$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

음절수와 모음 열을 이용한 한국어 연결 숫자 음성인식
Connected Korean Digit Speech Recognition Using Vowel String and Number of Syllables 원문보기

정보처리학회논문지. The KIPS transactions. Part A. Part A, v.10A no.1, 2003년, pp.1 - 6  

윤재선 (보이스텍 음성기술연구소) ,  홍광석 (성균관대학교 정보통신공학부)

초록

본 논문에서는 음절수와 모음 열 정보를 이용한 한국어 연속 숫자 인식을 제안하였다. 제안한 연속 숫자 인식기는 첫 단계로 발성된 연속 숫자 음성에서 음절수와 구간을 추출하고, 두 번째 단계로 모음 열을 인식한다. 이와 같이 인식된 모음 열 정보를 이용하여 인식 후보를 줄이게 된다. 인식후보 모델은 조음효과에 효과적으로 대처할 수 있는 CV(Consonant Vowel), VCCV, VC단위 HMM(Hidden Markov Model)을 사용하여 연속 숫자 음성인식기를 구성하였다. 실험결과 제안된 방법이 조음효과를 효과적으로 대처하고 연결 숫자 인식에 유효함을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, we present a new Korean connected digit recognition based on vowel string and number of syllables. There are two steps to reduce digit candidates. The first one is to determine the number and interval of digit. Once the number and interval of digit are determined, the second is to rec...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

제안 방법

  • 예로써 /이 오 유/의 모음열을 이용해서 기준모델을 구 성할 경우 세 음절의 경우 후보 감축을 위한 별도의 방법을 적용하지 않는다면 구성할 수 있는 모델의 연결은 1,000 (=10x10x10x1)개의 연결이 가능하고, 앞에서 순차적으로 제 1후보로 인식하여 가는 경우 30(=10+10+10x1)개의 연 결로 인식이 가능하다[2]. 그러나 본 논문에서 제안한 방법은 (그림 8)에서 보는 바와 같이 9(=ix6xixl + lx3xix 1)개의 연결만으로 가능하기 때문에 인식시간의 단축 효과 도 기대된다.
  • 그러나, 연음이 되는 숫자음성인 경우에는 예를 들어 /25/, /42/, /95/사이에서는 음절구별이 정확 하게 되지 않는 경우가 있다. 따라서 좀 더 정확한 음절의 개수를 추출하기 위해서 본 논문에서는 VB1 파라미터의 미분 정보를 이용하여 분할한다. VB1 파라미터의 미분정보를 적용하는 방법은 다음과 같다.
  • 본 논문에서는 연속 발성된 숫자음성에서 비교적 안정된 모음 부의 정보를 이용하여 음절수를 추출하고, 음절의 안 정구간에 포함된 모음열을 추출하여 인식한 후 연결 숫자 의 인식 후보를 감축한다. 또한 인식된 모음 열 정보를 이용하여 CV, VCCV, VC 단위의 HMM 모델[2, 3]을 인식 단 위로 하는 연속 숫자 음성인식 시스템을 제안하였다. 제안한 방법의 성능 평가는 모음 열 인식 정보를 적용하지 않은 방식 [2]과 비교하여 평가하였다.
  • 먼저 입력 데 이터로부터 에너지와 영 교차율(zero-crossing rate)을 이용하여 유성음과 무성음 영역을 검출한다. 또한 좀 더 정확한 유성음 영역을 검출하기 위해 제 1 포먼트, 제 2 포먼트가 존재하는 215Hz와 2, 756Hz사이의 에너지 정보 VB1 (vowel band 1) 파라미터를 이용하여 안정된 유성음 영역을 추출 하였다. VB1 파라미터의 주파수 대역은 모음영역에서 비교적 큰 에너지를 갖기 때문에 유성음 영역을 검출하는데 유 효한 파라미터로 사용될 수 있다.
  • 음절 개수 추출은 기준모델 작성시 연속 숫자의 개수에 큰 영향을 미치기 때문에 인식하기 전에 미리 음절 개수를 알고 있다면 인식 오류를 줄일 수 있게 된다. 먼저 입력 데 이터로부터 에너지와 영 교차율(zero-crossing rate)을 이용하여 유성음과 무성음 영역을 검출한다. 또한 좀 더 정확한 유성음 영역을 검출하기 위해 제 1 포먼트, 제 2 포먼트가 존재하는 215Hz와 2, 756Hz사이의 에너지 정보 VB1 (vowel band 1) 파라미터를 이용하여 안정된 유성음 영역을 추출 하였다.
  • 모음 열 인식 정보를 이용한 기준모델 구성에 따른 연결 숫자 음성인식 시스템의 유효성을 확인하기 위해서 모음 열 인식에는 연결 숫자음성 뿐만 아니라 성명, 단음절, PBW가 포함된 음성 DB를 이용하여 HMM모델을 구성하였다. 연 결 숫자인식을 위한 CV, VCCV, VC 단위모델은 연결 숫자 음성 DB를 이용하여 모델을 생성하였다.
  • 모음 열 추출 결과에 따라 숫자음성 기준 모델을 결합하 도록 함으로써 후보의 수를 줄여 인식 속도를 향상할 수 있도록 구성한다. (그림 8)은 모음 열 /이 오 유/에 따른 기준 모델구성의 결과를 나타내었다.
  • 모음 열 추출 방법은 각각의 참조 모델의 모음군의 값이 임의의 기준 값 이상이 되면 모음 후보가 존재한다고 결정 하고 인식하도록 하였다. 또한 숫자음성 /오이/, /사이/, /구 일/과 같이 종성이 없는 음절과 초성이 /。/이 오는 음절인 경우에는 음절개수를 정확하게 추출하지 못하는 경우가 있다.
  • 모음열을 구하기 위해서 숫자음성 뿐만 아니라 성명, 단 음절, PBW가 포함된 음성 DB로부터 안정된 모음 영역으 로부터 각 모음군의 제 1포먼트와 제 2포먼트의 주파수 영역의 에너지 분포와 모음 영역 HMM을 생성하여 기준 모델로 사용하였다[3]. (그림 5)에 모음군의 분류와 그에 따른 기준모델 생성을 나타내었다.
  • 발성된 연속 숫자 음성에서 모음열을 인식하기 위해서 /삼/, /사/, /팔/은 /아/모음 군에 /공/, /오/, /구/는 /오/모음 군에, /일/, /이/, /칠/은 /이/모음 군으로 구별하고 /육/은 / 이+오/군으로 구별하였다. /오/와 /구/를 같은 /오/모음 군 으로 분류한 것은 /오/와 /우/의 특성이 유사하여 변별이 쉽지 않았기 때문이다.
  • 본 논문에서는 발성된 연속 숫자음성에서 음절수와 모음열을 추출하고, 추출된 모음 열에 해당하는 후보 모델을 VCCV 단위 HMM을 이용하여 인식하는 한국어 연속숫자 음성인식 시스템을 구현하였다. 음절수와 모음 열 정보를 이용하여 인식후보의 수를 줄였기 때문에 인식 시간의 단 축을 가져오게 되고, 후보가 줄어드는 관계로 인식률 면에 서도 좋은 성능이 나타남을 알 수 있었다.
  • 본 논문에서는 연속 발성된 숫자음성에서 비교적 안정된 모음 부의 정보를 이용하여 음절수를 추출하고, 음절의 안 정구간에 포함된 모음열을 추출하여 인식한 후 연결 숫자 의 인식 후보를 감축한다. 또한 인식된 모음 열 정보를 이용하여 CV, VCCV, VC 단위의 HMM 모델[2, 3]을 인식 단 위로 하는 연속 숫자 음성인식 시스템을 제안하였다.
  • 음절 개수 추출시 오류가 잦은 연속된 숫자 열인 /이이/, I오외는 발성 시간 정보를 이용하여 두 개의 영역으로 분 할하도록 하였다. 숫자음성 /팔/인 경우에는 /아/모음 다음 에 유성종성자음 /e/o] /이/모음 군으로 맵핑되는 경우가 있기 때문에 규칙을 적용하여 한 음절 안에 끊김 없이 /아 /, /이/가 올 경우에는 뒤쪽에 위치한 /이/모음 군을 삭제하도록 구성하였다. 또한 모음열이 짧은 시간을 갖는 /이/모 음 군과 /오/모음 군이 연속적으로 발성될 경우에는 숫자음 성 /육/으로 발성된 것으로 하였다.
  • 모음 열 인식 정보를 이용한 기준모델 구성에 따른 연결 숫자 음성인식 시스템의 유효성을 확인하기 위해서 모음 열 인식에는 연결 숫자음성 뿐만 아니라 성명, 단음절, PBW가 포함된 음성 DB를 이용하여 HMM모델을 구성하였다. 연 결 숫자인식을 위한 CV, VCCV, VC 단위모델은 연결 숫자 음성 DB를 이용하여 모델을 생성하였다. 성능 평가를 위해서는 연결 숫자의 모든 조합이 고려된 4 연속숫자 음성 35 개를 훈련에 참여하지 않은 화자 5명이 발성한 음성을 이용하여 평가하였다.
  • 음절 개수 추출시 오류가 잦은 연속된 숫자 열인 /이이/, I오외는 발성 시간 정보를 이용하여 두 개의 영역으로 분 할하도록 하였다. 숫자음성 /팔/인 경우에는 /아/모음 다음 에 유성종성자음 /e/o] /이/모음 군으로 맵핑되는 경우가 있기 때문에 규칙을 적용하여 한 음절 안에 끊김 없이 /아 /, /이/가 올 경우에는 뒤쪽에 위치한 /이/모음 군을 삭제하도록 구성하였다.
  • 4 연속숫자 35개는[표 2]와 같다. 이를 이용하여 4음절의 음절 개수 추출 정확도, 모음 열 검출 정 확도, 인식률을 조사하였으며, 인식률의 비교 대상은 모음 열 정보를 적용하지 않은 기존의 4 연속숫자 음성의 CV, VCCV, VC 단위모델[2]의 경우와 비교 평가하였다.
  • [표 4]에는 모음 열 정보를 이용한 시스템과 기존의 시 스템과의 연속숫자 음성인식 결과를 나타내었다. 인식률은 4자리를 모두 알아맞히는 경우를 인식된 것으로 하여 조사 하였다. 인식 결과를 살펴보면 모음 열을 이용한 시스템이 25.

대상 데이터

  • 연 결 숫자인식을 위한 CV, VCCV, VC 단위모델은 연결 숫자 음성 DB를 이용하여 모델을 생성하였다. 성능 평가를 위해서는 연결 숫자의 모든 조합이 고려된 4 연속숫자 음성 35 개를 훈련에 참여하지 않은 화자 5명이 발성한 음성을 이용하여 평가하였다. 4 연속숫자 35개는[표 2]와 같다.
  • 그러나, 연속된 숫자 음성의 발성 시에 는 숫자와 숫자사이에 음절의 구분이 쉽지 않게 연결되어 나타나는 경우를 음성 파형 관찰에서 쉽게 확인할 수 있다. 일례로써 (그림 1)에 4연속 숫자음성 523新/오이삼오/라고 발성한 음성 파형과 스펙트로그램을 나타내었다. (그림 1) 에서 보는 바와 같이 자연스러운 발성인 경우에는 오와 이 사이, 삼과 오 사이와 같이 연결되어 있어서 정확한 음절 구분이 쉽지 않게 된다[2].

데이터처리

  • 또한 인식된 모음 열 정보를 이용하여 CV, VCCV, VC 단위의 HMM 모델[2, 3]을 인식 단 위로 하는 연속 숫자 음성인식 시스템을 제안하였다. 제안한 방법의 성능 평가는 모음 열 인식 정보를 적용하지 않은 방식 [2]과 비교하여 평가하였다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (8)

  1. T. Ukita, E. Saito, T. Nitta and S. Watanabe, 'A Speaker-Independent Connected Digit Recognition System Concatenating Statistically Discriminated Words', IEEE Tran.on Signal Processing, Vol.40, No.10, pp.2414-2424, Oct., 1992 

  2. 윤재선, 홍광석, '반음절 단위 HMM을 이용한 연속 숫자 음성인식', 한국음향학회지, 제17권 제5호, pp.73-78, 1998 

  3. 윤재선, 홍광석, 'VCCV 단위를 이용한 어휘독립 음성인식 시스템의 구현', 한국음향학회지, 제21권 제2호 pp.160-166, 2002 

  4. 김순협 외 4인, '음소 단위에 의한 한국어 연속 숫자음 인식에 관한 연구', 한국음향학회지, 제8권 제3호, pp.5-15, 1989 

  5. O. W. Kwon and C. K. Un, 'Context-dependent word duration modelling for Korean connected digit recognition,' Electron. Lett., Vol.31, No.19, pp.1630-1631, Sep., 1995] 

  6. 양진우, 김순협, 'HMM과 연결 숫자음의 후처리를 이용한 음성 다이얼링에 관한 연구', 한국음향학회지, 제14권 제5호, pp.74-82, 1995 

  7. 박현상 외 3인, 'Diphone 단위의 Hidden Markov Model을 이용한 한국어 단어인식', 한국음향학회지, 제13권 제1호, pp.14-23, 1994 

  8. 정광우, 홍광석, 'MLP-VQ와 가중 DHMM을 이용한 연결 숫자음 인식에 관한 연구', 대한 전자공학회논문지, 제35권 제8호, pp.96-105, 1998 

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

BRONZE

출판사/학술단체 등이 한시적으로 특별한 프로모션 또는 일정기간 경과 후 접근을 허용하여, 출판사/학술단체 등의 사이트에서 이용 가능한 논문

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로