KR20190094319A

KR20190094319A - 음성 추출 필터를 이용하여 음성 제어를 수행하는 인공 지능 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20190094319A
Application number: KR1020190089912A
Authority: KR
Inventors: 김재홍
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2019-03-12
Filing date: 2019-07-24
Publication date: 2019-08-13
Also published as: WO2020184753A1; US20210327418A1; US11468886B2

Abstract

본 발명의 실시 예는 음성 제어를 수행하는 인공 지능 장치에 있어서, 등록된 사용자의 음성을 추출하는 음성 추출 필터를 저장하는 메모리; 및 사용자의 식별 정보 및 상기 사용자의 제1 음성 신호를 수신하고, 상기 수신한 식별 정보를 이용하여 상기 사용자를 등록하고, 제2 음성 신호를 수신하면 상기 등록된 사용자에 상응하는 상기 음성 추출 필터를 이용하여 상기 수신한 제2 음성 신호에서 상기 등록된 사용자에 대한 음성을 추출하고, 상기 등록된 사용자에 대한 상기 추출된 음성의 의도 정보에 상응하는 제어를 수행하는 프로세서를 포함하고, 상기 음성 추출 필터는 상기 등록된 사용자의 상기 제1 음성 신호를 이용하여 생성되는 것인, 인공 지능 장치를 제공한다.

Description

음성 추출 필터를 이용하여 음성 제어를 수행하는 인공 지능 장치 및 그 방법 {AN ARTIFICIAL INTELLIGENCE APPARATUS FOR PERFORMING VOICE CONTROL USING VOICE EXTRACTION FILTER AND METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 음성 추출 필터를 이용하여 음성 제어를 수행하는 인공 지능 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 사용자별 음성 추출 필터를 이용하여 입력된 음성에서 사용자별 음성을 추출하고, 추출된 사용자별 음성을 인식하여 인식된 음성의 의도 정보에 상응하는 제어를 수행하는 인공 지능 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

최근 들어 스마트폰용 음성 비서(예: 빅스비, 구글 어시스턴스, 엘지 큐보이스 등)에 대한 수요가 증가함에 따라 수준 높은 음성 인식률을 보이는 음성 인식 기술에 대한 필요성이 증가하고 있다. 음성 인식 기술은 주변 환경에 따라 음성 인식 성능이 달라지는데, 주변 사람의 말소리나 주변 음악, TV 소리와 같은 비정상 잡음 환경에서 성능 저하가 크게 발생하는 문제가 있다.

또한, 스마트폰이나 음성 인식 기능을 가진 기기들이 사용자에 대한 개인 정보, 결제 정보 등과 같이 민감한 정보를 포함하는 경우가 많으나, 이러한 민감한 정보를 다른 사용자들이 접근할 수 있는 문제가 있다. 이는, 음성 인식을 통해 사용자들을 명확히 구분하지 못하거나, 사용자별 개인화된 권한 설정이 이루어지지 않기 때문이다.

따라서, 잡음이 혼재된 상황이나 여러 사람의 목소리가 동시에 입력되더라도 정확도 높게 사용자의 음성을 인식하고, 음성 제어 시스템에서 사용자들을 구분하여 보안을 확보할 방법이 필요하다.

본 발명은 사용자의 음성 정보와 함께 사용자를 등록하고, 음성이 입력될 때 등록된 사용자에 대한 음성 추출 필터를 이용하여 사용자의 음성을 보다 정확하게 인식하고, 그 내용 정보에 상응하는 제어를 수행하는 인공 지능 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 등록된 사용자들에 대한 사용자 등록 정보의 활성화 여부를 제어하고, 활성화된 사용자 등록 정보에 상응하는 사용자에 대한 음성 제어만을 수행하는 인공 지능 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 등록된 사용자별로 차별화된 음성 제어 기능을 제공하는 인공 지능 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시 예는 사용자의 음성 정보와 함께 사용자를 등록하고, 음성이 입력될 때 사용자별 음성 정보를 이용하여 획득한 사용자별 음성 추출 필터를 이용하여 등록된 사용자의 음성을 추출하고, 추출된 음성의 내용 정보에 상응하는 제어를 수행하는 인공 지능 장치 및 그 방법을 제공한다.

또한, 본 발명의 일 실시 예는 등록된 사용자들에 대한 사용자 등록 정보의 활성화 여부를 제어하고, 활성화된 사용자 등록 정보에 상응하는 사용자에 대한 음성 제어만을 수행하는 인공 지능 장치 및 그 방법을 제공한다.

또한, 본 발명의 일 실시 예는 사용자 등록시 사용자별 권한 정보를 함께 등록함으로써, 등록된 사용자의 음성이 입력되었을 때 해당 등록된 사용자가 입력한 음성에 상응하는 제어를 수행할 권한이 있는지 여부에 따라 음성 제어를 수행하는 인공 지능 장치 및 그 방법을 제공한다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 입력된 음성 신호에 잡음이 포함되거나 여러 사람의 목소리가 포함되어 있는 경우라고 하더라도, 등록된 사용자에 대한 음성을 보다 정확하게 인식할 수 있으므로, 높은 인식률과 정확도를 갖는 음성 제어 기능을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 등록된 사용자들이라고 하더라도 개별적으로 활성화 여부를 결정할 수 있고, 따라서 등록 사용자들을 유동적으로 관리할 수 있다.

또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 사용자별로 상이한 제어 권한을 설정할 수 있으므로, 등록된 사용자들이라고 하더라도 각자 수행할 수 있는 음성 제어에 차등화를 할 수 있고, 따라서 음성 제어 기능의 보안성을 강화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말기(100)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인공 신경망의 학습 장치(200)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 음성 추출 필터를 이용하여 음성 제어를 수행하는 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자 등록 인터페이스를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어 항목별 요구 권한 정보의 예시를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자별 권한 정보의 예시를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 음성 추출 필터의 생성 방법을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 제어를 수행하는 단계(S309)의 일 실시 예를 나타낸 동작 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 음성 추출 필터를 이용하여 음성 제어를 수행하는 시스템(1)을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

인공 지능(artificial intelligence, AI)은 인간의 지능으로 할 수 있는 사고, 학습, 자기계발 등을 컴퓨터가 할 수 있도록 하는 방법을 연구하는 컴퓨터 공학 및 정보기술의 한 분야로, 컴퓨터가 인간의 지능적인 행동을 모방할 수 있도록 하는 것을 의미한다.

또한, 인공지능은 그 자체로 존재하는 것이 아니라, 컴퓨터 과학의 다른 분야와 직간접으로 많은 관련을 맺고 있다. 특히 현대에는 정보기술의 여러 분야에서 인공지능적 요소를 도입하여, 그 분야의 문제 풀이에 활용하려는 시도가 매우 활발하게 이루어지고 있다.

머신 러닝(machine learning)은 인공지능의 한 분야로, 컴퓨터에 명시적인 프로그램 없이 배울 수 있는 능력을 부여하는 연구 분야이다.

구체적으로 머신 러닝은, 경험적 데이터를 기반으로 학습을 하고 예측을 수행하고 스스로의 성능을 향상시키는 시스템과 이를 위한 알고리즘을 연구하고 구축하는 기술이라 할 수 있다. 머신 러닝의 알고리즘들은 엄격하게 정해진 정적인 프로그램 명령들을 수행하는 것이라기보다, 입력 데이터를 기반으로 예측이나 결정을 이끌어내기 위해 특정한 모델을 구축하는 방식을 취한다.

용어 '머신 러닝'은 용어 '기계 학습'과 혼용되어 사용될 수 있다.

기계 학습에서 데이터를 어떻게 분류할 것인가를 놓고, 많은 기계 학습 알고리즘이 개발되었다. 의사결정나무(Decision Tree)나 베이지안 망(Bayesian network), 서포트벡터머신(SVM: support vector machine), 그리고 인공 신경망(ANN: Artificial Neural Network) 등이 대표적이다.

의사결정나무는 의사결정규칙(Decision Rule)을 나무구조로 도표화하여 분류와 예측을 수행하는 분석방법이다.

베이지안 망은 다수의 변수들 사이의 확률적 관계(조건부독립성: conditional independence)를 그래프 구조로 표현하는 모델이다. 베이지안 망은 비지도 학습(unsupervised learning)을 통한 데이터마이닝(data mining)에 적합하다.

서포트벡터머신은 패턴인식과 자료분석을 위한 지도 학습(supervised learning)의 모델이며, 주로 분류와 회귀분석을 위해 사용한다.

인공신경망은 생물학적 뉴런의 동작원리와 뉴런간의 연결 관계를 모델링한 것으로 노드(node) 또는 처리 요소(processing element)라고 하는 다수의 뉴런들이 레이어(layer) 구조의 형태로 연결된 정보처리 시스템이다.

인공 신경망은 기계 학습에서 사용되는 모델로써, 기계학습과 인지과학에서 생물학의 신경망(동물의 중추신경계 중 특히 뇌)에서 영감을 얻은 통계학적 학습 알고리즘이다.

구체적으로 인공신경망은 시냅스(synapse)의 결합으로 네트워크를 형성한 인공 뉴런(노드)이 학습을 통해 시냅스의 결합 세기를 변화시켜, 문제 해결 능력을 가지는 모델 전반을 의미할 수 있다.

용어 인공신경망은 용어 뉴럴 네트워크(Neural Network)와 혼용되어 사용될 수 있다.

인공신경망은 복수의 레이어(layer)를 포함할 수 있고, 레이어들 각각은 복수의 뉴런(neuron)을 포함할 수 있다. 또한 인공신경망은 뉴런과 뉴런을 연결하는 시냅스를 포함할 수 있다.

인공 신경망은 일반적으로 다음의 세가지 인자, 즉 (1) 다른 레이어의 뉴런들 사이의 연결 패턴 (2) 연결의 가중치를 갱신하는 학습 과정 (3) 이전 레이어로부터 수신되는 입력에 대한 가중 합으로부터 출력값을 생성하는 활성화 함수에 의해 정의될 수 있다.

인공 신경망은, DNN(Deep Neural Network), RNN(Recurrent Neural Network), BRDNN(Bidirectional Recurrent Deep Neural Network), MLP(Multilayer Perceptron), CNN(Convolutional Neural Network)와 같은 방식의 네트워크 모델들을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

본 명세서에서 용어 '레이어'는 용어 '계층'과 혼용되어 사용될 수 있다.

인공신경망은 계층 수에 따라 단층 신경망(Single-Layer Neural Networks)과 다층 신경망(Multi-Layer Neural Networks)으로 구분된다.

일반적인 단층 신경망은, 입력층과 출력층으로 구성된다.

또한 일반적인 다층 신경망은 입력층(Input Layer)과 하나 이상의 은닉층(Hidden Layer), 출력층(Output Layer)으로 구성된다.

입력층은 외부의 자료들을 받아들이는 층으로서, 입력층의 뉴런 수는 입력되는 변수의 수와 동일하며, 은닉층은 입력층과 출력층 사이에 위치하며 입력층으로부터 신호를 받아 특성을 추출하여 출력층으로 전달한다. 출력층은 은닉층으로부터 신호를 받고, 수신한 신호에 기반한 출력 값을 출력한다. 뉴런간의 입력신호는 각각의 연결강도(가중치)와 곱해진 후 합산되며 이 합이 뉴런의 임계치보다 크면 뉴런이 활성화되어 활성화 함수를 통하여 획득한 출력값을 출력한다.

한편 입력층과 출력 층 사이에 복수의 은닉층을 포함하는 심층 신경망은, 기계 학습 기술의 한 종류인 딥 러닝을 구현하는 대표적인 인공 신경망일 수 있다.

한편 용어 '딥 러닝'은 용어 '심층 학습'과 혼용되어 사용될 수 있다.

인공 신경망은 훈련 데이터(training data)를 이용하여 학습(training)될 수 있다. 여기서 학습이란, 입력 데이터를 분류(classification)하거나 회귀분석(regression)하거나 군집화(clustering)하는 등의 목적을 달성하기 위하여, 학습 데이터를 이용하여 인공 신경망의 파라미터(parameter)를 결정하는 과정을 의미할 수 있다. 인공 신경망의 파라미터의 대표적인 예시로써, 시냅스에 부여되는 가중치(weight)나 뉴런에 적용되는 편향(bias)을 들 수 있다.

훈련 데이터에 의하여 학습된 인공 신경망은, 입력 데이터를 입력 데이터가 가지는 패턴에 따라 분류하거나 군집화 할 수 있다.

한편 훈련 데이터를 이용하여 학습된 인공 신경망을, 본 명세서에서는 학습 모델(a trained model)이라 명칭 할 수 있다.

다음은 인공 신경망의 학습 방식에 대하여 설명한다.

인공 신경망의 학습 방식은 크게, 지도 학습, 비 지도 학습, 준 지도 학습(Semi-Supervised Learning), 강화 학습(Reinforcement Learning)으로 분류될 수 있다.

지도 학습은 훈련 데이터로부터 하나의 함수를 유추해내기 위한 기계 학습의 한 방법이다.

그리고 이렇게 유추되는 함수 중, 연속 적인 값을 출력하는 것을 회귀분석(Regression)이라 하고, 입력 벡터의 클래스(class)를 예측하여 출력하는 것을 분류(Classification)라고 할 수 있다.

지도 학습에서는, 훈련 데이터에 대한 레이블(label)이 주어진 상태에서 인공 신경망을 학습시킨다.

여기서 레이블이란, 훈련 데이터가 인공 신경망에 입력되는 경우 인공 신경망이 추론해 내야 하는 정답(또는 결과 값)을 의미할 수 있다.

본 명세서에서는 훈련 데이터가 입력되는 경우 인공 신경망이 추론해 내야 하는 정답(또는 결과값)을 레이블 또는 레이블링 데이터(labeling data)이라 명칭 한다.

또한 본 명세서에서는, 인공 신경망의 학습을 위하여 훈련 데이터에 레이블을 설정하는 것을, 훈련 데이터에 레이블링 데이터를 레이블링(labeling) 한다고 명칭 한다.

이 경우 훈련 데이터와 훈련 데이터에 대응하는 레이블)은 하나의 트레이닝 셋(training set)을 구성하고, 인공 신경망에는 트레이닝 셋의 형태로 입력될 수 있다.

한편 훈련 데이터는 복수의 특징(feature)을 나타내고, 훈련 데이터에 레이블이 레이블링 된다는 것은 훈련 데이터가 나타내는 특징에 레이블이 달린다는 것을 의미할 수 있다. 이 경우 훈련 데이터는 입력 객체의 특징을 벡터 형태로 나타낼 수 있다.

인공 신경망은 훈련 데이터와 레이블링 데이터를 이용하여, 훈련 데이터와 레이블링 데이터의 연관 관계에 대한 함수를 유추할 수 있다. 그리고, 인공 신경망에서 유추된 함수에 대한 평가를 통해 인공 신경망의 파라미터가 결정(최적화)될 수 있다.

비 지도 학습은 기계 학습의 일종으로, 훈련 데이터에 대한 레이블이 주어지지 않는다.

구체적으로, 비 지도 학습은, 훈련 데이터 및 훈련 데이터에 대응하는 레이블의 연관 관계 보다는, 훈련 데이터 자체에서 패턴을 찾아 분류하도록 인공 신경망을 학습시키는 학습 방법일 수 있다.

비 지도 학습의 예로는, 군집화 또는 독립 성분 분석(Independent Component Analysis)을 들 수 있다.

본 명세서에서 용어 '군집화'는 용어 '클러스터링'과 혼용되어 사용될 수 있다.

비지도 학습을 이용하는 인공 신경망의 일례로 생성적 적대 신경망(GAN: Generative Adversarial Network), 오토 인코더(AE: Autoencoder)를 들 수 있다.

생성적 적대 신경망이란, 생성기(generator)와 판별기(discriminator), 두 개의 서로 다른 인공지능이 경쟁하며 성능을 개선하는 머신 러닝 방법이다.

이 경우 생성기는 새로운 데이터를 창조하는 모형으로, 원본 데이터를 기반으로 새로운 데이터를 생성할 수 있다.

또한 판별기는 데이터의 패턴을 인식하는 모형으로, 입력되는 데이터가 원본 데이터인지 또는 생성기에서 생성한 가짜 데이터인지 여부를 감별하는 역할을 수행할 수 있다.

그리고 생성기는 판별기를 속이지 못한 데이터를 입력 받아 학습하며, 판별기는 생성기로부터 속은 데이터를 입력 받아 학습할 수 있다. 이에 따라 생성기는 판별기를 최대한 잘 속이도록 진화할 수 있고, 판별기는 원본 데이터와 생성기에 의해 생성된 데이터를 잘 구분하도록 진화할 수 있다.

오토 인코더는 입력 자체를 출력으로 재현하는 것을 목표로 하는 신경망이다.

오토 인코더는 입력층, 적어도 하나의 은닉층 및 출력층을 포함한다.

이 경우 은닉 계층의 노드 수가 입력 계층의 노드 수보다 적으므로 데이터의 차원이 줄어들게 되며, 이에 따라 압축 또는 인코딩이 수행되게 된다.

또한 은닉 계층에서 출력한 데이터는 출력 계층으로 들어간다. 이 경우 출력 계층의 노드 수는 은닉 계층의 노드 수보다 많으므로, 데이터의 차원이 늘어나게 되며, 이에 따라 압축 해제 또는 디코딩이 수행되게 된다.

한편 오토 인코더는 학습을 통해 뉴런의 연결 강도를 조절함으로써 입력 데이터가 은닉층 데이터로 표현된다. 은닉층에서는 입력층보다 적은 수의 뉴런으로 정보를 표현하는데 입력 데이터를 출력으로 재현할 수 있다는 것은, 은닉층이 입력 데이터로부터 숨은 패턴을 발견하여 표현했다는 것을 의미할 수 있다.

준 지도 학습은 기계 학습의 일종으로, 레이블이 주어진 훈련 데이터와 레이블이 주어지지 않은 훈련 데이터를 모두 사용하는 학습 방법을 의미할 수 있다.

준 지도 학습의 기법 중 하나로, 레이블이 주어지지 않은 훈련 데이터의 레이블을 추론한 후 추론된 라벨을 이용하여 학습을 수행하는 기법이 있으며, 이러한 기법은 레이블링에 소요되는 비용이 큰 경우에 유용하게 사용될 수 있다.

강화 학습은, 에이전트(Agent)가 매 순간 어떤 행동을 해야 좋을지 판단할 수 있는 환경이 주어진다면, 데이터 없이 경험으로 가장 좋을 길을 찾을 수 있다는 이론이다.

강화 학습은 주로 마르코프 결정 과정(MDP: Markov Decision Process)에 의하여 수행될 수 있다.

마르코프 결정 과정을 설명하면, 첫 번째로 에이전트가 다음 행동을 하기 위해 필요한 정보들이 구성된 환경이 주어지며, 두 번째로 그 환경에서 에이전트가 어떻게 행동할지 정의하고, 세 번째로 에이전트가 무엇을 잘하면 보상(reward)를 주고 무엇을 못하면 벌점(penalty)을 줄지 정의하며, 네 번째로 미래의 보상이 최고점에 이를 때까지 반복 경험하여 최적의 정책(policy)을 도출하게 된다.

인공 신경망은 모델의 구성, 활성 함수(Activation Function), 손실 함수(Loss Function) 또는 비용 함수(Cost Function), 학습 알고리즘, 최적화 알고리즘 등에 의해 그 구조가 특정되며, 학습 전에 하이퍼파라미터(Hyperparameter)가 미리 설정되고, 이후에 학습을 통해 모델 파라미터(Model Parameter)가 설정되어 내용이 특정될 수 있다.

예컨대, 인공 신경망의 구조를 결정하는 요소에는 은닉층의 개수, 각 은닉층에 포함된 은닉 노드의 개수, 입력 특징 벡터(Input Feature Vector), 대상 특징 벡터(Target Feature Vector) 등이 포함될 수 있다.

하이퍼파라미터는 모델 파라미터의 초기값 등과 같이 학습을 위하여 초기에 설정하여야 하는 여러 파라미터들을 포함한다. 그리고, 모델 파라미터는 학습을 통하여 결정하고자 하는 여러 파라미터들을 포함한다.

예컨대, 하이퍼파라미터에는 노드 간 가중치 초기값, 노드 간 편향 초기값, 미니 배치(Mini-batch) 크기, 학습 반복 횟수, 학습률(Learning Rate) 등이 포함될 수 있다. 그리고, 모델 파라미터에는 노드 간 가중치, 노드 간 편향 등이 포함될 수 있다.

손실 함수는 인공 신경망의 학습 과정에서 최적의 모델 파라미터를 결정하기 위한 지표(기준)로 이용될 수 있다. 인공 신경망에서 학습은 손실 함수를 줄이기 위하여 모델 파라미터들을 조작하는 과정을 의미하며, 학습의 목적은 손실 함수를 최소화하는 모델 파라미터를 결정하는 것으로 볼 수 있다.

손실 함수는 주로 평균 제곱 오차(MSE: Mean Squared Error) 또는 교차 엔트로피 오차(CEE, Cross Entropy Error)를 사용할 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다.

교차 엔트로피 오차는 정답 레이블이 원 핫 인코딩(one-hot encoding)된 경우에 사용될 수 있다. 원 핫 인코딩은 정답에 해당하는 뉴런에 대하여만 정답 레이블 값을 1로, 정답이 아닌 뉴런은 정답 레이블 값이 0으로 설정하는 인코딩 방법이다.

머신 러닝 또는 딥 러닝에서는 손실 함수를 최소화하기 위하여 학습 최적화 알고리즘을 이용할 수 있으며, 학습 최적화 알고리즘에는 경사 하강법(GD: Gradient Descent), 확률적 경사 하강법(SGD: Stochastic Gradient Descent), 모멘텀(Momentum), NAG(Nesterov Accelerate Gradient), Adagrad, AdaDelta, RMSProp, Adam, Nadam 등이 있다.

경사 하강법은 현재 상태에서 손실 함수의 기울기를 고려하여 손실 함수값을 줄이는 방향으로 모델 파라미터를 조정하는 기법이다.

모델 파라미터를 조정하는 방향은 스텝(step) 방향, 조정하는 크기는 스텝 사이즈(size)라고 칭한다.

이때, 스텝 사이즈는 학습률을 의미할 수 있다.

경사 하강법은손실 함수를 각 모델 파라미터들로 편미분하여 기울기를 획득하고, 모델 파라미터들을 획득한 기울기 방향으로 학습률만큼 변경하여 갱신할 수 있다.

확률적 경사 하강법은 학습 데이터를 미니 배치로 나누고, 각 미니 배치마다 경사 하강법을 수행하여 경사 하강의 빈도를 높인 기법이다.

Adagrad, AdaDelta 및 RMSProp는 SGD에서 스텝 사이즈를 조절하여 최적화 정확도를 높이는 기법이다. SGD에서 모멘텀 및 NAG는 스텝 방향을 조절하여 최적화 정확도를 높이는 기법이다. Adam은 모멘텀과 RMSProp를 조합하여 스텝 사이즈와 스텝 방향을 조절하여 최적화 정확도를 높이는 기법이다. Nadam은 NAG와 RMSProp를 조합하여 스텝 사이즈와 스텝 방향을 조절하여 최적화 정확도를 높이는 기법이다.

인공 신경망의 학습 속도와 정확도는 인공 신경망의 구조와 학습 최적화 알고리즘의 종류뿐만 아니라, 하이퍼파라미터에 크게 좌우되는 특징이 있다. 따라서, 좋은 학습 모델을 획득하기 위하여는 적당한 인공 신경망의 구조와 학습 알고리즘을 결정하는 것뿐만 아니라, 적당한 하이퍼파라미터를 설정하는 것이 중요하다.

통상적으로 하이퍼파라미터는 실험적으로 다양한 값으로 설정해가며 인공 신경망을 학습시켜보고, 학습 결과 안정적인 학습 속도와 정확도를 제공하는 최적의 값으로 설정한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말기(100)의 구성을 나타낸 블록도이다.

이하에서, 단말기(100)는 음성 제어를 수행하는 인공 지능 장치(100) 또는 인공 지능 장치(100)라 칭할 수 있다.

*단말기(100)는 텔레비전(TV), 프로젝터, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)), 셋톱박스(STB), DMB 수신기, 라디오, 세탁기, 냉장고, 데스크탑 컴퓨터, 디지털사이니지와 같은 고정형 기기 및 이동 가능한 기기 등으로 구현될 수 있다.

즉, 단말기(100)는 가정에서 이용하는 다양한 가전의 형태로 구현될 수 있으며, 고정 또는 이동 가능한 로봇에도 적용될 수 있다.

단말기(100)는 음성 에이전트의 기능을 수행할 수 있다. 음성 에이전트는 사용자의 음성을 인식하고, 인식된 사용자의 음성에 적합한 응답을 음성으로 출력하는 프로그램일 수 있다.

도 1을 참조하면, 단말기(100)는 무선 통신부(Wireless Communication Unit, 110), 입력부(Input Unit, 120), 러닝 프로세서(Learning Processor, 130), 센싱부(Sensing Unit, 140), 출력부(Output Unit, 150), 인터페이스부(Interface Unit, 160), 메모리(Memory, 170), 프로세서(Processor, 180) 및 전원 공급부(Power Supply Unit, 190) 등을 포함할 수 있다.

학습 모델(a trained model)은 단말기(100)에 탑재될 수 있다.

한편, 학습 모델은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있으며, 학습 모델의 일부 또는 전부가 소프트웨어로 구현되는 경우 학습 모델을 구성하는 하나 이상의 명령어는 메모리(170)에 저장될 수 있다.

무선 통신부(110)는 방송 수신 모듈(Broadcast Receiving Module, 111), 이동통신 모듈(Mobile Communication Unit, 112), 무선 인터넷 모듈(Wireless Internet Module, 113), 근거리 통신 모듈(Short Range Communication Module, 114), 위치정보 모듈(Location Information Module, 115) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

방송 수신 모듈(111)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다.

이동통신 모듈(112)은, 이동통신을 위한 기술표준들 또는 통신방식(예를 들어, GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), CDMA2000(Code Division Multi Access 2000), EV-DO(Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등)에 따라 구축된 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다.

무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 단말기(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 기술들에 따른 통신망에서 무선 신호를 송수신하도록 이루어진다.

무선 인터넷 기술로는, 예를 들어 WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등이 있다.

근거리 통신 모듈(114)은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다.

위치정보 모듈(115)은 단말기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈이 있다. 예를 들어, 단말기는 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 단말기의 위치를 획득할 수 있다.

입력부(120)는 영상 신호 입력을 위한 카메라(Camera, 121), 오디오 신호를 수신하기 위한 마이크로폰(Microphone, 122), 사용자로부터 정보를 입력 받기 위한 사용자 입력부(User Input Unit, 123)를 포함할 수 있다.

입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어 명령으로 처리될 수 있다.

입력부(120)는 모델 학습을 위한 훈련 데이터 및 학습된 모델을 이용하여 출력을 획득할 때 사용될 입력 데이터 등을 획득할 수 있다.

입력부(120)는 가공되지 않은 입력 데이터를 획득할 수도 있으며, 이 경우 프로세서(180) 또는 러닝 프로세서(130)는 획득한 데이터를 전처리하여 모델 학습에 입력이 가능한 훈련 데이터 또는 전처리된 입력 데이터를 생성할 수 있다.

이때, 입력 데이터에 대한 전처리는, 입력 데이터로부터 입력 특징점(input feature)을 추출하는 것을 의미할 수 있다.

입력부(120)는 영상 정보(또는 신호), 오디오 정보(또는 신호), 데이터, 또는 사용자로부터 입력되는 정보의 입력을 위한 것으로서, 영상 정보의 입력을 위하여, 단말기(100)는 하나 또는 복수의 카메라(121)들을 구비할 수 있다.

카메라(121)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(Display Unit, 151)에 표시되거나 메모리(170)에 저장될 수 있다.

마이크로폰(122)은 외부의 음향 신호를 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 단말기(100)에서 수행 중인 기능(또는 실행 중인 응용 프로그램)에 따라 다양하게 활용될 수 있다. 한편, 마이크로폰(122)에는 외부의 음향 신호를 입력 받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.

사용자 입력부(123)는 사용자로부터 정보를 입력 받기 위한 것으로서, 사용자 입력부(123)를 통해 정보가 입력되면, 프로세서(180)는 입력된 정보에 대응되도록 단말기(100)의 동작을 제어할 수 있다.

사용자 입력부(123)는 기계식 (mechanical) 입력수단(또는, 메커니컬 키, 예를 들어, 단말기(100)의 전/후면 또는 측면에 위치하는 버튼, 돔 스위치 (dome switch), 조그 휠, 조그 스위치 등) 및 터치식 입력수단을 포함할 수 있다. 일 예로서, 터치식 입력수단은, 소프트웨어적인 처리를 통해 터치스크린에 표시되는 가상 키(virtual key), 소프트 키(soft key) 또는 비주얼 키(visual key)로 이루어지거나, 상기 터치스크린 이외의 부분에 배치되는 터치 키(touch key)로 이루어질 수 있다.

러닝 프로세서(130)는 훈련 데이터를 이용하여 인공 신경망으로 구성된 모델을 학습한다.

구체적으로, 러닝 프로세서(130)는 앞서 설명한 다양한 학습 기법을 이용하여 인공 신경망을 반복적으로 학습시킴으로써, 인공 신경망의 최적화된 모델 파라미터들을 결정할 수 있다

본 명세서에서는 훈련 데이터를 이용하여 학습됨으로써 파라미터가 결정된 인공 신경망을 학습 모델 또는 학습된 모델(a trained model)이라 칭할 수 있다.

이때, 학습 모델은 훈련 데이터가 아닌 새로운 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론해 내는데 사용될 수 있다.

러닝 프로세서(130)는 데이터 마이닝, 데이터 분석, 지능형 의사 결정 및 기계 학습 알고리즘을 위해 이용될 정보를 수신, 분류, 저장 및 출력하도록 구성될 수 있다.

러닝 프로세서(130)는 다른 컴포넌트, 디바이스, 단말기 또는 단말기와 통신하는 장치에 의해 수신, 검출, 감지, 생성, 사전 정의 또는 출력되는 데이터를 저장하도록 구성된 하나 이상의 메모리 유닛을 포함할 수 있다.

러닝 프로세서(130)는 단말기에 통합되거나 구현된 메모리를 포함할 수 있다. 일부 실시 예에서, 러닝 프로세서(130)는 메모리(170)를 사용하여 구현될 수 있다.

선택적으로 또는 부가적으로, 러닝 프로세서(130)는 단말기에 직접 결합된 외부 메모리 또는 단말기와 통신하는 서버에서 유지되는 메모리와 같이 단말기와 관련된 메모리를 사용하여 구현될 수 있다.

다른 실시 예에서, 러닝 프로세서(130)는 클라우드 컴퓨팅 환경에서 유지되는 메모리, 또는 네트워크와 같은 통신 방식을 통해 단말기에 의해 액세스 가능한 다른 원격 메모리 위치를 이용하여 구현될 수 있다.

러닝 프로세서(130)는 일반적으로 감독 또는 감독되지 않은 학습, 데이터 마이닝, 예측 분석 또는 다른 머신에서 사용하기 위해 데이터를 식별, 색인화, 카테고리화, 조작, 저장, 검색 및 출력하기 위해 데이터를 하나 이상의 데이터베이스에 저장하도록 구성될 수 있다. 여기서, 데이터베이스는 메모리(170), 학습 장치(200)의 메모리(230), 클라우드 컴퓨팅 환경에서 유지되는 메모리, 또는 네트워크와 같은 통신 방식을 통해 단말기에 의해 액세스 가능한 다른 원격 메모리 위치를 이용하여 구현될 수 있다.

러닝 프로세서(130)에 저장된 정보는 다양한 상이한 유형의 데이터 분석 알고리즘 및 기계 학습 알고리즘 중 임의의 것을 사용하여 프로세서(180) 또는 단말기의 하나 이상의 다른 제어기에 의해 이용될 수 있다.

이러한, 알고리즘의 예로는, k-최근 인접 시스템, 퍼지 논리 (예: 가능성 이론), 신경 회로망, 볼츠만 기계, 벡터 양자화, 펄스 신경망, 지원 벡터 기계, 최대 마진 분류기, 힐 클라이밍, 유도 논리 시스템 베이지안 네트워크, 페리트넷 (예: 유한 상태 머신, 밀리 머신, 무어 유한 상태 머신), 분류기 트리 (예: 퍼셉트론 트리, 지원 벡터 트리, 마코프 트리, 의사 결정 트리 포리스트, 임의의 포리스트), 판독 모델 및 시스템, 인공 융합, 센서 융합, 이미지 융합, 보강 학습, 증강 현실, 패턴 인식, 자동화 된 계획 등을 포함한다.

프로세서(180)는 데이터 분석 및 기계 학습 알고리즘을 사용하여 결정되거나, 생성된 정보에 기초하여 단말기의 적어도 하나의 실행 가능한 동작을 결정 또는 예측할 수 있다. 이를 위해, 프로세서(180)는 러닝 프로세서(130)의 데이터를 요청, 검색, 수신 또는 활용할 수 있고, 상기 적어도 하나의 실행 가능한 동작 중 예측되는 동작이나, 바람직한 것으로 판단되는 동작을 실행하도록 상기 단말기를 제어할 수 있다.

프로세서(180)는 지능적 에뮬레이션(즉, 지식 기반 시스템, 추론 시스템 및 지식 획득 시스템)을 구현하는 다양한 기능을 수행할 수 있다. 이는 적응 시스템, 기계 학습 시스템, 인공 신경망 등을 포함하는, 다양한 유형의 시스템(예컨대, 퍼지 논리 시스템)에 적용될 수 있다.

프로세서(180)는, 또한 I/O 처리 모듈, 환경 조건 모듈, 음성 - 텍스트 (STT: Speech to Text) 처리 모듈, 자연어 처리 모듈, 작업 흐름 처리 모듈 및 서비스 처리 모듈과 같이, 음성 및 자연 언어 음성 처리를 수반하는 연산을 가능하게 하는 서브 모듈을 포함할 수 있다.

이들 서브 모듈들 각각은, 단말기에서의 하나 이상의 시스템 또는 데이터 및 모델, 또는 이들의 서브셋 또는 수퍼 셋에 대한 액세스를 가질 수 있다. 또한, 이들 서브 모듈들 각각은, 어휘 색인, 사용자 데이터, 작업 흐름 모델, 서비스 모델 및 자동 음성 인식 (ASR) 시스템을 비롯한 다양한 기능을 제공할 수 있다.

다른 실시 예에서, 프로세서(180) 또는 단말기의 다른 양태는 상기 서브 모듈, 시스템, 또는 데이터 및 모델로 구현될 수 있다.

일부 예에서, 러닝 프로세서(130)의 데이터에 기초하여, 프로세서(180)는 사용자 입력 또는 자연 언어 입력으로 표현된 문맥 조건 또는 사용자의 의도에 기초하여 요구 사항을 검출하고 감지하도록 구성될 수 있다.

프로세서(180)는 문맥 조건 또는 사용자의 의도에 기초하여 요구 사항을 완전히 결정하는데 필요한 정보를 능동적으로 이끌어 내고, 획득할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(180)는 입력 기록 및 출력 기록, 패턴 매칭, 모호하지 않은 단어, 입력 의도 등을 포함하는 과거 데이터를 분석함으로써 요구 사항을 결정하는데, 필요한 정보를 능동적으로 이끌어낼 수 있다.

프로세서(180)는 문맥 조건 또는 사용자의 의도에 기초하여 요구 사항에 응답하는 기능을 실행하기 위한 태스크 흐름을 결정할 수 있다.

프로세서(180)는 러닝 프로세서(130)에서 프로세싱 및 저장을 위한 정보를 수집하기 위해, 단말기에서 하나 이상의 감지 컴포넌트를 통해 데이터 분석 및 기계 학습 작업에 사용되는 신호 또는 데이터를 수집, 감지, 추출, 검출 및/또는 수신하도록 구성될 수 있다.

정보 수집은 센서를 통해 정보를 감지하는 것, 메모리(170)에 저장된 정보를 추출하는 것 또는 통신 수단을 통해 다른 단말기, 엔티티 또는 외부 저장 장치로부터 정보를 수신하는 것을 포함할 수 있다.

프로세서(180)는 단말기에서 사용 히스토리 정보를 수집하여, 메모리(170)에 저장할 수 있다.

프로세서(180)는 저장된 사용 히스토리 정보 및 예측 모델링을 사용하여 특정 기능을 실행하기 위한 최상의 매치를 결정할 수 있다.

프로세서(180)는 센싱부(140)를 통해 주변 환경 정보 또는 기타 정보를 수신하거나 감지할 수 있다.

프로세서(180)는 무선 통신부(110)을 통해 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보, 무선 신호, 무선 데이터를 수신할 수 있다.

프로세서(180)는 입력부(120)로부터 이미지 정보 (또는 해당 신호), 오디오 정보 (또는 해당 신호), 데이터 또는 사용자 입력 정보를 수신할 수 있다.

프로세서(180)는 정보를 실시간으로 수집하고, 정보 (예를 들어, 지식 그래프, 명령 정책, 개인화 데이터베이스, 대화 엔진 등)를 처리 또는 분류하고, 처리 된 정보를 메모리(170) 또는 러닝 프로세서(130)에 저장할 수 있다.

단말기의 동작이 데이터 분석 및 기계 학습 알고리즘 및 기술에 기초하여 결정될 때, 프로세서(180)는 결정된 동작을 실행하기 위해 단말기의 구성 요소를 제어할 수 있다. 그리고 프로세서(180)는 제어 명령에 따라 단말을 제어하여 결정된 동작을 수행할 수 있다.

프로세서(180)는 특정 동작이 수행되는 경우, 데이터 분석 및 기계 학습 알고리즘 및 기법을 통해 특정 동작의 실행을 나타내는 이력 정보를 분석하고, 분석된 정보에 기초하여 이전에 학습 한 정보의 업데이트를 수행할 수 있다.

따라서, 프로세서(180)는 러닝 프로세서(130)과 함께, 업데이트 된 정보에 기초하여 데이터 분석 및 기계 학습 알고리즘 및 기법의 미래 성능의 정확성을 향상시킬 수 있다.

센싱부(140)는 단말기 내 정보, 단말기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱 하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다.

예를 들어, 센싱부(140)는 근접센서(proximity sensor), 조도 센서(illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 122 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 단말기는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.

출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(Display Unit, 151), 음향 출력부(Sound Output Unit, 152), 햅틱 모듈(Haptic Module, 153), 광 출력부(Optical Output Unit, 154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

디스플레이부(151)는 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(151)는 단말기(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.

디스플레이부(151)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 단말기(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(123)로써 기능함과 동시에, 단말기(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.

음향 출력부(152)는 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(170)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다.

음향 출력부(152)는 리시버(receiver), 스피커(speaker), 버저(buzzer) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

햅틱 모듈(haptic module)(153)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(153)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 될 수 있다.

광출력부(154)는 단말기(100)의 광원의 빛을 이용하여 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 단말기(100)에서 발생 되는 이벤트의 예로는 메시지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신 등이 될 수 있다.

인터페이스부(160)는 단말기(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(160)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port)중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 단말기(100)에서는, 상기 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.

한편, 식별 모듈은 단말기(100)의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(user identify module; UIM), 가입자 인증 모듈(subscriber identity module; SIM), 범용 사용자 인증 모듈(universal subscriber identity module; USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 장치(이하 '식별 장치')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 장치는 상기 인터페이스부(160)를 통하여 단말기(100)와 연결될 수 있다.

메모리(170)는 단말기(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다.

메모리(170)는 단말기(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 단말기(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을, 러닝 프로세서(130)의 동작을 위한 데이터들(예를 들어, 머신 러닝을 위한 적어도 하나의 알고리즘 정보 등)을 저장할 수 있다.

메모리(170)는 러닝 프로세서(130) 또는 학습 장치(200)에서 학습된 모델을 저장할 수 있다.

이때, 메모리(170)는 필요에 따라 학습된 모델을 학습 시점 또는 학습 진척도 등에 따라 복수의 버전으로 구분하여 저장할 수 있다.

이때, 메모리(170)는 입력부(120)에서 획득한 입력 데이터, 모델 학습을 위하여 이용되는 학습 데이터(또는 훈련 데이터), 모델의 학습 히스토리 등을 저장할 수 있다.

이때, 메모리(170)에 저장된 입력 데이터는 모델 학습에 적합하게 가공된 데이터뿐만 아니라, 가공되지 않은 입력 데이터 그 자체일 수 있다.

프로세서(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.

또한, 프로세서(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1과 함께 살펴본 구성 요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 프로세서(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 단말기(100)에 포함된 구성 요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.

한편, 앞서 살펴본 것과 같이, 프로세서(180)는 응용 프로그램과 관련된 동작과, 통상적으로 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 프로세서(180)는 상기 단말기의 상태가 설정된 조건을 만족하면, 애플리케이션들에 대한 사용자의 제어 명령의 입력을 제한하는 잠금 상태를 실행하거나, 해제할 수 있다.

전원공급부(190)는 프로세서(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 단말기(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체 가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인공 신경망의 학습 장치(200)의 구성을 나타낸 블록도이다.

학습 장치(200)는 단말기(100)의 외부에 별도로 구성된 장치 또는 서버로, 단말기(100)의 러닝 프로세서(130)와 동일한 기능을 수행할 수 있다.

즉, 학습 장치(200)는 데이터 마이닝, 데이터 분석, 지능형 의사 결정 및 기계 학습 알고리즘을 위해 이용될 정보를 수신, 분류, 저장 및 출력하도록 구성될 수 있다. 여기서, 기계 학습 알고리즘은 딥 러닝 알고리즘을 포함할 수 있다.

학습 장치(200)는 적어도 하나의 단말기(100)와 통신할 수 있고, 단말기(100)를 대신하여 혹은 도와 데이터를 분석하거나 학습하여 결과를 도출할 수 있다. 여기서, 다른 장치를 도운다는 의미는 분산 처리를 통한 연산력의 분배를 의미할 수 있다.

인공 신경망의 학습 장치(200)는 인공 신경망을 학습하기 위한 다양한 장치로서, 통상적으로 서버를 의미할 수 있고, 학습 장치 또는 학습 서버 등으로 칭할 수 있다.

특히, 학습 장치(200)는 단일한 서버뿐만 아니라 복수의 서버 세트, 클라우드 서버 또는 이들의 조합 등으로 구현될 수 있다.

즉, 학습 장치(200)는 복수로 구성되어 학습 장치 세트(혹은 클라우드 서버)를 구성할 수 있고, 학습 장치 세트에 포함된 적어도 하나 이상의 학습 장치(200)는 분산 처리를 통하여 데이터 분석 또는 학습하여 결과를 도출할 수 있다.

학습 장치(200)는 주기적으로 혹은 요청에 의하여 단말기(100)에 기계 학습 또는 딥 러닝에 의하여 학습한 모델을 전송할 수 있다.

도 2를 참조하면, 학습 장치(200)는 통신부(Communication Unit, 210), 입력부(Input Unit, 220), 메모리(Memory, 230), 러닝 프로세서(Learning Processor, 240), 전원 공급부(Power Supply Unit, 250) 및 프로세서(Processor, 260) 등을 포함할 수 있다.

통신부(210)는 도 1의 무선 통신부(110) 및 인터페이스부(160)를 포괄하는 구성과 대응될 수 있다. 즉, 유무선 통신이나 인터페이스를 통하여 다른 장치와 데이터를 송수신할 수 있다.

입력부(220)는 도 1의 입력부(120)에 대응되는 구성이며, 통신부(210)를 통하여 데이터를 수신함으로써 데이터를 획득할 수도 있다.

입력부(220)는 모델 학습을 위한 훈련 데이터 및 학습된 모델(a trained model)을 이용하여 출력을 획득하기 위한 입력 데이터 등을 획득할 수 있다.

입력부(220)는 가공되지 않은 입력 데이터를 획득할 수도 있으며, 이 경우 프로세서(260)는 획득한 데이터를 전처리하여 모델 학습에 입력이 가능한 훈련 데이터 또는 전처리된 입력 데이터를 생성할 수 있다.

이때, 입력부(220)에서 수행하는 입력 데이터에 대한 전처리는, 입력 데이터로부터 입력 특징점(input feature)을 추출하는 것을 의미할 수 있다.

메모리(230)는 도 1의 메모리(170)에 대응되는 구성이다.

메모리(230)는 모델 저장부(231) 및 데이터베이스(232) 등을 포함할 수 있다.

모델 저장부(231)는 러닝 프로세서(240)을 통하여 학습 중인 또는 학습된 모델(또는 인공 신경망, 231a)을 저장하며, 학습을 통하여 모델이 업데이트되면 업데이트 된 모델을 저장한다.

이때, 모델 저장부(231)는 필요에 따라 학습된 모델을 학습 시점 또는 학습 진척도 등에 따라 복수의 버전으로 구분하여 저장할 수 있다.

도 2에 도시된 인공 신경망(231a)은 복수의 은닉층을 포함하는 인공 신경망의 하나의 예시일 뿐이며, 본 발명의 인공 신경망이 이에 한정되는 것은 아니다

인공 신경망(231a)은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 인공 신경망(231a)의 일부 또는 전부가 소프트웨어로 구현되는 경우, 인공 신경망(231a)을 구성하는 하나 이상의 명령어는 메모리(230)에 저장될 수 있다.

데이터베이스(232)는 입력부(220)에서 획득한 입력 데이터, 모델 학습을 위하여 이용되는 학습 데이터(또는 훈련 데이터), 모델의 학습 히스토리 등을 저장한다.

데이터베이스(232)에 저장된 입력 데이터는 모델 학습에 적합하게 가공된 데이터뿐만 아니라, 가공되지 않은 입력 데이터 그 자체일 수 있다.

러닝 프로세서(240)는 도 1의 러닝 프로세서(130)에 대응되는 구성이다.

러닝 프로세서(240)는 훈련 데이터 또는 트레이닝 셋(training set)을 이용하여 인공 신경망(231a)을 훈련(training, 또는 학습)시킬 수 있다.

러닝 프로세서(240)는 프로세서(260)가 입력부(220)를 통해 획득한 입력 데이터를 전처리한 데이터를 바로 획득하여 인공 신경망(231a)을 학습하거나, 데이터베이스(232)에 저장된 전처리된 입력 데이터를 획득하여 인공 신경망(231a)을 학습할 수 있다.

구체적으로, 러닝 프로세서(240)는 앞서 설명한 다양한 학습 기법을 이용하여 인공 신경망(231a)을 반복적으로 학습시킴으로써, 인공 신경망(231a)의 최적화된 모델 파라미터들을 결정할 수 있다

이때, 학습 모델은 인공 신경망의 학습 장치(200)에 탑재된 상태에서 결과 값을 추론할 수도 있으며, 통신부(210)를 통해 단말기(100)와 같은 다른 장치에 전송되어 탑재될 수도 있다.

또한, 학습 모델이 업데이트되는 경우, 업데이트된 학습 모델은 통신부(210)를 통해 단말기(100)와 같은 다른 장치에 전송되어 탑재될 수 있다.

전원 공급부(250)는 도 1의 전원 공급부(190)에 대응되는 구성이다.

서로 대응되는 구성에 대한 중복되는 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 음성 추출 필터를 이용하여 음성 제어를 수행하는 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 음성 추출 필터를 이용하여 음성 제어를 수행하는 인공 지능 장치(100)는 마이크로폰(122)를 포함하는 입력부(120) 또는 외부 단말기(300)로부터 음성 제어를 허용할 사용자의 식별 정보와 사용자의 음성 신호를 수신하여 사용자를 등록한다(S301).

이때, 사용자의 식별 정보에는 개별 사용자들을 서로 구분하기 위한 정보로, 사용자 이름, 사용자 등록 번호, 사용자 사진, 이미지, 문자열 등이 포함될 수 있다.

예컨대, 사용자의 식별 정보는 사용자들을 서로 구분하기 위한 사용자의 호칭으로써, "어머니(mother)", "아버지(father)", "나(me)" 등을 포함할 수 있다.

이때, 사용자의 식별 정보는 별도의 사용자의 입력이 없는 경우에는 기본 값으로써 일련 번호나 등록 번호 등과 같은 형식으로 설정될 수 있다.

예컨대, 사용자의 식별 정보에 대한 입력이 없는 경우에는 등록의 순서대로 "사용자 1", "사용자 2", "사용자 3" 등과 같은 형식으로 설정될 수 있다.

이때, 사용자는 이미 등록된 사용자의 식별 정보를 수정할 수 있다.

예컨대, 사용자는 식별 정보를 "사용자 1"에서 "나(me)"라고 수정할 수 있다.

이때, 사용자의 등록은 사용자 등록 인터페이스를 통하여 수행될 수 있으며, 프로세서(180)는 디스플레이부(151) 또는 외부 단말기(300)를 통해 사용자 등록 인터페이스를 제공할 수 있다. 여기서, 사용자 등록 인터페이스를 제공한다는 것은 사용자 등록 인터페이스를 화상으로 출력하는 것을 포함할 수 있다.

이하에서 별도의 설명이 없는 경우, 인터페이스를 제공한다는 것은 인공 지능 장치(100)의 디스플레이부(151) 또는 외부 단말기를 통해 인터페이스를 제공하는 것을 의미할 수 있다.

이때, 사용자 등록 인터페이스에는 이미 등록된 사용자들에 대한 사용자 등록 정보 목록을 포함될 수 있다.

이때, 사용자 등록 정보 목록에는 등록된 사용자들 각각을 구분하기 위한 각 사용자 등록 정보에 상응하는 사용자의 식별 정보가 포함될 수 있다. 또한, 사용자 등록 정보 목록에는 각 사용자 등록 정보의 활성화 여부도 포함될 수 있다.

이때, 사용자 등록 인터페이스에는 등록된 사용자들에 대한 사용자 등록 정보를 관리하기 위한 인터페이스와 새로운 사용자를 등록하기 위한 인터페이스가 포함될 수 있다.

예컨대, 사용자 등록 인터페이스에는 등록 사용자 수정 버튼, 등록 사용자 삭제 버튼 및 신규 사용자 추가 버튼이 포함될 수 있다.

*이때, 사용자 등록 인터페이스에는 각 사용자 등록 정보의 활성화 여부를 제어하기 위한 인터페이스가 포함될 수 있다. 이에 대하여는, 도 4와 함께 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자 등록 인터페이스를 나타낸 도면이다.

사용자 등록 인터페이스에는 각 사용자 등록 정보에 상응하는 활성화 상태 버튼 또는 비활성화 상태 버튼이 포함될 수 있다.

도 4를 참조하면, 사용자 등록 인터페이스에서 각 사용자 등록 정보의 활성화 여부를 제어하기 위한 인터페이스에는, 각 사용자 등록 정보를 구분하기 위한 사용자 식별 정보(401a, 402a 및 403a)와 그에 대응되는 사용자 등록 정보의 활성화 상태를 표시 및 제어하는 버튼(401b, 402b 및 403b)가 포함될 수 있다.

첫 번째 등록된 사용자의 식별 정보(401a)는 "사용자 1"이며, 첫 번째 사용자에 대한 사용자 등록 정보는 활성화 상태 버튼(401b)을 통해 현재 "활성화"된 상태임을 알 수 있다. 마찬가지로, 두 번째 등록된 사용자의 식별 정보(402a)는 "사용자 2"이며, 두 번째 사용자에 대한 사용자 등록 정보는 비활성화 상태 버튼(402b)을 통해 현재 "비활성화"된 상태임을 알 수 있다.

이때, 활성화 상태 버튼이 선택되면 프로세서(180)는 해당 활성화 상태 버튼을 비활성화 상태 버튼으로 바꾸고 상응하는 사용자 등록 정보는 비활성화시킬 수 있다. 마찬가지로, 비활성화 상태 버튼이 선택되면 프로세서(180)는 해당 비활성화 상태 버튼을 활성화 상태 버튼으로 바꾸고 상응하는 사용자 등록 정보를 활성화시킬 수 있다.

또는, 사용자 등록 인터페이스에는 각 사용자 등록 정보에 상응하는 활성화 버튼 또는 비활성화 버튼이 포함될 수 있다.

이 경우, 활성화 버튼은 사용자 등록 정보를 활성화시키기 위한 버튼이며, 비활성화 버튼은 사용자 등록 정보를 비활성화시키기 위한 버튼을 의미할 수 있다.

즉, 활성화 버튼은 사용자 등록 정보가 비활성화 되었음을 가리키며, 선택되었을 때 해당 사용자 등록 정보를 활성화 시키도록 제어하는 버튼을 의미할 수 있다. 마찬가지로, 비활성화 버튼은 사용자 등록 정보가 활성화 되었음을 가리키며, 선택되었을 때 해당 사용자 등록 정보를 비활성화 시키도록 제어하는 버튼을 의미할 수 있다.

이에 따라, 사용자는 인터페이스를 통하여 등록된 사용자들에 대한 사용자 등록 정보를 용이하게 관리할 수 있다. 또한, 음성 제어를 허용할 등록 사용자들을 용이하게 관리할 수 있다.

다시 도 3에 대한 설명으로 돌아온다.

이때, 사용자 등록 인터페이스에는 각 등록된 사용자의 권한 정보를 설정하기 위한 인터페이스가 포함될 수 있다.

이때, 권한 정보를 설정하기 위한 인터페이스는 각 제어 항목들에 대한 요구 권한 레벨을 설정하기 위한 인터페이스가 포함될 수 있다. 이에 대하여는, 도 5와 함께 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어 항목별 요구 권한 정보의 예시를 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 제어 항목은 기본적으로 어플리케이션 단위로 구분될 수 있고, 따라서 어플리케이션별로 요구 권한 레벨이 설정될 수 있다.

개인 정보가 포함되지 않거나 보안 이슈에 대한 위험도가 낮은 홈 사물인터넷 기기 제어 어플리케이션과 음악 어플리케이션은 요구 권한 레벨이 1로 설정될 수 있다.

심각한 보안 이슈를 야기하지는 않으나 개인 정보가 포함되는 캘린더 어플리케이션, 메일 어플리케이션, 메신저 어플리케이션 및 연락처 어플리케이션은 요구 권한 레벨이 2로 설정될 수 있다.

금융 정보나 개인 인증 정보와 같이 높은 보안이 요구되거나 심각한 보안 이슈를 야기할 가능성이 높은, 인증 어플리케이션(예: OTP 어플리케이션 등), 은행 어플리케이션 및 결재 어플리케이션은 요구 권한 레벨이 3으로 설정될 수 있다.

도 5에서는 요구 권한 레벨이 1부터 3까지의 3단계로 나뉘어져 있으나, 실시 하기에 따라서는 더욱 세분화되거나 더욱 단순화될 수도 있다.

제어 항목으로써의 어플리케이션들에 대하여, 요구 권한 정보가 설정될 수 있으나, 사용자가 모든 어플리케이션에 대하여 일일히 요구 권한 정보를 설정하는 것은 효율적이지 못하다. 따라서, 어플리케이션별로 요구 권한 정보를 설정하는 것뿐만 아니라, 제어 항목의 기능이나 취급하는 데이터의 범위에 따라 요구 권한 정보를 설정할 수도 있다.

예컨대, 홈 컨트롤 및 미디어 서비스와 같이 개인 정보를 요구하지 않는 기능 또는 제어 항목은 요구 제어 레벨이 1로 설정될 수 있다.

개인 정보를 취급하는 기능을 갖는 기능 또는 제어 항목은 요구 제어 레벨이 2로 설정될 수 있다.

금융 정보나 개인 인증 정보를 취급하는 기능을 갖는 기능 또는 제어 항목은 요구 제어 레벨이 3으로 설정될 수 있다.

이때, 요구 권한 정보에는 추가 인증 정보가 포함될 수 있다.

예컨대, 요구 권한 레벨이 3인 제어 항목에 대하여는 추가 인증으로써 홍채 인식이나 지문 인식을 요구하도록 설정할 수 있다.

도 5에 도시된 요구 권한 정보에 따를 경우, 어떤 사용자의 전체 권한 정보가 2인 경우라면 해당 사용자는 음성 제어를 통해 홈 컨트롤, 미디어 서비스뿐만 아니라 개인 정보를 취급하는 다양한 어플리케이션들을 제어할 수도 있다.

상기 예시에서는 권한 레벨의 숫자가 클수록 높은 권한을 의미하는 것으로 표현하였으나, 반대로 권한 레벨의 숫자가 작을수록 높은 권한을 의미하도록 실시될 수 있다.

다시 도 3에 대한 설명으로 돌아온다.

이때, 권한 정보를 설정하기 위한 인터페이스는 각 사용자별로 음성을 통하여 제어할 수 있는 제어 항목들 각각에 대한 개별 권한 정보를 설정할 수 있는 인터페이스 또는 각 사용자를 대표하는 전체 권한 정보를 설정할 수 있는 인터페이스를 포함할 수 있다. 이에 대하여는, 도 6을 참조하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자별 권한 정보의 예시를 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 사용자별 권한 정보에는 전체 권한 정보와 개별 권한 정보가 포함될 수 있다.

이때, 전체 권한 정보는 특정 사용자에 대한 디폴트 권한 정보로써 사용될 수 있으며, 개별 권한 정보가 설정되지 않은 제어 항목에 대하여는 전체 권한 정보가 대신 이용될 수 있다.

이때, 개별 권한 정보에는 각 제어 항목으로써의 어플리케이션별 접근 허용 여부 또는 제어 허용 여부가 포함될 수 있다.

*예컨대, 도 5와 같이 홈 컨트롤 및 미디어 서비스를 제공하는 어플리케이션의 요구 권한 레벨이 1이고, 개인 정보를 취급하는 어플리케이션의 요구 권한 레벨이 2이고, 금융 정보나 개인 인증 정보를 취급하는 어플리케이션의 요구 권한 레벨이 3 인 경우를 가정한다.

"사용자 1"은 전체 권한 레벨이 1로 설정됨에 따라 요구 권한 레벨이 1인 홈 사물인터넷 기기 제어 어플리케이션이나 음악 어플리케이션에 대하여는 음성 제어가 가능하다. 그리고, 개별 권한 정보에 의하여 전체 권한 레벨이 1임에도 불구하고 요구 권한 레벨이 2인 캘린더 어플리케이션에 대하여도 음성 제어가 가능하다.

"사용자 2"는 전체 권한 레벨이 2로 설정됨에 따라 요구 권한 레벨이 2인 개인 정보를 취급하는 어플리케이션들까지도 음성 제어가 가능하다. 하지만, 개별 권한 정보에 의하여 전체 권한 레벨이 2임에도 불구하고 요구 권한 레벨이 2인 메신저 어플리케이션에 대하여는 음성 제어가 불가능하다.

"사용자 3"은 전체 권한 레벨이 3으로 설정됨에 따라, 요구 권한 레벨이 3인 금융 정보나 개인 인증 정보를 취급하는 어플리케이션들까지도 음성 제어가 가능하다.

다시 도 3에 대한 설명으로 돌아온다.

이때, 프로세서(180)는 상기 도 5에 도시된 것과 같은 요구 권한 정보를 디폴트 값으로 설정 및 제공할 수 있고, 사용자의 입력에 따라 갱신할 수 있다.

이때, 프로세서(180)는 상기 제어 항목별 요구 권한 정보 또는 상기 사용자별 권한 정보를 메모리(170)에 저장할 수 있다.

음성 제어를 수행하는 인공 지능 장치(100)의 러닝 프로세서(130) 또는 학습 서버(200)의 러닝 프로세서(240)는 사용자 등록 정보를 이용하여 등록된 사용자별로 음성 추출 필터를 생성한다(S303).

여기서, 음성 추출 필터는 음원으로부터 특정 사람의 음성을 분리 또는 추출하는 필터로, 음성 분리 필터라고도 칭할 수 있다.

이때, 음성 추출 필터는 머신 러닝 알고리즘 또는 딥 러닝 알고리즘을 통하여 학습된 인공 신경망(ANN)으로부터 생성될 수 있다. 이 경우, 인공 신경망의 입력 데이터는 음성 신호와 사용자들을 구분하기 위한 정보이며, 음성을 추출하고자 하는 대상 사용자에 대한 음성 추출 필터이다.

이때, 러닝 프로세서는 등록된 사용자마다 대응되도록 음성 추출 필터를 생성할 수 있다.

구체적으로, 러닝 프로세서는 음성 추출의 대상이 되는 사용자를 지칭하는 정보와 해당 사용자의 음성 신호가 포함된 입력 음성 신호를 입력 데이터로써 수신한다.

사용자를 지칭하는 정보는 음성 추출 필터를 학습할 때, 음성의 추출이 대상이 되는 사용자들끼리 서로 구분하기 위한 일종의 라벨이며, 원 핫 벡터(one hot vector)나 하나의 스칼라 등으로 표현될 수 있다.

예컨대, 사용자를 지칭하는 정보가 원 핫 벡터로 표현되고, 원 핫 벡터의 차원이 8차원인 경우, 첫 번째 사용자를 지칭하는 정보는 [1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]이고, 두 번째 사용자를 지칭하는 정보는 [0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0]과 같이 표현될 수 있다.

러닝 프로세서는 입력 데이터를 수신하면, 필요한 경우 입력 특징 벡터를 추출하고, 추출된 입력 특징 벡터 또는 입력 데이터를 인공 신경망에 입력시킨다.

인공 신경망은 입력 데이터 또는 입력 특징 벡터가 입력됨에 따라 적어도 하나 이상의 은닉층을 통해 출력 층에서 음성 추출 필터를 대상 특징 벡터로써 출력한다.

인공 신경망의 모델 파라미터들은 비용 함수를 최소화하도록 갱신 및 학습된다.

인공 신경망의 비용 함수는 대상 특징 벡터로써 출력되는 음성 추출 필터를 이용하여 입력 음성 신호에서 추출한 대상 사용자의 음성 신호와, 입력 음성 신호 속에 포함된 대상 사용자의 음성 신호의 차이에 비례하는 관계를 가질 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 음성 추출 필터의 생성 방법을 나타낸 도면이다.

도 7은 두 명의 사용자가 등록되었을 경우에 있어서, 각 사용자들에 상응하는 음성 추출 필터를 생성하기 위한 인공 신경망(ANN)의 학습 과정을 나타낸다.

도 7을 참조하면, 제1 사용자의 음성 신호를 제1 음성 신호(702a)라고 지칭하고, 제2 사용자의 음성 신호를 제2 음성 신호(702b)라고 지칭하고, 제1 음성 신호(702a)와 제2 음성 신호(702b)가 합쳐진 신호를 제3 음성 신호(702)라고 지칭하였을 때, 음성 추출 필터를 생성하기 위한 인공 신경망에는 각 사용자들을 지칭하는 정보와 제3 음성 신호를 입력 데이터로써 입력된다.

제1 사용자를 지칭하는 정보(701a)는 원 핫 벡터로써 첫 번째 원소가 1이고 나머지 원소는 0의 값을 가질 수 있고, 제2 사용자를 지칭하는 정보(701b)는 원 핫 벡터로써 두 번째 원소가 1이고 나머지 원소는 0의 값을 가질 있다.

도 7에서는 제1 사용자를 지칭하는 정보(701a)와 제2 사용자를 지칭하는 정보(701b)를 동시에 도시하였으나, 실제 입력되는 데이터는 이들 중에서 하나이다. 즉, 사용자를 지칭하는 정보는 그 값에 따라서 음성 추출 필터가 추출하고자 하는 대상 사용자가 누구인지를 가리킨다.

만약, 인공 신경망에 입력 데이터로써 제1 사용자를 지칭하는 정보(701a)가 입력된 경우에는 출력되는 대상 특징 벡터가 제1 사용자의 음성을 추출하기 위한 제1 음성 추출 필터(703a)가 된다.

이 경우, 비용 함수는 인공 신경망에서 출력되는 제1 음성 추출 필터(703a)를 이용하여 제3 음성 신호(702)로부터 추출한 제1 사용자의 음성 신호(704a)와 제1 음성 신호(702a)의 차이에 비례하게 설정된다.

마찬가지로, 인공 신경망에 입력 데이터로써 제2 사용자를 지칭하는 정보(701b)가 입력된 경우에는 출력되는 대상 특징 벡터가 제2 사용자의 음성을 추출하기 위한 제2 음성 추출 필터(703b)가 된다.

이 경우, 비용 함수는 인공 신경망에서 출력되는 제2 음성 추출 필터(703b)를 이용하여 제3 음성 신호(702)로부터 추출한 제2 사용자의 음성 신호(704b)와 제2 음성 신호(702b)의 차이에 비례하게 설정된다.

여기서, 인공 신경망은 컨볼루션 신경망(CNN)을 포함하는 적어도 하나 이상의 신경망들로 구성될 수 있다.

도 7의 예시에서의 인공 신경망은, 컨볼루셔널 층(convolutional layer), 양방향 LSTM(Bidirectional Long-Short Term Memory) 층과 전연결 층(fully-connected layer)을 포함한다.

즉, 음성 추출 필터를 통하여 대상 사용자의 음성을 보다 정확하게 추출할수록 비용 함수의 값이 작아지게 되는 것이고, 인공 신경망은 비용 함수를 최소화하도록 학습되므로 생성되는 음성 추출 필터는 학습이 진행됨에 따라 대상 사용자의 음성을 보다 정확하게 추출하게 된다.

이때, 음성 추출 필터 또는 음성 추출 마스크(mask)의 기술적인 요소는 클린/노이즈를 0/1로 구분하는 래시오 마스크(RM: ratio mask)나, 콤플렉스 래시오 마스크(cRM)을 사용하여 구현할 수 있다.

다시 도 3에 대한 설명으로 돌아온다.

이때, 러닝 프로세서를 통하여 생성된 음성 추출 필터는 메모리(170)에 저장될 수 있다.

만약, 인공 지능 장치(100)의 러닝 프로세서(130)에서 음성 추출 필터가 생성된 경우에는 프로세서(180)가 직접 메모리(170)에 생성된 음성 추출 필터를 저장할 수 있고, 학습 서버(200)의 러닝 프로세서(240)에서 음성 추출 필터가 생성된 경우에는 프로세서(180)가 통신부(110)를 통해 생성된 음성 추출 필터를 수신하여 메모리(170)에 저장할 수 있다.

이때, 학습 서버(200)의 러닝 프로세서(240)에서 생성된 음성 추출 필터는 학습 서버(200)의 메모리(230)에 저장될 수 있다.

이때, 생성된 음성 추출 필터는 음성 서버(400)에 저장될 수 있다.

음성 제어를 수행하는 인공 지능 장치(100)의 프로세서(180)는 추가적으로 사용자의 등록을 하거나 이미 등록된 사용자들에 대한 정보를 수정해야 하는지 여부를 판단한다(S305).

사용자의 추가 등록이나 이미 등록된 사용자들에 대한 정보를 수정해야 하는지 여부는 사용자의 입력에 의하여 판단될 수 있다.

즉, 단계 S305는 사용자가 별도로 사용자를 등록하겠다는 입력을 수행하거나, 사용자가 등록 사용자 정보를 변경하겠다는 입력을 수행하는지 여부를 파악하는 것으로 볼 수 있다.

단계 S305의 판단 결과 추가적인 사용자 등록이 필요한 경우에는, 다시 사용자를 등록하는 단계 S301로 돌아간다.

단계 S305의 판단 결과 추가적인 사용자의 등록이 필요하지 않는 경우에는, 음성 제어를 수행하는 인공 지능 장치(100)의 프로세서(180)는 음성 제어를 수행하기 위한 입력 음성 신호를 수신한다(S307).

입력 음성 신호에는 음성 제어를 수행하기 위한 사용자의 음성뿐만 아니라 다양한 노이즈가 포함될 수 있다. 또한, 입력 음성 신호에는 등록되지 않은 사용자들의 음성도 포함될 수 있고, 등록된 여러 사용자들의 음성도 포함될 수 있다.

이때, 프로세서(180)는 음성 제어를 수행하는 인공 지능 장치(100)의 마이크(130)를 통하여 입력 음성 신호를 수신하거나, 외부 단말기(300)의 마이크를 통하여 획득된 입력 음성 신호를 통신부(110)를 통하여 수신할 수 있다.

음성 제어를 수행하는 인공 지능 장치(100)의 프로세서(180)는 음성 추출 필터를 이용하여 등록된 사용자의 음성에 의도(intention) 정보 또는 의미 정보에 상응하는 제어를 수행한다(S309).

이때, 프로세서(180)는 입력 음성 신호를 수신하면, 등록된 사용자에 대한 음성 추출 필터를 이용하여 등록된 사용자에 대한 음성 신호를 추출하고, 추출한 음성 신호의 의도 정보에 상응하는 음성 제어를 수행할 수 있다.

이때, 프로세서(180)는 음성 추출 필터를 이용하여 직접 입력 음성 신호로부터 등록된 사용자의 음성을 추출할 수 있으나, 학습 서버(200)나 음성 서버(400)에 입력 음성 신호를 송신하고 음성 추출 필터를 이용하여 추출된 사용자의 음성을 수신할 수도 있다.

이때, 프로세서(180)는 등록된 사용자의 음성이 추출되면 추출된 음성 신호의 의도 정보 또는 의미 정보에 상응하는 음성 제어 항목을 수행하는데, 추출된 음성 신호의 의도 정보 또는 의미 정보는 프로세서(180)가 직접 획득할 수도 있지만, 음성 서버로부터 수신할 수도 잇다.

즉, 프로세서(180)는 입력 음성 신호를 수신하면 이를 음성 서버에 전송하고, 음성 서버는 입력 음성 신호에서 음성 분리 필터를 이용하여 사용자 음성을 추출하고, NLP와 같은 자연어 처리 기법을 이용하여 추출한 사용자 음성의 의도 정보 또는 의미 정보를 획득하여 인공 지능 장치(100)에 전송할 수 있다.

이때, 음성 서버는 추출한 음성의 의도 정보 또는 의미 정보를 인공 지능 장치(100)에 전송할 수도 있지만, 직접 추출한 음성의 의도 정보 또는 의미 정보에 상응하는 제어 신호를 생성하여 인공 지능 장치(100)에 전송할 수도 있다.

도 3에서는 제어를 수행한 이후에 종료되는 것으로 도시되었으나, 다시 사용자 등록 여부를 판단하는 단계(S305)로 돌아가 반복적으로 수행될 수 있다.

제어를 수행하는 방법에 대한 구체적인 설명은 도 8과 함께 설명한다.

도 8은 도 7에 도시된 제어를 수행하는 단계(S309)의 일 실시 예를 나타낸 동작 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 인공 지능 장치(100)의 프로세서(180) 또는 음성 서버는 등록된 사용자의 음성 추출 필터를 이용하여 입력 음성 신호에서 사용자 음성을 추출한다(S801).

이때, 프로세서(180)는 등록된 사용자들 중에서 사용자 등록 정보가 활성화된 사용자들에 대하여만 음성 추출 필터를 이용하여 음성을 추출할 수 있다.

예컨대, "사용자 1", "사용자 2" 및 "사용자 3"이 등록되어 있지만, "사용자 2"의 사용자 등록 정보가 비활성화된 경우에는, 프로세서(180)는 오직 "사용자 1"과 "사용자 3"에 대하여만 음성을 추출할 수 있다.

인공 지능 장치(100)의 프로세서(180) 또는 음성 서버는 등록된 사용자에 대하여 추출된 음성의 의도 정보 또는 의미 정보를 획득한다(S803).

추출된 음성의 의도 정보 또는 의미 정보를 획득할 때에는 다양한 자연어 처리 기법이 이용될 수 있다.

이때, 추출된 음성의 의도 정보 또는 의미 정보는 추출된 음성의 의미에 상응하는 키워드 정보들로 구성될 수도 있다.

예컨대, 추출된 음성이 "10분 뒤에 전등 꺼줘"인 경우라면, 추출된 음성의 의도 정보 또는 의미 정보는 키워드로써 "10분 뒤", "전등" 및 "끄다"을 포함할 수 있다.

도 8에는 도시되지 않았으나, 인공 지능 장치(100)의 프로세서(180) 또는 음성 서버는 추출된 음성의 크기가 미리 설정된 기준 값을 넘지 않는 경우에는, 해당 추출된 음성에 대하여는 의도 정보 또는 의미 정보를 획득하지 않을 수 있다.

인공 지능 장치(100)의 프로세서(180) 또는 음성 서버는 획득한 의도 정보 또는 의미 정보에 상응하는 제어 명령을 생성한다(S805).

여기서, 제어 명령은 제어 신호 또는 제어 명령 신호를 의미할 수 있다.

인공 지능 장치(100)의 프로세서(180)는 생성된 제어 명령을 수행할 권한이 있는지 여부를 판단한다(S807).

프로세서(180)는 입력 음성 신호가 입력되면 등록된 사용자의 음성 필터를 이용하여 음성을 추출하고 추출한 음성에 상응하는 제어 명령을 생성하기 때문에, 각 음성 명령은 어떤 등록된 사용자의 음성 명령인지 구분할 수 있다.

즉, 프로세서(180)는 제어 항목별 요구 권한 정보와 사용자별 권한 정보를 이용하여, 생성된 제어 명령에 상응하는 음성을 발화한 대상 사용자가 해당 생성된 제어 명령을 수행할 권한이 있는지 여부를 판단할 수 있다.

단계 S807의 판단 결과 제어 명령을 수행할 권한이 존재하는 경우, 프로세서(180)는 제어 명령을 수행한다(S809).

이때, 프로세서(180)는 제어 명령을 수행하고 그 제어 명령에 따른 결과나 그 제어 명령의 수행과 관련된 알림을 출력할 수 있다.

예컨대, 사용자의 음성으로부터 생성된 제어 명령이 "10분 뒤 전등 소등"이고 그 사용자가 해당 명령을 수행할 권한이 있는 경우라면, 프로세서(180)는 10분 뒤에 전등을 소등하기 위한 타이머나 예약 기능을 설정할 수 있고, 이러한 명령이 정상적으로 입력되었음을 알리는 알림 또는 결과를 출력할 수 있다.

또는, 사용자의 음성으로부터 생성된 제어 명령이 "전등 소등"이고 그 사용자가 해당 명령을 수행할 권한이 있는 경우라면, 프로세서(180)는 바로 전등을 소등하고, 전등을 소등하였음을 알리는 알림 또는 결과를 출력할 수 있다.

만약, 제어 명령이 바로 그 제어 명령에 따른 결과가 확인 가능한 경우라면, 별도의 제어 명령을 수행하였음을 알리는 알림을 출력하지 않을 수 있다.

예컨대, 제어 명령이 "전등 소등"이고 사용자가 즉시 전등이 소등되는 것을 확인할 수 있는 상황이라면, 제어 명령을 수행하여 전등을 소등시키는 것만으로 충분하고, 별도로 사용자에게 전등을 소등하였음을 알리는 알림을 제공하지 않을 수도 있다.

이러한 결과나 알림의 출력 여부는 사용자의 설정에 따라 가변적으로 제공될 수도 있다.

만약, 사용자가 제어 권한이 있다고 하더라도 추가적인 인증이나 행위가 요구되는 경우에는, 프로세서(180)는 이를 요구하는 알림을 제공할 수 있다.

예컨대, 금융 어플리케이션은 제어 권한이 있다고 하더라도 추가적으로 지문 인증이나 홍채 인증이 필요한 경우라고 한다면, 프로세서(180)는 권한 있는 사용자의 금융 어플리케이션의 제어 명령이 수행할 때 지문 인증이나 홍채 인증이 필요하다는 알림을 제공할 수 있다.

이때, 입력 음성 신호에 복수의 등록된 사용자들의 음성이 포함됨에 따라 동시에 복수의 제어 명령이 입력된 경우에는, 프로세서(180)는 미리 정해진 순위 규칙에 따라 복수의 제어 명령들의 순위를 결정하고, 결정된 순위가 높은 순서대로 제어 명령을 수행할 수 있다.

이때, 프로세서(180)는 순위 규칙을 설정하기 위한 인터페이스를 제공할 수 있다.

이때, 순위 규칙은 복수의 제어 명령들 중에서 전체 권한 정보가 높은 사용자의 제어 명령에 높은 순위를 부여하는 규칙일 수 있다.

예컨대, "사용자 1"은 전체 권한 정보가 레벨 3이고, "사용자 2"는 전체 권한 정보가 레벨 2인 경우라면, 프로세서(180)는 두 사용자들의 음성 제어 명령이 동시에 입력되더라도 "사용자 1"의 음성 제어 명령을 1순위로 처리하고, "사용자 2"의 음성 제어 명령을 2순위로 처리할 수 있다.

이때, 순위 규칙은 복수의 제어 명령들 중에서 소리의 크기가 큰 제어 명령에 높은 순위를 부여하는 규칙일 수 있다.

예컨대, "사용자 1"이 발화한 음성이 "사용자 2"가 발화한 음성보가 크기가 작은 경우라면, 프로세서(180)는 두 사용자들의 음성 제어 명령이 동시에 입력되더라도 "사용자 2"의 음성 제어 명령을 1순위로 처리하고, "사용자 1"의 음성 제어 명령을 2순위로 처리할 수 있다.

이때, 순위 규칙은 소리의 크기와 전체 제어 권한 정보를 함께 고려하여 복수의 제어 명령들에 부여하는 규칙일 수 있다.

이때, 소리의 크기와 전체 권한 정보 사이의 우선 순위는 미리 설정된 기본 값 또는 사용자의 설정 값에 따라 결정될 수 있다.

이때, 프로세서(180)는 소리의 크기와 전체 권한 정보 사이의 우선 순위를 설정하는 인터페이스를 제공할 수 있다.

예컨대, 기본 값 또는 사용자의 설정 값으로써 소리의 크기보다 전체 권한 정보의 우선 순위가 높은 경우를 가정한다. 그리고, "사용자 1"의 전체 권한 정보가 레벨 3이고 소리의 크기가 70dB이고, "사용자 2"의 전체 권한 정보가 레벨 2이고 소리의 크기가 80dB이고, "사용자 3"의 전체 권한 정보가 레벨 3이고 소리의 크기가 60dB인 경우를 가정한다.

이 경우, 프로세서(180)는 "사용자 2"는 비록 소리의 크기가 가장 크지만 전체 권한 정보가 레벨 2로 제일 낮으므로, "사용자 2"의 제어 명령은 3순위로 수행할 수 있다. 그리고, 프로세서(180)는 "사용자 1"은 "사용자 3"과 비교하여 전체 권한 정보가 레벨 3으로 동일하지만 소리의 크기가 더 크므로, "사용자 1"의 제어 명령은 1순위로 수행하며, "사용자 3"의 제어 명령은 2순위로 수행할 수 있다.

특히, 복수의 제어 명령 사이의 순위는 단순히 제어 명령을 수행하는 순서를 의미하는 것이 아니라 중요도를 의미할 수 있다.

이때, 동일한 제어 항목에 대하여 상반되는 2개의 제어 명령이 입력되는 경우라면, 프로세서(180)는 우선 순위가 높은 제어 명령만을 수행하고, 우선 순위가 낮은 상반되는 제어 명령은 수행하지 않을 수 있다.

예컨대, 전체 권한 정보가 레벨 3인 "사용자 1"의 제어 명령이 "전등 점등"이고, 전체 권한 정보가 레벨 2인 "사용자 2"의 제어 명령이 "전등 소등"인 경우에는, 프로세서(180)는 전체 권한 정보가 높아 우선 순위가 높은 "사용자 1"의 제어 명령인 "전등 점등"만을 수행할 수 있다.

단계 S807의 판단 결과 제어 명령을 수행할 권한이 존재하지 않는 경우에는, 프로세서(180)는 제어 명령을 수행하지 않고 제어 권한이 없음을 알리는 결과 또는 알림을 출력한다(S811).

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 음성 추출 필터를 이용하여 음성 제어를 수행하는 시스템(1)을 나타낸 도면이다.

도 9를 참조하면, 본 발명이 일 실시 예에 따른 음성 추출 필터를 이용하여 음성 제어를 수행하는 시스템(1)은 음성 제어를 수행하는 인공 지능 장치(100), 학습 서버(200), 외부 단말기(300) 및 음성 서버(400)로 구성될 수 있다. 다만, 음성 제어를 수행하는 시스템(1)은 구성하기에 따라서는 학습 서버(200), 외부 단말기(300) 또는 음성 서버(400) 중에서 적어도 하나 이상을 포함하지 않고도 구성될 수 있다.

사용자는 음성 제어를 허용할 사용자들을 관리하기 위하여 외부 단말기(300)를 통하여 사용자를 등록한다(S901).

도 9에서는 사용자 1(931)이 등록하는 것으로 도시되어 있으나, 다른 사용자에 의하여도 등록할 수 있다.

이때, 외부 단말기(300)는 사용자 등록을 위한 인터페이스를 제공할 수 있으며, 제공되는 인터페이스에는 사용자 식별 정보와 사용자 등록 정보의 활성화 상태 정보가 포함될 수 있다.

사용자 등록 정보에는 상술한 바와 같이 사용자들 각각에 대한 제어 권한 정보가 포함될 수 있다.

도 9에서 사용자 1(931), 사용자 2(932) 및 사용자 3은 모두 등록된 사용자이다. 하지만, 사용자 1(931) 및 사용자 3은 사용자 등록 정보가 활성화된 상태로써 음성 제어가 허용된 상태이며, 사용자 2(932)는 사용자 등록 정보가 비활성화된 상태로써 음성 제어가 허용되지 않은 상태이다. 그리고, 사용자 4(934)는 미등록 사용자이다.

사용자가 등록되면 외부 단말기(300)는 사용자 등록 정보를 음성 제어를 수행하는 인공 지능 장치(100)에 전달한다(S903).

인공 지능 장치(100)는 수신한 사용자 등록 정보를 이용함으로써, 추후 사용자들(931, 932 및 933)으로부터 음성 신호를 입력 받았을 경우에 해당 음성 신호에 상응하는 제어 명령을 수행할 것인지 여부를 판단할 수 있다.

또한, 사용자가 등록되면 외부 단말기(300)는 사용자 음성 데이터를 음성 서버(400)에 전달한다(S905).

음성 서버(400)는 음성 데이터를 저장하고 관리하는 데이터 관리 서버로서의 기능을 가질 수 있다.

또한, 실시하기에 따라서 음성 서버(400)는 입력된 음성 신호에 대하여 자연어 처리에 따라 의도 정보 또는 의미 정보를 획득하는 음성 데이터 연산 서버로서의 기능을 가질 수 있다.

음성 서버(400)는 단일한 서버로 구성될 수도 있지만, 복수의 서버들이 하나의 세트로서 구성될 수 있다.

음성 서버(400)는 등록된 사용자별 음성 추출 필터를 생성하는데 이용하기 위한 학습 데이터를 학습 서버(200)로 전달한다(S907).

학습 데이터에는 등록된 사용자들 각각에 대한 음성 데이터와, 각 음성 데이터가 어떤 사용자의 음성 데이터인지를 가리키는 정보가 포함될 수 있다.

학습 서버(400)는 수신한 학습 데이터를 이용하여 등록된 사용자들 각각에 상응하는 음성 추출 필터를 생성하고, 생성한 음성 추출 필터를 인공 지능 장치(100)에 전달한다(S909).

음성 제어가 허용된 사용자 1(931)가 인공 지능 장치(100)에 발화를 통하여 음성 제어를 요청하면(S911), 인공 지능 장치(100)는 사용자 1(931)의 음성 추출 필터를 이용하여 입력된 음성 신호로부터 사용자 1의 음성을 추출한다. 그리고, 인공 지능 장치(100)는 추출된 사용자 1의 음성에 상응하는 제어 명령을 수행하고 그 응답을 사용자 1(931)에게 제공한다(S913).

음성 제어가 허용되지 않은 사용자 2(932)가 인공 지능 장치(100)에 발화를 통하여 음성 제어를 요청하면(S915), 인공 지능 장치(100)는 사용자 2(932)는 음성 제어가 허용되지 않은 사용자이므로 음성 제어를 수행하지 않고, 음성 제어를 수행하지 않은 취지 또는 그 결과 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 응답을 사용자 2(932)에게 제공한다(S917).

미등록 사용자 4(934)가 인공 지능 장치(100)에 발화를 통하여 음성 제어를 요청하면(S919), 인공 지능 장치(100)는 사용자 4(934)가 등록되지 않았으므로 별도의 응답을 하지 않는다.

구체적으로, 미등록 사용자 4(934)에 상응하는 음성 추출 필터가 존재하지 않으므로, 인공 지능 장치(100)는 입력 음성 신호에서 사용자 4(934)의 음성을 추출하지도 않으며, 그에 따라 사용자 4(934)의 음성에 대한 일체의 판단이 이루어지지 않는다.

도 9는 단순히 사용자가 등록되었는지 여부 또는 등록된 사용자의 음성 제어 활성화 여부만을 기준으로 음성 제어를 수행하는 구성을 개시하고 있지만, 상술한 바와 같이 본 발명의 다양한 실시 예에서는 각 사용자별 제어 권한 정보를 고려하여 음성 제어를 수행할 수 있다.

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다.

Claims

음성 제어를 수행하는 인공 지능 장치에 있어서,
등록된 사용자의 음성을 추출하는 음성 추출 필터를 저장하는 메모리; 및
사용자의 식별 정보 및 상기 사용자의 제1 음성 신호를 수신하고, 상기 수신한 식별 정보를 이용하여 상기 사용자를 등록하고, 제2 음성 신호를 수신하면 상기 등록된 사용자에 상응하는 상기 음성 추출 필터를 이용하여 상기 수신한 제2 음성 신호에서 상기 등록된 사용자에 대한 음성을 추출하고, 상기 등록된 사용자에 대한 상기 추출된 음성의 의도 정보에 상응하는 제어를 수행하는 프로세서
를 포함하고,
상기 음성 추출 필터는
상기 등록된 사용자의 상기 제1 음성 신호를 이용하여 생성되는 것인, 인공 지능 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 프로세서는
등록된 사용자들에 대한 사용자 등록 정보와 상기 사용자 등록 정보의 활성화 여부를 출력하는, 인공 지능 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 프로세서는
적어도 하나 이상의 등록된 사용자들에 대한 사용자 등록 정보를 활성화하거나 비활성화하는 제어 신호를 수신하고, 상기 사용자 등록 정보가 비활성화된 사용자는 등록되지 않은 사용자 또는 권한 없는 사용자로 판단하는, 인공 지능 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 프로세서는
상기 음성을 추출할 때 상기 등록된 사용자들 중에서 상기 사용자 등록 정보가 활성화된 사용자들 각각에 대한 음성만을 추출하는, 인공 지능 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 프로세서는
상기 사용자를 등록할 때 상기 사용자의 권한 정보를 수신하고, 상기 수신한 식별 정보 및 상기 수신한 권한 정보를 이용하여 상기 사용자를 등록하는, 인공 지능 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 프로세서는
상기 사용자의 상기 권한 정보를 기반으로 상기 추출된 음성의 의도 정보에 상응하는 제어 항목에 대한 권한이 있는지 판단하고, 상기 사용자가 상기 제어 항목에 대한 권한이 있는 경우에 상기 제어 항목에 대한 제어를 수행하는, 인공 지능 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 권한 정보는
등록된 사용자들마다 설정된 권한 정보이며, 제어 항목들 각각에 대한 개별 권한 정보 또는 전체 권한 정보 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는, 인공 지능 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 프로세서는
상기 추출된 음성들을 상기 전체 권한 정보가 높은 순서대로 순위를 매기고, 상기 순위가 높은 순서대로 상기 추출된 음성들의 의미에 상응하는 제어를 수행하는, 인공 지능 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 프로세서는
상기 추출된 음성들을 소리의 크기와 상기 전체 권한 정보를 고려하여 순위를 매기고, 상기 순위가 높은 순서대로 상기 추출된 음성들의 의미에 상응하는 제어를 수행하며,
상기 소리의 크기와 상기 전체 권한 정보 사이의 우선 순위는
미리 설정된 기본 값 또는 사용자의 설정 값에 따라 결정되는 것인, 인공 지능 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 프로세서는
상기 추출된 음성들을 소리의 크기가 큰 순서대로 순위를 매기고, 상기 순위가 높은 순서대로 상기 추출된 음성들의 의미에 상응하는 제어를 수행하는, 인공 지능 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 음성 추출 필터는
인공 신경망(Artificial Neural Network)에서 대상 특징 벡터로써 출력되고,
상기 인공 신경망은
상기 사용자의 상기 제1 음성 신호를 포함하는 입력 음성 신호 및 상기 사용자를 지칭하는 정보를 포함하는 입력 데이터가 입력 되었을 때, 출력하는 상기 대상 특징 벡터를 이용하여 상기 입력 음성 신호로부터 추출한 상기 사용자의 음성과 상기 제1 음성 신호와의 차이가 작아지도록 학습되는 것인, 인공 지능 장치.
청구항 11에 있어서,
음성 서버 또는 학습 서버 중에서 적어도 하나 이상과 통신하는 통신부
를 더 포함하고,
상기 프로세서는
상기 제1 음성 신호를 수신하면 상기 음성 서버 또는 상기 학습 서버 중에서 적어도 하나 이상에 상기 수신한 제1 음성 신호를 전송하고, 상기 학습 서버로부터 상기 제1 음성 신호를 이용하여 학습된 상기 음성 추출 필터를 수신하는, 인공 지능 장치.
청구항 12에 있어서,
상기 프로세서는
상기 등록된 사용자에 대한 음성을 추출하면 상기 추출된 음성을 상기 음성 서버에 전송하고, 상기 음성 서버로부터 상기 추출된 음성의 의도 정보 또는 상기 의도 정보에 상응하는 제어 정보를 수신하고, 상기 수신한 의도 정보 또는 상기 수신한 제어 정보에 상응하는 제어를 수행하는, 인공 지능 장치.
프로세서가 사용자의 식별 정보 및 상기 사용자의 제1 음성 신호를 수신하는 단계;
상기 프로세서가 상기 수신한 식별 정보를 이용하여 상기 사용자를 등록하는 단계;
상기 프로세서가 제2 음성 신호를 수신하면 상기 등록된 사용자에 상응하는 음성 추출 필터를 이용하여 상기 수신한 제2 음성 신호에서 상기 등록된 사용자에 대한 음성을 추출하는 단계; 및
상기 프로세서가 상기 등록된 사용자에 대한 상기 추출된 음성의 의도 정보에 상응하는 제어를 수행하는 단계
를 포함하고,
상기 음성 추출 필터는
상기 등록된 사용자의 음성을 추출하는 필터이며, 상기 등록된 사용자의 상기 제1 음성 신호를 이용하여 생성되는 것인, 음성 제어를 수행하는 방법.
음성 제어를 수행하는 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 기록 매체에 있어서,
상기 음성 제어를 수행하는 방법은
프로세서가 사용자의 식별 정보 및 상기 사용자의 제1 음성 신호를 수신하는 단계;
상기 프로세서가 상기 수신한 식별 정보를 이용하여 상기 사용자를 등록하는 단계;
상기 프로세서가 제2 음성 신호를 수신하면 상기 등록된 사용자에 상응하는 음성 추출 필터를 이용하여 상기 수신한 제2 음성 신호에서 상기 등록된 사용자에 대한 음성을 추출하는 단계; 및
상기 프로세서가 상기 등록된 사용자에 대한 상기 추출된 음성의 의도 정보에 상응하는 제어를 수행하는 단계
를 포함하고,
상기 음성 추출 필터는
상기 등록된 사용자의 음성을 추출하는 필터이며, 상기 등록된 사용자의 상기 제1 음성 신호를 이용하여 생성되는 것인, 기록 매체.