A
장소마다 달라지는 성능
회의실·집·자동차 안·돌봄 공간처럼 장소마다 소리의 울림(반향), 소음의 종류, 말하는 사람까지의 거리가 다르다. 소리를 키우는 설정을 하나로 고정해 두면 어디서나 똑같이 잘 들리게 만들기 어렵다.
01 · EXECUTIVE SUMMARY
연구 개요
이 연구는 이미 검증된 소리 처리 기술에 인공지능을 앞뒤로 더해, 상황을 스스로 이해하고 알맞게 소리를 키워 주는 시스템을 만드는 것이다.
바탕이 되는 기술은 특허 P25-0418(출원번호 10-2026-0048541, 2026년 4월 21일 특허결정)이다. 헬멧 같은 머리 보호장구를 썼을 때, 주변 소리와 무전·통신 음성을 상황에 맞게 골라 들려주거나 적절히 섞어 주는 기술이다. 이번 연구는 이 기술을 새로 만드는 대신, 검증이 끝난 “소리 처리 엔진”으로 그대로 가져다 쓴다.
여기에 인공지능을 앞뒤로 붙인다. 앞단 AI는 지금이 어떤 상황인지 — 누가, 어디서, 얼마나 시끄러운 곳에서, 무엇을 하려는지 — 를 읽고 “무엇을 키우고 무엇을 줄일지”를 정한다. 소리 처리 엔진이 그 방침대로 소리를 다듬으면, 뒤단 AI가 그 결과를 받아 대화 정리·요약·위험 경보·기록 같은 실제 서비스로 바꿔 준다.
핵심 가설
앞단 AI(상황 판단) → 소리 처리 엔진 → 뒤단 AI(서비스 생성)를 하나의 고리로 잇고, 사용 결과를 다시 앞 단계로 되먹이면(폐루프, closed loop) 말이 더 또렷하게 들리고, 하려던 일이 더 잘되며, 사람마다 맞춤형으로 만족도가 높아지고, 쓸모 있는 서비스까지 함께 좋아진다.
앞단 AI(상황 판단) → 소리 처리 엔진 → 뒤단 AI(서비스 생성)를 하나의 고리로 잇고, 사용 결과를 다시 앞 단계로 되먹이면(폐루프, closed loop) 말이 더 또렷하게 들리고, 하려던 일이 더 잘되며, 사람마다 맞춤형으로 만족도가 높아지고, 쓸모 있는 서비스까지 함께 좋아진다.
02 · BACKGROUND
연구 필요성
B
하려는 일마다 다른 요구
상대의 말을 알아듣는 일, 위험 신호를 놓치지 않는 일, 회의를 기록하는 일, 환자 상태를 살피는 일은 각각 살려야 할 소리도 다르고, 허용되는 반응 지연시간(늦어도 괜찮은 정도)도 다르다.
C
따로 노는 처리 단계들
소음 제거, 소리 키우기, 음성인식(말을 글자로 바꾸는 기술), 요약이 각각 별개 시스템으로 나뉘어 있다. 그래서 앞 단계가 “왜 이렇게 판단했는지”가 뒤 단계 서비스로 충분히 전달되지 않는다.
D
설명 가능성과 안전
의료·돌봄에 쓰려면 “어떤 소리를 왜 키우고 왜 줄였는지”를 기록으로 남겨야 하고, 원래 소리가 왜곡되거나 민감한 개인정보가 새어 나가지 않도록 막는 장치가 필요하다.
03 · OBJECTIVES
연구 목표
목표 1
여러 정보로 상황 읽기
소리의 특징, 사용자 정보, 기기 상태, 지금 하려는 일을 함께 살펴 “지금이 어떤 상황이고 어느 정도 품질이 필요한지”를 정리한다. 예: “시끄러운 카페에서 앞사람과 대화 중” 같은 상황을 알아챈다.
목표 2
상황에 맞춰 소리 다듬기
잡음 줄이기, 빔포밍(여러 마이크로 원하는 방향의 소리만 모으는 기술), 섞인 소리 분리, 주파수별 볼륨 조절, 또렷하게 만들기 같은 기능을 상황에 맞게 실시간으로 골라 조합한다. 예: 카페에서는 주변 잡음을 낮추고 앞사람 목소리 대역만 키운다.
목표 3
결과를 서비스로 연결
다듬은 소리와 처리 정보를 음성인식·요약·경보·돌봄 기록처럼 목적에 맞는 서비스로 이어 준다. 예: 진료 대화를 자동 요약해 “식후 하루 3회” 복약 안내로 남긴다.
목표 4
믿을 수 있는지 검증
소리 품질뿐 아니라, 사용자가 하려던 일을 얼마나 잘 해냈는지, 얼마나 빨리 반응하는지, 낯선 환경에서도 잘 버티는지, 개인정보를 잘 지키는지까지 함께 확인한다. 예: “사용자가 되묻는 횟수가 줄었는지”를 지표로 본다.
04 · SYSTEM ARCHITECTURE
핵심 기술 구조
그림 1. 전체 시스템 흐름 — 입력 → 앞쪽 AI(판단) → 소리 처리 엔진(처리) → 뒤쪽 AI(서비스) → 실행, 그리고 되먹임
① 소리·정보 수집여러 마이크로 들어온 소리, 사용자 설정, 공간·기기 정보를 모은다
② 앞쪽 인공지능(AI)상황을 읽고 “무엇을 키우고 무엇을 줄일지” 방침과 안전 한계선을 정한다
③ 소리 처리 엔진(P25-0418)주변 소리·통신 음성을 지우고·키우고·고르고·섞는다
④ 뒤쪽 인공지능(AI)다듬어진 소리를 해석해 서비스와 업무 흐름을 만든다
⑤ 실행·되먹임대화·요약·경보·기록을 실행하고 그 결과를 앞 단계로 돌려준다
결과를 되먹여 스스로 좋아지는 구조(폐루프)
뒤쪽 인공지능이 만든 서비스의 품질과 사용자 반응을 앞쪽 인공지능에 다시 전달해 판단을 점점 개선한다. 다만 안전 기준선과 반응 속도 한계는 사람이 미리 정한 규칙(가드레일)으로 단단히 고정해, 인공지능이 함부로 넘지 못하게 한다.
05 · RESEARCH METHOD
세부 연구내용 및 방법
아래 “세부과제”는 연구를 나눈 작업 묶음(영어로 Work Package, 줄여서 WP)이다.
| 세부과제 | 주요 연구내용 | 산출물 |
|---|---|---|
| 세부과제 1 (WP1) 데이터·상황 정리 | 돌봄·회의·스마트홈 상황에서 소음, 거리, 말하는 사람, 하려는 일 조건을 정리하고, 공개된 데이터와 직접 모은 데이터를 같은 기준으로 다듬는다. | 상황 정의서, 학습·평가용 데이터, 데이터 설명서 |
| 세부과제 2 (WP2) 상황 판단 엔진 | 소리 정보, 글로 된 지시, 사용자·기기 정보를 함께 묶어 “지금 어떤 상황인지”와 “얼마나 확신하는지”를 내놓는, 여러 종류의 정보를 함께 다루는(멀티모달) 판단 모델을 만든다. | 상황 판단 모델, 판단 근거 기록 |
| 세부과제 3 (WP3) 소리 처리 엔진 | 기존 디지털 신호처리(DSP, 소리를 계산으로 다듬는 방식)와 인공신경망 기반 음질 개선 모델을 부품처럼 나누고, 반응 지연·소리 왜곡·또렷함 조건 안에서 가장 좋은 방법을 찾는다. | 기능 부품 모음, 처리 방침 조율기 |
| 세부과제 4 (WP4) 서비스 계층 | 음성인식(ASR, 말을 글자로 바꾸기), 화자 분리(누가 말했는지 나누기), 요약, 사건 감지 기능을 연결하는 창구(API)를 만들고, 소리를 다듬기 전과 후의 성능·효용을 비교한다. | 서비스 연결 창구(API), 시연용 데모 |
| 세부과제 5 (WP5) 실증·관리체계 | 실험실과 실제와 비슷한 현장에서 사용자 평가를 하고, 개인정보를 꼭 필요한 만큼만 모으고·이름을 지우고(비식별화)·처리 기록을 남기는(감사로그) 체계를 점검한다. | 최소기능 시제품(MVP), 실증보고서, 윤리·보안 지침 |
06 · VALIDATION
평가 설계
소리 품질
- 말이 얼마나 또렷하게 들리는지 (명료도 지표 STOI·ESTOI)
- 잡음을 얼마나 걷어냈는지 (분리도 지표 SI-SDR)
- 전체적인 소리 품질 (통화품질 지표 PESQ 등)
서비스 성능
- 음성인식이 얼마나 틀리는지 — 단어 오류율(WER)
- 누가 말했는지·무슨 일이 있었는지 정확히 잡아내는지
- 요약이 원문에 충실한지, 하려던 일에 성공했는지
시스템 성능
- 말하고 결과가 나오기까지 걸리는 시간(지연)과 계산량
- 환경이 바뀔 때 처리 방식을 안정적으로 바꾸는지
- 겪어보지 못한 새로운 소음에서도 잘 버티는지
사용자·안전
- 사용자가 느끼는 또렷함·피로도·만족도
- 원래 소리를 왜곡하지 않는지, 중요한 경보를 놓치지 않는지
- 개인정보 노출·편향은 없는지, 기록으로 확인 가능한지
※ 최종 목표 수치는 8월에 기준이 되는 기본 모델과 예비 시험(파일럿) 데이터를 확보한 뒤 정한다. 사람의 목소리를 모으거나 평가하는 과정이 포함되면, 기관 지침에 따른 연구윤리 심의를 먼저 받는다.
07 · ROADMAP
6개월 추진 일정 · 2026년 7–12월
정의와 기본 모델
무엇을 만들지와 사용 상황을 확정하고, 소리 처리 엔진(P25-0418)과 연결하는 방식, 앞·뒤 인공지능이 주고받을 데이터 형식, 비교 기준이 될 기본 모델과 데이터를 갖춘다.
통합 시제품
앞쪽 인공지능의 상황 판단, 상황에 맞춘 소리 처리, 뒤쪽 인공지능의 서비스 생성, 그리고 결과를 되먹이는 과정을 하나로 합치고 성능을 다듬는다.
검증과 특허 출원
실제와 비슷한 상황에서 시험하고, 안전·개인정보를 점검하며, 특허 서류(설명서·권리범위·도면)를 완성해 12월 말 출원을 추진한다.
08 · IP STRATEGY
지식재산권 전략
핵심 특허는 “인공지능(AI)이 상황을 판단한 결과에 따라 여러 가지 소리 키우기 방법을 골라 조합하고, 이어지는 AI 서비스 결과를 이용해 처리 방식을 스스로 갱신하는 방법과 시스템”을 중심으로 구성한다.
핵심 권리(독립항) 후보
특허에서 가장 넓게 보호받는 뼈대 권리.
- 여러 입력에서 소리와 사용 목적의 상황을 만들어내는 단계
- 그 상황에 따라 소리를 어떻게 키울지와 처리 순서를 정하는 단계
- 다듬은 소리를 목적에 맞는 AI 서비스에 전달하는 단계
- 서비스 결과와 사용자 반응으로 처리 방식을 갱신하는 단계
추가로 넓힐 권리 후보
뼈대 권리에서 뻗어 나갈 세부 권리.
- 돌봄·의료용 — 위험한 소리(비명·경보)는 반드시 살리기
- 회의·스마트홈용 — 여러 사람이 동시에 말할 때 처리
- 기기에서 바로 처리(온디바이스)하거나 클라우드로 나눠 빠르게 처리
- 판단 근거를 남기는 기록과 안전 한계선(가드레일)
※ 실제 출원 전에 기존 기술 조사와 변리사 검토를 거쳐, 새로움(신규성)과 진보성을 중심으로 권리 범위를 조정한다.
09 · APPLICATION SCENARIOS
응용분야 시나리오
같은 소리 처리 엔진(P25-0418)을 현장 상황(소음 정도·말하는 사람·하려는 일)에 맞춰 바꿔 끼우면, 하나의 플랫폼이 여러 분야의 서비스로 넓어진다. 각 사례는 앞단(상황 판단·방침) → 엔진(지우기·키우기·고르기·섞기) → 뒤단(서비스·업무) 순서로 이어져 동작한다. 아래에서 성과지표는 “무엇으로 성공을 확인할지”를 뜻한다.
의료 · 헬스케어
난청·돌봄 현장에서 “들리게” 하는 것을 넘어, 진료·돌봄 업무까지 자동으로 정리한다.
외래 진료실 대화 보조
상황 공조 소음·옆 진료실 웅성거림, 마스크 착용, 잘 안 들리는 고령 환자
앞단환자 청력 상태와 의사 목소리를 파악해 키울 대역을 정한다
엔진공조·주변 소음은 줄이고 의사 목소리를 또렷하게 강조
뒤단진료 대화를 요약하고 복약·처방 안내로 남긴다
성과지표 말을 알아듣는 정확도↑ · 환자가 되묻는 횟수↓
재택 통합돌봄 모니터링
상황 노인 1인 가구, 생활소음, 멀리서 들리는 목소리
앞단낙상·기침·부르는 소리 같은 이상 상황을 가려낸다
엔진이상 소리는 키우고 돌봄사 통화음은 또렷하게, 잡음은 억제
뒤단보호자에게 알림을 보내고 돌봄일지를 자동으로 작성
성과지표 이상 상황 검출 민감도↑ · 잘못 울리는 오탐↓
병동 회진 · 협진
상황 여러 사람이 동시에 말함, 마스크, 모니터 알람음 섞임
앞단누가 말하는지 나누고 중요한 발언을 가려낸다
엔진지정한 사람 목소리만 키우고 알람음은 선택적으로 억제
뒤단회진 기록과 처방 초안을 자동으로 만든다
성과지표 발언을 맞게 귀속시키는 정확도↑ · 기록 시간↓
이명 · 청능 재활 훈련
상황 재활 세션, 사람마다 다른 듣기 능력
앞단개인의 듣기 능력에 맞춰 훈련 난이도를 정한다
엔진맞춤형으로 소리를 조절해 훈련 자극을 만든다
뒤단결과를 보며 난이도를 자동 조절하고 경과를 리포트
성과지표 훈련 순응도↑ · 듣기 성능 변화량
국방 · 방산
엔진 굉음·여러 무전이 뒤섞이는 전장에서 명령을 또렷하게, 상황을 놓치지 않게.
기갑 · 전투차량 승무원 교신
상황 엔진·궤도 굉음, 헬멧 착용, 심한 진동
앞단어떤 교신이 급한지, 무슨 명령인지 맥락을 읽는다
엔진엔진·궤도 소음을 걷어내고 통신음·명령어를 강조
뒤단명령과 교신 내용을 글자 기록으로 남긴다
성과지표 명령 명료도↑ · 못 알아들어 다시 묻는 일↓
지휘통제 · 상황실 (C2, 지휘·통제)
상황 여러 무전 채널, 여러 사람이 동시에 발언
앞단먼저 들어야 할 채널·핵심 화자를 판단한다
엔진핵심 화자를 골라 섞고 배경 교신은 억제
뒤단핵심 교신을 자동 기록하고 상황판에 반영
성과지표 핵심 교신을 놓치는 비율↓ · 기록 지연↓
경계 · 감시 초소
상황 야간, 멀리서 들리는 희미한 이상 소리, 바람 소리
앞단발자국·차량·이상음을 상황에 따라 분류한다
엔진멀고 희미한 소리는 키우고 바람 잡음은 억제
뒤단자동 경보를 울리고 방향을 추정해 알린다
성과지표 들을 수 있는 거리↑ · 잘못된 경보↓
사격훈련장 청력보호 · 상황인지
상황 총·포성 같은 순간 큰 소음과 지시 음성이 함께 존재
앞단청력 보호와 지시 전달을 동시에 만족하도록 방침 결정
엔진순간 큰 소음은 억제하고 통제관 지시 음성은 강조
뒤단안전 지시 전달을 확인하고 훈련 안전 기록을 남긴다
성과지표 소음 노출 저감(데시벨=소리 크기 단위) · 지시 인지율
산업 · 안전 · 업무
기계 소음 속 지시·경보를 또렷하게 전하고, 회의·상담 현장의 목소리 품질을 높인다.
스마트팩토리 현장 통신
상황 설비 소음, 보호구 착용, 넓은 작업장
앞단작업지시·안전경보 중 무엇이 급한지 판단한다
엔진기계 소음을 줄이고 지시·경보음을 강조
뒤단작업지시를 기록하고, 평소와 다른 이상 소음으로 고장을 미리 예측(예지보전)해 알린다
성과지표 지시 전달 정확도↑ · 이상 소음 조기 검출
건설 · 플랜트 무전 교신
상황 중장비 소음, 바깥 바람, 넓은 무전망
앞단위험 경보·긴급 교신의 우선순위를 판단한다
엔진무전 교신을 또렷하게 하고 위험 경보음을 강조
뒤단안전 사건을 기록하고 위험 알림을 넓게 전파
성과지표 무전 명료도↑ · 경보를 알아채는 지연↓
화상+대면 회의 · 협업
상황 원격·대면이 섞임, 원격 쪽 소음이 들어옴
앞단누가 발언 중인지, 발언권을 파악한다
엔진말하는 사람을 골라 담고 원격 쪽 배경 소음은 억제
뒤단회의록과 할 일 목록(액션아이템)을 자동 정리
성과지표 말하는 사람 구분 정확도↑ · 회의록 정확도↑
콜센터 · 고객상담
상황 상담사·고객 양쪽 배경 소음, 통화 품질 들쭉날쭉
앞단상담 맥락과 말투(감정)에 맞춰 처리 방침을 정한다
엔진양쪽 배경 소음을 없애 목소리를 또렷하게
뒤단상담 내용을 요약하고 품질 점검 지표를 만든다
성과지표 상담 명료도↑ · 요약 정확도↑
※ 각 시나리오의 목표 성능치는 기초선 모델·파일럿 데이터 확보 후 확정한다. 사람 대상 음성 수집·평가가 포함될 경우 기관 연구윤리 검토를 선행한다.
CONCEPT FILM
컨셉 영상 (English narration)
같은 플랫폼이 서로 다른 현장에서 어떻게 동작하는지 보여 주는 두 편의 컨셉 영상. 앞단 상황판단 → 특허 음성엔진(P25-0418) → 뒤단 서비스생성의 흐름을 담았다. (영어 자막·영어 나레이션, 약 56초)
Defense · CBRN Mask
소음·장비 환경에서의 교신 명료화와 위험 경보·기록 자동화
Medical Care
요양·돌봄 현장에서의 음성 명료화와 돌봄기록 자동화
10 · EXPECTED OUTCOMES
기대성과 및 활용분야
기술 성과
상황 판단 → 상황에 맞춘 소리 처리 → 서비스 생성이 하나로 이어진 통합 시제품(최소기능제품, MVP), 다시 쓸 수 있는 소리 처리 부품, 성능을 재는 평가 방법을 확보한다.
사업·사회적 성과
통합돌봄, 스마트 헬스케어, 인공지능 스피커, 회의 시스템, 장애인 보조기기 등에 붙여 쓸 수 있는 기업 대상 연결 창구(B2B API)와 솔루션 기반을 마련한다.
최종 산출물
통합 시제품 1식 · 핵심 특허 출원 · 연구논문 · 실증 데이터와 평가보고서 · 서비스 적용 안내서
통합 시제품 1식 · 핵심 특허 출원 · 연구논문 · 실증 데이터와 평가보고서 · 서비스 적용 안내서