[doc格式] 空管自助模拟训练系统中语音识别和语音合成技术的应用

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1、空管自助模拟训练系统中语音识别和语音合成技术的应用空管自助模拟训练系统中语音识别和语音合成技术的应用空管自助模拟训练系统中语音识别和语音合成技术的应用空管自助模拟训练系统中语音识别和语音合成技术的应用空管自助模拟训练系统中语音识别和语音合成技术的应用空管自助模拟训练系统中语音识别和语音合成技术的应用空管自助模拟训练系统中语音识别和语音合成技术的应用空管自助模拟训练系统中语音识别和语音合成技术的应用空管自助模拟训练系统中语音识别和语音合成技术的应用空管自助模拟训练系统中语音识别和语音合成技术的应用空管自助模拟训练系统中语音识别和语音

2、合成技术的应用系统平台与网络通信空管自助模拟训练系统中语音识别和语音合成技术的应用王蓓蓓章昆(中国电子科技集团公司第二十八研究所南京210007)摘要分析了自助空管模拟训练系统的实现方法.通过对语音识别和语音合成技术的应用,根据空管模拟训练系统的功能需求,对其软件进行改进,从而实现了系统自动对管制学员语音指令的识别,应答和飞行状态控制.关键词空管模拟训练系统语音识别语音合成自动模拟机长席引言随着空域的不断延伸,飞行流量的不断增大,空中交通日趋繁忙,空中交通管制的重要性也更加突出.为了适应航空发展的需求,确保空中交通安全,高效,有序

3、,除了需提高管制设备的功能,性能外,必须加强空管在职人员的培训,培养素质高,管制能力强的空中交通管制员.现行的空管雷达模拟训练系统就是在这种需求下开发出来的.空管雷达模拟训练系统用于进行管制员培训,该系统可以模拟航路管制,进近管制和塔台管制,它主要由学员席,模拟机长席,教员席,主任席,服务器组成,还配备了内部通讯设备与记录重演设备.机长席通过模拟的地空语音通信设备接收学员下达的管制命令,由模拟机长通过键盘,鼠标输入对飞行目标飞行状态的控制命令,或按照教员要求产生各种可能的空情,从而对学员进行训练.这种人操作的模拟机有一个很大的缺点

4、,即必须配备专人担任模拟机长,这种情况一方面增加了模拟系统结构的复杂性和设备投资,另一方面由于需要配备专人担任模拟机长,增加了人力的支出和训练的复杂性.现代科学技术的发展,语音识别技术和语音合成技术日趋成熟,将语音识别技术应用于空管模拟训练系统中,开发自动模拟机长席位,用来代替专人的模拟机长席位,完成与管制员的联系和操纵飞机的工作,不仅可以提高空管模拟训练系统设备的技术水平,而且有利于提高模拟训练的效率,对提高培训效果有着十分重要的意义.1语音识别和语音合成的概述1.1语音识别语音识别(SIR)就是使设备具有”听”的功能,它是计算

5、机系统接收人的语音输入,并返回对应于该语音输人的单词,短语或数字的过程.一般语音识别系统主要由语音端点检测,声学模型与模式匹配,语言模型与语言处理三个部分组成.语音端点检测指利用信号处理的方法对说话人语音进行检测,降噪等预处理,以便得到最适合识别引擎处理的语音,并从该语音中提取语音特征;声学模型通常将获取的语音特征通过学习算法产生,在识别时将输入的语音特征同声学模型进行匹配和比较,从而得到最佳的识别结果;语言模型包括由识别语音命令构成的语法网络或由统计方法构成的语言模型,语言处理可以进行语法,语义分析.语言模型对中,大词汇量的语音

6、识别系统特别重要.当分类发生错误时可以根据语言学模型,语法结构,语义学进行判断纠正,特别是一些同音字则必须通过上下文结构才能确定词义.语言学理论包括语义结构,语法规则,语言的数学描述模型等有关方面.目前比较成功的语言模型通常是采用统计语法的语言模型与基于规则语法结构命令语言模型.语法结构可以限定不同词之间的相互连接关系,减少了识别系统的搜索空间,这有利于提高系统的识别能力.语音识别的基本原理如图1所示J.王蓓蓓章昆:空管自助模拟训练系统中语音识别和语音合成技术的应用23图1语音识别原理图1.2语音合成语音合成1TrS就是使设备具有

7、”说”的功能,它将文本状态的信息转换成语音的形式输出.通常,一个1_rS系统的功能模块主要包括:文本分析,韵律建模和语音合成三大模块.其中语音合成是1Trs系统中最基本,最重要的模块.概括起来说,语音合成的主要功能是:根据韵律建模的结果,从原始语音库中取出相应的语音基元,利用特定的语音合成技术对语音基元进行韵律特性的调整和修改,最终合成出符合要求的语音.语音合成基本原理图如图2所示.图2语音合成原理图2模拟训练系统中自动模拟机长席位的基本框架一个典型的空管模拟训练系统中自动模拟机长席位框架如图3所示.它包括管制指令语音识别,识别结

8、果分析,模拟机长语音合成,飞行信息操作四个主要模块.管制指令语音识别模块将来白管制学员口授的管制指令语音转化为文本,经过识别结果分析判断其合法性后通过模拟机长语音合成模块将文本合成为语音,作为模拟机长对管制指令的回答.管制员听到机长的回答后,还需判