AI음성인식 장치 원리를 알고 싶어요.

Question

인터넷 티비등 요즘 지니 등 AI기능이 탑재되어 있어 편리하긴 한데 아이들 목소리도 별개로 인식하는게 신기해서

여러기능의 원리를 구체적으로 알려주시길 바랍니다

Answer 1

안녕하세요. 박재민 과학전문가입니다.

AI 음성인식 장치는 음성 신호를 입력으로 받아들여 이를 텍스트 형태로 변환하는 기술입니다. 일반적으로 음성 인식 장치는 다음과 같은 원리로 작동합니다:

음성 입력 수집: 마이크나 다른 음성 입력 장치를 통해 사용자의 음성을 수집합니다.

음성 신호 전처리: 수집된 음성 신호는 노이즈, 에코, 필터 등의 전처리 과정을 거쳐 클린한 음성 신호로 변환됩니다.

음성 특성 추출: 전처리된 음성 신호는 주파수, 멜 주파수 캡스펙트럼(MFCC), 스펙트로그램 등과 같은 특성들로 변환됩니다. 이러한 특성들은 음성 신호의 주요 특징을 추출하는 역할을 합니다.

음성 신호 모델링

: 추출된 음성 특성은 음성 인식 모델에 입력으로 들어가게 됩니다. 음성 인식 모델은 기계 학습 알고리즘을 사용하여 음성 특성을 분석하고, 해당 음성이 어떤 단어나 문장인지를 예측합니다. 주로 딥러닝 알고리즘 중에서 순환신경망(RNN), 컨볼루션 신경망(CNN), 변환적(Long Short-Term Memory, LSTM) 신경망 등이 사용됩니다.

음성 인식 결과 출력

: 모델은 입력된 음성에 대한 예측 결과를 텍스트 형태로 출력합니다. 이 결과를 기반으로 음성 인식 장치는 사용자의 음성 명령이나 입력을 이해하고, 해당하는 작업을 수행하거나 응답합니다.

모델 평가 및 개선

: 음성 인식 모델은 평가와 개선 단계를 거칩니다. 모델의 정확도와 성능을 평가하고, 필요에 따라 모델을 개선하거나 업데이트합니다.

이러한 원리를 통해 음성 인식 장치는 사용자의 음성을 텍스트로 변환하여 다양한 응용 분야에서 활용됩니다. 예를 들면 가상 비서, 음성 검색, 음성 명령 제어, 음성 텍스트 메시지 등 다양한 응용 분야에서 활용되고 있습니다.

Answer 2

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. AI가 탑재된 인터넷 TV, 지니 등의 기기는 주로 음성인식 기술과 자연어 처리 기술을 사용합니다. 이를 통해 사용자가 발화한 음성을 이해하고, 그에 맞는 기능을 수행합니다.

음성인식 기술은 주어진 음성 데이터를 딥러닝 알고리즘을 통해 분석하고, 발화 내용을 텍스트로 변환합니다. 이 과정에서 음성 데이터를 특징을 추출하고, 인공신경망을 사용하여 음성 신호를 텍스트 데이터로 변환합니다.

자연어 처리 기술은 이렇게 변환된 텍스트 데이터를 분석하여 사용자의 의도를 파악하고, 이에 맞는 기능을 수행합니다. 이를 위해 자연어 처리 기술은 문장 구조 분석, 단어 분석, 감정 분석, 대화 관리 등의 기술을 사용합니다.

예를 들어, AI기능이 탑재된 인터넷 TV에서 "TV 채널을 변경해줘"라는 발화를 받으면, 음성인식 기술은 이 발화를 텍스트로 변환합니다. 그리고 자연어 처리 기술은 "TV 채널을 변경"이라는 사용자의 의도를 파악하고, 이에 맞는 기능을 수행하여 TV 채널을 변경합니다.

또한, 인터넷 TV나 지니 등에서는 어린이를 위한 AI기능도 탑재되어 있습니다. 이 기능은 어린이의 목소리를 따로 인식하여 어린이 전용 콘텐츠를 제공하거나, 부모가 설정한 어린이 보호 기능을 활성화하는 등의 기능을 수행합니다.

이러한 기능들은 음성인식과 자연어 처리 기술을 기반으로 하고 있으며, 딥러닝 알고리즘과 인공신경망을 사용하여 발전해왔습니다. 이를 통해 사용자의 의도를 정확하게 파악하고, 원하는 기능을 빠르고 정확하게 수행할 수 있게 되었습니다.