KR102757438B1 - Method and computer readable storage medium for performing text-to-speech synthesis using machine learning based on sequential prosody feature - Google Patents
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Abstract
본 개시는 순차적 운율 특징을 기초로 기계학습을 이용한 텍스트-음성 합성(text-to-speech synthesis) 방법에 관한 것이다. 순차적 운율 특징을 기초로 기계학습을 이용한 텍스트-음성 합성은, 입력 텍스트를 수신하는 단계, 순차적 운율(sequential prosody) 특징을 수신하는 단계 및 입력 텍스트 및 수신된 순차적 운율 특징을 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델에 입력하여, 수신된 순차적 운율 특징이 반영된 입력 텍스트에 대한 출력 음성 데이터를 생성하는 단계를 포함한다The present disclosure relates to a text-to-speech synthesis method using machine learning based on sequential prosody features. The text-to-speech synthesis using machine learning based on sequential prosody features includes a step of receiving an input text, a step of receiving sequential prosody features, and a step of inputting the input text and the received sequential prosody features into an artificial neural network text-to-speech synthesis model, thereby generating output voice data for the input text in which the received sequential prosody features are reflected.
Description
본 개시는 순차적 운율 특징을 기초로 기계 학습을 이용한 텍스트-음성 합성 방법 및 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 순차적 운율 특징을 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델에 입력하여, 순차적 운율 특징이 반영된 입력 텍스트에 대한 출력 음성 텍스트를 생성하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. The present disclosure relates to a method and system for text-to-speech synthesis using machine learning based on sequential prosodic features. More specifically, the present disclosure relates to a method and system for generating an output speech text for an input text in which sequential prosodic features are reflected by inputting sequential prosodic features into an artificial neural network text-to-speech synthesis model.
일반적으로 텍스트-음성 합성 기술(TTS; Text-To-Speech)이라고 불리는 음성 합성 기술은 안내방송, 네비게이션, 인공지능 비서 등과 같이 사람의 음성이 필요한 어플리케이션에서 실제의 음성을 사전에 녹음해 두지 않고 필요한 음성을 재생하기 위해 사용되는 기술이다. 음성 합성의 전형적인 방법은, 음성을 음소 등 아주 짧은 단위로 미리 잘라서 저장해두고, 합성할 문장을 구성하는 음소들을 결합하여 음성을 합성하는 연결 합성 방식(concatenative TTS)와, 음성의 특징을 파라미터로 표현하고 합성할 문장을 구성하는 음성 특징들을 나타내는 파라미터들을 보코더(vocoder)를 이용해 문장에 대응하는 음성으로 합성하는 매개 변수 합성 방식(parametric TTS)이 있다.Voice synthesis technology, commonly called text-to-speech (TTS) technology, is a technology used to reproduce the required voice without recording the actual voice in advance in applications that require human voice such as announcements, navigation, and artificial intelligence secretaries. Typical methods of voice synthesis include concatenative TTS, which cuts the voice into very short units such as phonemes in advance and stores it, and synthesizes voice by combining the phonemes that make up the sentence to be synthesized, and parametric TTS, which expresses the features of the voice as parameters and synthesizes the parameters representing the voice features that make up the sentence to be synthesized into a voice corresponding to the sentence using a vocoder.
한편, 최근에는 인공신경망(artificial neural network) 기반의 음성 합성 방법이 활발히 연구되고 있으며, 이러한 음성 합성 방법에 따라 합성된 음성은, 기존의 방법에 비해 자연스러운 음성 특징을 포함하고 있다. 하지만, 종래의 음성 합성 방법에서, 입력 텍스트의 길이나 참조 음성의 길이와 관계없이, 미리 고정된 길이의 운율 특징만이 적용되어, 합성되는 음성의 특정 시점에서의 운율이 제어될 수 없었다. 그 이유는, 고정된 길이의 특징이 참조 음성에 억지로 적용할 때 시간상 정보의 손실이 일어나는 확률은 상당히 높기 때문이다. 이에 따라, 종래의 음성 합성 방법은 사람들의 의도 또는 감정을 정확히 나타내기 위하여, 합성 음성에 대한 미세한 운율의 제어를 제공할 수 없었다. Meanwhile, voice synthesis methods based on artificial neural networks have been actively studied recently, and voices synthesized using such voice synthesis methods contain more natural voice features than conventional methods. However, in conventional voice synthesis methods, only fixed-length prosody features were applied regardless of the length of the input text or the length of the reference voice, and thus the prosody at a specific point in time of the synthesized voice could not be controlled. This is because there is a high probability that information will be lost in time when fixed-length features are forcibly applied to the reference voice. Accordingly, conventional voice synthesis methods could not provide fine prosody control for synthesized voices in order to accurately express people's intentions or emotions.
또한, 소스 화자의 음의 높이(pitch) 범위와 대상 화자의 음의 높이 사이의 차이가 클 경우, 소스 화자의 운율 특징을 대상 화자로 반영하기 어려울 수 있다. 예를 들어, 소스 화자가 여자이고 대상 화자가 남자인 경우, 소스 화자의 운율을 대상 화자의 음성에 합성하면, 대상 화자의 합성 음성이 보통의 음의 높이 보다 더 높은 음의 높이를 가질 수 있었다. 이러한 사정을 고려하면, 운율 특징을 반영한 합성 음성의 퀄리티를 향상시키기 위하여 인공신경망 모델에 운율 특징을 적용하기 이전에, 운율 특징을 전처리하는 것이 요구될 수 있다. In addition, if there is a large difference between the pitch range of the source speaker and the pitch range of the target speaker, it may be difficult to reflect the prosodic features of the source speaker to the target speaker. For example, if the source speaker is a female and the target speaker is a male, when the prosody of the source speaker is synthesized into the voice of the target speaker, the synthesized voice of the target speaker may have a pitch higher than the normal pitch. Considering these circumstances, it may be required to preprocess the prosodic features before applying the prosodic features to the artificial neural network model in order to improve the quality of the synthesized voice reflecting the prosodic features.
본 개시에 따른 방법 및 장치는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 시간에 따른 운율 특징을 가진 순차적 운율 특징이 반영된 입력 텍스트에 대한 출력 음성 데이터를 생성할 수 있다.The method and device according to the present disclosure can generate output speech data for input text reflecting sequential prosodic features having time-dependent prosodic features to solve the above problems.
또한, 본 개시에 따른 방법 및 장치는 순차적 운율 특징은 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델의 인코더 및 디코더 중 적어도 하나에 입력될 수 있으며, 가변적인 길이의 순차적 운율 특징을 입력 텍스트의 길이 및/또는 합성 음성의 길이에 맞추기 위하여 어텐션(attention) 모듈이 사용될 수 있다.In addition, the method and device according to the present disclosure may input sequential prosody features to at least one of an encoder and a decoder of an artificial neural network text-to-speech synthesis model, and an attention module may be used to match the sequential prosody features of variable length to the length of the input text and/or the length of the synthesized speech.
또한, 본 개시에 따른 방법 및 장치는 순차적 운율 특징에 대응되는 복수의 임베딩 벡터를 정규화하고, 정규화된 복수의 임베딩 벡터를 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델에 적용할 수 있다. In addition, the method and device according to the present disclosure can normalize a plurality of embedding vectors corresponding to sequential prosody features and apply the normalized plurality of embedding vectors to an artificial neural network text-to-speech synthesis model.
본 개시는 방법, 시스템, 장치 또는 명령어들을 저장하는 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 포함한 다양한 방식으로 구현될 수 있다.The present disclosure can be implemented in various ways, including as a computer-readable storage medium storing methods, systems, devices, or instructions.
본 개시의 일 실시예에 따른 순차적 운율 특징을 기초로 기계학습을 이용한 텍스트-음성 합성(text-to-speech synthesis) 방법은 입력 텍스트를 수신하는 단계, 순차적 운율(sequential prosody) 특징을 수신하는 단계 및 입력 텍스트 및 수신된 순차적 운율 특징을 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델에 입력하여, 수신된 순차적 운율 특징이 반영된 입력 텍스트에 대한 출력 음성 데이터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.A text-to-speech synthesis method using machine learning based on sequential prosody features according to one embodiment of the present disclosure may include a step of receiving an input text, a step of receiving sequential prosody features, and a step of inputting the input text and the received sequential prosody features into an artificial neural network text-to-speech synthesis model to generate output speech data for the input text in which the received sequential prosody features are reflected.
본 개시의 일 실시예에 따른 순차적 운율 특징을 기초로 기계학습을 이용한 텍스트-음성 합성 방법의 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델은, 복수의 학습 텍스트 및 복수의 학습 텍스트에 대응하는 학습 음성을 나타내는 데이터에 기초하여 기계학습을 수행하여 생성되고, 학습 음성을 나타내는 데이터는 학습 음성의 순차적 운율 특징을 포함할 수 있다. An artificial neural network text-to-speech synthesis model of a text-to-speech synthesis method using machine learning based on sequential prosodic features according to one embodiment of the present disclosure is generated by performing machine learning on the basis of data representing a plurality of learning texts and learning voices corresponding to the plurality of learning texts, and the data representing the learning voices may include sequential prosodic features of the learning voices.
본 개시의 일 실시예에 따른 순차적 운율 특징을 기초로 기계학습을 이용한 텍스트-음성 합성 방법의 순차적 운율 특징은, 프레임, 글자(character), 음소, 음절 또는 단어 중 적어도 하나의 단위에 대응되는 운율 정보를 시간 순으로 포함하고, 운율 정보는, 소리의 크기에 대한 정보, 소리의 높이에 대한 정보, 소리의 길이에 대한 정보, 소리의 휴지 기간에 대한 정보 또는 소리의 스타일에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The sequential prosodic feature of a text-to-speech synthesis method using machine learning based on the sequential prosodic feature according to one embodiment of the present disclosure includes prosodic information corresponding to at least one unit among a frame, a character, a phoneme, a syllable, or a word in chronological order, and the prosodic information may include at least one of information about a size of a sound, information about a pitch of a sound, information about a length of a sound, information about a pause period of a sound, or information about a style of a sound.
본 개시의 일 실시예에 따른 순차적 운율 특징을 기초로 기계학습을 이용한 텍스트-음성 합성 방법의 순차적 운율 특징을 수신하는 단계는 순차적인 운율 특징을 나타내는 복수의 임베딩 벡터를 수신하는 단계를 포함하고, 복수의 임베딩 벡터의 각각은 시간 순으로 포함된 운율 정보에 대응될 수 있다.The step of receiving the sequential prosody feature of the text-to-speech synthesis method using machine learning based on the sequential prosody feature according to one embodiment of the present disclosure includes the step of receiving a plurality of embedding vectors representing the sequential prosody feature, and each of the plurality of embedding vectors may correspond to prosody information included in time order.
본 개시의 일 실시예에 따른 순차적 운율 특징을 기초로 기계학습을 이용한 텍스트-음성 합성 방법의 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델은 인코더 및 디코더를 포함하고, 순차적 운율 특징을 기초로 기계학습을 이용한 텍스트-음성 합성 방법은 수신된 복수의 임베딩 벡터를 어텐션 모듈에 입력하여, 인코더에 제공된 입력 텍스트의 각 부분들과 대응되는 복수의 변환 임베딩 벡터를 생성하는 단계를 더 포함하고, 복수의 변환 임베딩 벡터의 길이는 입력 텍스트의 길이에 따라 가변적이고, 입력 텍스트에 대한 출력 음성 데이터를 생성하는 단계는, 생성된 복수의 변환 임베딩 벡터를 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델의 인코더에 입력하는 단계 및 복수의 변환 임베딩 벡터가 반영된 입력 텍스트에 대한 출력 음성 데이터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present disclosure, an artificial neural network text-to-speech synthesis model of a text-to-speech synthesis method using machine learning based on sequential prosodic features includes an encoder and a decoder, and the text-to-speech synthesis method using machine learning based on sequential prosodic features further includes a step of inputting a plurality of received embedding vectors into an attention module, thereby generating a plurality of transformed embedding vectors corresponding to respective parts of an input text provided to the encoder, wherein the lengths of the plurality of transformed embedding vectors are variable according to the length of the input text, and the step of generating output speech data for the input text may include a step of inputting the plurality of generated transformed embedding vectors into an encoder of the artificial neural network text-to-speech synthesis model, and a step of generating output speech data for the input text to which the plurality of transformed embedding vectors are reflected.
본 개시의 일 실시예에 따른 순차적 운율 특징을 기초로 기계학습을 이용한 텍스트-음성 합성 방법의 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델은 인코더 및 디코더를 포함하고, 입력 텍스트에 대한 출력 음성 데이터를 생성하는 단계는, 수신된 복수의 임베딩 벡터를 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델의 디코더에 입력하는 단계 및 복수의 임베딩 벡터가 반영된 입력 텍스트에 대한 출력 음성 데이터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present disclosure, a text-to-speech synthesis method using machine learning based on sequential prosodic features includes an artificial neural network text-to-speech synthesis model including an encoder and a decoder, and a step of generating output speech data for an input text may include a step of inputting a plurality of received embedding vectors into a decoder of the artificial neural network text-to-speech synthesis model, and a step of generating output speech data for the input text to which the plurality of embedding vectors are reflected.
본 개시의 일 실시예에 따른 순차적 운율 특징을 기초로 기계학습을 이용한 텍스트-음성 합성 방법은 화자의 발성 특징을 수신하는 단계를 더 포함하고, 입력 텍스트에 대한 출력 음성 데이터를 생성하는 단계는 화자의 음성을 모사하고 순차적 운율 특징을 나타내는 복수의 임베딩 벡터가 반영된 입력 텍스트에 대한 출력 음성 데이터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.A text-to-speech synthesis method using machine learning based on sequential prosodic features according to one embodiment of the present disclosure may further include a step of receiving a speaker's pronunciation features, and the step of generating output speech data for an input text may include a step of generating output speech data for the input text in which a plurality of embedding vectors that mimic the speaker's voice and represent sequential prosodic features are reflected.
본 개시의 일 실시예에 따른 순차적 운율 특징을 기초로 기계학습을 이용한 텍스트-음성 합성 방법의 화자의 발성 특징을 수신하는 단계는 화자의 순차적 운율 특징을 수신하는 단계를 포함하고, 복수의 임베딩 벡터를 추출하는 단계는 화자의 순차적 운율 특징에 기초하여 추출된 복수의 임베딩 벡터를 정규화하는 단계를 포함하고, 입력 텍스트에 대한 출력 음성 데이터를 생성하는 단계는 화자의 음성을 모사하고 정규화된 복수의 임베딩 벡터가 반영된 입력 텍스트에 대한 출력 음성 데이터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present disclosure, the step of receiving the speaker's pronunciation features in the text-to-speech synthesis method using machine learning based on the sequential prosodic features may include the step of receiving the speaker's sequential prosodic features, the step of extracting the plurality of embedding vectors may include the step of normalizing the plurality of embedding vectors extracted based on the speaker's sequential prosodic features, and the step of generating output speech data for the input text may include the step of generating output speech data for the input text in which the speaker's speech is simulated and the normalized plurality of embedding vectors are reflected.
본 개시의 일 실시예에 따른 순차적 운율 특징을 기초로 기계학습을 이용한 텍스트-음성 합성 방법의 추출된 복수의 임베딩 벡터를 정규화하는 단계는, 각 시간 단계에서 화자의 순차적 운율 특징을 나타내는 임베딩 벡터의 평균값을 산출하는 단계 및 추출된 복수의 임베딩 벡터를 각 시간 단계에서 산출된 임베딩 벡터의 평균값으로 감산하는 단계를 포함할 수 있다. The step of normalizing the extracted plurality of embedding vectors of the text-to-speech synthesis method using machine learning based on sequential prosodic features according to one embodiment of the present disclosure may include the step of calculating an average value of the embedding vectors representing the sequential prosodic features of the speaker at each time step, and the step of subtracting the extracted plurality of embedding vectors by the average value of the embedding vectors calculated at each time step.
본 개시의 일 실시예에 따른 순차적 운율 특징을 기초로 기계학습을 이용한 텍스트-음성 합성 방법의 순차적 운율 특징을 수신하는 단계는, 입력 텍스트의 적어도 일부에 대한 운율 정보를 사용자 인터페이스를 통해 수신하는 단계를 포함하고,, 수신된 순차적 운율 특징이 반영된 입력 텍스트에 대한 출력 음성 데이터를 생성하는 단계는 입력 텍스트의 적어도 일부에 대한 운율 정보가 반영된 입력 텍스트에 대한 출력 음성 데이터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.The step of receiving the sequential prosodic features of the text-to-speech synthesis method using machine learning based on the sequential prosodic features according to one embodiment of the present disclosure may include the step of receiving prosodic information for at least a part of an input text through a user interface, and the step of generating output speech data for the input text to which the received sequential prosodic features are reflected may include the step of generating output speech data for the input text to which the prosodic information for at least a part of the input text is reflected.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 입력 텍스트의 적어도 일부에 대한 운율 정보는 음성 합성 마크업 언어에서 제공되는 태그를 통해 입력될 수 있다. According to one embodiment of the present disclosure, prosody information for at least a portion of input text can be input via tags provided in a speech synthesis markup language.
본 개시의 일 실시예에 따른 순차적 운율 특징을 기초로 기계학습을 이용한 텍스트-음성 합성 방법은 입력 텍스트의 적어도 일부에 대한 운율 정보를 사용자 인터페이스를 통해 수신받는 단계 및 수신된 입력 텍스트의 적어도 일부에 대한 운율 정보를 기초로 수신된 순차적 운율 특징을 변경하는 단계를 더 포함할 수 있고, 수신된 순차적 운율 특징이 반영된 입력 텍스트에 대한 출력 음성 데이터를 생성하는 단계는, 변경된 순차적 운율 특징이 반영된 입력 텍스트에 대한 출력 음성 데이터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. A text-to-speech synthesis method using machine learning based on sequential prosodic features according to one embodiment of the present disclosure may further include a step of receiving prosodic information for at least a portion of an input text through a user interface and a step of changing the received sequential prosodic features based on the prosodic information for at least a portion of the received input text, and the step of generating output speech data for the input text to which the received sequential prosodic features are reflected may include a step of generating output speech data for the input text to which the changed sequential prosodic features are reflected.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 수신된 순차적 운율 특징을 변경하는데 사용되는, 입력 텍스트의 적어도 일부에 대한 운율 정보는 음성 합성 마크업 언어에서 제공되는 태그를 통해 입력될 수 있다. According to one embodiment of the present disclosure, prosody information for at least a portion of an input text, which is used to modify a received sequential prosody feature, may be input via a tag provided in a speech synthesis markup language.
또한, 상술한 바와 같은 순차적 운율 특징을 기초로 기계학습을 이용한 텍스트-음성 합성 방법을 구현하기 위한 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다.In addition, a program for implementing a text-to-speech synthesis method using machine learning based on the sequential prosodic features described above can be recorded on a computer-readable recording medium.
또한, 상술한 바와 같은 순차적 운율 특징을 기초로 기계학습을 이용한 텍스트-음성 합성 방법과 연관된 장치 및 기술적 수단 등이 또한 개시될 수 있다. In addition, devices and technical means related to a text-to-speech synthesis method using machine learning based on the sequential prosodic features described above can also be disclosed.
본 개시의 일부 실시예들에 따르면, 시간에 따른 운율 정보를 포함하고 가변적인 길이를 가진 순차적 운율 특징을 기초로 기계학습을 이용한 텍스트-음성 합성이 제공되기 때문에, 합성 음성에 대한 미세한 운율의 제어가 가능하여, 음성 합성을 통한 사람의 의도 또는 감정을 보다 정확히 전달할 수 있다.According to some embodiments of the present disclosure, text-to-speech synthesis using machine learning is provided based on sequential prosody features that include prosody information over time and have variable lengths, thereby enabling fine prosody control for synthesized speech, thereby enabling more accurate conveyance of human intention or emotion through speech synthesis.
본 개시의 일부 실시예들에 따르면, 가변적인 길이의 순차적 운율 특징을 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델의 인코더 및 디코더 중 적어도 하나에 적용함에 있어서 어텐션을 사용하여 순차적 운율 특징을 입력 텍스트 및/또는 합성 음성의 길이에 대응되도록 조절할 수 있기 때문에, 가변적인 길이의 순차적 운율 특징이 그 길이에 상관없이 입력 텍스트 및/또는 합성 음성에 효과적으로 적용될 수 있다. According to some embodiments of the present disclosure, when applying sequential prosody features of variable length to at least one of an encoder and a decoder of an artificial neural network text-to-speech synthesis model, attention can be used to adjust the sequential prosody features to correspond to the length of an input text and/or a synthesized speech, so that the sequential prosody features of variable length can be effectively applied to the input text and/or the synthesized speech regardless of their lengths.
본 개시의 일부 실시예에 따르면, 순차적 운율 특징을 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델에 적용하기 이전에, 순차적 운율 특징에 대응하는 복수의 임베딩 벡터를 정규화하는 전처리를 수행하기 때문에, 한 사람의 운율 특징을 다른 사람의 합성 음성에 적용하는 경우, 운율 특징이 반영된 합성 음성의 퀄리티를 더욱 향상시킬 수 있다. According to some embodiments of the present disclosure, since preprocessing is performed to normalize a plurality of embedding vectors corresponding to the sequential prosody features before applying the sequential prosody features to the artificial neural network text-to-speech synthesis model, when the prosody features of one person are applied to the synthetic speech of another person, the quality of the synthetic speech reflecting the prosody features can be further improved.
본 개시의 실시예들은, 이하 설명하는 첨부 도면들을 참조하여 설명될 것이며, 여기서 유사한 참조 번호는 유사한 요소들을 나타내지만, 이에 한정되지는 않는다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 음성 합성기에 의해 입력 텍스트 및 순차적 운율 특징을 입력받아 합성 음성을 출력하는 과정을 나타내는 예시도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 음성 합성기에 의해 순차적 운율 특징 추출기로부터 추출된 순차적 운율 특징 및 입력 텍스트를 이용하여 합성 음성을 출력하는 과정을 나타내는 예시도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 음성 합성기에 의해 순차적 운율 특징 및 화자의 발성 특징을 입력 텍스트에 적용하여 합성 음성을 출력하는 과정을 나타내는 예시도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 텍스트-음성 합성 시스템의 블록도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 순차적 운율 특징을 기초로 기계학습을 이용한 텍스트-음성 합성 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 인공신경망 기반의 텍스트-음성 합성 시스템의 구성을 나타내는 예시도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 인공신경망 기반의 텍스트-음성 합성 시스템에서, 순차적 운율 특징을 텍스트-음성 합성 시스템의 디코더에 입력하여 합성 음성을 생성하는 과정을 보여주는 예시도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 인공신경망 기반의 텍스트-음성 합성 시스템에서, 순차적 운율 특징을 텍스트-음성 합성 시스템의 인코더에 입력하여 합성 음성을 생성하는 과정을 보여주는 예시도이다.
도 9은 본 개시의 일 실시예에 따른 음성 신호 또는 샘플으로부터 순차적 운율 특징을 나타내는 복수의 임베딩 벡터를 추출하도록 구성된 순차적 운율 특징 추출부의 네트워크를 나타내는 예시도이다.
도 10는 본 개시의 일 실시예에 따른 마크업 언어에서 제공되는 태크를 입력 텍스트에 적용하여 합성 음성을 출력하는 텍스트-음성 합성 시스템의 개요도이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 텍스트-음성 합성 시스템의 블록도이다. Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the accompanying drawings, in which like reference numerals represent similar elements, but are not limited thereto.
FIG. 1 is an exemplary diagram showing a process of receiving input text and sequential prosody features and outputting synthesized speech by a speech synthesizer according to one embodiment of the present disclosure.
FIG. 2 is an exemplary diagram showing a process of outputting a synthesized speech using sequential prosody features extracted from a sequential prosody feature extractor and an input text by a speech synthesizer according to one embodiment of the present disclosure.
FIG. 3 is an exemplary diagram showing a process of applying sequential prosodic features and speaker's pronunciation features to input text and outputting synthesized speech by a speech synthesizer according to one embodiment of the present disclosure.
FIG. 4 is a block diagram of a text-to-speech synthesis system according to one embodiment of the present disclosure.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a text-to-speech synthesis method using machine learning based on sequential prosody features according to one embodiment of the present disclosure.
FIG. 6 is an exemplary diagram showing the configuration of an artificial neural network-based text-to-speech synthesis system according to one embodiment of the present disclosure.
FIG. 7 is an exemplary diagram showing a process of generating a synthetic voice by inputting sequential prosody features into a decoder of a text-to-speech synthesis system based on an artificial neural network according to one embodiment of the present disclosure.
FIG. 8 is an exemplary diagram showing a process of generating a synthetic voice by inputting sequential prosody features into an encoder of a text-to-speech synthesis system based on an artificial neural network according to one embodiment of the present disclosure.
FIG. 9 is an exemplary diagram illustrating a network of sequential prosodic feature extraction units configured to extract a plurality of embedding vectors representing sequential prosodic features from a speech signal or sample according to one embodiment of the present disclosure.
FIG. 10 is a schematic diagram of a text-to-speech synthesis system that applies tags provided in a markup language according to one embodiment of the present disclosure to input text to output synthesized speech.
FIG. 11 is a block diagram of a text-to-speech synthesis system according to one embodiment of the present disclosure.
개시된 실시예의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이다.The advantages and features of the disclosed embodiments, and the methods for achieving them, will become clear with reference to the embodiments described below together with the accompanying drawings. However, the present disclosure is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and these embodiments are only provided to make the present disclosure complete and to fully inform a person having ordinary skill in the art to which the present disclosure belongs of the scope of the invention.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 개시된 실시예에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. The terms used in this specification will be briefly described, and the disclosed embodiments will be described in detail.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 관련 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. The terms used in this specification are selected from the most widely used general terms possible while considering the functions in the present disclosure, but they may vary depending on the intention of engineers working in the relevant field, precedents, the emergence of new technologies, etc. In addition, in certain cases, there are terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meanings thereof will be described in detail in the description of the relevant invention. Therefore, the terms used in this disclosure should be defined based on the meanings of the terms and the overall contents of the present disclosure, rather than simply the names of the terms.
본 명세서에서의 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수인 것으로 특정하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 복수의 표현은 문맥상 명백하게 복수인 것으로 특정하지 않는 한, 단수의 표현을 포함한다.In this specification, singular expressions include plural expressions unless the context clearly specifies that they are singular. In addition, plural expressions include singular expressions unless the context clearly specifies that they are plural.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. When a part of a specification is said to 'include' a component, this does not mean that it excludes other components, but rather that it may include other components, unless otherwise stated.
또한, 명세서에서 사용되는 '부' 또는 '모듈'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어 구성요소를 의미하며, '부' 또는 '모듈'은 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '부' 또는 '모듈'은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '부' 또는 '모듈'은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '부' 또는 '모듈'은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '부' 또는 '모듈'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '부' 또는 '모듈'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '부' 또는 '모듈'들로 더 분리될 수 있다.Also, the term 'part' or 'module' used in the specification means a software or hardware component, and the 'part' or 'module' performs certain roles. However, the 'part' or 'module' is not limited to software or hardware. The 'part' or 'module' may be configured to be on an addressable storage medium and may be configured to execute one or more processors. Thus, as an example, the 'part' or 'module' includes components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, and processes, functions, attributes, procedures, subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables. The functionality provided in the components and 'parts' or 'modules' may be combined into a smaller number of components and 'parts' or 'modules' or may be further separated into additional components and 'parts' or 'modules'.
본 개시의 일 실시예에 따르면 '부' 또는 '모듈'은 프로세서 및 메모리로 구현될 수 있다. 용어 '프로세서' 는 범용 프로세서, 중앙 처리 장치 (CPU), 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서 (DSP), 제어기, 마이크로제어기, 상태 머신 등을 포함하도록 넓게 해석되어야 한다. 몇몇 환경에서는, '프로세서' 는 주문형 반도체 (ASIC), 프로그램가능 로직 디바이스 (PLD), 필드 프로그램가능 게이트 어레이 (FPGA) 등을 지칭할 수도 있다. 용어 '프로세서' 는, 예를 들어, DSP 와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들의 조합, DSP 코어와 결합한 하나 이상의 마이크로프로세서들의 조합, 또는 임의의 다른 그러한 구성들의 조합과 같은 처리 디바이스들의 조합을 지칭할 수도 있다.According to one embodiment of the present disclosure, a 'unit' or a 'module' may be implemented as a processor and a memory. The term 'processor' should be interpreted broadly to include a general purpose processor, a central processing unit (CPU), a microprocessor, a digital signal processor (DSP), a controller, a microcontroller, a state machine, and the like. In some environments, a 'processor' may also refer to an application specific integrated circuit (ASIC), a programmable logic device (PLD), a field programmable gate array (FPGA), and the like. The term 'processor' may also refer to a combination of processing devices, such as, for example, a combination of a DSP and a microprocessor, a combination of a plurality of microprocessors, a combination of one or more microprocessors in conjunction with a DSP core, or any other such configuration.
용어 '메모리' 는 전자 정보를 저장 가능한 임의의 전자 컴포넌트를 포함하도록 넓게 해석되어야 한다. 용어 메모리는 임의 액세스 메모리 (RAM), 판독-전용 메모리 (ROM), 비-휘발성 임의 액세스 메모리 (NVRAM), 프로그램가능 판독-전용 메모리 (PROM), 소거-프로그램가능 판독 전용 메모리 (EPROM), 전기적으로 소거가능 PROM (EEPROM), 플래쉬 메모리, 자기 또는 광학 데이터 저장장치, 레지스터들 등과 같은 프로세서-판독가능 매체의 다양한 유형들을 지칭할 수도 있다. 프로세서가 메모리로부터 정보를 판독하고/하거나 메모리에 정보를 기록할 수 있다면 메모리는 프로세서와 전자 통신 상태에 있다고 불린다. 프로세서에 집적된 메모리는 프로세서와 전자 통신 상태에 있다.The term 'memory' should be interpreted broadly to include any electronic component capable of storing electronic information. The term memory may also refer to various types of processor-readable media, such as random access memory (RAM), read-only memory (ROM), non-volatile random access memory (NVRAM), programmable read-only memory (PROM), erasable programmable read-only memory (EPROM), electrically erasable PROM (EEPROM), flash memory, magnetic or optical data storage, registers, etc. A memory is said to be in electronic communication with the processor if the processor can read information from and/or write information to the memory. Memory integrated in a processor is in electronic communication with the processor.
본 개시에서, '순차적 운율 특징'은 프레임, 음소, 글자, 음절 또는 단어 중 적어도 하나의 단위에 대응되는 운율 정보를 시간 순으로 포함할 수 있다. 여기서, 운율 정보는 소리의 크기에 대한 정보, 소리의 높이에 대한 정보, 소리의 길이에 대한 정보, 소리의 휴지 기간에 대한 정보 또는 소리의 스타일에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 소리의 스타일은 소리 또는 음성이 나타내는 임의의 양식, 방식 또는 뉘앙스를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 소리 또는 음성에 내재된 어조, 억양, 감정 등이 포함될 수 있다. 또한 순차적 운율 특징은 복수의 임베딩 벡터로 표현될 수 있는데, 복수의 임베딩 벡터의 각각은 시간 순으로 포함된 운율 정보에 대응될 수 있다. In the present disclosure, the 'sequential prosodic feature' may include prosodic information corresponding to at least one unit of a frame, a phoneme, a letter, a syllable, or a word in chronological order. Here, the prosodic information may include at least one of information on the loudness of a sound, information on the pitch of a sound, information on the length of a sound, information on a pause period of a sound, or information on a style of a sound. In addition, the style of a sound may include any form, manner, or nuance expressed by a sound or a voice, and may include, for example, tone, intonation, emotion, etc. inherent in a sound or a voice. In addition, the sequential prosodic feature may be expressed by a plurality of embedding vectors, and each of the plurality of embedding vectors may correspond to prosodic information included in chronological order.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 실시예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그리고 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략한다.Below, with reference to the attached drawings, an embodiment is described in detail so that a person having ordinary skill in the art to which the present disclosure pertains can easily practice the present disclosure. In addition, in order to clearly explain the present disclosure in the drawings, parts that are not related to the description are omitted.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 음성 합성기(110)에 의해 입력 텍스트(120) 및 순차적 운율 특징(130)을 입력받아 합성 음성(140)을 출력하는 과정을 나타내는 예시도이다. 음성 합성기(110)는 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델을 이용하여 입력된 텍스트에 대응하는 합성 음성을 출력하도록 구성될 수 있다. 여기서, 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델은 단일 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델일 수 있다. 일 실시예에서, 음성 합성기(110)는 도 4의 데이터 인식부(455) 및/또는 도 10의 데이터 인식부(1020)에 대응될 수 있다. 또한, 음성 합성기(110)는 사용자 단말기 또는 텍스트-음성 합성 시스템에 포함되거나 제공될 수 있다. FIG. 1 is an exemplary diagram showing a process of receiving an input text (120) and sequential prosody features (130) and outputting a synthesized voice (140) by a voice synthesizer (110) according to one embodiment of the present disclosure. The voice synthesizer (110) may be configured to output a synthesized voice corresponding to the input text using an artificial neural network text-to-speech synthesis model. Here, the artificial neural network text-to-speech synthesis model may be a single artificial neural network text-to-speech synthesis model. In one embodiment, the voice synthesizer (110) may correspond to the data recognition unit (455) of FIG. 4 and/or the data recognition unit (1020) of FIG. 10. In addition, the voice synthesizer (110) may be included in or provided to a user terminal or a text-to-speech synthesis system.
일 실시예에 따르면, 음성 합성기(110)에 입력되는 텍스트는 임의의 인터페이스(미도시)를 통해 수신된 텍스트를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 음성 인식기(미도시)는 특정 음성을 입력받아, 입력된 음성에 대응하는 문자로 변환할 수 있으며, 변환된 문자를 음성 합성기(110)에 입력 텍스트로서 제공할 수 있다. 이에 따라, 도 1에 도시된 바와 같이, 음성 합성기(110)는 'HELLO'라는 문자를 인터페이스 또는 음성 인식기를 통해 텍스트 입력으로써 수신할 수 있다. According to one embodiment, the text input to the speech synthesizer (110) may include text received through any interface (not shown). According to another embodiment, the speech recognizer (not shown) may receive a specific voice, convert it into a character corresponding to the input voice, and provide the converted character as an input text to the speech synthesizer (110). Accordingly, as illustrated in FIG. 1, the speech synthesizer (110) may receive the character 'HELLO' as a text input through the interface or the speech recognizer.
일 실시예에 따르면, 음성 합성기(110)는 순차적 운율 특징을 수신하도록 구성될 수 있다. 여기서, 순차적 운율 특징은 미리 결정된 시간 단위에 따라 각 시간 단위의 운율 정보를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 순차적 운율 특징은 소리의 높이에 대한 정보를 포함할 수 있으며, 예를 들어, '11113'이라는 시간에 따른 피치(pitch)를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이러한 순차적 운율 특징은 소리에 대한 운율 특징을 추출할 수 있는 임의의 추출기로부터 추출되거나 결정될 수 있고, 예를 들어, 피치 트랙커(pitch tracker)로부터 추출될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 음성 합성기(110)는 소리에 대한 순차적 운율 정보를 나타내는 임의의 정보를 수신할 수 있으며, 예를 들어, 악보가 나타내는 정보를 수신할 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 음성 합성기(110)는 임의의 장치로부터 입력된 텍스트에 대한 시간에 따른 음성 합성 마크업 언어(speech synthesis markup language)로 표현된 속성값에 대응하는 순차적인 운율 특징을 수신할 수 있다. 이러한 속성값과 관련하여 이하에서 도 9를 참조하여 상세히 설명된다. In one embodiment, the speech synthesizer (110) may be configured to receive sequential prosodic features. Here, the sequential prosodic features may include prosodic information for each time unit according to a predetermined time unit. As illustrated in FIG. 1, the sequential prosodic features may include information about the pitch of a sound, for example, information indicating a pitch according to time, such as '11113'. In one embodiment, such sequential prosodic features may be extracted or determined from any extractor capable of extracting prosodic features for a sound, for example, extracted from a pitch tracker. In another embodiment, the speech synthesizer (110) may receive any information indicating sequential prosodic information for a sound, for example, information indicated by a musical score. According to another embodiment, the speech synthesizer (110) can receive sequential prosodic features corresponding to attribute values expressed in speech synthesis markup language over time for text input from any device. These attribute values are described in detail below with reference to FIG. 9.
음성 합성기(110)는 수신된 순차적 운율 특징이 반영된 입력 텍스트에 대한 출력 데이터를 생성하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 음성 합성기(110)는 순차적 운율 특징이 나타내는 시간 순에 따른 운율 정보를 입력 텍스트에 적용할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 음성 합성기(110)는 입력 텍스트 'HELLO'에 수신된 시간에 따른 피치를 나타내는 정보인 '11113'을 반영하여 출력 음성 데이터를 생성할 수 있다. 즉, 음성 합성기(110)는 입력 텍스트의 마지막 글자(character)인 'o'의 피치를 다른 글자보다 더 높인 의문형 텍스트인 'HELLO?'에 대응하는 출력 음성을 생성할 수 있다. 이렇게 생성된 음성은 스피커 등과 같은 출력 장치를 통해 출력되거나 I/O 장치를 가진 다른 장치로 전송될 수 있다. The speech synthesizer (110) may be configured to generate output data for an input text in which the received sequential prosody feature is reflected. To this end, the speech synthesizer (110) may apply the prosody information according to the time order indicated by the sequential prosody feature to the input text. For example, as illustrated in FIG. 1, the speech synthesizer (110) may generate output speech data by reflecting '11113', which is information indicating the pitch according to the time received in the input text 'HELLO'. That is, the speech synthesizer (110) may generate an output speech corresponding to 'HELLO?', which is an interrogative text in which the pitch of 'o', which is the last character of the input text, is raised higher than that of other characters. The speech generated in this way may be output through an output device such as a speaker or transmitted to another device having an I/O device.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 음성 합성기(110)에 의해 순차적 운율 특징 추출기(230)으로부터 추출된 순차적 운율 특징(210) 및 입력 텍스트(120)를 이용하여 합성 음성(240)을 출력하는 과정을 나타내는 예시도이다. 일 실시예에서, 순차적 운율 특징 추출기(230)는 도 4의 순차적 운율 특징 추출부(410)에 대응될 수 있다. 입력 텍스트(120) 및 음성 합성기(110)에 대해서는 도 1을 참조하여 설명하였으므로, 중복되는 설명은 생략된다.FIG. 2 is an exemplary diagram showing a process of outputting a synthesized speech (240) using sequential prosody features (210) extracted from a sequential prosody feature extractor (230) and an input text (120) by a speech synthesizer (110) according to one embodiment of the present disclosure. In one embodiment, the sequential prosody feature extractor (230) may correspond to the sequential prosody feature extractor (410) of FIG. 4. Since the input text (120) and the speech synthesizer (110) have been described with reference to FIG. 1, a redundant description will be omitted.
일 실시예에 따르면, 순차적 운율 특징 추출기(230)는 음성 신호 또는 음성 샘플(220)을 수신하고, 수신된 음성 신호 또는 샘플로부터 순차적 운율 특징(210)을 추출할 수 있다. 여기서, 수신된 음성 신호 또는 샘플은 순차적 운율 특징(210)과 관련된 정보를 나타내는 음성 스펙트럼 데이터를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 멜로디, 특정 화자의 음성 등을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the sequential prosody feature extractor (230) may receive a speech signal or a speech sample (220) and extract sequential prosody features (210) from the received speech signal or sample. Here, the received speech signal or sample may include speech spectrum data representing information related to the sequential prosody features (210), and may include, for example, a melody, a specific speaker's voice, etc.
일 실시예에 따르면, 순차적 운율 특징(210)을 추출하는데 있어서, 음성 신호 또는 샘플(220)로부터 순차적 운율 특징(210)을 추출할 수 있는 임의의 알려진 적절한 특징 추출 방법이 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 순차적인 운율 특징을 추출하기 위하여 인공신경망 또는 기계학습 모델이 사용될 수 있다. 예를 들어, 순차적 운율 특징 추출기(230)에 사용되는 인공신경망 또는 기계학습 모델은, RNN(recurrent neural network), LSTM(long short-term memory model), DNN(deep neural network), CNN(convolution neural network) 등을 포함하는 다양한 인공신경망 모델 중의 어느 하나 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다. According to one embodiment, in extracting the sequential prosody feature (210), any known suitable feature extraction method capable of extracting the sequential prosody feature (210) from a speech signal or sample (220) may be used. According to one embodiment, an artificial neural network or a machine learning model may be used to extract the sequential prosody feature. For example, the artificial neural network or machine learning model used in the sequential prosody feature extractor (230) may be composed of one or a combination of various artificial neural network models including a recurrent neural network (RNN), a long short-term memory model (LSTM), a deep neural network (DNN), a convolution neural network (CNN), etc.
순차적 운율 특징 추출기(230)는 수신된 음성 신호 또는 음성 샘플을 인공신경망 운율 특징 모델에 입력하여 순차적인 운율 특징(210)을 나타내는 복수의 특징 벡터(임베딩 벡터)를 추출할 수 있다. 여기서, 복수의 임베딩 벡터의 각각은 미리 결정된 시간 단위(예를 들어, 프레임, 음소, 글자, 음절 또는 단어 등)에 대응될 수 있다. 예를 들어, 이러한 벡터는 MFCC(mel frequency cepstral coefficient), LPC(linear predictive coefficients), PLP(perceptual linear prediction) 등과 같은 다양한 음성 특징 벡터들 중의 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이렇게 추출된 복수의 임베딩 벡터는 시간 순에 따라 운율 특징 또는 정보를 포함하고 있으므로, 이러한 벡터의 길이는 입력된 음성 샘플의 길이에 따라 가변적이거나 상이할 수 있다. The sequential prosody feature extractor (230) can input a received speech signal or speech sample into an artificial neural network prosody feature model to extract a plurality of feature vectors (embedding vectors) representing sequential prosody features (210). Here, each of the plurality of embedding vectors may correspond to a predetermined time unit (e.g., a frame, a phoneme, a letter, a syllable, a word, etc.). For example, such a vector may include one of various speech feature vectors such as MFCC (mel frequency cepstral coefficient), LPC (linear predictive coefficients), PLP (perceptual linear prediction), etc., but is not limited thereto. In addition, since the plurality of embedding vectors extracted in this way include prosody features or information in time order, the lengths of such vectors may be variable or different depending on the length of the input speech sample.
음성 합성기(110)는 수신된 텍스트(120)에 순차적 운율 특징 추출기(230)로부터 추출된 순차적인 운율 특징(210)을 반영한 음성 출력 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 음성 합성기(110)는 입력된 'HELLO' 텍스트에 대응하는 임베딩 정보 및 순차적 운율 특징 추출기(230)에 의해 추출된 복수의 임베딩 벡터를 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델에 입력하여 순차적인 운율 특징이 반영된 'HELLO' 음성 데이터를 생성할 수 있다. 이렇게 생성된 음성은 스피커 등과 같은 출력 장치를 통해 출력되거나 I/O 장치를 가진 다른 장치로 전송될 수 있다.도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 순차적 운율 특징(210) 및 화자의 발성 특징(330)을 입력 텍스트(120)에 적용하여 합성 음성을 출력하는 음성 합성기(110)의 개요도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 음성 합성기(110)는 입력 텍스트(120), 순차적 운율 특징(210) 및 화자의 발성 특징(330)을 수신할 수 있다. 여기서, 순차적 운율 특징(210)은 음성 신호 또는 음성 샘플(220)을 기초로 순차적 운율 특징 추출기(230)으로부터 추출될 수 있으며, 화자의 발성 특징(330)은 음성 신호 또는 음성 샘플(320)을 기초로 화자의 발성 특징 추출기(310)으로부터 추출될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 순차적 운율 특징 추출기(230)에 입력되는 음성 신호 또는 음성 샘플(220)은 발성 특징 추출기(310)에 입력되는 음성 신호 또는 음성 샘플(320)과 상이할 수 있다. 다른 실시예에서, 두 음성 신호 또는 음성 샘플(220, 320)은 서로 동일할 수 있다. 음성 합성기(110), 입력 텍스트(120), 순차적인 운율 특징(210), 음성 신호 또는 음성 샘플(220) 및 순차적 운율 특징 추출기(230)에 대해서는 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하였으므로, 중복되는 설명은 생략된다.The speech synthesizer (110) can generate speech output data reflecting the sequential prosody features (210) extracted from the sequential prosody feature extractor (230) to the received text (120). For example, the speech synthesizer (110) can input embedding information corresponding to the input 'HELLO' text and a plurality of embedding vectors extracted by the sequential prosody feature extractor (230) into an artificial neural network text-to-speech synthesis model to generate 'HELLO' speech data reflecting the sequential prosody features. The speech generated in this way can be output through an output device such as a speaker or transmitted to another device having an I/O device. FIG. 3 is a schematic diagram of a speech synthesizer (110) that applies the sequential prosody features (210) and the speaker's pronunciation features (330) to the input text (120) and outputs a synthesized speech according to one embodiment of the present disclosure. As illustrated in FIG. 3, the speech synthesizer (110) may receive an input text (120), sequential prosodic features (210), and speaker's speech features (330). Here, the sequential prosodic features (210) may be extracted from a sequential prosodic feature extractor (230) based on a speech signal or a speech sample (220), and the speaker's speech features (330) may be extracted from a speaker's speech feature extractor (310) based on a speech signal or a speech sample (320). In one embodiment, the speech signal or the speech sample (220) input to the sequential prosodic feature extractor (230) may be different from the speech signal or the speech sample (320) input to the speech feature extractor (310). In another embodiment, the two speech signals or speech samples (220, 320) may be identical to each other. The speech synthesizer (110), input text (120), sequential prosody feature (210), speech signal or speech sample (220), and sequential prosody feature extractor (230) have been described with reference to FIGS. 1 and 2, and therefore, any redundant description will be omitted.
발성 특징 추출기(310)는 음성 데이터로부터 화자의 발성 특징을 추출하도록 구성될 수 있다. 화자의 발성 특징은 그 화자의 음성을 모사하는 것뿐만 아니라, 그 발성을 구성할 수 있는 스타일, 운율, 감정, 음색, 음높이 등 다양한 요소들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 화자의 발성 특징은 화자를 나타내는 원-핫 화자 ID-벡터를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 화자의 발성 특징은 화자의 발성 특징을 나타내는 임베딩 벡터를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 발성 특징 추출기(310)는 도 4의 발성 특징 추출부(415)에 대응될 수 있다. The speech feature extractor (310) may be configured to extract the speech feature of a speaker from speech data. The speech feature of a speaker may include at least one of various elements that may constitute the speech, such as style, prosody, emotion, timbre, and pitch, in addition to replicating the speaker's voice. According to one embodiment, the speech feature of a speaker may include a one-hot speaker ID-vector representing the speaker. According to another embodiment, the speech feature of a speaker may include an embedding vector representing the speech feature of the speaker. In one embodiment, the speech feature extractor (310) may correspond to the speech feature extractor (415) of FIG. 4.
음성 합성기(110)는 입력 텍스트(120), 순차적인 운율 특징(210) 및 화자의 발성 특징(330)을 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델에 입력하여 출력 음성(340)을 생성할 수 있다. 출력 음성(340)은 순차적 운율 특징(210) 및 화자의 발성 특징(330)이 반영된 입력 텍스트(120)에 대한 출력 음성 데이터를 포함할 수 있다. 즉, 출력 음성(340)은 화자의 발성 특징을 기초로 해당 화자의 음성을 모사하고 순차적 운율 특징(210)을 반영함으로써, 해당 화자가 입력된 순차적 운율 특징(210)으로 입력 텍스트(120)를 말하는 음성으로 합성된 데이터일 수 있다. 예를 들어, 순차적 운율 특징(210) 및 화자의 발성 특징(330)이 제1 화자 및 제1 화자와 상이한 제2 화자의 음성으로부터 각각 추출된 경우, 제2 화자가 목소리로 제2 화자의 시간에 따른 운율 정보를 기초로 'HELLO'를 말하는 음성이 출력될 수 있다. 이렇게 생성된 음성은 스피커 등과 같은 출력 장치를 통해 출력되거나 I/O 장치를 가진 다른 장치로 전송될 수 있다.A speech synthesizer (110) can input an input text (120), sequential prosodic features (210), and a speaker's pronunciation features (330) into an artificial neural network text-to-speech synthesis model to generate an output speech (340). The output speech (340) can include output speech data for the input text (120) in which the sequential prosodic features (210) and the speaker's pronunciation features (330) are reflected. That is, the output speech (340) can be data synthesized as a speech in which a speaker speaks an input text (120) with the input sequential prosodic features (210) by simulating the speaker's voice based on the speaker's pronunciation features and reflecting the sequential prosodic features (210). For example, if sequential prosody features (210) and speaker's vocalization features (330) are extracted from the voices of a first speaker and a second speaker who is different from the first speaker, a voice of the second speaker saying 'HELLO' can be output based on the second speaker's time-dependent prosody information. The voice thus generated can be output through an output device such as a speaker or transmitted to another device having an I/O device.
도 2 및 3에서는 음성 합성기(110)가 순차적 운율 특징 추출기(230)으로부터 추출된 순차적인 운율 특징(210)을 나타내는 시간에 따른 복수의 임베딩 벡터를 수신하도록 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며, 음성 합성기(110)는 순차적 운율 특징(210)을 나타내는 시간에 따른 복수의 임베딩 벡터에 대한 입력값을 I/O 장치(미도시)를 통해 수신할 수 있다. 이와 달리, 순차적 운율 특징(210)을 나타내는 시간에 따른 복수의 임베딩 벡터가 저장매체(미도시)에 미리 저장될 수 있으며, 음성 합성기(110)는 저장매체에 접근하여 복수의 임베딩 벡터를 수신할 수 있다. 또한, 이렇게 추출되거나 저장된 복수의 임베딩 벡터에 대한 수정 정보가 I/O 장치를 통해 수신될 수 있으며, 수신된 수정 정보에 따라 복수의 임베딩 벡터를 수정할 수 있으며, 수정된 복수의 임베딩 벡터가 음성 합성기(110)에 수신될 수 있다. In FIGS. 2 and 3, the speech synthesizer (110) is illustrated as receiving a plurality of time-dependent embedding vectors representing sequential prosodic features (210) extracted from the sequential prosodic feature extractor (230), but is not limited thereto, and the speech synthesizer (110) may receive input values for the plurality of time-dependent embedding vectors representing sequential prosodic features (210) through an I/O device (not shown). Alternatively, the plurality of time-dependent embedding vectors representing sequential prosodic features (210) may be stored in advance in a storage medium (not shown), and the speech synthesizer (110) may access the storage medium to receive the plurality of embedding vectors. In addition, correction information for the plurality of embedding vectors extracted or stored in this manner may be received through the I/O device, and the plurality of embedding vectors may be corrected according to the received correction information, and the corrected plurality of embedding vectors may be received by the speech synthesizer (110).
또한, 도 3에서는, 화자의 발성 특징(330)이 발성 특징 추출기(310) 로부터 추출되어 음성 합성기(110)에 제공되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며, 음성 합성기(110)는 발성 특징을 나타내는 임베딩 벡터에 대한 입력값을 I/O 장치(미도시)를 통해 수신할 수 있다. 이와 달리, 발성 특징을 나타내는 임베딩 벡터가 저장매체(미도시)에 미리 저장될 수 있으며, 음성 합성기(110)는 저장매체에 접근하여 발성 특징을 나타내는 임베딩 벡터를 수신할 수 있다. 또한, 이렇게 추출되거나 저장된 발성 특징에 대한 수정 정보가 I/O 장치를 통해 수신될 수 있으며, 수신된 정보에 따라 발성 특징을 나타내는 임베딩 벡터가 수정될 수 있으며, 수정된 발성 특징을 나타내는 임베딩 벡터가 음성 합성기(110)에 수신될 수 있다. 도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 텍스트-음성 합성 시스템(400)의 블록도이다. 텍스트-음성 합성 시스템(400)은 통신부(405), 순차적 운율 특징 추출부(410), 발성 특징 추출부(415), 정규화기(420), 음성 데이터베이스(425), 어텐션 모듈(430), 인코더(435), 디코더(440), 후처리 프로세서(445), 데이터 학습부(450), 데이터 인식부(455)를 포함할 수 있다. 통신부(405)는 텍스트-음성 합성 시스템(400)이 외부 장치와 신호 또는 데이터를 송수신하도록 구성될 수 있다. 외부 장치는 텍스트-음성 합성 서비스를 제공하는 사용자 단말을 포함할 수 있다. 이와 달리, 외부장치는 다른 텍스트-음성 합성 시스템을 포함할 수 있다. 또는, 외부 장치는 음성 데이터베이스를 포함한 임의의 장치일 수 있다. In addition, in FIG. 3, the speaker's pronunciation feature (330) is illustrated as being extracted from the pronunciation feature extractor (310) and provided to the speech synthesizer (110), but is not limited thereto, and the speech synthesizer (110) may receive an input value for an embedding vector representing the pronunciation feature through an I/O device (not shown). Alternatively, the embedding vector representing the pronunciation feature may be stored in advance in a storage medium (not shown), and the speech synthesizer (110) may access the storage medium to receive the embedding vector representing the pronunciation feature. In addition, modification information for the pronunciation feature extracted or stored in this manner may be received through the I/O device, and the embedding vector representing the pronunciation feature may be modified according to the received information, and the embedding vector representing the modified pronunciation feature may be received by the speech synthesizer (110). FIG. 4 is a block diagram of a text-to-speech synthesis system (400) according to one embodiment of the present disclosure. The text-to-speech synthesis system (400) may include a communication unit (405), a sequential prosodic feature extraction unit (410), a pronunciation feature extraction unit (415), a normalizer (420), a voice database (425), an attention module (430), an encoder (435), a decoder (440), a post-processing processor (445), a data learning unit (450), and a data recognition unit (455). The communication unit (405) may be configured to allow the text-to-speech synthesis system (400) to transmit and receive signals or data with an external device. The external device may include a user terminal that provides a text-to-speech synthesis service. Alternatively, the external device may include another text-to-speech synthesis system. Alternatively, the external device may be any device including a voice database.
일 실시예에 따르면, 통신부(405)는 외부 장치로부터 텍스트를 수신하도록 구성될 수 있다. 여기서, 텍스트는 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델의 학습을 위해 사용될 학습 텍스트를 포함할 수 있다. 이와 달리, 텍스트는 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델을 통해 합성 음성을 생성하기 위해 사용될 입력 텍스트를 포함할 수 있다. 이러한 텍스트는 음성 데이터베이스(425), 인코더(435), 디코더(440), 데이터 학습부(450), 데이터 인식부(455) 중 적어도 하나에 제공될 수 있다. According to one embodiment, the communication unit (405) may be configured to receive text from an external device. Here, the text may include training text to be used for training an artificial neural network text-to-speech synthesis model. Alternatively, the text may include input text to be used for generating a synthetic voice through the artificial neural network text-to-speech synthesis model. Such text may be provided to at least one of the voice database (425), the encoder (435), the decoder (440), the data learning unit (450), and the data recognition unit (455).
통신부(405)는 외부 장치를 통해 음성 신호 또는 음성 샘플을 수신하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이러한 음성 신호 또는 샘플은 순차적 운율 특징 추출부(410)에 전달되어, 음성 신호 또는 샘플로부터 순차적 운율 특징이 추출될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 이러한 음성 신호 또는 샘플은 발성 특징 추출부(415)에 전달되어, 음성 신호 또는 샘플로부터 화자의 발성 특징이 추출될 수 있다. 이렇게 추출된 순차적 운율 특징 및/또는 화자의 발성 특징은 데이터 학습부(450)를 통해 인코더(435) 및/또는 디코더(440)에 전달되어 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델을 학습하는데에 사용될 수 있다. 이와 달리, 이렇게 추출된 순차적 운율 특징 및/또는 화자의 발성 특징은 데이터 인식부(455)를 통해 인코더(435) 및/또는 디코더(440)에 전달되어 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델로부터 합성 음성을 생성하는데에 사용될 수 있다.The communication unit (405) may be configured to receive a speech signal or a speech sample via an external device. According to one embodiment, the speech signal or sample may be transmitted to a sequential prosody feature extraction unit (410), so that sequential prosody features may be extracted from the speech signal or sample. According to another embodiment, the speech signal or sample may be transmitted to a speech feature extraction unit (415), so that a speaker's speech features may be extracted from the speech signal or sample. The sequential prosody features and/or the speaker's speech features thus extracted may be transmitted to an encoder (435) and/or a decoder (440) via a data learning unit (450) and used to learn an artificial neural network text-to-speech synthesis model. Alternatively, the sequential prosodic features and/or speaker's vocalization features extracted in this manner may be transmitted to an encoder (435) and/or a decoder (440) via a data recognition unit (455) and used to generate a synthetic voice from an artificial neural network text-to-speech synthesis model.
일 실시예에서, 통신부(405)는 외부 장치부터 순차적 운율 특징을 수신할 수 있다. 예를 들어, 텍스트-음성 합성 시스템(400)은 도 2의 순차적 운율 특징 추출기(230)를 통해 추출된 순차적 운율 특징을 통신부(405)를 통해 수신할 수 있다. 다른 실시예예서, 통신부(405)는 외부 장치로부터 화자의 발성 특징을 수신할 수 있다. 예를 들어, 통신부(405)는 도 3의 화자의 발성 특징 추출기(310)로부터 화자의 발성 특징(330)을 송수신할 수 있다. 이렇게 수신된 순차적 운율 특징 및/또는 화자의 발성 특징은 정규화기(420), 음성 데이터베이스(425), 어텐션 모듈(430), 인코더(435), 디코더(440), 데이터 학습부(450) 또는 데이터 인식부(455) 중 적어도 하나에 제공할 수 있다. In one embodiment, the communication unit (405) can receive sequential prosodic features from an external device. For example, the text-to-speech synthesis system (400) can receive sequential prosodic features extracted by the sequential prosodic feature extractor (230) of FIG. 2 through the communication unit (405). In another embodiment, the communication unit (405) can receive speaker's speech features from an external device. For example, the communication unit (405) can transmit and receive speaker's speech features (330) from the speaker's speech feature extractor (310) of FIG. 3. The sequential prosodic features and/or speaker's speech features received in this manner can be provided to at least one of the normalizer (420), the speech database (425), the attention module (430), the encoder (435), the decoder (440), the data learning unit (450), or the data recognition unit (455).
일 실시예에서, 통신부(405)는 외부 장치로부터 입력 텍스트에 대한 운율 정보를 순차적 운율 특징으로서 수신할 수 있다. 여기서, 운율 정보는 입력 텍스트의 각 부분(예를 들어, 음소, 글자, 음절, 어절 등)에 대한 음성 합성 마크업 언어에서 제공되는 태그를 통해 입력된 속성 값을 포함할 수 있다. In one embodiment, the communication unit (405) may receive prosody information for input text from an external device as sequential prosody features. Here, the prosody information may include attribute values input through tags provided in a speech synthesis markup language for each part (e.g., phoneme, letter, syllable, word, etc.) of the input text.
일 실시예에 따르면, 통신부(405)는 생성된 출력 음성과 관련된 정보, 즉, 출력 음성 데이터를 외부장치로 송신할 수 있다. 또한, 생성된 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델은 통신부(405)를 통해 사용자 단말기 또는 다른 텍스트-음성 합성 시스템에 송신될 수 있다.According to one embodiment, the communication unit (405) can transmit information related to the generated output voice, i.e., output voice data, to an external device. In addition, the generated artificial neural network text-to-speech synthesis model can be transmitted to a user terminal or another text-to-speech synthesis system via the communication unit (405).
도 4에서, 텍스트-음성 합성 시스템(400)은 통신부(405)를 통해 텍스트, 음성 신호 또는 샘플, 순차적 운율 특징 및 화자의 발성 특징 등을 수신하거나 출력 음성 데이터 및 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델은 통신부(405)를 통해 출력되는 것으로 도시되어 있으나, 텍스트-음성 합성 시스템(400)은 입출력장치(I/O 장치; 미도시)를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 텍스트-음성 합성 시스템(400)은 사용자로부터 입력을 직접 수신할 수 있으며, 사용자에게 텍스트, 음성, 영상 중 적어도 하나를 출력할 수 있다. In FIG. 4, the text-to-speech synthesis system (400) is illustrated as receiving text, voice signals or samples, sequential prosody features, and speaker's pronunciation features through the communication unit (405), or outputting voice data and an artificial neural network text-to-speech synthesis model through the communication unit (405). However, the text-to-speech synthesis system (400) may further include an input/output device (I/O device; not shown). Accordingly, the text-to-speech synthesis system (400) may directly receive input from a user, and output at least one of text, voice, and image to the user.
순차적 운율 특징 추출부(410)는 통신부(405) 또는 입출력장치를 통해 음성 신호 또는 샘플을 수신하고, 수신된 음성 신호 또는 샘플로부터 순차적 운율 특징을 추출하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 순차적 운율 특징 추출부(410)는 도 2 및 3의 순차적 운율 특징 추출기(230)에 대응될 수 있다. 예를 들어, 순차적 운율 특징 추출부(410)는 멜 주파수 셉스트럴(MFC)과 같은 음성 처리 방법을 이용하여 수신된 음성 신호 또는 샘플로부터 순차적 운율 특징을 추출할 수 있다. 이와 달리, 음성 샘플을 이용하여 학습된 운율 특징 추출 모델(예를 들어, 인공신경망)에 입력하여 순차적 운율 특징이 추출될 수 있다. 예를 들어, 순차적 운율 특징은 시간에 따라 일정 단위에 대응하는 복수의 임베딩 벡터로 나타낼 수 있다. 여기서, 일정 단위는 프레임, 음소, 글자, 음절, 단어, 어절 등 적어도 하나의 단위에 대응될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 순차적 운율 특징 추출부(410)는 비디오, 음악 또는 악보에 대한 정보 중 적어도 하나를 수신할 수 있고, 수신된 비디오, 음악 및/또는 악보로부터 순차적 운율 특징을 추출하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 순차적 운율 특징을 나타내는 복수의 임베딩 벡터에 대한 수정 정보가 I/O 장치(미도시)를 통해 수신될 수 있으며, 수신된 정보를 통해 복수의 임베딩 벡터가 수정될 수 있다. The sequential prosody feature extraction unit (410) may be configured to receive a speech signal or sample through the communication unit (405) or the input/output device, and extract sequential prosody features from the received speech signal or sample. In one embodiment, the sequential prosody feature extraction unit (410) may correspond to the sequential prosody feature extractor (230) of FIGS. 2 and 3. For example, the sequential prosody feature extraction unit (410) may extract sequential prosody features from the received speech signal or sample using a speech processing method such as Mel-frequency cepstral (MFC). Alternatively, the sequential prosody features may be extracted by inputting the prosody feature extraction model (e.g., an artificial neural network) learned using the speech sample. For example, the sequential prosody features may be represented by a plurality of embedding vectors corresponding to a certain unit over time. Here, the certain unit may correspond to at least one unit such as a frame, a phoneme, a letter, a syllable, a word, or a phrase. According to another embodiment, the sequential prosody feature extraction unit (410) may receive at least one of information about a video, music, or sheet music, and may be configured to extract sequential prosody features from the received video, music, and/or sheet music. According to one embodiment, modification information for a plurality of embedding vectors representing sequential prosody features may be received via an I/O device (not shown), and the plurality of embedding vectors may be modified through the received information.
추출되거나 수정된 순차적 운율 특징은 데이터 학습부(450) 및/또는 데이터 인식부(455)에 제공되어 인코더(414) 및/또는 디코더(440) 중 적어도 하나에 제공될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 순차적 운율 특징은 데이터 학습부(450) 및/또는 데이터 인식부(455)에 제공되기 이전에, 정규화기(420) 및/또는 어텐션 모듈(430)에 제공될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 순차적 운율 특징 추출부(410)로부터 추출된 순차적 운율 특징은 저장매체(예를 들어, 음성 데이터베이스(425)) 또는 외부 저장 장치에 저장될 수 있다. 이에 따라, 입력 텍스트에 대한 음성 합성 시, 저장매체에 미리 저장된 복수의 순차적 운율 특징 중 하나 이상을 선택 또는 지정될 수 있고, 선택 또는 지정된 순차적 운율 특징이 음성 합성에 이용될 수 있다. The extracted or modified sequential prosody features may be provided to the data learning unit (450) and/or the data recognition unit (455) and then provided to at least one of the encoder (414) and/or the decoder (440). According to one embodiment, the sequential prosody features may be provided to the normalizer (420) and/or the attention module (430) before being provided to the data learning unit (450) and/or the data recognition unit (455). According to one embodiment, the sequential prosody features extracted from the sequential prosody feature extraction unit (410) may be stored in a storage medium (e.g., a voice database (425)) or an external storage device. Accordingly, when synthesizing speech for an input text, one or more of a plurality of sequential prosody features pre-stored in the storage medium may be selected or designated, and the selected or designated sequential prosody features may be used for speech synthesis.
발성 특징 추출부(415)는 화자의 음성 신호(예를 들어, 음성 샘플)을 수신하고, 수신된 음성 신호로부터 화자의 발성 특징을 추출하도록 구성될 수 있다. 여기서, 추출된 발성 특징은 화자를 모사하고, 화자의 음성에 포함된 임의의 특징을 포함할 수 있고, 예를 들어, 복수의 임베딩 벡터로 표현될 수 있다. 화자의 발성 특징을 추출하는데 있어서, 화자의 음성 신호로부터 발성 특징을 추출할 수 있는 임의의 알려진 적절한 특징 추출 방법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 발성 특징 추출부(415)는 인공신경망 또는 기계학습 모델을 이용하여 음성 샘플로부터 화자의 발성 특징을 추출할 수 있다. 일 실시예에서, 화자의 발성 특징 추출부(415)는 도 3의 화자의 발성 특징 추출기(310)에 대응될 수 있다. 이렇게 추출된 화자의 발성 특징은 데이터 학습부(450), 데이터 인식부(455), 인코더(435) 또는 디코더(440) 중 적어도 하나에 제공될 수 있다. The speech feature extraction unit (415) may be configured to receive a speech signal of a speaker (e.g., a speech sample) and extract the speech feature of the speaker from the received speech signal. Here, the extracted speech feature may mimic the speaker and include any feature included in the speaker's speech, and may be expressed as, for example, a plurality of embedding vectors. In extracting the speech feature of the speaker, any known appropriate feature extraction method capable of extracting the speech feature from the speaker's speech signal may be used. For example, the speech feature extraction unit (415) may extract the speech feature of the speaker from the speech sample using an artificial neural network or a machine learning model. In one embodiment, the speech feature extraction unit (415) of the speaker may correspond to the speech feature extractor (310) of FIG. 3. The speech feature of the speaker extracted in this way may be provided to at least one of the data learning unit (450), the data recognition unit (455), the encoder (435), or the decoder (440).
일 실시예에 따르면, 발성 특징 추출부(415)로부터 추출된 화자의 발성 특징은 음성 데이터베이스(425) 또는 외부 저장 장치에 저장될 수 있다. 이에 따라, 입력 텍스트에 대한 음성 합성 시, 저장매체에 미리 저장된 복수의 화자의 발성 특징 중 하나 이상을 선택 또는 지정될 수 있고, 선택 또는 지정된 화자의 발성 특징이 음성 합성에 이용될 수 있다. According to one embodiment, the speaker's speech characteristics extracted from the speech characteristic extraction unit (415) may be stored in a speech database (425) or an external storage device. Accordingly, when synthesizing speech for an input text, one or more of the plurality of speaker's speech characteristics pre-stored in the storage medium may be selected or designated, and the selected or designated speaker's speech characteristics may be used for speech synthesis.
일 실시예에 따르면, 화자의 발성 특징은 화자의 순차적 운율 특징을 포함할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들어, 화자의 발성 특징 추출부(415)는 음성 샘플로부터 화자의 순차적 운율 특징을 추출하도록 구성될 수 있다. 또 다른 예로서, 화자의 발성 특징 추출부(415)는 음성 샘플을 순차적 운율 특징 추출부(410)에 제공하여 음성 샘플로부터 추출된 화자의 순차적 운율 특징을 수신할 수 있다. 이렇게 추출된 화자의 순차적 운율 특징은 정규화기(420)에 제공될 수 있다. 도 4에서 순차적 운율 특징 추출부(410) 및 화자의 발성 특징 추출부(415)는 별도의 유닛으로 구성된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며, 하나의 유닛으로 구성될 수 있다. According to one embodiment, the speaker's pronunciation characteristics may include the speaker's sequential prosodic characteristics. For this purpose, for example, the speaker's pronunciation characteristics extraction unit (415) may be configured to extract the speaker's sequential prosodic characteristics from a speech sample. As another example, the speaker's pronunciation characteristics extraction unit (415) may provide a speech sample to the sequential prosodic characteristics extraction unit (410) to receive the speaker's sequential prosodic characteristics extracted from the speech sample. The speaker's sequential prosodic characteristics extracted in this way may be provided to the normalizer (420). In FIG. 4, the sequential prosodic characteristics extraction unit (410) and the speaker's pronunciation characteristics extraction unit (415) are illustrated as being configured as separate units, but are not limited thereto, and may be configured as one unit.
정규화기(420)는 순차적 운율 특징 추출부(410)으로부터 수신된 순차적 운율 특징 및 발성 특징 추출부(415)로부터 화자의 순차적 운율 특징(복수의 임베딩 벡터)을 화자의 발성 특징으로써 수신할 수 있다. 설명을 위해, 이하에서는 순차적 운율 특징 추출부(410)으로부터 수신된 순차적 운율 특징를 제1 순차적 운율 특징이라고 지칭되고, 발성 특징 추출부(415)로부터 화자의 순차적 운율 특징는 제2 순차적 운율 특징이라고 지칭될 수 있다. The normalizer (420) can receive the sequential prosody features received from the sequential prosody feature extraction unit (410) and the speaker's sequential prosody features (multiple embedding vectors) from the speech feature extraction unit (415) as the speaker's speech features. For the sake of explanation, the sequential prosody features received from the sequential prosody feature extraction unit (410) may be referred to as the first sequential prosody features, and the speaker's sequential prosody features from the speech feature extraction unit (415) may be referred to as the second sequential prosody features.
정규화기(420)는 제2 순차적 운율 특징(예를 들어, 복수의 임베딩 벡터)을 기초로 제1 순차적 운율 특징(예를 들어, 복수의 임베딩 벡터)을 정규화하도록 구성될 수 있다. 여기서, 제1 순차적 운율 특징은 제2 순차적 운율 특징과 연관된 화자와 상이한 화자로부터 추출된 특징일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 정규화기(420)는 각 시간 단계에서 제2 순차적 운율 특징에 대응하는 복수의 임베딩 벡터의 평균값을 산출하도록 구성될 수 있다. 또한, 정규화기(420)는 제1 순차적 운율 특징을 나타내는 복수의 임베딩 벡터를 각 시간 단계에서 산출된 임베딩 벡터의 평균값으로 감산함으로써, 제1 순차적 운율 특징을 나타내는 복수의 임베딩 벡터를 정규화할 수 있다. 이렇게 정규화된 복수의 임베딩 벡터는 음성 데이터베이스(425), 어텐션 모듈(430), 인코더(435), 디코더(440), 데이터 학습부(450), 또는 데이터 인식부(455) 중 적어도 하나에 제공될 수 있다. 제2 순차적 운율 특징에 대응하는 복수의 임베딩 벡터의 평균값을 이용하여 제1 순차적 운율 특징에 대응하는 복수의 임베딩 벡터가 정규화되므로, 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델을 이용하여 제2 순차적 운율 특징에 연관된 화자를 모사하고 다른 화자로부터 추출된 제1 순차적 운율 특징이 반영되도록 임의의 텍스트에 대응하는 합성 음성이 생성되는 경우, 제1 순차적 운율 특징이 상이한 화자의 음성에 더욱 자연스럽게 적용될 수 있다. The normalizer (420) can be configured to normalize the first sequential prosodic feature (e.g., the plurality of embedding vectors) based on the second sequential prosodic feature (e.g., the plurality of embedding vectors). Here, the first sequential prosodic feature can be a feature extracted from a different speaker than a speaker associated with the second sequential prosodic feature. In one embodiment, the normalizer (420) can be configured to calculate an average value of the plurality of embedding vectors corresponding to the second sequential prosodic feature at each time step. In addition, the normalizer (420) can normalize the plurality of embedding vectors representing the first sequential prosodic feature by subtracting the plurality of embedding vectors representing the first sequential prosodic feature by an average value of the embedding vectors produced at each time step. The plurality of embedding vectors normalized in this way can be provided to at least one of the speech database (425), the attention module (430), the encoder (435), the decoder (440), the data learning unit (450), or the data recognition unit (455). Since the plurality of embedding vectors corresponding to the first sequential prosody feature are normalized using the average value of the plurality of embedding vectors corresponding to the second sequential prosody feature, when a synthetic speech corresponding to an arbitrary text is generated by simulating a speaker associated with the second sequential prosody feature using an artificial neural network text-to-speech synthesis model and reflecting the first sequential prosody feature extracted from another speaker, the first sequential prosody feature can be applied more naturally to the speech of a different speaker.
음성 데이터베이스(425)는 학습 텍스트 및 복수의 학습 텍스트에 대응되는 음성을 저장할 수 있으며, 이러한 학습 텍스트 및 이에 대응하는 음성음 데이터 학습부(450)에 의해 접근될 수 있다. 학습 텍스트는 적어도 하나의 언어로 작성될 수 있으며, 사람이 이해할 수 있는 단어, 구문 및 문장 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 음성 데이터베이스(425)에 저장된 음성은 복수의 화자가 학습 텍스트를 읽은 음성 데이터를 포함할 수 있다. 학습 텍스트 및 음성 데이터는 음성 데이터베이스(425)에 미리 저장되어 있거나, 통신부(405)로부터 수신될 수 있다. 음성 데이터베이스(425)가 저장하고 있는 학습 텍스트 및 음성에 기초하여 데이터 학습부(450)는 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델을 생성하거나 학습할 수 있다. 예를 들어, 인공신경망 텍스트-합성 모델은 인코더(435) 및 디코더(440)를 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 인공신경망 텍스트-합성 모델은 인코더(435), 디코더(440) 및 후처리 프로세서(445)를 포함할 수 있다. The voice database (425) can store learning texts and voices corresponding to a plurality of learning texts, and the learning texts and the voice sound data corresponding thereto can be accessed by the learning unit (450). The learning texts can be written in at least one language and can include at least one of words, phrases, and sentences that can be understood by humans. In addition, the voices stored in the voice database (425) can include voice data in which a plurality of speakers read the learning texts. The learning texts and voice data can be stored in advance in the voice database (425) or received from the communication unit (405). Based on the learning texts and voices stored in the voice database (425), the data learning unit (450) can generate or learn an artificial neural network text-to-speech synthesis model. For example, the artificial neural network text-synthesis model can include an encoder (435) and a decoder (440). As another example, an artificial neural network text-synthesis model may include an encoder (435), a decoder (440), and a post-processing processor (445).
일 실시예에 따르면, 음성 데이터베이스(425)는 하나 이상의 순차적 운율 특징을 저장하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 순차적 운율 특징은 정규화기(420)으로부터 정규화된 순차적 운율 특징을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 발성 특징 추출부(415)로부터 추출된 하나 이상의 화자의 발성 특징을 저장하도록 구성될 수 있다. 저장된 순차적 운율 특징은 데이터 학습부(450) 및/또는 데이터 인식부(455)에 의해 음성 합성 시 인코더(435) 또는 디코더(440) 중 적어도 하나에 제공될 수 있다. 또한, 저장된 화자의 발성 특징은 데이터 학습부(450) 및/또는 데이터 인식부(455)에 의해 음성 합성 시 인코더(435) 또는 디코더(440) 중 적어도 하나에 제공될 수 있다.In one embodiment, the speech database (425) may be configured to store one or more sequential prosodic features. For example, the one or more sequential prosodic features may include sequential prosodic features normalized from the normalizer (420). In another embodiment, the speech database (425) may be configured to store one or more speaker's speech features extracted from the speech feature extractor (415). The stored sequential prosodic features may be provided to at least one of the encoder (435) or the decoder (440) during speech synthesis by the data learning unit (450) and/or the data recognition unit (455). Additionally, the stored speaker's speech features may be provided to at least one of the encoder (435) or the decoder (440) during speech synthesis by the data learning unit (450) and/or the data recognition unit (455).
어텐션 모듈(430)은 순차적 운율 특징 추출부(410) 또는 정규화기(420)으로부터 순차적 운율 특징 또는 정규화된 순차적 운율 특징을 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 어텐션 모듈(430)은 순차적 운율 특징을 나타내는 복수의 임베딩 벡터를 입력받아서, 인코더(435)에 제공 된 입력 텍스트의 각 부분에 대응되는 복수의 변환 임베딩 벡터를 생성하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 어텐션 모듈(430)은 시간에 따른 복수의 임베딩 벡터 중 어떤 부분이 현재 시간-단계(time-step)에서 입력 텍스트 중 어떤 부분에 대응시킬지 결정하도록 구성될 수 있다. 어텐션 모듈(430)에 의해 생성된 복수의 변환 임베딩 벡터는 음성 합성을 위해 인코더(435)에 제공될 수 있다. The attention module (430) can receive sequential prosody features or normalized sequential prosody features from the sequential prosody feature extractor (410) or the normalizer (420). According to one embodiment, the attention module (430) can be configured to receive a plurality of embedding vectors representing sequential prosody features and generate a plurality of transformed embedding vectors corresponding to each portion of the input text provided to the encoder (435). For example, the attention module (430) can be configured to determine which portion of the plurality of embedding vectors over time corresponds to which portion of the input text at the current time-step. The plurality of transformed embedding vectors generated by the attention module (430) can be provided to the encoder (435) for speech synthesis.
인코더(435)는 입력 텍스트를 수신할 수 있으며, 입력 텍스트를 문자 임베딩으로 변환하여 생성하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 인코더(435)는 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델의 일부로서 구성될 수 있다. 이러한 문자 임베딩은 인코더(435)에 대응하는 제1 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델(예를 들어, pre-net, CBHG 모듈, DNN, CNN+DNN 등)에 입력하여 인코더(435)의 숨겨진 상태들을 생성할 수 있다. 제1 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델은 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델에 포함될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인코더(435)는 순차적 운율 특징 추출부(410), 정규화기(420) 또는 어텐션 모듈(430)으로부터 순차적 운율 특징을 더 수신할 수 있다. 문자 임베딩 및 순차적 운율 특징은 제1 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델에 입력되어 인코더(435)의 숨겨진 상태들(hidden states)이 생성될 수 있다. 다른 실시예에서, 인코더(435)는 발성 특징 추출부(415)로부터 화자의 발성 특징을 더 수신할 수 있다. 화자의 발성 특징은 문자 임베딩 및 순차적 운율 특징과 함께 제1 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델에 입력되어 인코더(435)의 숨겨진 상태들(hidden states)이 생성될 수 있다. 이렇게 생성된 인코더(435)의 숨겨진 상태들은 디코더(440)에 제공될 수 있다. The encoder (435) can receive an input text and can be configured to convert the input text into a character embedding and generate it. For example, the encoder (435) can be configured as a part of an artificial neural network text-to-speech synthesis model. The character embedding can be input to a first artificial neural network text-to-speech synthesis model (e.g., pre-net, CBHG module, DNN, CNN+DNN, etc.) corresponding to the encoder (435) to generate hidden states of the encoder (435). The first artificial neural network text-to-speech synthesis model can be included in the artificial neural network text-to-speech synthesis model. According to one embodiment, the encoder (435) can further receive sequential prosody features from the sequential prosody feature extraction unit (410), the normalizer (420), or the attention module (430). The character embedding and sequential prosody features can be input into the first artificial neural network text-to-speech synthesis model to generate hidden states of the encoder (435). In another embodiment, the encoder (435) can further receive speaker's speech features from the speech feature extraction unit (415). The speaker's speech features can be input into the first artificial neural network text-to-speech synthesis model together with the character embedding and sequential prosody features to generate hidden states of the encoder (435). The hidden states of the encoder (435) generated in this way can be provided to the decoder (440).
디코더(440)는 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델의 일부로서 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 디코더(440)는 순차적 운율 특징을 수신하도록 구성될 수 있다. 디코더(440)는 순차적 운율 특징 추출부(410) 또는 정규화기(420) 중 적어도 하나로부터 순차적 운율 특징을 수신할 수 있다. 디코더(440)는 인코더(435)로부터 입력 텍스트에 대응한 숨겨진 상태들을 수신할 수 있다. 또한, 디코더(440)는 현재 시간-단계(time-step)에서 입력 텍스트 중 어떤 부분으로부터 음성을 생성할지 결정하도록 구성된 어텐션 모듈을 포함할 수 있다. 이에 따라, 순차적 운율 특징 및/또는 입력 텍스트에 대응한 숨겨진 상태들은 디코더(440)에 대응하는 제2 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델(예를 들어, 어텐션 모듈, 디코더 RNN, 어텐션 RNN, Pre-net, DNN 등)에 입력되어 입력 텍스트에 대응되는 출력 음성 데이터가 생성될 수 있다. 제2 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델은 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델에 포함될 수 있다. The decoder (440) may be configured as a part of an artificial neural network text-to-speech synthesis model. In one embodiment, the decoder (440) may be configured to receive sequential prosody features. The decoder (440) may receive the sequential prosody features from at least one of the sequential prosody feature extractor (410) or the normalizer (420). The decoder (440) may receive hidden states corresponding to the input text from the encoder (435). Additionally, the decoder (440) may include an attention module configured to determine which part of the input text to generate speech from at a current time-step. Accordingly, the sequential prosody features and/or hidden states corresponding to the input text may be input to a second artificial neural network text-to-speech synthesis model (e.g., attention module, decoder RNN, attention RNN, Pre-net, DNN, etc.) corresponding to the decoder (440) to generate output speech data corresponding to the input text. The second artificial neural network text-to-speech synthesis model may be included in the artificial neural network text-to-speech synthesis model.
다른 실시예에서, 디코더(440)는 발성 특징 추출부(415)로부터 화자의 발성 특징을 더 수신하도로 구성될 수 있다. 순차적 운율 특징, 입력 텍스트에 대응한 숨겨진 상태들 및/또는 화자의 발성 특징은 디코더(440)에 대응하는 제2 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델에 입력되어 입력 텍스트에 대응되는 출력 음성 데이터가 생성될 수 있다. 이러한 출력 음성 데이터는 화자의 음성을 모사하고 순차적 운율 특징이 반영된 입력 텍스트에 대한 출력 음성 데이터를 포함할 수 있다. In another embodiment, the decoder (440) may be configured to further receive speaker's speech features from the speech feature extraction unit (415). The sequential prosodic features, the hidden states corresponding to the input text, and/or the speaker's speech features may be input to a second artificial neural network text-to-speech synthesis model corresponding to the decoder (440) to generate output speech data corresponding to the input text. The output speech data may include output speech data for the input text that mimics the speaker's speech and in which the sequential prosodic features are reflected.
이렇게 생성된 출력 음성 데이터는 멜 스펙트로그램으로 표현될 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 출력 음성 데이터는 선형 스펙트로그램으로 표현될 수 있다. 이러한 출력 음성 데이터는 스피커, 후처리 프로세서(445) 또는 통신부(405) 중 적어도 하나로 출력될 수 있다.The output voice data generated in this way can be expressed as a Mel spectrogram. However, it is not limited thereto, and the output voice data can be expressed as a linear spectrogram. The output voice data can be output to at least one of a speaker, a post-processing processor (445), or a communication unit (405).
일 실시예에 따르면, 후처리 프로세서(445)는 디코더(440)에서 생성된 출력 음성 데이터를 스피커에서 출력 가능한 음성으로 변환하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 변화된 출력 가능한 음성은 웨이브폼(waveform)으로 나타낼 수 있다. 후처리 프로세서(445)는 디코더(440)에서 생성된 출력 음성 데이터가 스피커에서 출력되기에 부적절한 경우에만 작동하도록 구성될 수 있다. 즉, 디코더(440)에서 생성된 출력 음성 데이터가 스피커에서 출력되기에 적절한 경우, 출력 음성 데이터는 후처리 프로세서(445)를 거치지 않고 바로 스피커로 출력될 수 있다. 이에 따라, 도 4에서는 후처리 프로세서(445)가 텍스트-음성 합성 시스템(400)에 포함되도록 도시되어 있지만, 후처리 프로세서(445)가 텍스트-음성 합성 시스템(400)에 포함되지 않도록 구성될 수 있다.According to one embodiment, the post-processing processor (445) may be configured to convert output speech data generated by the decoder (440) into speech that can be output from a speaker. For example, the converted output speech may be represented as a waveform. The post-processing processor (445) may be configured to operate only when the output speech data generated by the decoder (440) is unsuitable for output from the speaker. That is, when the output speech data generated by the decoder (440) is unsuitable for output from the speaker, the output speech data may be output directly to the speaker without going through the post-processing processor (445). Accordingly, although the post-processing processor (445) is illustrated as being included in the text-to-speech synthesis system (400) in FIG. 4, the post-processing processor (445) may be configured not to be included in the text-to-speech synthesis system (400).
일 실시예에 따르면, 후처리 프로세서(445)는 디코더(440)에서 생성된 멜 스펙트로그램으로 표현된 출력 음성 데이터를 시간 도메인의 웨이브폼으로 변환하도록 구성될 수 있다. 또한, 후처리 프로세서(445)는 출력 음성 데이터의 신호의 크기가 미리 결정된 기준 크기에 도달하지 못한 경우, 출력 음성 데이터의 크기를 증폭시킬 수 있다. 후처리 프로세서(445)는 변환된 출력 음성 데이터를 스피커 또는 통신부(405) 중 적어도 하나로 출력할 수 있다.According to one embodiment, the post-processing processor (445) may be configured to convert output speech data represented by a Mel Spectrogram generated by the decoder (440) into a waveform in the time domain. In addition, the post-processing processor (445) may amplify the size of the output speech data when the size of a signal of the output speech data does not reach a predetermined reference size. The post-processing processor (445) may output the converted output speech data to at least one of a speaker or a communication unit (405).
데이터 학습부(450)는 도 10의 데이터 학습부(1010)에 대응될 수 있다. 데이터 학습부(450)는 복수의 학습 텍스트 및 이에 대응하는 학습 음성을 나타내는 데이터를 음성 데이터베이스(425) 또는 통신부(405)를 통해 수신할 수 있다. 학습 텍스트를 나타내는 데이터는 적어도 하나의 글자에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 학습 텍스트를 나타내는 데이터는 G2P(Grapheme-to-phoneme) 알고리즘을 사용하여 학습 텍스트에 대응하는 음소 시퀀스(phoneme sequence)를 포함할 수 있다. 학습 음성을 나타내는 데이터는 학습 텍스트를 사람이 읽은 음성을 녹음한 데이터, 그러한 녹음 데이터로부터 추출된 사운드 피처(sound feature), 또는 스펙트로그램(spectrogram) 등일 수 있다. 일 실시예에서, 학습 음성을 나타내는 데이터는 학습 음성의 순차적 운율 특징을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 학습 음성을 나타내는 데이터는 학습 음성을 발화한 화자의 발성 특징을 더 포함할 수 있다. 데이터 학습부(450)는 복수의 학습 텍스트 및 이에 대응하는 학습 음성에 대응하는 학습 데이터의 쌍을 기초로 기계학습을 수행하여, 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델을 생성할 수 있다. 이러한 학습 시, 학습 텍스트는 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델의 인코더에 대응하는 제1 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델에 제공될 수 있으며, 순차적 운율 특징은 제1 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델 및/또는 디코더에 대응하는 제2 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델에 입력될 수 있다. The data learning unit (450) may correspond to the data learning unit (1010) of FIG. 10. The data learning unit (450) may receive data representing a plurality of learning texts and learning voices corresponding thereto through the voice database (425) or the communication unit (405). The data representing the learning texts may include information on at least one letter. For example, the data representing the learning texts may include a phoneme sequence corresponding to the learning texts using a G2P (Grapheme-to-phoneme) algorithm. The data representing the learning voices may be data of a voice recorded by a person reading the learning texts, sound features extracted from such recording data, a spectrogram, etc. In one embodiment, the data representing the learning voices may include sequential prosodic features of the learning voices. In another embodiment, the data representing the learning voices may further include vocalization features of a speaker who uttered the learning voices. The data learning unit (450) can perform machine learning based on pairs of learning data corresponding to a plurality of learning texts and their corresponding learning voices, thereby generating an artificial neural network text-to-speech synthesis model. During such learning, the learning text can be provided to a first artificial neural network text-to-speech synthesis model corresponding to an encoder of the artificial neural network text-to-speech synthesis model, and sequential prosody features can be input to a second artificial neural network text-to-speech synthesis model corresponding to the first artificial neural network text-to-speech synthesis model and/or the decoder.
일 실시예예 따르면, 데이터 인식부(455)는 입력 텍스트를 수신하고 순차적 운율 특징을 수신하도록 구성될 수 있다. 입력 텍스트 및 순차적 운율 특징을 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델에 입력하여 수신된 운율 특징이 반영된 입력 텍스트에 대한 출력 음성 데이터를 생성할 수 있다. 여기서, 입력 텍스트는 제1 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델에 제공될 수 있으며, 순차적 운율 특징은 제1 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델 및/또는 제2 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델에 입력될 수 있다. 그 결과, 순차적 운율 특징이 반영된 입력 텍스트에 대응하는 출력 음성 데이터가 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델로부터 생성될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 데이터 인식부(455)는 화자의 발성 특징을 더 수신하도록 구성될 수 있다. 수신된 화자의 발성 특징은 순차적 운율 특징과 마찬가지로 제2 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델에 제공될 수 있다. 이러한 동작 하에서, 화자의 음성을 모사하고 순차적 운율 특징이 반영된 입력 텍스트에 대응하는 출력 음성 데이터가 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델로부터 생성될 수 있다.According to one embodiment, the data recognition unit (455) may be configured to receive an input text and receive sequential prosody features. The input text and the sequential prosody features may be input into an artificial neural network text-to-speech synthesis model to generate output speech data for the input text in which the received prosody features are reflected. Here, the input text may be provided to the first artificial neural network text-to-speech synthesis model, and the sequential prosody features may be input to the first artificial neural network text-to-speech synthesis model and/or the second artificial neural network text-to-speech synthesis model. As a result, output speech data corresponding to the input text in which the sequential prosody features are reflected may be generated from the artificial neural network text-to-speech synthesis model. According to another embodiment, the data recognition unit (455) may be configured to further receive a speaker's pronunciation features. The received speaker's pronunciation features may be provided to the second artificial neural network text-to-speech synthesis model, similarly to the sequential prosody features. Under these operations, output speech data corresponding to input text that mimics the speaker's voice and reflects sequential prosodic features can be generated from an artificial neural network text-to-speech synthesis model.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 순차적 운율 특징을 기초로 기계학습을 이용한 텍스트-음성 합성 방법을 나타내는 흐름도이다. 먼저, S510에서, 텍스트 음성-합성 시스템(400)은 복수의 학습 텍스트 및 복수의 학습 텍스트에 대응되는 음성 데이터에 기초하여 기계학습을 수행하여 생성된 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델을 생성하는 단계를 수행할 수 있다. 여기서, 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델은 단일 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델일 수 있다. FIG. 5 is a flowchart illustrating a text-to-speech synthesis method using machine learning based on sequential prosody features according to one embodiment of the present disclosure. First, in S510, the text-to-speech synthesis system (400) may perform a step of generating an artificial neural network text-to-speech synthesis model generated by performing machine learning based on a plurality of learning texts and voice data corresponding to the plurality of learning texts. Here, the artificial neural network text-to-speech synthesis model may be a single artificial neural network text-to-speech synthesis model.
텍스트-음성 합성 시스템(400)은 S520에서, 입력 텍스트를 수신하는 단계를 수행할 수 있다. 단계 S530에서, 텍스트-음성 합성 시스템(400)은 순차적 운율 특징을 수신하는 단계를 수행할 수 있다. 텍스트-음성 합성 시스템(400)은 입력 텍스트 및 순차적 운율 특징을 미리 학습된 텍스트-음성 합성 모델에 입력하여, 순차적 운율 특징이 반영된 입력 텍스트에 대한 출력 음성 데이터를 생성하는 단계를 S540에서 수행할 수 있다.The text-to-speech synthesis system (400) can perform a step of receiving an input text at step S520. At step S530, the text-to-speech synthesis system (400) A step of receiving sequential prosody features can be performed. The text-to-speech synthesis system (400) can perform a step of inputting input text and sequential prosody features into a pre-learned text-to-speech synthesis model to generate output voice data for the input text in which the sequential prosody features are reflected in S540.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 인공신경망 기반의 텍스트-음성 합성 시스템의 구성을 나타내는 예시도이다. 일 실시예에서, 인코더(610) 및 디코더(620) 및 후처리 프로세서(630)의 각각은 도 4의 인코더(435), 디코더(440) 및 후처리 프로세서(445)의 각각에 대응할 수 있다. FIG. 6 is an exemplary diagram showing the configuration of an artificial neural network-based text-to-speech synthesis system according to one embodiment of the present disclosure. In one embodiment, each of the encoder (610), the decoder (620), and the post-processing processor (630) may correspond to each of the encoder (435), the decoder (440), and the post-processing processor (445) of FIG. 4.
일 실시예에 따르면, 인코더(610)는 도 6에 도시된 바와 같이, 입력 텍스트에 대한 글자 임베딩을 수신할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 입력 텍스트는 하나 이상의 언어에서 사용되는 단어, 문구 또는 문장 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 'HELLO' 등과 같은 문장과 같은 텍스트를 입력받을 수 있다. 입력 텍스트가 수신되면, 인코더(610)는 수신된 입력 텍스트를 자모단위, 글자단위, 음소(phoneme) 단위로 분리할 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 인코더(610)는 자모단위, 글자단위, 음소(phoneme) 단위로 분리된 입력 텍스트를 수신할 수 있다. 그리고 나서, 인코더(610)는 입력 텍스트를 문자 임베딩(character embedding)로 변환하여 생성할 수 있다. According to one embodiment, the encoder (610) may receive a character embedding for an input text, as illustrated in FIG. 6. According to another embodiment, the input text may include at least one of a word, phrase, or sentence used in one or more languages. For example, a text such as a sentence such as 'HELLO' may be input. When the input text is received, the encoder (610) may divide the received input text into character units, character units, and phoneme units. According to another embodiment, the encoder (610) may receive the input text divided into character units, character units, and phoneme units. Then, the encoder (610) may convert the input text into a character embedding and generate it.
인코더(610)는 텍스트를 발음 정보로 생성하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 인코더(610)는 생성된 문자 임베딩을 완전연결층(fully-connected layer)을 포함한 프리넷(pre-net)에 통과시킬 수 있다. 또한, 인코더(610)는 프리넷(pre-net)으로부터의 출력을 CBHG 모듈에 제공하여, 도 6에 도시된 바와 같이, 인코더의 숨겨진 상태들(encoder hidden states) ei을 출력할 수 있다. 예를 들어, CBHG 모듈은 1차원 컨볼루션 뱅크(1D convolution bank), 맥스 풀링(max pooling), 하이웨이 네트워크(highway network), 양방향 GRU(bidirectional gated recurrent unit)를 포함할 수 있다.The encoder (610) may be configured to generate text as pronunciation information. In one embodiment, the encoder (610) may pass the generated character embedding through a pre-net including a fully-connected layer. Additionally, the encoder (610) may provide output from the pre-net to the CBHG module to output encoder hidden states e i , as illustrated in FIG. 6 . For example, the CBHG module may include a 1D convolution bank, max pooling, a highway network, and a bidirectional gated recurrent unit (GRU).
또 다른 실시예에서, 인코더(610)가 입력 텍스트 또는 분리된 입력 텍스트를 수신한 경우, 인코더(610)는 적어도 하나의 임베딩 레이어를 생성하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인코더(610)의 적어도 하나의 임베딩 레이어는 자모단위, 글자단위, 음소(phoneme)단위로 분리된 입력 텍스트에 기초하여 글자 임베딩을 생성할 수 있다. 예를 들어, 인코더(610)는 분리된 입력 텍스트에 기초하여 글자 임베딩을 획득하기 위하여 이미 학습된 기계 학습 모델(예를 들어, 확률 모델 또는 인공신경망 등)을 사용할 수 있다. 나아가, 인코더(610)는 기계 학습을 수행하면서 기계 학습 모델을 갱신할 수 있다. 기계 학습 모델이 갱신되는 경우, 분리된 입력 텍스트에 대한 글자 임베딩도 변경될 수 있다. 인코더(610)는 글자 임베딩을 완전연결층(fully-connected layer)으로 구성된 DNN(Deep Neural Network) 모듈에 통과시킬 수 있다. DNN은 일반적인 피드포워드 레이어(feedforward layer) 또는 선형 레이어(linear layer)를 포함할 수 있다. 인코더(610)는 DNN의 출력을 CNN(convolutional neural network) 또는 RNN(Recurrent Neural Network) 중 적어도 하나가 포함된 모듈에 제공할 수 있으며, 인코더(610)의 숨겨진 상태들을 생성할 수 있다. CNN은 컨볼루션 커널(convolution kernel) 사이즈에 따른 지역적 특성을 포착할 수 있는 반면에, RNN은 장기 의존성(long term dependency)을 포착할 수 있다. 이러한 인코더(610)의 숨겨진 상태들, 즉 입력 텍스트에 대한 발음 정보는 어텐션 모듈를 포함한 디코더(620)에 제공되고, 디코더(620)는 이러한 발음 정보를 음성으로 생성하도록 구성될 수 있다. In another embodiment, when the encoder (610) receives an input text or a separated input text, the encoder (610) may be configured to generate at least one embedding layer. According to one embodiment, the at least one embedding layer of the encoder (610) may generate a character embedding based on the input text separated into a letter unit, a character unit, and a phoneme unit. For example, the encoder (610) may use a machine learning model (e.g., a probabilistic model or an artificial neural network, etc.) that has already been learned to obtain a character embedding based on the separated input text. Furthermore, the encoder (610) may update the machine learning model while performing the machine learning. When the machine learning model is updated, the character embedding for the separated input text may also be changed. The encoder (610) may pass the character embedding to a DNN (Deep Neural Network) module consisting of a fully-connected layer. The DNN may include a general feedforward layer or a linear layer. The encoder (610) may provide the output of the DNN to a module including at least one of a convolutional neural network (CNN) or a recurrent neural network (RNN), and may generate hidden states of the encoder (610). While the CNN may capture local characteristics according to the size of the convolution kernel, the RNN may capture long term dependencies. The hidden states of the encoder (610), i.e., pronunciation information for the input text, may be provided to a decoder (620) including an attention module, and the decoder (620) may be configured to generate the pronunciation information as speech.
디코더(620)는, 인코더(610)로부터 인코더의 숨겨진 상태들 ei를 수신할 수 있다. 일 실시예에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 디코더(620)는 어텐션 모듈, 완전연결층으로 구성된 프리넷과 GRU(gated recurrnt unit)를 포함하고 어텐션(attention) RNN(recurrent neural network), 레지듀얼 GRU(residual GRU)를 포함한 디코더 RNN(decoder RNN)을 포함할 수 있다. 여기서, 어텐션 RNN은 어텐션 모듈에서 사용될 정보를 출력할 수 있다. 또한, 디코더 RNN은 어텐션 모듈로부터 입력 텍스트의 위치 정보를 수신할 수 있다. 즉, 위치 정보는 디코더(620)가 입력 텍스트의 어떤 위치를 음성으로 변환하고 있는지에 관한 정보를 포함할 수 있다. 디코더 RNN은 어텐션 RNN으로부터 정보를 수신할 수 있다. 어텐션 RNN으로부터 수신한 정보는 디코더(620)가 이전 시간-단계(time-step)까지 어떤 음성을 생성했는지에 대한 정보를 포함할 수 있다. 디코더 RNN은 지금까지 생성한 음성에 이어질 다음 출력 음성을 생성할 수 있다. 예를 들어, 출력 음성은 멜 스펙트로그램 형태를 가질 수 있으며, 출력 음성은 r개의 프레임을 포함할 수 있다. The decoder (620) can receive hidden states e i of the encoder from the encoder (610). In one embodiment, as illustrated in FIG. 6, the decoder (620) can include a decoder RNN including an attention module, a pre-net consisting of a fully-connected layer and a gated recurrnt unit (GRU), and an attention recurrent neural network (RNN), and a residual GRU. Here, the attention RNN can output information to be used in the attention module. In addition, the decoder RNN can receive position information of the input text from the attention module. That is, the position information can include information about which position of the input text the decoder (620) is converting into speech. The decoder RNN can receive information from the attention RNN. Information received from the attention RNN may include information about what speech the decoder (620) has generated up to the previous time-step. The decoder RNN may generate the next output speech that follows the speech generated so far. For example, the output speech may have a Mel Spectrogram form, and the output speech may include r frames.
다른 실시예에서, 디코더(620)에 포함된 프리넷은 완전연결층(fully-connected layer)으로 구성된 DNN으로 대체될 수 있다. 여기서, DNN은 일반적인 피드포워드 레이어(feedforward layer) 또는 선형 레이어(linear layer) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. In another embodiment, the pre-net included in the decoder (620) may be replaced with a DNN consisting of a fully-connected layer. Here, the DNN may include at least one of a general feedforward layer or a linear layer.
일 실시예에서, 디코더(620)는 순차적 운율 특징을 수신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 순차적 운율 특징 추출부(410)는 음성 신호 또는 샘플로부터 순차적 운율 특징을 나타내는 복수의 임베딩 벡터 p1, p2, ... pn(여기서, n은 음성 샘플의 길이에 비례함)를 추출할 수 있다. 복수의 임베딩 벡터의 각각은 단위 시간 별 운율 특징 또는 정보를 포함할 수 있다. 순차적 운율 특징 추출부(410)가 음성 신호 또는 샘플로부터 복수의 임베딩 벡터 p1, p2, ... pn를 디코더에 입력하는 방식은 이하에서 도 7을 참조하여 상세히 설명된다. In one embodiment, the decoder (620) may be configured to receive sequential prosody features. For example, as illustrated in FIG. 6, the sequential prosody feature extraction unit (410) may extract a plurality of embedding vectors p1, p2, ... pn (where n is proportional to the length of the speech sample) representing sequential prosody features from a speech signal or sample. Each of the plurality of embedding vectors may include prosody features or information per unit time. The manner in which the sequential prosody feature extraction unit (410) inputs the plurality of embedding vectors p1, p2, ... pn from the speech signal or sample to the decoder is described in detail below with reference to FIG. 7.
일 실시예에서 디코더(620)는 화자의 발성 특징을 더 수신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 화자의 발성 특징은 화자 ID가 발성 특징 추출부(415)에 입력되어 화자의 발성 특징에 대응하는 화자 임베딩 벡터 e가 화자의 발성 특징으로서 생성될 수 있다. 다른 예로서, 화자의 발성 특징은 화자 ID가 아닌 음성 신호 또는 샘플로부터 화자의 임베딩 벡터를 추출함으로써 생성될 수 있다. In one embodiment, the decoder (620) may be configured to further receive speaker's speech characteristics. For example, as illustrated in FIG. 6, the speaker's speech characteristics may be generated by inputting a speaker ID into the speech characteristics extraction unit (415) so that a speaker embedding vector e corresponding to the speaker's speech characteristics may be generated as the speaker's speech characteristics. As another example, the speaker's speech characteristics may be generated by extracting the speaker's embedding vector from a speech signal or sample rather than the speaker ID.
또한 디코더(620)의 어텐션 모듈은 어텐션 RNN으로부터 정보를 수신할 수 있다. 어텐션 RNN으로부터 수신한 정보는 디코더(620)가 이전 시간-단계(time-step)까지 어떤 음성을 생성했는지에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한 디코더(620)의 어텐션 모듈은 어텐션 RNN으로부터 수신한 정보 및 인코더의 정보에 기초하여 컨텍스트 벡터를 출력할 수 있다. 인코더(610)의 정보는 음성을 생성해야 할 입력 텍스트에 대한 정보를 포함할 수 있다. 컨텍스트 벡터는 현재 시간-단계(time-step)에서 입력 텍스트 중 어떤 부분으로부터 음성을 생성할지 결정하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디코더(620)의 어텐션 모듈은 음성 생성의 초반에는 입력 텍스트의 앞부분에 기초하여 음성을 생성하고, 음성이 생성되어 감에 따라, 점점 입력 텍스트의 뒷부분에 기초하여 음성을 생성하도록 하는 정보를 출력할 수 있다.In addition, the attention module of the decoder (620) can receive information from the attention RNN. The information received from the attention RNN can include information about what speech the decoder (620) generated up to the previous time-step. In addition, the attention module of the decoder (620) can output a context vector based on the information received from the attention RNN and the information of the encoder. The information of the encoder (610) can include information about the input text from which speech is to be generated. The context vector can include information for determining which part of the input text to generate speech from at the current time-step. For example, the attention module of the decoder (620) can output information to generate speech based on the front part of the input text at the beginning of speech generation, and to generate speech based on the back part of the input text as the speech is generated.
디코더(620)는 순차적인 운율 특징 중 시간 단위에 따른 임베딩 벡터인 p1, p2, ... pn의 각각 및 화자 임베딩 벡터 e를 어텐션(attention) RNN 및 디코더(decoder) RNN의 시간 단계 별로 입력하여, 화자 마다 그리고 입력 텍스트의 각 부분 마다 다르게 디코딩하도록 인공신경망의 구조를 구성할 수 있다. 도 6에서는, 복수의 임베딩 벡터 p1, p2, ... pn 가 순차적 운율 특징 추출부(410)으로부터 추출된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며, 디코더(620)는 정규화기(420)으로부터 정규화된 순차적 운율 특징에 대응하는 복수의 임베딩 벡터를 수신할 수 있고, 정규화된 순차적 운율 특징에 대응하는 복수의 임베딩 벡터는 화자의 임베딩 벡터 e와 함께 어텐션 RNN 및 디코더(decoder) RNN의 시간 단계 별로 입력될 수 있다. The decoder (620) can input each of p1, p2, ... pn, which are sequential prosodic features, as well as the speaker embedding vector e, for each time step of the attention RNN and the decoder RNN, and configure the structure of the artificial neural network to decode differently for each speaker and each part of the input text. In Fig. 6, a plurality of embedding vectors p1, p2, ... pn are illustrated as being extracted from the sequential prosodic feature extraction unit (410), but the present invention is not limited thereto, and the decoder (620) can receive a plurality of embedding vectors corresponding to the normalized sequential prosodic features from the normalizer (420), and the plurality of embedding vectors corresponding to the normalized sequential prosodic features can be input for each time step of the attention RNN and the decoder RNN together with the speaker's embedding vector e.
더미 프레임들은 이전 시간-단계(time-step)가 존재하지 않는 경우 디코더(620)에 입력되는 프레임이다. RNN은 자동-회귀(autoregressive)로 기계학습을 할 수 있다. 즉, 직전 시간-단계(622)에서 출력된 r 프레임은 현재 시간-단계(623)의 입력이 될 수 있다. 최초 시간-단계(621)에서는 직전 시간-단계가 있을 수 없으므로, 디코더(620)는 최초 시간-단계의 기계 학습 네트워크에 더미 프레임을 입력할 수 있다.Dummy frames are frames that are input to the decoder (620) when a previous time-step does not exist. RNN can perform machine learning by autoregression. That is, the r frame output from the previous time-step (622) can be the input of the current time-step (623). Since there cannot be a previous time-step in the first time-step (621), the decoder (620) can input a dummy frame to the machine learning network of the first time-step.
텍스트-음성 합성을 위하여 DNN, 어텐션 RNN 및 디코더 RNN의 동작은 반복적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 최초 시간-단계(621)에서 획득된 r개의 프레임은 다음 시간-단계(622)의 입력이 될 수 있다. 또한 시간-단계(622)에서 출력된 r개의 프레임은 다음 시간-단계(623)의 입력이 될 수 있다.For text-to-speech synthesis, the operations of DNN, attention RNN, and decoder RNN can be performed repeatedly. For example, r frames obtained in the first time step (621) can be inputs for the next time step (622). Also, r frames output in the time step (622) can be inputs for the next time step (623).
상술한 바와 같은 과정을 통하여 입력 텍스트를 화자 마다 음성 합성이 가능할 뿐만 아니라 나아가 입력 텍스트에 시간 순으로 각 부분에 대한 운율 특징을 반영할 수 있다. 즉, 입력 텍스트에 대응하는 합성 음성의 특정 시점에서의 운율 특징을 제어하는 것이 가능하다. 이에 따라, 텍스트-음성 합성 시스템은 사람들의 의도 도는 감정을 보다 정확히 전달하기 위하여, 합성 음성에 대한 미세한 운율의 제어가 가능하다. Through the process described above, not only can the input text be synthesized into speech for each speaker, but also the prosody characteristics of each part of the input text can be reflected in chronological order. In other words, it is possible to control the prosody characteristics of the synthesized voice corresponding to the input text at a specific point in time. Accordingly, the text-to-speech synthesis system can control the fine prosody of the synthesized voice in order to more accurately convey people's intentions or emotions.
일 실시예에 따르면, 디코더(620)는 각각의 시간-단계마다 나온 멜 스펙트로그램을 시간 순으로 연결(concatenate)하여 전체 텍스트에 대한 멜 스펙트로그램의 음성을 획득할 수 있다. 전체 텍스트에 대한 멜 스펙트로그램의 음성은 후처리 프로세서(630)로 출력될 수 있다. 예를 들어, 후처리 프로세서(630)는 도 4의 후처리 프로세서(445)에 대응될 수 있다. According to one embodiment, the decoder (620) can concatenate the Mel Spectrograms generated at each time step in time order to obtain the voice of the Mel Spectrogram for the entire text. The voice of the Mel Spectrogram for the entire text can be output to the post-processing processor (630). For example, the post-processing processor (630) can correspond to the post-processing processor (445) of FIG. 4.
일 실시예에 따르면, 후처리 프로세서(630)의 CBHG는 도 6에 도시된 바와 같이, 디코더(620)의 멜 스케일 스펙트로그램을 선형 스펙트로그램(linear-scale spectrogram)으로 변환하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 후처리 프로세서(630)의 CBHG의 출력 신호는 매그니튜드 스펙트로그램(magnitude spectrogram)를 포함할 수 있다. 후처리 프로세서(630)의 CBHG의 출력 신호의 위상(phase)은 그리핀-림(Griffin-Lim) 알고리즘을 통해 복원되고, 역 단시간 퓨리어 변환(inverse short-time fourier transform)될 수 있다. 후처리 프로세서(630)는 시간 도메인(time domain)의 음성 신호로 출력할 수 있다.According to one embodiment, the CBHG of the post-processing processor (630) may be configured to transform the mel-scale spectrogram of the decoder (620) into a linear-scale spectrogram, as illustrated in FIG. 6. For example, the output signal of the CBHG of the post-processing processor (630) may include a magnitude spectrogram. The phase of the output signal of the CBHG of the post-processing processor (630) may be restored through the Griffin-Lim algorithm and may be inverse short-time Fourier transform. The post-processing processor (630) may output a speech signal in the time domain.
다른 실시예에 따르면, 인코더(610)가 CNN 또는 RNN을 포함하도록 구성되면, 후처리 프로세서(630)는 CNN 또는 RNN를 포함하도록 구성되고, 이러한 CNN 또는 RNN은 인코더(610)의 CNN 또는 RNN과 유사한 동작을 수행할 수 있다. 즉, 후처리 프로세서(630)의 CNN 또는 RNN은 지역적 특성과 장기 의존성을 포착할 수 있다. 예를 들어, 후처리 프로세서(630)는 보코더일 수 있다. 이에 따라, 후처리 프로세서(630)의 CNN 또는 RNN은 선형-스케일 스펙트로그램(linear-scale spectrogram)을 출력할 수 있다. 예를 들어, 선형-스케일 스펙트로그램은 크기 스펙트로그램(magnitude spectrogram)를 포함할 수 있다. 후처리 프로세서(630)는 스펙트로그램의 위상(phase)을 Griffin-Lim 알고리즘을 통해 예측할 수 있다. 후처리 프로세서(630)는 역 단기 푸리에 변환(Inverse Short-Time Fourier Transform)을 이용하여 시간 도메인(time domain)의 음성 신호를 출력할 수 있다.In another embodiment, when the encoder (610) is configured to include a CNN or an RNN, the post-processing processor (630) is configured to include a CNN or an RNN, and this CNN or RNN can perform operations similar to the CNN or the RNN of the encoder (610). That is, the CNN or the RNN of the post-processing processor (630) can capture local characteristics and long-term dependencies. For example, the post-processing processor (630) can be a vocoder. Accordingly, the CNN or the RNN of the post-processing processor (630) can output a linear-scale spectrogram. For example, the linear-scale spectrogram can include a magnitude spectrogram. The post-processing processor (630) can predict the phase of the spectrogram through the Griffin-Lim algorithm. The post-processing processor (630) can output a time domain voice signal using an inverse short-time Fourier transform.
또 다른 실시예에 따르면, 후처리 프로세서(630)는 기계학습모델에 기초하여 멜 스펙트로그램으로부터 음성 신호를 생성할 수 있다. 기계학습모델은 멜 스펙트로그램과 음성 신호 사이의 상관 관계를 기계학습한 모델을 포함할 수 있다. 예를 들어 WaveNet 또는 WaveGlow 등과 같은 인공신경망 모델이 사용될 수 있다.According to another embodiment, the post-processing processor (630) can generate a speech signal from the Mel Spectrogram based on a machine learning model. The machine learning model can include a model that machine-learns the correlation between the Mel Spectrogram and the speech signal. For example, an artificial neural network model such as WaveNet or WaveGlow can be used.
이러한 인공신경망 기반의 텍스트-음성 합성 시스템은, 학습 텍스트와 음성 신호의 쌍으로 존재하는 대용량의 데이터 베이스를 이용하여 학습될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 음성 합성 장치는 텍스트를 수신하고, 출력된 음성 신호를 정답 음성 신호와 비교하여 손실 함수(loss function)을 정의할 수 있다. 음성 합성 장치는 손실 함수를 오차 역전파(error back propagation) 알고리즘을 통해 학습하여, 최종적으로 임의의 텍스트를 입력했을 때 원하는 음성 출력이 나오는 인공신경망을 얻을 수 있다. Such an artificial neural network-based text-to-speech synthesis system can be trained using a large database that exists as a pair of training text and speech signals. According to one embodiment, a speech synthesis device can receive a text, compare an output speech signal with a correct speech signal, and define a loss function. The speech synthesis device can learn the loss function through an error back propagation algorithm, and finally obtain an artificial neural network that produces a desired speech output when an arbitrary text is input.
이러한 인공신경망 기반의 음성 합성 장치에서, 텍스트, 화자의 발성 특징, 순차적 운율 특징 등이 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델에 입력되어 음성 신호가 출력될 수 있다. 텍스트-음성 합성 시스템은 출력된 음성 신호와 정답 음성 신호를 비교하여 학습함으로써, 텍스트, 화자의 발성 특징 및 순차적 운율 특징을 수신할 때 해당 화자의 음성으로 순차적 운율 특징이 반영된 텍스트를 읽는 출력 음성 데이터를 생성할 수 있다.In such an artificial neural network-based speech synthesis device, text, speaker's pronunciation characteristics, sequential prosody characteristics, etc. can be input into an artificial neural network text-to-speech synthesis model to output a speech signal. The text-to-speech synthesis system learns by comparing the output speech signal with a correct speech signal, so that when it receives the text, speaker's pronunciation characteristics, and sequential prosody characteristics, it can generate output speech data that reads the text with the sequential prosody characteristics reflected in the speaker's voice.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 인공신경망 기반의 텍스트-음성 합성 시스템에서, 순차적 운율 특징을 텍스트-음성 합성 시스템의 디코더(720)에 입력하여 합성 음성을 생성하는 과정을 보여주는 예시도이다. 여기서, 인코더(710), 디코더(720), 순차적 운율 특징 추출부(730) 및 어텐션 모듈(740)의 각각은 도 4의 인코더(435), 디코더(440), 순차적 운율 특징 추출부(410) 및 어텐션 모듈(430)의 각각에 대응될 수 있다. 또한, 인코더(710) 및 디코더(720)는 도 6의 인코더(610) 및 디코더(620)의 각각에 대응될 수 있다. 도 7에서 음성의 길이인 N은 4이고, 텍스트의 길이 T는 3인 것으로 가정하고 도시되었으나, 이에 한정되지 않으며, 음성의 길이인 N 및 텍스트의 길이 T는 서로 상이한 임의의 양수일 수 있다. FIG. 7 is an exemplary diagram showing a process of generating a synthesized speech by inputting sequential prosody features into a decoder (720) of the text-to-speech synthesis system based on an artificial neural network according to one embodiment of the present disclosure. Here, each of the encoder (710), the decoder (720), the sequential prosody feature extraction unit (730), and the attention module (740) may correspond to each of the encoder (435), the decoder (440), the sequential prosody feature extraction unit (410), and the attention module (430) of FIG. 4. In addition, the encoder (710) and the decoder (720) may correspond to each of the encoder (610) and the decoder (620) of FIG. 6. In Fig. 7, it is assumed and illustrated that the length of the voice, N, is 4 and the length of the text, T, is 3, but this is not limited to the present invention, and the length of the voice, N, and the length of the text, T, may be any positive numbers that are different from each other.
일 실시예에 따르면, 도 7에 도시된 바와 같이, 순차적 운율 특징 추출부(730)는 스펙트로그램(y1, y2, y3, yn)을 수신하고, 순차적 운율 특징을 나타내는 복수의 임베딩 벡터(P1, P2, P3, Pn)을 추출하도록 구성될 수 있다. 이렇게 추출된 복수의 임베딩 벡터(P1, P2, P3, Pn)는 디코더(720)에 제공될 수 있다. 예를 들어, 추출된 복수의 임베딩 벡터(P1, P2, P3, Pn)는 디코더(720)의 N개의 디코더 RNN 및 어텐션 RNN에 제공될 수 있다. 또한, 인코더(710)로부터 제공된 숨겨진 상태들(e1, e2, eT)이 어텐션 모듈(740)에 제공될 수 있으며, 어텐션 모듈(740)은 숨겨진 상태들(e1, e2, eT)는 스펙트로그램(P1, P2, P3, Pn)의 길이에 대응되도록 변환 숨겨진 상태들(e'1, e'2, e'3, e'N)을 생성할 수 있다. 생성된 변환 숨겨진 상태들(e'1, e'2, e'3, e'N)은 추출된 복수의 임베딩 벡터(P1, P2, P3, Pn)와 함께 연결되어 N개의 디코더 RNN 및 어텐션 RNN의 각각에서 입력되어 처리될 수 있다. 이러한 디코더(720) 내의 처리 과정은 도 6에서 설명한 처리 과정과 중복되는 과정이므로 자세한 설명은 생략된다. 이러한 과정을 통하여 인코더(710) 및 디코더(720)에 포함된 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델을 학습시켜서 순차적 운율 특징이 더욱 자연스럽게 반영되도록 할 수 있다. According to one embodiment, as illustrated in FIG. 7, the sequential prosody feature extraction unit (730) may be configured to receive a spectrogram (y 1 , y 2 , y 3 , y n ) and extract a plurality of embedding vectors (P 1 , P 2 , P 3 , P n ) representing sequential prosody features. The plurality of embedding vectors (P 1 , P 2 , P 3 , P n ) extracted in this manner may be provided to the decoder (720). For example, the plurality of extracted embedding vectors (P 1 , P 2 , P 3 , P n ) may be provided to N decoder RNNs and attention RNNs of the decoder (720). In addition, the hidden states (e 1 , e 2 , e T ) provided from the encoder (710) can be provided to the attention module (740), and the attention module (740) can generate transformed hidden states (e' 1 , e' 2 , e' 3 , e' N ) such that the hidden states (e 1 , e 2 , e T ) correspond to the lengths of the spectrograms (P 1 , P 2 , P 3 , P n ). The generated transformed hidden states (e' 1 , e' 2 , e' 3 , e' N ) can be connected with the extracted plurality of embedding vectors (P 1 , P 2 , P 3 , P n ) and input to and processed by each of the N decoder RNNs and the attention RNN. Since the processing process within the decoder (720) is a process overlapping with the processing process described in FIG. 6 , a detailed description thereof will be omitted. Through this process, the artificial neural network text-to-speech synthesis model included in the encoder (710) and decoder (720) can be trained so that sequential prosody features are reflected more naturally.
도 7에서는 특정 음성을 나타내는 스펙트로그램(y1, y2, y3, yn)가 순차적 운율 특징 추출부(730)에 제공되고, 디코더(620)를 통해 동일한 스펙트로그램(y1, y2, y3, yn)이 출력되는 과정을 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 디코더(720)를 통해 출력되는 음성과 다른 길이의 음성이 순차적 운율 특징 추출부(730)에 입력될 수 있다. 이 경우, 추가적인 어텐션 모듈(미도시)이 순차적 운율 특징 추출부로부터 추출된 복수의 임베딩 벡터를 수신하고 수신된 복수의 임베딩 벡터의 길이를 디코더(720)를 통해 출력되는 음성의 길이에 대응되도록 변환시킬 수 있다. 그리고 나서, 변환된 복수의 임베딩 벡터는 디코더(720)에 제공될 수 있다. In FIG. 7, a process is described in which a spectrogram (y 1 , y 2 , y 3 , y n ) representing a specific voice is provided to a sequential prosody feature extraction unit (730), and the same spectrogram (y 1 , y 2 , y 3 , y n ) is output through a decoder (620). However, the present invention is not limited thereto, and a voice of a different length from the voice output through the decoder (720) may be input to the sequential prosody feature extraction unit (730). In this case, an additional attention module (not shown) may receive a plurality of embedding vectors extracted from the sequential prosody feature extraction unit, and may convert the lengths of the received plurality of embedding vectors so that they correspond to the length of the voice output through the decoder (720). Then, the converted plurality of embedding vectors may be provided to the decoder (720).
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 인공신경망 기반의 텍스트-음성 합성 시스템에서, 순차적 운율 특징을 텍스트-음성 합성 시스템의 인코더(820)에 입력하여 합성 음성을 생성하는 과정을 보여주는 예시도이다. 여기서, 어텐션 모듈(810), 인코더(820), 디코더(830) 및 순차적 운율 특징 추출부(840)의 각각은 도 4의 어텐션 모듈(430), 인코더(435), 디코더(440) 및 순차적 운율 특징 추출부(410)의 각각에 대응될 수 있다. 또한, 인코더(810) 및 디코더(820)는 도 6의 인코더(610) 및 디코더(620)의 각각에 대응될 수 있다. 도 8에서 음성의 길이인 N은 4이고, 텍스트의 길이 T는 3인 것으로 가정하고 도시되었으나, 이에 한정되지 않으며, 음성의 길이인 N 및 텍스트의 길이 T는 서로 상이한 임의의 양수일 수 있다. FIG. 8 is an exemplary diagram showing a process of generating a synthesized speech by inputting sequential prosody features into an encoder (820) of a text-to-speech synthesis system based on an artificial neural network according to an embodiment of the present disclosure. Here, each of the attention module (810), the encoder (820), the decoder (830), and the sequential prosody feature extraction unit (840) may correspond to each of the attention module (430), the encoder (435), the decoder (440), and the sequential prosody feature extraction unit (410) of FIG. 4. In addition, the encoder (810) and the decoder (820) may correspond to each of the encoder (610) and the decoder (620) of FIG. 6. In Fig. 8, it is assumed and illustrated that the length of the voice, N, is 4 and the length of the text, T, is 3, but this is not limited to the present invention, and the length of the voice, N, and the length of the text, T, may be any positive numbers that are different from each other.
일 실시예에 따르면, 도 8에 도시된 바와 같이, 순차적 운율 특징 추출부(840)는 스펙트로그램(y1, y2, y3, yn)을 수신하고, 순차적 운율 특징을 나타내는 복수의 임베딩 벡터(P1, P2, P3, Pn)을 추출하도록 구성될 수 있다. 이렇게 추출된 복수의 임베딩 벡터(P1, P2, P3, Pn)는 어텐션 모듈(810)에 제공될 수 있다. 어텐션 모듈(810)은 입력된 복수의 임베딩 벡터(P1, P2, P3, Pn)를 인코더(820)에 대응되는 음소 시퀀스의 길이(T)와 대응되도록 복수의 변환 임베딩 벡터(P1', P2', PT')를 생성하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 순차적 운율 특징 추출부(840)는 음소가 아닌, 단어에 대응되도록 복수의 변환 임베딩 벡터를 생성할 수 있다. 예를 들어, i번째 음소와 j번째 음소가 같은 단어 (v)에 속하는 경우 Pi'=Pj'의 값을 가질 수 있으며, 어텐션 모듈(810)은 단어에 대응하는 복수의 변환 임베딩 벡터(, , ..., )를 생성하도록 구성될 수 있다. 단어의 길이 은 N, T와 상이한 임의의 양수일 수 있다. 를 구하는 한가지 예시로, 같은 단어에 속하는 음소들의 변환 임베딩 벡터들의 평균을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 추가적인 어텐션 모듈 등이 이용될 수 있다. According to one embodiment, as illustrated in FIG. 8, the sequential prosodic feature extraction unit (840) may be configured to receive a spectrogram (y 1 , y 2 , y 3 , y n ) and extract a plurality of embedding vectors (P 1 , P 2 , P 3 , P n ) representing sequential prosodic features. The plurality of embedding vectors (P 1 , P 2 , P 3 , P n ) extracted in this manner may be provided to an attention module (810). The attention module (810) may be configured to generate a plurality of transformed embedding vectors (P 1 ' , P 2 ', P T ') such that the input plurality of embedding vectors (P 1 , P 2 , P 3 , P n ) correspond to a length (T) of a phoneme sequence corresponding to an encoder (820). According to another embodiment, the sequential prosodic feature extraction unit (840) may generate multiple transformed embedding vectors corresponding to words, not phonemes. For example, if the i-th phoneme and the j-th phoneme belong to the same word (v), they may have the value of P i '=P j ', and the attention module (810) may generate multiple transformed embedding vectors corresponding to words ( , , ..., ) can be configured to generate the length of the word. can be any positive integer different from N and T. As an example of obtaining , the average of the transformed embedding vectors of phonemes belonging to the same word can be used, but is not limited to this, and additional attention modules, etc. can be used.
도 8에 도시된 바와 같이, 이렇게 생성된 복수의 변환 임베딩 벡터(P1', P2', PT')의 각각은 입력 텍스트의 음소 시퀀스에 대응하는 숨겨진 상태들(e1, e2, eT)의 각각에 대응되도록 연결될 수 있다. 이렇게 연결된 숨겨진 상태들(e1, e2, eT)과 복수의 변환 임베딩 벡터(P1', P2', PT')는 디코더(830)에 제공될 수 있다. 이와 달리, 디코더(830)는 이렇게 수신된 숨겨진 상태들(e1, e2, eT)과 변환 임베딩 벡터(P1', P2', PT')를 디코더(830)의 어텐션 모듈, Pre-net, N개의 디코더 RNN 및 어텐션 RNN을 이용하여 음소 시퀀스 y1, y2, y3, yn을 생성할 수 있다. 이와 달리, 단어에 대응하는 복수의 변환 임베딩 벡터(, , ,,,, )가 생성된 경우, 복수의 변환 임베딩 벡터(, , ..., )의 각각은 입력 텍스트의 단어 시퀀스에 대응하는 숨겨진 상태들의 각각에 대응되도록 연결될 수 있다. 이러한 디코더 내의 처리 과정은 도 6에서 설명한 처리 과정과 중복되는 과정이므로 자세한 설명은 생략된다. 이러한 과정을 통하여 인코더(820) 및 디코더(830)에 포함된 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델을 학습시켜서 순차적 운율 특징이 더욱 자연스럽게 반영되도록 할 수 있다. As illustrated in FIG. 8, each of the generated plurality of transformation embedding vectors (P 1 ', P 2 ', P T ') can be connected to each of the hidden states (e 1 , e 2 , e T ) corresponding to the phoneme sequence of the input text. The connected hidden states (e 1 , e 2 , e T ) and the plurality of transformation embedding vectors (P 1 ', P 2 ', P T ') can be provided to the decoder (830). In contrast, the decoder (830) can generate phoneme sequences y 1 , y 2 , y 3 , y n using the received hidden states (e 1 , e 2 , e T ) and transformed embedding vectors (P 1 ', P 2 ', P T ' ) using the attention module of the decoder (830), Pre-net, N decoder RNNs, and attention RNNs. In contrast, multiple transformed embedding vectors corresponding to words ( , , ,,,, ) is generated, multiple transformed embedding vectors ( , , ..., ) can be connected to correspond to each of the hidden states corresponding to the word sequence of the input text. Since the processing process in the decoder overlaps with the processing process described in Fig. 6, a detailed description is omitted. Through this process, the artificial neural network text-to-speech synthesis model included in the encoder (820) and the decoder (830) can be trained so that the sequential prosody features can be reflected more naturally.
도 9은 본 개시의 일 실시예에 따른 음성 신호 또는 샘플(910)으로부터 순차적 운율 특징을 나타내는 복수의 임베딩 벡터(930)를 추출하도록 구성된 순차적 운율 특징 추출부(920)의 네트워크를 나타내는 예시도이다. 일 실시예에서, 순차적 운율 특징 추출부(920)의 네트워크는 CNN(convolutional neural network), BN(batch-normalization), ReLU(rectifier linear unit) 및 GRU(gated recurrent unit)을 포함할 수 있다. CNN, BN 및 ReLU는 음성 신호 또는 샘플을 입력 받아 그 출력 값을 GRU(gated recurrent unit)에 입력하면, 순차적 운율 특징을 나타내는 복수의 임베딩 벡터를 출력할 수 있다. 예를 들어, 음성 신호 또는 샘플은 log-Mel-spectrogram의 형식으로 수신될 수 있다. FIG. 9 is an exemplary diagram showing a network of a sequential prosody feature extraction unit (920) configured to extract a plurality of embedding vectors (930) representing sequential prosody features from a speech signal or sample (910) according to one embodiment of the present disclosure. In one embodiment, the network of the sequential prosody feature extraction unit (920) may include a convolutional neural network (CNN), a batch-normalization (BN), a rectifier linear unit (ReLU), and a gated recurrent unit (GRU). When the CNN, the BN, and the ReLU receive a speech signal or sample and input their output values into the gated recurrent unit (GRU), they may output a plurality of embedding vectors representing sequential prosody features. For example, the speech signal or sample may be received in the form of a log-Mel-spectrogram.
일 실시에서, 데이터 인식부(455)가 음성 합성을 추론하는 경우, 음성 신호 또는 샘플은, 입력 텍스트에 해당하는 음성 데이터일 필요가 없으며 임의로 선택된 음성신호가 사용될 수 있다. 이와 달리, 데이터 학습부(450)가 음성 합성을 학습하는 경우, 음성 신호 또는 샘플은, 입력 텍스트에 대응하는 음성 데이터를 포함할 수 있다. In one implementation, when the data recognition unit (455) infers speech synthesis, the speech signal or sample need not be speech data corresponding to the input text, and a randomly selected speech signal may be used. In contrast, when the data learning unit (450) learns speech synthesis, the speech signal or sample may include speech data corresponding to the input text.
이러한 네트워크에서, 스펙트로그램이 이용되는데 제약이 없기 때문에 임의의 스펙트로그램이 이 네트워크에 삽입될 수 있다. 또한, 이를 통해 네트워크의 즉각적인 적응을 통해 순차적인 운율 특징을 나타내는 임베딕 벡터(930)를 생성할 수 있다. 음성 신호 또는 샘플로서 입력되는 스펙트로그램은 가변적인 길이를 가질 수 있고, 그 길이에 따라 복수의 임베딩 벡터의 길이가 달라질 수 있다. 도 9에서는 CNN, BN, ReLU 및 GRU를 포함한 네트워크를 도시하고 있으나, 순차적인 운율 특징을 추출하기 위하여 다양한 층을 포함한 네트워크를 구축할 수 있다. In this network, since there is no restriction on the use of spectrograms, any spectrogram can be inserted into this network. In addition, through this, an embedding vector (930) representing sequential prosodic features can be generated through immediate adaptation of the network. A spectrogram input as a speech signal or sample can have a variable length, and the lengths of multiple embedding vectors can vary depending on the length. Although Fig. 9 illustrates a network including CNN, BN, ReLU, and GRU, a network including various layers can be constructed in order to extract sequential prosodic features.
도 10는 본 개시의 일 실시예에 따른 마크업 언어에서 제공되는 태크에 입력된 속성값을 입력 텍스트에 적용하여 합성 음성을 출력하는 텍스트-음성 합성 시스템(1000)의 개요도이다. 일 실시예에서, 텍스트-음성 합성 시스템(1000)은 도 4의 텍스트-음성 합성 시스템(400) 및/또는 도 11의 텍스트-음성 합성 시스템(1100)에 대응될 수 있다. FIG. 10 is a schematic diagram of a text-to-speech synthesis system (1000) that applies an attribute value input to a tag provided in a markup language according to one embodiment of the present disclosure to an input text and outputs a synthesized voice. In one embodiment, the text-to-speech synthesis system (1000) may correspond to the text-to-speech synthesis system (400) of FIG. 4 and/or the text-to-speech synthesis system (1100) of FIG. 11.
순차적 운율 정보를 생성, 조절 또는 변경하기 위하여, 텍스트-음성 합성 시스템(1000)은 인터페이스 장치를 통해 텍스트의 적어도 일부분에 대한 운율 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 인터페이스 장치는 텍스트-음성 합성 시스템(1000)에 직접 연결되거나 유선 및/또는 무선 통신을 통해 연결된 임의의 인터페이스 장치를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 사용자 단말의 인터페이스를 포함할 수 있다. 또한, 텍스트의 적어도 일부분에 대한 운율 정보는 임의의 텍스트를 입력하고 편집할 수 있는 임의의 문서 편집기 또는 음성 편집기를 통해 수신될 수 있다. In order to generate, adjust or change sequential prosody information, the text-to-speech synthesis system (1000) can receive prosody information for at least a portion of the text through an interface device. Here, the interface device can include any interface device that is directly connected to the text-to-speech synthesis system (1000) or connected via wired and/or wireless communication, and can include, for example, an interface of a user terminal. Additionally, the prosody information for at least a portion of the text can be received through any document editor or voice editor capable of inputting and editing any text.
일 실시예에 따르면, 음성 합성 시스템(1000)은 임의의 문서 편집기에서 제공되는 임의의 음성 합성 마크업 언어의 태그를 이용하여 입력 텍스트의 각 부분에 대응하는 속성값을 운율 정보로서 수신할 수 있다. 예를 들어, 음성 합성 마크업 언어에서 제공하는 태그는 순차적 운율 특징에 포함된 속성을 나타내기 위한 임의의 태그를 포함할 수 있다. 시작 태그와 종료 태그 사이의 텍스트 부분에 대응하는 운율 정보가 입력될 수 있다. 예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, '1. <speed=1.5>I'm a boy.</speed>'는 시작 태그와 종료 태그 사이에 있는 I'm a boy라는 부분에 속도를 나타내는 운율 정보를 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 도 10에 도시된 바와 같이, '2. This is what <style=emphasis>I</style>have.'는 시작 태그와 종료 태그 사이에 있는 I라는 글자(character)에 강조를 나타내는 운율 정보를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the speech synthesis system (1000) may receive attribute values corresponding to each portion of the input text as prosody information using tags of any speech synthesis markup language provided in any document editor. For example, tags provided in the speech synthesis markup language may include any tag for indicating attributes included in sequential prosody features. Prosody information corresponding to a portion of text between a start tag and an end tag may be input. For example, as illustrated in FIG. 10, '1. <speed=1.5>I'm a boy.</speed>' may include prosody information indicating speed in the portion I'm a boy between the start tag and the end tag. As another example, as illustrated in FIG. 10, '2. This is what <style=emphasis>I</style>have.' may include prosody information indicating emphasis on the character I between the start tag and the end tag.
텍스트-음성 합성 시스템(1000)은 수신된 입력 텍스트의 적어도 일부분에 대한 운율 정보를 기초로, 순차적 운율 정보를 생성하거나, 입력 텍스트에 대응되는 순차적 운율 정보 중 입력 텍스트에 대응하는 운율 정보를 변경하고, 생성되거나 변경된 순차적 운율 정보이 반영된 입력 텍스트에 대응하는 합성 음성을 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 텍스트-음성 합성 시스템(1000)은 기준 순차적 운율 정보에 대응하는 기준 임베딩 벡터에 입력된 입력 텍스트의 각 부분에 대응하는 운율 정보(예를 들어, 속성값)을 적용할 수 있다. 여기서, 기준 임베딩 벡터는 미리 결정된 순차적 운율 특징 정보를 나타내는 복수의 임베딩 벡터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기준 임베딩 벡터는 시간에 따른 운율 특징 벡터를 포함하고 있으며, 각 운율 특징 정보는 서로 직교하는 복수의 서브 임베딩 벡터(예를 들어, 높이, 크기, 길이, 휴지 기간, 스타일 벡터 등)의 가중합으로 나타낼 수 있다. 텍스트-음성 합성 시스템(1000)은 기준 임베딩 벡터의 내재 요소를 분리할 수 있다. 예를 들어, 텍스트-음성 합성 시스템(1000)은 기준 임베딩 벡터에 기초하여 서로 직교하는 복수의 단위 임베딩 벡터를 획득할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 임베딩 벡터에 내재된 요소를 분리하는 방법으로는 ICA (independent component analysis), IVA (independent vector analysis), sparse coding, IFA (independent factor analysis), ISA (independent subspace analysis), NMF (nonnegative matrix factorization) 등 다양한 방법이 있을 수 있다. 그리고 임베딩 벡터에 내재된 요소들이 분리가 될 수 있도록, 텍스트-음성 합성 시스템(1000)은 순차적 운율 특징에 대한 임베딩 벡터를 학습할 때 텍스트-음성 합성 시스템의 학습 시 정규화(regularization)를 수행할 수 있다. 이러한 정규화는 도 4의 정규화기(420)를 통해 수행될 수 있다. 텍스트-음성 합성 시스템(1000)이 학습 시 정규화를 수행하여 기계학습을 하는 경우, 기준 임베딩 벡터는 희소 벡터(sparse vector)로 학습될 수 있다. 이에 따라, 텍스트-음성 합성 시스템(900)은 희소 벡터로 학습된 임베딩 벡터에서, PCA(principle component analysis)를 이용하여, 내재된 요소를 정확하게 분리할 수 있다. 이러한 구성 하에서, 텍스트-음성 합성 시스템(1000)은 음성 합성 마크업 언어에서 제공하는 태그 내의 속성값을 기초로 기준 임베딩 벡터를 수정할 수 있다. 예를 들어, 텍스트-음성 합성 시스템(1000)은 수신된 태그 내의 속성값에 기초하여 복수의 단위 임베딩 벡터에 대한 가중치를 변경할 수 있다. The text-to-speech synthesis system (1000) may generate sequential prosody information based on prosody information for at least a portion of the received input text, or change the prosody information corresponding to the input text among the sequential prosody information corresponding to the input text, and generate a synthesized voice corresponding to the input text to which the generated or changed sequential prosody information is reflected. According to one embodiment, the text-to-speech synthesis system (1000) may apply prosody information (e.g., attribute values) corresponding to each portion of the input text input to a reference embedding vector corresponding to the reference sequential prosody information. Here, the reference embedding vector may include a plurality of embedding vectors representing predetermined sequential prosody feature information. For example, the reference embedding vector may include a prosody feature vector according to time, and each prosody feature information may be represented as a weighted sum of a plurality of sub-embedding vectors (e.g., height, size, length, pause duration, style vector, etc.) that are orthogonal to each other. The text-to-speech synthesis system (1000) can separate the inherent elements of the reference embedding vector. For example, the text-to-speech synthesis system (1000) can obtain a plurality of unit embedding vectors that are orthogonal to each other based on the reference embedding vector. According to one embodiment, there may be various methods for separating the inherent elements in the embedding vector, such as independent component analysis (ICA), independent vector analysis (IVA), sparse coding, independent factor analysis (IFA), independent subspace analysis (ISA), and nonnegative matrix factorization (NMF). In addition, the text-to-speech synthesis system (1000) can perform regularization when learning the embedding vector for the sequential prosodic feature so that the inherent elements in the embedding vector can be separated. This regularization can be performed through the regularizer (420) of FIG. 4. When the text-to-speech synthesis system (1000) performs machine learning by performing normalization during learning, the reference embedding vector can be learned as a sparse vector. Accordingly, the text-to-speech synthesis system (900) can accurately separate inherent elements from the embedding vector learned as a sparse vector by using PCA (principle component analysis). Under this configuration, the text-to-speech synthesis system (1000) can modify the reference embedding vector based on the attribute value in the tag provided in the speech synthesis markup language. For example, the text-to-speech synthesis system (1000) can change the weights for a plurality of unit embedding vectors based on the attribute value in the received tag.
일 실시예에서, 텍스트-음성 합성 시스템(1000)은 수신된 음성 합성 마크업 언어에서 제공하는 태그 내의 속성값을 기초로 기준 임베딩 벡터를 수정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 텍스트-음성 합성 시스템(1000)은 수신된 속성값에 따라 변경된 가중치를 복수의 단위 임베딩 벡터에 곱하여 더함으로써, 순차적 운율 특징에 대응하는 임베딩 벡터를 재합성할 수 있다. 텍스트-음성 합성 시스템(1000)은 변경된 순차적 운율 특징 정보에 대한 임베딩 벡터를 출력할 수 있다. 텍스트-음성 합성 시스템(1000)은 수정된 임베딩 벡터를 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델에 입력하여, 출력 음성 데이터를 음성 합성 마크업 언어에서 제공하는 태그 내의 속성값에 포함된 정보가 반영된 입력 텍스트에 대한 음성 데이터로 변환할 수 있다.In one embodiment, the text-to-speech synthesis system (1000) can be configured to modify a reference embedding vector based on attribute values in tags provided in a received speech synthesis markup language. For example, the text-to-speech synthesis system (1000) can resynthesize an embedding vector corresponding to a sequential prosody feature by multiplying and adding a plurality of unit embedding vectors by weights changed according to the received attribute values. The text-to-speech synthesis system (1000) can output an embedding vector for the changed sequential prosody feature information. The text-to-speech synthesis system (1000) can input the modified embedding vector into an artificial neural network text-to-speech synthesis model to convert output speech data into speech data for an input text in which information included in attribute values in tags provided in a speech synthesis markup language is reflected.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 텍스트-음성 합성 시스템(1100)의 블록도이다. FIG. 11 is a block diagram of a text-to-speech synthesis system (1100) according to one embodiment of the present disclosure.
도 11을 참조하면, 일 실시예에 따른 텍스트-음성 합성 시스템(1100)은 데이터 학습부(1110) 및 데이터 인식부(1120)를 포함할 수 있다. 도 11의 텍스트-음성 합성 시스템의 데이터 학습부(1110) 및 데이터 인식부(1120)의 각각은 도 4의 텍스트-음성 합성 시스템(400)이 사용하는 데이터 학습부(450) 및 데이터 인식부(455)의 각각에 대응될 수 있다. Referring to FIG. 11, a text-to-speech synthesis system (1100) according to one embodiment may include a data learning unit (1110) and a data recognition unit (1120). Each of the data learning unit (1110) and the data recognition unit (1120) of the text-to-speech synthesis system of FIG. 11 may correspond to each of the data learning unit (450) and the data recognition unit (455) used by the text-to-speech synthesis system (400) of FIG. 4.
데이터 학습부(1110)는 데이터를 입력하여 기계학습모델을 획득할 수 있다. 또한 데이터 인식부(1120)는 데이터를 기계학습모델에 적용하여 출력 음성을 생성할 수 있다. 상술한 바와 같은 텍스트-음성 합성 시스템(1100)은 프로세서 및 메모리를 포함할 수 있다.The data learning unit (1110) can input data to obtain a machine learning model. In addition, the data recognition unit (1120) can apply data to the machine learning model to generate an output voice. The text-to-speech synthesis system (1100) as described above can include a processor and a memory.
데이터 학습부(1110)는 텍스트에 대한 음성 학습할 수 있다. 데이터 학습부(1110)는 텍스트에 따라 어떤 음성을 출력할지에 관한 기준을 학습할 수 있다. 또한, 데이터 학습부(1110)는 어떤 음성의 특징을 이용하여 음성을 출력할지에 관한 기준을 학습할 수 있다. 음성의 특징은 음소의 발음, 사용자의 어조, 억양 또는 강세 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 데이터 학습부(1110)는 학습에 이용될 데이터를 획득하고, 획득된 데이터를 후술할 데이터 학습모델에 적용함으로써, 텍스트에 따른 음성을 학습할 수 있다.The data learning unit (1110) can learn voice for text. The data learning unit (1110) can learn criteria regarding which voice to output according to the text. In addition, the data learning unit (1110) can learn criteria regarding which voice feature to use to output the voice. The voice feature can include at least one of pronunciation of phonemes, the user's tone, intonation, or stress. The data learning unit (1110) can learn voice according to the text by acquiring data to be used for learning and applying the acquired data to a data learning model to be described later.
데이터 인식부(1120)는 텍스트에 기초하여 텍스트에 대한 음성을 출력할 수 있다. 데이터 인식부(1120)는 학습된 데이터 학습모델을 이용하여, 소정의 텍스트로부터 음성을 출력할 수 있다. 데이터 인식부(1120)는 학습에 의한 미리 설정된 기준에 따라 소정의 텍스트(데이터)를 획득할 수 있다. 또한, 데이터 인식부(1120)는 획득된 데이터를 입력 값으로 하여 데이터 학습모델을 이용함으로써, 소정의 데이터에 기초한 음성을 출력할 수 있다. 또한, 획득된 데이터를 입력 값으로 하여 데이터 학습모델에 의해 출력된 결과 값은, 데이터 학습모델을 갱신하는데 이용될 수 있다.The data recognition unit (1120) can output a voice for the text based on the text. The data recognition unit (1120) can output a voice from a predetermined text using a learned data learning model. The data recognition unit (1120) can obtain a predetermined text (data) according to a preset criterion through learning. In addition, the data recognition unit (1120) can output a voice based on the predetermined data by using the data learning model with the obtained data as an input value. In addition, a result value output by the data learning model with the obtained data as an input value can be used to update the data learning model.
데이터 학습부(1110) 또는 데이터 인식부(1120) 중 적어도 하나는, 적어도 하나의 하드웨어 칩 형태로 제작되어 전자 장치에 탑재될 수 있다. 예를 들어, 데이터 학습부(1110) 또는 데이터 인식부(1120) 중 적어도 하나는 인공 지능(AI; artificial intelligence)을 위한 전용 하드웨어 칩 형태로 제작될 수도 있고, 또는 기존의 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor) 또는 그래픽 전용 프로세서(예: GPU)의 일부로 제작되어 이미 설명한 각종 전자 장치에 탑재될 수도 있다.At least one of the data learning unit (1110) or the data recognition unit (1120) may be manufactured in the form of at least one hardware chip and mounted on an electronic device. For example, at least one of the data learning unit (1110) or the data recognition unit (1120) may be manufactured in the form of a dedicated hardware chip for artificial intelligence (AI), or may be manufactured as a part of an existing general-purpose processor (e.g., CPU or application processor) or a graphics-only processor (e.g., GPU) and mounted on various electronic devices as described above.
또한 데이터 학습부(1110) 및 데이터 인식부(1120)는 별개의 전자 장치들에 각각 탑재될 수도 있다. 예를 들어, 데이터 학습부(1110) 및 데이터 인식부(1120) 중 하나는 전자 장치에 포함되고, 나머지 하나는 서버에 포함될 수 있다. 또한, 데이터 학습부(1110) 및 데이터 인식부(1120)는 유선 또는 무선으로 통하여, 데이터 학습부(1110)가 구축한 모델 정보를 데이터 인식부(1120)로 제공할 수도 있고, 데이터 인식부(1120)로 입력된 데이터가 추가 학습 데이터로써 데이터 학습부(1110)로 제공될 수도 있다.In addition, the data learning unit (1110) and the data recognition unit (1120) may be mounted on separate electronic devices, respectively. For example, one of the data learning unit (1110) and the data recognition unit (1120) may be included in the electronic device, and the other may be included in the server. In addition, the data learning unit (1110) and the data recognition unit (1120) may provide model information constructed by the data learning unit (1110) to the data recognition unit (1120) via wired or wireless means, and data input to the data recognition unit (1120) may be provided to the data learning unit (1110) as additional learning data.
한편, 데이터 학습부(1110) 또는 데이터 인식부(1120) 중 적어도 하나는 소프트웨어 모듈로 구현될 수 있다. 데이터 학습부(1110) 및 데이터 인식부(1120) 중 적어도 하나가 소프트웨어 모듈(또는, 인스트럭션(instruction)을 포함하는 프로그램 모듈)로 구현되는 경우, 소프트웨어 모듈은 메모리 또는 컴퓨터로 읽을 수 있는 판독 가능한 비일시적 판독 가능 기록매체(non-transitory computer readable media)에 저장될 수 있다. 또한, 이 경우, 적어도 하나의 소프트웨어 모듈은 OS(Operating System)에 의해 제공되거나, 소정의 애플리케이션에 의해 제공될 수 있다. 이와 달리, 적어도 하나의 소프트웨어 모듈 중 일부는 OS(Operating System)에 의해 제공되고, 나머지 일부는 소정의 애플리케이션에 의해 제공될 수 있다. Meanwhile, at least one of the data learning unit (1110) or the data recognition unit (1120) may be implemented as a software module. If at least one of the data learning unit (1110) and the data recognition unit (1120) is implemented as a software module (or a program module including instructions), the software module may be stored in a memory or a non-transitory computer readable media that can be read by a computer. In addition, in this case, at least one software module may be provided by an operating system (OS) or by a predetermined application. Alternatively, some of the at least one software module may be provided by an operating system (OS) and the remaining some may be provided by a predetermined application.
본 개시의 일 실시예에 따른 데이터 학습부(1110)는 데이터 획득부(1111), 전처리부(1112), 학습 데이터 선택부(1113), 모델 학습부(1114) 및 모델 평가부(1115)를 포함할 수 있다.A data learning unit (1110) according to one embodiment of the present disclosure may include a data acquisition unit (1111), a preprocessing unit (1112), a learning data selection unit (1113), a model learning unit (1114), and a model evaluation unit (1115).
데이터 획득부(1111)는 기계학습에 필요한 데이터를 획득할 수 있다. 학습을 위해서는 많은 데이터가 필요하므로, 데이터 획득부(1111)는 복수의 텍스트 및 그에 대응되는 음성을 수신할 수 있다. The data acquisition unit (1111) can acquire data required for machine learning. Since a lot of data is required for learning, the data acquisition unit (1111) can receive multiple texts and their corresponding voices.
전처리부(1112)는 사용자의 심리 상태 판단을 위하여 획득된 데이터가 기계학습에 이용될 수 있도록, 획득된 데이터를 전처리할 수 있다. 전처리부(1112)는 후술할 모델 학습부(1114)가 이용할 수 있도록, 획득된 데이터를 미리 설정된 포맷으로 가공할 수 있다. 예를 들어 전처리부(1112)는 텍스트 및 음성을 형태소 분석하여 형태소 임베딩을 획득할 수 있다.The preprocessing unit (1112) can preprocess the acquired data so that the acquired data can be used for machine learning to determine the user's psychological state. The preprocessing unit (1112) can process the acquired data into a preset format so that the model learning unit (1114) described later can use it. For example, the preprocessing unit (1112) can morphologically analyze text and voice to obtain morphological embedding.
학습 데이터 선택부(1113)는 전처리된 데이터 중에서 학습에 필요한 데이터를 선택할 수 있다. 선택된 데이터는 모델 학습부(1114)에 제공될 수 있다. 학습 데이터 선택부(1113)는 기 설정된 기준에 따라, 전처리된 데이터 중에서 학습에 필요한 데이터를 선택할 수 있다. 또한, 학습 데이터 선택부(1113)는 후술할 모델 학습부(1114)에 의한 학습에 의해 기 설정된 기준에 따라 데이터를 선택할 수도 있다.The learning data selection unit (1113) can select data required for learning from among the preprocessed data. The selected data can be provided to the model learning unit (1114). The learning data selection unit (1113) can select data required for learning from among the preprocessed data according to preset criteria. In addition, the learning data selection unit (1113) can select data according to preset criteria through learning by the model learning unit (1114) described below.
모델 학습부(1114)는 학습 데이터에 기초하여 텍스트에 따라 어떤 음성을 출력할 지에 관한 기준을 학습할 수 있다. 또한, 모델 학습부(1114)는 텍스트에 따라 음성을 출력하는 학습모델을 학습 데이터로써 이용하여 학습시킬 수 있다. 이 경우, 데이터 학습모델은 미리 구축된 모델을 포함할 수 있다. 예를 들어, 데이터 학습모델은 기본 학습 데이터(예를 들어, 샘플 이미지 등)을 입력 받아 미리 구축된 모델을 포함할 수 있다.The model learning unit (1114) can learn criteria on what kind of voice to output according to the text based on the learning data. In addition, the model learning unit (1114) can learn a learning model that outputs voice according to the text using the learning data. In this case, the data learning model can include a pre-built model. For example, the data learning model can include a pre-built model by inputting basic learning data (e.g., sample images, etc.).
데이터 학습모델은, 학습모델의 적용 분야, 학습의 목적 또는 장치의 컴퓨터 성능 등을 고려하여 구축될 수 있다. 데이터 학습모델은, 예를 들어, 신경망(Neural Network)을 기반으로 하는 모델을 포함할 수 있다. 예컨대, Deep Neural Network (DNN), Recurrent Neural Network (RNN), Long Short-Term Memory models (LSTM), BRDNN (Bidirectional Recurrent Deep Neural Network), Convolutional Neural Networks (CNN) 등과 같은 모델이 데이터 학습모델로써 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The data learning model can be constructed by considering the application field of the learning model, the purpose of learning, or the computer performance of the device. The data learning model can include, for example, a model based on a neural network. For example, models such as a Deep Neural Network (DNN), a Recurrent Neural Network (RNN), a Long Short-Term Memory models (LSTM), a Bidirectional Recurrent Deep Neural Network (BRDNN), and Convolutional Neural Networks (CNN) can be used as the data learning model, but are not limited thereto.
다양한 실시예에 따르면, 모델 학습부(1114)는 미리 구축된 데이터 학습모델이 복수 개가 존재하는 경우, 입력된 학습 데이터와 기본 학습 데이터의 관련성이 큰 데이터 학습모델을 학습할 데이터 학습모델로 결정할 수 있다. 이 경우, 기본 학습 데이터는 데이터의 타입 별로 기 분류되어 있을 수 있으며, 데이터 학습모델은 데이터의 타입 별로 미리 구축되어 있을 수 있다. 예를 들어, 기본 학습 데이터는 학습 데이터가 생성된 지역, 학습 데이터가 생성된 시간, 학습 데이터의 크기, 학습 데이터의 장르, 학습 데이터의 생성자, 학습 데이터 내의 오브젝트의 종류 등과 같은 다양한 기준으로 기 분류되어 있을 수 있다. According to various embodiments, when there are multiple pre-built data learning models, the model learning unit (1114) may determine a data learning model with a high correlation between the input learning data and the basic learning data as a data learning model to be learned. In this case, the basic learning data may be pre-classified by data type, and the data learning model may be pre-classified by data type. For example, the basic learning data may be pre-classified by various criteria such as the region where the learning data was generated, the time when the learning data was generated, the size of the learning data, the genre of the learning data, the creator of the learning data, the type of object in the learning data, etc.
또한, 모델 학습부(1114)는, 예를 들어, 오류 역전파법(error back-propagation) 또는 경사 하강법(gradient descent)을 포함하는 학습 알고리즘 등을 이용하여 데이터 학습모델을 학습시킬 수 있다.Additionally, the model learning unit (1114) can learn a data learning model using a learning algorithm, such as error back-propagation or gradient descent, for example.
또한, 모델 학습부(1114)는, 예를 들어, 학습 데이터를 입력 값으로 하는 지도 학습(supervised learning)을 통하여, 데이터 학습모델을 학습할 수 있다. 또한, 모델 학습부(1114)는, 예를 들어, 별다른 지도없이 상황 판단을 위해 필요한 데이터의 종류를 스스로 학습함으로써, 상황 판단을 위한 기준을 발견하는 비지도 학습(unsupervised learning)을 통하여, 데이터 학습모델을 학습할 수 있다. 또한, 모델 학습부(1114)는, 예를 들어, 학습에 따른 상황 판단의 결과가 올바른 지에 대한 피드백을 이용하는 강화 학습(reinforcement learning)을 통하여, 데이터 학습모델을 학습할 수 있다.In addition, the model learning unit (1114) can learn the data learning model through, for example, supervised learning using learning data as input values. In addition, the model learning unit (1114) can learn the data learning model through, for example, unsupervised learning that discovers a criterion for situation judgment by learning the types of data necessary for situation judgment on its own without any special guidance. In addition, the model learning unit (1114) can learn the data learning model through, for example, reinforcement learning that uses feedback on whether the result of situation judgment according to learning is correct.
또한, 데이터 학습모델이 학습되면, 모델 학습부(1114)는 학습된 데이터 학습모델을 저장할 수 있다. 이 경우, 모델 학습부(1114)는 학습된 데이터 학습모델을 데이터 인식부(1120)를 포함하는 전자 장치의 메모리에 저장할 수 있다. 또는, 모델 학습부(1114)는 학습된 데이터 학습모델을 전자 장치와 유선 또는 무선 네트워크로 연결되는 서버의 메모리에 저장할 수도 있다.In addition, when the data learning model is learned, the model learning unit (1114) can store the learned data learning model. In this case, the model learning unit (1114) can store the learned data learning model in the memory of the electronic device including the data recognition unit (1120). Alternatively, the model learning unit (1114) can store the learned data learning model in the memory of a server connected to the electronic device via a wired or wireless network.
이 경우, 학습된 데이터 학습모델이 저장되는 메모리는, 예를 들면, 전자 장치의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령 또는 데이터를 함께 저장할 수도 있다. 또한, 메모리는 소프트웨어 및/또는 프로그램을 저장할 수도 있다. 프로그램은, 예를 들면, 커널, 미들웨어, 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API) 및/또는 어플리케이션 프로그램(또는 '어플리케이션') 등을 포함할 수 있다.In this case, the memory in which the learned data learning model is stored may store, for example, commands or data related to at least one other component of the electronic device together. In addition, the memory may store software and/or programs. The programs may include, for example, a kernel, middleware, an application programming interface (API), and/or an application program (or 'application').
모델 평가부(1115)는 데이터 학습모델에 평가 데이터를 입력하고, 평가 데이터로부터 출력되는 결과가 소정 기준을 만족하지 못하는 경우, 모델 학습부(1114)로 하여금 다시 학습하도록 할 수 있다. 이 경우, 평가 데이터는 데이터 학습모델을 평가하기 위한 기 설정된 데이터를 포함할 수 있다. The model evaluation unit (1115) inputs evaluation data into the data learning model, and if the result output from the evaluation data does not satisfy a predetermined standard, it can cause the model learning unit (1114) to learn again. In this case, the evaluation data can include preset data for evaluating the data learning model.
예를 들어, 모델 평가부(1115)는 평가 데이터에 대한 학습된 데이터 학습모델의 결과 중에서, 인식 결과가 정확하지 않은 평가 데이터의 개수 또는 비율이 미리 설정된 임계치를 초과하는 경우 소정 기준을 만족하지 못한 것으로 평가할 수 있다. 예컨대, 소정 기준이 비율 2%로 정의되는 경우, 학습된 데이터 학습모델이 총 1000개의 평가 데이터 중의 20개를 초과하는 평가 데이터에 대하여 잘못된 인식 결과를 출력하는 경우, 모델 평가부(1115)는 학습된 데이터 학습모델이 적합하지 않은 것으로 평가할 수 있다.For example, the model evaluation unit (1115) may evaluate that the learning data learning model for the evaluation data does not meet a predetermined criterion if the number or ratio of the evaluation data for which the recognition result is incorrect exceeds a preset threshold among the results of the learning data learning model for the evaluation data. For example, if the predetermined criterion is defined as a ratio of 2%, if the learning data learning model outputs incorrect recognition results for more than 20 evaluation data out of a total of 1,000 evaluation data, the model evaluation unit (1115) may evaluate that the learning data learning model is not suitable.
한편, 학습된 데이터 학습모델이 복수 개가 존재하는 경우, 모델 평가부(1115)는 각각의 학습된 동영상 학습모델에 대하여 소정 기준을 만족하는지를 평가하고, 소정 기준을 만족하는 모델을 최종 데이터 학습 모델로써 결정할 수 있다. 이 경우, 소정 기준을 만족하는 모델이 복수 개인 경우, 모델 평가부(1115)는 평가 점수가 높은 순으로 미리 설정된 어느 하나 또는 소정 개수의 모델을 최종 데이터 학습 모델로써 결정할 수 있다.Meanwhile, if there are multiple learned data learning models, the model evaluation unit (1115) can evaluate whether each learned video learning model satisfies a predetermined criterion and determine a model satisfying the predetermined criterion as the final data learning model. In this case, if there are multiple models satisfying the predetermined criterion, the model evaluation unit (1115) can determine one or a predetermined number of models in order of high evaluation scores as the final data learning model.
한편, 데이터 학습부(1110) 내의 데이터 획득부(1111), 전처리부(1112), 학습 데이터 선택부(1113), 모델 학습부(1114) 또는 모델 평가부(1115) 중 적어도 하나는, 적어도 하나의 하드웨어 칩 형태로 제작되어 전자 장치에 탑재될 수 있다. 예를 들어, 데이터 획득부(1111), 전처리부(1112), 학습 데이터 선택부(1113), 모델 학습부(1114) 또는 모델 평가부(1115) 중 적어도 하나는 인공 지능(AI; artificial intelligence)을 위한 전용 하드웨어 칩 형태로 제작될 수도 있고, 또는 기존의 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor) 또는 그래픽 전용 프로세서(예: GPU)의 일부로 제작되어 전술한 각종 전자 장치에 탑재될 수도 있다.Meanwhile, at least one of the data acquisition unit (1111), the preprocessing unit (1112), the learning data selection unit (1113), the model learning unit (1114), or the model evaluation unit (1115) in the data learning unit (1110) may be manufactured in the form of at least one hardware chip and mounted on an electronic device. For example, at least one of the data acquisition unit (1111), the preprocessing unit (1112), the learning data selection unit (1113), the model learning unit (1114), or the model evaluation unit (1115) may be manufactured in the form of a dedicated hardware chip for artificial intelligence (AI), or may be manufactured as a part of an existing general-purpose processor (e.g., a CPU or an application processor) or a graphics-only processor (e.g., a GPU) and mounted on the various electronic devices described above.
또한, 데이터 획득부(1111), 전처리부(1112), 학습 데이터 선택부(1113), 모델 학습부(1114) 및 모델 평가부(1115)는 하나의 전자 장치에 탑재될 수도 있으며, 또는 별개의 전자 장치들에 각각 탑재될 수도 있다. 예를 들어, 데이터 획득부(1111), 전처리부(1112), 학습 데이터 선택부(1113), 모델 학습부(1114) 및 모델 평가부(1115) 중 일부는 전자 장치에 포함되고, 나머지 일부는 서버에 포함될 수 있다.In addition, the data acquisition unit (1111), the preprocessing unit (1112), the learning data selection unit (1113), the model learning unit (1114), and the model evaluation unit (1115) may be mounted on one electronic device, or may be mounted on separate electronic devices, respectively. For example, some of the data acquisition unit (1111), the preprocessing unit (1112), the learning data selection unit (1113), the model learning unit (1114), and the model evaluation unit (1115) may be included in the electronic device, and the remaining some may be included in the server.
또한, 데이터 획득부(1111), 전처리부(1112), 학습 데이터 선택부(1113), 모델 학습부(1114) 또는 모델 평가부(1115) 중 적어도 하나는 소프트웨어 모듈로 구현될 수 있다. 데이터 획득부(1111), 전처리부(1112), 학습 데이터 선택부(1113), 모델 학습부(1114) 또는 모델 평가부(1115) 중 적어도 하나가 소프트웨어 모듈(또는, 인스트럭션(instruction) 포함하는 프로그램 모듈)로 구현되는 경우, 소프트웨어 모듈은 컴퓨터로 읽을 수 있는 판독 가능한 비일시적 판독 가능 기록매체(non-transitory computer readable media)에 저장될 수 있다. 또한, 이 경우, 적어도 하나의 소프트웨어 모듈은 OS(Operating System)에 의해 제공되거나, 소정의 애플리케이션에 의해 제공될 수 있다. 이와 달리, 적어도 하나의 소프트웨어 모듈 중 일부는 OS(Operating System)에 의해 제공되고, 나머지 일부는 소정의 애플리케이션에 의해 제공될 수 있다.In addition, at least one of the data acquisition unit (1111), the preprocessing unit (1112), the learning data selection unit (1113), the model learning unit (1114), or the model evaluation unit (1115) may be implemented as a software module. When at least one of the data acquisition unit (1111), the preprocessing unit (1112), the learning data selection unit (1113), the model learning unit (1114), or the model evaluation unit (1115) is implemented as a software module (or a program module including instructions), the software module may be stored in a non-transitory computer readable media that can be read by a computer. In addition, in this case, at least one software module may be provided by an operating system (OS) or provided by a predetermined application. Alternatively, some of the at least one software module may be provided by an operating system (OS) and the remaining some may be provided by a predetermined application.
본 개시의 일 실시예에 따른 데이터 인식부(1120)는 데이터 획득부(1121), 전처리부(1122), 인식 데이터 선택부(1123), 인식 결과 제공부(1124) 및 모델 갱신부(1125)를 포함할 수 있다.A data recognition unit (1120) according to one embodiment of the present disclosure may include a data acquisition unit (1121), a preprocessing unit (1122), a recognition data selection unit (1123), a recognition result providing unit (1124), and a model update unit (1125).
데이터 획득부(1121)는 음성을 출력하기 위해 필요한 텍스트를 획득할 수 있다. 반대로 데이터 획득부(1121)는 텍스트를 출력하기 위해 필요한 음성을 획득할 수 있다. 전처리부(1122)는 음성 또는 텍스트를 출력하기 위해 획득된 데이터가 이용될 수 있도록, 획득된 데이터를 전처리할 수 있다. 전처리부(1122)는 후술할 인식 결과 제공부(1124)가 음성 또는 텍스트를 출력하기 위해 획득된 데이터를 이용할 수 있도록, 획득된 데이터를 기 설정된 포맷으로 가공할 수 있다. The data acquisition unit (1121) can acquire text required for outputting voice. Conversely, the data acquisition unit (1121) can acquire voice required for outputting text. The preprocessing unit (1122) can preprocess acquired data so that the acquired data can be used for outputting voice or text. The preprocessing unit (1122) can process acquired data into a preset format so that the recognition result providing unit (1124) described below can use the acquired data for outputting voice or text.
인식 데이터 선택부(1123)는 전처리된 데이터 중에서 음성 또는 텍스트를 출력하기 위해 필요한 데이터를 선택할 수 있다. 선택된 데이터는 인식 결과 제공부(1124)에게 제공될 수 있다. 인식 데이터 선택부(1123)는 음성 또는 텍스트를 출력하기 위한 기 설정된 기준에 따라, 전처리된 데이터 중에서 일부 또는 전부를 선택할 수 있다. 또한, 인식 데이터 선택부(1123)는 모델 학습부(1114)에 의한 학습에 의해 기 설정된 기준에 따라 데이터를 선택할 수도 있다.The recognition data selection unit (1123) can select data required for outputting voice or text from among the preprocessed data. The selected data can be provided to the recognition result provision unit (1124). The recognition data selection unit (1123) can select some or all of the preprocessed data according to preset criteria for outputting voice or text. In addition, the recognition data selection unit (1123) can select data according to preset criteria through learning by the model learning unit (1114).
인식 결과 제공부(1124)는 선택된 데이터를 데이터 학습모델에 적용하여 음성 또는 텍스트를 출력할 수 있다. 인식 결과 제공부(1124)는 인식 데이터 선택부(1123)에 의해 선택된 데이터를 입력 값으로 이용함으로써, 선택된 데이터를 데이터 학습모델에 적용할 수 있다. 또한, 인식 결과는 데이터 학습모델에 의해 결정될 수 있다.The recognition result providing unit (1124) can apply the selected data to the data learning model and output voice or text. The recognition result providing unit (1124) can apply the selected data to the data learning model by using the data selected by the recognition data selecting unit (1123) as an input value. In addition, the recognition result can be determined by the data learning model.
모델 갱신부(1125)는 인식 결과 제공부(1124)에 의해 제공되는 인식 결과에 대한 평가에 기초하여, 데이터 학습모델이 갱신되도록 할 수 있다. 예를 들어, 모델 갱신부(1125)는 인식 결과 제공부(1124)에 의해 제공되는 인식 결과를 모델 학습부(1114)에게 제공함으로써, 모델 학습부(1114)가 데이터 학습모델을 갱신하도록 할 수 있다.The model update unit (1125) can update the data learning model based on the evaluation of the recognition result provided by the recognition result provider (1124). For example, the model update unit (1125) can provide the recognition result provided by the recognition result provider (1124) to the model learning unit (1114), thereby causing the model learning unit (1114) to update the data learning model.
한편, 데이터 인식부(1120) 내의 데이터 획득부(1121), 전처리부(1122), 인식 데이터 선택부(1123), 인식 결과 제공부(1124) 또는 모델 갱신부(1125) 중 적어도 하나는, 적어도 하나의 하드웨어 칩 형태로 제작되어 전자 장치에 탑재될 수 있다. 예를 들어, 데이터 획득부(1121), 전처리부(1122), 인식 데이터 선택부(1123), 인식 결과 제공부(1124) 또는 모델 갱신부(1125) 중 적어도 하나는 인공 지능(AI; artificial intelligence)을 위한 전용 하드웨어 칩 형태로 제작될 수도 있고, 또는 기존의 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor) 또는 그래픽 전용 프로세서(예: GPU)의 일부로 제작되어 전술한 각종 전자 장치에 탑재될 수도 있다.Meanwhile, at least one of the data acquisition unit (1121), the preprocessing unit (1122), the recognition data selection unit (1123), the recognition result provision unit (1124), or the model update unit (1125) in the data recognition unit (1120) may be manufactured in the form of at least one hardware chip and mounted on an electronic device. For example, at least one of the data acquisition unit (1121), the preprocessing unit (1122), the recognition data selection unit (1123), the recognition result provision unit (1124), or the model update unit (1125) may be manufactured in the form of a dedicated hardware chip for artificial intelligence (AI), or may be manufactured as a part of an existing general-purpose processor (e.g., a CPU or an application processor) or a graphics-only processor (e.g., a GPU) and mounted on the various electronic devices described above.
또한, 데이터 획득부(1121), 전처리부(1122), 인식 데이터 선택부(1123), 인식 결과 제공부(1124) 및 모델 갱신부(1125)는 하나의 전자 장치에 탑재될 수도 있으며, 또는 별개의 전자 장치들에 각각 탑재될 수도 있다. 예를 들어, 데이터 획득부(1121), 전처리부(1122), 인식 데이터 선택부(1123), 인식 결과 제공부(1124) 및 모델 갱신부(1125) 중 일부는 전자 장치에 포함되고, 나머지 일부는 서버에 포함될 수 있다.In addition, the data acquisition unit (1121), the preprocessing unit (1122), the recognition data selection unit (1123), the recognition result providing unit (1124), and the model update unit (1125) may be mounted on one electronic device, or may be mounted on separate electronic devices, respectively. For example, some of the data acquisition unit (1121), the preprocessing unit (1122), the recognition data selection unit (1123), the recognition result providing unit (1124), and the model update unit (1125) may be included in the electronic device, and the remaining some may be included in the server.
또한, 데이터 획득부(1121), 전처리부(1122), 인식 데이터 선택부(1123), 인식 결과 제공부(1124) 또는 모델 갱신부(1125) 중 적어도 하나는 소프트웨어 모듈로 구현될 수 있다. 데이터 획득부(1121), 전처리부(1122), 인식 데이터 선택부(1123), 인식 결과 제공부(1124) 또는 모델 갱신부(1125) 중 적어도 하나가 소프트웨어 모듈(또는, 인스트럭션(instruction) 포함하는 프로그램 모듈)로 구현되는 경우, 소프트웨어 모듈은 컴퓨터로 읽을 수 있는 판독 가능한 비일시적 판독 가능 기록매체(non-transitory computer readable media)에 저장될 수 있다. 또한, 이 경우, 적어도 하나의 소프트웨어 모듈은 OS(Operating System)에 의해 제공되거나, 소정의 애플리케이션에 의해 제공될 수 있다. 이와 달리, 적어도 하나의 소프트웨어 모듈 중 일부는 OS(Operating System)에 의해 제공되고, 나머지 일부는 소정의 애플리케이션에 의해 제공될 수 있다.In addition, at least one of the data acquisition unit (1121), the preprocessing unit (1122), the recognition data selection unit (1123), the recognition result provision unit (1124), or the model update unit (1125) may be implemented as a software module. When at least one of the data acquisition unit (1121), the preprocessing unit (1122), the recognition data selection unit (1123), the recognition result provision unit (1124), or the model update unit (1125) is implemented as a software module (or a program module including instructions), the software module may be stored in a non-transitory computer readable medium that can be read by a computer. In addition, in this case, at least one software module may be provided by an operating system (OS) or by a predetermined application. Alternatively, some of the at least one software module may be provided by an operating system (OS) and the remaining some may be provided by a predetermined application.
일반적으로, 본 명세서에 설명된 텍스트-음성 합성 시스템 및 텍스트-음성 합성 서비스를 제공하는 사용자 단말기는, 무선 전화기, 셀룰러 전화기, 랩탑 컴퓨터, 무선 멀티미디어 디바이스, 무선 통신 PC (personal computer) 카드, PDA, 외부 모뎀이나 내부 모뎀, 무선 채널을 통해 통신하는 디바이스 등과 같은 다양한 타입들의 디바이스들을 나타낼 수도 있다. 디바이스는, 액세스 단말기 (access terminal; AT), 액세스 유닛, 가입자 유닛, 이동국, 모바일 디바이스, 모바일 유닛, 모바일 전화기, 모바일, 원격국, 원격 단말, 원격 유닛, 유저 디바이스, 유저 장비 (user equipment), 핸드헬드 디바이스 등과 같은 다양한 이름들을 가질 수도 있다. 본 명세서에 설명된 임의의 디바이스는 명령들 및 데이터를 저장하기 위한 메모리, 뿐만 아니라 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 조합들을 가질 수도 있다. In general, the user terminal providing the text-to-speech synthesis system and the text-to-speech synthesis service described herein may represent various types of devices, such as a cordless telephone, a cellular telephone, a laptop computer, a wireless multimedia device, a wireless communication personal computer (PC) card, a PDA, an external or internal modem, a device communicating over a wireless channel, and the like. The device may have various names, such as an access terminal (AT), an access unit, a subscriber unit, a mobile station, a mobile device, a mobile unit, a mobile telephone, a mobile, a remote station, a remote terminal, a remote unit, a user device, user equipment, a handheld device, and the like. Any of the devices described herein may have a memory for storing instructions and data, as well as hardware, software, firmware, or combinations thereof.
본 명세서에 기술된 기법들은 다양한 수단에 의해 구현될 수도 있다. 예를 들어, 이러한 기법들은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수도 있다. 본 명세서의 개시와 연계하여 설명된 다양한 예시 적인 논리적 블록들, 모듈들, 회로들, 및 알고리즘 단계들은 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 양자의 조합들로 구현될 수도 있음을 당업자들은 더 이해할 것이다. 하드웨어 및 소프트웨어의 이러한 상호교환성을 명확하게 설명하기 위해, 다양한 예시 적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들, 및 단계들이 그들의 기능성의 관점에서 일반적으로 위에서 설명되었다. 그러한 기능이 하드웨어로서 구현되는지 또는 소프트웨어로서 구현되는 지의 여부는, 특정 애플리케이션 및 전체 시스템에 부과되는 설계 제약들에 따라 달라진다. 당업자들은 각각의 특정 애플리케이션을 위해 다양한 방식들로 설명된 기능을 구현할 수도 있으나, 그러한 구현 결정들은 본 개시의 범위로부터 벗어나게 하는 것으로 해석되어서는 안된다. The techniques described herein may be implemented by a variety of means. For example, these techniques may be implemented in hardware, firmware, software, or a combination thereof. Those skilled in the art will further appreciate that the various illustrative logical blocks, modules, circuits, and algorithm steps described in connection with the disclosure of this specification may be implemented as electronic hardware, computer software, or combinations of both. To clearly illustrate this interchangeability of hardware and software, various illustrative components, blocks, modules, circuits, and steps have been described above generally in terms of their functionality. Whether such functionality is implemented as hardware or software depends upon the particular application and design constraints imposed on the overall system. Skilled artisans may implement the described functionality in varying ways for each particular application, but such implementation decisions should not be interpreted as causing a departure from the scope of the present disclosure.
하드웨어 구현에서, 기법들을 수행하는 데 이용되는 프로세싱 유닛들은, 하나 이상의 ASIC들, DSP들, 디지털 신호 프로세싱 디바이스들 (digital signal processing devices; DSPD들), 프로그램가능 논리 디바이스들 (programmable logic devices; PLD들), 필드 프로그램가능 게이트 어레이들 (field programmable gate arrays; FPGA들), 프로세서들, 제어기들, 마이크로제어기들, 마이크로프로세서들, 전자 디바이스들, 본 명세서에 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 다른 전자 유닛들, 컴퓨터, 또는 이들의 조합 내에서 구현될 수도 있다. In a hardware implementation, the processing units used to perform the techniques may be implemented within one or more ASICs, DSPs, digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, electronic devices, other electronic units designed to perform the functions described herein, a computer, or a combination thereof.
따라서, 본 명세서의 개시와 연계하여 설명된 다양한 예시 적인 논리 블록들, 모듈들, 및 회로들은 범용 프로세서, DSP, ASIC, FPGA나 다른 프로그램 가능 논리 디바이스, 이산 게이트나 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트들, 또는 본 명세서에 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 것들의 임의의 조합으로 구현되거나 수행될 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있지만, 대안에서, 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수도 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예를 들면, DSP와 마이크로프로세서, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 연계한 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 그러한 구성의 조합으로써 구현될 수도 있다. Accordingly, the various illustrative logical blocks, modules, and circuits described in connection with the disclosure of this specification may be implemented or performed by any combination of a general-purpose processor, a DSP, an ASIC, an FPGA or other programmable logic device, discrete gate or transistor logic, discrete hardware components, or those designed to perform the functions described herein. A general-purpose processor may be a microprocessor, but in the alternative, the processor may be any conventional processor, controller, microcontroller, or state machine. The processor may also be implemented as a combination of computing devices, e.g., a combination of a DSP and a microprocessor, a plurality of microprocessors, one or more microprocessors in conjunction with a DSP core, or any other such configuration.
펌웨어 및/또는 소프트웨어 구현에 있어서, 기법들은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory; RAM), 판독 전용 메모리 (read-only memory; ROM), 불휘발성 RAM (non-volatile random access memory; NVRAM), PROM (programmable read-only memory), EPROM (erasable programmable read-only memory), EEPROM (electrically erasable PROM), 플래시 메모리, 컴팩트 디스크 (compact disc; CD), 자기 또는 광학 데이터 스토리지 디바이스 등과 같은 컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장된 명령들로써 구현될 수도 있다. 명령들은 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행 가능할 수도 있고, 프로세서(들)로 하여금 본 명세서에 설명된 기능의 특정 양태들을 수행하게 할 수도 있다. In a firmware and/or software implementation, the techniques may be implemented as instructions stored on a computer-readable medium, such as random access memory (RAM), read-only memory (ROM), non-volatile random access memory (NVRAM), programmable read-only memory (PROM), erasable programmable read-only memory (EPROM), electrically erasable PROM (EEPROM), flash memory, a compact disc (CD), a magnetic or optical data storage device, etc. The instructions may be executable by one or more processors and may cause the processor(s) to perform certain aspects of the functionality described herein.
소프트웨어로 구현되면, 상기 기능들은 하나 이상의 명령들 또는 코드로서 컴퓨터 판독 가능한 매체 상에 저장되거나 또는 컴퓨터 판독 가능한 매체를 통해 전송될 수도 있다. 컴퓨터 판독가능 매체들은 한 장소에서 다른 장소로 컴퓨터 프로그램의 전송을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함하여 컴퓨터 저장 매체들 및 통신 매체들 양자를 포함한다. 저장 매체들은 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용 가능한 매체들일 수도 있다. 비제한적인 예로서, 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광학 디스크 스토리지, 자기 디스크 스토리지 또는 다른 자기 스토리지 디바이스들, 또는 소망의 프로그램 코드를 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 이송 또는 저장하기 위해 사용될 수 있으며 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 또한, 임의의 접속이 컴퓨터 판독가능 매체로 적절히 칭해진다. If implemented in software, the functions may be stored on or transmitted as one or more instructions or code on a computer-readable medium. Computer-readable media includes both computer storage media and communication media, including any medium that facilitates transfer of a computer program from one place to another. Storage media may be any available media that can be accessed by a computer. By way of non-limiting example, such computer-readable media may include RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM or other optical disk storage, magnetic disk storage or other magnetic storage devices, or any other medium that can be used to carry or store desired program code in the form of instructions or data structures and that can be accessed by a computer. Also, any connection is properly termed a computer-readable medium.
예를 들어, 소프트웨어가 동축 케이블, 광섬유 케이블, 연선, 디지털 가입자 회선 (DSL), 또는 적외선, 무선, 및 마이크로파와 같은 무선 기술들을 사용하여 웹사이트, 서버, 또는 다른 원격 소스로부터 전송되면, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 연선, 디지털 가입자 회선, 또는 적외선, 무선, 및 마이크로파와 같은 무선 기술들은 매체의 정의 내에 포함된다. 본 명세서에서 사용된 디스크 (disk) 와 디스크 (disc)는, CD, 레이저 디스크, 광 디스크, DVD (digital versatile disc), 플로피디스크, 및 블루레이 디스크를 포함하며, 여기서 디스크들 (disks) 은 보통 자기적으로 데이터를 재생하고, 반면 디스크들 (discs) 은 레이저를 이용하여 광학적으로 데이터를 재생한다. 위의 조합들도 컴퓨터 판독가능 매체들의 범위 내에 포함되어야 한다. For example, if the software is transmitted from a website, server, or other remote source using a coaxial cable, fiber optic cable, twisted pair, digital subscriber line (DSL), or wireless technologies such as infrared, radio, and microwave, then the coaxial cable, fiber optic cable, twisted pair, digital subscriber line, or wireless technologies such as infrared, radio, and microwave are included within the definition of media. Disk and disc, as used herein, includes compact discs, laser discs, optical discs, digital versatile discs (DVD), floppy disks, and Blu-ray discs, where disks usually reproduce data magnetically, whereas discs reproduce data optically using lasers. Combinations of the above should also be included within the scope of computer-readable media.
소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터들, 하드 디스크, 이동식 디스크, CD-ROM, 또는 공지된 임의의 다른 형태의 저장 매체 내에 상주할 수도 있다. 예시 적인 저장 매체는, 프로세가 저장 매체로부터 정보를 판독하거나 저장 매체에 정보를 기록할 수 있도록, 프로세서에 커플링 될 수 있다. 대안으로, 저장 매체는 프로세서에 통합될 수도 있다. 프로세서와 저장 매체는 ASIC 내에 존재할 수도 있다. ASIC은 유저 단말 내에 존재할 수도 있다. 대안으로, 프로세서와 저장 매체는 유저 단말에서 개별 컴포넌트들로써 존재할 수도 있다. A software module may reside in RAM memory, flash memory, ROM memory, EPROM memory, EEPROM memory, registers, a hard disk, a removable disk, a CD-ROM, or any other form of storage medium known in the art. An exemplary storage medium may be coupled to the processor such that the processor can read information from, and write information to, the storage medium. In the alternative, the storage medium may be integral to the processor. The processor and the storage medium may reside in an ASIC. The ASIC may reside in a user terminal. In the alternative, the processor and the storage medium may reside as discrete components in the user terminal.
본 개시의 앞선 설명은 당업자들이 본 개시를 행하거나 이용하는 것을 가능하게 하기 위해 제공된다. 본 개시의 다양한 수정예들이 당업자들에게 쉽게 자명할 것이고, 본 명세서에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 취지 또는 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변형예들에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 개시는 본 명세서에 설명된 예들에 제한되도록 의도된 것이 아니고, 본 명세서에 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위가 부여되도록 의도된다. The previous description of the present disclosure is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present disclosure. Various modifications to the present disclosure will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to various modifications without departing from the spirit or scope of the present disclosure. Thus, the present disclosure is not intended to be limited to the examples described herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.
비록 예시 적인 구현예들이 하나 이상의 독립형 컴퓨터 시스템의 맥락에서 현재 개시된 주제의 양태들을 활용하는 것을 언급할 수도 있으나, 본 주제는 그렇게 제한되지 않고, 오히려 네트워크나 분산 컴퓨팅 환경과 같은 임의의 컴퓨팅 환경과 연계하여 구현될 수도 있다. 또 나아가, 현재 개시된 주제의 양상들은 복수의 프로세싱 칩들이나 디바이스들에서 또는 그들에 걸쳐 구현될 수도 있고, 스토리지는 복수의 디바이스들에 걸쳐 유사하게 영향을 받게 될 수도 있다. 이러한 디바이스들은 PC들, 네트워크 서버들, 및 핸드헬드 디바이스들을 포함할 수도 있다. Although the exemplary implementations may refer to utilizing aspects of the presently disclosed subject matter in the context of one or more standalone computer systems, the present subject matter is not so limited, but rather may be implemented in conjunction with any computing environment, such as a network or distributed computing environment. Furthermore, aspects of the presently disclosed subject matter may be implemented in or across multiple processing chips or devices, and storage may be similarly affected across multiple devices. Such devices may include PCs, network servers, and handheld devices.
비록 본 주제가 구조적 특징들 및/또는 방법론적 작용들에 특정한 언어로 설명되었으나, 첨부된 청구항들에서 정의된 주제가 위에서 설명된 특정 특징들 또는 작용들로 반드시 제한되는 것은 아님이 이해될 것이다. 오히려, 위에서 설명된 특정 특징들 및 작용들은 청구항들을 구현하는 예시 적인 형태로서 설명된다. Although the subject matter has been described in language specific to structural features and/or methodological acts, it is to be understood that the subject matter defined in the appended claims is not necessarily limited to the specific features or acts described above. Rather, the specific features and acts described above are described as exemplary forms of implementing the claims.
이 명세서에서 언급된 방법은 특정 실시예들을 통하여 설명되었지만, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽힐 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 실시예들을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다. Although the method described in this specification has been described through specific embodiments, it is possible to implement it as computer-readable code on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices that store data that can be read by a computer system. Examples of the computer-readable recording medium include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage, etc. In addition, the computer-readable recording medium can be distributed over network-connected computer systems, so that the computer-readable code can be stored and executed in a distributed manner. In addition, functional programs, codes, and code segments for implementing the embodiments can be easily inferred by programmers in the technical field to which the present invention belongs.
본 명세서에서는 본 개시가 일부 실시예들과 관련하여 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자가 이해할 수 있는 본 개시의 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 변형 및 변경은 본 명세서에 첨부된 특허청구의 범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다. Although the present disclosure has been described in connection with some embodiments herein, it should be understood that various modifications and variations may be made therein without departing from the scope of the present disclosure as understood by those skilled in the art to which the present disclosure pertains. Furthermore, such modifications and variations should be considered to fall within the scope of the claims appended hereto.
110: 음성 합성기 120: 입력 텍스트
130: 순차적 운율 특징 140: 합성 음성
210: 순차적 운율 특징 220: 음성 신호 또는 음성 샘플
230: 순차적 운율 특징 추출기 240: 합성 음성
310: 발성 특징 추출기 320: 음성 신호 또는 음성 샘플
330: 화자의 발성 특징 340: 출력 음성110: Speech synthesizer 120: Input text
130: Sequential rhyme features 140: Synthetic speech
210: Sequential prosodic features 220: Speech signal or speech sample
230: Sequential prosodic feature extractor 240: Synthetic speech
310: Voice feature extractor 320: Voice signal or voice sample
330: Speaker's vocal characteristics 340: Output voice
Claims (13)
입력 텍스트를 수신하는 단계;
상기 수신된 입력 텍스트에 포함된 프레임, 글자, 음소, 음절 또는 단어 중 적어도 하나의 단위에 대응되는 운율 정보를 시간 순으로 포함한 순차적 운율(sequential prosody) 특징을 수신하는 단계; 및
상기 입력 텍스트 및 상기 수신된 순차적 운율 특징을 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델에 입력하여, 상기 수신된 순차적 운율 특징이 반영된 상기 입력 텍스트에 대한 출력 음성 데이터를 생성하는 단계
를 포함하고,
상기 순차적 운율 특징은 상기 시간 순으로 포함된 운율 정보를 나타내는 복수의 임베딩 벡터를 포함하고,
상기 시간 순으로 포함된 운율 정보를 나타내는 복수의 임베딩 벡터의 각각은, 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델의 복수의 시간 단계(time-steps)의 각각에 순차적으로 인가되고,
상기 방법은, 화자의 발성 특징을 수신하는 단계를 더 포함하고,
상기 입력 텍스트에 대한 출력 음성 데이터를 생성하는 단계는 상기 화자의 음성을 모사하고 상기 복수의 임베딩 벡터가 반영된 상기 입력 텍스트에 대한 출력 음성 데이터를 생성하는 단계를 포함하고,
상기 화자의 발성 특징을 수신하는 단계는, 상기 화자의 순차적 운율 특징을 수신하는 단계를 포함하고,
상기 방법은,
상기 화자의 순차적 운율 특징에 기초하여 상기 복수의 임베딩 벡터를 정규화하는 단계를 더 포함하고,
상기 입력 텍스트에 대한 출력 음성 데이터를 생성하는 단계는 상기 화자의 음성을 모사하고 상기 정규화된 복수의 임베딩 벡터가 반영된 상기 입력 텍스트에 대한 출력 음성 데이터를 생성하는 단계를 포함하는, 텍스트-음성 합성 방법.
A text-to-speech synthesis method using machine learning based on sequential prosodic features, performed by a text-to-speech synthesis system.
Step of receiving input text;
A step of receiving sequential prosody features including prosody information corresponding to at least one unit of a frame, letter, phoneme, syllable or word included in the received input text in chronological order; and
A step of inputting the above input text and the received sequential prosody features into an artificial neural network text-to-speech synthesis model, thereby generating output voice data for the input text in which the received sequential prosody features are reflected.
Including,
The above sequential prosody features include a plurality of embedding vectors representing prosody information included in the time order,
Each of the plurality of embedding vectors representing the prosody information included in the above time order is sequentially applied to each of the plurality of time-steps of the artificial neural network text-to-speech synthesis model,
The method further comprises a step of receiving the speaker's vocal characteristics,
The step of generating output speech data for the input text includes the step of simulating the speaker's voice and generating output speech data for the input text in which the plurality of embedding vectors are reflected,
The step of receiving the speaker's vocalization characteristics includes the step of receiving the speaker's sequential prosodic characteristics,
The above method,
Further comprising a step of normalizing the plurality of embedding vectors based on the sequential prosodic features of the speaker,
A text-to-speech synthesis method, wherein the step of generating output speech data for the input text includes the step of simulating the speaker's voice and generating output speech data for the input text in which the normalized plurality of embedding vectors are reflected.
상기 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델은, 복수의 학습 텍스트 및 상기 복수의 학습 텍스트에 대응하는 학습 음성을 나타내는 데이터에 기초하여 기계학습을 수행하여 생성되고,
상기 학습 음성을 나타내는 데이터는 상기 학습 음성의 순차적 운율 특징을 포함하는, 텍스트-음성 합성 방법.
In the first paragraph,
The above artificial neural network text-to-speech synthesis model is generated by performing machine learning based on data representing a plurality of learning texts and learning voices corresponding to the plurality of learning texts.
A text-to-speech synthesis method, wherein the data representing the above learning speech includes sequential prosodic features of the above learning speech.
상기 운율 정보는, 소리의 크기에 대한 정보, 상기 소리의 높이에 대한 정보, 상기 소리의 길이에 대한 정보, 상기 소리의 휴지 기간에 대한 정보 또는 상기 소리의 스타일에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 텍스트-음성 합성 방법.
In the first paragraph,
A text-to-speech synthesis method, wherein the prosody information includes at least one of information about the size of the sound, information about the pitch of the sound, information about the length of the sound, information about the pause period of the sound, or information about the style of the sound.
상기 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델은 인코더 및 디코더를 포함하고,
상기 복수의 임베딩 벡터를 어텐션 모듈에 입력하여, 상기 인코더에 제공된 입력 텍스트의 각 부분들과 대응되는 복수의 변환 임베딩 벡터를 생성하는 단계 - 상기 복수의 변환 임베딩 벡터의 길이는 상기 입력 텍스트의 길이에 따라 가변적임 -를 더 포함하고,
상기 입력 텍스트에 대한 출력 음성 데이터를 생성하는 단계는,
상기 생성된 복수의 변환 임베딩 벡터를 상기 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델의 인코더에 입력하는 단계; 및
상기 복수의 변환 임베딩 벡터가 반영된 상기 입력 텍스트에 대한 출력 음성 데이터를 생성하는 단계
를 포함하는, 텍스트-음성 합성 방법.
In the first paragraph,
The above artificial neural network text-to-speech synthesis model includes an encoder and a decoder,
A step of inputting the plurality of embedding vectors into an attention module to generate a plurality of transformed embedding vectors corresponding to each part of the input text provided to the encoder, wherein the length of the plurality of transformed embedding vectors is variable according to the length of the input text,
The step of generating output voice data for the above input text is:
A step of inputting the generated plurality of transformation embedding vectors into the encoder of the artificial neural network text-to-speech synthesis model; and
A step of generating output speech data for the input text in which the above plurality of transformed embedding vectors are reflected.
A text-to-speech synthesis method comprising:
상기 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델은 인코더 및 디코더를 포함하고,
상기 입력 텍스트에 대한 출력 음성 데이터를 생성하는 단계는,
상기 복수의 임베딩 벡터를 상기 인공신경망 텍스트-음성 합성 모델의 디코더에 입력하는 단계; 및
상기 복수의 임베딩 벡터가 반영된 상기 입력 텍스트에 대한 출력 음성 데이터를 생성하는 단계
를 포함하는, 텍스트-음성 합성 방법.
In the first paragraph,
The above artificial neural network text-to-speech synthesis model includes an encoder and a decoder,
The step of generating output voice data for the above input text is:
A step of inputting the above plurality of embedding vectors into a decoder of the artificial neural network text-to-speech synthesis model; and
A step of generating output speech data for the input text in which the above multiple embedding vectors are reflected.
A text-to-speech synthesis method comprising:
상기 복수의 임베딩 벡터를 정규화하는 단계는,
각 시간 단계에서 상기 화자의 순차적 운율 특징을 나타내는 임베딩 벡터의 평균값을 산출하는 단계; 및
상기 복수의 임베딩 벡터를 상기 각 시간 단계에서 산출된 임베딩 벡터의 평균값으로 감산하는 단계
를 포함하는, 텍스트-음성 합성 방법.
In the first paragraph,
The step of normalizing the above multiple embedding vectors is:
A step of calculating the average value of the embedding vector representing the sequential prosodic features of the speaker at each time step; and
A step of subtracting the above multiple embedding vectors by the average value of the embedding vectors produced at each time step.
A text-to-speech synthesis method comprising:
상기 순차적 운율 특징을 수신하는 단계는, 상기 입력 텍스트의 적어도 일부에 대한 운율 정보를 사용자 인터페이스를 통해 수신하는 단계를 포함하고,
상기 수신된 순차적 운율 특징이 반영된 상기 입력 텍스트에 대한 출력 음성 데이터를 생성하는 단계는 상기 입력 텍스트의 적어도 일부에 대한 운율 정보가 반영된 상기 입력 텍스트에 대한 출력 음성 데이터를 생성하는 단계를 포함하는, 텍스트-음성 합성 방법.
In the first paragraph,
The step of receiving the sequential prosody features comprises the step of receiving prosody information for at least a portion of the input text through a user interface,
A text-to-speech synthesis method, wherein the step of generating output speech data for the input text in which the received sequential prosody features are reflected includes the step of generating output speech data for the input text in which prosody information for at least a part of the input text is reflected.
상기 입력 텍스트의 적어도 일부에 대한 운율 정보는 음성 합성 마크업 언어에서 제공되는 태그를 통해 입력되는, 텍스트-음성 합성 방법.
In Article 9,
A text-to-speech synthesis method, wherein prosody information for at least a portion of the input text is input via tags provided in a speech synthesis markup language.
상기 입력 텍스트의 적어도 일부에 대한 운율 정보를 사용자 인터페이스를 통해 수신받는 단계; 및
상기 수신된 입력 텍스트의 적어도 일부에 대한 운율 정보를 기초로 상기 수신된 순차적 운율 특징을 변경하는 단계를 더 포함하고,
상기 수신된 순차적 운율 특징이 반영된 상기 입력 텍스트에 대한 출력 음성 데이터를 생성하는 단계는, 상기 변경된 순차적 운율 특징이 반영된 상기 입력 텍스트에 대한 출력 음성 데이터를 생성하는 단계를 포함하는, 텍스트-음성 합성 방법.
In the first paragraph,
A step of receiving prosody information for at least a portion of the input text through a user interface; and
Further comprising a step of modifying the received sequential prosody feature based on prosody information for at least a portion of the received input text,
A text-to-speech synthesis method, wherein the step of generating output speech data for the input text in which the received sequential prosody features are reflected includes the step of generating output speech data for the input text in which the changed sequential prosody features are reflected.
상기 수신된 순차적 운율 특징을 변경하는데 사용되는, 상기 입력 텍스트의 적어도 일부에 대한 운율 정보는 음성 합성 마크업 언어에서 제공되는 태그를 통해 입력되는, 텍스트-음성 합성 방법.
In Article 11,
A text-to-speech synthesis method, wherein prosody information for at least a portion of the input text, which is used to change the received sequential prosody features, is input via tags provided in a speech synthesis markup language.
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PG1601 | Publication of registration |