KR20080051306A - 음성 인식 시스템을 이용한 어학 학습 방법 - Google Patents

음성 인식 시스템을 이용한 어학 학습 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 음성 인식 시스템을 이용하여 쉽고 편리하게 언어를 학습할 수 있는 어학 학습 방법에 관한 것으로, 음성 인식을 이용한 어학 학습 방법에 있어서, 학습자에 의해 선택된 학습 컨텐츠 목록과 표준 정보가 어학 학습 서버에서 사용자 단말기로 다운로드되는 제1단계;와 다운로드된 상기 컨텐츠 목록의 문장을 사용자 단말기에 제공하여 학습자로부터 학습하고자 하는 문장을 선택받고, 해당 문장에 대한 표준 정보를 제공하는 제2단계; 학습자로부터 선택된 상기 문장에 대한 학습자의 음성 신호를 입력받는 제3단계; 상기 학습자의 음성 신호에 대한 정보를 분석하여 학습자 음성 정보를 생성하는 제4단계; 및 상기 학습자 음성 정보를 상기 표준 정보와 비교하여 그 결과를 음소별로 확인할 수 있도록 음소별로 분할되는 전체 파형으로 표시하는 제5단계;를 포함하여 구성된다. 상기와 같은 구성에 따른 본 발명에 의하면 어학 학습에 있어서, 음성 인식 시스템과 표준 발성 모습 화상 정보를 이용하여 언어 장애로 인한 의사 소통에 어려움이 있거나, 어학을 배우려는 학습자에 대하여 표준 발음 및 자신의 발음에 대하여 다양하게 분석된 정보를 제공하여 가정이나 학교에서 쉽고 간편하면서도 효율적으로 언어나 어학을 학습할 수 있다.
음성인식, 온라인 어학학습, 어학학습, 음성파형

Description

음성 인식 시스템을 이용한 어학 학습 방법{Language learning method using voice recognition system}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 어학 학습 시스템에 대한 개략적인 구성을 나타낸 블록도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 각 컨텐츠별 표준 정보를 생성하는 과정을 나타낸 순서도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 어학 학습 과정을 나타낸 순서도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 학습자 음성 정보를 분석하는 과정을 나타낸 순서도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 표준 음성 정보와 학습자 음성 정보를 비교하는 과정을 나타낸 순서도.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
10 : 어학 학습 서버 11 : 컨텐츠 DB
12 : 표준정보 DB 13 : 음성 정보
14 : 파형 정보 15 : 3D 정보
20 : 사용자 단말기 21 : 화면
22 : 마이크 23 : 스피커
본 발명은 언어 학습 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 음성 인식 시스템을 이용하여 쉽고 편리하게 언어를 학습할 수 있는 어학 학습 방법에 관한 것이다.
어학이나 언어 학습을 위하여 일반적으로 사용되고 있는 방법으로는 직접적인 대인 학습법이나 오디오 등의 음성을 이용한 문장 반복 학습법, 비디오 등을 이용한 시청각 학습법 등이 있다. 이러한 각 학습 방법들은 학습을 지도하기 위한 지도자가 요구되거나, 학습자의 입장에서 단순히 수동적으로 언어 학습에 참여하게 되어 학습이 효율적으로 진행되지 못한다.
또한 최근에는 인터넷을 이용한 온라인 상의 학습이나 강의 시스템들이 개발되고 있으며, 특히 어학 학습에 있어서 음성 인식 시스템을 이용하는 다양한 방법들이 개발되고 있다.
그러나 최근 개발되고 있는 이러한 음성 인식 시스템을 이용한 어학 혹은 언어 학습 시스템이나 프로그램들은 어휘나 문법, 형태소 중심의 언어 훈련과 목소리 훈련 등이 주를 이루며, 이러한 시스템이나 방법들은 주로 학습자의 발음에 대한 파형을 분석하여 원어민의 발음에 유사하도록 학습자의 발음을 유도하는 것에만 그치고 있다. 즉, 음성의 파형만을 분석하여 그 정보를 제공하는 것으로, 이를 이용 하여 정확한 발음이나 언어로 교정하는 데에는 한계가 있게 된다.
따라서 종래의 이러한 어학 학습법은 간편하고 효율적이면서 학습자들에게 실질적으로 도움이 될 수 있는 적합한 형태의 언어 학습법의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 언어 표현을 위한 음성 인식 시스템과 표준 발성 모습의 화상 정보를 이용하여 의사 소통에 어려움이 있거나, 언어를 배우고자 하는 학습자들에게 사이버 교육을 통하여 가정이나 학교 등에서 쉽고 간편하면서도 학습할 수 있으며, 발성에 대한 구체적인 형상을 입체적으로 제공하여 효율적으로 학습할 수 있는 어학 학습 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 음성 인식을 이용한 어학 학습 방법에 있어서, 학습자에 의해 선택된 학습 컨텐츠 목록과 표준 정보가 어학 학습 서버에서 사용자 단말기로 다운로드되는 제1단계;와 다운로드된 상기 컨텐츠 목록의 문장을 사용자 단말기에 제공하여 학습자로부터 학습하고자 하는 문장을 선택받고, 해당 문장에 대한 표준 정보를 제공하는 제2단계; 학습자로부터 선택된 상기 문장에 대한 학습자의 음성 신호를 입력받는 제3단계; 상기 학습자의 음성 신호에 대한 정보를 분석하여 학습자 음성 정보를 생성하는 제4단계; 및 상기 학습자 음성 정보를 상기 표준 정보와 비교하여 그 결과를 음소별로 확인할 수 있도록 음소별로 분할되는 전체 파형으로 표시하는 제5단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
전술한 구성에 있어서, 상기 제2단계의 표준 정보는 음소별로 분할되는 음성 정보와 음성 신호를 분석한 파형 정보, 음소별로 분할되는 해당 음소에 대한 입모양에 대한 3D 정보를 포함하고, 상기 제3단계의 학습자 음성 정보는 음소별로 분할되는 음성 정보와 음성 신호를 분석한 파형 정보를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
전술한 구성에 있어서, 상기 제3단계는 학습자의 음성 신호를 입력받아 녹음하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 구성에 있어서, 상기 제4단계는 선택된 문장에 대하여 각 음소별로 분할되는 음소열(phoneme string)을 생성하고, 입력된 학습자 음성 신호에 대해서는 음성 파형을 생성한 후, 음소열로 표기된 문장과 파형의 음소 구간을 서로 매칭시켜 학습자 음성 정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.
전술한 구성에 있어서, 상기 제5단계는 학습자에 의해 특정의 음소 구간이 선택되는 경우, 해당 음소 구간에 대한 확대된 파형 정보와 3D 정보를 표시하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하 기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 어학 학습 시스템에 대한 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 어학 학습 시스템은 언어 학습을 위한 프로그램과 각종 컨텐츠 등을 제공하기 위한 어학 학습 서버(10)와 상기 어학 학습 서버(10)로부터 컨텐츠를 다운 받아 실행하기 위한 사용자 단말기(20), 상기 어학 학습 서버(10)와 사용자 단말기(20)를 연결하기 위한 인터넷 망(30)으로 구성된다.
이를 더욱 상세히 설명하면, 전술한 어학 학습 서버(10)는 학습자에게 어학 학습에 필요한 각종 정보와 자료를 제공하기 위한 것으로, 어학 학습을 위한 다양한 컨텐츠 목록(11)과 각 컨텐츠에 대한 표준 정보(15)들이 데이터베이스화되어 구비된다.
여기서 전술한 컨텐츠 목록(11)은 학습하고자 하는 내용에 따라 다양한 형식으로 제공되는 것으로 일반회화 컨텐츠(12), 시네마회화 컨텐츠(13), 학습평가 컨텐츠(14)로 구성되며, 여기서 상기 학습평가 컨텐츠는 발음평가, 받아쓰기, 사지선다형의 시험 등으로 구성될 수 있다. 이러한 각 컨텐츠에는 해당 컨텐츠의 학습에 적합한 다양한 종류의 단어 혹은 문장들(일예로, 'school', 'I am Korean' 등)이 저장된다.
전술한 표준 정보(15)는 상기 컨텐츠에 저장된 단어나 문장에 대한 음성 신호를 분석한 정보가 저장되어 있는 것으로, 단어나 문장을 음소별 혹은 음절별로 분할한 정보와 단어나 문장 자체에 대한 정보가 함께 데이터베이스화되어 저장되어 있다. 이러한 표준 정보 데이터베이스(15)는 컨텐츠 데이터베이스의 단어나 문장에 대한 표준 음성 신호를 분석한 음성 정보(16)와, 파형 정보(17), 해당 단어나 문장의 음소에 대한 입모양을 3차원으로 에니메이션화한 3D 정보(18)로 구성될 수 있다. 이 경우 표준 정보(15)들은 각 컨텐츠의 단어나 문장에 대하여 원어민 혹은 지도자들의 평균적인 음성 신호를 분석 및 음성 인식 기술을 적용하여 평균값을 취해 표준 정보로 정하는 것으로, 컨텐츠 에디터에 의하여 구현된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 각 컨텐츠에 저장된 다양한 단어나 문장에 대한 표준 정보를 생성하는 과정을 나타낸 순서도로서, 표준 정보(15)에는 각 단어나 문장에 대한 음성 신호를 분석한 음성 정보(16)와 각 음성 신호에 대한 파형 정보(17), 각 음성 신호에 대한 입모양에 대한 3D 정보(18)로 구성된다.
도면을 참조하면, 컨텐츠의 표준 정보 생성 과정은 우선 컨텐츠에 제공될 정보를 생성하고자 하는 문장을 입력하고(S201), 입력된 문장에 대하여 원어민이나 지도자 등에 의한 표준 음성 신호를 입력한다(S203). 입력된 문장에 대하여 먼저 문장을 각 음소별로 분할되는 음소열(phoneme string)을 생성하고(S202), 입력된 표준 음성 신호에 대해서는 음성 파형을 생성한다(S204).
이 후 음소열로 표기된 문장과 음성 파형으로 변환된 음성 신호를 매칭시키게 되며(S205), 이는 음성 인식 시스템을 이용하여 음성 신호의 파형에 대하여 음소 정렬(phoneme alignment)을 행하여 문장의 각 음소에 해당하는 파형의 음소 구간을 서로 매칭시킨다. 즉, 각 음소 구간을 확정하여 서로 매칭시킴으로써, 전체 문장과 음성 신호의 파형을 매칭시키게 된다.
입력된 문장에 대한 음소열과 음성 신호에 대한 파형을 매칭한 음소 구간 및 음성 분석 결과를 가지고 컨텐츠의 문장과 음성 신호에 대한 표준 정보를 생성하며(S206), 이렇게 생성되는 표준 정보는 상술한 바와 같이 음성 정보, 파형 정보, 3D 정보로 구성된다.
여기서 음성 정보(16)에는 문장과 문장을 이루는 음소열, 각 음소에 대한 구간 정보를 포함하며, 발성의 세기, 발성의 길이, 억양 정보 등도 포함될 수 있다. 파형 정보(17)는 입력된 표준 음성 신호를 wave파일로 변환하여 생성한 파형으로 음소 구간이 표시되어 나타내며, 3D 정보는 분류된 각 음소 단위에 대한 입모양의 변화를 3D 에니메이션 형식으로 나타낸 것이다. 여기서 각 음소 단위의 입모양에 대한 3D 정보는 미리 데이터베이스화되어 저장된다. 따라서 음소 구간이 표시된 파형의 특정 구간을 학습자가 클릭하는 경우 해당 음소 구간에 대한 3D 정보가 디스플레이되도록 구성된다.
다시 도 1을 참조하면, 전술한 사용자 단말기(20)는 학습자가 학습하고자 하는 컨텐츠 내용을 어학 학습 서버(10)로부터 다운 받아 학습이 수행되도록 하기 위한 것으로, 일반적인 개인용 컴퓨터 등으로 구성될 수 있다. 이러한 사용자 단말기(20)에는 기본적으로 학습이 수행되는 과정을 디스플레이 하기 위한 화면(21)과, 음성 신호를 입력하기 위한 마이크(22), 음성 신호를 출력하기 위한 스피커(23) 등이 포함된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 어학 학습 과정을 나타내었으며, 도 4는 학 습자 음성 정보를 분석하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 어학 학습 과정은 학습자가 학습자 서버(개인용 컴퓨터)를 통하여 어학 학습 서버에 접속하면(S301), 학습자의 컴퓨터 단말기 화면에는 학습 컨텐츠를 다운로드 받을 수 있도록 학습 컨텐츠 목록이 디스플레이 된다(S302).
학습자는 화면에 디스플레이된 컨텐츠 목록에서 학습하고자 하는 컨텐츠를 선택하여 학습자측 서버, 즉 개인용 컴퓨터로 다운로드 하게 되며(S303), 이 경우 각 컨텐츠(12 내지 14)에 대한 표준 정보(15)들도 함께 다운로드된다. 그리고 학습자가 개인용 컴퓨터로 다운로드된 해당 컨텐츠에서 학습하고자 하는 문장을 선택하게 되면(S304), 선택된 문장에 대한 표준 정보가 화면상에 디스플레이된다(S305). 여기서 디스플레이되는 표준 정보는 상술한 바와 같이 음성 정보, 음성을 분석한 파형 정보, 음성을 분석한 3D 정보가 표시된다.
또한 학습자가 사용자 단말기(20)의 마이크를 통하여 직접 음성 신호를 입력하면(S307), 음성 인식 시스템에서는 입력된 학습자 음성 신호를 분석하게 된다(S308). 여기서 학습자 음성 신호 분석은 상술한 표준 정보를 생성하는 과정과 동일하게 진행된다. 즉, 도4에 도시된 바와 같이, 학습자는 학습하고자 하는 문장을 선택하고(S401), 선택된 문장에 대하여 음성 신호를 입력하면(S403), 음성 인식 시스템에서는 선택된 문장에 대하여 각 음소별로 분할되는 음소열(phoneme string)을 생성하고(S402), 입력된 학습자 음성 신호에 대해서는 음성 파형을 생성한다(S404).
이 후 음소열로 표기된 문장과 음성 파형으로 변환된 학습자 음성 신호를 매칭시키게 되며(S405), 이는 음성 신호의 파형에 대하여 음소 정렬(phoneme alignment)을 행하여 문장의 각 음소에 해당하는 파형의 음소 구간을 서로 매칭시킴으로써 이루어진다. 즉, 각 음소 구간을 확정하여 서로 매칭시킴으로써, 전체 문장과 음성 신호의 파형을 매칭시키게 된다. 선택된 문장에 대한 음소열과 입력된 학습자 음성 신호에 대한 파형을 매칭한 음소 구간 및 음성 분석 결과를 가지고 학습자 음성 정보를 생성한다(S406). 이렇게 생성되는 학습자 음성 정보로는 음성 정보(16')와 파형 정보(17')로 구성된다.
한편, 다시 도 3을 참조하면, 분석된 학습자의 음성 정보(16')와 파형 정보(17')는 사용자 단말기의 화면(21)을 통하여 디스플레이되어 자신의 발음에 대하여 시각적으로 확인할 수 있도록 한다(S309). 이 경우 동시에 학습자가 선택한 문장에 대한 표준 정보들을 함께 표시하여, 학습자의 음성 신호를 표준 음성 신호와 직접 비교할 수 있도록 한다.
또한, 문장에 대한 표준 정보와 학습자 음성 정보를 비교 및 평가하여 그 결과를 화면으로 디스플레이하여, 학습자는 취약한 부분에 대하여 음소 구간이 표시된 표준 정보에 대한 파형의 특정 구간을 클릭하여 반복 학습할 수 있도록 한다. 여기서 학습자 음성 정보에 대한 비교 평가는 음소별로 구분된 표준 정보와 학습자 음성 정보를 상호 비교하여 그 유사성에 따라 점수를 부여하는 방식 등으로 행해질 수 있으며, 음소별 혹은 문장 전체에 대하여 비교 평가가 행해질 수 있다.
이상에서 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고 기술적 사상이 허용되는 범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경되어 실시될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 어학 학습에 있어서, 음성 인식 시스템과 표준 발성 모습 화상 정보를 이용하여 언어 장애로 인한 의사 소통에 어려움이 있거나, 어학을 배우려는 학습자에 대하여 표준 발음 및 자신의 발음에 대하여 다양하게 분석된 정보를 제공하여 가정이나 학교에서 쉽고 간편하면서도 효율적으로 언어나 어학을 학습할 수 있다.

Claims (5)

  1. 학습자에 의해 선택된 학습 컨텐츠 목록과 표준 정보가 어학 학습 서버에서 사용자 단말기로 다운로드되는 제1단계; 와
    다운로드된 상기 컨텐츠 목록의 문장을 사용자 단말기에 제공하여 학습자로부터 학습하고자 하는 문장을 선택받고, 해당 문장에 대한 표준 정보를 제공하는 제2단계;
    학습자로부터 선택된 상기 문장에 대한 학습자의 음성 신호를 입력받는 제3단계; 및
    상기 학습자의 음성 신호에 대한 정보를 분석하여 학습자 음성 정보를 생성하는 제4단계; 및
    상기 학습자 음성 정보를 상기 표준 정보와 비교하여 그 결과를 음소별로 확인할 수 있도록 음소별로 분할되는 전체 파형으로 표시하는 제5단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 음성 인식 시스템을 이용한 어학 학습 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2단계의 표준 정보는 음소별로 분할되는 음성 정보와 음성 신호를 분석한 파형 정보, 음소별로 분할되는 해당 음소에 대한 입모양에 대한 3D 정보를 포함하고, 상기 제3단계의 학습자 음성 정보는 음소별로 분할되는 음성 정보와 음성 신호를 분석한 파형 정보를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 음성 인식 시스템을 이용한 어학 학습 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제3단계는 학습자의 음성 신호를 입력받아 녹음하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음성 인식 시스템을 이용한 어학 학습 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제4단계는 선택된 문장에 대하여 각 음소별로 분할되는 음소열(phoneme string)을 생성하고, 입력된 학습자 음성 신호에 대해서는 음성 파형을 생성한 후, 음소열로 표기된 문장과 파형의 음소 구간을 서로 매칭시켜 학습자 음성 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 음성 인식 시스템을 이용한 어학 학습 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제5단계는 학습자에 의해 특정의 음소 구간이 선택되는 경우, 해당 음소 구간에 대한 확대된 파형 정보와 3D 정보를 표시하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 음성 인식 시스템을 이용한 어학 학습 방법.
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