KR20030078388A - 음성대화 인터페이스를 이용한 정보제공장치 및 그 방법 - Google Patents

음성대화 인터페이스를 이용한 정보제공장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 음성대화 인터페이스를 이용한 정보제공장치 및 그 방법에 관한 것으로, 음성신호를 문장으로 변환하는 음성인식부; 문장을 의미구조로 분석하는 문장분석부; 분석된 의미구조로부터 화행 또는 의도정보를 추출하고, 추출된 화행 또는 의도정보로부터 응답을 위한 화행 또는 의도를 생성하는 대화관리부; 화행과 의도정보로부터 응답을 위한 문장을 생성하는 문장생성부; 생성한 문장을 음성으로 합성하는 음성합성부; 응답에 필요한 정보를 인터넷으로부터 실시간으로 추출하는 정보추출부; 사용자의 성향을 분석하고 분류하는 사용자모델링부를 포함하므로, 사용자가 원하는 정보를 실시간으로 검색하여 사용자의 특성에 맞추어 다양한 대화를 음성인터페이스로 제공할 수 있다.

Description

음성대화 인터페이스를 이용한 정보제공장치 및 그 방법 {Apparatus for providing information using voice dialogue interface and method thereof}
본 발명은 사람과 기계간의 인터페이스를 위한 대화 에이전트에 관한 것으로, 특히 인터넷으로부터 원하는 정보를 실시간 추출하고, 대화 사용자의 대화 이력과 성향, 대량의 대화 예문(case)을 저장한 지식데이터베이스를 이용함으로써 다양한 대화가 가능하도록 하는 음성신호에 의한 정보제공시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
종래의 음성신호에 의한 정보제공방법들은 키워드 검색(keyword detection)을 기반으로 사용자의 상태 및 시스템의 상태간의 상태천이(state transition)제어를 통한 대화관리를 하거나 시스템의 행위를 결정하는 스크립트를 사용하고 정보를 기반으로 다이얼로그 매니저에 의해서 대화관리를 하는 방식으로 이루어지므로, 오프라인으로 지식데이터베이스를 구축함으로써 정보의 변화를 실시간으로 갱신하지 못하고 정보 제공에 제한을 갖는다. 또한 short-term 대화 이력만을 이용함으로써 동일한 대화를 반복하게 하여 친밀감을 상실하게 되어 응용분야의 폭을 좁게 하는 단점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 상기 문제점들을 해결하기 위해서 사용자 음성신호를 분석하여 그 신호에 응답하는 음성신호에 의한 정보제공시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 음성대화 인터페이스를 이용한 정보제공장치에 대한 블록도를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 음성대화 인터페이스를 이용한 정보제공장치에 대한 흐름을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 의도생성부에 대한 블록도를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 의도생성부에 대한 흐름을 나타내는 도면이다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 음성대화 인터페이스를 이용한 정보제공장치는, 음성신호를 문장으로 변환하는 음성인식부; 상기 문장을 의미구조로 분석하는 문장분석부; 상기 분석된 의미구조로부터 화행 또는 의도정보를 추출하고, 상기 추출된 화행 또는 의도정보로부터 응답을 위한 시스템의 화행 또는 의도를 생성하는 대화관리부; 상기 응답을 위한 화행 또는 의도정보로부터 문장을 생성하는 문장생성부; 상기 생성한 문장을 음성으로 합성하는 음성합성부; 응답에 필요한 정보를 인터넷으로부터 실시간으로 추출하는 정보추출부; 사용자의 성향을 분석하고 분류하는 사용자모델링부를 포함한다.
상기의 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 음성대화 인터페이스를 이용한 정보제공방법은, (a) 음성신호를 문장으로 변환하는 단계;(b) 상기 문장을 의미구조로 분석하는 단계;(c) 상기 분석된 의미구조로부터 화행 또는 의도정보를 추출하고, 상기 추출된 화행 또는 의도정보로부터 응답을 위한 시스템의 화행 또는 의도를 생성하는 단계;(d) 상기 응답을 위한 화행 또는 의도정보로부터 응답을 위한 문장을 생성하는 단계;(e) 상기 생성한 문장을 음성으로 합성하는 단계를 포함한다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 음성대화 인터페이스를 이용한 정보제공장치에 대한 블록도를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 음성대화 인터페이스를 이용한 정보제공장치에 대한 흐름을 나타내는 도면이다.
이하 도 1 및 도 2를 함께 설명하기로 한다.
사용자가 음성신호를 보내오면, 음성인식부(110)는 음성신호를 입력받아 소리를 인식하여 음성신호를 문장으로 변환(210단계)한다. 문장생성부(120)는 음성인식부(110)에서 변환된 문장 또는 키보드 등과 같은 입력장치에 의해서 입력되는 문장을 입력으로 하여 그 문장을 의미구조로 분석(220단계)하는 기능을 수행하고, 입력된 문장을 형태소들로 분리하고 분리된 형태소들을 태깅하는 형태소분석부(121), 각 형태소간에 의존관계를 분석하여 문장구성성분을 분석하는 구문분석부(123) 및 문장구성성분의 의미를 결정하고 의미구조로 변환하는 의미분석부(125)로 구성된다.
대화관리부(130)는 의도분석부(131) 및 의도생성부(133)로 이루어지고, 의도분석부(131)는 의미구조를 입력으로 하여 사용자의 음성신호가 질문, 요구, 제안 또는 부탁 등 어떠한 화행 또는 의도인 지를 분석하고(230단계) 의도생성부(133)는 상기 분석된 사용자의 화행 또는 의도에 대한 시스템의 응답을 위하여 응답, 거절 또는 승락 등의 화행 또는 의도를 생성한다(240단계). 정보추출부(140)는 쿼리정보를 입력으로 하여 인터넷 등의 온라인 정보와 지식데이터베이스부(145)의 오프라인 정보를 검색하여 쿼리정보에 해당하는 정보를 의도생성부(133)에 제공한다. 사용자모델링부(150)는 의도분석부(131)로부터 사용자의 대화에 대한 정보를 입력받아 사용자의 성향을 분석한 후 의도생성부(133)에 제공한다. 지식데이터베이스부(145)는 사용자와 시스템간의 대화이력 및 사용성향 등을 저장한다.
문장생성부(160)는 시스템의 화행 또는 의도 정보를 입력받아 문장으로 변환하는 기능을 수행하고(250단계), 시스템의 화행과 의도에 대한 의미구조로부터 구문구조를 생성하여 문장을 구성하는 구문생성부(161), 상기 구문구조를 입력받아 문장으로 변환하기 위해서 형태소들을 생성하는 형태소생성부(163)로 구성된다. 음성합성부(171)는 문장을 입력받아 음성합성을 하여 출력하고(260단계) 캐릭터 에니메이션부(173)는 문장을 입력받아 동영상을 출력하여 사용자가 동영상 속의 인물과대화하듯이 진행하여 정보를 제공받을 수 있게 한다.
이하에서는 의도생성부(133)의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 의도생성부(133)에 대한 블록도를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 의도생성부(133)에 대한 흐름을 나타내는 도면이다.
이하 도 3 및 도 4를 함께 설명하기로 한다.
의도생성부(133)는 대화예문검색부(133-1), 의도유형결정부(133-3) 및 의도내용결정부(133-5)로 이루어지고, 대화예문검색부(133-1)는 사용자의 화행 또는 의도를 입력으로 하여 대화예문 데이터베이스로부터 다중의 대화예문을 검색하고(410단계), 의도유형결정부(133-3)는 사용자의 화행 또는 의도 정보와 사용자의 성향 정보를 이용하여 검색된 대화 예문들과의 유사도를 계산하여(420단계), 가장 유사한 하나의 대화예문을 선정하여 시스템이 응답할 화행 또는 의도유형을 결정한다(430단계). 의도내용결정부(133-5)는 선택된 의도유형의 내용부분을 완성하기 위하여 쿼리정보를 작성하고(440단계), 정보추출부(140)로부터 얻어진 검색결과를 이용하여 시스템의 화행 또는 의도를 완성한다(450단계). 대화예문 데이터베이스는 사용자의 의도와 이에 응답하는 시스템의 의도가 쌍으로 이루어진 형태이며, 대량의 대화예문을 저장하고 있다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 하드디스크, 플로피디스크, 플래쉬 메모리, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 사용자가 원하는 정보를 실시간으로 검색하여 사용자의 성향에 맞추어 다양하고 친밀한 대화를 음성인터페이스로 제공할 수 있다. 즉, 사용자와의 대화이력을 저장하여 질문, 요구 등에 대해서 응답을 하기 때문에 동일한 대화를 반복하지 않아 친밀감을 유지할 수 있고 실시간으로 지식데이터베이스를 구축함으로써 정보의 변화를 실시간으로 갱신하여 정보제공을 한다.

Claims (15)

  1. 음성신호를 문장으로 변환하는 음성인식부;
    상기 문장을 의미구조로 분석하는 문장분석부;
    상기 분석된 의미구조로부터 화행 또는 의도정보를 추출하고, 상기 추출된 화행 또는 의도 정보로부터 시스템 응답을 위한 화행과 의도를 생성하는 대화관리부;
    상기 시스템 화행 또는 의도정보로부터 상기 음성신호에 대한 응답을 위한문장을 생성하는 문장생성부; 및
    상기 생성한 문장을 음성으로 합성하는 음성합성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 음성대화 인터페이스를 이용한 정보제공장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 문장분석부는
    상기 문장을 형태소들로 분리하고 분리된 형태소들을 태깅하는 형태소분석부; 및
    상기 형태소들간의 의존관계에 따라서 문장구성성분으로 나누는 구문분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는 음성대화 인터페이스를 이용한 정보제공장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 문장분석부는
    상기 음성신호에서 변환된 문장에 대한 의미구조로 변환하는 의미분석부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음성대화 인터페이스를 이용한 정보제공장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 대화관리부는
    상기 의미구조로부터 화행 또는 의도를 결정하는 의도분석부; 및
    상기 화행 또는 의도에 따라서 시스템의 응답을 위한 화행 또는 의도를 생성하는 의도생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 음성대화 인터페이스를 이용한 정보제공장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 화행 또는 의도 정보에 의해서 쿼리정보를 생성하는 쿼리생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음성대화 인터페이스를 이용한 정보제공장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 쿼리정보를 검색으로 하여 관련정보를 추출하는 정보추출부; 및
    상기 사용자의 대화로부터 사용자의 성향을 모델링하는 사용자모델링부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음성대화 인터페이스를 이용한 정보제공장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 의미구조로부터 추출한 사용자의 화행 또는 의도정보, 시스템의 화행 또는 의도를 저장하는 지식데이터베이스부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음성대화 인터페이스를 이용한 정보제공장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 문장생성부는
    상기 시스템의 화행 또는 의도를 입력으로 받아 문장구문구조를 생성하는 구문생성부; 및
    상기 문장구문구조를 입력으로 받아 형태소를 생성하는 형태소생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 음성대화 인터페이스를 이용한 정보제공장치.
  9. (a) 음성신호를 문장으로 변환하는 단계;
    (b) 상기 문장을 의미구조로 분석하는 단계;
    (c) 상기 분석된 의미구조로부터 화행 또는 의도정보를 추출하고, 시스템의 화행 또는 의도정보를 생성하는 단계;
    (d) 상기 시스템의 화행 또는 의도정보로부터 상기 음성신호에 대한 응답을 위한 문장을 생성하는 단계; 및
    (e) 상기 생성한 문장을 음성으로 합성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음성대화 인터페이스를 이용한 정보제공방법
  10. 제 9항에 있어서, 상기 (b)단계는
    (b1) 상기 입력된 문장을 형태소들로 분리하고 분리된 형태소들을 태깅하는 단계; 및
    (b2) 상기 형태소간에 의존관계를 분석하여 문장구성성분을 분석하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음성대화 인터페이스를 이용한 정보제공방법.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 (c)단계는
    (c1) 상기 의미구조에 대해 화행과 의도를 결정하는 단계;
    (c2) 상기 화행 또는 의도정보로부터 대화예문 데이터베이스를 검색하는 단계;
    (c3) 상기 검색된 대화예문들에 대해 사용자의 화행 또는 의도와 성향정보를이용하여 유사도를 계산하는 단계;
    (c4) 상기 유사도 정보를 이용하여 가장 유사한 대화예문을 선정하여 시스템이 응답할 화행 또는 의도를 결정하는 단계;
    (c5) 응답 내용을 위한 쿼리정보를 작성하는 단계;
    (c6) 상기 쿼리정보를 통해 얻어진 검색결과를 입력받아 시스템의 화행 또는 의도를 완성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음성대화 인터페이스를 이용한 정보제공방법.
  12. 제 9항에 있어서, 상기 (b)단계는
    상기 음성신호에서 변환된 문장에 대해 의미구조로 변환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음성대화 인터페이스를 이용한 정보제공방법.
  13. 제 8항에 있어서, 상기 (c)단계는
    상기 의미구조로부터 추출한 화행 또는 의도정보를 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음성대화 인터페이스를 이용한 정보제공방법.
  14. 제 9항에 있어서, 상기 (d)단계는
    (d1) 상기 화행 또는 의도에 따라서 문장의 구문구조를 생성하는 단계; 및
    (d2) 응답을 위한 형태소를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음성대화 인터페이스를 이용한 정보제공방법.
  15. 제 9항 내지 제 14항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
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