The Study on Korean Prosody Generation using Artificial Neural Networks

인공 신경망의 한국어 운율 발생에 관한 연구

The exactly reproduced prosody of a TTS system is one of the key factors that affect the naturalness of synthesized speech. In general, rules about prosody had been gathered either from linguistic knowledge or by analyzing the prosodic information from natural speech. But these could not be perfect and some of them could be incorrect. So we proposed artificial neural network(ANN)s that can be trained to team the prosody of natural speech and generate it. In learning phase, let ANNs learn the pitch and energy contour of center phoneme by applying a string of phonemes in a sentence to ANNs and comparing the output pattern with target pattern and making adjustment in weighting values to get the least mean square error between them. In test phase, the estimation rates were computed. We saw that ANNs could generate the prosody of a sentence.

한국어 문-음성 합성 시스템(TTS: Text-To-Speech)은 합성음의 자연스러움을 증가시키기 위해 운율 발생 알고리듬을 만들어 시스템에 적용하고 있다. 운율 법칙은 각국의 언어에 대한 언어학적 정보나 자연음에서 구한 운율에 대한 지식을 기반으로 음성 합성 시스템에 적용하고 있다. 그러나 이렇게 구한 운율 법칙이 자연음에 존재하는 모든 운율 법칙을 포함할 수도 없고, 또 추출한 운율 법칙이 틀린 법칙이라면, 합성음의 자연감이나 이해도는 떨어질 것이므로, TTS의 실용화에 장애가 될 수 있다. 이러한 점을 감안하여 본 논문에서는 자연음에 내재하는 운율을 학습할 수 있는 인공 신경망을 이용한 운율발생 신경망을 제안하였다. 훈련단계에서 인공 신경망의 입력 단에 한국어 문장의 음소 열을 차례로 이동시켜 인가하면 입력 단의 중앙에 해당하는 음소의 운율 정보가 출력되도록 훈련시킬 때, 목표 패턴을 이용한 감독학습을 통해, 자연음에 내재하는 운율을 학습하도록 하였다. 평가 단계에서 문장의 음소 열을 입력하고, 추정율을 측정하여 인공 신경망이 한국어 문장에 내재하는 운율을 학습하여 발생시킬 수 있음을 살펴보았다.