‘10년 QoLT 기술개발사업 신규과제 RFP(공고)

과제명 :  시각 및 언어 장애인을 위한 음성합성기 및

AAC 소프트웨어 개발

가. 개요

시각 및 언어 장애인을 위한 음성합성기 및 AAC 소프트웨어를 개발하여 시각장애인의 IT기반 서비스 접근성을 확보하고 언어장애인의 대인관계 질 및 인지 수준을 향상 시킨다.

□ 개념 및 정의

그림 1. 시각 및 언어장애인을 위한 음성합성기 및 AAC 소프트웨어 개발 개념도

o  고품질 음성합성 기술은 정보획득을 전적으로 청각 정보에만 의존하는 시각장애인에게 정보접근성 향상을 위해 필수적인 기술임. 또한 동일한 시간에 보다 많은 정보를 취득하기 위해 고속으로 재생되는 합성음을 원하게 되므로 고속 합성 시 합성음의 명료성을 향상시키는 기술 개발이 요구됨.

o   감정 표현용 음성 클립 DB를 제작하고, 이를 활용한 감정 음성 클립 삽입형 음성합성기를 제작 함으로써, 실생활에 자주 사용되는 인사말이나 간단한 대화체 문장에 대해 제한적이나마 감정 표현이 가능하게 됨.

o  소용량 내장형 음성합성기의 개발로 보완대체의사소통 (AAC :  Augmentative Alternative Communication) 도구에 저가의 음성합성기가 탑재될 수 있어 장애인을 위한 음성합성기의 저변을 확대할 수 있음. 또한 화자 적응 기술의 개발로 적은 수의 문장을 녹음하여 목표 음색의 음성합성기  제작이 가능해져 다양한 음색의 음성합성기 제작이 용이해지고, 음성합성기를 사용하는 장애인의 다양한 취향과 요구를 충족시킬 수 있음.

o  텍스트 분류 및 요약 기술은 수많은 정보 중 중요한 정보를 분류하고 요약하여 빠른 시간안에 원하는 정보 취득을 용이하게 하는 기술임. 이 기술은 시각 장애인들이 스크린리더 등의 IT기반 정보 접근용 소프트웨어를 사용 할 때  각종 문서 자료 및 인터넷을 통해 원하는 정보를 쉽고 빠르게 접하여 비 장애인과의 정보 접근성 격차를 줄이는데 도움을 줌. 본 QoLT 기반과제 휴먼웨어의 장애인 포털 서비스에 제공되어 사용 될 예정임.

o  공학용 수식 전처리 기술은 MathML로 구성된 수식을 한글로 변환하는 기술임. 시각장애인들은 소리에만 의존해서 정보의 의미를 파악해야만 하는데 공학 분야의 정보전달 정확도는 장애인들의 요구 수준을 만족 시키지 못하였음. 논문이나 수학, 과학 교과서의 이해도를 높이기 위하여 수식을 정확하게 읽어주는 기술이 필요함.

o  AAC 소프트웨어는 언어 및 인지장애가 있는 사람들을 위해서 일상생활에 필요한 단어나 문장들을 아이콘과 심벌 같은 그림상징체계로 만들어, 키보드나 마우스 입력을 최소화하여 문장을 쉽게 생성하고, 음성으로 출력하여 원활한 의사소통을 할 수 있게 보조하는 소프트웨어임. 본 과제에서 개발 될 내장형 음성합성기술과 결합되어 휴대 가능한 모바일 플랫폼 형태의 AAC 기기에 적용 가능함.

o  언어장애 및 인지장애로 인하여 의사소통에 문제가 있는 경우 사용되는 AAC 소프트웨어는 보다 사용이 용이한 그림상징체계를 사용함. 이 AAC 소프트웨어는 여러 그림 상징을 이용하여 원하는 의도를 문장으로 생성하는 효과적인 기술이 필요함.

o  언어장애는 장애의 유형에 따라 선천적인 발성장애(뇌성마비, 발성 근육장애), 후천적 발성장애(뇌졸증, 실어증, 루게릭), 지적장애, 자페 장애 등 다양한 형태로 나타남. 따라서 AAC 소프트웨어의 활용 정도와 방법에 있어서 많은 수준차이가 있을 수 있으므로 여러 장애를 한 소프트웨어로 구성하기 위해서는 개인별 장애 수준별 맞춤형 AAC 소프트웨어 형태로 제공되어야 함.

o  필담 소프트웨어는 농아인, 성대 결손으로 인하여 언어 능력을 상실한 장애인 등 언어장애인들의 의사표현 보조 수단으로서 텍스트 입력을 인식하는 온라인 필기인식 기술과 음성합성 기술이 결합된 소프트웨어임.

나. 연구목표 및 내용

□ 최종 목표 및 내용

o 최종 목표

- 시각장애인을 위한 고품질 음성합성 기술을 개발하고, 고속합성 시 합성음의 명료성을 향상시킬 수 있는 기법과 동적 운율 변환 기술개발을 통해 고품질 다음색 음성합성기를 구축하여 이를 QoLT 기반과제의 결과물인 시각장애인용 스크린리더에 적용함.

- 장애인용 보조기기에 내장이 가능한 소용량의 내장형 음성합성 기술을 개발하고, 소량의 녹음을 이용하여 목표화자의 음색 구현이 가능한 화자적응 및 음색변환 기술로 발전시켜 내장형 다음색 음성합성기를 개발함.

- 언어장애인들을 위하여 온라인 필기인식 기술과 본 과제를 통해 개발 될 내장형 다음색 음성합성 기술을 통합하여 의사를 효과적으로 표현 할 수 있는 필담 소프트웨어를 개발함.

- 언어장애가 있는 사람들을 위해서 QoLT 기반과제의 일상생활에 필요한 단어나 문장들을 아이콘과 심벌 같은 형태로 만들어, 키보드나 마우스 입력을 최소화하여 문장을 쉽게 생성하고, 음성합성기로 원활한 의사소통을 할 수 있게 하는 AAC소프트웨어를 개발함.

o 확보기술 내용

- 자체개발 기술

⋅시각장애인용 고품질 음성합성 DB 구축을 위한 녹음대본 및 녹음기법 기술

⋅시각장애인을 위한 음성합성 DB 수집 및 정밀 가공 기술

⋅시각 장애인용 고속 음성합성 시 명료성 향상 기술 연구를 반영한 고품질 음성합성 기술

⋅시각장애인용 MathML로 표현된 수식을 한글문장으로 변환하는 기술

⋅시각장애인을 위한 스크린리더용 뉴스/기사 자동 분류 및 요약 기술

⋅시각장애인용 고품질 음성합성기의 음색 다양화를 위한 운율의 동적 변환 기술

⋅언어장애인용 내장형 음성합성 기술

⋅언어장애인용 내장형 음성합성DB 구축 및 합성 알고리즘 기술

⋅언어장애인용 내장형 음성합성기의 음색 다양화를 위한 화자적응 기술

⋅언어장애인용 내장형 음성합성기의 음색 다양화를 위한 음색 변환기술

⋅언어 장애인을 위한 AAC용 음소열 단어 맵핑 기술

⋅무발화 장애 아동을 위한 싱글 키스트로크 타입 AAC 소프트웨어기술

⋅제한된 환경에서의 뇌병변 언어 장애인을 위한 멀티플 키스트로크 타입 AAC용 텍스트 생성 기술

⋅제한된 환경에서의 뇌병변 언어 장애인을 위한 멀티플 키스트로크 타입 AAC소프트웨어 설계 기술

⋅다양한 환경에서의 뇌병변 언어 장애인을 위한 멀티플 키스트로크 타입 AAC용 텍스트 생성 기술

⋅다양한 환경에서의 뇌병변 언어 장애인을 위한 멀티플 키스트로크 타입 AAC소프트웨어 설계 기술

⋅언어장애인용 내장형 음성합성기를 적용한 필담 소프트웨어 설계 기술

⋅언어장애인용 AAC의 개인별 맞춤형 UI 설계 기술

⋅모바일 환경에서의 AAC소프트웨어 설계 기술

- 기존기술 활용

⋅코퍼스기반 대용량 음성합성 기술

⋅한국어 형태소 분석 및 발음변환 기술

⋅한국어 전처리 기술

⋅코퍼스기반 음성합성을 위한 DB구축 기술

□ 연도별 목표 및 내용

구분	2010년	2011년	2012년	2013년
연도별 연구목표	시각/언어 장애인용 음성합성기 기반 기술 연구 및 싱글 키스트로크 타입 AAC 소프트웨어 개발	시각/언어장애인용 음색 다양화 기술 연구 및 제한된 환경에서의 멀티플 키스트로크 타입 AAC 소프트웨어 개발	시각/언어장애인용 다음색 음성합성기 개발 및 다양한 환경에서의 멀티플 키스트로크 타입 AAC 소프트웨어 개발	시각/언어장애인용 다음색 음성합성기 및 AAC 소프트웨어의 제품화
연도별 연구내용	▪시각장애인용 고품질 음성합성기를 위한 요구분석 및 개발항목 도출 ▪시각장애인용 고품질 음성합성 DB 구축을 위한 녹음대본 및 녹음기법 연구 ▪시각장애인용 MathML로 표현된 수식을 한글문장으로 변환하는 기술 개발 ▪언어장애인용 AAC소프트웨어를 위한 음성합성기의 요구분석 및 개발 항목 도출 ▪언어장애인용 내장형 음성합성 기법 연구 및 내장형 음성합성기 개발 ▪언어장애인용 내장형 음성합성DB 구축 및 합성 알고리즘 개발 ▪무발화 장애 아동을 위한 싱글 키스트로크 타입 AAC용 UI 기술 분석 및 설계 ▪무발화 장애 아동을 위한 싱글 키스트로크 타입 AAC 소프트웨어 개발	▪시각 장애인용 고속 음성합성 시 명료성 향상 기술 연구를 반영한 고품질 음성합성기 개발 ▪시각 장애인용 고품질 음성합성기의 음색 다양화를 위한 운율의 동적 변환 기술 연구 ▪언어장애인용 내장형 음성합성기의 음색 다양화를 위한 화자적응 기술 연구 ▪언어장애인용 내장형 음성합성기의 음색 다양화를 위한 음색 변환기술 연구 ▪언어 장애인을 위한 AAC용 음소열 단어 맵핑 기술 연구 및 구현 ▪무발화 장애 아동을 위한 싱글 키스트로크 타입 AAC용 UI 개선 ▪뇌병변 언어 장애인을 위한 멀티플 키스트로크 타입 AAC용 UI 설계 ▪제한된 환경에서의 뇌병변 언어 장애인을 위한 멀티플 키스트로크 타입 AAC용 텍스트 생성 기술 연구 및 구현 ▪제한된 환경에서의 뇌병변 언어 장애인을 위한 멀티플 키스트로크 타입 AAC소프트웨어 개발	▪시각장애인용 감정 표현 문장 분류 및 DB 제작 ▪시각장애인용 감정 음성 클립 삽입형 음성합성 기법 연구 및 개발 ▪동적 운율 변환기술을 적용한 시각장애인용 고품질 다음색 음성합성기 개발 ▪화자적응 기술과 음색 변환 기술을 적용한 언어장애인용 내장형 다음색 음성합성기 개발 ▪시각 장애인을 위한 스크린리더용 뉴스/기사 자동 분류 및 요약 기술 개발 ▪뇌병변 언어 장애인을 위한 멀티플 키스트로크 타입 AAC용 UI 개선 ▪다양한 환경에서의 뇌병변 언어 장애인을 위한 멀티플 키스트로크 타입 AAC용 텍스트 생성 기술 연구 및 구현 ▪다양한 환경에서의 뇌병변 언어 장애인을 위한 멀티플 키스트로크 타입 AAC소프트웨어 개발	▪시각장애인용 스크린리더와 고품질 다음색 다기능 음성합성기의 연동 및 통합 구현 ▪시각장애인으로 구성된 평가 집단 구축 및 음성합성기의 사용성 평가 ▪시각장애인의 피드백을 통한 음성합성기의 전처리 개선, 자연어 처리 사전 강화, 합성 품질 개선 ▪언어장애인용 필담 소프트웨어의 UI 설계 ▪언어장애인용 내장형 음성합성기를 적용한 필담 소프트웨어 개발 ▪언어장애인용 필담 소프트웨어 사용성 평가 ▪언어장애인용 AAC의 개인별 맞춤화 UI 연구 ▪언어장애인용 AAC 소프트웨어 제품화 ▪언어장애인으로 구성된 평가 집단 구축 및 AAC 소프트웨어 사용성 평가 ▪언어장애인의 피드백을 통한 AAC 소프트웨어의 UI 개선 및 사용자 안정성 강화.
연도별 주요결과물	▪언어장애인용 내장형 음성 합성기 ▪싱글 키스트로크 타입 AAC 소프트웨어	▪시각장애인용 고품질 음성합성기 ▪제한된 환경에서의 멀티플 키스트로크 타입 AAC 소프웨어	▪시각장애인용 고품질 다음색 음성합성기 ▪언어장애인용 내장형 다음색 음성합성기 ▪감정 음성 클립 삽입형 음성합성기 ▪다양한 환경에서의 멀티플 키스트로크 타입 AAC 소프웨어	▪스크린리더용 고품질 다음색 다기능 음성합성기 ▪언어장애인용 필담 소프트웨어 ▪AAC 소프트웨어 제품화
TRL	3단계	4단계	5단계	6단계

<추진 마일스톤>

□ 연도별 결과물 및 목표수준

	결과물명	목표수준
1차년도	언어장애인용 내장형 음성합성기	합성음의 자연성/명료성 (MOS＊): 3.2
	싱글 키스트로크 타입 AAC 소프트웨어	사용편의성 (성능/기능시험) : 3.5 합성음의 자연성/명료성 (MOS) : 3.2
2차년도	시각장애인용 고품질 음성합성기	합성음의 자연성/명료성 (MOS) : 3.5
	제한된 환경에서의 멀티플 키스트로크 타입 AAC 소프웨어	사용편의성 (성능/기능시험) : 3.5 합성음의 자연성/명료성 (MOS) : 3.2
3차년도	시각장애인용 고품질 다음색 음성합성기	합성음의 자연성/명료성 (MOS) : 3.5
	언어장애인용 내장형 다음색 음성합성기	합성음의 자연성/명료성 (MOS) : 3.2
	감정 음성 클립 삽입형 음성합성기	합성음의 자연성/명료성 (MOS) : 3.5
	다양한 환경에서의 멀티플 키스트로크 타입 AAC 소프웨어	사용편의성 (성능/기능시험) : 3.5 합성음의 자연성/명료성 (MOS) : 3.2
4차년도	스크린리더용 고품질 다음색 다기능 음성합성기	합성음의 자연성/명료성 (MOS) : 3.5
	언어장애인용 필담 소프트웨어	사용편의성 (성능/기능시험) : 3.5 합성음의 자연성/명료성 (MOS) : 3.2
	AAC 소프트웨어 제품화	사용편의성 (성능/기능시험) : 3.5 합성음의 자연성/명료성 (MOS) : 3.2

MOS＊(Mean Opinion Score) :　20명 이상의 장애인 대상으로 평균점수 산정

1~5점 범위로 선호도 평가 채점

다. 추진체계 : 본 과제는 일반형으로 기획되었음

□ 주관기관 : 제한없음

□ 참여기관 : 제한없음

※ 산업체 참여 필수

라. 연구기간 및 연구비

□ 연구기간 : 2010년 ~ 2013년 (4년간)

□ 정부출연한도 : 2010년도 6.0억원 이내 (4년간 30.0억원 이내)

□ 연구비

(단위: 억원)

구분	2010년	2011년	2012년	2013년	총액
정부	6.0	7.0	8.0	9.0	30.0