KR102207812B1 - 발화 장애인들 및 외국인의 보편적 의사소통을 위한 음성 개선 방법 - Google Patents

발화 장애인들 및 외국인의 보편적 의사소통을 위한 음성 개선 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발화(發話) 장애인들 및 외국인의 보편적 의사소통을 위한 음성 개선 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 음성 신호를 수신하여 음소 단위로 인식하고 음소 단위의 음성 성분을 추출하여 기 등록된 발음 사전 테이블과 비교하여 음성 신호의 교정 여부를 판단하여서 교정 필요시 발음 사전 테이블을 기초로 음성 신호를 교정하는 발화 장애인들 및 외국인의 보편적 의사소통을 위한 음성 개선 방법에 관한 것이다.

Description

발화 장애인들 및 외국인의 보편적 의사소통을 위한 음성 개선 방법{SPEECH IMPROVEMENT METHOD OF UNIVERSAL COMMUNICATION OF DISABILITY AND FOREIGNER}
본 발명은 발화(發話) 장애인들 및 외국인의 보편적 의사소통을 위한 음성 개선 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 음성 신호를 수신하여 음소 단위로 인식하고 음소 단위의 음성 성분을 추출하여 기 등록된 발음 사전 테이블과 비교하여 음성 신호의 교정 여부를 판단하여서 교정 필요시 발음 사전 테이블을 기초로 음성 신호를 교정하는 발화 장애인들 및 외국인의 보편적 의사소통을 위한 음성 개선 방법에 관한 것이다.
일반적으로 음성장애인을 위한 의사소통 보조 서비스는 장애인의 음성을 직접 변환하는 것이 아니라, 수화나 필담 등 다른 형태로 정보를 전달하는 서비스로 이루어져 있다. 따라서 이와 같은 서비스는 장애인들이 음성 통화나 음성 인식 서비스를 이용할 수 없다는 한계가 있다.
특히, 기존의 의사소통 서비스의 경우 대화를 하는 모든 인원이 해당 서비스를 동시에 이용해야 하는 불편함이나, 음성인식 프로그램 등에 사용할 수 없는 기술적 문제를 가지고 있었다. 그렇게 되면 발화 장애인들의 원활한 의사소통에 제약이 생길 수밖에 없다.
따라서 발화 장애를 가진 화자의 발음이라도 청자가 듣기에 적합한 발음을 낼 수 있도록 음소문자이자 자질문자로 창제된 한글의 특징에 기반하여 불만족스러운 발음을 음소단위로 분석하여 의사소통에 도움을 줄 수 있는 시스템이 필요하게 되었다.
국내 특허 출원 1998-0043061호(공개일:2000.05.06)
본 발명은 상기한 점에 착안하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 발화 장애를 가진 사용자로 하여금 전화 통화 및 음성인식 서비스 같은 마이크를 통한 의사소통에 도움을 줄 수 있는, 발화 장애인들 및 외국인의 보편적 의사소통을 위한 음성 개선 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 다른 목적은 발화 장애인들의 한국어 발음 교육을 위한 목적. 외국인들의 한국어 발음 교육을 위한 목적 등 발음 교육의 목적으로 사용될 수 있는, 발화 장애인들 및 외국인의 보편적 의사소통을 위한 음성 개선 방법을 제공하는 데에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시형태에 의한, 발화 장애인들 및 외국인의 보편적 의사소통을 위한 음성 개선 방법은 음성 신호 수신부에 의해 음성 신호를 수신하는 단계; 음소 단위 인식부에 의해 상기 음성 신호를 음소 단위로 인식하는 단계; 음소 단위 음성 성분 추출부에 의해 상기 음소 단위의 음성 신호로부터 음소 단위의 음성 성분을 추출하는 단계; 음성 신호 교정 여부 판단부에 의해 상기 음소 단위의 음성 성분을 기 등록된 발음 사전 테이블과 비교하여 음성 신호의 교정 여부를 판단하는 단계; 및 상기 교정 여부 판단 결과 교정이 필요할 시 음성 신호 교정부에 의해 상기 발음 사전 테이블을 기초로 음성 신호를 교정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 실시형태에 의한, 발화 장애인들 및 외국인의 보편적 의사소통을 위한 음성 개선 방법에 있어서, 상기 음소 단위로 인식하는 단계는 장애 성분을 가진 발음의 자음 또는 모음을 특정할 수 있다.
상기 실시형태에 의한, 발화 장애인들 및 외국인의 보편적 의사소통을 위한 음성 개선 방법에 있어서, 상기 음소 단위의 음성 성분 추출 단계는 장애 성분을 가진 음소와 정상 음소를 분리할 수 있다.
상기 실시형태에 의한, 발화 장애인들 및 외국인의 보편적 의사소통을 위한 음성 개선 방법에 있어서, 상기 발음 사전 테이블은 소리의 공명 위치, 입술의 형태, 혀의 형태를 기준으로 하여 선별하여 지정된 발음의 종류를 학습시킨 데이터 사전 테이블일 수 있다.
상기 실시형태에 의한, 발화 장애인들 및 외국인의 보편적 의사소통을 위한 음성 개선 방법에 있어서, 상기 교정 여부 판단 단계는 상기 발음 사전 테이블의 데이터와 입력되는 상기 음소 단위의 음성 성분의 유사성을 측정하며, 이중 유사성이 가장 큰 데이터와 정상 발음 데이터의 차이를 비교하여 음성 신호에 임계치 이상의 오류를 포함하는 지의 여부를 판단하여 교정 여부를 판단할 수 있다.
상기 실시형태에 의한, 발화 장애인들 및 외국인의 보편적 의사소통을 위한 음성 개선 방법에 있어서, 상기 음성 신호 교정 단계는 상기 오류의 크기를 이용하여, 입력된 음성 신호의 교정 계수를 정하고, 상기 발음 사전 테이블의 정상 발음 데이터를 이용하여 입력되는 음성 신호의 오류 정보를 정상 발음으로 대치할 수 있다.
상기 실시형태에 의한, 발화 장애인들 및 외국인의 보편적 의사소통을 위한 음성 개선 방법에 있어서, 상기 선별하여 지정된 발음의 종류는 입술의 모양과 혀의 높이에 따른 모음 종류와, 조음 방법과 조음 위치에 따른 자음 종류를 조합한 발음의 종류; 및 상기 발음의 종류에 있어서 음운의 대치, 탈락, 구개음화, 자음군 단순화, 및 평파열음화를 포함한 음운의 변동정보;를 포함한 정보이며, 상기 발음의 종류를 이용하여 음성 신호를 개선할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시형태에 의한 발화 장애인들 및 외국인의 보편적 의사소통을 위한 음성 개선 방법에 의하면, 음성 신호를 수신하여 음소 단위로 인식하고 음소 단위의 음성 성분을 추출하여 기 등록된 발음 사전 테이블과 비교하여 음성 신호의 교정 여부를 판단하여서 교정 필요시 발음 사전 테이블을 기초로 음성 신호를 교정하도록 구성됨으로써, 발화 장애를 가진 사용자로 하여금 전화 통화 및 음성인식 서비스 같은 마이크를 통한 의사소통에 도움을 줄 수 있으며, 발화 장애인들의 한국어 발음 교육을 위한 목적. 외국인들의 한국어 발음 교육을 위한 목적 등 발음 교육의 목적으로 사용될 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 발화 장애인들 및 외국인의 보편적 의사소통을 위한 음성 개선 방법을 구현하기 위한 시스템의 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 발화 장애인들 및 외국인의 보편적 의사소통을 위한 음성 개선 방법을 나타내는 플로우챠트이다.
도 3은 도 1의 음성 신호 교정 여부 판단부에 기 등록된 발음 사전 테이블을 나타내는 도면으로서, (a)는 혀와 입술의 모양에 따라 구분된 모음을 나타내며, (b)는 조음 위치와 조음 방법에 따라 구분된 자음을 나타낸다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 발화 장애인들 및 외국인의 보편적 의사소통을 위한 음성 개선 방법을 구현하기 위한 시스템의 블록구성도이다. 도 3은 도 1의 음성 신호 교정 여부 판단부에 기 등록된 발음 사전 테이블을 나타내는 도면으로서, (a)는 혀와 입술의 모양에 따라 구분된 모음을 나타내며, (b)는 조음 위치와 조음 방법에 따라 구분된 자음을 나타낸다.
본 발명의 실시예에 의한 발화 장애인들 및 외국인의 보편적 의사소통을 위한 음성 개선 방법을 구현하기 위한 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 음성 신호 수신부(100), 음소 단위 인식부(200), 음소 단위 음성 성분 추출부(300), 음성 신호 교정 여부 판단부(400), 음성 신호 교정부(500) 및 음성 신호 출력부(600)을 포함한다.
음성 신호 수신부(100)는 유저(즉, 일반 사용자, 발화 장애인 및 외국인을 포함함)로부터 발화되는 음성 신호를 수신하는 역할을 한다.
음소 단위 인식부(200)는 음성 신호 수신부(100)로부터 입력되는 음성 신호를 음소 단위로 인식하는 역할을 한다.
여기서, 음소란 그 이상 더 작게 나눌 수 없는, 의미의 구별을 나타내는 음운론상의 최소 단위를 나타내며, 모음[도 3의 (a) 참조] 및 자음[도 3의 (b) 참조]을 포함한다.
음성 신호를 음소 단위로 인식하는 것은 장애 성분을 가진 발음의 자음 또는 모음을 특정하는 것이다.
음소 단위 음성 성분 추출부(300)는 음소 단위 인식부(200)에 의해 인식된 음소 단위의 음성 신호로부터 음소 단위의 음성 성분을 추출하는 역할을 한다.
음소 단위의 음성 성분 추출은 장애 성분을 가진 음소와 정상 음소를 분리하는 것이다.
음성 신호 교정 여부 판단부(400)는 음소 단위 음성 성분 추출부(300)에 의해 추출된 음소 단위의 음성 성분을 내부에 기 등록된 발음 사전 테이블과 비교하여 음성 신호의 교정 여부를 판단하는 역할을 한다.
발음 사전 테이블은, 도 3에 도시된 바와 같이, 소리의 공명 위치, 입술의 형태, 혀의 형태를 기준으로 하여 선별하여 지정된 발음의 종류를 학습시킨 데이터 사전 테이블이다. 선별하여 지정된 발음의 종류는 입술의 모양과 혀의 높이에 따른 모음 종류와, 조음 방법과 조음 위치에 따른 자음 종류를 조합한 발음의 종류; 및 상기 발음의 종류에 있어서 음운의 대치, 탈락, 구개음화, 자음군 단순화, 및 평파열음화를 포함한 음운의 변동정보;를 포함한 정보이다. 발음의 종류를 이용하여 음성 신호를 개선한다.
음성 신호의 교정 여부 판단은 발음 사전 테이블의 데이터와 입력되는 음소 단위의 음성 성분의 유사성을 측정하며, 이중 유사성이 가장 큰 데이터와 정상 발음 데이터의 차이를 비교하여 음성 신호에 임계치 이상의 오류를 포함하는 지의 여부를 판단하여 교정 여부를 판단한다. 즉 음성 신호에 임계치 이상의 오류를 포함할 경우 교정이 필요한 것인 반면, 임계치 이상의 오류를 포함하지 않을 경우 교정이 필요 없다.
음성 신호 교정부(500)는 음성 신호 교정 여부 판단부(400)에 의한 교정 여부 판단 결과 교정이 필요할 시 상기 발음 사전 테이블을 기초로 음성 신호를 교정하는 역할을 한다.
음성 신호 교정은 상기 오류의 크기를 이용하여, 입력된 음성 신호의 교정 계수를 정하고, 발음 사전 테이블의 정상 발음 데이터를 이용하여 입력되는 음성 신호의 오류 정보를 정상 발음으로 대치하는 것이다.
음성 신호 출력부(600)는 음성 신호 교정 여부 판단부(400)에 의한 교정 여부 판단 결과 교정이 불필요할 경우 음성 신호 수신부(100)에 의해 수신된 음성 신호를 그대로 출력하는 역할을 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한, 발화 장애인들 및 외국인의 보편적 의사소통을 위한 음성 개선 방법을 구현하기 위한 시스템을 이용한 음성 개선 방법을 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 발화 장애인들 및 외국인의 보편적 의사소통을 위한 음성 개선 방법을 나타내는 플로우챠트로서, 여기서 S는 스텝(step)을 의미한다.
먼저, 스텝(S10)에서는 음성 신호 수신부(100)에 의해 유저로부터 발화되는 음성 신호를 수신한다.
스텝(S20)에서는 음소 단위 인식부(200)가 상기 스텝(S10)에서 수신된 음성 신호를 음소 단위로 인식하여서, 장애 성분을 가진 발음의 자음 또는 모음을 특정한다.
스텝(S30)에서는 음소 단위 음성 성분 추출부(300)가 상기 스텝(S20)에서 인식된 음소 단위의 음성 신호로부터 음소 단위의 음성 성분을 추출한다.
즉, 장애 성분을 가진 음소와 정상 음소를 분리한다.
스텝(S40, S50)에서는 음성 신호 교정 여부 판단부(400)가 상기 스텝(S30)에서 추출된 음소 단위의 음성 성분을 기 등록된 발음 사전 테이블과 비교하여 음성 신호를 교정할 필요가 있는 지의 여부를 판단한다.
즉, 발음 사전 테이블의 데이터와 입력되는 음소 단위의 음성 성분의 유사성을 측정하며, 이중 유사성이 가장 큰 데이터와 정상 발음 데이터의 차이를 비교하여 음성 신호에 임계치 이상의 오류를 포함하는 지의 여부를 판단하여 교정 필요 여부를 판단한다.
만약, 상기 스텝(S40, S50)에서 교정이 필요할 경우(YES), 스텝(S60)으로 진행되어 음성 신호 교정부(500)에 의해 발음 사전 테이블을 기초로 음성 신호를 교정한다.
즉, 상기 오류의 크기를 이용하여, 입력된 음성 신호의 교정 계수를 정하고, 발음 사전 테이블의 정상 발음 데이터를 이용하여 입력되는 음성 신호의 오류 정보를 정상 발음으로 대치한다.
한편, 상기 스텝(S40, S50)에서 교정이 필요 없을 경우(NO), 스텝(S70)으로 진행되어 음성 신호 출력부(600)는 음성 신호 수신부(100)에 의해 수신된 음성 신호를 그대로 출력한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한 발화 장애인들 및 외국인의 보편적 의사소통을 위한 음성 개선 방법에 의하면, 음성 신호를 수신하여 음소 단위로 인식하고 음소 단위의 음성 성분을 추출하여 기 등록된 발음 사전 테이블과 비교하여 음성 신호의 교정 여부를 판단하여서 교정 필요시 발음 사전 테이블을 기초로 음성 신호를 교정하도록 구성됨으로써, 발화 장애를 가진 사용자로 하여금 전화 통화 및 음성인식 서비스 같은 마이크를 통한 의사소통에 도움을 줄 수 있으며, 발화 장애인들의 한국어 발음 교육을 위한 목적. 외국인들의 한국어 발음 교육을 위한 목적 등 발음 교육의 목적으로 사용될 수 있다.
도면과 명세서에는 최적의 실시예가 개시되었으며, 특정한 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 실시형태를 설명하기 위한 목적으로 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 음성 신호 수신부
200: 음소 단위 인식부
300: 음소 단위 음성 성분 추출부
400: 음성 신호 교정 여부 판단부
500: 음성 신호 교정부
600: 음성 신호 출력부

Claims (7)

  1. 음성 신호 수신부에 의해 음성 신호를 수신하는 단계;
    음소 단위 인식부에 의해 상기 음성 신호를 음소 단위로 인식하는 단계;
    음소 단위 음성 성분 추출부에 의해 상기 음소 단위의 음성 신호로부터 음소 단위의 음성 성분을 추출하는 단계;
    음성 신호 교정 여부 판단부에 의해 상기 음소 단위의 음성 성분을 기 등록된 발음 사전 테이블과 비교하여 음성 신호의 교정 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 교정 여부 판단 결과 교정이 필요할 시 음성 신호 교정부에 의해 상기 발음 사전 테이블을 기초로 음성 신호를 교정하는 단계;를 포함하며,
    상기 교정 여부 판단 단계는 상기 발음 사전 테이블의 데이터와 입력되는 상기 음소 단위의 음성 성분의 유사성을 측정하며, 이중 유사성이 가장 큰 데이터와 정상 발음 데이터의 차이를 비교하여 음성 신호에 임계치 이상의 오류를 포함하는 지의 여부를 판단하여 교정 여부를 판단하며,
    음성 신호에 상기 임계치 미만의 오류를 포함할 경우, 음성 신호를 교정하지 않는 반면, 음성 신호에 상기 임계치 이상의 오류를 포함할 경우 상기 음성 신호 교정 단계를 수행하며,
    상기 음성 신호 교정 단계는 상기 오류의 크기를 이용하여, 입력된 음성 신호의 교정 계수를 정하고, 상기 발음 사전 테이블의 정상 발음 데이터를 이용하여 입력되는 음성 신호의 오류 정보를 정상 발음으로 대치하는 것을 특징으로 하는 발화 장애인들 및 외국인의 보편적 의사소통을 위한 음성 개선 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 음소 단위로 인식하는 단계는 장애 성분을 가진 발음의 자음 또는 모음을 특정하는 것을 특징으로 하는 발화 장애인들 및 외국인의 보편적 의사소통을 위한 음성 개선 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 음소 단위의 음성 성분 추출 단계는 장애 성분을 가진 음소와 정상 음소를 분리하는 것을 특징으로 하는 발화 장애인들 및 외국인의 보편적 의사소통을 위한 음성 개선 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발음 사전 테이블은
    소리의 공명 위치, 입술의 형태, 혀의 형태를 기준으로 하여 선별하여 지정된 발음의 종류를 학습시킨 데이터 사전 테이블인 것을 특징으로 하는 발화 장애인들 및 외국인의 보편적 의사소통을 위한 음성 개선 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제4항에 있어서,
    상기 선별하여 지정된 발음의 종류는
    입술의 모양과 혀의 높이에 따른 모음 종류와, 조음 방법과 조음 위치에 따른 자음 종류를 조합한 발음의 종류; 및
    상기 발음의 종류에 있어서 음운의 대치, 탈락, 구개음화, 자음군 단순화, 및 평파열음화를 포함한 음운의 변동정보;를 포함한 정보이며,
    상기 발음의 종류를 이용하여 음성 신호를 개선하는 것을 특징으로 하는 발화 장애인들 및 외국인의 보편적 의사소통을 위한 음성 개선 방법.
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