可切換式語言同步播報旅游解說系統(tǒng)研究與設(shè)計

林梅++陳益能++李青珉++韋炎明++蘇少問

摘 要：通過對語音智能系統(tǒng)、中文語音合成系統(tǒng)的分析和研究，結(jié)合各語音系統(tǒng)和播報系統(tǒng)優(yōu)勢，應用語音播報、語言合成、語言切換、GPS定位等技術(shù)，設(shè)計了可切換式語言同步播報旅游解說系統(tǒng)。文中詳細介紹了解說系統(tǒng)存在的難題及解決方法、系統(tǒng)原理和設(shè)計及實現(xiàn)方法，研究出一款切實可行的可切換式語言同步播報旅游解說系統(tǒng)，用以促進旅游解說系統(tǒng)向多語言發(fā)展，破除各個國家游客在中國旅游過程中遇到的語言障礙，為游客帶來真正意義上的智慧旅游。

關(guān)鍵詞：語音播報；語言合成；語言切換；智慧旅游

中圖分類號：TP393；F590 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2017）09-00-03

0 引 言

隨著智慧旅游建設(shè)的迅速發(fā)展，人們對旅游解說系統(tǒng)呈現(xiàn)出高層次的要求。本文通過對語音與智能系統(tǒng)和中文語音合成系統(tǒng)進行研究，再結(jié)合中國—東盟10PDA互譯系統(tǒng)中文語音合成模塊XF—S4240的優(yōu)勢[1，2]，得到區(qū)別于傳統(tǒng)解讀播報系統(tǒng)，適用于多語言潮流的可切換式語言同步播報旅游解說系統(tǒng)。它由語音合成技術(shù)、互譯技術(shù)、終端機模擬技術(shù)、定位系統(tǒng)組成，對傳統(tǒng)解讀系統(tǒng)在語言上有著根本性的補充和發(fā)展。滿足不同國家的游客在旅游中對語言的需要，為游客帶來真正意義上的智能化生活，使游客享受科技進步帶來的便利與舒適。

1 可切換式語言同步播報旅游解說系統(tǒng)

《鐘永德國內(nèi)外旅游解說研究進展綜述》[3]《張明珠國內(nèi)外旅游解說系統(tǒng)研究述評》[4，5]兩篇文章都指出，目前國內(nèi)大陸地區(qū)對旅游解說的研究很少，仍處于起步階段，相關(guān)研究較少且多集中于旅游規(guī)劃應用方面，概念與理論等研究不足。通過中國知網(wǎng)可搜索1996年到2016年底有關(guān)旅游解說系統(tǒng)的文章為219篇。國外解說系統(tǒng)研究起步相對較早，研究與應用較為成熟，涉及案例廣，包括各種類型的公園和保護區(qū)，及博物館和歷史遺產(chǎn)地；系統(tǒng)還融合了環(huán)境學，心理學和行為學等學科的理論和方法；擁有專門的解說機構(gòu)，網(wǎng)站，文獻。但無論是國內(nèi)還是國外的研究，均未提及關(guān)于可切換式的多語言同步解說系統(tǒng)。目前由TAMOTEC公司開發(fā)的多語言解說介紹系統(tǒng)大部分用于雙層巴士和觀光車，可同時支持8國語言，每個景點都有不同的音頻解說，利用GPS自動觸發(fā)來播報音頻，實現(xiàn)8國語言同時播報！這是語言同時播報在實時系統(tǒng)上運用的典型案例。但僅限于在旅游觀光車上運用，并沒有實際運用在手機等其他可移動終端上。同時，TAMOTEO公司開發(fā)的多語言解說系統(tǒng)并未提出本文所述語言的可切換性與同步性。即景區(qū)內(nèi)容播放時，能實現(xiàn)語言的實時切換，切換時，內(nèi)容與上文銜接，且句式相似，內(nèi)容相同，語法正確。

張凌云[5]在《智慧旅游：個性化定制和智能化公共服務時代的來臨》一文中指出，智慧旅游是基于新一代信息通信技術(shù)（ICT），為滿足游客個性化需求，提供高品質(zhì)、高滿意度服務，實現(xiàn)旅游資源及奢華資源的共享與有效利用的系統(tǒng)化、集約化管理變革。通過安裝智慧旅游系統(tǒng)App，使其應用在智能手機、電腦等多種便捷服務終端，為廣大民眾提供個性化服務。本文談及的可切換式語言同步播報旅游解說系統(tǒng)，正是基于智慧旅游系統(tǒng)，改進了實時系統(tǒng)應用，添加了語音播報，語言合成，語言切換等技術(shù)。使得傳統(tǒng)的智慧旅游系統(tǒng)更具有實時性、便捷性，實用性，同時也更人性化與智能化。這款具有實時性的可切換式語言同步播報旅游解說系統(tǒng)能夠讓各國游客出行、語言交流更加方便，同時能讓國外游客對我國風土民情、秀麗山河有更深的了解。

2 系統(tǒng)技術(shù)及解決方法

2.1 語言內(nèi)容實時播報

在旅游解說系統(tǒng)中，語言切換是一個技術(shù)難點，要實現(xiàn)語音在旅游過程中突然切換語言并保持語言播報內(nèi)容與前文一致，且不會出現(xiàn)內(nèi)容復讀。這是本項目重點解決的難點之一。隨著科技的發(fā)展，語言轉(zhuǎn)換變得越發(fā)簡易，通過某些語言轉(zhuǎn)換軟件就能輕松將自己不熟悉的語言轉(zhuǎn)換成熟悉的語言，然而要實現(xiàn)語言轉(zhuǎn)換的同時還要確保轉(zhuǎn)換的內(nèi)容與上文銜接，而且要根據(jù)GPS定位系統(tǒng)的定位信息播報每個景點的內(nèi)容，這要求系統(tǒng)具有實時性、準確性、精確性。對系統(tǒng)輸入的字節(jié)有一定限制，如果較長就會對系統(tǒng)切換產(chǎn)生延誤，延長系統(tǒng)的反響速度和反響時間，實時性較差。

2.2 定位系統(tǒng)準確性

GPS（Global Positioning System，GPS）能在全球范圍內(nèi)進行實時定位、導航。GPS可以提供車輛定位、防盜、反劫、行駛路線監(jiān)控及呼叫指揮等功能。這款旅游解說系統(tǒng)對GPS有著非常高的技術(shù)標準，無論游客處在景區(qū)任何位置，都能進行精準定位，若出現(xiàn)定位錯誤，將導致語音播讀錯誤。本系統(tǒng)采用移動定位服務，即通過無線終端（如手機、PDA等）和無線網(wǎng)絡(luò)的配合，確定移動用戶的實際位置信息（經(jīng)緯度坐標數(shù)據(jù)），同時輔以WiFi在小范圍定位，可實現(xiàn)精準定位，為用戶提供所需的與位置和方向相關(guān)的增值服務。

2.3 交叉系統(tǒng)的融合性

語言合成技術(shù)、語言切換系統(tǒng)、GPS定位系統(tǒng)與人機交互系統(tǒng)如何互相配合運行，實現(xiàn)最大程度優(yōu)化，精準運算，為游客提供最好的服務？就需要語音合成技術(shù)、語言切換系統(tǒng)與GPS定位系統(tǒng)高度準確配合。GPS定位系統(tǒng)可提供最精準的地理位置，合成技術(shù)與語言切換技術(shù)之間的交互性必須保持實時性，語音播報系統(tǒng)能夠準確播報景區(qū)的相關(guān)內(nèi)容，即使在切換其他語言時，系統(tǒng)應保持播報流暢，使語言播報內(nèi)容與前文保持一致。

3 系統(tǒng)原理和設(shè)計

3.1 系統(tǒng)設(shè)計

系統(tǒng)由GPS定位系統(tǒng)，服務器，移動客戶端組成，結(jié)構(gòu)如圖1所示。

（1）GPS定位系統(tǒng)：由空間部分、地面控制器、用戶接收器（服務器）組成。

（2）服務器：由處理器、硬盤、內(nèi)存組成。

（3）播放器：由顯示屏、中央處理器、解碼DSP、輸入輸出控制器組成。

3.2 系統(tǒng)工作原理endprint

可切換式語言同步播報旅游解說系統(tǒng)主要由手持移動終端機、服務器、GPS定位系統(tǒng)三個主要部分組成。當用戶手持移動手持終端機進入景區(qū)后，景區(qū)會開放特定的信號頻道，檢測到手持終端機的信號后，會自動喚醒手持終端機進入工作狀態(tài)。首先，GPS開始對用戶進行定位。GPS利用手機上的GPS定位模塊將自己的位置信號發(fā)送到定位后臺來實現(xiàn)手機定位，同時輔以WiFi在小范圍內(nèi)定位的方式來精準定位。移動端內(nèi)的發(fā)射器會立即發(fā)射一段頻率給周邊最近的信號塔，通過信號塔與景區(qū)內(nèi)部的服務器連接通過一個安全協(xié)議進行連接（以保護用戶的個人信息，保密用戶的個人資料）。景區(qū)內(nèi)服務器接收到用戶的需求（包括景區(qū)特色介紹，景區(qū)資料播放，模擬人工導游等功能）就會在安全協(xié)議下以TXT格式傳送到用戶終端機（手機、PDA等），用戶接收到服務器發(fā)送的信息后，可以通過DSP（數(shù)字信號處理器）將TXT格式的文件轉(zhuǎn)化為音頻，功放系統(tǒng)隨即輸出音頻，用戶接收該音頻，體驗旅游景區(qū)中各個景點特有的景色。在體驗過程中，用戶只需安裝系統(tǒng)就可在移動過程中體驗可切換式語言同步播報旅游解說系統(tǒng)帶來的便捷服務。

4 系統(tǒng)的實現(xiàn)

4.1 系統(tǒng)的實現(xiàn)

可切換式語言同步播報旅游解說系統(tǒng)的實現(xiàn)主要在于三個系統(tǒng)的共同運行，相互運作。語言切換模塊存在于景區(qū)服務器內(nèi)，用戶選定景區(qū)服務和某種語言時，服務器會通過信號發(fā)送三種語言的TXT格式給終端機，終端機通過解碼器把格式轉(zhuǎn)化成音頻，音頻會根據(jù)用戶選定的語言打開相應的播放器，如用戶“選擇景區(qū)解說服務，語言為普通話”。定位系統(tǒng)實時對用戶進行定位，將定位結(jié)果反饋給景區(qū)服務器，服務器將景區(qū)某個位置的語言解讀內(nèi)容通過TXT格式不斷傳輸給終端機，終端機通過信號接收TXT文檔，不斷用DSP（數(shù)字信號處理器）解碼成音頻格式，通過中文播報，此時英文和粵語音頻將被屏蔽，輸出語言只有普通話。假設(shè)用戶“選擇景區(qū)解說服務，語言為英文”，此時輸出語言是英文，其他語言會被屏蔽。無論選擇哪一種語言進行解讀播報，其余的語言都會被屏蔽，以實現(xiàn)語言同步播報的功能。不僅可使語言播報的內(nèi)容與前文保持一致，且不會出現(xiàn)內(nèi)容復讀。

4.2 語言切換的實現(xiàn)

語言切換如圖2所示。

語言切換功能的實現(xiàn)并不難，可利用不同的音頻來實現(xiàn)。用戶在游玩時，選擇某一語言介紹景區(qū)景點時，終端機會發(fā)射信號到服務器，同時GPS開始對用戶進行定位，定位系統(tǒng)將用戶定位信號發(fā)送給服務器，服務器接收兩方信號后進行內(nèi)部數(shù)據(jù)優(yōu)化，將用戶需要的信息通過三條不同的語言頻道傳送到終端機，終端機通過解碼器進行解壓，外放用戶選擇的語言，傳送聲波給用戶；當用戶切換其他語言時，功放器就屏蔽原來的語言，使用用戶選定的語言播放，切換過程不超過10 s，既可以保持語言切換的快速性，準確性，也可以保持語言切換的流暢性。

4.3 服務器的設(shè)計及運用

服務器設(shè)計框圖如圖3所示。

終端機交互：用戶在終端機（亦稱人機交互）發(fā)送指令或需求到服務器的響應端口。用戶通過終端機交互可獲取景區(qū)內(nèi)的所有景點，包括吃喝玩樂，景點的歷史背景，景點的歷史由來等。

景區(qū)內(nèi)容數(shù)據(jù)庫：數(shù)據(jù)庫包含著景區(qū)內(nèi)部眾多信息，如住宿、美食、景點的歷史背景，景點的歷史由來，以及景區(qū)的公共服務點等便民信息，還可以一鍵比價。該數(shù)據(jù)庫對吞吐量存儲性能有較高的要求。

語言儲存區(qū)：語言存儲區(qū)存儲著普通話、英文、粵語，三者之間可相互轉(zhuǎn)換，用戶可根據(jù)自己需要的播報語言，向終端機發(fā)送指令。指令到達后，語言儲存區(qū)依照指令立即更改語言，向終端機交互傳輸文檔，完成相應指令。

GPS定位交互：GPS定位交互是用戶在景區(qū)內(nèi)獲取信息必不可少的插件。用戶一旦進入景區(qū)，GPS定位系統(tǒng)將自動響應，定位用戶位置，把用戶的位置信息通過GPS定位交互發(fā)送到服務器，服務器通過云計算把用戶需要的服務指令發(fā)送出去，為用戶提供最適用、最便利、最實用的信息。同時系統(tǒng)會根據(jù)定位信息為游客自動播報景點信息及景點歷史由來。

5 結(jié) 語

智慧旅游的快速發(fā)展是人類進步的體現(xiàn)。可切換式語言同步播報旅游解說系統(tǒng)是智慧城市、智慧地球的具體表現(xiàn)，它的出現(xiàn)及發(fā)展能夠使得人類在智能化的道路上越走越好，順應時代的發(fā)展。

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