VoiceXML 음성 애플리케이션에 기반한 입시정보시스템의 설계

가. 시스템의 전체적인 구성

시스템의 전체적인 구성은 [그림 4]와 같다. 입시정보서버는 ISP(Internet Service Provider) 서버와 연결되어 있다. 입시정보서버는 DB와 연동하여 입 시정보자료들이 저장되어 있으며 사용자가 전화를 통해 시스템에 연결할 경 우 서버에 저장된 VoiceXML 문서를 VoiceXML Gateway에 보내어 음성으로 변환하여 TTS(Text To Speech)로 출력하게 된다. 사용자는 유선전화 및 무 선전화를 사용하여 시스템에 접속할 수 있다.

[그림 4] 전체 시스템 구성도

사용자가 음성으로 입력한 단어들은 VoiceXML Gateway가 음성인식하여 텍스트로 변환하여 서버에 전달해 준다. DB를 검색할 경우를 위하여 서버 측에서 Java Servlet과 JSP, ASP 등의 스크립트 실행엔진을 사용하여 동적으 로 VoiceXML 문서를 생성하여 다시 VoiceXML Gateway에 전달해 주므로 사용자가 필요한 정보만을 동적으로 추출하여 보내줄 수 있다. 시스템 관리 자는 유무선 인트라넷을 통하여 관리자 모드를 통해 사용자가 요청하는 정보 들을 수시로 업데이트하고 관리할 수 있다.

본 논문에서는 시스템 구현을 위해 작성한 VoiceXML 문서를 테스트하기 위해 와이더덴닷컴에서 제공하는 웹기반 테스트 및 전화테스트를 사용하였 다. 테스트가 가능한 국내외 사이트가 많이 있으나 국외 사이트는 아직 한 국어 음성처리를 지원하지 못하고 전화테스트를 위해 국제전화요금을 부담해 야 한다. 따라서 본 논문에서는 국내 사이트 중에서 와이더덴닷컴 (http://www.widerthan.com)에서 제공하는 개발자용 VoiceXML Gateway를 사용하였다. 와이더덴닷컴에서 제공하는 VXGate에서는 웹기반 디버깅은 물 론 전화테스트까지 제공하고 있어 개발을 위한 좋은 환경을 제공하고 있다.

개발자가 작성한 VoiceXML 문서를 VoiceXML Gateway인 VXGate에 보내면 VXGate의 인터프리터 기능을 통해 사용자와 음성으로 상호 작용을 주고받을 수 있다.

[그림 5] 와이더덴닷컴에서 제공하는 VoiceXML 개발자용 사이트

나. 시스템 블록 다이어그램(System Block Diagram)

본 논문에서 구현한 입시정보시스템의 시스템 블록 다이어그램(System Block Diagram)은 [그림 6]과 같다.

[그림 6] 시스템 블록 다이어그램(System Block Diagram)

시스템이 시작되면 메뉴를 선택할 수 있도록 안내 메시지를 TTS(Text To Speech)로 말해준다. 메시지를 출력하는 방식에는 TTS(Text To Speech)를 통해 Text를 음성으로 변환하여 출력시키는 방식이 있으며 또한 고정적인 메 시지의 경우는 미리 녹음된 음성을 wave file로 저장하여 출력시키는 두가지 방법이 있다. 고정적인 메시지의 경우는 후자의 방식이 효율적이며 동적인 메시지의 경우는 전자가 효율적이다. 음질만을 비교해서 본다면 동적인 메 시지보다는 녹음된 음성을 wave file로 저장하는 것이 더욱 고음질을 제공해 줄 수 있다. 따라서 내용이 자주 바뀌지 않고 고정적인 부분은 wave file로 음성을 제공하고 데이터베이스 조회 등 동적으로 내용이 바뀌는 부분은 TTS(Text To Speech)를 통해 그때그때 출력시키는 것이 바람직하다.

본 입시정보시스템은 서버와 사용자와의 상호 작용에 따라 합격자 조회 모 듈, 지원현황조회 모듈, 입시일정 조회 모듈, 담당자와 통화 모듈, 입시자료발 송 모듈로 구성된다. 사용자가 전화를 걸어 시스템에 접속하면 안내 메시지 를 통해 메뉴를 선택할 수 있게 하였으며 각 메뉴에서 다시 처음으로 돌아와 다른 메뉴를 선택하거나 중간에 종료할 수 있도록 하였다.

다. 시스템 설계

본 논문에서는 입시정보시스템 설계를 위해 Booch, Rumbaugh, Jacobson 의 UML(Unified Modeling Language)에 기반한 design 방법을 활용하여 모 델링하였다.²²⁾

UML은 소프트웨어 시스템, 더 나아가 업무 모델링, 기타 소프트웨어가 아 닌 시스템의 산출물을 규정하고 시각화하며 구현하고 문서화하는 언어이다.

UML은 복잡한 대형 시스템을 모델링하는데 성공적으로 증명된 공학적 기법 들을 모아 제시한 것이다.²³⁾

모델링 툴로서는 대표적인 UML 툴로서 가장 많이 사용되는 Rational Rose를 사용하였다.

1) 시나리오 작성 및 클래스 설계

모델링의 첫 번째 단계로서 시스템의 요구사항을 정의하고 분석하였다.

시스템의 전반적인 시나리오를 작성하고 작성된 시나리오를 토대로 명사와 동사를 추출하여 클래스를 설계하였다. 본 입시정보시스템의 시나리오는 [표 7]과 같다.

22) Terry Quatrani, Addison wesley, “Visual Modeling with Rational Rose 2000 and UML”, 2000.

23) 황남주, “최신의 객체지향 방법론 UML과 RUP”, 쌍용정보통신, 1999.

K 대학교에서는 입시정보시스템을 새롭게 구축하고자 한다. 이미

앞에서 작성한 시나리오에 따라 class(학과), jiwongun(지원분야), jiwon(지원 현황), schedule(입시일정), student(수험생), admin(관리자), user(사용자) 등 7 개의 class를 분류하여 [그림 7]과 같은 클래스 다이어그램을 작성하였다.

[그림 7] 입시정보시스템의 클래스 다이어그램

2) 쓰임새 다이어그램(Use Case Diagram) 작성

앞에서 작성한 시나리오에 따라 실제 시스템 구현을 위한 쓰임새 다이어그 램(Use Case Diagram)을 [그림 8]과 같이 작성하였다.

[그림 8] 쓰임새 다이어그램(Use Case Diagram)

3) 세부모듈 설계 및 활동 다이어그램(Activity Diagram) 작성

위 시나리오 및 쓰임새 다이어그램(Use Case Diagram)에 따라 세부적인 각 모듈을 설계하였다.

(가) 합격자 조회 모듈

합격자 조회 모듈에서는 사용자의 수험번호와 주민등록번호를 확인하고 해 당 사용자의 합격 여부를 음성으로 변환하여 출력시킨다. 수험생의 인적사 항 및 합격여부는 입시정보서버와 연결된 데이터베이스에 저장되어 있어야 한다. VoiceXML Gateway를 통해 입시정보서버로 전송된 수험생의 수험번 호 및 주민등록번호를 입시정보서버에서 판단하여 맞으면 해당 학생을 DB에 서 조회한다. 입시정보서버로 전달된 수험번호와 주민등록번호를 바탕으로 동적으로 VoiceXML 문서를 생성하여 VoiceXML Gateway에 보내어준다.

VoiceXML Gateway에서는 VoiceXML 문서를 TTS(Text To Speech)로 출력하 여 사용자에게 들려준다.

대부분의 경우에 VoiceXML 기반 애플리케이션이 처리하는 기능이 복잡하 기 때문에 VoiceXML에서 제공되는 태그만을 사용하여 애플리케이션을 구현 하는 것은 쉽지 않다. 따라서 Java Servlet, ASP, JSP, PHP 등의 서버 스크립 트 언어를 사용하거나 클라이언트 스크립트 언어인 ECMA Script를 사용하 는 것이 대부분이다. ECMA는 ‘European Computer Manufacturers Association'의 약어로서 정보통신 시스템의 표준 규격을 정하는 국제 표준 단체의 이름을 의미한다. ECMA Script는 넷스케이프사가 만든 자바스크립 트와 마이크로소프트사의 JScript라는 두 개의 스크립트 언어를 기초로 하여 만든 국제 표준 스크립트 언어로서, 그 공식 이름은 ECMA-262와 ISO/IEC 16262이다.²⁴⁾

24) 박섭형, “음성 웹 어플리케이션 구축을 위한 VoiceXML”, 한빛미디어, 2001.

본 논문에서는 Java Servlet과 JSP, ASP를 사용하여 프로그램을 작성하였 다. Java Servlet을 사용한 경우는 와이더덴닷컴에서 제공하는 widerthan.vxml.extension.VoiceXML 클래스를 import하였다. VoiceXML 클 래스는 Java Servlet에서 쉽게 VoiceXML 문서로 변환이 가능하도록 해주는

[그림 9] 합격자 조회 활동 다이어그램

(나) 지원현황 조회

사용자가 모집분야 및 지원학과를 VoiceXML Gateway와의 상호작용을 통 하여 음성 및 DTMF로 입력하면 VoiceXML Gateway가 음성을 텍스트로 변 환하여 입시정보서버에 전달한다. 입시정보서버에서는 사용자가 입력한 데 이터를 바탕으로 데이터베이스를 조회하여 그 결과를 VoiceXML 문서로 동 적으로 생성하여 VoiceXML Gateway에 전달한다. VoiceXML Gateway에서 는 전달받은 VoiceXML 문서를 음성으로 변환하여 사용자에게 들려준다.

(다) 입시일정조회

사용자는 VoiceXML Gateway와의 상호작용을 통하여 모집분야를 음성 및 DTMF로 입력한다. VoiceXML Gateway는 사용자가 입력한 음성을 텍스트 로 변환하여 입시정보서버에 전달한다. 입시정보서버는 사용자가 입력한 데 이터를 바탕으로 데이터베이스를 조회하여 그 결과를 VoiceXML 문서로 동 적으로 생성하여 VoiceXML Gateway에 전달한다. VoiceXML Gateway에서 는 전달받은 VoiceXML 문서를 음성으로 변환하여 사용자에게 들려준다.

[그림 10] 입시일정조회 활동다이어그램

(라) 담당자와 통화

사용자가 이 메뉴를 선택하면 VoiceXML Gateway는 사용자가 입력한 전 화번호를 교환기에 전달하여 담당자와 통화할 수 있도록 한다. 이 때 VoiceXML Gateway와 교환기는 사전에 연결되어 있어야 하며 교환기의 성 능에 따라 구내전화는 물론 외부전화도 연결할 수 있다. 본 시스템에서는 이미 교내 전화교환기가 연결된 상황을 가정 하에 [그림 11]과 같은 활동 다 이어그램을 만들게 되었다.

[그림 11] 담당자 연결 활동 다이어그램

(마) 입시자료발송

사용자가 입시자료발송을 요청하는 메뉴이다. 사용자가 입시자료발송 메 뉴를 선택하면 VoiceXML Gateway에서는 사용자의 정보제공을 요구한다.

사용자가 동이름을 입력하면 VoiceXML Gateway에서 그 정보를 텍스트로 변환하여 입시정보서버에 전달하고 입시정보서버에서는 기존에 연결되어 있 는 주소관리시스템의 DB를 검색하여 해당하는 우편번호 및 주소를 조회하고 다시 사용자로부터 나머지 주소를 입력받아 그 결과를 student table에 저장 시킨다. student table에 저장된 주소는 관리자의 확인을 통하여 추후 메일 링리스트로도 활용될 수 있다. 이 경우 사용자가 입력한 음성을 인식하여 텍스트로 변환하여 저장하는 주소관리시스템은 이미 구현되어 있다고 가정한 다.

[그림 12] 입시자료 발송 활동 다이어그램

4) 데이터베이스 설계

다음으로 입시정보시스템을 구현하기 위한 데이터베이스를 다음과 같이 설 계하였다. 입시정보시스템의 데이터베이스는 지원학부(과)에 관한 사항을 저 장하기 위한 class 테이블, 수험생의 인적사항을 저장하기 위한 student 테이

다음으로 입시정보시스템을 구현하기 위한 데이터베이스를 다음과 같이 설 계하였다. 입시정보시스템의 데이터베이스는 지원학부(과)에 관한 사항을 저 장하기 위한 class 테이블, 수험생의 인적사항을 저장하기 위한 student 테이