KR20160106363A - 스마트 강의 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20160106363A
KR20160106363A KR1020150029167A KR20150029167A KR20160106363A KR 20160106363 A KR20160106363 A KR 20160106363A KR 1020150029167 A KR1020150029167 A KR 1020150029167A KR 20150029167 A KR20150029167 A KR 20150029167A KR 20160106363 A KR20160106363 A KR 20160106363A
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강점자
박전규
이윤근
전형배
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한국전자통신연구원
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Abstract

본 발명은 스마트 강의 시스템 및 방법에 관한 것으로, 상기 시스템은, 강의 자료를 표시하는 한편, 강의자에 의해 입력되는 문자를 전송하는 강의용 전자 칠판; 외부로부터 전송되는 정보를 수신 및 표시하는 수강용 전자 칠판; 입력되는 강의자의 음성을 전송하는 마이크; 상기 음성을 수신하고, 음성 인식 결과를 전송하는 음성 인식 서버; 상기 문자를 수신하고, 문자 인식 결과를 전송하는 문자 인식 서버; 상기 음성 인식 결과 및 문자 인식 결과를 수신하고, 음성 인식 결과에 대한 번역 결과 및 문자 인식 결과에 대한 번역 결과를 전송하는 다국어 번역 서버; 및 상기 음성 인식 결과와 음성 인식 결과에 대한 번역 결과를 수신하여, 수신한 음성 결과와 음성 인식 결과에 대한 번역 결과를 상기 수강용 전자 칠판으로 전송하는 관리 서버를 포함한다.

Description

스마트 강의 시스템 및 방법 {Smart lecture system and method}
본 발명은 스마트 강의 시스템 및 방법에 관한 것으로, 강의 공간 내에서 강의자가 사용하는 언어를 수강자의 언어로 통역하여 주는 음성통역 기반의 스마트 강의 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 강의는 강의자와 수강자 사이에 이루어지는 것으로, 강의자는 모국어를 사용하여 강의한다. 이때, 수강자는 강의자와 같은 언어를 사용하는 사람도 있으나, 강의자와 다른 언어를 사용하는 사람도 있다.
한편, 강의자와 같은 언어를 사용하는 수강자는 강의 내용을 충분히 이해할 수 있으나, 강의자와 다른 언어를 사용하는 사람, 예를 들어 외국인 수강자는 강의자가 사용하는 언어에 대한 이해가 어느 정도 있다고 하더라도 강의 내용을 충분히 이해하기 어렵다.
따라서, 강의자와 다른 언어를 사용하는 수강자도 강의 내용을 충분히 이해할 수 있는 시스템이 구축될 필요가 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 강의 공간 내에서 강의자가 사용하는 언어를 수강자의 언어로 통역하여 주는 음성통역 기반의 스마트 강의 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 강의 시스템은, 강의 자료를 표시하는 한편, 강의자에 의해 입력되는 문자를 전송하는 강의용 전자 칠판; 외부로부터 전송되는 정보를 수신 및 표시하는 수강용 전자 칠판; 입력되는 강의자의 음성을 전송하는 마이크; 상기 음성을 수신하고, 음성 인식 결과를 전송하는 음성 인식 서버; 상기 문자를 수신하고, 문자 인식 결과를 전송하는 문자 인식 서버; 상기 음성 인식 결과 및 문자 인식 결과를 수신하고, 음성 인식 결과에 대한 번역 결과 및 문자 인식 결과에 대한 번역 결과를 전송하는 다국어 번역 서버; 및 상기 음성 인식 결과와 음성 인식 결과에 대한 번역 결과를 수신하여, 수신한 음성 결과와 음성 인식 결과에 대한 번역 결과를 상기 수강용 전자 칠판으로 전송하는 관리 서버를 포함한다.
상기 관리 서버는 상기 마이크로부터 전송되는 음성을 수신하여 상기 음성 인식 서버로 전송하고, 상기 강의용 전자 칠판으로부터 전송되는 문자를 수신하여 상기 문자 인식 서버로 전송한다.
상기 관리 서버는 상기 문자 인식 결과에 대한 번역 결과를 더 수신하여 저장하고, 수신한 문자 인식 결과에 대한 번역 결과를 상기 수강용 전자 칠판으로 전송한다.
상기 강의자에 의해 입력되는 문자는 강의자에 의해 판서되는 문자(판서 문자)와 강의자에 의해 지정되는 구간에 포함되는 강의 자료 상의 문자(지정 구간 문자)를 포함한다.
상기 관리 서버는 상기 판서 문자와 지정 구간 문자를 상기 문자 인식 서버로 전송하고, 상기 문자 인식 서버로부터 전송되는 판서 문자에 대한 문자 인식 결과와 지정 구간 문자에 대한 문자 인식 결과를 수신한다.
상기 관리 서버는 상기 지정 구간 문자에 대한 문자 인식 결과를 상기 다국어 번역 서버로 전송하고, 상기 다국어 번역 서버로부터 상기 지정 구간 문자에 대한 문자 인식 결과를 번역한 결과를 수신한다.
상기 관리 서버는 강의자에 의해 입력되는 강의자 사용 언어와 수강자에 의해 입력되는 수강자 사용 언어를 포함하는 언어 정보를 저장하고 있고, 상기 언어 정보를 상기 음성 인식 서버, 문자 인식 서버 및 다국어 번역 서버로 전송한다.
상기 음성 인식 서버 및 문자 서버는 각각 언어 정보를 수신하고, 상기 언어 정보를 분석하여 파악되는 언어 종류를 기반으로 음성 인식 및 문자 인식한다.
상기 다국어 번역 서버는 상기 음성 인식 결과, 문자 인식 결과 및 언어 정보를 수신하고, 상기 언어 정보를 분석하여 파악된 언어 종류를 기반으로 음성 인식 결과 및 문자 인식 결과를 번역한다.
상기 음성 인식 서버는, 입력되는 음성이 자연어 인식 대상인지 핵심어 인식 대상인지를 판별하는 인식 유형 판별부; 상기 인식 유형 판별부로부터 전송되는 음성을 수신하고, 자연어 인식 데이터베이스를 참조하여 인식하고, 인식 결과를 출력하는 자연어 인식부; 상기 인식 유형 판별부로부터 전송되는 음성을 수신하고, 핵심어 인식 데이터베이스를 참조하여 인식하고, 인식 결과를 출력하는 핵심어 인식부; 상기 인식 결과를 수신하고, 수신한 인식 결과에 대해 발화 검증을 수행하여, 음성 인식 결과와 신뢰도 값을 출력하는 발화 검증부; 및 상기 신뢰도 값을 기준값과 비교하여, 비교 결과에 따라, 상기 관리 서버로 인식 성공 신호 또는 인식 실패 신호를 전송하는 인식결과 판별부로 구성된다.
상기 관리 서버는 상기 인식 성공 신호를 수신하면, 상기 인식 성공 신호와 함께 전송되는 음성 인식 결과를 상기 다국어 번역 서버로 전송하고, 상기 인식 실패 신호를 수신하면, 강의자의 재발성을 요청한다.
상기 다국어 번역 서버는, 상기 음성 인식 결과와 문자 인식 결과를 수신하고, 수신한 음성 인식 결과와 문자 인식 결과에 포함된 문자를 분석하는 문장 분석부; 상기 서버로부터 전송되는 언어 정보를 수신하고, 수신한 언어 정보를 분석하여 번역 대상 언어를 출력하는 언어정보 분석부; 다양한 종류의 대역사전을 저장하고 있는 대역사전 데이터베이스; 및 상기 문장 분석부에 의해 분석된 결과에 포함된 문장을 상기 대역 사전 데이터베이스를 참조하여 번역 대상 언어로 번역하는 번역부로 구성된다.
본 발명의 실시 예에 따른 스마트 강의 방법은, 강의를 위한 사전 준비를 하는 단계; 음성이 입력되는지, 강의자의 판서에 의한 문자(판서 문자)가 입력되는지, 그리고 강의자에 의해 지정되는 구간에 포함되는 강의 자료 상의 문자(지정 구간 문자)가 입력되는지를 바탕으로, 강의자의 강의 행태를 분석하는 단계; 및 상기 강의자의 강의 행태를 분석하는 단계에서의 분석 결과에 따라, 음성 인식 결과와 번역 결과를 표시하는 단계를 포함한다.
상기 강의를 사전 준비하는 단계는, 강의 자료와 강의자 사용 언어를 입력하는 단계; 수강 신청 및 수강자 사용 언어를 입력하는 단계; 및 강의용 전자 칠판에 상기 강의 자료를 표시하는 단계로 이루어진다.
상기 강의자의 강의 행태를 분석하는 단계에서의 분석 결과, 음성이 입력되는 경우, 상기 음성 인식 결과와 번역 결과를 표시하는 단계는, 음성 인식을 수행하여 음성 인식 결과를 생성하고, 생성된 음성 인식 결과를 번역 대상 언어로 번역하고, 음성 인식 결과와 번역 결과를 수강용 전자 칠판에 표시하는 것을 특징으로 한다.
상기 강의자의 강의 행태를 분석하는 단계에서의 분석 결과, 음성과 판서 문자가 입력되는 경우, 상기 음성 인식 결과와 번역 결과를 표시하는 단계는, 음성 인식과 문자 인식을 수행하여 음성 인식 결과와 문자 인식 결과를 생성하고, 음성 인식 결과를 번역 대상 언어로 번역하고, 음성 인식 결과와 번역 결과를 수강용 전자 칠판에 표시하는 것을 특징으로 한다.
상기 강의자의 강의 행태를 분석하는 단계에서의 분석 결과, 음성, 판서 문자 및 지정 구간 문자가 입력되는 경우, 상기 음성 인식 결과와 번역 결과를 표시하는 단계는, 음성 인식과 문자 인식을 수행하여 음성 인식 결과와 문자 인식 결과를 생성하고, 음성 인식 결과를 번역 대상 언어로 번역하고, 지정 구간 문자에 대한 문자 인식 결과를 번역 대상 언어로 번역하고, 음성 인식 결과와 번역 결과를 수강용 전자 칠판에 표시하는 것을 특징으로 한다.
상기 강의자의 강의 행태를 분석하는 단계에서의 분석 결과, 음성과 지정 구간 문자가 입력되는 경우, 상기 음성 인식 결과와 번역 결과를 표시하는 단계는, 음성 인식과 문자 인식을 수행하여 음성 인식 결과와 문자 인식 결과를 생성하고, 음성 인식 결과와 문자 인식 결과를 번역 대상 언어로 번역하고, 음성 인식 결과와 번역 결과를 수강용 전자 칠판에 표시하는 것을 특징으로 한다.
상기 음성 인식 결과와 번역 결과를 표시하는 단계는, 상기 음성 인식 결과와 상기 음성 인식 결과에 대한 번역 결과를 제 1 수강용 전자 칠판에 표시하고, 상기 지정 구간 문자에 대한 문자 인식 결과를 번역한 번역 결과를 제 2 수강용 전자 칠판에 표시하는 것을 포함한다.
상기 지정 구간 문자에 대한 문자 인식 결과를 번역한 번역 결과를 제 2 수강용 전자 칠판에 표시하는 것은 상기 지정 구간 문자에 대한 문자 인식 결과를 번역한 번역 결과를 강의용 전자 칠판에서 지정된 구간과 동일한 제 2 수강용 전자 칠판의 구간에 표시하는 것을 포함한다.
본 발명에 따르면, 음성통역을 기반으로 하는 스마트 강의 시스템을 이용하여 강의를 하는 경우, 강의자가 사용하는 언어와 다른 언어를 모국어로 사용하는 수강자에게 적합한 언어로 통역하여 제공한다.
따라서, 강의자가 사용하는 언어를 수강자가 사용하는 언어로 실시간으로 통역해 줌으로써 강의 이해도와 집중도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 음성통역 기반의 스마트 강의 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 음성 인식 서버의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다국어 번역 서버의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 강의 방법에 따라 강의하는 과정을 도시한 플로우챠트이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 음성통역 기반 스마트 강의 시스템 및 방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명해 보기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 음성통역 기반 스마트 강의 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 음성통역 기반 스마트 강의 시스템(100)은 다수의 전자 칠판(110), 마이크(120), 관리 서버(130), 음성 인식 서버(140), 문자 인식 서버(150) 및 다국어 번역 서버(160)를 포함한다.
여기서, 상기 다수의 전자 칠판(110), 마이크(120), 관리 서버(130), 음성 인식 서버(140), 문자 인식 서버(150) 및 다국어 번역 서버(160)는 네트워크를 통해 연결될 수 있으며, 네트워크는 유무선 네트워크를 통칭하는 것으로서, 어느 하나의 네트워크에 한정되지 않는다.
상기 전자 칠판(110)은 판서를 통해 입력되는 문자(‘판서 문자’) 혹은 밑줄을 통해 지정하는 특정 구간에 포함되는 문자(‘지정 구간 문자’)를 관리 서버(130)로 전송하고, 관리 서버(130)로부터 전송되는 음성 인식 결과와 번역 결과를 표시하며, 상기 마이크(120)는 입력되는 음성을 관리 서버(130)로 전송한다.
한편, 상기 전자 칠판(110)은 강의용 전자 칠판(111)과 수강용 전자 칠판(112)으로 구분될 수 있고, 상기 수강용 전자 칠판(112)은 사용 목적에 따라 다수일 수 있으며, 본 실시 예에서는 2개의 수강용 전자 칠판(112)이 사용되는 것을 예로 들어 설명한다.
상기 강의용 전자 칠판(111)은 강의자가 강의를 위해 사용하는 것으로, 강의 자료를 표시하는 한편, 강의자가 판서를 통해 입력하는 문자(‘판서 문자’)를 관리 서버(130)로 전송한다. 이때, 상기 강의용 전자 칠판(111)은 관리 서버(130)로부터 강의 자료를 제공받아 표시할 수 있다.
또한, 상기 강의용 전자 칠판(111)은 강의자가 밑줄을 통해 지정하는 특정 구간에 포함되는 문자(‘지정 구간 문자’)를 관리 서버(130)로 전송한다.
상기 수강용 전자 칠판(112)은 수강자를 위해 사용되는 것으로, 관리 서버(130)로부터 전송되는 음성 인식 결과 및 번역 결과를 표시한다. 이때, 상기 번역 결과는 여러 종류의 언어를 포함할 수 있다.
또한, 상기 수강용 전자 칠판(112)은 음성 출력 기능을 구비하여, 음성 출력 요청을 수신하면, 자신이 표시하고 있는 문자에 대해 음성을 출력한다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 강의 시스템(100)은 2개의 수강용 전자 칠판(112)을 포함하는데, 하나의 수강용 전자 칠판(112a)은 음성 인식 결과 및 음성 인식 결과에 대한 번역문을 표시하고, 다른 하나의 수강용 전자 칠판(112b)은 구간 지정 문자 및 이에 대한 번역 결과를 표시할 수 있다.
상기 관리 서버(130)는 강의용 전자 칠판(111)으로부터 전송되는 문자와 마이크(120)로부터 전송되는 음성을 수신하면, 수신한 음성을 음성 인식 서버(140)로 전송하고, 수신한 문자를 문자 인식 서버(150)로 전송한다.
이때, 상기 관리 서버(130)는 강의용 전자 칠판(111)으로부터 입력 문자와 지정 구간 문자를 수신한다.
또한, 상기 관리 서버(130)는 음성 인식 서버(140)로부터 전송되는 음성 인식 결과와 문자 인식 서버(150)로부터 전송되는 문자 인식 결과를 수신하면, 수신한 음성 인식 결과 문자 인식 결과를 다국어 번역 서버(160)로 전송한다.
또한, 상기 관리 서버(130)는 다국어 번역 서버(160)로부터 전송되는 번역 결과를 수신하고, 수신한 번역 결과를 수강용 전자 칠판(112)으로 전송하며, 이때, 번역 결과와 함께 음성 인식 결과를 수강용 전자 칠판(112)으로 전송할 수 있다.
이에 더하여, 상기 관리 서버(130)는 강의 자료를 저장하고 있으며, 강의자 및 수강자에 대한 정보, 특히 강의자의 언어 정보(‘강의자 언어 정보’)와 수강자의 언어 정보(‘수강자 언어 정보’)를 저장하고 있다. 이때, 상기 강의 자료 및 강의자 언어 정보는 강의자의 입력을 통해 저장될 수 있고, 상기 수강자 언어 정보는 수강자의 입력을 통해 저장될 수 있다.
또한, 상기 관리 서버(130)는 음성 인식 서버(140)로 음성을 전송하는 경우, 문자 인식 서버(150)로 문자를 전송하는 경우 및 다국어 번역 서버(160)로 음성 인식 결과와 문자 인식 결과를 전송하는 경우, 언어 정보(강의자 언어 정보, 수강자 언어 정보)를 함께 전송한다.
또한, 상기 관리 서버(130)는 음성 인식 결과, 문자 인식 결과 및 번역 결과를 저장할 수 있으며, 관리 서버(130)에 저장된 정보는 추후 학생들의 강의 노트 정리에 활용될 수 있다.
또한, 상기 관리 서버(130)는 음성 인식 서버(140)로부터 전송되는 인식 성공 신호 또는 인식 실패 신호를 수신하고, 수신한 신호가 인식 성공 신호인지 인식 실패 신호인지에 따라 다른 동작을 수행한다.
즉, 상기 관리 서버(130)는 음성 인식 서버(140)로부터 인식 성공 신호를 수신하면, 인식 성공 신호와 함께 전송되는 음성 인식 결과를 다국어 번역 서버(160)로 전송한다.
반면, 상기 관리 서버(130)는 음성 인식 서버(140)로부터 인식 실패 신호를 수신하면, 강의자의 재발성을 요청한다. 이때, 상기 관리 서버(130)는 재발성 요청을 강의용 전자 칠판(111)을 통해 표시할 수 있다.
상기 음성 인식 서버(140)는 관리 서버(130)로부터 전송되는 음성 및 언어 정보를 수신하고, 음성을 인식하고, 음성 인식 결과를 관리 서버(130)로 전송한다.
이때, 상기 음성 인식 서버(140)는 언어 정보를 분석하여 언어 종류를 파악하고, 파악된 언어 종류를 기반으로 음성 인식한다.
따라서, 상기 음성 인식 서버(140)는 다양한 언어에 대한 음성 인식 엔진을 포함하며, 한국어 인식 엔진을 기본적으로 포함하고, 다른 언어로의 확장이 용이한 구조를 갖는다.
또한, 강의자의 발성은 자연어 발성이므로, 상기 음성 인식 서버(140)는 입력되는 음성에서 간투어, 반복어 등을 처리하고, 핵심어 처리 기능을 갖는다.
상기 문자 인식 서버(150)는 관리 서버(130)로부터 전송되는 문자 및 언어 정보를 수신하고, 문자를 인식하고, 문자 인식 결과를 관리 서버(130)로 전송한다.
이때, 상기 문자 인식 서버(150)는 관리 서버(130)로부터 입력 문자와 지정 구간 문자를 수신한다.
또한, 상기 문자 인식 서버(150)는 언어 정보를 분석하여 언어 종류를 파악하고, 파악된 언어 종류를 기반으로 문자 인식한다.
상기 다국어 번역 서버(160)는 관리 서버(130)로부터 전송되는 음성 인식 결과, 문자 인식 결과 및 언어 정보를 수신하고, 음성 인식 결과 및 문자 인식 결과를 다른 언어로 번역하고, 번역 결과를 서버(130)로 전송한다.
이때, 상기 다국어 번역 서버(160)는 관리 서버(130)로부터 전송된 언어 정보를 바탕으로 음성 인식 결과 및 문자 인식 결과를 번역한다.
상기 언어 정보는 강의자가 사용하는 언어에 대한 정보 및 수강자가 사용하는 언어에 대한 정보를 포함하고 있기 때문에, 상기 다국어 번역 서버(160)는 수강자에게 적합한 번역문을 제공할 수 있다.
또한, 서로 다른 언어를 사용하는 수강자들이 강의를 들을 수 있기 때문에, 수강자의 언어는 하나에 국한되지 않는다. 이에, 상기 다국어 번역 서버(160)는 다수의 번역문을 제공할 수 있도록 구현되는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 다국어 번역 서버(160)는 다양한 언어, 예를 들어 영어, 중국어, 일본어, 한국어 등에 대한 번역을 위한 번역 엔진을 포함하며, 다른 언어로 확장이 용이한 구조를 지니며, 비정형 문장 구조를 처리한다.
상기 다국어 번역 서버(160)는 관리 서버(130)로부터 전송된 언어 정보를 분석하여, 분석 결과에 따라 번역 엔진을 호출한다.
이상에서는 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 강의 시스템의 구성 및 기능에 대해서 살펴보았다. 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 음성 인식 서버(140)와 다국어 번역 서버(160)의 상세 구성 및 기능에 대해서 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 음성 인식 서버의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 음성 인식 서버(200)는 인식 유형 판별부(210), 자연어 인식부(220), 자연어 인식 데이터베이스(230), 핵심어 인식부(240), 핵심어 인식 데이터베이스(250), 발화 검증부(260), 반음소 음향 데이터베이스(270), 인식 결과 판별부(280), 합성음 생성부(290)로 구성될 수 있다.
상기 인식 유형 판별부(210)는 관리 서버(130)로부터 전송되는 음성이 입력되면, 입력되는 음성이 자연어 인식 대상인지 핵심어 인식 대상인지를 판별한다.
이때, 상기 인식 유형 판별부(210)는 음성 구간을 검출하는 끝점 검출을 수행하고, 음성의 특징을 추출하는 특징 추출을 수행하고, 끝점 검출 결과 및 특징 추출 결과를 바탕으로 음성이 자연어 인식 대상인지 핵심어 인식 대상인지를 판별한다.
상기 인식 유형 판별부(210)는 입력된 음성이 자연어 인식 대상인 것으로 판별하면 음성을 자연어 인식부(220)로 전송하고, 입력된 음성이 핵심어 인식 대상인 것으로 판별하면 음성을 핵심어 인식부(240)로 전송한다.
상기 자연어 인식부(220)는 인식 유형 판별부(210)로부터 전송되는 음성을 자연어 인식 데이터베이스(230)를 참조하여 인식하고, 인식 결과를 발화 검증부(260)로 전송한다.
이때, 상기 자연어 인식 데이터베이스(230)는 자연어 인식부(220)가 음성을 인식하는데 필요한 자연어 음향 모델, 자연어 언어 모델 및 자연어 다중발음 사전을 저장하고 있다.
상기 자연어 음향 모델, 자연어 언어 모델 및 자연어 다중발음 사전은 시스템(100) 구현 시 자연어 인식 데이터베이스(230)에 미리 저장된다.
상기 핵심어 인식부(240)는 인식 유형 판별부(210)로부터 전송되는 음성을 핵심어 인식 데이터베이스(250)를 참조하여 인식하고, 인식 결과를 발화 검증부(260)로 전송한다.
이때, 상기 핵심어 인식 데이터베이스(250)는 핵심어 인식부(240)가 음성을 인식하는데 필요한 자연어 음향 모델, 핵심어 FSN(Finite State Network) 언어 모델 및 핵심어 다중발음 사전을 저장하고 있으며, 핵심어 FSN 언어 모델은 핵심어와 필러 모델로 구성된다.
상기 자연어 음향 모델, 핵심어 FSN(Finite State Network) 언어 모델 및 핵심어 다중발음 사전은 시스템(100) 구현 시 핵심어 인식 데이터베이스(250)에 미리 저장된다.
상기 발화 검증부(260)는 자연어 인식부(220)로부터 전송되는 인식 결과 혹은 핵심어 인식부(240)로부터 전송되는 인식 결과를 수신하고, 수신한 인식 결과에 대해 발화 검증을 수행하여 음식 인식 결과와 신뢰도 값을 출력한다.
이때, 상기 발화 검증부(260)는 반음소 음향 데이터베이스(270)를 참조하여 발화 검증을 수행한다.
상기 반음소 음향 데이터베이스(270)는 발화 검증부(260)가 인식 결과에 대해 발화 검증을 수행하는데 필요한 반음소 음향 모델을 저장하고 있다.
상기 인식결과 판별부(280)는 발화 검증부(260)로부터 전송되는 음성 인식 결과와 신뢰도 값을 수신하고, 신뢰도 값을 기 설정된 기준값과 비교하여, 비교 결과를 관리 서버(130)로 전송한다.
이때, 상기 인식결과 판별부(280)는 신뢰도 값과 기준값을 비교하여, 신뢰도 값이 기준값 이상이면 관리 서버(130)로 음성 인식 결과와 인식 성공 신호를 전송하고, 신뢰도 값이 기준값 미만이면 관리 서버(130)로 인식 실패 신호를 전송한다.
상기 합성음 생성부(290)는 관리 서버(130)로부터 전송되는 문자열이 입력되면, 입력 문자열에 대한 합성음을 생성하여 관리 서버(130)로 전송한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다국어 번역 서버의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 다국어 번역 서버(300)는 문장 분석부(310), 언어 정보 분석부(320), 번역부(330) 및 대역사전 데이터베이스(340)를 구비한다.
상기 문장 분석부(310)는 관리 서버(130)로부터 전송되는 음성 인식 결과 및 문자 인식 결과를 수신하고, 음성 인식 결과 및 문자 인식 결과에 포함된 문장을 분석하여 문장 분석 결과를 출력한다.
상기 언어 정보 분석부(320)는 관리 서버(130)로부터 전송되는 언어 정보를 수신하고, 언어 정보를 분석하여 번역 대상 언어를 출력한다. 이때, 상기 번역 대상 언어는 강의자의 언어를 어떠한 언어로 번역할지를 의미하는 것으로 상기 번역 대상 언어는 여러 나라의 언어를 포함할 수 있다.
상기 번역부(330)는 문장 분석부(310)로부터 문장 분석 결과를 수신하고, 언어 정보 분석부(320)로부터 번역 대상 언어를 수신하고, 문장 분석 결과에 포함된 문장을 번역 대상 언어로 번역하여 번역 결과를 관리 서버(130)로 전송한다. 이때, 상기 번역부(330)는 대역사전 데이터베이스(340)를 참조하여 번역을 수행한다.
상기 대역사전 데이터베이스(340)는 번역부(330)가 번역을 수행하는데 필요한 대역사전을 저장하고 있으며, 예를 들어, 한일 대역사전, 한영 대역사전 등 다양한 대역사전을 저장하고 있다.
이상에서는 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 강의 시스템, 음성 인식 서버, 다국어 번역 서버의 구성 및 기능에 대해서 살펴보았다. 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 강의 방법에 대해서 단계적으로 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 강의 방법에 따라 강의하는 과정을 도시한 플로우챠트이다.
도 4를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 강의 과정을 살펴보면, 먼저, 강의 사전 준비가 이루어진다(S410).
구체적으로, 단계 S410에 따르면, 강의자가 강의 자료와 사용 언어를 입력하고(S411), 수강자는 수강신청을 하면서 사용 언어를 입력하고(S412), 강의자는 강의용 전자 칠판(111)에 강의 자료를 표시하며(S413), 단계 S411 ~ 단계 S413이 완료되면 강의 사전 준비가 완료된다.
한편, 강의자가 입력한 강의 자료 및 사용 언어와 수강자가 입력한 사용 언어는 관리 서버(130)에 저장된다. 이때, 관리 서버(130)는 각종 정보 및 자료를 입력할 수 있는 수강신청 입력창을 제공하도록 구현될 수 있다.
즉, 강의자는 수강신청 입력창을 통해 강의 자료 및 사용언어를 입력하고, 마찬가지로 수강자는 수강신청 입력창을 통해 수강신청을 하고, 사용언어를 입력할 수 있다.
단계 S410에 따라 강의 사전 준비가 완료되면, 강의자는 강의를 시작하며, 스마트 강의 시스템(100)은 강의자의 강의 행태를 분석하여(S420), 분석된 강의 행태에 따라 음성 인식 결과와 번역 결과를 표시한다.
이때, 단계 S420에 따라 강의 행태를 분석하는 경우, 스마트 강의 시스템(100)은 음성이 입력되는지, 강의자의 판서에 의한 문자(‘판서 문자’)가 입력되는지, 구간 지정(밑줄)에 따른 문자(‘지정 구간 문자’)가 입력되는지를 바탕으로 강의자의 강의 행태를 분석한다.
단계 S420에 따라 강의자의 강의 행태를 분석하는 경우, 관리 서버(130)가 마이크(120)를 통해 입력되는 음성이 있는지를 판단하고, 강의용 전자 칠판(111)을 통해 입력되는 문자가 있는지를 판단한다.
구체적으로, 단계 S420에서 분석한 결과, 음성은 입력되나, 판서 문자 및 지정 구간 문자는 입력되지 않은 경우, 음성 인식을 수행하여 음성 인식 결과를 생성하고(S431), 음성 인식 결과를 번역 대상 언어로 번역하고(S432), 음성 인식 결과와 번역 결과를 수강용 전자 칠판(112)에 표시한다(S433).
이때, 상기 관리 서버(130)는 입력된 음성을 음성 인식 서버(140)로 전송하여, 음성 인식 서버(140)로부터 음성 인식 결과를 수신하고, 수신한 음성 인식 결과를 다국어 번역 서버(160)로 전송한다.
이후, 상기 관리 서버(130)는 다국어 번역 서버(160)로부터 전송되는 번역 결과를 수신하며, 이후, 음성 인식 결과와 번역 결과를 수강용 전자 칠판(112)에 전송한다.
다음으로, 단계 S420에서 분석한 결과, 음성과 판서 문자는 입력되나, 지정 구간 문자는 입력되지 않은 경우, 음성 인식과 문자 인식을 수행하여 음성 인식 결과와 문자 인식 결과를 생성한 후(S441), 음성 인식 결과를 번역 대상 언어로 번역하고(S442), 문자 인식 결과를 저장하고(S443), 음성 인식 결과와 번역 결과를 수강용 전자 칠판(112)에 표시한다(S444).
이때, 상기 관리 서버(130)는 입력된 음성을 음성 인식 서버(140)로 전송하고, 입력된 문자를 문자 인식 서버(150)로 전송한 후, 음성 인식 서버(140)로부터 음성 인식 결과를 수신하고, 문자 인식 서버(150)로부터 문자 인식 결과를 수신한다.
이후, 상기 관리 서버(130)는 음성 인식 결과를 다국어 번역 서버(160)로 전송하고, 다국어 번역 서버(160)로부터 전송되는 번역 결과를 수신하며, 이후, 음성 인식 결과와 번역 결과를 수강용 전자 칠판(112)에 전송한다.
다음으로, 단계 S420에서 분석한 결과, 음성, 판서 문자 및 지정 구간 문자가 입력된 경우, 음성 인식과 문자 인식을 수행하여 음성 인식 결과 및 문자 인식 결과를 생성한 후(S451), 음성 인식 결과를 번역 대상 언어로 번역하고(S452), 판서 문자에 대한 문자 인식 결과를 저장하고(S453), 지정 구간 문자에 대한 문자 인식 결과를 번역 대상 언어로 번역하고(S454), 음성 인식 결과와 번역 결과를 수강용 전자 칠판(112)에 표시한다(S455).
이때, 상기 관리 서버(130)가 입력된 음성을 음성 인식 서버(140)로 전송하고, 입력된 문자를 문자 인식 서버(150)로 전송한 후, 음성 인식 서버(140)로부터 음성 인식 결과를 수신하고, 문자 인식 서버(150)로부터 문자 인식 결과를 수신한다.
이후, 상기 관리 서버(130)가 음성 인식 결과와 지정 구간 문자에 대한 문자 인식 결과를 다국어 번역 서버(160)로 전송하고, 다국어 번역 서버(160)로부터 전송되는 번역 결과를 수신하며, 이후, 음성 인식 결과와 번역 결과를 수강용 전자 칠판(112)에 전송한다.
마지막으로, 단계 S420에서 분석한 결과, 음성 및 지정 구간 문자는 입력되나, 판서 문자는 입력되지 않는 경우, 음성 인식과 문자 인식을 수행하여 음성 인식 결과 문자 인식 결과를 생성한 후(S461), 음성 인식 결과를 번역 대상 언어로 번역하고(S462), 문자 인식 결과를 번역 대상 언어로 번역하고(S463), 음성 인식 결과 및 번역 결과를 표시한다(S464).
이때, 상기 관리 서버(130)가 입력된 음성을 음성 인식 서버(140)로 전송하고, 입력된 문자를 문자 인식 서버(150)로 전송한 후, 음성 인식 서버(140)로부터 음성 인식 결과를 수신하고, 문자 인식 서버(150)로부터 문자 인식 결과를 수신한다.
이후, 상기 관리 서버(130)는 음성 인식 결과와 문자 인식 결과를 다국어 번역 서버(160)로 전송하고, 다국어 번역 서버(160)로부터 전송되는 번역 결과를 수신하며, 이후, 음성 인식 결과와 번역 결과를 수강용 전자 칠판(112)에 전송한다.
한편, 단계 S464에 따라 음성 인식 결과 및 번역 결과를 표시하는 경우, 음성 인식 결과 및 음성 인식 결과에 대한 번역 결과와, 지정 구간 문자에 대한 번역 결과는 서로 다른 수강용 전자 칠판(112)에 표시될 수 있다.
예를 들어, 음성 인식 결과 및 음성 인식 결과에 대한 번역 결과는 제 1 수강용 전자 칠판(112a)에 표시되고, 지정 구간 문자에 대한 번역 결과는 제 2 수강용 전자 칠판(112b)에 표시될 수 있다.
또한, 단계 S464에서, 지정 구간 문자에 대한 번역 결과를 수강용 전자 칠판(112)에 표시하는 경우, 지정 구간 문자에 대한 번역 결과는 강의용 전자 칠판(111)에서 지정된 구간과 동일한 구간에 표시된다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 강의자가 사용하는 언어와 다른 언어를 모국어로 사용하는 수강자에게 적합한 언어로 통역하여 제공한다. 따라서, 강의자가 사용하는 언어를 수강자가 사용하는 언어로 실시간으로 통역해 줌으로써 강의 이해도와 집중도를 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 스마트 강의 시스템 및 방법을 실시 예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 범위 내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
따라서, 본 발명에 기재된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 스마트 강의 시스템 110 : 전자 칠판
111 : 강의용 전자 칠판 112 : 수강용 전자 칠판
120 : 마이크 130 : 관리 서버
140, 200 : 음성 인식 서버 150 : 문자 인식 서버
160, 300 : 다국어 번역 서버 210 : 인식 유형 판별부
220 : 자연어 인식부 230 : 자연어 인식 데이터베이스
240 : 핵심어 인식어 250 : 핵심어 인식 데이터베이스
260 : 발화 검증부 270 : 반음소 음향 데이터베이스
280 : 인식결과 판정부 310 : 문장 분석부
320 : 언어정보 분석부 330 : 번역부
340 : 대역사전 데이터베이스

Claims (20)

  1. 강의 자료를 표시하는 한편, 강의자에 의해 입력되는 문자를 전송하는 강의용 전자 칠판;
    외부로부터 전송되는 정보를 수신 및 표시하는 수강용 전자 칠판;
    입력되는 강의자의 음성을 전송하는 마이크;
    상기 음성을 수신하고, 음성 인식 결과를 전송하는 음성 인식 서버;
    상기 문자를 수신하고, 문자 인식 결과를 전송하는 문자 인식 서버;
    상기 음성 인식 결과 및 문자 인식 결과를 수신하고, 음성 인식 결과에 대한 번역 결과 및 문자 인식 결과에 대한 번역 결과를 전송하는 다국어 번역 서버; 및
    상기 음성 인식 결과와 음성 인식 결과에 대한 번역 결과를 수신하여, 수신한 음성 결과와 음성 인식 결과에 대한 번역 결과를 상기 수강용 전자 칠판으로 전송하는 관리 서버;
    를 포함하는 스마트 강의 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 관리 서버는 상기 마이크로부터 전송되는 음성을 수신하여 상기 음성 인식 서버로 전송하고, 상기 강의용 전자 칠판으로부터 전송되는 문자를 수신하여 상기 문자 인식 서버로 전송하는 스마트 강의 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 관리 서버는 상기 문자 인식 결과에 대한 번역 결과를 더 수신하여 저장하고, 수신한 문자 인식 결과에 대한 번역 결과를 상기 수강용 전자 칠판으로 전송하는 스마트 강의 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 강의자에 의해 입력되는 문자는 강의자에 의해 판서되는 문자(판서 문자)와 강의자에 의해 지정되는 구간에 포함되는 강의 자료 상의 문자(지정 구간 문자)를 포함하는 스마트 강의 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 관리 서버는 상기 판서 문자와 지정 구간 문자를 상기 문자 인식 서버로 전송하고, 상기 문자 인식 서버로부터 전송되는 판서 문자에 대한 문자 인식 결과와 지정 구간 문자에 대한 문자 인식 결과를 수신하는 스마트 강의 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 관리 서버는 상기 지정 구간 문자에 대한 문자 인식 결과를 상기 다국어 번역 서버로 전송하고, 상기 다국어 번역 서버로부터 상기 지정 구간 문자에 대한 문자 인식 결과를 번역한 결과를 수신하는 스마트 강의 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 관리 서버는 강의자에 의해 입력되는 강의자 사용 언어와 수강자에 의해 입력되는 수강자 사용 언어를 포함하는 언어 정보를 저장하고 있고, 상기 언어 정보를 상기 음성 인식 서버, 문자 인식 서버 및 다국어 번역 서버로 전송하는 스마트 강의 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 음성 인식 서버 및 문자 서버는 각각 언어 정보를 수신하고, 상기 언어 정보를 분석하여 파악되는 언어 종류를 기반으로 음성 인식 및 문자 인식하는 스마트 강의 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 다국어 번역 서버는 상기 음성 인식 결과, 문자 인식 결과 및 언어 정보를 수신하고, 상기 언어 정보를 분석하여 파악된 언어 종류를 기반으로 음성 인식 결과 및 문자 인식 결과를 번역하는 스마트 강의 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 음성 인식 서버는,
    입력되는 음성이 자연어 인식 대상인지 핵심어 인식 대상인지를 판별하는 인식 유형 판별부;
    상기 인식 유형 판별부로부터 전송되는 음성을 수신하고, 자연어 인식 데이터베이스를 참조하여 인식하고, 인식 결과를 출력하는 자연어 인식부;
    상기 인식 유형 판별부로부터 전송되는 음성을 수신하고, 핵심어 인식 데이터베이스를 참조하여 인식하고, 인식 결과를 출력하는 핵심어 인식부;
    상기 인식 결과를 수신하고, 수신한 인식 결과에 대해 발화 검증을 수행하여, 음성 인식 결과와 신뢰도 값을 출력하는 발화 검증부; 및
    상기 신뢰도 값을 기준값과 비교하여, 비교 결과에 따라, 상기 관리 서버로 인식 성공 신호 또는 인식 실패 신호를 전송하는 인식결과 판별부로 구성되는 스마트 강의 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 관리 서버는 상기 인식 성공 신호를 수신하면, 상기 인식 성공 신호와 함께 전송되는 음성 인식 결과를 상기 다국어 번역 서버로 전송하고, 상기 인식 실패 신호를 수신하면, 강의자의 재발성을 요청하는 스마트 강의 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 다국어 번역 서버는,
    상기 음성 인식 결과와 문자 인식 결과를 수신하고, 수신한 음성 인식 결과와 문자 인식 결과에 포함된 문자를 분석하는 문장 분석부;
    상기 서버로부터 전송되는 언어 정보를 수신하고, 수신한 언어 정보를 분석하여 번역 대상 언어를 출력하는 언어정보 분석부;
    다양한 종류의 대역사전을 저장하고 있는 대역사전 데이터베이스; 및
    상기 문장 분석부에 의해 분석된 결과에 포함된 문장을 상기 대역 사전 데이터베이스를 참조하여 번역 대상 언어로 번역하는 번역부로 구성되는 스마트 강의 시스템.
  13. 강의를 위한 사전 준비를 하는 단계;
    음성이 입력되는지, 강의자의 판서에 의한 문자(판서 문자)가 입력되는지, 그리고 강의자에 의해 지정되는 구간에 포함되는 강의 자료 상의 문자(지정 구간 문자)가 입력되는지를 바탕으로, 강의자의 강의 행태를 분석하는 단계; 및
    상기 강의자의 강의 행태를 분석하는 단계에서의 분석 결과에 따라, 음성 인식 결과와 번역 결과를 표시하는 단계를 포함하는 스마트 강의 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 강의를 사전 준비하는 단계는,
    강의 자료와 강의자 사용 언어를 입력하는 단계;
    수강 신청 및 수강자 사용 언어를 입력하는 단계; 및
    강의용 전자 칠판에 상기 강의 자료를 표시하는 단계로 이루어지는 스마트 강의 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 강의자의 강의 행태를 분석하는 단계에서의 분석 결과, 음성이 입력되는 경우, 상기 음성 인식 결과와 번역 결과를 표시하는 단계는,
    음성 인식을 수행하여 음성 인식 결과를 생성하고, 생성된 음성 인식 결과를 번역 대상 언어로 번역하고, 음성 인식 결과와 번역 결과를 수강용 전자 칠판에 표시하는 것인 스마트 강의 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 강의자의 강의 행태를 분석하는 단계에서의 분석 결과, 음성과 판서 문자가 입력되는 경우, 상기 음성 인식 결과와 번역 결과를 표시하는 단계는,
    음성 인식과 문자 인식을 수행하여 음성 인식 결과와 문자 인식 결과를 생성하고, 음성 인식 결과를 번역 대상 언어로 번역하고, 음성 인식 결과와 번역 결과를 수강용 전자 칠판에 표시하는 것인 스마트 강의 방법.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 강의자의 강의 행태를 분석하는 단계에서의 분석 결과, 음성, 판서 문자 및 지정 구간 문자가 입력되는 경우, 상기 음성 인식 결과와 번역 결과를 표시하는 단계는,
    음성 인식과 문자 인식을 수행하여 음성 인식 결과와 문자 인식 결과를 생성하고, 음성 인식 결과를 번역 대상 언어로 번역하고, 지정 구간 문자에 대한 문자 인식 결과를 번역 대상 언어로 번역하고, 음성 인식 결과와 번역 결과를 수강용 전자 칠판에 표시하는 것인 스마트 강의 방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 강의자의 강의 행태를 분석하는 단계에서의 분석 결과, 음성과 지정 구간 문자가 입력되는 경우, 상기 음성 인식 결과와 번역 결과를 표시하는 단계는,
    음성 인식과 문자 인식을 수행하여 음성 인식 결과와 문자 인식 결과를 생성하고, 음성 인식 결과와 문자 인식 결과를 번역 대상 언어로 번역하고, 음성 인식 결와 번역 결과를 수강용 전자 칠판에 표시하는 것인 스마트 강의 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 음성 인식 결과와 번역 결과를 표시하는 단계는,
    상기 음성 인식 결과와 상기 음성 인식 결과에 대한 번역 결과를 제 1 수강용 전자 칠판에 표시하고, 상기 지정 구간 문자에 대한 문자 인식 결과를 번역한 번역 결과를 제 2 수강용 전자 칠판에 표시하는 것을 포함하는 스마트 강의 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 지정 구간 문자에 대한 문자 인식 결과를 번역한 번역 결과를 제 2 수강용 전자 칠판에 표시하는 것은 상기 지정 구간 문자에 대한 문자 인식 결과를 번역한 번역 결과를 강의용 전자 칠판에서 지정된 구간과 동일한 제 2 수강용 전자 칠판의 구간에 표시하는 것을 포함하는 스마트 강의 방법.

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