KR20080078458A

KR20080078458A - 음성 인식 회로

Info

Publication number: KR20080078458A
Application number: KR1020070018636A
Authority: KR
Inventors: 이선일
Original assignee: 이선일
Priority date: 2007-02-23
Filing date: 2007-02-23
Publication date: 2008-08-27

Abstract

본 발명은 음성을 인식하는 음성 인식 회로에 관한 것으로서, 음성을 전기적인 음성신호로 변환하는 마이크로폰, 마이크로폰으로부터 입력된 음성신호를 증폭시키는 증폭부, 직류 전압원과 연결되어 증폭부의 이득(gain)을 조정하는 이득 조정부, 애노드단이 증폭부와 연결된 다이오드를 구비하여 증폭부로부터 증폭되어 전압 드롭된 음성신호를 검출하는 신호세기 검출부, 신호세기 검출부로부터 검출된 음성 신호에 의해 스위칭되어 전압 레벨 신호를 출력하는 스위칭부, 및 스위칭부로부터 출력된 전압 레벨 신호를 입력받고 전압 레벨 신호를 기 저장된 음성 데이터와 비교하여 음성을 인식하는 마이컴을 구비하는 하는 것을 특징으로 한다.

음성 인식, 증폭, 전압 드롭

Description

음성 인식 회로{SPEECH RECOGNITION CIRCUIT}

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 음성 인식 회로의 회로도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 마이크로폰

20: 이득 조정부

30: 증폭부

40: 신호세기 검출부

50: 스위칭부

60: 마이컴

본 발명은 음성 인식에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 화자의 음성을 인식하는 음성 인식 회로에 관한 것이다.

음성 인식은 음소를 기본 단위로 하여 단어를 인식 대상으로 할 경우 인식기의 기본 모델의 작성은 일반적으로 음절이나 단어에서 추출한 음소를 사용한다.

연속 음성 인식 시스템도 많은 양의 연속문장을 채록하고 음소를 추출하여 그 특징점들을 인식하는 모델로 구성된다.

여기에는 많은 양의 단어 또는 연속문장 채록이 어렵고, 채록된 단어나 문장들은 각 음소별로 그 구분이나 경계가 명확하지 않고 비슷한 음소라도 화자에 따라 다양하게 나타나기도 한다.

이러한 환경에서 구성되는 음성인식 시스템은 구성방법 뿐만 아니라 채록해야 될 데이타의 양을 결정하거나 채록된 데이타에 대한 가치를 평가할 수 있는 명확한 근거가 없기 때문에 일반적으로 음성인식 시스템을 적용대상에 맞추어 가능하면 다양하고 많은 데이타 셋을 채록하여 음성인식 시스템을 학습시키거나 인식의 범위를 축소하여 아주 제한적인 패턴들만이 인식대상이 되도록 음성인식 시스템을 구현한다.

그래서 일반적으로 컴퓨터의 음성인식기 모델들은 많은 음성 데이타를 가지고 음성 인식기를 모델링하고 있다. 그런데 음성 인식기를 만들기 위해 데이타 모델을 추출하는 것은 많은 비용이 들뿐 아니라 추출된 시험 데이타들이 실제로 구현하고자 하는 시스템에 적합한지의 여부를 검증할 수 있는 방법이 없는 실정이다.

또한, 실제 음성 인식율이 60%에 그쳐 음성인식이 정확하지 못하여 언어 학습기의 경우 대화형 언어 학습이 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 마이크로폰으로부터 입력된 음성 신호를 증폭하고, 그 신호 세기를 다단계로 검출하여 검출된 신호 세기에 따라 화자의 음성을 인식하도록 한 음성 인식 회로를 제공하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 창안된 본 발명의 구성은 다음과 같다. 본 발명의 음성 인식 회로는 음성을 전기적인 음성신호로 변환하는 마이크로폰, 상기 마이크로폰으로부터 입력된 음성신호를 증폭시키는 증폭부, 직류 전압원과 연결되어 상기 증폭부의 이득(gain)을 조정하는 이득 조정부, 애노드단이 상기 증폭부와 연결된 다이오드를 구비하여 상기 증폭부로부터 증폭되어 전압 드롭된 음성신호를 검출하는 신호세기 검출부, 상기 신호세기 검출부로부터 검출된 음성 신호에 의해 스위칭되어 전압 레벨 신호를 출력하는 스위칭부, 및 상기 출력 스위칭부로부터 출력된 전압 레벨 신호를 입력받고 상기 전압 레벨 신호를 기 저장된 음성 데이터와 비교하여 음성을 인식하는 마이컴을 구비하는 하는 것을 특징으로 한다.

상기 증폭부는 다수 개의 증폭기가 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 증폭부는 상기 이득 조정부에 컬렉터단이 연결되고, 에미터단이 에미터 전류 안정화 저항을 통해 접지와 연결되며, DC 성분을 제거하는 커패시터와 전압을 분배하는 전압분배기와 연결되는 제1증폭기와, 베이스단이 DC 성분을 제거하는 커 패시터와 전압을 분배하는 전압분배기를 통해 상기 이득 조정부에 연결되고, 에미터단이 에미터 전류 안정화 저항을 통해 상기 접지와 연결되며, 컬렉터단이 상기 직류 전압원과 연결되는 제2증폭기, 및 베이스단이 DC 성분을 제거하는 커패시터와 전압을 분배하는 전압분배기를 통해 상기 제2증폭기의 컬렉터단에 연결되고, 에미터단이 에미터 전류 안정화 저항을 통해 접지와 연결되며, 컬렉터단이 상기 직류 전압원과 연결되는 제3증폭기를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 신호세기 검출부는 다수 개의 다이오드가 직렬로 연결되어 상기 각 다이오드의 전압 드롭에 의해 출력되는 전압 레벨 신호를 상기 스위칭부로 출력하는 것을 특징으로 하는 한다.

상기 신호세기 검출부는 에미터단이 상기 직류 전압원과 연결되고, 베이스단이 인가되는 전압을 분배하는 전압분배기를 통해 상기 제3증폭기의 컬렉터단과 연결되며, 컬렉터단이 상기 다이오드와 연결되어 상기 증폭부에 의해 증폭된 음성신호를 상기 다이오드로 출력하는 음성신호 출력 스위치를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 다이오드는 상기 음성신호의 크기에 따라 다수 개가 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 다이오드는 5개인 것을 특징으로 한다.

상기 스위칭부는 베이스단이 상기 다이오드의 캐소드단에 연결되고, 컬렉터단이 상기 마이컴과 연결되며, 에미터단이 접지와 연결되어 상기 다이오드에 의해 전압 드롭된 음성 신호가 인가되면 온되어 상기 전압 레벨 신호를 상기 마이컴으로 출력하는 스위치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 스위치는 상기 다이오드의 개수에 대응하여 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 다이오드의 드롭 전압은 0.2V인 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 음성 인식 회로의 회로도이다.

본 발명의 실시예에 따른 음성 인식 회로는 크게 마이크로폰(10), 이득 조정부(20), 증폭부(30), 신호세기 검출부(40), 스위칭부(50), 및 마이컴(60)을 구비한다.

먼저, 마이크로폰(10)은 화자의 음성을 전기적인 음성신호로 변환하여 출력한다.

이득 조정부(20)는 직류 전압원 DC 9V와 연결되고 타단이 증폭부(30)의 제1증폭기(TR1)와 제2증폭기(TR2)와 연결되어 수평에 대한 이득(gain)을 조정한다.

증폭부(30)는 마이크로폰(10)으로부터 입력된 음성신호에서 DC 성분을 제거한 후, 증폭하는 것으로서, 다수개의 증폭기를 구비한다.

본 발명의 실시예에서는 제1,2,3증폭기(TR1,TR2,TR3)를 구비하여 3개의 증폭기를 구비한 것을 예시로 하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 이에 한정되지 않고 다양한 개수의 증폭기가 설치되어 음성 신호를 증폭시킬 수 있다.

이러한 증폭부(30)는 상기한 바와 같이, 제1,2,3증폭기(TR1,2,3)을 구비한다.

먼저, 제1증폭기(TR1)는 베이스단이 커패시터(C11)와 전압 분배기(R11,R12)와 연결된다. 커패시터(C11)는 일단이 상기한 마이크로폰(10)에 연결되고, 타단이 상기한 제1증폭기(TR1)의 베이스단에 연결되며, 전압 분배기(R11,R12)는 저항(R11)와 저항(R12)가 병렬로 연결되어 제1증폭기(TR1)의 베이스단에 인가되는 전압을 분배한다.

제1증폭기(TR1)는 컬렉터단은 상기한 이득 조정부(20)에 연결되고, 에미터단은 접지와 에미터 안정화 저항(R13)을 통해 연결된다.

제2증폭기(TR2)는 베이스단이 DC 성분을 제거하는 커패시터(C22)와, 저항(R21,R22)이 병렬 연결된 전압 분배기를 통해 이득 조정부(20)에 연결된다. 제2증폭기(TR2)의 컬렉터단은 컬렉터 전류 안정화 저항(R23)을 통해 직류 전압원에 연결되고, 에미터단은 에미터 전류 안정화 저항(R24)을 통해 접지로 연결된다.

마지막으로, 제3증폭기(TR3)은 베이스단이 DC 성분을 제거하는 커패시터(C31)과 저항(R42)과 저항(R43)가 병렬 연결된 전압 분배기를 통해 제2증폭기(TR2)의 컬렉터단에 연결되고, 에미터단이 접지와 연결되며, 컬렉터단이 신호세기 검출부(40)의 음성신호 출력 스위치(TR4)의 베이스단에 연결된다.

신호세기 검출부(40)는 증폭부(30)로부터 증폭된 음성신호가 입력되면, 이 음성신호를 검출하여 스위칭부(50)로 출력하는 것으로서, 음성신호를 스위칭하여 컬렉터단으로 출력하도록 하는 음성신호 출력 스위치(TR4)와 음성신호 출력 스위 치(TR4)로부터 출력되는 음성신호를 전압 드롭시키는 다수 개의 다이오드를 구비한다.

여기서, 다이오드는 검출 레벨에 따라서 그 개수를 달리하여 구비될 수 있다.

본 실시예에서는 다이오드의 개수를 5개로 하고, 각 다이오드(D1,D2,D3,D4,D5)로 구분하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 여기에 한정되지 않고 다이오드의 개수 및 드롭 전압은 필요에 따라 다양하게 선택되어 질 수 있다.

신호세기 검출부(40)는 상기한 바와 같이, 음성신호 출력 스위치(TR4)와 다수개의 다이오드(D1,D2,D3,D4,D5)를 구비하는 데, 먼저 음성신호 출력 스위치(TR4)는 베이스단이 두 개의 저항(R41,R42)이 병렬 연결된 전압 분배기를 통해 제3증폭기(TR3)의 컬렉터단과 연결되어 제3증폭기(TR3)의 컬렉터 전류, 즉 제4증폭기(TR3)의 베이스 전류에 의해 스위칭된다.

음성신호 출력 스위치(TR4)의 에미터단은 직류 전압원 DC 5V와 연결되고, 컬렉터단은 상기한 다이오드(D1,D2,D3,D4,D5)과 연결된다.

다이오드(D1,D2,D3,D4,D5)는 서로 직렬로 연결되어 예를 들어 0.2V의 전압을 드롭시킨다.

아울러, 다이오드(D1,D2,D3,D4,D5) 사이에는 스위칭부(50)의 각 스위치(TR5,TR6,TR7)의 베이스단과 베이스 전류 안정화 저항(R51,R61,R71)을 통해 연결되어 전압 드롭된 음성신호에 의해 온/오프된다.

스위칭부(50)는 신호세기 검출부(40)에 의해 검출된 음성신호에 의해 온/오프되어 그 전압 레벨 신호를 마이컴(60)으로 출력하는 것으로서, 상기한 각 다이오드(D1,D2,D3,D4,D5)에 스위치(TR5,TR6,TR7)의 베이스단이 베이스 전류 안정화 저항(R51,R61,R71)을 통해 연결되고, 컬렉터단이 컬렉터 전류 안정화 저항(R52,R62,R72)를 통해 직류 전압원(D+ 5V)에 연결되며, 에미터단이 접지와 연결된다.

이러한 스위치(TR1,TR2,TR3)는 상기한 다이오드(D1,D2,D3,D4,D5)에 의해 전압이 드롭된 음성신호가 베이스단으로 인가되어 이 음성신호에 의해 온/오프됨으로써, 마이컴(60)이 음성신호의 레벨을 인지할 수 있게 된다.

마지막으로, 마이컴(60)은 상기한 스위칭부(50)로부터 전압 레벨 신호가 입력되면, 이 전압 레벨 신호를 기 저장된 음성데이터와 비교하여 전압 레벨 신호와 음성데이터가 일치하는 지를 판단함으로써, 음성을 인식하게 된다.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 음성 인식 회로의 동작 과정은 다음과 같다.

우선, 증폭부(30)는 이득 조정부(20)에 의해 인가된 직류 전압원에 의해 증폭부(30)의 수평에 대한 이득이 조정되고, DC 성분이 제거된 음성신호가 제1증폭기(TR1)의 베이스단에 인가되면, 이득 조정부(20)에 인가된 전류에 의해 제1증폭기(TR1)의 컬렉터단으로 인가되어 증폭된 음성신호가 컬렉터단으로 출력된다.

또한, DC 성분이 제거된 베이스 전류가 제2증폭기(TR2)에 인가되면 제2증폭기(TR2)에 의해 컬렉터 전류가 증폭되고, 이 제2증폭기(TR2)의 컬렉터단과 연결된 제3증폭기(TR3)의 베이스단으로 증폭된 베이스 전류가 인가되어 제3증폭기(TR3)의 컬렉터단엔 최종 증폭된 컬렉터 전류가 신호세기 검출부(40)의 음성신호 출력 스위치(TR4)의 베이스단으로 인가된다.

음성신호 출력 스위치(TR4)로 베이스 전류가 인가되면, 컬렉터단으로 증폭된 음성신호가 출력되고, 이 경우 신호세기 검출부(40)의 각 다이오드(D1,D2,D3,D4,D5)에 의해 전압이 드롭되어 전압 드롭된 음성신호가 각 스위치(TR5,TR6,TR7)로 입력된다.

이러한 음성신호에 의해 각 스위치(TR5,TR6,TR7)는 온되고 이에 따라 마이컴(60)으로 전압 레벨 신호가 인가되어 마이컴(60)은 입력된 전압 레벨 신호와 기 저장된 음성 데이터를 비교함으로써 음성을 인식하게 된다.

이 경우, 증폭된 음성신호가 첫번째 다이오드(D1)에 의해 드롭되고 스위치(TR5)가 온되고, 이 후 스위치(TR6)가 온되지 않으면, 이 음성신호가 낮은 레벨임을 확인할 수 있다.

또한, 스위치(TR5)와 스위치(TR6)가 온되고, 스위치(TR7)이 오프되면, 중간 레벨의 음성신호임을 알 수 있고, 스위치(TR5)와 스위치(TR6) 및 스위치(TR7)이 온되면, 높은 레벨의 음성신호임을 알 수 있다.

따라서, 입력되는 음성신호의 레벨을 통해서 해당 음성신호를 인식할 수 있게 된다.

그러므로, 본 발명의 실시예는 상기한 다이오드가 본 발명의 실시예와 같이 5개에 한정될 필요가 없으며, 본 발명의 기술적 범위는 다양하게 전압 드롭되는 더 욱 많은 개수의 다이오드가 설치 가능하고, 또한 스위치를 더욱 많은 개수로 설치하여 더욱 정확하고 세밀하게 음성신호의 레벨을 판단할 수 있다.

본 발명은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따르면, 마이크로폰으로부터 입력된 음성신호를 증폭하고, 그 신호 세기를 다단계로 검출하여 검출된 신호 세기에 따라 화자의 음성을 인식하도록 하여 정확한 음성인식이 가능하다.

Claims

음성을 전기적인 음성신호로 변환하는 마이크로폰;

상기 마이크로폰으로부터 입력된 음성신호를 증폭시키는 증폭부;

직류 전압원과 연결되어 상기 증폭부의 이득(gain)을 조정하는 이득 조정부;

애노드단이 상기 증폭부와 연결된 다이오드를 구비하여 상기 증폭부로부터 증폭되어 전압 드롭된 음성신호를 검출하는 신호세기 검출부;

상기 신호세기 검출부로부터 검출된 음성 신호에 의해 스위칭되어 전압 레벨 신호를 출력하는 스위칭부; 및

상기 스위칭부로부터 출력된 전압 레벨 신호를 입력받고 상기 전압 레벨 신호를 기 저장된 음성 데이터와 비교하여 음성을 인식하는 마이컴을 구비하는 음성 인식 회로.
제 1 항에 있어서, 상기 증폭부는 다수 개의 증폭기가 연결되는 것을 특징으로 하는 음성 인식 회로.
제 1 항에 있어서, 상기 증폭부는

상기 이득 조정부에 컬렉터단이 연결되고, 에미터단이 에미터 전류 안정화 저항을 통해 접지와 연결되며, DC 성분을 제거하는 커패시터와 전압을 분배하는 전압분배기와 연결되는 제1증폭기; 와

베이스단이 DC 성분을 제거하는 커패시터와 전압을 분배하는 전압분배기를 통해 상기 이득 조정부에 연결되고, 에미터단이 에미터 전류 안정화 저항을 통해 상기 접지와 연결되며, 컬렉터단이 상기 직류 전압원과 연결되는 제2증폭기; 및

베이스단이 DC 성분을 제거하는 커패시터와 전압을 분배하는 전압분배기를 통해 상기 제2증폭기의 컬렉터단에 연결되고, 에미터단이 에미터 전류 안정화 저항을 통해 접지와 연결되며, 컬렉터단이 상기 직류 전압원과 연결되는 제3증폭기를 구비하는 것을 특징으로 하는 음성 인식 회로.
제 1 항에 있어서, 상기 신호세기 검출부는

다수 개의 다이오드가 직렬로 연결되어 상기 각 다이오드의 전압 드롭에 의해 출력되는 전압 레벨 신호를 상기 스위칭부로 출력하는 것을 특징으로 하는 음성 인식 회로.
제 4 항에 있어서, 상기 신호세기 검출부는

에미터단이 상기 직류 전압원과 연결되고, 베이스단이 인가되는 전압을 분배하는 전압분배기를 통해 상기 제3증폭기의 컬렉터단과 연결되며, 컬렉터단이 상기 다이오드와 연결되어 상기 증폭부에 의해 증폭된 음성신호를 상기 다이오드로 출력하는 음성신호 출력 스위치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 음성 인식 회로.
제 1 항에 있어서, 상기 다이오드는 상기 음성신호의 크기에 따라 다수 개가 설치되는 것을 특징으로 하는 음성 인식 회로.
제 1 항에 있어서, 상기 다이오드는 5개인 것을 특징으로 하는 음성 인식 회로.
제 1 항에 있어서, 상기 스위칭부는

베이스단이 상기 다이오드의 캐소드단에 연결되고, 컬렉터단이 상기 마이컴과 연결되며, 에미터단이 접지와 연결되어 상기 다이오드에 의해 전압 드롭된 음성 신호가 인가되면 온되어 상기 전압 레벨 신호를 상기 마이컴으로 출력하는 스위치를 구비하는 것을 특징으로 하는 음성 인식 회로.
제 8 항에 있어서, 상기 스위치는 상기 다이오드의 개수에 대응하여 구비되는 것을 특징으로 하는 음성 인식 회로.
제 1 항에 있어서, 상기 다이오드의 드롭 전압은 0.2V인 것을 특징으로 하는 음성 인식 회로.