空管陸空通話英語(yǔ)發(fā)音模板設(shè)計(jì)與應(yīng)用

摘 要：陸空通話是空中交通管制員從業(yè)上崗的基礎(chǔ)，也是在日常工作中時(shí)刻使用的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言。其使用是否標(biāo)準(zhǔn)將直接影響空中交通安全，因此各類(lèi)專(zhuān)業(yè)人員需要不斷訓(xùn)練，提高陸空通話能力。文章在陸空通話英語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)音的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)發(fā)音模板，并進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別，輔助專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行陸空通話英語(yǔ)練習(xí)。

關(guān)鍵詞：空中交通管理；陸空通話；語(yǔ)音識(shí)別；教學(xué)輔助

陸空通話具有標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)音規(guī)則，區(qū)別于日常用語(yǔ)[1-2]。本文提取陸空通話數(shù)據(jù)并進(jìn)行整理，通過(guò)MATLAB制作成標(biāo)準(zhǔn)的陸空通話模板。同時(shí)針對(duì)個(gè)體發(fā)音需要進(jìn)行語(yǔ)音比對(duì)，測(cè)量其標(biāo)準(zhǔn)性，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別功能。

1 模板設(shè)計(jì)的意義

進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)合適的發(fā)音模板，依據(jù)此模板對(duì)個(gè)別發(fā)音進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)定出發(fā)音所代表的含義?？展荜懣胀ㄔ挷煌谄胀ǖ挠⒄Z(yǔ)，其發(fā)音具有明顯的行業(yè)特點(diǎn)，如字母A的發(fā)音不是/ei/而是/a：lf/、B的發(fā)音不是/bi：/而是/|brɑ：|v？藜？尬/，因此由于針對(duì)性非常強(qiáng)，因此需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)單獨(dú)制作發(fā)音模板，在行業(yè)內(nèi)推廣使用。

2 模板提取方法

本文采用陸空通話標(biāo)準(zhǔn)用語(yǔ)教材中的發(fā)音作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行參考，一般的錄音頻率為44k Hz，如字母A的發(fā)音振幅如圖1（a）所示。雖然原始語(yǔ)音信號(hào)精度較高，但是后期實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別的時(shí)候，需要對(duì)上百句模板進(jìn)行一一對(duì)比，判定最相似的一個(gè)為其識(shí)別出來(lái)的語(yǔ)音，這樣算法運(yùn)行時(shí)會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間，實(shí)時(shí)性難以保證，因此我們對(duì)語(yǔ)音模板進(jìn)行離散取點(diǎn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，將其頻率降為2000Hz時(shí)，依然可以保證識(shí)別的準(zhǔn)確性，如圖1（b）所示。這樣，我們對(duì)經(jīng)常使用的字母、數(shù)字以及一些常用的陸空通話用語(yǔ)提取了發(fā)音模板，其形式為雙精度的數(shù)字序列。

3 語(yǔ)音識(shí)別方法實(shí)現(xiàn)

由于所設(shè)計(jì)的語(yǔ)音模板標(biāo)準(zhǔn)性非常強(qiáng)，其應(yīng)用就是為了避免日常英語(yǔ)中發(fā)音的混淆，因此我們采用最為簡(jiǎn)單有效的DTW（Dynamic Time Warping，動(dòng)態(tài)時(shí)間歸整）算法進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別[3-4]。DTW算法是一種衡量?jī)蓚€(gè)長(zhǎng)度不同的時(shí)間序列的相似度的方法，模板的設(shè)計(jì)便不需要考慮時(shí)間的長(zhǎng)短，即采樣序列的數(shù)量，可以有效提高應(yīng)用的效率。

本文使用MATLAB中DTW工具箱進(jìn)行模擬仿真，同樣以字母A為例輸入的語(yǔ)音波形如圖2所示。經(jīng)過(guò)DTW算法，其發(fā)音與部分字母模板的對(duì)照如表1所示，可以看到此發(fā)音與模板A的距離最短，為7.1926，識(shí)別正確。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)陸空通話的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)音數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理，提取出發(fā)音模板用語(yǔ)課堂輔助訓(xùn)練，通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別方法準(zhǔn)確識(shí)別具體的發(fā)音。項(xiàng)目進(jìn)一步的研究目標(biāo)是將模板應(yīng)用于Android系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)端的訓(xùn)練軟件開(kāi)發(fā)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：孫禾（1988-），男，助理實(shí)驗(yàn)師，研究方向：空中交通管理。