[인간공학] 음성통신

- 음성은 청각정보 표시장치의 형태이다.

 

* 음성의 성질

- 음성에 관계되는 기관 : 폐, 후두, 인두, 입, 비강

- 성대는 80~400회/초 정도로 아주 빨리 진동할 수 있는 습벽으로 되어 있다.

 

* 음성의 종류

- 음성의 기본 단위는 음소이다. 이는 단어의 의미를 변화시키는 음성의 최소 마디 : 모음과 자음

- 음소가 모여서 음절, 음절이 모여 단어, 단어가 모여 문장이 된다.

 

* 음성 묘사(표현)

- 파형 : 시간에 따른 공기 압력의 변동을 나타낸 것

- 스펙트럼 : 임의 기간, 음소 또는 단어에 대하여, 여러 주파수 별로 세기를 보인 것

- 음향분석도 : 주파수를 수직, 시간을 수평, 세기를 명암의 정도로 묘사

음성 묘사의 예시

 

* 음성의 세기

- 일반적으로 모음이 자음보다 음성파워가 크다.

- 남성이 여성보다 3~5dB 크다

- 45dBA : 조용히 말할 때, 55dBA : 일상 대화, 65dBA : 전화 강의, 75dBA : 유사고음, 85dBA : 고함

 

* 음성의 주파수 구성 : 일반적으로 남성은 여성보다 낮은 주파수 성분을 가지고 있다.

 

* 음성 평가기준

- 요해도와 음성품질로 평가한다.

 

- 요해도란 음성 메시지를 정확하게 인지할 수 있는 정도이다.

- 요해도 평가에서는 말을 들려주고 이를 따라하게 하거나 들려준 것에 관한 물음에 답하게 한다.

- 일반적으로 문장이 요해도가 가장 좋음, 단어는 이보다 낮음, 음절이 가장 나쁘다

 

- 음성품질은 가령 전화기 너머로 들려오는 말하는 사람의 신원을 인식하는 것과 같다.

- 음성품질은 선호도에 따라 정해진다. 품질 등급을 메긴다. 선호하는 것을 고르게 한다.

 

* 음성통신시스템의 구성

- 말하는 사람, 메시지, 전송 시스템, 소음 환경, 듣는 사람으로 구성 된다.

 

- 음성요해도는 말하는 사람의 목소리 특성에 따라서 달라진다.

: 음절 지속기간이 길고, 큰 소리, 전체 발음 시간이 길고, 음성 주파수의 변화가 많다.

- 말하기 연습을 통하여 요해도 개선 가능

 

음소 혼동

- 메시지의 DVPBGCET, FXSH, KJA, MN 등과 같은 부류의 문자는 서로 자주 혼동을 일으킨다.

- 소음이 있는 경우에는 단일 문자를 코드로 사용하면 안된다.

 

단어 특성

- 짧은 단어보다는 긴 단어의 요해도가 크다.

 

문맥 특성

- 문장의 요해도가 개별 단어보다 좋은 것은 특정 단어를 알아듣지 못하였더라도 문맥으로 정보파악 가능

- 의미 있는 문장으로 배열 시에 같은 문장을 무의미하게 나열 하였을 때 보다 요해도가 좋아진다.

- 소음 조건에는 사용하는 어취에 다양한 단어를 사용할 수록 요해도가 낮아진다. 

1) 소음에는 어휘를 적게 사용

2) 표준 문장 구조를 사용한다

3) 짧은 단어를 피하고 개별 문자 대신에 단어 철자 알파벳을 사용

4) 수신자가 사용하는 단어와 문장구조에 친숙해지도록 한다.

 

* 전송시스템

- 음성 전달시스템의 왜곡

: 진폭왜곡, 주파수왜곡, 여과, 시간축 변조

- 진폭왜곡은 신호가 비선형 회로를 통과할 때 생기는 변형, 이러한 왜곡 형태의 하나에 피크절단이 있음.

음성파의 피크가 절단되어 중앙 부분만 남는다.

중앙절단은 주어진 값 이하의 진폭을 제거하여 음파의 피크를 남긴다.

 

* 소음환경

- 소음은 외부 환경 소음이든 전송시스템의 내부 소음이든 간에 음성 요해도를 해친다.

- 소음 평가 기법

1) S/N(Signal-to-Noise)비를 신호와 소음의 dB 기준의 산술적 차이를 계산한다.

소음의 음압수준이 35~110dB이면, 산문 구절의 요해도 문턱값에 도달하는데 필요한 S/N비는 +12dB 정도이다.

2) 잔향은 막힌 방의 벽, 천정, 바닥 등에서 소음이 울리는 효과이다.

 

* 듣는 사람(청취)

- 소음 조건에서 음성메시지를 들으려면, 듣는 사람은 청력이 정상이고 수신하는 통신 유형에 훈련되어 있으며, 그 상황의 스트레스에 견딜 수 있고, 여러 가지 상충되는 자극 중에서 하나에 집중할 수 있어야 한다.

- 듣는 사람의 나이에 요해도 영향을 미친다.

60세 이후로 요해도 감소가 크게 증가, 말이 빠르고 군중 속에서 다른 목소리가 동시에 존재, 잔향이 있을 때 크게 나타남.

이유는 청력손실과 소음환경에서 살았기 때문이다.

- 음성 요해도에 영향을 미치는 요소 중에서는 귀마개, 귀덮개와 같은 청각보호구의 착용이다.

 

* 합성음성의 사용 : 많은 소비자 제품은 음성합성장치가 내장되어 있다.

 

* 음성합성법의 유형

- 음성 재생의 전통적 방법은 테이프에 아날로그 신호로 기록하여 두었다가 재생하는 것

- 컴퓨터 기억장치에 저장하는 것 : 이럴 경우 대규모 저장용량이 필요하다는 것

이 문제를 해결하기 위하여 음성을 합성하는 방법을 쓴다. : 분석합성법, 규칙합성법

 

- 분석합성법

분석합성법은 사전에 코드화하거나 저장하였던 단어나 문구 만으로 음성 메시지를 만들 수 있다.

 

- 규칙합성법

규칙합성에 의한 음성은 진정한 합성 음성이다.

기본음성을 만드는 규칙, 기본 음성을 단어와 문장으로 조합하는 규칙, 특정 음이나 단어에 강세를 주어 말의 운율을 만드는 규칙에 기초한다.

장점은 적은 컴퓨터 용량을 사용하여 아주 많은 어휘가 가능, 인간 음성이 필요 없어도 새로운 어휘를 만들 수 있음

문제는 음성의 질이 일반적으로 디지털화 음성에 기초한 방법만큼 좋지 않다는 점

 

* 합성음성을 사용한 성능

- 합성음성 요해도 : 합성음성의 요해도는 자연음성보다 나쁨

- 합성음성 기억 : 사람들은 자연음성보다는 합성음성으로 말한 메시지를 잘 기억하지 못한다.

일반적으로 합성음성을 들을 때는 자연음성일 때 보다 처리 용량이 더 필요하기 때문이다.

그러나 일단 코드화 하면, 합성음성도 자연음성과 마찬가지로 효과적으로 저장된다.

 

* 합성음성 사용지침

- 자연음성 통신시스템에 관한 지침을 따라야 한다.

 

1) 음성경고는 그 상황에서 들을 수 있는 다른 음성과 정성적으로 달라야한다.

2) 메시지의 요해도를 최대화한다.

3) 일반적 목적일 때는 음성을 되도록이면 자연스럽게한다.

4) 시스템에 재생모드를 설치하여 필요에 따라 사용자가 메시지를 재생할 수 있도록 배려한다.

5) 사용자가 메시지를 중단할 수 있는 기능을 제공한다.

6) 사용자가 시스템 음성에 친숙해지게 하기 위해 소개 메시지나 훈련 메시지를 마련한다.