KR20060057921A

KR20060057921A - 대화형 음성인식 시스템의 인식오류 수정장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20060057921A
Application number: KR1020040097115A
Authority: KR
Inventors: 김정세; 김상훈
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2004-11-24
Filing date: 2004-11-24
Publication date: 2006-05-29
Also published as: KR100639931B1

Abstract

본 발명은 음성인식 결과인 단어들이나 문장에 대해 인식 오류를 수정하도록 하는 대화형 음성인식 시스템의 인식오류 수정장치 및 그 방법에 관한 것이다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대화형 음성인식 시스템의 인식오류 보정장치는, 음성을 입력하는 음성신호입력부와, 입력된 음성을 처리 분석하는 음성 분석부와, 언어 모델과 음향 모델을 이용하여 음성 분석 결과에 대해 음성 인식 처리를 수행하는 음성 인식부를 갖는 음성인식 시스템에 있어서, 음성인식 후처리를 위한 확률값을 미리 저장하고 있는 저장 수단과, 상기 저장 수단에 저장된 확률값을 이용하여 상기 음성 인식부에 의해서 인식된 결과의 오류를 수정하는 음성인식 후처리수단과, 상기 음성인식 후처리수단에서 수정된 음성인식 결과를 출력하는 인식결과 출력수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 의한 대화형 음성인식 시스템의 인식오류 수정장치 및 그 방법은 음성인식의 오류를 줄여줌으로써 인식율을 향상시킬 수 있다.

음성인식, 음성인식 후처리, 음향모델, 언어모델, 인식오류 수정

Description

대화형 음성인식 시스템의 인식오류 수정장치 및 그 방법{RECOGNITION ERROR CORRECTION APPARATUS FOR INTERACTIVE VOICE RECOGNITION SYSTEM AND METHOD THEREFOF}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대화형 음성인식 시스템의 인식오류 수정장치의 구성을 나타낸 기능 블럭도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 대화형 음성인식 시스템의 인식오류 수정 방법을 나타낸 동작 플로우챠트이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 음성 신호 입력부

20 : 음성 분석부

30 : 음성 인식부

40 : 음향 모델 저장부

50 : 언어모델 저장부

60 : 음성인식 후처리부

70 : 음성인식 후처리 사전부

80 : 음성인식결과 출력부

본 발명은 대화형 음성인식 시스템의 인식오류 수정장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 음성인식 결과인 단어들이나 문장에 대해 인식 오류를 수정하도록 하는 대화형 음성인식 시스템의 인식오류 수정장치 및 그 방법에 관한 것이다.

종래의 기술은 음성인식부의 내부에서 음성인식의 성능을 향상시킬 수 있는 방법들에 대한 기술들이 대부분이며, 음성인식부에 자연언어처리에서 사용되는 기술들과 접목하여 음성인식기의 결과를 보정할 수 없는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 음성인식의 결과에 대해 후처리를 이용하여 음성인식 기술을 향상시키도록 하는 대화형 음성인식 시스템의 인식오류 수정장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대화형 음성인식 시스템의 인식오류 보정장치는, 음성을 입력하는 음성신호입력부와, 입력된 음성을 처리 분석하는 음성 분석부와, 언어 모델과 음향 모델을 이용하여 음성 분석 결과에 대해 음성 인식 처리를 수행하는 음성 인식부를 갖는 음성인식 시스템에 있어서,

음성인식 후처리를 위한 확률값을 미리 저장하고 있는 저장 수단과, 상기 저장 수단에 저장된 확률값을 이용하여 상기 음성 인식부에 의해서 인식된 결과의 오류를 수정하는 음성인식 후처리수단과, 상기 음성인식 후처리수단에서 수정된 음성인식 결과를 출력하는 인식결과 출력수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대화형 음성인식 시스템의 인식오류 보정방법은, 화자의 음성을 입력되며, 입력된 음성을 처리 분석한 후, 언어 모델과 음향 모델을 이용하여 음성 분석 결과에 대해 음성 인식 처리를 수행하는 제1 단계와, 기 저장된 확률값을 이용하여 상기 인식된 결과의 오류를 수정하는 제2 단계와, 상기 수정된 음성인식 결과를 출력하는 제3 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 대화형 음성인식 시스템의 인식오류 보정장치 및 그 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대화형 음성인식 시스템의 인식오류 보정장치의 기능 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 대화형 음성인식 시스템의 인식오류 보정장치는 음성을 입력하는 음성신호입력부(10)와, 상기 입력된 음성을 처리 분석하는 음성 분석부(20)와, 음향 모델을 저장하는 음향 모델 저장부(40)와, 일반적인 기본 언어 모델을 저장하는 언어 모델 저장부(50)와, 상기 음향모델 저장부(40)에 저장된 음향 모델과 상기 언어 모델 저장부(50)에 저장된 언어 모델 저장부(50)에 저장된 언어 모델을 이용하여 음성 분석 결과에 대해 음성 인식 처리를 하는 음성 인식부(30)와, 음성인식 후처리를 위한 확률값들을 저장한 음성인식 호처리 사전부(70)와, 상기 저장된 확률값들을 이용하여 그 인식된 결과의 오류를 수정하는 음성인식 후처리부(60)와, 상기 음성인식 후처리부(60)에서 처리된 음성 인식 결과를 출력하는 인식결과출력부(80)로 구성된다.

그러면, 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 대화형 음성인식 시스템의 인식오류 수정장치 및 그 방법에 대해 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 먼저, 화자에 의해 음성신호 입력부(10)를 통해 화자의 음성이 입력되면(S10), 음성 분석부(20)는 음성 신호 입력부(10)에서 입력한 음성 신호에 대해서 노이즈 처리, 음성신호를 증폭시키는 처리 등 음성을 분석한다(S11). 상기 음성 신호 입력부(10)는 음성 입력을 위한 마이크 등의 장비이다.

음성 인식부(30)는 음향모델 저장부(40)에 저장된 음향 모델과 언어모델 저장부(50)에 저장된 언어모델을 상기 화자의 음성을 인식한다(S12).

상기 음향모델 저장부(40)에 저장된 음향 모델은 불특정 화자의 음성 인식을 위한 음향 모델로 예를 들면 HMM(Hidden Markov Model)이다.

상기 언어모델 저장부(50)에 저장된 언어모델은 일반적인 기본 언어 모델 사전을 의미한다.

이어서, 음성인식 후처리부(60)는 음성인식부(30)의 결과를 받아 음성인식 후처리사전을 이용해서 음성인식의 결과인 문장이 제대로 된 것인지를 판단한다.

즉, 상기 음성인식 후처리부(60)는 키워드의 쌍이 일반적인 텍스트에서 나타나는 조합인지를 판단함으로써 적절한 문장인지를 확인 할 수 있다. 예를 들어, "전화번호"와 "날씨"로 인식되었을 때 두개의 키워드는 일반 텍스트에서 함께 나타날 확률이 아주 낮기 때문에 잘못된 음성인식 결과라고 판단 할 수 있다.

일반적으로, 대화체의 특성상 완전한 구문 분석은 불가능하다. 일반적인 문법으로는 적용이 힘든 문장의 도치나 필요 키워드의 삭제가 빈번하게 때문이다. 또한, 현재의 정형화된 문장에 대한 구문 분석이 60-70% 이내이기 때문에 아직 사용하기에는 어렵다. 따라서, 상기와 같이 문장내의 키워드들의 조합으로 판단할 수밖에 없다.

이 판단을 위한 두 키워드간의 확률을 계산하는 방법에 이용되는 정보로는 시소러스(thesaurus), 온톨러지(ontology) 및 상호정보(MI: Mutual Information) 등이 있다.

아래는 상호정보(MI)에 대한 예이다.

상호정보(MI)에 의한 확률 계산법은 키워드에 포함된 단어와 단어들 사이의 상호관계(수학식 1)에 기초하여 이루어진다.

MI = P(x,y) / P(x) * P(y)

여기서, P는 확률이고, x와 y는 각각 키워드를 나타낸다. 즉, x라는 키워드와 y라는 키워드들이 각각 나타날 확률에 x 키워드와 y키워드가 동시에 나타날 확률이 상호정보이다.

상기 수학식 1에 도시된 바와 같이, 각 키워드들은 서로 통계적인 관계를 갖는다. 이 확률값을 미리 계산하여 음성인식 후처리 사전부(70)에 저장하고, 상기 음성인식 후처리부(60)는 이 확률값을 이용하여 음성인식의 결과를 판단할 수 있다.

아래는 시소러스(thesaurus)난 워드넷(WordNet)에 대한 예이다.

시소러스는 통제된 색인어의 어휘집으로, 개념간의 특정 관계를 형식적으로 조직화하여 명시한 것으로 적용분야에 따라 각기 다르게 구성된다. 즉, 어떤 단어와 단어사이의 관계를 정의해 놓은 것으로, 단어 x와 단어 y 사이에 얼마나 많은 단어들을 건너야 만날 수 있는 지를 계산함으로써 상호정보와 같은 확률값을 대치하여 사용할 수 있다.

상기 음성인식 후처리부(60)는 상기 음성 인식부(30)에 인식된 결과를 상기와 같은 방법으로 확률값을 계산하게 된다(S13). 음성인식 후처리부(60)는 이와 같이 계산된 확률값과 임계치를 비교하게 된다(S14).

상기 확률값이 임계치보다 낮을 경우, 음성인식 후처리부(60)는 음성인식의 중간결과인 인식 후보 리스트를 음성 인식부(30)에 요구하게 된다(S15). 음성인식 후처리부(60)는 그 후보 리스트에 나타난 인식 후보들에 대해 일일이 확률값을 계산한 후에(S16), 그 계산된 확률값들과 상기 임계치를 비교하게 된다(S17).

음성인식 후처리부(60)는 그 임계치를 넘는 확률값들 중에서 최대 확률값을 선택하게 된다(S18). 이어서, 상기 음성인식 후처리부(60)는 상기 선택된 최대 확률값을 인식결과로 출력하게된다(S19).

만약에, 그 계산된 후보 확률값들 모두가 상기 임계치를 넘지 못한다면, 음성인식 후처리부(60)는 화자에게 무엇을 요구하는 것 인지를 되물어 볼 수도 있다(S20).

상기 확률값이 임계치를 넘을 경우(S14), 음성인식 후처리부(60)는 바로 그 확률값을 음성인식 결과로 출력하게 된다(S19).

만약, 키워드가 하나일 경우는 이전 인식 문장을 이용하여 무엇을 요구하는 지를 확인할 수 있다. 예들 들어, 이전에 화자가 "오늘의 서울 날씨는 어때"라고 물었고 인식이 되었을 경우, 다음에 화자가 "내일은"이라고 말을 했을 경우 내일의 날씨를 묻는 것임을 판단 할 수 있다.

음성인식 후처리 사전부(70)는 음성인식 후처리부(60)에서 사용할 사전을 저장하는 것으로, 시소러스(thesaurus), 온톨로지(ontology) 및 상호정보(MI) 등으로 구성할 수 있다.

인식 결과 출력부(80)는 음성 인식부(30)에서의 인식 결과를 모니터나 기타 출력 장치로 출력하게 된다.

이상에서 몇 가지 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경실시될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 의한 대화형 음성인식 시스템의 인식오류 수정장치 및 그 방법은 사용자와 대화할 때 음성인식부의 오류를 최소화하기 위해 음성인식후처리를 이용하여 성능이 높은 대화형 음성 인식 시스템을 실현 할 수 있다.

또한, 본 발명의 의한 대화형 음성인식 시스템의 인식오류 수정장치 및 그 방법은 음성인식의 오류를 줄여줌으로써 인식율을 향상시킬 수 있다.

Claims

음성을 입력하는 음성신호입력부와, 입력된 음성을 처리 분석하는 음성 분석부와, 언어 모델과 음향 모델을 이용하여 음성 분석 결과에 대해 음성 인식 처리를 수행하는 음성 인식부를 갖는 음성인식 시스템에 있어서,

음성인식 후처리를 위한 확률값을 미리 저장하고 있는 저장 수단과;

상기 저장 수단에 저장된 확률값을 이용하여 상기 음성 인식부에 의해서 인식된 결과의 오류를 수정하는 음성인식 후처리수단과;

상기 음성인식 후처리수단에서 수정된 음성인식 결과를 출력하는 인식결과 출력수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 대화형 음성인식 시스템의 인식오류 수정장치
제 1 항에 있어서,

상기 저장 수단에 저장된 확률값은 상호정보,시소러스 및 온톨로지중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 대화형 음성인식 시스템의 인식오류 수정장치.
제 1 항에 있어서,

상기 음성인식 후처리수단은 상기 음성 인식부의 인식 결과를 확률값으로 계 산하는 확률 계산수단과;

상기 확률 계산수단에서 계산된 확률값이 임계치를 넘는 지를 비교하는 비교 수단과;

상기 비교 수단의 비교 결과 확률값이 임계치를 넘지 않을 경우, 음성 인식부에 인식 후보 리스트를 요구하는 인식 후보 리스트 요구 수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 대화형 음성인식 시스템의 인식오류 수정장치.
제 3 항에 있어서,

상기 확률 계산 수단은 상기 인식 후보 리스트 요구 수단에 의해 요구된 인식 후보 리스트의 인식 후보들 각각에 대하여 확률값을 계산하고, 상기 비교 수단은 그 계산된 확률값 각각이 상기 임계치를 넘는 지를 비교하는 것을 특징으로 하는 대화형 음성인식 시스템의 인식오류 수정장치.
제 4 항에 있어서,

상기 비교 수단의 비교 결과 확률값이 임계치를 넘는 경우에, 그 계산된 확률값들중에서 최대 확률값을 선택하는 최대 확률값 선택 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 대화형 음성인식 시스템의 인식오류 수정장치.
화자의 음성을 입력되며, 입력된 음성을 처리 분석한 후, 언어 모델과 음향 모델을 이용하여 음성 분석 결과에 대해 음성 인식 처리를 수행하는 제1 단계와;

기 저장된 확률값을 이용하여 상기 인식된 결과의 오류를 수정하는 제2 단계와;

상기 수정된 음성인식 결과를 출력하는 제3 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 대화형 음성인식 시스템의 인식오류 수정방법.
제 6 항에 있어서,

상기 기 저장된 확률값은 상호정보,시소러스 및 온톨로지중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 대화형 음성인식 시스템의 인식오류 수정방법.
제 6 항에 있어서,

상기 제2 단계는 상기 음성 인식 결과를 확률값으로 계산하는 제1 과정과;

상기 계산된 확률값과 임계치를 비교하는 제2 과정과;

상기 비교 결과 확률값이 임계치를 넘지 않을 경우, 인식 후보 리스트를 요구하는 제3 과정으로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 대화형 음성인식 시스템의 인식오류 수정방법.
제 8 항에 있어서,

상기 요구된 인식 후보 리스트의 인식 후보들 각각에 대하여 확률값을 계산하는 제4 과정과;

그 계산된 확률값 각각이 상기 임계치를 넘는 지를 비교하는 제5 과정과;

상기 비교 결과 확률값이 임계치를 넘는 경우에, 그 계산된 확률값들중에서 최대 확률값을 선택하는 제6 과정을 더 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 하는 대화형 음성인식 시스템의 인식오류 수정방법.