Aug 7, 2024

HyperCLOVA X 기반 음성 합성 기술 (AudioLLM)

Image for HyperCLOVA X 기반 음성 합성 기술 (AudioLLM)

네이버의 대표적인 멀티모달 LLM
우리의 일상 대화에서 언어와 음성은 단순히 소리의 집합이 아니라 감정, 의도, 그리고 문화까지 담고 있습니다. 이 복잡한 요소들을 기계가 이해하고 재현할 수 있다면 어떨까요? 네이버는 멀티모달 대규모 언어 모델(LLM)을 통해 이 질문에 대한 답을 제시하고자 합니다. AI가 인간의 언어를 더욱 깊이 있게 이해하고, 자연스러운 음성으로 표현할 수 있다면 이 기술은 미래의 도구가 될 것입니다.


멀티모달 LLM은 최신 언어 모델을 활용하여, 텍스트 데이터와 음성 데이터의 경계를 넘나드는 새로운 가능성을 탐구합니다. 최근 5월 OpenAI에서 공개한 GPT-4o (옴니) 모델처럼 텍스트뿐 아니라 이미지, 음성 등 다양한 형태의 데이터를 동시에 처리할 수 있는 능력을 갖추고 있습니다. 이제는 AI가 더 복합적인 방식으로 인간과 상호작용할 수 있으며 음성과 비전, 텍스트를 결합한 새로운 형태의 응용 프로그램을 다양한 영역에서 활용할 수 있을 것으로 기대합니다.
이 글에서는 네이버의 대표적인 멀티모달 LLM인 Speech X를 공개하고 이 기술이 우리의 소통 방식을 어떻게 변화시킬 수 있는지 탐구해 보려고 합니다.


Speech X 기술 소개
Speech X는 텍스트 데이터와 음성 데이터를 결합하여 고도로 자연스러운 음성을 생성하는 혁신적인 기술입니다. 복잡한 음성 패턴을 인식하고 언어와 문맥을 이해하도록 설계되었기 때문에 사람과 자연스럽게 대화할 수 있으며, 다양한 음성 데이터를 학습하여 언어의 구조와 발음의 정확성을 개선합니다. 또한 언어적 뉘앙스에 감정적 표현까지 더하여, 인간과 유사한 음성 출력을 가능하게 합니다.


기술적으로 Speech X는 네이버의 최신LLM인 HyperCLOVA X와 이를 음성과 결합할 수 있도록 학습하는 범용 음성 대화 모델(USDM, Universal Speech Dialog Model)을 활용합니다. Speech X를 사용하면 더 이상 별도의 음성 인식이나 음성 합성 모듈이 필요하지 않습니다. LLM의 높은 문맥 이해와 지시문 해석 능력을 포함하여 음성 이해와 자연스러운 음성 출력까지 하나의 모델로 구현할 수 있습니다.


음성 데이터의 복잡성을 처리하기 위해서는 고급 알고리즘과 대규모 데이터 학습이 필요합니다. 이 과정에서 데이터의 다양성과 품질, 처리 속도 등이 중요한 고려 사항입니다. 이를 위해 Speech X는 방대한 양의 고품질 음성 데이터를 사용하여 학습하며, 최신 딥러닝 기술을 적용하여 자연스러운 음성을 생성합니다. Speech X는 다양한 능력을 보유하고 있습니다. 아래와 같이 네 가지 주요 작업을 수행할 수 있습니다.


• 인식: 사용자의 말을 문맥에 맞게 인식하고 이해합니다. 문맥을 고려하여 사용자의 발화를 정확하게 인식하고 그 의도를 파악합니다. 이는 단순한 단어 인식에 그치지 않고, 발화의 의미와 배경을 이해하여 자연스럽고 적절한 응답을 생성합니다. 예를 들어, 동일한 문장이라도 다른 상황에서 다르게 해석할 수 있는 능력을 갖추고 있습니다.


• 대화: AI가 사용자와 자연스럽게 대화를 나눌 수 있으며, 사용자의 질문이나 명령에 자연스럽게 응답합니다. 고객 서비스, 가상 어시스턴트, 또는 인터랙티브 게임에서 사용자가 마치 사람과 대화를 나누는 것처럼 느낄 수 있습니다.


※ 인식/대화 샘플

번호 구분 설명 사운드
1 질문 [사용자 음성] 회의 자료를 준비해야 하는데 좀 도와줄 수 있어요?
답변 [모델 생성 텍스트 및 음성] 아, 회의 자료요? 아, 제가 지금 외부 미팅 중이라 조금 어려울 것 같은데요.
2 질문 [사용자 음성] 폭우주의보가 내려졌다고 하는데 정말 큰일이에요.
답변 [모델 생성 텍스트 및 음성] 네 그래서 지금 뭐 서울 시내 곳곳에서 침수 피해가 발생하고 있고요. 또 지하철 일 호선도 일부 구간 운행이 중단된 상태라고 합니다. 그리고 도로 상황도 많이 안 좋아서 교통 체증이 이어지고 있다고 하니까요. 오늘은 운전하실 때 좀 더 주의를 기울이셔야 될 것 같습니다.
3 질문 [사용자 음성] 주말에 뭐 특별한 일정 있으세요?
답변 [모델 생성 텍스트 및 음성] 아, 저는 오늘 저녁에 이제 친구들이랑 약속이 있어서요.


• 합성: 입력된 텍스트를 인간의 음성과 유사한 자연스러운 음성으로 변환합니다. 이 기능은 텍스트에 담긴 감정을 분석하여 그에 맞는 감정을 담은 음성으로 변환합니다. 예를 들어, 사용자가 쓴 슬픈 이야기는 부드럽고 서글픈 목소리로, 기쁜 소식은 밝고 활기찬 목소리로 합성됩니다.


※ 합성 샘플

번호 구분 설명 사운드
1 질문

[사용자 요구] 40대 여성이 당황한 감정으로 혼란스럽게 발화한다.

[사용자 텍스트] 어느 날 마을 근처 숲속에서 이상한 소리가 들려왔어요. 마을 사람들은 무서워서 숲에 가지 못했지만, 소녀는 용기를 내어 숲속으로 들어갔어요. 숲속 깊은 곳에서 소녀는 울고 있는 작은 새 한 마리를 발견했어요.

답변 [모델 생성 텍스트 및 음성] 어느 날 마을 근처 숲속에서 이상한 소리가 들려왔어요. 마을 사람들은 무서워서 숲에 가지 못했지만, 소녀는 용기를 내어 숲속으로 들어갔어요. 숲속 깊은 곳에서 소녀는 울고 있는 작은 새 한 마리를 발견했어요.


Speech X 미래 전망 및 기대 기술
Speech X 기술의 발전은 앞으로 더욱 폭넓은 응용 분야로 확장될 것입니다. Speech X는 보다 고도화된 플랫폼으로 발전하여 다양한 음성 관련 작업을 지원할 예정입니다. 개인화된 음성 서비스부터 실시간 음성 번역, 교육 프로그램, 그리고 전문 분야에서의 응용까지 다양한 기능을 포함하며, 각 기능은 특정 사용 사례에 맞춰 최적화되어 사용자 경험을 극대화합니다.


• 개인화 음성 서비스: 사용자의 선호를 반영한 맞춤형 음성 서비스로 활용됩니다. 사용자의 음성 패턴, 발음 습관, 말투 등을 학습하여 개인화된 음성 서비스를 제공합니다. 예를 들어, 사용자가 특정 단어나 문장을 자주 말하는 패턴을 학습하여 더 자연스러운 사용자 맞춤형 응답을 생성할 수 있습니다.


• 실시간 음성 번역: 다양한 언어 간의 장벽을 허물어 국제적 소통을 원활하게 합니다. 사용자가 말하는 즉시 다른 언어로 번역하여 음성으로 출력함으로써 실시간 통역기의 역할을 합니다. 국제 비즈니스 회의에 참석하거나 해외여행을 떠날 때, 또는 다문화 환경에서 원활하게 소통할 수 있습니다.


• 감정 표현 음성 합성: 입력된 텍스트의 감정을 분석하여 해당 감정을 반영한 음성을 생성합니다. 텍스트 내의 감정적 뉘앙스를 파악한 후 음성 합성에 반영하여 감정을 생생하게 전달할 수 있습니다. 고객 서비스, 심리 상담, 엔터테인먼트 등 다양한 분야에서 활용할 수 있습니다.


• 대화형 AI 응답: 사용자의 질문이나 명령에 자연스러운 음성으로 응답합니다. 사용자의 의도를 정확히 이해하고 그에 맞는 자연스럽고 유창한 음성 응답을 생성합니다. 스마트 홈 기기, 가상 비서, 고객 지원 시스템 등에서 매우 유용하게 사용할 수 있습니다.


• 교육용 응용 프로그램: 언어 학습을 위해 정확하고 자연스러운 발음을 제공합니다. 이를 통해 언어 학습자는 발음 연습을 더욱 효과적으로 할 수 있으며, 다양한 언어의 학습 콘텐츠를 생성하는 데에도 활용됩니다. 외국어 학습자에게 정확한 발음을 제공하여 학습자가 더 빠르게 언어를 습득하도록 도울 수 있을 것입니다.


• 다양한 전문 분야에서의 응용: 의료 진단, 법률 자문 등 전문적 지식이 요구되는 분야에서 음성 기반의 자동화된 서비스로 활용됩니다. 전문 용어와 문맥을 이해하고 정확한 정보를 전달할 수 있습니다. 의료 분야에서는 환자의 증상을 듣고 적절한 진단 정보를 제공하며, 법률 분야에서는 법률 자문 서비스를 제공할 수 있습니다.


사회적 및 윤리적 고려 사항
Speech X와 같은 음성 기술의 발전은 개인의 사생활 보호와 데이터 보안 문제를 포함한 여러 윤리적 고려 사항을 수반합니다. 이 기술이 어떻게 사용되는지, 누구의 목소리를 합성할 수 있는지에 대한 명확한 가이드라인과 정책이 필요합니다. 네이버에서는 이를 무엇보다도 중요시 여기며 AI 윤리 정책을 기준으로 안전한 AI 서비스를 제시할 것입니다.


글을 마치며
네이버의 음성 AI 기술은 음성과 언어의 복잡한 상호작용을 이해하고 재현함으로써 소통의 새로운 지평을 열고 있습니다. 이 기술이 가져올 미래는 단순히 기술적인 진보를 넘어 우리의 일상과 전문 분야에 근본적인 변화를 일으킬 것입니다. 계속해서 이 분야의 연구와 개발에 관심을 가지고 지켜보면서 우리 모두 이 혁신의 일부가 될 수 있기를 바랍니다.


* 참고자료

범용 음성 대화 모델(USDM)

하이퍼클로바 X 테크니컬리포트