드 모듈의 CPU, 메모리 등의 부담을 감소시킬 수 있다.
한편, 연계 서비스 서버(120)는 외부 서비스 및 가전 제어 서버(130)와 통신하여 사용자의 음성 명령에 기초한 동작을 수행할 수 있다.
한편, 홈 어플라이언스(200)는 음성 서버(110)로부터 음원 파일을 포함하는 음성 데이터를 수신하여, 음성 안내 메시지를 오디오로 출력함으로써, 청각적 피드백으로 사용자의 음성 입력에 화답할 수 있다.
홈 어플라이언스(200)는 음성 서버(110)로부터 음성 파일을 스트리밍으로 전달 받아 사용자에게 음성 안내 메시지를 재생, 출력할 수 있다. 이에 따라 홈 어플라이언스(200)는 다양한 음원 파일을 저장하고 있을 필요가 없다.
한편, 연계 서비스 서버(120)를 통하여 다른 서버와 충돌하지 않으면서도 다양한 외부 서비스들과의 연계가 가능하다. 또한, 외부 서비스 연동 서버를 통해 의도분석 시 외부 정보를 반영하여 의도분석 성공률을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음성 인식 서버 시스템(100)은, 복수의 서버를 통해, 호환성 및 연결성을 확보하고, 최종 제어 명령은 가전 제어 서버(130)를 활용함으로써, 음성 인식 과정과 가전 제어 서버(130)를 통해 와이파이 통신을 이용한 가전 제어 사이의 충돌 및 휴대 단말기를 통한 가전 제어와 홈 어플라이언스(200)를 통한 음성 입력에 의한 가전 제어 간 충돌을 막을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음성 인식 서버 시스템(100)은, 서버 간 유기적인 연결을 통해 어느 한 서버에 의존하여 특정서버에 부하가 몰리는 것을 줄일 수 있고, 각각의 서버 별 역할이 달라, 특정 서버에서 문제가 생길 경우 동일한 역할을 하는 타 서버와의 연계를 통해 쉽게 대응이 가능하다.
또한, 복수의 서버들을 독립적으로 수시로 업데이트할 수 있어, 성능 개선에 유리하다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 음성 인식 서버 시스템의 일예이다.
도 3b에서 예시된 음성 인식 서버 시스템은, 도 3a에서 예시된 음성 인식 서버 시스템이 음성 안내 메시지 출력을 위한 음성 데이터가 홈 어플라이언스(200a)로 전송되는 과정을 개선하여 음성 제어 응답 시간을 향상한 것이다.
따라서, 도 3a와 도 3b에서 예시된 음성 인식 서버 시스템은 상기 차이점 이외의 동작은 실질적으로 동일하게 수행할 수 있고, 이하에서는 동일한 부분에 대해서는 간략히 기술한다.
도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 음성 인식 서버 시스템은, 홈 어플라이언스(200a)로부터 음성 데이터를 수신하고, 수신한 음성 데이터를 분석하여 음성 명령을 판별하는 음성 서버(110)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 음성 인식 서버 시스템은, 상기 음성 서버(110)로부터 상기 판별한 음성 명령에 대응하는 신호를 수신하고, 상기 판별한 음성 명령에 대응하는 요청 신호를 생성하는 연계 서비스 서버(120)와 상기 연계 서비스 서버(120)로부터 수신되는 요청 신호에 기초하는 제어 신호를 상기 홈 어플라이언스(200a)로 송신하는 가전 제어 서버(130)를 더 포함할 수 있다.
도 3b에서 예시된 음성 인식 서버 시스템은, 홈 어플라이언스(200a)의 요청 없이도, 상기 음성 서버(110)가 상기 음성 명령에 기초하는 처리 결과 정보를 포함하는 음성 데이터를 상기 홈 어플라이언스(200a)로 송신할 수 있다.
상기 음성 서버(110)는, 홈 어플라이언스(200a)로부터 음성 데이터를 수신하고, 수신한 음성 데이터를 텍스트(text) 데이터로 변환하는 자동 음성 인식 서버(111), 상기 자동 음성 인식 서버(111)로부터 상기 텍스트 데이터를 수신하고, 수신한 텍스트 데이터를 분석하여 음성 명령을 판별하는 자연어 처리 서버(112), 및, 상기 음성 명령에 기초하는 응답 신호를 음성 데이터로 변환하여 상기 홈 어플라이언스(200a)로 송신하는 텍스트 음성 변환 서버(113)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서도, 상기 가전 제어 서버(130)는, 상기 홈 어플라이언스(200a)로부터 상기 제어 신호에 대한 응답 신호를 수신하고, 상기 응답 신호에 대응하는 처리 결과 정보를 상기 연계 서비스 서버(120)로 송신할 수 있다.
상기 연계 서비스 서버(120)는 음성 서버(110), 더욱 상세하게는 자연어 처리 서버(112)로 상기 처리 결과 정보를 전달할 수 있다.
이 경우에, 상기 텍스트 음성 변환 서버(113)가 상기 홈 어플라이언스(200a)로 송신하는 음성 데이터는, 상기 처리 결과 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 연계 서비스 서버(120)는, 상기 판별한 음성 명령에 대응하는 신호에 기초하여 상기 홈 어플라이언스(200a)의 상태 정보를 상기 가전 제어 서버로 요청하고, 상기 가전 제어 서버는, 상기 홈 어플라이언스(200a)의 상태 정보를 상기 연계 서비스 서버(120)로 송신할 수 있다.
또한, 상기 연계 서비스 서버(120)는, 상기 홈 어플라이언스(200a)의 상태 정보에 기초하여 상기 판별한 음성 명령의 지원이 가능한 경우에, 상기 가전 제어 서버(130)로 상기 판별한 음성 명령에 대응하는 요청 신호를 송신할 수 있다.
또는, 상기 연계 서비스 서버(120)는, 상기 홈 어플라이언스(200a)의 상태 정보에 기초하여 상기 판별한 음성 명령의 지원이 불가능한 경우에, 상기 음성 서버(110)로 현재 상태에서 지원되지 않는 기능임을 알리는 신호를 송신할 수 있다.
예를 들어, 상기 연계 서비스 서버(120)는 상기 자연어 처리 서버(112)로 현재 상태에서 지원되지 않는 기능임을 알리는 신호를 송신할 수 있다.
또한, 상기 자연어 처리 서버(112)는 상기 텍스트 음성 변환 서버(113)로 현재 상태에서 지원되지 않는 기능임을 알리는 신호를 전달하고, 상기 텍스트 음성 변환 서버(113)는 대응하는 음성 데이터를 생성하여 홈 어플라이언스(200a)로 송신할 수 있다.
홈 어플라이언스(200a)는 상기 텍스트 음성 변환 서버(113)로부터 음성 데이터를 수신하여, 현재 상태에서 지원되지 않는 기능임을 알리는 음성 안내 메시지를 출력할 수 있다.
실시예에 따라서는, 상기 음성 서버(110)가, 상기 판별한 음성 명령의 지원 가능 유무를 판별할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 음성 명령의 의도를 분석한 상기 자연어 처리 서버(112)가, 상기 판별한 음성 명령의 지원 가능 유무를 판별할 수 있다.
이 경우에, 상기 판별한 음성 명령이 지원 불가능한 명령을 포함하고 있는 경우, 상기 자연어 처리 서버(112)가 송신하는 상기 판별한 음성 명령에 기초하는 응답 신호는 상기 판별한 음성 명령이 상기 홈 어플라이언스(200a)가 지원하지 않는 기능임을 알리는 신호일 수 있다.
홈 어플라이언스(200a)가 동작한 후 제일 마지막으로 음성 안내를 위한 텍스트 음성 변환 서버(113)에 해당 동작에 대한 안내 멘트를 요청할 경우 동작과 안내 멘트 사이에 시간 차가 발생할 수 있다.
하지만, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 의도분석이 완료되어 동작 요청이 자연어 처리 서버(112)에서 송신될 때, 이와 동시에 텍스트 음성 변환 서버(113)로 정보를 제공해줄 수 있다.
또한, 가전 제어 서버(130)에서 홈 어플라이언스(200a)에 제어 명령을 내리는 시점에 준하여 텍스트 음성 변환 서버(113)에서 홈 어플라이언스(200a)로 안내멘트를 제공할 수 있다.
이에 따라, 홈 어플라이언스(200a) 동작과 동시 또는 바로 후 안내멘트가 발화될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 자연어 처리 서버(112)와 텍스트 음성 변환 서버(113)를 바로 연결함으로써, 가전 제어 서버(130)를 통한 제어명령과 안내멘트 사이의 시간 차를 최소화할 수 있다.
한편, 도 3a와 도 3b에서는 홈 어플라이언스(200)로 공기조화기(200a)를 예시하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 홈 어플라이언스(200)에는 공기조화기(200a) 외에 로봇청소기(200b), 냉장고(200c), 세탁기(200d), 조리기기(200e) 등이 해당될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 측에 따르면, 도 3a와 도 3b과 달리, 음성 인식 및 처리를 위한 자동 음성 인식 서버(111), 자연어 처리 서버(112), 텍스트 음성 변환 서버(113)는 하나의 통합 서버로 구성될 수 있다.
또한, 실시예에 따라서는, 연계 서비스 서버(120)와 가전 제어 서버(130)는 하나의 통합 서버로 구성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 음성 입력에 따라 홈 어플라이언스가 동작함으로써, 사용자가 리모콘 등 원격제어장치, 휴대 단말기 등을 조작할 필요가 없어, 사용자 편의성을 증대시킬 수 있다.
또한, 도 3a와 도 3b를 참조하여 설명한 것과 같이, 본 발명은 복수의 서버를 이용하여, 사용자의 자연어 음성 명령을 인식하고, 대응하는 제어 동작을 수행함으로써, 홈 어플라이언스, 각 서버의 시스템 자원에 제한되지 않고 효율적으로 자연어를 인식, 처리할 수 있다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 음성 인식 서버 시스템의 신호 흐름을 예시한 도면으로, 도 3a에 예시된 음성 인식 서버 시스템의 신호 흐름을 예시한 도면이다.
도 4는 사용자의 음성 명령에 따라 홈 어플라이언스가 동작하는 통상적인 상황에서의 신호 흐름을 예시한다.
이하에서는 홈 어플라이언스(200)로 공기조화기(200a)를 예시하여 설명하지만 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 홈 어플라이언스(200), 예를 들어, 공기조화기(200a)는 사용자의 음성 명령을 수신할 수 있고(S410), 수신된 사용자의 음성 명령을 음성 서버(110)로 송신할 수 있다(S420).
예를 들어, 공기조화기(200a)는 사용자가 "LG 휘센, 온도 18도로 해"와 같이 온도 설정을 변경하는 명령을 수신하면, 수신한 음성 명령을 웨이브(wave) 파일 등 소정 포맷의 디지털 음성 데이터로 변환하여 자동 음성 인식 서버(111)로 송신할 수 있다.
한편, 공기조화기(200a)는 호출어를 포함하는 웨이크 업 신호를 수신한 후, 명령어 입력을 대기하다가 입력되는 음성 명령을 음성 서버(110)로 송신할 수 있다.
또는, 공기조화기(200a)는 호출어 및 음성 명령을 포함하는 연속적인 음성 입력을 수신할 수 있다. 이 경우에, 공기조화기(200a)는 호출어를 인식하고, 음성 명령을 음성 서버(110)로 송신할 수 있다.
한편, 시스템(10) 내부에서 기기 상호 간에 통신할 때, 송수신하는 신호는, 주고받는 메인 데이터 외에 각 기기의 식별 정보, 수행하는 작업(task)에 대한 세션(session) 값 등을 더 포함할 수 있다.
자동 음성 인식 서버(111)는 수신한 음성 데이터를 인식하여 텍스트(text) 데이터로 변환할 수 있고(S431), 상기 텍스트 데이터를 자연어 처리 서버(112)로 송신할 수 있다(S433).
자연어 처리 서버(112)는 수신한 텍스트 데이터에 대한 자연어 처리를 수행하여 사용자의 음성 명령의 의도를 분석, 판별할 수 있다(S441).
예를 들어, 자연어 처리 서버(112)는 "LG 휘센, 온도 18도로 해"에서 사용자가 공기조화기(200a)의 설정 온도를 18도로 변경하라는 의도의 음성 명령을 판별할 수 있다.
자연어 처리 서버(112)는 상기 판별한 음성 명령에 대응하는 신호를 연계 서비스 서버(120)로 송신할 수 있다(S443).
연계 서비스 서버(120)가 가전 제어 서버(130)로 공기조화기(200a)의 현재 상태 정보를 요청하면(S451), 가전 제어 서버(130)는 공기조화기(200a)의 현재 상태 정보를 조회하여(S453), 연계 서비스 서버(120)로 공기조화기(200a)의 현재 상태 정보를 송신할 수 있다(S455).
만약 가전 제어 서버(130)가 공기조화기(200a)의 현재 상태 정보를 가지고 있지 않다면, 가전 제어 서버(130)는 공기조화기(200a)로 현재 상태 정보를 요청하여 수신할 수 있다.
한편, 상태 정보를 수신한 연계 서비스 서버(120)는 판별한 음성 명령에 따라 해당 공기조화기(200a)의 설정 온도를 18도로 변경하라는 요청 신호를 가전 제어 서버(130)로 송신할 수 있다(S461).
가전 제어 서버(130)는, 상기 요청 신호에 기초하여, 제어 신호를 생성, 공기조화기(200a)로 송신함으로써, 공기조화기(200a)를 제어할 수 있다(S463).
또한, 가전 제어 서버(130)는, 공기조화기(200a)의 제어 후 상기 홈 어플라이언스로부터 상기 제어 신호에 대한 응답 신호를 수신하고, 요청에 대한 동작이 성공했음을 알리는 처리 결과 정보를 연계 서비스 서버(120)로 송신할 수 있다(S465).
연계 서비스 서버(120)는, "에어컨 온도를 18도로 설정합니다" 등 처리 결과 정보에 대응하는 신호를 자연어 처리 서버(112)로 송신할 수 있고(S470), 자연어 처리 서버(112)는 판별한 사용자의 음성 명령에 기초하는 응답 신호를 상기 홈 어플라이언스(200a)로 송신할 수 있다(S481). 여기서, 판별한 사용자의 음성 명령에 기초하는 응답 신호는 상기 처리 결과 정보를 포함할 수 있다.
한편, 홈 어플라이언스(200a)는 상기 응답 신호에 대응하는 텍스트(출력 문구)를 포함하는 신호를 송신하고(S483), 이를 수신한 텍스트 음성 변환 서버(113)는 수신한 신호에 포함되는 텍스트를 음성 데이터로 변환하여(S485), 상기 홈 어플라이언스(200a)로 송신할 수 있다(S487).
홈 어플라이언스(200a)는 수신한 음성 데이터에 기초하여 "에어컨 온도를 18도로 설정합니다" 등 음성 안내 메시지를 출력할 수 있다(S490).
도 5는 해당 홈 어플라이언스의 미지원 기능을 요청하는 경우에 신호 흐름을 예시한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기(200a)는 "LG 휘센, 빨래 시작" 등 공기조화기(200a)가 지원하지 않는 빨래 기능에 대한 사용자의 음성 명령을 수신할 수 있다(S510).
공기조화기(200a)는 수신된 사용자의 음성 명령을 음성 서버(110)로 송신할 수 있다(S520). 공기조화기(200a)는 수신한 음성 명령을 웨이브(wave) 파일 등 소정 포맷의 디지털 음성 데이터로 변환하여 자동 음성 인식 서버(111)로 송신할 수 있다.
자동 음성 인식 서버(111)는 수신한 음성 데이터를 인식하여 텍스트(text) 데이터로 변환할 수 있고(S531), 상기 텍스트 데이터를 자연어 처리 서버(112)로 송신할 수 있다(S533).
자연어 처리 서버(112)는 수신한 텍스트 데이터에 대한 자연어 처리를 수행하여 사용자의 음성 명령의 의도를 분석, 판별할 수 있다(S541).
또한, 자연어 처리 서버(112)는 상기 판별한 음성 명령의 지원 가능 유무를 판별할 수 있다. 본 실시예에서는, 자연어 처리 서버(112)는 공기조화기(200a)가 지원하지 않는 빨래 기능을 사용자가 요청했음을 판별할 수 있다.
이후, 자연어 처리 서버(112)는 공기조화기(200a)로 상기 판별한 음성 명령이 상기 홈 어플라이언스가 지원하지 않는 기능임을 알리는 응답 신호를 송신할 수 있다(S543).
한편, 홈 어플라이언스(200a)는 상기 응답 신호에 대응하는 텍스트(출력 문구)를 포함하는 신호를 송신하고(S551), 이를 수신한 텍스트 음성 변환 서버(113)는 수신한 신호에 포함되는 텍스트를 음성 데이터로 변환하여(S553), 상기 홈 어플라이언스(200a)로 송신할 수 있다(S555).
홈 어플라이언스(200a)는 수신한 음성 데이터에 기초하여 "지원하지 않는 기능입니다" 등 음성 안내 메시지를 출력할 수 있다(S560).
도 6은 해당 홈 어플라이언스의 현재 동작 모드에서 미지원 기능을 요청하는 경우에 신호 흐름을 예시한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기(200a)는 "LG 휘센, 쿨파워 시작해" 등 공기조화기(200a)의 특정 모드 운전을 지시하는 사용자의 음성 명령을 수신할 수 있다(S610).
공기조화기(200a)는 수신된 사용자의 음성 명령을 음성 서버(110)로 송신할 수 있다(S620). 공기조화기(200a)는 수신한 음성 명령을 웨이브(wave) 파일 등 소정 포맷의 디지털 음성 데이터로 변환하여 자동 음성 인식 서버(111)로 송신할 수 있다.
자동 음성 인식 서버(111)는 수신한 음성 데이터를 인식하여 텍스트(text) 데이터로 변환할 수 있고(S631), 상기 텍스트 데이터를 자연어 처리 서버(112)로 송신할 수 있다(S633).
자연어 처리 서버(112)는 수신한 텍스트 데이터에 대한 자연어 처리를 수행하여 사용자의 음성 명령의 의도를 분석, 판별할 수 있다(S641).
예를 들어, 자연어 처리 서버(112)는 "LG 휘센, 쿨파워 시작해"에서 사용자가 공기조화기(200a)를 쿨파워 모드로 운전하라는 의도의 음성 명령을 판별할 수 있다.
자연어 처리 서버(112)는 상기 판별한 음성 명령에 대응하는 신호를 연계 서비스 서버(120)로 송신할 수 있다(S643).
연계 서비스 서버(120)가 가전 제어 서버(130)로 공기조화기(200a)의 현재 상태 정보를 요청하면(S651), 가전 제어 서버(130)는 공기조화기(200a)의 현재 상태 정보를 조회하여(S653), 연계 서비스 서버(120)로 공기조화기(200a)의 현재 상태 정보를 송신할 수 있다(S655).
만약 가전 제어 서버(130)가 공기조화기(200a)의 현재 상태 정보를 가지고 있지 않다면, 가전 제어 서버(130)는 공기조화기(200a)로 현재 상태 정보를 요청하여 수신할 수 있다.
한편, 상태 정보를 수신한 연계 서비스 서버(120)는 공기조화기(200a)의 현재 상태 정보를 기준으로 상기 판별한 음성 명령의 지원 가능 유무를 판별할 수 있다(S657). 예를 들어, 현재 공기조화기(200a)가 제습 모드로 운전 중이고, 쿨파워 모드는 냉방 모드에서만 지원되는 경우에, 자연어 처리 서버(112)는 현재 상태에서 지원하지 않는 쿨파워 모드를 사용자가 요청했음을 판별할 수 있다.
이후, 연계 서비스 서버(120)는 자연어 처리 서버(112)로 상기 판별한 음성 명령이 상기 홈 어플라이언스(200a)가 현재 상태에서 지원하지 않는 기능임을 알리는 응답 신호를 송신할 수 있다(S660).
또한, 자연어 처리 서버(112)로 상기 판별한 음성 명령이 상기 홈 어플라이언스(200a)로 현재 상태에서 지원하지 않는 기능임을 알리는 응답 신호를 송신할 수 있다(S671).
한편, 홈 어플라이언스(200a)는 상기 응답 신호에 대응하는 텍스트(출력 문구)를 포함하는 신호를 송신하고(S673), 이를 수신한 텍스트 음성 변환 서버(113)는 수신한 신호에 포함되는 텍스트를 음성 데이터로 변환하여(S675), 상기 홈 어플라이언스(200a)로 송신할 수 있다(S677).
홈 어플라이언스(200a)는 수신한 음성 데이터에 기초하여 "쿨파워는 냉방모드에서만 지원됩니다" 등 음성 안내 메시지를 출력할 수 있다(S680).
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 음성 인식 서버 시스템의 신호 흐름을 예시한 도면으로, 도 3b에 예시된 음성 인식 서버 시스템의 신호 흐름을 예시한 도면이다.
도 7은 사용자의 음성 명령에 따라 홈 어플라이언스가 동작하는 통상적인 상황에서의 신호 흐름을 예시한다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 홈 어플라이언스(200), 예를 들어, 공기조화기(200a)는 사용자의 음성 명령을 수신할 수 있고(S710), 수신된 사용자의 음성 명령을 음성 서버(110)로 송신할 수 있다(S720).
자동 음성 인식 서버(111)는 수신한 음성 데이터를 인식하여 텍스트(text) 데이터로 변환할 수 있고(S731), 상기 텍스트 데이터를 자연어 처리 서버(112)로 송신할 수 있다(S733).
자연어 처리 서버(112)는 수신한 텍스트 데이터에 대한 자연어 처리를 수행하여 사용자의 음성 명령의 의도를 분석, 판별할 수 있다(S741).
예를 들어, 자연어 처리 서버(112)는 "LG 휘센, 온도 18도로 해"에서 사용자가 공기조화기(200a)의 설정 온도를 18도로 변경하라는 의도의 음성 명령을 판별할 수 있다.
자연어 처리 서버(112)는 상기 판별한 음성 명령에 대응하는 신호를 연계 서비스 서버(120)로 송신할 수 있다(S743).
연계 서비스 서버(120)가 가전 제어 서버(130)로 공기조화기(200a)의 현재 상태 정보를 요청하면(S751), 가전 제어 서버(130)는 공기조화기(200a)의 현재 상태 정보를 조회하여(S753), 연계 서비스 서버(120)로 공기조화기(200a)의 현재 상태 정보를 송신할 수 있다(S755).
만약 가전 제어 서버(130)가 공기조화기(200a)의 현재 상태 정보를 가지고 있지 않다면, 가전 제어 서버(130)는 공기조화기(200a)로 현재 상태 정보를 요청하여 수신할 수 있다.
한편, 상태 정보를 수신한 연계 서비스 서버(120)는 판별한 음성 명령에 따라 해당 공기조화기(200a)의 설정 온도를 18도로 변경하라는 요청 신호를 가전 제어 서버(130)로 송신할 수 있다(S761).
가전 제어 서버(130)는, 상기 요청 신호에 기초하여, 제어 신호를 생성, 공기조화기(200a)로 송신함으로써, 공기조화기(200a)를 제어할 수 있다(S763).
또한, 가전 제어 서버(130)는, 공기조화기(200a)의 제어 후 상기 홈 어플라이언스로부터 상기 제어 신호에 대한 응답 신호를 수신하고, 요청에 대한 동작이 성공했음을 알리는 처리 결과 정보를 연계 서비스 서버(120)로 송신할 수 있다(S765).
연계 서비스 서버(120)는, "에어컨 온도를 18도로 설정합니다" 등 처리 결과 정보에 대응하는 신호를 자연어 처리 서버(112)로 송신할 수 있다(S770).
한편, 자연어 처리 서버(112)는 판별한 사용자의 음성 명령에 기초하는 응답 신호를 텍스트 음성 변환 서버(113)로 송신할 수 있다(S781). 여기서, 판별한 사용자의 음성 명령에 기초하는 응답 신호는 상기 처리 결과 정보를 포함할 수 있다.
한편, 텍스트 음성 변환 서버(113)는 상기 음성 명령에 기초하는 응답 신호를 음성 데이터로 변환하여(S783), 상기 홈 어플라이언스(200a)로 송신할 수 있다(S785).
홈 어플라이언스(200a)는 수신한 음성 데이터에 기초하여 "에어컨 온도를 18도로 설정합니다" 등 음성 안내 메시지를 출력할 수 있다(S790).
도 8은 해당 홈 어플라이언스의 미지원 기능을 요청하는 경우에 신호 흐름을 예시한다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기(200a)는 "LG 휘센, 빨래 시작" 등 공기조화기(200a)가 지원하지 않는 빨래 기능에 대한 사용자의 음성 명령을 수신할 수 있다(S810).
공기조화기(200a)는 수신된 사용자의 음성 명령을 음성 서버(110)로 송신할 수 있다(S820). 공기조화기(200a)는 수신한 음성 명령을 웨이브(wave) 파일 등 소정 포맷의 디지털 음성 데이터로 변환하여 자동 음성 인식 서버(111)로 송신할 수 있다.
자동 음성 인식 서버(111)는 수신한 음성 데이터를 인식하여 텍스트(text) 데이터로 변환할 수 있고(S831), 상기 텍스트 데이터를 자연어 처리 서버(112)로 송신할 수 있다(S833).
자연어 처리 서버(112)는 수신한 텍스트 데이터에 대한 자연어 처리를 수행하여 사용자의 음성 명령의 의도를 분석, 판별할 수 있다(S841).
또한, 자연어 처리 서버(112)는 상기 판별한 음성 명령의 지원 가능 유무를 판별할 수 있다. 본 실시예에서는, 자연어 처리 서버(112)는 공기조화기(200a)가 지원하지 않는 빨래 기능을 사용자가 요청했음을 판별할 수 있다.
이후, 자연어 처리 서버(112)는 텍스트 음성 변환 서버(113)로 상기 판별한 음성 명령이 상기 홈 어플라이언스가 지원하지 않는 기능임을 알리는 응답 신호를 송신할 수 있다(S843).
텍스트 음성 변환 서버(113)는 상기 음성 명령에 기초하는 응답 신호를 음성 데이터로 변환하여(S845), 상기 홈 어플라이언스(200a)로 송신할 수 있다(S847).
홈 어플라이언스(200a)는 수신한 음성 데이터에 기초하여 "지원하지 않는 기능입니다" 등 음성 안내 메시지를 출력할 수 있다(S850).
도 9는 해당 홈 어플라이언스의 현재 동작 모드에서 미지원 기능을 요청하는 경우에 신호 흐름을 예시한다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기(200a)는 "LG 휘센, 쿨파워 시작해" 등 공기조화기(200a)의 특정 모드 운전을 지시하는 사용자의 음성 명령을 수신할 수 있다(S910).
공기조화기(200a)는 수신된 사용자의 음성 명령을 음성 서버(110)로 송신할 수 있다(S920). 공기조화기(200a)는 수신한 음성 명령을 웨이브(wave) 파일 등 소정 포맷의 디지털 음성 데이터로 변환하여 자동 음성 인식 서버(111)로 송신할 수 있다.
자동 음성 인식 서버(111)는 수신한 음성 데이터를 인식하여 텍스트(text) 데이터로 변환할 수 있고(S931), 상기 텍스트 데이터를 자연어 처리 서버(112)로 송신할 수 있다(S933).
자연어 처리 서버(112)는 수신한 텍스트 데이터에 대한 자연어 처리를 수행하여 사용자의 음성 명령의 의도를 분석, 판별할 수 있다(S941).
예를 들어, 자연어 처리 서버(112)는 "LG 휘센, 쿨파워 시작해"에서 사용자가 공기조화기(200a)를 쿨파워 모드로 운전하라는 의도의 음성 명령을 판별할 수 있다.
자연어 처리 서버(112)는 상기 판별한 음성 명령에 대응하는 신호를 연계 서비스 서버(120)로 송신할 수 있다(S943).
연계 서비스 서버(120)가 가전 제어 서버(130)로 공기조화기(200a)의 현재 상태 정보를 요청하면(S951), 가전 제어 서버(130)는 공기조화기(200a)의 현재 상태 정보를 조회하여(S953), 연계 서비스 서버(120)로 공기조화기(200a)의 현재 상태 정보를 송신할 수 있다(S955).
만약 가전 제어 서버(130)가 공기조화기(200a)의 현재 상태 정보를 가지고 있지 않다면, 가전 제어 서버(130)는 공기조화기(200a)로 현재 상태 정보를 요청하여 수신할 수 있다.
한편, 상태 정보를 수신한 연계 서비스 서버(120)는 공기조화기(200a)의 현재 상태 정보를 기준으로 상기 판별한 음성 명령의 지원 가능 유무를 판별할 수 있다(S957). 예를 들어, 현재 공기조화기(200a)가 제습 모드로 운전 중이고, 쿨파워 모드는 냉방 모드에서만 지원되는 경우에, 자연어 처리 서버(112)는 현재 상태에서 지원하지 않는 쿨파워 모드를 사용자가 요청했음을 판별할 수 있다.
이후, 연계 서비스 서버(120)는 자연어 처리 서버(112)로 상기 판별한 음성 명령이 상기 홈 어플라이언스(200a)가 현재 상태에서 지원하지 않는 기능임을 알리는 응답 신호를 송신할 수 있다(S960).
또한, 자연어 처리 서버(112)로 상기 판별한 음성 명령이 텍스트 음성 변환 서버(113)로 현재 상태에서 지원하지 않는 기능임을 알리는 응답 신호를 송신할 수 있다(S971).
한편, 텍스트 음성 변환 서버(113)는, 상기 음성 명령에 기초하는 응답 신호를 음성 데이터로 변환하여(S973), 상기 홈 어플라이언스(200a)로 송신할 수 있다(S975).
홈 어플라이언스(200a)는 수신한 음성 데이터에 기초하여 "쿨파워는 냉방모드에서만 지원됩니다" 등 음성 안내 메시지를 출력할 수 있다(S980).
본 발명에 따르면, 사용자의 명령을 이해 못한 경우,제공할 수 없는 기능인 경우 등에 대하여 적합한 음성 안내를 제공하는 사용자 경험을 구현할 수 있다.
명령 처리 중 발생하는 각각의 상황과 시점에 맞는 안내 멘트를 제공함으로써, 사용자의 불편함을 최소화할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 서버의 내부 블록도의 일예를 도시한 도면으로, 상기 서버는, 자동 음성 인식 서버(111), 자연어 처리 서버(112), 텍스트 음성 변환 서버(113), 연계 서비스 서버(120), 가전 제어 서버(130)일 수 있다.
도 10을 참조하면, 서버는, 통신 모듈(1020), 저장부(1030), 및 프로세서(1010)를 구비할 수 있다.
프로세서(1010)는, 서버의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
통신 모듈(1020)은, 휴대 단말기, 공기조화기 등 홈 어플라이언스, 다른 서버 등으로부터 상태 정보, 동작 정보, 조작 정보, 음성 데이터, 문자 데이터 등 각종 데이터를 수신할 수 있다.
그리고 통신 모듈(1020)은 수신되는 각종 정보에 대응하는 데이터를 그대로 또는 소정 처리 후에 휴대 단말기, 공기조화기 등 홈 어플라이언스, 다른 서버 등으로 송신할 수 있다.
이를 위해, 통신 모듈(1020)은 인터넷 모듈, 이동 통신 모듈 등 하나 이상의 통신 모듈을 구비할 수 있다.
저장부(1030)는, 수신되는 정보를 저장하고, 이에 대응하는 결과 정보 생성을 위한 데이터를 구비할 수 있다.
저장부(1030)는 해당 서버의 동작을 위한 데이터가 저장될 수 있다. 예를 들어, 저장부(1030)에는, 자동 음성 인식 서버(111)의 경우 자동 음성 인식 알고리즘 등이 저장되고, 가전 제어 서버(130)의 경우 홈 어플라이언스의 제품 정보, 상태 정보, 홈 어플라이언스의 제어를 위한 데이터가 저장될 수 있다.
한편, 서버는, 공기조화기 등 홈 어플라이언스 제조사가 운영하는 서버 또는 서비스 제공자가 운영하는 서버일 수 있고, 일종의 클라우드(Cloud) 서버일 수 있다.
서버는 수신하는 음성 데이터에 대하여 딥러닝(Deep Learning) 등 머신 러닝(machine learning)을 수행할 수 있고, 저장부(1030)는, 머신 러닝에 사용되는 데이터, 결과 데이터 등을 저장할 수 있다.
머신 러닝(Machine Learning)의 일종인 딥러닝(Deep Learning) 기술은 데이터를 기반으로 다단계로 깊은 수준까지 내려가 학습하는 것이다.
딥러닝(Deep learning)은 단계를 높여갈수록 복수의 데이터들로부터 핵심적인 데이터를 추출하는 머신 러닝(Machine Learning) 알고리즘의 집합을 나타낼 수 있다.
딥러닝 구조는 인공신경망(ANN)를 포함할 수 있으며, 예를 들어 딥러닝 구조는 CNN(Convolutional Neural Network), RNN(Recurrent Neural Network), DBN(Deep Belief Network) 등 심층신경망(DNN)으로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 딥러닝 구조는 공지된 다양한 구조를 이용할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 딥러닝 구조는 CNN(Convolutional Neural Network), RNN(Recurrent Neural Network), DBN(Deep Belief Network) 등일 수 있다.
RNN(Recurrent Neural Network)은, 자연어 처리 등에 많이 이용되고 있으며, 시간의 흐름에 따라 변하는 시계열 데이터(Time-series data) 처리에 효과적인 구조로 매 순간마다 레이어를 쌓아올려 인공신경망 구조를 구성할 수 있다.
DBN(Deep Belief Network)은 딥러닝 기법인 RBM(Restricted Boltzman Machine)을 다층으로 쌓아 구성되는 딥러닝 구조이다. RBM(Restricted Boltzman Machine) 학습을 반복하여, 일정 수의 레이어가 되면 해당 개수의 레이어를 가지는 DBN(Deep Belief Network)를 구성할 수 있다.
CNN(Convolutional Neural Network)은 사람이 물체를 인식할 때 물체의 기본적인 특징들을 추출한 다음 뇌 속에서 복잡한 계산을 거쳐 그 결과를 기반으로 물체를 인식한다는 가정을 기반으로 만들어진 사람의 뇌 기능을 모사한 모델이다.
한편, 인공신경망의 학습은 주어진 입력에 대하여 원하는 출력이 나오도록 노드간 연결선의 웨이트(weight)를 조정(필요한 경우 바이어스(bias) 값도 조정)함으로써 이루어질 수 있다. 또한, 인공신경망은 학습에 의해 웨이트(weight) 값을 지속적으로 업데이트시킬 수 있다. 또한, 인공신경망의 학습에는 역전파(Back Propagation) 등의 방법이 사용될 수 있다.
한편, 서버에는 머신 러닝)으로 기학습된 인공신경망(Artificial Neural Network)이 탑재될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 서버는, 수신되는 음성 데이터를 입력 데이터로 하는 머신 러닝(machine learning) 기반의 음성 인식을 수행할 수 있다.
프로세서(1010)는 인공신경망, 예를 들어, CNN(Convolutional Neural Network), RNN(Recurrent Neural Network), DBN(Deep Belief Network) 등 심층신경망(Deep Neural Network: DNN)을 포함될 수 있고, 심층신경망을 학습할 수 있다.
상기 인공신경망의 머신 러닝 방법으로는 자율학습(unsupervised learning)과 지도학습(supervised learning)이 모두 사용될 수 있다.
한편, 상기 프로세서(1010)는 설정에 따라 학습 후 음성 인식 인공신경망 구조로 업데이트시키도록 제어할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 홈 어플라이언스의 내부 블록도의 일예를 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 홈 어플라이언스(200)는, 카메라(210), 사용자의 음성 명령을 수신하는 오디오 입력부(220), 조작부(230), 각종 데이터를 저장하는 메모리(250), 다른 전자기기와 무선 통신하는 통신부(270), 각 홈 어플라이언스에 구현된 동작을 수행하는 구동부(280), 소정 정보를 영상으로 표시하는 디스플레이(292), 소정 정보를 오디오로 출력하는 오디오 출력부(291), 각종 데이터를 센싱하는 센서부(215), 및, 전반적인 동작을 제어하는 제어부(240)를 포함할 수 있다.
오디오 입력부(220)는, 외부의 오디오 신호, 사용자 음성 명령을 입력받을 수 있다. 이를 위해, 오디오 입력부(220)는, 하나 이상의 마이크(MIC)를 구비할 수 있다. 또한, 사용자의 음성 명령을 더 정확히 수신하기 위하여 오디오 입력부(220)는 복수의 마이크(221, 222)를 구비할 수 있다. 복수의 마이크(221, 222)는, 서로 다른 위치에 이격되어 배치될 수 있고, 외부의 오디오 신호를 획득하여 전기적인 신호로 처리할 수 있다.
도 11 등에서는 오디오 입력부(220)가 제1 마이크(221)와 제2 마이크(222)의 2개의 마이크를 구비하는 예를 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
오디오 입력부(220)는 아날로그 소리를 디지털 데이터로 변환하는 처리부를 포함하거나 처리부에 연결되어 사용자 입력 음성 명령을 제어부(240) 또는 소정 서버에서 인식할 수 있도록 데이터화할 수 있다.
한편, 오디오 입력부(220)는 사용자의 음성 명령을 입력받는 과정에서 발생하는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 사용될 수 있다.
또한, 오디오 입력부(220)는 각 마이크(221, 222)에서 수신되는 오디오 신호에서 노이즈를 제거하는 필터, 필터에서 출력되는 신호를 증폭하여 출력하는 증폭기 등 오디오 신호 처리를 위한 구성들을 포함할 수 있다.
메모리(250)는 홈 어플라이언스의 동작에 필요한 각종 정보들을 기록하는 것으로, 휘발성 또는 비휘발성 기록 매체를 포함할 수 있다. 기록 매체는 마이크로 프로세서(micro processor)에 의해 읽힐 수 있는 데이터를 저장한 것으로, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등을 포함할 수 있다.
메모리(250)에는 홈 어플라이언스의 동작제어를 위한 데이터, 동작 중 센서부(215)를 통해 감지 또는 측정되는 데이터와, 통신부(270)를 통해 수신되는 데이터 등이 저장될 수 있다.
실시예에 따라서는, 메모리(250)에는 사용자가 입력한 음성 명령의 음원 파일이 저장될 수 있고, 저장된 음원 파일은 통신부(270)을 통하여 음성 인식 서버 시스템(100)으로 전송될 수 있다. 또한, 상기 저장된 음원 파일은 기설정된 시간 경과 또는 기설정된 동작 수행 후에 삭제될 수 있다.
한편, 메모리(250)에는 음성 인식을 위한 데이터가 저장될 수 있고, 제어부(240)는 오디오 입력부(220)를 통하여 수신되는 사용자의 음성 입력 신호를 처리하고 음성 인식 과정을 수행할 수 있다.
또는, 실시예에 따라서는, 홈 어플라이언스(200)는 음성 인식 모듈(미도시)을 포함하고, 음성 인식 모듈이 호출어 인식 등 간단한 음성 인식을 수행할 수 있다. 음성 인식 모듈을 포함하는 실시예에 대해서는 도 17을 참조하여 상세히 후술한다.
또한, 음성 신호의 호출어 포함 여부를 판별하기 위한 호출어 판단 알고리즘이 메모리(250)에 저장될 수 있다. ,
상기 제어부(240) 및 음성 인식 모듈은 상기 호출어 판단 알고리즘에 기초하여 상기 음성 신호의 상기 호출어 포함 여부를 판별할 수 있다.
한편, 간단한 음성 인식은 홈 어플라이언스(200)가 수행하고, 자연어 처리 등 고차원의 음성 인식은 음성 인식 서버 시스템(100)에서 수행될 수 있다.
예를 들어, 기설정된 호출어를 포함하는 웨이크 업(wake up) 음성 신호가 수신되는 경우에, 홈 어플라이언스(200)는 음성 명령어를 수신하기 위한 상태로 전환될 수 있다. 이 경우에, 홈 어플라이언스(200)는 호출어 음성 입력 여부까지의 음성 인식 과정만 수행하고, 이후의 사용자 음성 입력에 대한 음성 인식은 음성 인식 서버 시스템(100)을 통하여 수행할 수 있다.
홈 어플라이언스이 시스템 자원에는 한계가 있으므로, 복잡한 자연어 인식 및 처리는 음성 인식 서버 시스템(100)을 통하여 수행될 수 있다.
또는, 호출어 음성 입력 여부의 판단은 홈 어플라이언스(200)와 음성 인식 서버 시스템(100)에서 이중으로 수행될 수 있다. 이에 따라, 호출어 음성 입력 판단의 오인식을 줄이고, 인식률을 높일 수 있다.
메모리(250)에는 제한적인 데이터가 저장될 수 있다. 예를 들어, 메모리(250)에는 기설정된 호출어를 포함하는 웨이크 업(wake up) 음성 신호를 인식하기 위한 데이터가 저장될 수 있다. 이 경우에, 제어부(240)는 오디오 입력부(220)를 통하여 수신되는 사용자의 음성 입력 신호로부터 기설정된 호출어를 포함하는 웨이크 업(wake up) 음성 신호를 인식할 수 있다.
한편, 호출어는 제조사에 의해 설정될 수 있고, 홈 어플라이언스 별로 다른 호출어가 설정될 수 있다. 예를 들어, 공기조화기의 경우에는 "LG 휘센", 냉장고의 경우에는 "LG 디오스"가 호출어로 설정될 수 있다.
또한, 호출어는 사용자에 의해 설정 변경이 가능하다.
제어부(240)는, 웨이크 업(wake up) 음성 신호의 인식 이후에 입력되는 사용자의 음성 명령을, 통신부(270)를 통하여, 음성 인식 서버 시스템(100)에 송신하도록 제어할 수 있다.
통신부(270)는, 하나 이상의 통신 모듈을 구비하여, 다른 전자기기와, 무선 통신을 수행하여, 각종 신호를 주고 받을 수 있다. 예를 들어, 통신부(270)는 스마트 홈 시스템(10) 내/외부의 전자기기들과 통신할 수 있다.
또한, 통신부(270)는 억세스 포인트 장치(300)와 통신하고, 억세스 포인트 장치(300)를 통하여 무선 인터넷 네트워크에 접속하여 다른 기기들과 통신할 수 있다.
또한, 제어부(240)는 통신부(270)를 통해 홈 어플라이언스(200)의 상태 정보, 사용자의 음성 명령 등을 음성 인식 서버 시스템(100) 등으로 전송할 수 있다.
한편, 통신부(270)를 통하여 제어 신호가 수신되면, 제어부(240)는 수신되는 제어 신호에 따라 동작하도록 홈 어플라이언스(200)를 제어할 수 있다.
디스플레이(292)는 사용자의 명령 입력에 대응하는 정보, 사용자의 명령 입력에 대응하는 처리 결과, 동작모드, 동작상태, 에러상태 등을 영상으로 표시할 수 있다.
실시예에 따라서는, 디스플레이(292)는, 터치패드와 상호 레이어 구조를 이루어 터치스크린으로 구성될 수 있다. 이 경우에, 디스플레이(292)는 출력 장치 이외에 사용자의 터치에 의한 정보의 입력이 가능한 입력 장치로도 사용될 수 있다.
또한, 오디오 출력부(291)는, 제어부(240)의 제어에 따라 경고음, 동작모드, 동작상태, 에러상태 등의 알림 메시지, 사용자의 명령 입력에 대응하는 정보, 사용자의 명령 입력에 대응하는 처리 결과 등을 오디오로 출력할 수 있다.
한편, 오디오 출력부(291)는, 제어부(240)로부터의 전기 신호를 오디오 신호로 변환하여 출력할 수 있다. 이를 위해, 스피커 등을 구비할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 홈 어플라이언스(200)는, 음성 인식 과정 및 홈 어플라이언스 제어 과정 중에 발생할 수 있는 다양한 상황들을 고려한 사용자 경험(User Experience, UX)을 제공할 수 있다.
제어부(240)는 음성 인식 과정 및 홈 어플라이언스 제어 과정의 각 단계에 대응하여 소정 정보를 시각적/청각적 수단으로 사용자에게 제공하도록 오디오 출력부(291) 및 디스플레이(292)를 제어할 수 있다.
제어부(240)는 디스플레이(292)를 제어하여 음성 인식 과정 및 홈 어플라이언스 제어 과정의 각 단계에 대응하여 시각적 정보를 제공할 수 있다.
또한, 제어부(240)는 오디오 출력부(291)를 제어하여 음성 인식 과정 및 홈 어플라이언스 제어 과정의 각 단계에 대응하여 청각적 정보를 제공할 수 있다.
음성 인식 과정 및 홈 어플라이언스 제어 과정 중에 오디오 출력부(291), 디스플레이(292)를 통하여 제공되는 사용자 경험에 대해서는 도 17, 도 18 등을 참조하여 상세히 후술한다.
구동부(280)는 홈 어플라이언스에 구현된 동작을 수행하는 것으로, 각 홈 어플라이언스별로 다르게 구성될 수 있다.
예를 들어, 홈 어플라이언스가 냉장고인 경우, 구동부(280)는, 냉장실에 냉각된 공기를 공급하기 위한 냉장실 팬을 동작시키는 냉장실 구동부, 냉동실에 냉각된 공기를 공급하기 위한 냉동실 팬을 동작시키는 냉동실 구동부, 냉매를 압축하기 위한 압축기를 동작시키는 압축기 구동부 등을 포함할 수 있다.
다른 예로, 홈 어플라이언스가 세탁기인 경우, 구동부(280)는, 드럼 또는 터브를 구동하는 구동부 등을 포함할 수 있다.
또, 다른 예로, 홈 어플라이언스가 공기조화기인 경우, 구동부(280)는, 실외기 내의 압축기를 구동하기 위한 압축기 구동부, 열교환을 위한 실외기 팬을 동작시키는 실외기 팬 구동부, 열교환을 위한 실내기팬을 동작시키는 실내기 팬 구동부 등을 포함할 수 있다.
또, 다른 예로, 홈 어플라이언스가 조리기기인 경우, 구동부(280)는, 캐비티 내로 마이크로웨이브를 출력하는 마이크로웨이브 구동부 등을 포함할 수 있다.
또, 다른 예로, 홈 어플라이언스가 청소기인 경우, 구동부(280)는, 공기 흡입을 위한 팬 모터 구동부 등을 포함할 수 있다.
한편, 구동부(280)는, 모터 구동부를 포함할 수 있고, 모터를 구동하기 위해, 인버터(420) 등을 포함할 수 있다. 모터 구동부에 대해서는 도 18 내지 도 20을 참조하여 상세히 후술한다.
한편, 홈 어플라이언스(200)는 사용자 입력을 위한 조작부(230), 홈 어플라이언스(200) 주변 소정 범위를 촬영할 수 있는 카메라(210)를 더 포함할 수 있다.
조작부(230)는, 복수의 조작 버튼을 구비하여, 입력되는 버튼에 대응하는 신호를 제어부(240)로 전달할 수 있다.
카메라(210)는 홈 어플라이언스(200) 주변, 외부 환경 등을 촬영하는 것으로, 이러한 카메라는 촬영 효율을 위해 각 부위별로 여러 개가 설치될 수도 있다.
예를 들어, 카메라(210)는 적어도 하나의 광학렌즈와, 광학렌즈를 통과한 광에 의해 상이 맺히는 다수개의 광 다이오드(photodiode, 예를 들어, pixel)를 포함하여 구성된 이미지 센서(예를 들어, CMOS image sensor)와, 광 다이오드들로부터 출력된 신호를 바탕으로 영상을 구성하는 디지털 신호 처리기(DSP: Digital Signal Processor)를 포함할 수 있다. 디지털 신호 처리기는 정지영상은 물론이고, 정지영상으로 구성된 프레임들로 이루어진 동영상을 생성하는 것도 가능하다.
한편, 카메라(210)가 촬영하여 획득된 영상은 메모리(250)에 저장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어부(240)는, 상기 카메라(210)가 획득하는 영상에 기초하여, 사용자의 존재 여부 및, 홈 어플라이언스와의 거리 정보를 판별할 수 있다.
센서부(215)는 하나 이상의 센서를 포함하여, 온도, 습도, 공기의 오염도를 측정하거나 홈 어플라이언스의 동작 상태를 센싱할 수 있다.
이를 위해, 센서부(215)는, 온도를 센싱하는 온도 센서, 습도를 센싱하는 복수의 습도 센서, 공기 상태를 감지하는 각종 공기 오염 감지 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제어부(240)는 홈 어플라이언스로 입력되거나 출력되는 데이터의 흐름을 제어하고, 센서부(215)로부터 입력된 데이터에 기초하여 제어명령을 생성하여 인가할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서부(215)는 사용자의 존재 여부, 사용자와 홈 어플라이언스와의 거리를 감지하기 위하여 PIR 센서 등 인체 감지 센서를 더 구비할 수 있다.
이 경우에, 제어부(240)는, 상기 센서부(215)가 획득하는 데이터에 기초하여, 사용자의 존재 여부 및 홈 어플라이언스와의 거리 정보를 판별할 수 있고, 이에 따라 홈 어플라이언스를 제어할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 내부 블록도의 일부를 도시한 도면이고, 도 13과 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 외관을 간략히 도시한 도면이다.
더욱 상세하게는, 도 12는 도 11에 예시된 홈 어플라이언스가 도 13과 도 14에 예시된 공기조화기(200a)인 경우에, 공기조화기(200a)의 구동부(280a)에 포함되는 베인 구동부(1210)와 팬 구동부(1220)를 예시한다.
도 13과 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 실내기 외관을 간략히 도시한 도면이다.
도 11 내지 도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기(200a)는, 사용자의 음성 명령을 수신하는 마이크(221, 222), 다른 전자기기와 무선 통신하는 통신부(270), 전반적인 동작을 제어하는 제어부(240), 및, 상기 제어부(240)의 제어에 따라 베인을 구동하는 베인 구동부(1210)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기(200a)는, 상기 제어부(240)의 제어에 따라 팬을 구동하는 팬 구동부(1220)를 더 포함할 수 있다.
마이크(221, 222)는 외부의 오디오 신호, 사용자 음성 명령을 입력받을 수 있다. 또한 마이크(221, 222)는 외부의 오디오 신호, 사용자 음성 명령을 획득하여 전기적인 신호로 처리할 수 있다.
본 실시예의 공기조화기(200a)는 공기흡입구(미도시)가 형성된 흡입바디(202), 공기흡입구로 흡입된 공기가 통과하는 열교환기(미도시), 공기흡입구로 공기를 흡입하여 열교환기를 통과시킨 후 송풍하는 팬(미도시), 공기가 다시 실내로 토출되도록 형성된 토출구(207R, 207U, 207D)가 형성될 수 있다.
또한, 토출구(207R, 207U, 207D)에는, 토출구(190)를 개폐시키고, 토출되는 공기의 풍향을 조절하는 루버(미도시) 및/또는 베인(261R, 261L, 261U, 261D) 등 풍향 조절 수단이 배치되고, 제어부(240)의 제어에 따라 모터 등을 구동하여 풍향 조절 수단의 각도 및 방향을 전환할 수 있다. 이에 따라, 토출구(207R, 207U, 207D)를 통해 토출되는 공기의 풍향을 조절할 수 있다. 또한, 풍향 조절 수단의 동작을 제어함으로써, 기류의 송풍방향, 송풍범위 등을 조절할 수 있다.
예를 들어, 베인(261R, 261L, 261U, 261D)을 어느 한 방향을 향하도록 고정시켜 어느 한 방향으로의 송풍이 이루어지도록 할 수도 있고, 베인의 방향이 설정된 범위 내에서 계속해서 변화되는 동작(이하 "스윙동작"이라 한다)이 실시되도록 함으로써 설정된 범위 내에서 송풍방향을 계속해서 변화시키는 형태로 설정된 범위에 대한 송풍이 이루어지도록 할 수도 있다. 또한, 베인(261R, 261L, 261U, 261D)의 스윙동작이 이루어지는 각도 범위를 조절함으로써 송풍이 이루어지는 범위를 조금 더 좁히거나 넓힐 수도 있다.
한편, 공기조화기 내부에는 흡입구로 흡입된 실내의 공기가 토출구(207R, 207U, 207D)를 통해 실내 공간으로 배출되는 흐름을 제어하기 위한 팬이 설치되어 있는데, 상기 팬은 팬 구동부(1220)에 의해 회전이 조절되고, 상기 팬 구동부(1220)의 작동은 제어부(240)에 의해 제어된다.
따라서, 제어부(240)는 베인 구동부(1210) 및 팬 구동부(1220)를 제어하여 공기조화기(200a)로부터 토출되는 공기의 흐름(기류)의 방향을 제어할 수 있다. 제어부(240)는 팬 모터의 속도를 제어하여 기류의 양과 속도를 제어하고, 루버, 베인 등 풍향 조절 수단을 제어하여 기류의 방향을 제어할 수 있다.
한편, 공기조화기는 복수의 베인(261R, 261L, 261U, 261D)을 포함할 수 있다. 또한, 복수의 베인(261R, 261L, 261U, 261D) 중 적어도 일부는 상이한 방식으로 동작할 수 있다.
예를 들어, 상측 베인(261U)은 팬의 상부에 승강 가능하게 배치되어 동작시 승강하여 구동할 수 있다. 이를 위해, 공기조화기(200a)는 상측 베인(261U)을 승강시키는 승강기구(1211)를 포함할 수 있다.
또한, 상측 베인(261U)은 상승하여 공기토출구(207U)를 통하여 팬에서 송풍된 공기 중 적어도 일부를 실내로 토출하는 상부 토출바디로 기능할 수 있다.
흡입바디(202)는 베이스(201) 상측에 설치될 수 있다. 흡입바디(202)는 베이스(201)와 함께 공기조화기의 배면측 외관을 형성할 수 있다. 흡입바디(202)는 공기조화기의 배면 상부 외관을 형성할 수 있다. 흡입바디(202)는 베이스(201)와 함께 공기조화기의 리어 케이스를 구성할 수 있고, 흡입바디(202)는 공기조화기의 리어 어퍼 케이스일 수 있으며, 베이스(201)는 공기조화기의 리어 로어 케이스일 수 있다.
베이스(201)에는 공기조화기의 각종 전장부품을 제어하는 제어부(240)가 설치될 수 있다. 여기서, 공기조화기의 각종 전장부품은 팬 등을 포함할 수 있다. 베이스(201)에는 베이스(201)의 전방에 배치되는 베이스 커버(225)가 설치될 수 있다.
공기조화기는 공기를 청정시키는 정화유닛(미도시)을 더 포함할 수 있다. 정화유닛은 흡입바디(202)에 배치될 수 있다. 정화유닛은 공기유동 방향으로 열교환기 이전에 배치될 수 있다. 정화유닛은 흡입바디(202)와 열교환기 사이에 배치되는 것이 가능하고, 흡입바디(202)의 후방에 배치되는 것이 가능하다. 정화유닛은 공기 중의 이물질이 걸러지는 필터를 포함할 수 있다. 정화유닛은 공기에 이온을 발생시키는 이온발생기를 포함할 수 있다. 정화유닛은 공기 중의 이물질을 방전시켜 집진하는 전기집진기를 포함할 수 있다. 정화유닛은 필터와 이온발생기와 전기집진기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
열교환기는 공기흡입구 전방에 위치될 수 있다. 열교환기는 공기흡입구로 흡입된 공기를 냉매와 열교환할 수 있다. 열교환기는 공기흡입구와 팬의 사이에 위치되게 설치될 수 있다.
공기조화기는 실외기에 설치된 압축기의 구동시, 열교환기로 저온 저압의 냉매가 통과할 수 있고, 열교환기는 공기흡입구를 통과한 공기를 냉각할 수 있다. 압축기의 온시, 열교환기는 냉매와 공기를 열교환시켜 공기를 냉각시킬 수 있고, 공기조화기는 냉방기로 기능할 수 있다.
팬은 열교환기의 전방에 위치될 수 있다. 팬은 후방의 공기를 흡인하여 상,하,좌,우측 중 적어도 어느 한 방향으로 송풍하는 원심팬으로 구성될 수 있다. 팬은 시로코팬으로 구성될 수 있다. 팬은 상,하,좌,우측 네 방향으로 공기를 송풍하는 시로코팬으로 구성될 수 있다.
팬은 복수개 송풍팬을 포함할 수 있다. 복수개의 송풍팬은 상하 방향으로 순차적으로 배치될 수 있다. 복수개 송풍팬은 그 각각이 시로코팬으로 구성될 수 있다.
상측 베인(261U)의 전면에는 상부 프론트 공기토출구(207U)가 형성될 수 있다. 상측 베인(261U)의 하면에 팬에서 상측 방향으로 송풍된 공기가 유입되는 공기유입구(미도시)가 형성될 수 있다. 상측 베인(261U)은 내부의 팬에서 상측 방향으로 송풍된 공기를 전방 방향으로 안내할 수 있다.
상측 베인(261U)은 팬의 상측에 승강되게 배치될 수 있다. 상측 베인(261U)은 상승시 상부 프론트 공기토출구(207U)가 상승되어 공기를 토출할 수 있고, 하강시 상부 프론트 공기토출구(207U)가 은닉될 수 있다.
공기조화기는 상측 베인(261U)의 승강을 안내하는 승강가이드(208)를 더 포함할 수 있다. 승강가이드(208)는 팬 및 열교환기의 상측에 위치되게 설치될 수 있다. 상측 베인(261U)은 상승시 상부 프론트 공기토출구(207U)가 승강가이드(208) 상측에 위치되어 공기를 토출할 수 있고, 하강시 상부 프론트 공기토출구(207U)가 승강가이드(208) 내측에 위치되어 은닉될 수 있다.
승강기구(1211)는 모터 등의 구동원과, 구동원의 구동시 상측 베인(261U)을 승강시키는 동력전달부재를 포함할 수 있다. 동력전달부재는 구동원에 설치된 피니언과, 피니언에 치합된 랙을 포함할 수 있다.
승강기구(1211)는 운전모드에 따라 다른 높이까지 상승할 수 있다. 제어부(240)는 사용자의 운전모드 선택에 따라 상기 승강기구(1211)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어부(240)는 운전모드에 따라 상부 프론트 공기토출구(207U)가 최대로 개방되는 최대 개방높이까지 상측 베인(261U)을 상승시키거나, 상부 프론트 공기토출구(207U)의 일부만 개방되는 높이까지 상측 베인(261U)을 상승할 수 있다.
공기조화기(200a)의 측면에는 팬에서 옆 방향으로 송풍된 공기가 통과하는 사이드 공기토출구(207R)가 형성될 수 있다.
또한, 공기조화기의 측면에는 팬에서 옆으로 송풍된 공기의 풍향을 조절하고, 좌측 공기토출구 및 우측 공기토출구(207R)를 여닫을 수 있는 사이드 베인(261R, 261L)이 배치될 수 있다. 사이드 베인(261R, 261L)은 좌측 베인(261L)과 우측 베인(261R)을 포함할 수 있다.
사이드 베인(261R, 261L)은 회전 가능하게 설치될 수 있다. 공기조화기는 사이드 베인(261R, 261L)을 회전시키는 사이드 구동기구(1212, 1213)를 포함할 수 있다. 사이드 구동기구(1212, 1213)는 좌측 베인 구동기구(1212)와 우측 베인 구동기구(1213)를 포함할 수 있다.
사이드 구동기구(1212, 1213)는 모터 등의 구동원을 포함할 수 있다. 사이드 구동기구(1212, 1213)는 구동원에 연결되어 구동원의 구동시 사이드 베인(261R, 261L)을 회전시키는 링크나 기어 등의 적어도 하나의 동력전달부재를 포함할 수 있다.
사이드 구동기구(1212, 1213)는 제어부(240)에 의해 냉방운전시 개방모드로 제어될 수 있다. 또한, 사이드 구동기구(1212, 1213)는, 제어부(240)의 제어에 따라, 좌측 베인(261L)과 우측 베인(261R)을 소정 개방각으로 회전시킬 수 있다.
이에 따라, 송풍 방향을 제어할 수도 있고, 스윙동작이 실시되도록 함으로써 설정된 범위 내에서 송풍방향을 계속해서 변화시키는 형태로 설정된 범위에 대한 송풍이 이루어지도록 할 수도 있다. 또한, 스윙동작이 이루어지는 각도 범위를 조절함으로써 송풍이 이루어지는 범위를 조금 더 좁히거나 넓힐 수도 있다.
공기조화기는 하측에 위치하고 하부 프론트 공기토출구(207D)가 형성된 하측 베인(261D)을 더 포함할 수 있다.
하측 베인(261D)은 팬에서 하측 방향으로 송풍된 공기를 전방 방향으로 토출할 수 있다. 하측 베인(261D)은 내부에 공기가 통과하는 유로가 형성될 수 있다. 하측 베인(261D)의 전면에는 외부로 공기를 토출하는 하부 프론트 공기토출구(207D)가 형성될 수 있다.
공기조화기는 하부 프론트 공기토출구(207D)를 개폐하는 개폐기구(1214)를 더 포함할 수 있다. 개폐기구(1214)는 하부 프론트 공기토출구(207D)를 개폐하기 위해 하측 베인(261D)을 움직이는 무빙 키트(미도시)를 포함할 수 있다. 무빙 키트는 모터 등의 구동원과, 무빙 키트가 안착되는 무빙 키트 캐리어와, 구동원의 구동시 무빙 키트 캐리어를 진퇴시키는 적어도 하나의 동력전달부재를 포함할 수 있다.
하측 베인(261D)은 전진되어 하부 프론트 공기토출구(207D)를 차폐할 수 있고, 후퇴되어 하부 프론트 공기토출구(207D)를 개방할 수 있다.
개폐기구(1214)는 소정 모드로 운전시 하부 프론트 공기토출구(207D)를 개방하는 개방모드로 제어될 수 있다.
공기조화기는 팬의 전방에 배치되는 송풍기 커버(282)를 더 포함할 수 있고, 송풍기 커버(282)는 공기조화기의 전면 상부 외관을 형성할 수 있다. 송풍기 커버(282)는 베이스 커버(225)의 상측에 위치되게 배치될 수 있고, 베이스 커버(225)와 함께 공기조화기의 전면측 외관을 형성할 수 있다. 송풍기 커버(282)는 베이스 커버(225)와 함께 공기조화기의 프론트 커버를 구성할 수 있다. 송풍기 커버(282)는 공기조화기의 프론트 어퍼 커버일 수 있고, 베이스 커버(225)는 공기조화기의 프론트 로어 커버일 수 있다.
공기조화기는 각종 정보를 표시하는 디스플레이(292)가 설치될 수 있다. 또한, 공기조화기는 오디오 신호를 출력하는 오디오 출력부(291)를 더 포함할 수 있고, 오디오 출력부(291)의 스피커는 공기조화기의 전면 또는 적절한 위치에 배치될 수 있다.
또한, 공기조화기는 각종 명령을 입력할 수 있는 다수의 버튼을 구비하는 조작부(230), 홈 어플라이언스(200) 주변 소정 범위를 촬영할 수 있는 카메라(210)를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일측에 따르면, 송풍기 커버(282) 또는 베이스 커버(225)의 전면에는 전면 패널(1300)이 배치되고, 전면 패널(1300)에는 디스플레이(292), 오디오 출력부(291)의 스피커, 조작부(230)의 조작 버튼들이 배치될 수 있다.
공기조화기는 복수의 운전 모드에 따라 운전할 수 있다. 제어부(240)는, 선택된 운전 모드에 따라 베인 구동부(1210), 팬 구동부(1220) 등을 제어할 수 있다.
예를 들어, 소정 운전 모드에서 제어부(240)는 복수의 베인(261R, 261L, 261U, 261D)이 토출구를 전부 개방하도록 제어할 수 있다.
또는 소정 운전 모드에서 제어부(240)는 특정 베인이 토출구를 개방하지 않고 닫혀 있도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 소정 운전 모드에서 제어부(240)는 하측 베인(261D)이 닫혀있도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(240)는 운전 모드에 따라 상측 베인(261U)의 상승 높이, 좌/우측 베인(261R, 261L)의 개방각을 조절할 수 있다.
또한, 제어부(240)는 운전 모드에 따라 팬의 회전 속도를 제어함으로써 풍량을 조절할 수 있다.
한편, 도 13과 도 14에 예시된 공기조화기의 외관 및 구조는 예시적인 것으로 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 마이크(221, 222), 카메라(210), 오디오 출력부(291), 베인들(261R, 261L, 261U, 261D)의 위치, 개수, 구조 등은 설계 사양에 따라 달라질 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 홈 어플라이언스의 동작 방법을 도시한 순서도이다.
도 15를 참조하면, 홈 어플라이언스(200)는, 사용자 입력에 의해, 음성 인식 기능을 활성화할 수 있다(S1510). 사용자 입력에 따라 홈 어플라이언스(200)의 제어부(240)는, 마이크(221, 222)를 활성화할 수 있다.
또는, 홈 어플라이언스(200)는 음성 인식 기능 활성화에 대한 설정에 따라서 자동으로 음성 인식 기능을 활성화할 수 있다.
예를 들어, 전원이 켜지면, 홈 어플라이언스(200)는 자동으로 마이크(221, 222)를 활성화하고, 음성 인식 기능을 활성화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 홈 어플라이언스(200)는, 음성 인식 과정 및 홈 어플라이언스 제어 과정 중에 발생할 수 있는 다양한 상황들을 고려한 사용자 경험(User Experience, UX)을 제공할 수 있다.
제어부(240)는 디스플레이(292)를 제어하여 음성 인식 과정 및 홈 어플라이언스 제어 과정의 각 단계에 대응하여 시각적 정보를 제공할 수 있다.
또한, 제어부(240)는 오디오 출력부(291)를 제어하여 음성 인식 과정 및 홈 어플라이언스 제어 과정의 각 단계에 대응하여 청각적 정보를 제공할 수 있다.
디스플레이(292)는 공기조화기(200a)의 운전 모드, 현재 상태, 설정 항목들을 여러 가지 시각적 이미지로 표시할 수 있다. 디스플레이(292)는 공기조화기(200a)의 운전 모드, 현재 상태, 설정 항목들을 문자, 숫자, 기호로 표시할 수 있고, 아이콘과 같은 그래픽 이미지로 표시할 수 있다.
또한, 디스플레이(292)는 음성 입력의 처리 과정 별로 대응하는 정보를 표시할 수 있다.
도 15를 참조하면, 음성 인식 기능이 활성화되면, 상기 디스플레이(292)는, 마이크 아이콘을 점등하여 표시하고, 제어부(240)는 기설정된 호출어를 포함하는 웨이크 업(wake up) 음성 신호의 입력을 위한 웨이크업 신호 대기 모드로 진입하도록 제어할 수 있다(S1515).
한편, 음성 인식 기능이 비활성화되면 상기 마이크 아이콘의 표시가 종료될 수 있다.
또한, 오디오 출력부(291)는 호출어를 포함하는 발화를 안내하는 음성 안내 메시지를 출력할 수 있다. 예를 들어, 호출어가 "LG 휘센"으로 설정되어 있다면, 오디오 출력부(291)는 "LG 휘센이라고 말하면 음성 인식 기능을 사용할 수 있습니다"와 같은 음성 안내 메시지를 음성 출력할 수 있다.
한편, 홈 어플라이언스의 마이크(221, 222)가 활성화된 상태에서, 사용자로부터 음성 입력이 수신되는 경우, 마이크(221, 222)는, 입력 음성을 수신하고, 이를 제어부(240)로 전달할 수 있다.
한편, 마이크(221, 222)를 통해 기설정된 호출어를 포함하는 웨이크 업(wake up) 음성 신호가 수신되는 경우에(S1520), 홈 어플라이언스(200)는 음성 명령어를 수신하기 위한 명령어 대기 모드로 전환될 수 있다(S1525). 마이크(221, 222)를 통해 기설정된 호출어를 포함하는 웨이크 업(wake up) 음성 신호가 수신되는 경우에(S1520), 제어부(240)는 명령어 대기 모드로 진입하도록 제어할 수 있다(S1525).
홈 어플라이언스(200)가 항상 자연어 명령어를 대기하게 되면, 음성인식 기능에서 소비하는 전력과 CPU 점유율 및 음성 인식 서버 시스템의 서버 부하에 부담이 된다.
따라서, 홈 어플라이언스(200)는 명령어 대기 상태에서 들어오는 음성 신호에 대해서만 서버로 전송할 수 있다.
또한, 홈 어플라이언스(200)는 명령어를 대기하는 시간에 조건을 주고 시간 내 명령 입력시 명령어 완료 시점까지는 소리를 받아서 서버로 전달할 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 홈 어플라이언스(200)는 호출어 음성 입력 여부까지의 음성 인식 과정만 수행하고, 이후의 사용자 음성 입력에 대한 음성 인식은 음성 인식 서버 시스템(100)을 통하여 수행할 수 있다.
또는, 호출어 음성 입력 여부의 판단은 홈 어플라이언스(200)와 음성 인식 서버 시스템(100)에서 이중으로 수행될 수 있다.
한편, 상기 호출어는 제조사에 의해 설정될 수 있고, 홈 어플라이언스 별로 다른 호출어가 설정될 수 있다. 예를 들어, 공기조화기의 경우에는 "LG 휘센", 냉장고의 경우에는 "LG 디오스"가 호출어로 설정될 수 있다. 또한, 상기 호출어는 사용자에 의해 설정 변경이 가능하다.
한편, 상기 제어부(240)는, 웨이크 업(wake up) 음성 신호의 인식 이후에 입력되는 사용자의 음성 명령을, 통신부(270)를 통하여, 음성 인식 서버 시스템(100)에 송신하도록 제어할 수 있다(S1530).
한편, 사용자의 음성 명령을 무기한으로 기다리는 것은 시스템 자원이 낭비되고, 명령어를 입력하지 않는 사용자의 의도에도 부합하지 않으므로 명령어 대기 모드에서는 소정 경과 시간 동안에 입력되는 음성 명령만 처리하도록 설정될 수 있다(S1527).
이 경우에, 상기 제어부(240)는, 상기 기설정된 경과 시간 이내에 수신된 음성 명령을 포함하는 음성 데이터를 음성 서버(110)로 전송하도록 제어할 수 있다(S1530).
한편, 상기 기설정된 경과 시간 이내에 상기 음성 명령이 수신되지 않으면(S1527), 상기 제어부(240)는, 다시 상기 웨이크업 신호 대기 모드로 전환하도록 제어할 수 있다.
실시예에 따라서는, 제1 시간 이내에 상기 통신부(270)가 상기 음성 서버(110)로부터 상기 음성 명령에 기초한 응답 신호를 수신하지 못하면, 상기 오디오 출력부(291)는 기다려달라는 음성 안내 메시지를 출력할 수 있다. 이 경우에, 상기 제1 시간 이후 제2 시간 이내에도 상기 통신부(270)가 상기 음성 명령에 기초한 응답 신호를 수신하지 못하면, 상기 오디오 출력부(291)는 음성 명령의 재입력을 요청하는 음성 안내 메시지를 출력할 수 있다.
상기 제어부(240)는, 상기 제2 시간 이내에도 상기 통신부(270)가 상기 음성 명령에 기초한 응답 신호를 수신하지 못하면, 상기 명령어 대기 모드로 전환하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 홈 어플라이언스(200)는, 다른 방식으로도 사용자에게 소정 정보를 제공할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 홈 어플라이언스(200)는 기설정된 경과 시간 이내에 음성 명령이 수신되면, 명령어를 수신하였음을 사용자에게 알리기 위하여, 구동부(280)가 명령어 수신에 대응하는 피드백 동작을 수행할 수 있다.
실시예에 따라서는, 상기 기설정된 경과 시간 이내에 상기 음성 명령이 수신되면(S1527), 홈 어플라이언스(200)가 명령어를 수신하였음을 사용자에게 알리기 위하여, 제어부(240)는 명령어 수신에 대응하는 피드백 동작을 수행하도록 제어할 수 있다.
이 경우에, 상기 제어부(240)의 제어에 따라, 구동부(280)는 기설정된 동작을 수행할 수 있다.
예를 들어, 상기 홈 어플라이언스(200)가 공기조화기(200a)인 경우에, 구동부(280)는 베인 구동부(1210), 팬 구동부(1220) 등을 포함할 수 있다.
상기 기설정된 경과 시간 이내에 상기 음성 명령이 수신됨에 따라 베인 구동부(1210)는 승강, 이동, 회전, 스윙(swing) 동작 중 적어도 하나를 수행하도록 하나 이상의 베인(261R, 261L, 261U, 261D)을 구동할 수 있다.
한편, 음성 서버(110) 및 이를 포함하는 음성 인식 서버 시스템(100)은 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명한 것과 같이 홈 어플라이언스(200)로부터 수신되는 음성 명령을 포함하는 음성 데이터를 인식하고 처리할 수 있다.
이에 따라, 통신부(270)가 가전 제어 서버(130)로부터 상기 음성 명령에 기초한 제어 신호를 수신하면(S1540), 제어부(240)는 수신한 제어 신호에 대응하여 동작하도록 홈 어플라이언스(200)를 제어할 수 있다(S1545).
또한, 통신부(270)가 상기 음성 서버(110)로부터 상기 음성 명령에 기초한 응답 신호를 수신하면(S1550), 제어부(240)는 수신한 응답 신호에 대응하는 음성 안내 메시지를 출력하도록 오디오 출력부(291)를 제어할 수 있다(S1570).
실시예에 따라서는, 상기 응답 신호가 음성 데이터를 포함하지 않는 경우(S1560), 제어부(240)는 상기 음성 서버(110)로 음성 데이터를 요청하여(S1565), 상기 음성 서버(110)로부터 요청한 음성 데이터를 수신하도록 제어할 수 있다.
한편, 음성 인식 결과에 따라서, 상기 통신부(270)를 통하여 상기 음성 서버(110)로부터 음성 인식 실패에 대응하는 신호를 수신할 수 있다. 이 경우에, 제어부(240)는 음성 명령의 재입력을 요청하는 음성 안내 메시지를 출력하도록 오디오 출력부(291)를 제어하고, 다시 상기 명령어 대기 모드로 전환하도록 제어할 수 있다.
또한, 판별된 음성 명령의 지원 가능 여부 판별에 따라서, 상기 통신부(270)를 통하여 상기 음성 서버(110)로부터 상기 음성 명령이 지원되지 않는 기능에 관한 것임을 알리는 신호를 수신할 수 있다(S1535). 이 경우에, 제어부(240)는 상기 음성 명령이 지원되지 않는 기능에 관한 것임을 알리는 음성 안내 메시지를 출력하도록 오디오 출력부(291)를 제어할 수 있다(S1537).
이 경우에, 제어부(240)는 웨이크업 신호 대기 모드로 전환하도록 제어할 수 있다.
또는, 제어부(240)는 다시 상기 명령어 대기 모드로 전환하도록 제어할 수 있다.
본 발명에 따르면 각 상황에 맞는 시각적 정보 및/또는 음성 안내 메시지를 제공함으로써, 음성 제어 명령 시 어느 단계에서 어떤 문제로 정상제어 되지 않는지 정확하게 파악할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 제품을 제어할 수 있는 명령어의 자유도가 높아 사용성이 개선된다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 음성 인식 서버 시스템 및 홈 어플라이언스를 포함하는 스마트 홈 시스템의 동작 방법을 도시한 순서도이다.
도 16을 참조하면, 홈 어플라이언스(200)는, 음성 인식 기능을 활성화하여(S1611), 기설정된 호출어를 포함하는 웨이크 업(wake up) 음성 신호의 입력을 위한 웨이크업 신호 대기 모드로 진입할 수 있다(S1612).
음성 인식 기능의 활성화(S1611)에 대응하여, 디스플레이(292)에는 마이크 아이콘이 켜지고, 오디오 출력부(291)는 사용자의 호출어 발화를 안내하는 음성 안내 메시지를 출력할 수 있다.
"LG 휘센", "LG 디오스", 등 기설정된 호출어가 마이크(221, 222)를 통해 입력되면(S1613), 홈 어플라이언스(200)는, 음성 명령어를 수신하기 위한 명령어 대기 모드로 전환될 수 있다(S1614).
명령어 대기 모드에서는 소정 경과 시간 동안에 입력되는 음성 명령만 처리하도록 설정될 수 있다(S1615). 예를 들어, 6초의 경과 시간이 설정될 수 있고, 이 경우에, 상기 제어부(240)는, 상기 6초 이내에 수신된 음성 명령을 포함하는 음성 데이터를 음성 서버(110)로 전송하도록 제어할 수 있다(S1621).
한편, 상기 기설정된 경과 시간 이내에 상기 음성 명령이 수신되지 않으면(S1621), 상기 제어부(240)는, 다시 상기 웨이크업 신호 대기 모드로 전환하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 홈 어플라이언스(200)는 호출어 음성 입력 여부까지의 음성 인식 과정만 수행하고, 이후의 사용자 음성 입력에 대한 음성 인식은 음성 인식 서버 시스템(100)을 통하여 수행할 수 있다.
음성 서버(110)는 홈 어플라이언스(200)로부터 음성 명령을 포함하는 음성 데이터가 수신되면(S1621), 자연어 처리를 수행하여 사용자의 의도를 분석하고 음성 명령을 판별할 수 있다(S1622).
음성 명령이 정상적으로 분석되지 않으면(S1623), 음성 서버(110)는 홈 어플라이언스(200)로 음성 명령 분석 실패를 알리고, 홈 어플라이언스(200)는 사용자의 재명령 요청 멘트를 포함하는 음성 안내 메시지를 발화할 수 있다(S1662).
이 경우에, 음성 명령 분석 실패시 재명령 요청 및 재명령 분석 과정은 기설정된 횟수만큼만 수행하도록 설정될 수 있다(S1661).
예를 들어, 3회 이상 정상 분석이 실패하면 재명령을 요청하지 않고, 상기 제어부(240)는, 다시 상기 웨이크업 신호 대기 모드로 전환하도록 제어할 수 있다.
한편, 음성 명령이 정상적으로 분석되면(S1623), 음성 서버(110)는 상기 판별한 음성 명령에 대응하는 신호 연계 서비스 서버(120)로 송신할 수 있다.
한편, 상기 연계 서비스 서버(120)는 상기 판별한 음성 명령의 지원 가능 유무를 판별할 수 있다.
예를 들어, 상기 연계 서비스 서버(120)는 상기 판별한 음성 명령이 해당 홈 어플라이언스(200)가 지원하는 기능인지 여부를 판별할 수 있다(S1631).
또한, 상기 연계 서비스 서버(120)는 상기 판별한 음성 명령이 해당 홈 어플라이언스(200)의 현재 상태에서 지원하는 기능인지 여부, 음성 명령으로 제공되는 기능인지 여부 등을 판별할 수 있다(S1632).
만약, 상기 판별한 음성 명령이 지원할 수 있는 기능이 아니면, 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명한 것과 같이, 상기 연계 서비스 서버(120)는 상기 음성 서버(110)를 경유하여 홈 어플라이언스(200)로 지원할 수 있는 기능이 아니라는 응답 신호를 송신할 수 있다.
이에 따라, 홈 어플라이언스(200)는 '지원하지 않는 기능입니다', '음성 지원하지 않는 기능입니다' 등의 음성 안내 메시지를 출력할 수 있다(S1671, S1672).
또한, 제어부(240)는 웨이크업 신호 대기 모드로 전환하도록 제어할 수 있다.
상기 연계 서비스 서버(120)는 판별한 음성 명령이 홈 어플라이언스(200)에 관한 것이면, 가전 제어 서버(130)와 통신하여 대응하는 동작을 수행할 수 있다.
또는, 상기 연계 서비스 서버(120)는 판별한 음성 명령이 홈 어플라이언스(200)에 관한 것이 아니면, 외부의 외부 서비스와 통신하여 대응하는 동작을 수행할 수 있다.
상기 연계 서비스 서버(120)는, 판별한 음성 명령이 홈 어플라이언스(200)를 제어하는 것이면, 상기 판별한 음성 명령에 대응하는 요청 신호를 생성하여, 상기 가전 제어 서버(130)로 송신할 수 있다.
가전 제어 서버(130)는 상기 연계 서비스 서버(120)로부터 상기 요청 신호를 수신하여, 상기 요청 신호에 기초하는 제어 신호를 상기 홈 어플라이언스(200)로 송신할 수 있다.
예를 들어, 공기조화기(200a)의 설정 온도를 변경하는 요청이 수신되면, 상기 가전 제어 서버(130)는 상기 공기조화기(200a)로 설정 온도를 변경하는 제어 신호를 송신할 수 있다.
한편, 홈 어플라이언스(200)는 상기 가전 제어 서버(130)로부터 수신한 제어 신호에 따라 대응하는 동작을 수행할 수 있다(S1640).
또한, 홈 어플라이언스(200)는 요청받은 동작을 수행한 후 동작을 수행하였음을 알리는 신호를 상기 가전 제어 서버(130)로 송신할 수 있다.
또한, 가전 제어 서버(130)는, 상기 홈 어플라이언스(200)로부터 상기 제어 신호에 대한 응답 신호를 수신하고, 요청에 대한 동작이 성공했음을 알리는 처리 결과 정보를 연계 서비스 서버(120)로 송신할 수 있다.
연계 서비스 서버(120)는, "에어컨 온도를 18도로 설정합니다" 등 처리 결과 정보에 대응하는 신호를 자연어 처리 서버(112)로 송신할 수 있고, 자연어 처리 서버(112)는 판별한 사용자의 음성 명령에 기초하는 응답 신호를 상기 홈 어플라이언스(200)로 송신할 수 있다.
한편, 홈 어플라이언스(200)는 음성 서버(110)로부터 수신한 음성 데이터에 기초하여 "에어컨 온도를 18도로 설정합니다" 등 안내 멘트를 포함하는 음성 안내 메시지를 발화할 수 있다(S1650).
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 홈 어플라이언스의 내부 블록도의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 17을 참조하면, 홈 어플라이언스(200)는, 카메라(210), 사용자의 음성 명령을 수신하는 오디오 입력부(220), 조작부(230), 각종 데이터를 저장하는 메모리(250), 다른 전자기기와 무선 통신하는 통신부(270), 각 홈 어플라이언스에 구현된 동작을 수행하는 구동부(280), 소정 정보를 영상으로 표시하는 디스플레이(292), 소정 정보를 오디오로 출력하는 오디오 출력부(291), 각종 데이터를 센싱하는 센서부(215), 및, 전반적인 동작을 제어하는 제어부(240), 프로세서(260)를 포함할 수 있다.
도 17의 홈 어플라이언스(200)의 내부 블록도는, 도 11과 유사하나, 프로세서(260)가 더 구비되며, 오디오 입력부(220), 오디오 출력부(291), 통신부(270), 카메라(210), 및 프로세서(260)가 하나의 단일 모듈인 음성 인식 모듈(205) 내에 구비되는 것에 그 차이가 있다.
한편, 프로세서(260)는, 오디오 입력부(220), 오디오 출력부(291), 통신부(270), 카메라(210) 등을 제어할 수 있다.
이하에서는, 도 11과의 차이를 중심으로 기술한다.
프로세서(260)는 오디오 입력부(220)를 통하여 수신되는 사용자의 음성 입력 신호를 처리하고 음성 인식 과정을 수행할 수 있다.
예를 들어, 기설정된 호출어를 포함하는 웨이크 업(wake up) 음성 신호가 수신되는 경우에, 프로세서(260)는 음성 명령어를 수신하기 위한 상태로 전환될 수 있다. 이 경우에, 프로세서(260)는 호출어 음성 입력 여부까지의 음성 인식 과정만 수행하고, 이후의 사용자 음성 입력에 대한 음성 인식은 음성 인식 서버 시스템(100)을 통하여 수행할 수 있다.
프로세서(260)는, 웨이크 업(wake up) 음성 신호의 인식 이후에 입력되는 사용자의 음성 명령을, 통신부(270)를 통하여, 음성 인식 서버 시스템(100)에 송신하도록 제어할 수 있다.
또한, 프로세서(260)는 통신부(270)를 통해 홈 어플라이언스(200)의 상태 정보, 사용자의 음성 명령 등을 음성 인식 서버 시스템(100) 등으로 전송할 수 있다.
한편, 통신부(270)를 통하여 제어 신호가 수신되면, 프로세서(260)는 제어 신호를 제어부(240)로 전송하고, 제어부(240)는 수신되는 제어 신호에 따라 동작하도록 홈 어플라이언스(200)를 제어할 수 있다.
결국, 음성 인식 모듈(205)을 통해, 음성 데이터 획득, 서버 시스템(100)과의 통신, 및 대응하는 사운드 출력을 수행할 수 있게 된다.
한편, 음성 인식 모듈(205)은, 도 2에서 도시한 홈 어플라이언스 외에, 다양한 전자 기기에 부착될 수 있다. 또는 다른 전자 기기에 부착되는 것 없이, 별도의 장치로서, 사용될 수도 있다.
도 18은 도 11, 도 17의 구동부의 내부 블록도의 일예를 예시한다.
한편, 도 11 또는 도 17 등에서 기술한 구동부(280)는, 모터 구동부를 포함할 수 있으며, 이하에서는 모터 구동장치로 명명할 수도 있다.
도 19는 도 17의 모터 구동장치의 내부 회로도의 일예이며, 도 20은 도 19의 인버터 제어부의 내부 블록도이다.
도면들을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치(280)는, 센서리스(sensorless) 방식으로 모터를 구동하기 위한 것으로서, 인버터(420), 인버터 제어부(430)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치(280)는, 컨버터(410), dc 단 전압 검출부(B), 평활 커패시터(C), 출력전류 검출부(E)를 포함할 수 있다. 또한, 구동부(280)는, 입력 전류 검출부(A), 리액터(L) 등을 더 포함할 수도 있다.
이하에서는, 도 18, 및 도 19의 모터 구동장치(280) 내의 각 구성 유닛들의 동작에 대해 설명한다.
리액터(L)는, 상용 교류 전원(405, vs)과 컨버터(410) 사이에 배치되어, 역률 보정 또는 승압동작을 수행한다. 또한, 리액터(L)는 컨버터(410)의 고속 스위칭에 의한 고조파 전류를 제한하는 기능을 수행할 수도 있다.
입력 전류 검출부(A)는, 상용 교류 전원(405)으로부터 입력되는 입력 전류(is)를 검출할 수 있다. 이를 위하여, 입력 전류 검출부(A)로, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. 검출되는 입력 전류(is)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(430)에 입력될 수 있다.
컨버터(410)는, 리액터(L)를 거친 상용 교류 전원(405)을 직류 전원으로 변환하여 출력한다. 도면에서는 상용 교류 전원(405)을 단상 교류 전원으로 도시하고 있으나, 삼상 교류 전원일 수도 있다. 상용 교류 전원(405)의 종류에 따라 컨버터(410)의 내부 구조도 달라진다.
한편, 컨버터(410)는, 스위칭 소자 없이 다이오드 등으로 이루어져, 별도의 스위칭 동작 없이 정류 동작을 수행할 수도 있다.
예를 들어, 단상 교류 전원인 경우, 4개의 다이오드가 브릿지 형태로 사용될 수 있으며, 삼상 교류 전원인 경우, 6개의 다이오드가 브릿지 형태로 사용될 수 있다.
한편, 컨버터(410)는, 예를 들어, 2개의 스위칭 소자 및 4개의 다이오드가 연결된 하프 브릿지형의 컨버터가 사용될 수 있으며, 삼상 교류 전원의 경우, 6개의 스위칭 소자 및 6개의 다이오드가 사용될 수도 있다.
컨버터(410)가, 스위칭 소자를 구비하는 경우, 해당 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해, 승압 동작, 역률 개선 및 직류전원 변환을 수행할 수 있다.
평활 커패시터(C)는, dc단 커패시터라고도 명명될 수 있으며, 입력되는 전원을 평활하고 이를 저장한다. 도면에서는, 평활 커패시터(C)로 하나의 소자를 예시하나, 복수개가 구비되어, 소자 안정성을 확보할 수도 있다.
한편, 도면에서는, 컨버터(410)의 출력단에 접속되는 것으로 예시하나, 이에 한정되지 않고, 직류 전원이 바로 입력될 수도 있다., 예를 들어, 태양 전지로부터의 직류 전원이 평활 커패시터(C)에 바로 입력되거나 직류/직류 변환되어 입력될 수도 있다. 이하에서는, 도면에 예시된 부분을 위주로 기술한다.
한편, 평활 커패시터(C) 양단은, 직류 전원이 저장되므로, 이를 dc 단 또는 dc 링크단이라 명명할 수도 있다.
dc 단 전압 검출부(B)는 평활 커패시터(C)의 양단인 dc 단 전압(Vdc)을 검출할 수 있다. 이를 위하여, dc 단 전압 검출부(B)는 저항 소자, 증폭기 등을 포함할 수 있다. 검출되는 dc 단 전압(Vdc)은, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(430)에 입력될 수 있다.
인버터(420)는, 복수개의 인버터 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해 평활된 직류 전원(Vdc)을 소정 주파수의 삼상 교류 전원(va,vb,vc)으로 변환하여, 삼상 동기 모터(530)에 출력할 수 있다.
인버터(420)는, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc) 및 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c)가 한 쌍이 되며, 총 세 쌍의 상,하암 스위칭 소자가 서로 병렬(Sa&S'a,Sb&S'b,Sc&S'c)로 연결된다.
또한, 각 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)에는 다이오드가 역병렬로 연결된다.
인버터(420) 내의 스위칭 소자들은 인버터 제어부(430)로부터의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)에 기초하여 각 스위칭 소자들의 온/오프 동작을 하게 된다. 이에 의해, 소정 주파수를 갖는 삼상 교류 전원이 삼상 동기 모터(530)에 출력되게 된다.
인버터 제어부(430)는, 센서리스 방식을 기반으로, 인버터(420)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 이를 위해, 인버터 제어부(430)는, 출력전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(io)를 입력받을 수 있다.
인버터 제어부(430)는, 인버터(420)의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 인버터 스위칭 제어신호(Sic)를 인버터(420)에 출력한다. 인버터 스위칭 제어신호(Sic)는 펄스폭 변조 방식(PWM)의 스위칭 제어신호로서, 출력전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(io)을 기초로 생성되어 출력된다. 인버터 제어부(430) 내의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)의 출력에 대한 상세 동작은 도 32를 참조하여 후술한다.
출력전류 검출부(E)는, 인버터(420)와 삼상 모터(530) 사이에 흐르는 출력전류(io)를 검출한다. 즉, 모터(530)에 흐르는 전류를 검출한다. 출력전류 검출부(E)는 각 상의 출력 전류(ia,ib,ic)를 모두 검출할 수 있으며, 또는 삼상 평형을 이용하여 두 상의 출력 전류를 검출할 수도 있다.
출력전류 검출부(E)는 인버터(420)와 모터(530) 사이에 위치할 수 있으며, 전류 검출을 위해, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다.
션트 저항이 사용되는 경우, 3개의 션트 저항이, 인버터(420)와 동기 모터(530) 사이에 위치하거나, 인버터(420)의 3개의 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c)에 일단이 각각 접속되는 것이 가능하다. 한편, 삼상 평형을 이용하여, 2개의 션트 저항이 사용되는 것도 가능하다.
한편, 1개의 션트 저항이 사용되는 경우, 상술한 커패시터(C)와 인버터(420) 사이에서 해당 션트 저항이 배치되는 것도 가능하다.
검출된 출력전류(io)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(430)에 인가될 수 있으며, 검출된 출력전류(io)에 기초하여 인버터 스위칭 제어신호(Sic)가 생성된다. 이하에서는 검출된 출력전류(io)가 삼상의 출력 전류(ia,ib,ic)인 것으로 병행하여 기술할 수도 있다.
한편, 삼상 모터(530)는, 고정자(stator)와 회전자(rotar)를 구비하며, 각상(a,b,c 상)의 고정자의 코일에 소정 주파수의 각상 교류 전원이 인가되어, 회전자가 회전을 하게 된다.
이러한 모터(530)는, 예를 들어, 표면 부착형 영구자석 동기전동기(Surface-Mounted Permanent-Magnet Synchronous Motor; SMPMSM), 매입형 영구자석 동기전동기(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor; IPMSM), 및 동기 릴럭턴스 전동기(Synchronous Reluctance Motor; Synrm) 등을 포함할 수 있다. 이 중 SMPMSM과 IPMSM은 영구자석을 적용한 동기 전동기(Permanent Magnet Synchronous Motor; PMSM)이며, Synrm은 영구자석이 없는 것이 특징이다.
도 20을 참조하면, 인버터 제어부(430)는, 축변환부(310), 속도 연산부(320), 전류 지령 생성부(330), 전압 지령 생성부(340), 축변환부(350), 및 스위칭 제어신호 출력부(360)를 포함할 수 있다.
축변환부(310)는, 출력 전류 검출부(E)에서 검출된 삼상 출력 전류(ia,ib,ic)를 입력받아, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)로 변환한다.
한편, 축변환부(310)는, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)를 회전좌표계의 2상 전류(id,iq)로 변환할 수 있다.
속도 연산부(320)는, 축변환부(310)에서 축변화된 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)에 기초하여, 연산된 위치(
Figure 112017051169532-pat00001
)와 연산된 속도(
Figure 112017051169532-pat00002
)를 출력할 수 있다.
한편, 전류 지령 생성부(330)는, 연산 속도(
Figure 112017051169532-pat00003
)와 속도 지령치(ω* r)에 기초하여, 전류 지령치(i* q)를 생성한다. 예를 들어, 전류 지령 생성부(330)는, 연산 속도(
Figure 112017051169532-pat00004
)와 속도 지령치(ω* r)의 차이에 기초하여, PI 제어기(335)에서 PI 제어를 수행하며, 전류 지령치(i* q)를 생성할 수 있다. 도면에서는, 전류 지령치로, q축 전류 지령치(i* q)를 예시하나, 도면과 달리, d축 전류 지령치(i* d)를 함께 생성하는 것도 가능하다. 한편, d축 전류 지령치(i* d)의 값은 0으로 설정될 수도 있다.
한편, 전류 지령 생성부(330)는, 전류 지령치(i* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.
다음, 전압 지령 생성부(340)는, 축변환부에서 2상 회전 좌표계로 축변환된 d축, q축 전류(id,iq)와, 전류 지령 생성부(330) 등에서의 전류 지령치(i* d,i* q)에 기초하여, d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)를 생성한다. 예를 들어, 전압 지령 생성부(340)는, q축 전류(iq)와, q축 전류 지령치(i* q)의 차이에 기초하여, PI 제어기(344)에서 PI 제어를 수행하며, q축 전압 지령치(v* q)를 생성할 수 있다. 또한, 전압 지령 생성부(340)는, d축 전류(id)와, d축 전류 지령치(i* d)의 차이에 기초하여, PI 제어기(348)에서 PI 제어를 수행하며, d축 전압 지령치(v* d)를 생성할 수 있다. 한편, 전압 지령 생성부(340)는, d 축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.
한편, 생성된 d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)는, 축변환부(350)에 입력된다.
축변환부(350)는, 속도 연산부(320)에서 연산된 위치(
Figure 112017051169532-pat00005
)와, d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)를 입력받아, 축변환을 수행한다.
먼저, 축변환부(350)는, 2상 회전 좌표계에서 2상 정지 좌표계로 변환을 수행한다. 이때, 속도 연산부(320)에서 연산된 위치(
Figure 112017051169532-pat00006
)가 사용될 수 있다.
그리고, 축변환부(350)는, 2상 정지 좌표계에서 3상 정지 좌표계로 변환을 수행한다. 이러한 변환을 통해, 축변환부(1050)는, 3상 출력 전압 지령치(v*a,v*b,v*c)를 출력하게 된다.
스위칭 제어 신호 출력부(360)는, 3상 출력 전압 지령치(v*a,v*b,v*c)에 기초하여 펄스폭 변조(PWM) 방식에 따른 인버터용 스위칭 제어 신호(Sic)를 생성하여 출력한다.
출력되는 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)는, 게이트 구동부(미도시)에서 게이트 구동 신호로 변환되어, 인버터(420) 내의 각 스위칭 소자의 게이트에 입력될 수 있다. 이에 의해, 인버터(420) 내의 각 스위칭 소자들(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)이 스위칭 동작을 하게 된다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 홈 어플라이언스의 동작 방법을 도시한 순서도이다. 더욱 상세하게는, 도 21은 음성 인식 과정 중 명령어 대기 모드 진입 단계까지 도시한 것이다.
따라서, 도 21에서 예시된 실시예는, 도 15, 도 16 등을 참조하여 설명한 음성 인식 기능 활성화 단계(S1510, S1611)부터 명령어 대기 단계(S1525, S1614)까지에 차이가 있다.
또한, 도 21에서는 명령어 대기 모드 진입 이후의 동작에 대해서는 도시하지 않았지만, 도 15, 도 16 등을 참조하여 설명한 명령어 대기 모드 진입 이후(S1525, S1614)의 동작을 동일하게 수행할 수 있다.
이하에서는, 도 21의 실시예와 도 15, 도 16의 실시예의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 21을 참조하면, 홈 어플라이언스(200)는, 사용자 입력에 의해, 음성 인식 기능을 활성화할 수 있다(S2110). 사용자 입력에 따라 홈 어플라이언스(200)의 제어부(240)는, 마이크(221, 222)를 활성화할 수 있다.
또는, 홈 어플라이언스(200)는 음성 인식 기능 활성화에 대한 설정에 따라서 자동으로 음성 인식 기능을 활성화할 수 있다. 예를 들어, 전원이 켜지면, 홈 어플라이언스(200)는 자동으로 마이크(221, 222)를 활성화하고, 음성 인식 기능을 활성화할 수 있다.
한편, 음성 인식 기능 활성화(S2110)에 따라, 홈 어플라이언스(200)는, 기설정된 호출어를 포함하는 웨이크 업(wake up) 음성 신호의 입력을 위한 웨이크업 신호 대기 모드로 진입할 수 있다
한편, 제어부(240) 또는 음성 인식 모듈(205)은 사용자와의 거리 정보를 판별할 수 있다(S2120).
제어부(240) 또는 음성 인식 모듈(205)은, 카메라(210)에서 획득되는 영상에 기초하여 상기 사용자와의 거리를 산출할 수 있다.
또는, 제어부(240)는, 센서부(215)의 인체 감지 센서에서 감지되는 데이터에 기초하여 상기 사용자와의 거리를 산출할 수 있다.
제어부(240) 또는 음성 인식 모듈(205)은, 상기 사용자와의 거리 정보에 기초하여 호출어 인식 감도를 설정할 수 있고(S2130), 하나 이상의 마이크(221, 222)를 포함하는 오디오 입력부(220)를 통하여 수신되는 음성 신호의 기설정된 호출어 포함 여부를 판별할 수 있다(S2140).
여기서, 호출어 인식 감도는, 감도조절 분해능으로써, 설정되는 설정값에 따라, 호출어 인식에 사용되는 데이터의 문턱값(Threshold) 레벨(level)을 조정하는 것이다.
예를 들어, 제어부(240) 또는 음성 인식 모듈(205)은, 상기 음성 신호 중 상기 설정된 호출어 인식 감도에 대응하는 문턱값(Threshold) 레벨(level) 이상의 값을 가지는 신호를 분석하여, 상기 호출어 포함 여부를 판별할 수 있다.
또한, 제어부(240) 또는 음성 인식 모듈(205)은, 상기 사용자와의 거리와 비례하도록 상기 호출어 인식 감도를 설정할 수 있다.
또한, 제어부(240) 또는 음성 인식 모듈(205)은, 상기 사용자와의 거리가 가까울수록 상기 호출어 인식 감도를 낮추고, 상기 사용자와의 거리가 멀수록 상기 호출어 인식 감도를 높일 수 있다.
호출어 인식의 경우, 호출어 인식 감도가 높을수록, 잘 인식 하지만 오인식률도 높아질 수 있다. 따라서, 통상적으로 호출어 인식 감도는 일정 수준으로 고정되어 있다.
이 경우에, 홈 어플라이언스(200)와 사용자의 거리별로 호출어 인식 성능에 차이가 발생할 수 있다.
예를 들어, 원거리에서 잘 인식되도록 하기 위해 무조건 호출어 인식 감도를 높여 놓으면 근거리 등 인접한 영역에서스 노이즈 등도 크게 수신되어 오인식할 확률이 높아진다.
또한, 오인식률을 줄이기 위해 호출어 인식 감도를 낮춰 놓으면, 원거리에서 발화하는 사용자 음성이 제대로 인식이 되지 않는 문제가 있었다.
사용자가 호출어 인식 감도를 수동으로 일정하게 맞출 수는 있으나, 감도 조절하는 작업이 사용자에겐 불편하고, 적합한 감도 조건을 찾기 어렵다.
하지만, 본 발명에서는 제어부(240) 또는 음성 인식 모듈(205) 사용자 인체의 위치(거리)에 따라 호출어 인식 감도를 자동으로 조절할 수 있다. 홈 어플라이언스(200)는 카메라(210) 또는 센서부(215)의 인체 감지 센서를 통해 감지한 사용자의 거리 정보를 활용하여 호출어 인식 감도를 자동 조절할 수 있다.
예를 들어, 홈 어플라이언스(200)를 기준으로 사용자의 위치가 근거리일 경우, 상대적으로 호출어가 마이크(221, 222)로 큰 음압으로 잘 전달되므로, 호출어 인식 감도를 낮춰 오인식 확률을 줄이고, 사용자의 위치가 먼 경우 위치에 맞게 감도를 높여 잘 인식 되도록 할 수 있다.
또한, 제어부(240) 또는 음성 인식 모듈(205)은, 상기 사용자와의 거리 정보가 N개의 구간으로 나누어지는 경우에, 상기 호출어 인식 감도는 N개의 설정값 중, 상기 사용자가 위치하는 구간에 대응하는 설정값을 적용할 수 있다.
예를 들어, 사용자와의 거리를 근/중/원 3단계 거리 정보로 구분한 경우, 호출어 인식 감도도 3단계로 조절할 수 있다. 즉, 사용자 위치가 근거리이면 호출어 인식 감도를 낮추고, 중거리이면 보통감도, 원거리이면 고감도로 자동 설정할 수 있다.
또한, 제어부(240) 또는 음성 인식 모듈(205)은, 거리정보 분해능이 높을 경우, 감도조절 분해능에 맞춰 거리를 나누고, 각 거리별 해당 호출어 인식 감도를 지정하여 자동으로 설정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용자가 별도로 호출어 인식 감도를 조절할 필요가 없다.
또한, 공간이 좁은 경우, 홈 어플라이언스(200)와 사용자와의 거리가 가까운 경우, 호출어 인식 감도를 최적화해서 낮춤으로써 오인식 확률을 줄일 수 있다.
또한, 넓은 공간일 경우 원거리에서 떨어지는 인식 성능을 호출어 인식 감도를 높임으로써 개선할 수 있다.
한편, 상기 음성 신호가 상기 호출어를 포함하면, 제어부(240)는, 사용자의 음성 명령 입력을 위한 명령어 대기 모드로 진입하도록 제어할 수 있다(S2150).
한편, 사용자의 음성 명령을 무기한으로 기다리는 것은 시스템 자원이 낭비되고, 명령어를 입력하지 않는 사용자의 의도에도 부합하지 않으므로, 더욱 바람직하게는 명령어 대기 모드에서는 소정 경과 시간 동안에 입력되는 음성 명령만 처리하도록 설정될 수 있다.
이 경우에, 상기 제어부(240)는, 상기 기설정된 경과 시간 이내에 수신된 음성 명령을 포함하는 음성 데이터를 음성 서버(110)로 전송하도록 제어할 수 있다.
또한, 도 15와 도 16을 참조하여 설명한 것과 같이, 상기 제어부(240)는, 상기 기설정된 경과 시간 이내에 음성 명령이 수신되지 않으면, 호출어의 수신을 대기하는 웨이크업 신호 대기 모드로 진입하도록 제어할 수 있다.
기설정된 경과 시간 이내에 상기 오디오 입력부(220)를 통하여 음성 명령이 수신되면, 상기 제어부(240)는, 수신된 음성 명령 및 상기 호출어를 포함하는 음성 데이터를 음성 인식 서버 시스템(100)으로 전송하도록 통신부(270)를 제어할 수 있다.
한편, 음성 서버(110) 및 이를 포함하는 음성 인식 서버 시스템(100)은 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명한 것과 같이 홈 어플라이언스(200)로부터 수신되는 음성 명령을 포함하는 음성 데이터를 인식하고 처리할 수 있다.
또한, 제어부(240)는, 상기 음성 인식 서버 시스템(100)으로부터 상기 음성 명령에 기초한 제어 신호를 수신하면, 수신한 제어 신호에 대응하여 동작하도록 제어할 수 있다.
도 15 등을 참조하여 설명한 것과 같이, 통신부(270)가 가전 제어 서버(130)로부터 상기 음성 명령에 기초한 제어 신호를 수신하면(S1540), 제어부(240)는 수신한 제어 신호에 대응하여 동작하도록 홈 어플라이언스(200)를 제어할 수 있다(S1545).
한편, 제어부(240)는, 명령어 대기 상태의 기설정된 경과 시간 이내에 음성 명령이 수신되지 않으면, 상기 웨이크업 신호 대기 모드로 전환하도록 제어할 수 있다.
또한, 통신부(270)가 상기 음성 서버(110)로부터 상기 음성 명령에 기초한 응답 신호를 수신하면(S1550), 제어부(240)는 수신한 응답 신호에 대응하는 음성 안내 메시지를 출력하도록 오디오 출력부(291)를 제어할 수 있다(S1570).
실시예에 따라서는, 상기 응답 신호가 음성 데이터를 포함하지 않는 경우(S1560), 제어부(240)는 상기 음성 서버(110)로 음성 데이터를 요청하여(S1565), 상기 음성 서버(110)로부터 요청한 음성 데이터를 수신하도록 제어할 수 있다.
한편, 음성 인식 결과에 따라서, 상기 통신부(270)를 통하여 상기 음성 서버(110)로부터 음성 인식 실패에 대응하는 신호를 수신할 수 있다. 이 경우에, 제어부(240)는 음성 명령의 재입력을 요청하는 음성 안내 메시지를 출력하도록 오디오 출력부(291)를 제어하고, 다시 상기 명령어 대기 모드로 전환하도록 제어할 수 있다.
또한, 판별된 음성 명령의 지원 가능 여부 판별에 따라서, 상기 통신부(270)를 통하여 상기 음성 서버(110)로부터 상기 음성 명령이 지원되지 않는 기능에 관한 것임을 알리는 신호를 수신할 수 있다(S1535). 이 경우에, 제어부(240)는 상기 음성 명령이 지원되지 않는 기능에 관한 것임을 알리는 음성 안내 메시지를 출력하도록 오디오 출력부(291)를 제어할 수 있다(S1537).
이 경우에, 제어부(240)는 웨이크업 신호 대기 모드로 전환하도록 제어할 수 있다. 또는, 제어부(240)는 다시 상기 명령어 대기 모드로 전환하도록 제어할 수 있다.
한편, 실시예에 따라서는, 상기 오디오 입력부(220)를 통하여 음성 명령을 수신하면(S1527), 상기 제어부(240)는, 상기 기설정된 경과 시간 이내에 수신된 음성 명령이 기저장된 키워드 명령에 대응하는 경우에, 상기 키워드 명령에 대응하는 동작을 수행하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부(240)는, 상기 기설정된 경과 시간 이내에 수신된 음성 명령이 기저장된 키워드 명령에 대응하지 않는 경우에, 상기 음성 명령 및 호출어를 포함하는 음성 데이터를 상기 음성 인식 서버 시스템으로 전송하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어부(240) 또는 음성 인식 모듈(205)은, 상기 카메라(210) 또는 상기 센서부(215)가 획득하는 정보에 기초하여, 상기 사용자의 존재 여부를 판별할 수 있다.
사용자가 존재하면, 제어부(240) 또는 음성 인식 모듈(205)은, 홈 어플라이언스(200)와 사용자 사이의 거리 정보에 기초하여, 호출어 인식 감도를 설정할 수 있다.
사용자가 존재하지 않으면, 제어부(240) 또는 음성 인식 모듈(205)은, 사용자가 존재하지 않으면, 상기 호출어 인식 감도를 최저값으로 설정할 수 있다. 즉, 사용자가 없을 때는, 호출어 인식 감도를 최저로 낮춰서 오인식 확률을 최대한 낮출 수 있다.
본 발명에 따르면, 별도의 하드웨어(HW) 변경, 조작 없이, 소프트웨어(SW) 처리만으로 간편하게 호출어 인식 성능을 개선할 수 있는 장점이 있다.
또한, 호출어 인식을 수행하는 제어부(240) 또는 음성 인식 모듈(205)에서 처리하는 데이터의 양도 사용자와의 거리에 따라 줄어들게 되므로 호출어 인식 속도를 향상할 수 있는 장점이 있다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 홈 어플라이언스의 동작 방법을 도시한 순서도이다.
도 23 내지 도 25는 본 발명의 실시예에 따른 홈 어플라이언스의 동작 방법에 관한 설명에 참조되는 도면이다.
도 22를 참조하면, 홈 어플라이언스(200)는, 사용자 입력 또는 설정에 의해, 음성 인식 기능을 활성화할 수 있다(S2210). 또한, 제어부(240)는, 마이크(221, 222)를 활성화할 수 있다.
한편, 음성 인식 기능 활성화(S2210)에 따라, 홈 어플라이언스(200)는, 기설정된 호출어를 포함하는 웨이크 업(wake up) 음성 신호의 입력을 위한 웨이크업 신호 대기 모드로 진입할 수 있다
한편, 제어부(240) 또는 음성 인식 모듈(205)은, 카메라(210)에서 획득되는 영상 또는 센서부(215)에서 감지되는 데이터에 기초하여, 홈 어플라이언스(200) 주위 일정 범위 내 사용자의 존재 여부를 판별할 수 있다(S2220).
만약, 사용자가 없으면, 제어부(240) 또는 음성 인식 모듈(205)은, 호출어 인식 감도를 최저값으로 설정할 수 있다.
음성인식 기능이 활성화되면(S2110), 사용자의 유무를 확인하여(S2220), 없을 경우 호출어 인식 감도를 최저로 설정함으로써, 오인식 확률을 최대한 낮출 수 있다.
통상적으로 홈 어플라이언스(200) 조작 시 홈 어플라이언스(200) 주위 일정 영역에 사용자가 존재하는 경우가 많다.
하지만, 스마트폰 등 휴대 단말기를 이용하여 원격 제어하거나 예약 설정에 의해 홈 어플라이언스(200)가 동작하는 경우에는, 홈 어플라이언스(200)가 동작할 때, 사용자가 홈 어플라이언스(200) 주위 일정 영역에 없는 경우가 발생할 수 있다.
이 경우에, TV, 라디오 소리, 기타 노이즈에 의한 음성 오인식이 발생할 수도 있다.
따라서, 본 실시예는, 사용자의 유무를 확인하여(S2220), 없을 경우 호출어 인식 감도를 최저로 설정함으로써, 오인식 확률을 최대한 낮출 수 있다.
한편, 사용자가 존재하는 경우, 제어부(240) 또는 음성 인식 모듈(205)은, 사용자의 거리를 판별하여(S2230), 해당 거리에 적합한 감도로 호출어 인식 감도를 설정할 수 있다(S2240).
제어부(240) 또는 음성 인식 모듈(205)은, 상기 사용자와의 거리와 비례하도록 호출어 인식 감도를 설정할 수 있다.
도 23을 참조하면, 제어부(240) 또는 음성 인식 모듈(205)은, 상기 사용자와의 거리가 가까울수록 상기 호출어 인식 감도를 낮추고, 상기 사용자와의 거리가 멀수록 상기 호출어 인식 감도를 높일 수 있다.
제어부(240) 또는 음성 인식 모듈(205)은, 사용자 거리가 가까울수록 호출어 인식 감도를 낮추고, 거리가 멀어질수록 호출어 인식 감도를 높일 수 있다.
예를 들어, 홈 어플라이언스(200)를 기준으로 사용자의 위치가 근거리일 경우, 상대적으로 호출어가 마이크(221, 222)로 큰 음압으로 잘 전달되므로, 호출어 인식 감도를 낮춰 오인식 확률을 줄이고, 사용자의 위치가 먼 경우 위치에 맞게 감도를 높여 잘 인식 되도록 할 수 있다.
또한, 제어부(240) 또는 음성 인식 모듈(205)은, 거리정보 분해능이 높을 경우, 감도조절 분해능에 맞춰 거리를 나누고, 각 거리별 해당 호출어 인식 감도를 지정하여 자동으로 설정할 수 있다.
도 24를 참조하면, 호출어 인식 감도에 대응하는 문턱값(Threshold) 레벨(level)은, 사용자와 홈 어플라이언스(200)의 거리가 멀어질수록 작아지게 설정될 수 있다.
제어부(240) 또는 음성 인식 모듈(205)은, 상기 음성 신호 중 상기 설정된 호출어 인식 감도에 대응하는 문턱값(Threshold) 레벨(level) 이상의 값을 가지는 신호를 분석하여, 상기 호출어 포함 여부를 판별할 수 있다.
따라서, 사용자와 홈 어플라이언스(200)의 거리가 가까운 경우에, 상대적으로 문턱값(Threshold) 레벨(level)이 높게 설정되고, 문턱값 레벨 이상의 큰 소리만 분석하여 호출어 입력 여부를 판별할 수 있다.
또한, 사용자와 홈 어플라이언스(200)의 거리가 먼 경우에, 상대적으로 문턱값(Threshold) 레벨(level)이 낮게 설정되고, 작은 소리도 분석하여 호출어 입력 여부를 판별할 수 있다.
또한, 제어부(240) 또는 음성 인식 모듈(205)은, 상기 사용자와의 거리 정보가 N개의 구간으로 나누어지는 경우에, 상기 호출어 인식 감도는 N개의 설정값 중, 상기 사용자가 위치하는 구간에 대응하는 설정값을 적용할 수 있다.
도 25를 참조하면, 공기조화기(200a)와 사용자와의 거리를 근/중/원 3단계 거리 정보(R1, R2, R3)로 구분한 경우, 호출어 인식 감도도 3단계(T1, T2, T3)로 조절할 수 있다.
예를 들어, 사용자가 공기조화기(200a)로부터 근거리 구간(R1)에 위치하면, 근거리 구간(R1)에 대응하는 제1 호출어 인식 감도(T1)가 설정될 수 있다.
또한, 사용자가 공기조화기(200a)로부터 중거리 구간(R2)에 위치하면, 중거리 구간(R2)에 대응하는 제2 호출어 인식 감도(T2)가 설정될 수 있다.
이 경우에, 상기 제2 호출어 인식 감도(T2)는 상기 제1 호출어 인식 감도(T1)보다 클 수 있고, 상기 제2 호출어 인식 감도(T2)에 대응하는 문턱값은 상기 제1 호출어 인식 감도(T1)에 대응하는 문턱값보다 작을 수 있다.
또한, 사용자가 공기조화기(200a)로부터 원거리 구간(R3)에 위치하면, 원거리 구간(R3)에 대응하는 제3 호출어 인식 감도(T3)가 설정될 수 있다.
이 경우에, 상기 제3 호출어 인식 감도(T3)는 상기 제2 호출어 인식 감도(T2)보다 클 수 있고, 상기 제3 호출어 인식 감도(T3)에 대응하는 문턱값은 상기 제2 호출어 인식 감도(T2)에 대응하는 문턱값보다 작을 수 있다.
즉, 사용자 위치가 근거리이면 호출어 인식 감도를 낮추고, 중거리이면 보통감도, 원거리이면 고감도로 자동 설정할 수 있다.
이후, 제어부(240) 또는 음성 인식 모듈(205)은, 설정된 호출어 인식 감도에 따라 수신되는 음성 신호의 호출어 포함 여부를 판별할 수 있다(S2260).
상기 음성 신호가 상기 호출어를 포함하면, 제어부(240)는, 사용자의 음성 명령 입력을 위한 명령어 대기 모드로 진입하도록 제어할 수 있다(S2270).
한편, 호출어 입력이 없을 경우, 사용자의 위치를 계속 모니터링하면서 호출어 인식 감도 값을 조정할 수 있다.
도 26 내지 도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 음성 인식 서버 시스템 및 홈 어플라이언스의 다양한 동작에 관한 설명에 참조되는 도면이다.
도 26을 참조하면, 사용자가 "LG 휘센" 등 기설정된 호출어(2610)를 발화함에 따라, 공기조화기(200a)는, 호출어(2610)를 저장하면서 명령어 대기 모드로 진입할 수 있다.
명령어 대기 모드 상태에서, 사용자는 "오늘 날씨 어때"와 같은 자연어로 음성 명령(2620)을 공기조화기(200a)로 입력할 수 있다. 마이크(221, 222)를 통하여 사용자의 음성 명령(2620)을 수신한 공기조화기(200a)는, 녹음된 호출어(2610)와 음성 명령(2620)을 결합한 음성 데이터(2630)를 음성 인식 서버 시스템(100)에 전달할 수 있다.
음성 인식 서버 시스템(100)은 수신된 음성 데이터(2630)로부터 명령어를 구분한 후에, 명령어를 분석하여 날씨 정보를 원하는 사용자의 의도를 판별할 수 있다. 이에 따라, 음성 인식 서버 시스템(100)은 날씨 정보를 제공하는 외부 서비스 또는 인터넷 네트워크에 접속하여 날씨 정보를 요청, 수신할 수 있다.
또한, 음성 인식 서버 시스템(100)은 수신한 날씨 정보에 기초한 데이터(2640)를 홈 어플라이언스(200a)로 송신할 수 있다.
공기조화기(200a)는 수신한 데이터에 기초하여 "서울은 오후부터 비가 내려요" 등 날씨 정보를 포함하는 음성 안내 메시지(2650)를 출력할 수 있다.
도 27을 참조하면, 사용자가 "LG 휘센" 등 기설정된 호출어(2710)를 발화함에 따라, 공기조화기(200a)는, 호출어(2710)를 저장하면서 명령어 대기 모드로 진입할 수 있다.
이후, 사용자는 "냄새 제거 해줘"와 같은 자연어로 음성 명령(2720)을 입력할 수 있다. 마이크(221, 222)를 통하여 사용자의 음성 명령(2720)을 수신한 공기조화기(200a)는, 녹음된 호출어(2710)와 음성 명령(2720)을 결합한 음성 데이터(2730)를 음성 인식 서버 시스템(100)에 전달할 수 있다.
음성 인식 서버 시스템(100)은 수신된 음성 데이터(2730)로부터 명령어를 구분한 후에, 명령어를 분석하여, 공기 청정 기능을 원하는 사용자의 의도를 판별할 수 있다. 이에 따라, 음성 인식 서버 시스템(100)은 공기조화기(200a)로 공기 청정 기능을 구동하라는 제어 신호(2740)와 해당 동작에 대응하는 응답 신호(2745)를 송신할 수 있다.
공기조화기(200a)는 공기 청정 기능을 구동하고, "공기청정 기능을 구동합니다"와 같은 음성 안내 메시지(2750)를 출력할 수 있다.
도 28을 참조하면, 사용자가 "LG 휘센" 등 기설정된 호출어(2810)를 발화함에 따라, 공기조화기(200a)는, 호출어(2810)를 저장하면서 명령어 대기 모드로 진입할 수 있다.
이후, 사용자는 "절전 기능 켜줘"와 같은 자연어로 음성 명령(2820)을 입력할 수 있다. 마이크(221, 222)를 통하여 사용자의 음성 명령(2820)을 수신한 공기조화기(200a)는, 녹음된 호출어(2810)와 음성 명령(2820)을 결합한 음성 데이터(2830)를 음성 인식 서버 시스템(100)에 전달할 수 있다.
음성 인식 서버 시스템(100)은 수신된 음성 데이터(2830)로부터 명령어를 구분한 후에, 명령어를 분석하여, 절전 기능을 원하는 사용자의 의도를 판별할 수 있다. 이에 따라, 음성 인식 서버 시스템(100)은 공기조화기(200a)로 절전 기능을 구동하라는 제어 신호(2840)와 해당 동작에 대응하는 응답 신호(2845)를 송신할 수 있다.
공기조화기(200a)는 절전 기능을 구동하고, "절전 기능을 시작합니다"와 같은 음성 안내 메시지(2850)를 출력할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용자의 거리(위치) 정보를 활용하여 제어부(240) 또는 음성 인식 모듈(205)의 호출어 인식 감도를 자동으로 조절할 수 있다.
예를 들어, 제어부(240) 또는 음성 인식 모듈(205)은, 사용자 거리가 가까울수록 호출어 인식 감도를 낮추고, 거리가 멀어질수록 호출어 인식 감도를 높일 수 있다. 이에 따라, 호출어 인식 성능을 향상할 수 있다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 음성 입력에 따라 홈 어플라이언스가 동작함으로써, 사용자가 리모콘을 조작할 필요가 없어, 사용자 편의성을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 효율적으로 자연어를 인식, 처리할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 홈 어플라이언스의 호출어 음성 인식 성능을 향상할 수 있다.
본 발명에 따른 음성 서버, 음성 인식 서버 시스템 및 홈 어플라이언스는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 음성 서버, 음성 인식 서버 시스템 및 홈 어플라이언스의 동작 방법은, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한, 인터넷을 통한 전송 등과 같은 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
음성 인식 서버 시스템: 100
음성 서버: 110
ASR 서버: 111
NLP 서버: 112
TTS 서버: 113
연계 서비스 서버: 120
가전 제어 서버: 130
홈 어플라이언스: 200
공기조화기: 200a

Claims (17)

  1. 음성 인식 기능을 활성화하는 단계;
    사용자와의 거리 정보를 판별하는 단계;
    상기 사용자와의 거리 정보에 기초하여 호출어 인식 감도를 설정하는 단계;
    하나 이상의 마이크(MIC)를 포함하는 오디오 입력부를 통하여 수신되는 음성 신호의 기설정된 호출어 포함 여부를 판별하는 단계; 및,
    상기 음성 신호가 상기 호출어를 포함하면, 음성 명령 입력을 위한 명령어 대기 모드로 진입하는 단계;를 포함하고,
    상기 호출어 포함 여부를 판별하는 단계는,
    상기 음성 신호 중 상기 설정된 호출어 인식 감도에 대응하는 문턱값(Threshold) 레벨(level) 이상의 값을 가지는 신호를 분석하여, 상기 호출어 포함 여부를 판별하는 것을 특징으로 하는 홈 어플라이언스의 동작 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 사용자와의 거리 정보 판별 단계는,
    카메라에서 획득되는 영상 또는 센서부에서 감지되는 데이터에 기초하여 상기 사용자와의 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 홈 어플라이언스의 동작 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 호출어 인식 감도 설정 단계는,
    상기 사용자와의 거리가 가까울수록 상기 호출어 인식 감도를 낮추고, 상기 사용자와의 거리가 멀수록 상기 호출어 인식 감도를 높이는 것을 특징으로 하는 홈 어플라이언스의 동작 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 호출어 인식 감도 설정 단계는,
    상기 사용자와의 거리와 비례하도록 상기 호출어 인식 감도를 설정하는 것을 특징으로 하는 홈 어플라이언스의 동작 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 호출어 인식 감도 설정 단계는,
    상기 사용자와의 거리 정보가 N개의 구간으로 나누어지는 경우에, 상기 호출어 인식 감도는 N개의 설정값 중, 상기 사용자가 위치하는 구간에 대응하는 설정값을 적용하는 것을 특징으로 하는 홈 어플라이언스의 동작 방법.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 사용자의 존재 여부를 판별하는 단계;를 더 포함하는 홈 어플라이언스의 동작 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 사용자가 존재하지 않으면, 상기 호출어 인식 감도를 최저값으로 설정하는 단계;를 더 포함하는 홈 어플라이언스의 동작 방법.
  9. 음성 인식 기능의 활성화에 따라 켜지는 하나 이상의 마이크(MIC)를 포함하는 오디오 입력부; 및,
    상기 음성 인식 기능이 활성화되면, 사용자와의 거리 정보를 판별하고, 상기 사용자와의 거리 정보에 기초하여 호출어 인식 감도를 설정하며, 명령어 대기 모드로 진입하며, 상기 오디오 입력부를 통하여 수신되는 음성 신호의 기설정된 호출어 포함 여부를 판별하며, 상기 음성 신호가 상기 호출어를 포함하면, 음성 명령 입력을 위한 명령어 대기 모드로 진입하도록 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 음성 신호 중 상기 설정된 호출어 인식 감도에 대응하는 문턱값(Threshold) 레벨(level) 이상의 값을 가지는 신호를 분석하여, 상기 호출어 포함 여부를 판별하는 것을 특징으로 하는 홈 어플라이언스.
  10. 제9항에 있어서,
    카메라;를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 카메라에서 획득되는 영상에 기초하여 상기 사용자와의 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 홈 어플라이언스.
  11. 제9항에 있어서,
    하나 이상의 인체 감지 센서를 구비하는 센서부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 인체 감지 센서에서 감지되는 데이터에 기초하여 상기 사용자와의 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 홈 어플라이언스.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 사용자와의 거리가 가까울수록 상기 호출어 인식 감도를 낮추고, 상기 사용자와의 거리가 멀수록 상기 호출어 인식 감도를 높이는 것을 특징으로 하는 홈 어플라이언스.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 사용자와의 거리와 비례하도록 상기 호출어 인식 감도를 설정하는 것을 특징으로 하는 홈 어플라이언스.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 사용자와의 거리 정보가 N개의 구간으로 나누어지는 경우에, 상기 호출어 인식 감도는 N개의 설정값 중, 상기 사용자가 위치하는 구간에 대응하는 설정값을 적용하는 것을 특징으로 하는 홈 어플라이언스.
  15. 삭제
  16. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 사용자의 존재 여부를 판별하는 것을 특징으로 하는 홈 어플라이언스.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 사용자가 존재하지 않으면, 상기 호출어 인식 감도를 최저값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 홈 어플라이언스.
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