임창환 한양대 바이오메디컬공학과 교수팀이 가상현실(VR) 헤드셋을 착용한 채 실제 발성 없이 입모양만으로 사용자 의도를 정확히 인식하는 신기술을 개발했다고 한양대가 21일 밝혔다.
해당 기술은 후두절제나 성대결절 등으로 인해 정확한 발성이 힘든 사용자에게 도움을 줄 것으로 기대된다.
그동안 VR 헤드셋에서 사용되는 기존 음성인식기술은 주변 소음 영향으로 정확도가 낮아질 수 있고, 공공 도서관과 같은 조용한 환경에서는 쓰이기 어렵다는 한계가 있다. 또 후두절제나 성대결절 등으로 인해 크고 또렷한 목소리를 낼 수 없는 사람은 음성 인식 기술을 활용하기 어려웠다.
임 교수팀은 이런 문제를 해결하고자 VR 헤드셋을 착용할 때 피부에 닿는 눈 아래 부위에 6개 생체전극을 부착한 VR 헤드셋을 개발했다. 개발된 VR 헤드셋은 사용자가 실제로 말을 하지 않고 말하는 입모양을 흉내 냈을 때 전극에서 측정되는 안면 근전도(facial electromyogram) 신호를 실시간으로 분석, 사용자의 발화 의도를 알아내는 데 성공했다.
이처럼 안면 근전도를 이용해서 발화 의도를 인식하는 기술을 '무성 음성인식'이라 하는데, 기존의 무성 음성인식 연구들은 VR 적용을 고려하지 않았기 때문에 입 주변에 전극을 부착함으로써 높은 정확도를 얻을 수 있었다.
하지만 VR 헤드셋은 입에서부터 거리가 멀기 때문에 인식 정확도가 떨어질 수밖에 없는데, 임 교수팀은 이 문제를 새로운 데이터 증강기술이 적용된 딥러닝 알고리즘을 통해 해결했다.
임 교수팀은 VR 환경설정에 많이 쓰이는 6개 명령어인 '다음' '이전' '뒤로' '메뉴' '홈' '선택'을 실시간으로 분류하는 시스템을 구현했다. 20명의 피실험자를 대상으로 시스템 인식률을 평가한 결과 평균 인식률 92.53%의 높은 정확도로 무성 발화를 인식할 수 있었다.
임 교수는 “사용자가 시스템에 익숙해지면서 인식률이 높아지는 현상을 관찰할 수 있었다”며 “기존 VR 헤드셋에 패드만 교체하는 방식으로 쉽게 적용할 수 있으며, 더 많은 명령어를 추가할 수도 있어 상용화에 용이할 것”이라고 말했다.
임 교수팀의 이번 연구 결과는 가상현실 분야의 최고 권위지인 'Virtual Reality' 지난 2일자에 게재됐다. 이번 연구는 삼성전자 미래기술육성센터, 한국연구재단 중견연구자지원사업, 정보통신기획평가원 인공지능대학원지원사업 지원을 받아 수행됐다.
김명희기자 noprint@etnews.com
