[논문]음성인식 학습 시스템활용 영어 발음 및 억양 개선방안에 관한 연구

이재일; 김영권; 김귀정

doi:10.15207/jkcs.2017.8.11.001

음성인식 학습 시스템활용 영어 발음 및 억양 개선방안에 관한 연구
A Study on Improving English Pronunciation and Intonation utilizing Fluency Improvement system 원문보기

한국융합학회논문지 = Journal of the Korea Convergence Society, v.8 no.11, 2017년, pp.1 - 6

이재일 (세명대학교 교양대학) , 김영권 (오산대학교 컴퓨터정보과) , 김귀정 (백석대학교 정보통신학부)

초록
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본 논문은 IT 기기의 활용을 통해 외국어 학습 편의성을 제공하여 외국어학습에 대한 학습력 증진의 실효성을 높여주는 시스템 개발에 중점을 두고 있다. 다양한 환경에서 의사소통의 기준으로 큰 역할을 하고 있는 영어를 학습할 때 기본적인 어법 외에도 발음과 억양의 중요성이 의사소통에 큰 역할을 한다. 발음 및 억양은 사용하는 모국어의 특성에 따라서 다르게 나타나고 이러한 차이로 인해 의사소통에 문제가 발생하는 경우가 다수 존재한다. 제안 시스템은 학습자의 모국어 발음 및 억양에 대한 정보를 바탕으로 영어 의사소통 과정에서 수용가능한 발음과 억양을 구분하여 시스템의 개입이 필요하다고 판단되는 경우 수정 및 보완을 요청하여 학습이 이루어지도록 도움을 주는데 목적이 있다. 제안 시스템은 학습자들의 음성신호를 수집하여 수용가능한 임계점을 설정하여 시스템의 개입을 최소화한다. 그 결과 불필요한 시스템 개입으로 인한 발화의 중단이 최소화되어 효율성이 증가할 수 있을 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

This paper focuses on the development of a system that improves the convenience of foreign language learning and enhaces the learning ability of the target language through the use of IT devices. In addition to the basic grammar, the importance of pronunciation and intonation have somewhat crucial effect in everyday communication. Pronunciation and intonation of English are different according to the basic characteristics of a native language and these differences often cause problems in communication. The proposed system distinguishes acceptability in English communication process and requests the correction in realtime. The proposed system minimizes system intervention by collecting various voice signals of foreign language learners and setting that can be considered as acceptable threshold points. As a result, the learner can increase the learning efficiency with minimal interruption of the utterance caused by unnecessary system intervention.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서 제안하는 시스템은 사용자의 생활공간에서 사용 또는 연습과정에서 발생하는 다양한 음성신호를 인식하여 실시간으로 수정 및 보완된 아웃풋을 학습자에게 제공하는 것으로 학습자는 즉각적인 피드백을 통한 반복훈련으로 의사소통에 필요한 발음 및 억양을 수정하는데 도움을 주는데 목적을 두고 있다. 우선 다양한 공간에 설치된 다중음성인풋을 통해 수집된 정보들이 수용 가능한 것인지 아닌지를 판별하는 정보판독과정을 거쳐야 하고 수용불가 또는 보완이 필요하다고 판별되는 경우 그에 대한 적합한 개선방법을 제시하여 반복훈련이 가능한 절차가 필요하다.
이에 본 연구에서는 음성인식센서 기반의 유창성향상 학습시스템을 구축하여 학습자에게 필요한 수정사항만 제시하여 필요 이상의 음성정보는 차단하는 발음 및 억양 향상 방안을 마련하는데 그 목적이 있다. 외국어 학습에 있어서 목표언어에 대한 노출빈도 및 반복학습은 외국어 학습에 있어서 기본적으로 수행되어져야 하는 요소이기에 학습자들 지속적으로 활용할 수 있는 단순하면서도 흥미를 쉽게 잃지 않을 수 있는 시스템의 구축이 함께 이루어져야 할 것이다.
이에 본 연구에서는 일상적인 생활공간에서 영어학습자들이 목표언어에 대한 발음 및 억양 교정에 필요한 다양하고 효과적인 학습을 할 수 있도록 지속적인 모니터링과 수정 및 보완을 가능하게 만들어주는 시스템을 구축하여 영어발음 및 억양의 학습에 긍정적 영향을 미치는 시스템을 제안하고자 한다.
이 장에서는 음성인식 시스템을 기반으로 하는 발음 및 억양 교정시스템을 구축하기 위한 구조 즉 시스템의 정보처리과정과 해당 시스템 안에 설계되어 있는 구성요인들의 작동방법과 각각의 기능에 대하여 설명하고자 한다. 제안하는 모델의 시스템 구성요인들이 각기 어떠한 기능적 측면을 갖고 있는지와 시스템의 운영 방법 및 작동법에 대하여 전반적인 설명을 하고 실제적으로 사용자들이 제안시스템을 활용하여 효율적이고 지속적인 발음 및 억양 교정훈련을 통해서 외국어 의사소통 과정에서 적절치 못한 발음 및 억양으로 발생할 수 있는 오해의 소지를 줄여주는 긍정적 효과에 대하여 언급하고자 한다.

제안 방법

시스템에 등록된 사용자의 음성신호 데이터를 기반으로 표준화된 음성신호와의 비교 분석을 통하여 수정요구조건을 최적화시켜서 전반적인 발음 및 억양을 개선시키는데 긍정적 효과를 가져올 수 있으므로 사용자는 다양한 환경에서의 음성신호를 등록하여 음성인식과정에서의 오류를 최소화시킬 필요성이 있다. 제안시스템은 등록된 음성정보를 기본으로 하여 사용자를 인식하고 음성수집장치를 사용하여 수집된 다양한 음성신호 중에서 목표음성신호만을 추출하여 수집하게 된다. 이렇게 수집된 목표음성신호데이터들은 음성신호 비교교분석기로 전송되어 표준음성데이터베이스에서 추출된 음성신호데이터와의 비교분석과정을 거쳐서 사용자에게 피드백이 이루어지게 된다.

성능/효과

또한 반복훈련 및 수정을 통한 발음 및 억양에 대한 정보를 재수집하여 개선된 부분과 그렇지 못한 부분을 나누어 학습과정에 필요한 데이터로 저장하여 학습자의 학습 난이도 조정 및 시스템 사용 전 후를 비교분석하여 지속적인 학습과정을 추적, 분석하는데 사용되어진다. 이러한 제안 시스템을 효과적으로 활용하기 위해서 사용자의 기본적인 발음 및 억양에 대한 기본데이터가 등록되어 충분한 분석이 선행되어야 비사용자 및 기타 음성신호를 구분하여 음성신호분석기가 효과적으로 작동할 수 있다. 시스템에 등록된 사용자의 음성신호 데이터를 기반으로 표준화된 음성신호와의 비교 분석을 통하여 수정요구조건을 최적화시켜서 전반적인 발음 및 억양을 개선시키는데 긍정적 효과를 가져올 수 있으므로 사용자는 다양한 환경에서의 음성신호를 등록하여 음성인식과정에서의 오류를 최소화시킬 필요성이 있다.

후속연구

우선 다양한 공간에 설치된 다중음성인풋을 통해 수집된 정보들이 수용 가능한 것인지 아닌지를 판별하는 정보판독과정을 거쳐야 하고 수용불가 또는 보완이 필요하다고 판별되는 경우 그에 대한 적합한 개선방법을 제시하여 반복훈련이 가능한 절차가 필요하다. 또한 반복훈련 및 수정을 통한 발음 및 억양에 대한 정보를 재수집하여 개선된 부분과 그렇지 못한 부분을 나누어 학습과정에 필요한 데이터로 저장하여 학습자의 학습 난이도 조정 및 시스템 사용 전 후를 비교분석하여 지속적인 학습과정을 추적, 분석하는데 사용되어진다. 이러한 제안 시스템을 효과적으로 활용하기 위해서 사용자의 기본적인 발음 및 억양에 대한 기본데이터가 등록되어 충분한 분석이 선행되어야 비사용자 및 기타 음성신호를 구분하여 음성신호분석기가 효과적으로 작동할 수 있다.
이렇게 수집된 목표음성신호데이터들은 음성신호 비교교분석기로 전송되어 표준음성데이터베이스에서 추출된 음성신호데이터와의 비교분석과정을 거쳐서 사용자에게 피드백이 이루어지게 된다. 또한 분석된 데이터를 바탕으로 학습효과 성취도 분석을 위한 사용자음성데이터를 저장하고 활용할 수 있도록 한다. Figure 4.
비교분석기를 통해 분석된 정보는 유용성분류를 통해서 등급이 나뉘어지고 우선적으로 필요한 수정사항부터 학습자에게 피드백 되어 효과적인 학습정보의 제공이 이루어져서 최선의 학습목표를 달성하는 것이 최우선 과제라고 할 수 있다. 제안모델은 일상생활환경 속에서 발생하는 다양한 음성신호를 수신하여 사용자에 특화된 정보 제공을 함으로써 사용편의성과 정보유용성을 향상시키는 효과를 가져올 것으로 판단된다. 전문가가 아닌 일반인들의 영어 발음 및 억양 학습은 원어민의 그것과 동일해지기 위한 연습이 아닌 상호간에 원활한 의사소통을 위한 것이기 때문에 원어민 수준의 억양이 요구되는 것은 아니다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	영어발음 교육의 주요 목표는?	Fraser는 ESL/EFL 교수자들은 발음교습에 필요한 적절한 학습자료 및 강좌를 제공받을 수 있어야 한다고 한다[1]. 영어발음 교육의 주요 목표는 원어민과 같은 수준의 완벽한 발음을 필요로 하는 것이 아니고 어느 정도 수용 가능한 발음을 통해서 충분한 또는 필요한 의사소통 능력을 획득하는 것이라고 할 수 있다. 다시 말해서, 외국어 학습자들이 학습과정에서 목표 언어에 대한 완벽한 발음의 획득은 더 이상 그들이 추구하는 지향점이 아니라는 것이다.
	목표언어로 회화가 가능해지기 위해 필요한 것은?	영어발음교육에 있어서 또 다른 중요한 요인 중 하나는 목표언어에 대한 노출정도라고 볼 수 있다. 여러 언어학습 연구에 따르면 학습자들이 목표언어로 회화가 가능해지기 위해서는 일정수준 이상 해당언어에 대한 충분한 인풋이 있어야 한다고 한다. 일반적으로 학교 내에서 영어로 수업이 진행되고 기본적인 의사소통 수단이 영어인 외국인학교 등과 같은 특수목적학교 등교하는 어린 학생들의 경우 충분한 양의 학습인풋을 어렵지 않게 얻을 수 있지만 성인의 경우는 그렇지 못하기 때문에 일상생활 공간에서 필요한 학습인풋을 제공해 주어 해당 언어에 대한 인풋을 늘려주어야 한다[7,8,9].
	효과적인 유창성향상 학습시스템 구축을 위해 사용자의 생활공간에 다중음성인풋장치가 설치되어야 하는 이유는?	효율적인 학습효과를 위해서는 사용자가 해당언어를 사용 또는 연습하는 과정에서 그에 해당하는 오류 또는 수정이 필요한 부분에 대한 즉각적인 피드백을 받아 교정하는 과정이 필요하다. 학습자들은 유창성향상 학습시스템을 사용하기 위해서 특별한 장소로의 이동을 하는 것이 아니라 자신의 생활공간 내의 어느 곳에서든 필요에 따라서 학습을 진행할 수 있어야 한다. 따라서 효과적인 유창성향상 학습시스템 구축을 위해서는 사용자가 영어를 훈련하는 공간의 다양한 반경 내에서 사용자의 음성을 인식하여 피드백을 전달할 수 있는 다중음성인풋장치가 설치되어야 한다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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