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멀티모달 인터페이스(multimodal interface)는 사람과 기계 사이의 통신을 위해 여러 가지 수단을 사용함을 말한다. 본 고에서는 휴대폰 키 패드를 통한 문자 입력과 마이크를 통한 음성 인식의 두 가지 모드를 함께 사용하여 단어를 입력하는 새로운 인터페이스 방법을 제시함으로써 미래지향적 휴먼 인터페이스의 핵심으로 인지되고 있는 음성인식의 한계, 특히 한국어 인식의 문제점을 해결하고자 한다.

멀티모달 인터페이스(multimodal interface)는 사람과 기계 사이의 통신을 위해 여러 가지 수단을 사용함을 말한다. 본 고에서는 휴대폰 키 패드를 통한 문자 입력과 마이크를 통한 음성 인식의 두 가지 모드를 함께 사용하여 단어를 입력하는 새로운 인터페이스 방법을 제시함으로써 미래지향적 휴먼 인터페이스의 핵심으로 인지되고 있는 음성인식의 한계, 특히 한국어 인식의 문제점을 해결하고자 한다.

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 본 고에서는 음성/키 패드 조합의 멀티모달 인터페이스를 제시하고, 기차역명을 대상으로 음성인식률 향상을 모의 실험하여 인식률의 향상 정도를 확인하였다.
• 본 고에서는 음성과 키 패드를 조합한 멀티모달 인터페이스를 사용하여 단어 단위의 텍스트를 입력하는 방법을 제시한다.
• 본 고에서는 음성인식의 대표적인 기술적 문제로 인식되고 있는 시작점 검출과, 특히 한글 인식을 더욱 어렵게 만드는 파찰음 인식의 문제를 키 패드와 음성인식을 조합함으로써 해결하고자 한다.
• 이와 같은 배경에 비추어 볼 때 여기서 제안한 멀티모달 인터페이스를 통하여 음성인식의 한계를 극복하고 새로운 인터페이스의 가능성을 제시하고자 한다.

제안 방법

• 3.2절에서 설명한 두 가지 방법 중, P사의 휴대폰 단말기를 기준으로 각 숫자판에 할당된 자음군 별로 분류하여 적용하였다. 즉, 1,260개의 시험 세트를 인식 어휘 첫 음절의 초성별로 1번-[ㄱ,ㅋ,ㄲ], 5번-[ㄴ,ㄹ], 4번-[ㄷ, ㅌ,ㄸ], 7번-[ㅁ,ㅅ,ㅆ], 8번-[ㅂ,ㅃ,ㅍ], 0번-[ㅇ,ㅎ], '*'번-[ㅈ,ㅉ,ㅊ]으로 분류하였다.
• 동일한 음성세트에 대하여 음성 인식기를 실행함으로써 음성인식 성능을 각각 측정한 후, 두 가지 방법에 의한 음성 인식률을 비교 분석한다.
• 두번째로 초성별 인식 어휘에 대한 인식 입력 데이타를 생성한 후, 동일한 테스트 음성 세트에 대해서 음성 인식 시뮬레이션을 수행하였다.
• 비교를 위해 먼저 ‘인식용 발음사전’과 ‘언어모델’은 전체 인식대상 단어(전체 열차역명)에 대해 생성하고, 그 다음에 특정한 자음(예로 들면, ‘ㄱ’, ‘ㅈ’ 등)으로 시작하는 단어에 대해서 각각 ‘인식용 발음사전’과 ‘언어모델’을 생성한다.
• 사용 방법은 ‘삼성전자’를 입력한다고 할 때, 먼저 키 패드를 사용하여 첫 번째 자음인 ‘ㅅ’을 입력하고, 음성으로 ‘삼성전자’를 발화한다.
• 시뮬레이션 절차는 일반적인 음성인식 방법으로 인식 테스트용 음성(녹음된) 세트에 대한 인식성능을 평가한다. 이 음성세트는 실제 철도예약 서비스를 개발하기 위해 녹음했던 음성을 담고 있다.
• 실험을 위해 먼저 모든 인식 어휘에 대한 인식 입력 데이타(인식 클래스 데이타, 인식용 발음사전, 인식 목록)를 생성하고, 전체 테스트용 음성 세트에 대하여 음성인식기를 실행함으로써 음성인식률을 시뮬레이션 한다.
• 즉, 1,260개의 시험 세트를 인식 어휘 첫 음절의 초성별로 1번-[ㄱ,ㅋ,ㄲ], 5번-[ㄴ,ㄹ], 4번-[ㄷ, ㅌ,ㄸ], 7번-[ㅁ,ㅅ,ㅆ], 8번-[ㅂ,ㅃ,ㅍ], 0번-[ㅇ,ㅎ], '*'번-[ㅈ,ㅉ,ㅊ]으로 분류하였다.

대상 데이터

• 시뮬레이션은 Xeon Dual CPU(3.80GHz), 2GB RAM, Windows XP Professional이 탑재된 하드웨어 상에서 이루어졌고, 시뮬레이션에 사용될 어휘는 철도청의 기차역명 전체를 포함하였다.

성능/효과

• 12,680개의 음성이 녹음된 테스트 세트에 대해 음성인식기를 실행시킨 결과, 1,796개가 인식에 실패하였고, 평균 인식률을 85.84%를 기록하였다.(본 테스트 음성 세트는 서비스 개발을 위하여 정상/비정상적인 음성을 포함하였기 때문에 실제 음성인식기의 성능을 대표하는 것은 아님을 밝혀둔다.
• 2.1, 2.2에서 언급한 예제에서처럼 16번의 누르기가 필요한 키 패드와 11번의 클릭이 필요한 소프트웨어 키보드에 비해 ‘삼성전자’라고 말만 하면 문자의 입력이 완료되는 음성인식이 훨씬 효율적이고 편리한 인터페이스임을 알 수 있다.
• 동일한 12,680개의 테스트 음성에 대하여, 1,276개가 인식에 실패하였고, 평균 인식률을 89.94%를 기록하였다.
• 일반적인 음성인식 방법에 의한 모의 실험 결과는 85.84%의 인식 성공률을 나타냈고, 음성/키 패드 조합의 멀티모달 인터페이스 시뮬레이션 결과는 89.94%의 인식 성공률을 보임으로써 평균적으로는 4.1%의 인식률 향상이 이루어졌다.
• 첫 번째 자음의 입력 시점을 기준으로 사용자 음성의 시작점을 찾기 때문에 음성인식의 주요 문제점인 시작점 검출 오류를 효과적으로 줄일 수 있고, 해당 자음으로 시작하는 단어들로 인식의 범위를 미리 제한해 둠으로써 음성 인식률을 향상시킬 수 있다.

후속연구

• 또한 보다 다양한 모드의 멀티모달 인터페이스에 대한 연구를 통하여 유비쿼터스 시대의 새로운 인터페이스 개발을 위한 다양한 시도가 필요하다.
• 이번 실험은 초성 자음만 알려주고 인식을 수행한 결과이므로, 실제 환경에서는 좀 더 높은 인식률 개선을 기대해 볼 수 있다. 첫 자음(군)의 입력 시점을 기준으로 사용자 음성의 시작점을 찾기 때문에 주변 소음 등의 영향으로 사용자가 언제 역명을 발화할 것인가를 찾는 어려운 문제를 어느 정도 해결할 수 있기 때문이다.
• 특히 음성인식의 대표적인 기술적 문제로 인식되고 있는 시작점 검출과, 특히 한글 인식을 더욱 어렵게 만드는 파찰음 인식의 문제를 어느 정도 해결할 수 있으며, 음성인식 대상을 대용량화하는 데에도 기여할 것으로 보인다.
• 향후에는 시작점 검출을 포함하여 실제 음성인식률의 향상을 가늠해 볼 수 있도록 시뮬레이션 해 보고, 다른 휴대폰 단말에서의 자음 조합 등에 대한 시뮬레이션도 수행해 볼 필요가 있다.

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질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
한글 입력 체계	대표적인 한글 입력 체계로 어떤 것들이 있는가?	대표적인 개인용 휴대단말은 휴대폰으로서 키 패드를 통하여 메뉴를 선택하고, 필요한 문자를 입력한다. 특히 한글을 입력하기 위해서는 미리 정의된 한글 입력 시스템을 사용해야 하는데, 대표적인 한글 입력 체계로는 S사의 천지인, L사의 나랏글(EZ한글), P사의 스카이한글이 있다.
필기체 인식	필기체 인식을 키 패드나 소프트웨어 키보드와 숫자적으로 비교하기는 무리가 있는 이유는?	필기체 인식은 키 패드나 소프트웨어 키보드에서와 같이 숫자적으로 비교하기는 무리가 있다. 하나의 주의 소재[3] 내에서의 입력 효용성과 주의 소재의 전환에 따른 효용성에 대한 비교 데이터가 없기 때문이다.
멀티모달 인터페이스	멀티모달 인터페이스란?	멀티모달 인터페이스(multimodal interface)는 사람과 기계 사이의 통신을 위해 여러 가지 수단을 사용함을 말한다. 본 고에서는 휴대폰 키 패드를 통한 문자 입력과 마이크를 통한 음성 인식의 두 가지 모드를 함께 사용하여 단어를 입력하는 새로운 인터페이스 방법을 제시함으로써 미래지향적 휴먼 인터페이스의 핵심으로 인지되고 있는 음성인식의 한계, 특히 한국어 인식의 문제점을 해결하고자 한다.

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