KR20030063743A - Foreign Language Training System and Method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 외국어 학습 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 사용자의 질문이나 응답내용을 음성인식을 통해 컴퓨터가 인식 및 판단할 수 있도록 함으로써 사용자 주도의 쌍방향 대화가 가능하고, 아울러 사용자의 효과적인 청취이해를 돕기 위하여 컴퓨터로부터 주어지는 질문 또는 응답내용의 속도조절이 가능한 외국어 학습 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a foreign language learning system and method, and in particular, by allowing a computer to recognize and judge a user's question or response through voice recognition, a user-led interactive conversation is possible, and also helps the user to understand effectively. The present invention relates to a foreign language learning system and method capable of controlling the speed of a question or answer given from a computer.
종래의 외국어 학습 시스템은 전개될 대화 내용을 미리 설정하고, 주어진 문장에 맞는 대답을 요구하는 형태의 일방적인 컴퓨터 주도의 진행방식으로 이루어져 있다. 따라서, 사용자에게 문장을 암기하고 대답을 요구하므로, 학습 대화의 스토리 전개가 단조로워 사용자가 학습에 쉽게 싫증을 내어 학습 효율을 저하시키는 등의 문제점이 있었다.The conventional foreign language learning system is composed of a one-way computer-driven process in which a dialogue content to be developed is set in advance and a response that matches a given sentence is requested. Therefore, since the user memorizes the sentence and asks for an answer, there is a problem that the story development of the learning conversation is monotonous, so that the user is easily tired of the learning and degrades the learning efficiency.
또한, 일정시간 동안 사용자에게 대답할 시간을 준 후, 대답의 내용에 무관하게 다음 문장으로 대화가 진행되거나 키보드에 의한 수동 문장 입력 또는 마우스로 제시된 답변문장의 선택 등의 방법으로만 다음 대화 내용이 전개되게 구성되어 있으므로 실제적인 상호대화가 불가능하였다.In addition, after giving the user time to answer for a certain period of time, the conversation is proceeded to the next sentence irrespective of the contents of the answer, or the following conversation contents are displayed only by a manual sentence input by a keyboard or a selection of an answer sentence presented by a mouse. Since it was designed to be developed, practical interaction was impossible.
아울러, 학습자의 능력에 따라 컴퓨터로부터 주어지는 질문 또는 응답내용의 속도조절이 불가능함에 따라 사용자의 청취력 향상을 기대하기 어려우며, 속도를 가변할 수 있다 하더라도 원래 발성음의 기본음 높이인 기본 주파수가 변경됨에 따라 본래의 음성이 변조되어 학습자가 이를 제대로 청취할 수 없다는 문제점이 있었다.In addition, it is difficult to expect the user's listening ability to improve as the learner's ability cannot control the speed of the question or answer given by the computer, and even if the speed can be changed, the fundamental frequency, which is the basic sound level of the original voice, is changed. There is a problem that the original voice is modulated and the learner cannot hear it properly.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로,Invented to solve the problems as described above,
본 발명의 목적은 사용자의 질문이나 응답내용을 음성인식을 통해 컴퓨터가 인식 및 판단할 수 있도록 함으로써 사용자 주도의 쌍방향 대화가 가능하고, 아울러 사용자의 효과적인 청취이해를 돕기 위하여 컴퓨터로부터 주어지는 질문 또는 응답내용의 속도조절이 가능한 외국어 학습 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to enable a computer to recognize and judge a user's question or response through voice recognition, thereby enabling user-led two-way conversation, and to provide an effective understanding of the user's question or response. It is to provide a foreign language learning system and method capable of controlling the speed.
도 1은 본 발명에 따른 외국어 학습 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도,1 is a block diagram schematically showing a foreign language learning system according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 외국어 학습 방법을 나타낸 흐름도,2 is a flowchart illustrating a foreign language learning method according to the present invention;
도 3은 도 2에 도시된 학습 서브루틴의 흐름도.3 is a flow chart of the learning subroutine shown in FIG.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
11 : 모니터 12 : 영상출력부11 monitor 12 image output unit
21 : 마이크 22 : 음성인식부21: microphone 22: voice recognition unit
31 : 스피커 32 : 음성출력부31: speaker 32: audio output unit
41 : 키입력부 50 : 컨트롤부41: key input unit 50: control unit
51 : 비교/계량부 52 : 속조조절엔진51: comparison / measurement unit 52: speed control engine
53 : 속도설정부 60 : 문제·정답 데이터 베이스53: speed setting part 60: problem / answer database
이를 실현하기 위한 본 발명은,The present invention for realizing this,
외국어 학습 시스템에 있어서,In a foreign language learning system,
사용자의 음성을 수음하여 전기적인 신호로 변환하는 마이크와; 상기 마이크를 통해 입력되는 음성신호를 분석하여 문자데이터로 변환하는 음성인식부와; 영상신호와 음성신호를 각각 신호처리하여 모니터와 스피커로 출력하는 영상출력부 및 음성출력부와; 학습 종류 및 등급과 상기 스피커로 출력되는 음성신호의 속도를 조절하기 위한 키입력부와; 실생활의 대화에서 전개될 수 있는 다양한 상황을 바탕으로 구성된 질문자료와 상기 질문에 대한 답변자료가 저장된 문제·정답 데이터 베이스; 및 상기 키입력부를 통해 설정된 학습 종류 및 등급에 따라 상기 문제·정답 데이터 베이스에 저장된 학습 데이터중에서 사용자가 원하는 종류의 학습 데이터를 읽어 상기 영상 및 음성출력부로 출력하고, 상기 키입력부를 통한 사용자의 설정에 따라 상기 음성출력부로 출력되는 음성신호의 출력속도를 가변시키는 컨트롤부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 외국어 학습 시스템을 제공한다.A microphone for receiving a voice of a user and converting the voice into an electrical signal; A voice recognition unit for analyzing the voice signal input through the microphone and converting the voice signal into text data; A video output unit and an audio output unit for processing a video signal and an audio signal and outputting the signal to a monitor and a speaker; A key input unit for adjusting a learning type and grade and a speed of a voice signal output to the speaker; A question and answer database in which question material and answer data are stored based on various situations that can be developed in real-life conversations; And reading out the type of learning data desired by the user from the learning data stored in the question and answer database according to the learning type and grade set through the key input unit, and outputting the desired learning data to the video and audio output unit, and setting the user through the key input unit. According to the present invention provides a foreign language learning system comprising a control unit for varying the output speed of the voice signal output to the voice output unit.
또한, 상기 제어부는: 상기 음성인식부를 통해 인식된 사용자의 발음과 상기 문제·정답 데이터 베이스에 저장된 데이터를 비교하여 사용자 발음의 정확도를 산출하는 동시에 산출된 발음 정확도와 인식된 음성신호를 상기 영상출력부를 통해 모니터로 화면 출력하는 비교/계량부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The controller may further include: calculating the accuracy of the user's pronunciation by comparing the user's pronunciation recognized by the voice recognition unit with data stored in the problem / answer database, and outputting the calculated pronunciation accuracy and the recognized voice signal. It further comprises a comparison / measurement unit for outputting the screen to the monitor through the unit.
아울러, 상기 제어부는: 설정된 청취 대상과 청취 속도에 따라 음성의 피치와 음색의 변경없이 시간축상에서 파형 복사/삭제를 통해 파형을 늘려주거나 줄이는 방식으로 음성의 속도만을 조절하는 것을 특징으로 한다.The controller may control only the speed of the voice by increasing or decreasing the waveform by copying / deleting the waveform on the time axis without changing the pitch and tone of the voice according to the set listening target and the listening speed.
한편, 외국어 학습 시스템을 이용한 외국어 학습 방법에 있어서:On the other hand, in the foreign language learning method using the foreign language learning system:
문제·정답 데이터 베이스에 저장된 데이터중에서 사용자가 선택한 학습레밸에 해당하는 특정 상황의 장면을 모니터상에 출력하고 사용자로부터 질문을 받기 위하여 대기하는 제 1 단계와; 상기 제 1 단계에서 사용자가 마이크를 통해 입력한 음성신호를 음성인식부를 이용하여 문자 데이터로 변환하는 동시에 해당 음성신호와 문제·정답 데이터 베이스에 저장된 데이터를 서로 비교하여 발음의 정확도를 산출하는 제 2 단계; 및 상기 제 2 단계에서 음성 인식된 문자 데이터와 산출된 발음 정확도를 영상출력부를 통해 모니터상에 화면 출력하는 제 3 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 외국어 학습 방법을 제공한다.A first step of displaying, on a monitor, a scene of a specific situation corresponding to a learning level selected by the user among data stored in the problem and answer database and waiting to receive a question from the user; A second step of converting a voice signal input by the user through a microphone into text data using a voice recognition unit and comparing the voice signal with data stored in a problem / answer database to calculate pronunciation accuracy; step; And a third step of outputting the text data recognized in the second step and the calculated pronunciation accuracy on the monitor through the image output unit.
또한, 상기 외국어 학습 방법은: 상기 제 1 단계에서 입력된 해당 질문에 대한 정답을 문제·정답 데이터 베이스로 부터 로딩하여 이를 음성출력부를 통해 스피커로 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The foreign language learning method may further include: loading the correct answer for the corresponding question input in the first step from a problem / answer database and outputting the correct answer to the speaker through the voice output unit.
아울러, 상기 외국어 학습 방법은: 사용자가 키입력부를 통해 입력한 청취대상과 청취 속도를 조절하기 위한 조건에 따라 문제·정답 데이터베이스로부터 로딩되는 음성의 피치와 음색의 변경없이 시간축상에서 파형 복사/삭제를 통해 파형을 늘려주거나 줄이는 방식으로 음성의 속도만을 조절하여 음성출력부를 통해 스피커로 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the foreign language learning method includes: copying / deleting waveforms on the time axis without changing the pitch and tone of the voice loaded from the problem / answer database according to a condition for adjusting the listening target and the listening speed input by the user through the key input unit. It is characterized in that it further comprises the step of outputting to the speaker through the voice output unit by adjusting only the speed of the voice in a manner to increase or decrease the waveform through.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 외국어 학습 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도로, 본 발명에 따른 외국어 학습 시스템은 사용자의 음성을 수음하여 전기적인 신호로 변환하는 마이크(21)와, 상기 마이크(21)를 통해 입력되는 음성신호를 분석하여 문자데이터로 변환하는 음성인식부(22)를 구비한다.1 is a block diagram schematically illustrating a foreign language learning system according to the present invention. The foreign language learning system according to the present invention includes a microphone 21 for receiving a user's voice and converting the voice into an electrical signal, and through the microphone 21. And a voice recognition unit 22 for analyzing the input voice signal and converting the input voice signal into text data.
또한, 영상신호와 음성신호를 각각 신호처리하여 모니터(11)와 스피커(31)로 출력하는 영상출력부(12) 및 음성출력부(32)와, 학습 종류 및 등급과 상기 스피커 (31)로 출력되는 음성신호의 속도를 조절하기 위한 키입력부(41), 및 실생활의 대화에서 전개될 수 있는 다양한 상황을 바탕으로 구성된 질문자료와 상기 질문에 대한 답변자료가 저장된 문제·정답 데이터 베이스(60)를 구비한다.In addition, the video output unit 12 and the audio output unit 32 to process the video signal and the audio signal to the monitor 11 and the speaker 31, respectively, and the learning type and grade and the speaker 31 Key input unit 41 for adjusting the speed of the output voice signal, and question and answer database 60, which is stored on the basis of various questions that can be developed in real-life conversations, and answers to the questions, is stored. It is provided.
아울러, 시스템의 전체 동작을 제어하는 컨트롤부(50)를 구비하는데, 상기 컨트롤부(50)는 키입력부(41)를 통해 설정된 학습 종류 및 등급에 따라 상기 문제·정답 데이터 베이스(60)에 저장된 학습 데이터중에서 사용자가 원하는 종류의 학습 데이터를 읽어 상기 영상 및 음성출력부(12,32)로 출력한다.In addition, the control unit 50 for controlling the overall operation of the system, the control unit 50 is stored in the problem and answer database 60 according to the type and grade of learning set through the key input unit 41 The training data of the type desired by the user is read from the training data and output to the video and audio output units 12 and 32.
또한, 키입력부(41)를 통한 사용자의 설정에 따라 상기 컨트롤부(50)는 음성출력부(32)로 출력되는 음성신호의 출력속도를 가변시키며, 아울러 상기 음성인식부(22)를 통해 인식된 사용자의 발음을 계량하여 발음의 정확도를 산출하는 동시에 산출된 발음 정확도와 인식된 음성신호를 상기 영상출력부(12)를 통해 모니터(11)로 화면 출력한다.In addition, the control unit 50 varies the output speed of the voice signal output to the voice output unit 32 according to the user's setting through the key input unit 41, and is also recognized through the voice recognition unit 22. The user's pronunciation is measured to calculate the accuracy of the pronunciation, and the calculated pronunciation accuracy and the recognized audio signal are output to the monitor 11 through the image output unit 12.
다시 말해, 상기 컨트롤부(50)의 속도설정부(53)는 키입력부(41)를 통해 대상문장, 속도선택, 구간선택 등과 같이 청취 대상과 청취 속도를 조절하기 위한 조건을 설정 받으며, 속도조절엔진(52)은 상기 속도설정부(53)를 통해 설정된 청취 대상과 청취 속도에 따라 피치와 음색의 변경없이 시간축상에서 파형 복사/삭제를 통해 파형을 늘려주거나 줄이는 방식으로 음성의 속도만을 조절하여 상기 음성출력부 (32)로 출력한다.In other words, the speed setting unit 53 of the control unit 50 receives a condition for adjusting the listening target and the listening speed such as a target sentence, a speed selection, a section selection, and the like through the key input unit 41, and adjusts the speed. The engine 52 adjusts only the speed of the voice by increasing or decreasing the waveform by copying / deleting the waveform on the time axis without changing the pitch and the tone according to the listening target and the listening speed set through the speed setting unit 53. Output to the audio output unit 32.
또한, 상기 컨트롤부(50)의 비교/계량부(51)는 음성인식부(22)를 통해 인식된 사용자의 발음을 문제·정답 데이터 베이스(60)에 저장된 데이터와 비교하여 발음의 정확도를 산출하는 동시에 산출된 발음 정확도와 인식된 음성신호를 상기 영상출력부(12)를 통해 모니터(11)로 화면 출력한다.In addition, the comparison / measurement unit 51 of the control unit 50 calculates the accuracy of the pronunciation by comparing the user's pronunciation recognized by the voice recognition unit 22 with data stored in the problem / answer database 60. At the same time, the calculated pronunciation accuracy and the recognized audio signal are output to the monitor 11 through the image output unit 12.
다음에는 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 외국어 학습 시스템을 이용한 외국어 학습 방법을 도 2 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.Next, a foreign language learning method using the foreign language learning system according to the present invention configured as described above will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 3.
도 2에 도시된 바와 같이, 프로그램의 작동과 동시에 모니터(11)상에는 학습 안내를 위한 초기화면이 구성되어 출력되는데(ST201∼ST202), 사용자의 학습요청이 있으면 상기 모니터(11)상에는 학습의 종류 및 등급을 선택할 수 있도록 안내화면이 출력된다(ST203∼ST204). 즉, "질문하기"나 "대답하기" 또는 "발음연습" 등과 같은 학습의 종류를 선택하고 자신의 능력에 알맞은 난이도를 선택하도록 안내화면을 모니터(11)상에 출력한다.As shown in FIG. 2, at the same time as the operation of the program, an initial screen for learning guidance is configured and output on the monitor 11 (ST201 to ST202). If there is a learning request from the user, the type of learning is displayed on the monitor 11. And a guide screen is output so that a class can be selected (ST203 to ST204). That is, a guide screen is output on the monitor 11 so as to select a type of learning such as "questioning", "answering" or "pronounced practice", and to select a difficulty level suitable for one's own ability.
상기와 같이 출력된 안내화면에 따라 학습 종류 및 등급의 선택이 이루어지면 선택된 학습의 종류와 등급을 학습레밸로 설정하고 해당 레벨의 학습을 위한 서브루틴을 실행하는 반면(ST205∼ST207), 학습 종류 및 등급의 선택이 이루어지지 않으면 미리 지정된 기본 학습과 등급을 학습레밸로 설정하고 해당 레벨의 학습을 위한 서브루틴을 실행한다(ST208∼ST209).If the learning type and grade are selected according to the output screen as described above, the selected learning type and grade are set as the learning level and the subroutine for learning of the corresponding level is executed (ST205 to ST207). And if the grade is not selected, the predetermined basic learning and grade are set as the learning level, and a subroutine for learning of the level is executed (ST208 to ST209).
본 발명에서도 통상적인 외국어 학습 방법과 마찬가지로 문제·정답 데이터 베이스(60)에 저장된 특정 문제를 음성출력부(32)를 통해 스피커(31)로 출력하고 그에 대한 응답을 사용자로부터 받아 올바른 응답인지 판단하는 학습 방법을 수행할 수 있으나, 이에 대해서는 구체적으로 설명하지 않기로 한다.In the present invention, as in the conventional foreign language learning method, a specific problem stored in the problem / correct answer database 60 is output to the speaker 31 through the voice output unit 32 and the response is received from the user to determine whether it is a correct response. The learning method may be performed, but this will not be described in detail.
한편, 상기와 같이 학습 종류와 등급의 선택이 이루어져 학습레밸이 설정되면, 예를들어 학습 종류로 "질문하기"가 선택되면 컨트롤부(50)는 문제·정답 데이터 베이스(60)에 저장된 데이터중에서 해당 학습레밸에 해당하는 특정 상황의 장면을 모니터(11)상에 출력하고 사용자로부터 질문을 받기 위하여 대기한다.On the other hand, if the learning level is set as described above and the learning level is set, for example, if "Ask a question" is selected as the learning type, the control unit 50 selects from the data stored in the problem / answer database 60. A scene of a specific situation corresponding to the learning level is output on the monitor 11 and waits for a question from the user.
도 3에 도시된 것처럼, 사용자로부터의 입력이 있으면 컨트롤부(50)는 해당 입력내용이 마이크(21)를 통해 입력된 학습용 질문인지 키입력부(41)를 통해 입력된 학습조건을 설정하기 위한 조건인지 판단하고(ST301∼ST302), 학습용 질문이면 음성인식부(22)를 통해 해당 음성신호를 문자 데이터로 변환하는 동시에 해당 음성신호와 문제·정답 데이터 베이스(60)에 저장된 데이터를 서로 비교하여 발음의 정확도를 산출한다(ST303∼ST304).As shown in FIG. 3, when there is an input from the user, the controller 50 sets a learning condition input through the key input unit 41 to determine whether the corresponding input is a learning question input through the microphone 21. If it is a learning question (ST301 to ST302), the voice recognition unit 22 converts the voice signal into text data, and compares the voice signal with data stored in the problem / answer database 60 and pronounces it. The accuracy of the calculation is calculated (ST303 to ST304).
이와같이 음성 인식된 문자 데이터와 산출된 발음 정확도는 영상출력부(12)를 통해 모니터(11)상에 화면 출력된다(ST305). 또한, 상기 컨트롤부(50)는 해당 질문에 대한 정답을 문제·정답 데이터 베이스(60)로 부터 로딩하여 이를 음성출력부 (32)를 통해 스피커(31)로 출력함에 따라 사용자 주도의 쌍방향 대화가 가능하다 (ST306∼ST307).In this way, the voice-recognized text data and the calculated pronunciation accuracy are output on the monitor 11 through the image output unit 12 (ST305). In addition, the controller 50 loads the correct answer to the corresponding question from the problem / correct answer database 60 and outputs it to the speaker 31 through the voice output unit 32. It is possible (ST306 to ST307).
한편, 입력내용이 학습조건을 설정하기 위한 조건입력이면 컨트롤부(50)는 입력된 조건의 종류를 판단하고(ST308), 청취 대상과 청취 속도를 조절하기 위한 조건이 아니면 해당 조건에 따라 시스템을 제어한다(ST309). 반면, 대상문장, 속도선택 및 구간선택 등과 같이 청취 대상과 청취 속도를 조절하기 위한 조건이면 컨트롤부(50)는 문제·정답 데이터베이스(14)로부터 청취 대상의 원래 음성 파일을 로딩하고(ST310), 상기 청취 대상 및 청취 속도에 따라 음성의 피치와 음색의 변경없이 시간축상에서 파형 복사/삭제를 통해 파형을 늘려주거나 줄이는 방식으로 음성의 속도만을 조절하여 음성출력부(32)를 통해 스피커(31)로 출력한다(ST311∼ ST312).On the other hand, if the input content is a condition input for setting a learning condition, the controller 50 determines the type of the input condition (ST308), and if it is not a condition for adjusting the listening target and the listening speed, the system is configured according to the corresponding condition. It is controlled (ST309). On the other hand, if it is a condition for adjusting the listening target and the listening speed such as the target sentence, the speed selection and the section selection, the controller 50 loads the original audio file of the listening target from the problem / answer database 14 (ST310), According to the listening target and the listening speed, only the speed of the voice is adjusted by increasing or decreasing the waveform by copying / deleting the waveform on the time axis without changing the pitch and tone of the voice to the speaker 31 through the voice output unit 32. Output (ST311 to ST312).
상기와 같이 본 발명은 사용자의 질문이나 응답내용을 음성인식을 통해 컴퓨터가 인식 및 판단할 수 있도록 함에 따라 사용자 주도의 쌍방향 대화가 가능하고,아울러 사용자의 효과적인 청취이해를 돕기 위하여 컴퓨터로부터 주어지는 질문 또는 응답내용의 속도조절이 가능하여 외국어 학습의 효율을 증진시킬 수 있다.As described above, the present invention enables a user-led two-way conversation by allowing a computer to recognize and judge a user's question or response through voice recognition, as well as a question or a question given from a computer to help an effective listening comprehension of the user. The speed of response can be controlled to improve the efficiency of foreign language learning.
이상과 같은 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만 첨부 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변경 및 변화가 가능하다는 것을 당업계의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.Although the present invention as described above has been shown and described in connection with specific embodiments, various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention as indicated by the appended claims. Anyone who owns it can easily find out.
Claims (6)
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|---|---|
| KR20030063743A true KR20030063743A (en) | 2003-07-31 |
Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020020003997A KR20030063743A (en) | 2002-01-23 | 2002-01-23 | Foreign Language Training System and Method |
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|---|---|
| KR (1) | KR20030063743A (en) |
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