CN101916565A - 空管系统中的语音识别方法及语音识别装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种空管系统中的语音识别方法及语音识别装置，方法包括：从地空语音数据通信链路中采集地空对话语音信息；采集PTT信号，并根据PTT信号对地空对话语音信息进行分割处理，生成管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息；根据预设的空管地空对话语法规则库和空管地空对话关键词库，分别对管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息进行语音识别，并将识别结果分别以对应的文本数据输出。本发明通过采用语音规则和关键词识别方法，在应用复杂程度高的空管系统环境中，仍然能够提供准确语音信息识别服务，以便进一步提高我国空管自动化水平及航行安全可靠性，且该语音识别装置还能应用到航空领域的各种复杂应用场景。

Description

空管系统中的语音识别方法及语音识别装置

技术领域

本发明实施例涉及航空通信技术领域，尤其涉及一种空管系统中的语音识别方法及语音识别装置。

背景技术

随着航空事业的不断发展，空中航行的飞机的数量大量增加，空中交通管制系统用于对空中的交通秩序进行管制，逐渐在航空事业中占有越来越重要的地位，且得到了快速的发展。空中交通管制系统，简称空管系统，是一种管理多架飞机的起降和航行，以保障飞行秩序和安全的系统。空管系统中，管制员的角色尤为重要，飞机航行中许多重要的决策都由管制员根据其与航空器驾驶员之间的对话内容而决定。但是由于管制员并非智能的机器，在实际操作中，很有可能因为管制员的极小失误，例如听错信息、遗漏信息等，而给航空领域带巨大的损失。因此空管系统中的语音识别、尤其是准确可靠的语音识别在航空领域中有着重要的应用。

在空管系统中实现自动化的语音识别难度较大，主要体现在几个方面：首先，空管系统所处的环境特殊，其中的语音识别对象为地面的管制员和空中的航空器驾驶员的语音信号，这直接决定了空管语音识别系统在语音信息采集环节上的特殊性；其次，空管系统中对数字、字母、航班号、跑道等的发音有特殊定义，而且空管系统中对话内容中语句的结构、顺序需遵循指定的规则，导致普通的语音识别产品无法应用到空管对话识别中；此外，由于在空管系统中极小的语音识别失误也可能造成巨大的损失，因此空管语音识别系统对识别的准确率要求严格。基于上述空管系统的复杂性，需要设计专用的语音识别系统以满足其特殊要求。

现有技术中存在一些专用于空管的语音识别系统，但普通存在准确率较低、无法真正地应用到实际操作中的缺陷，具体地，目前全球语音识别产品对空地对话全文识别率在20％以下，不能满足空管自动化等系统的应用需求。因此迫切需要一种准确率高的空管语音识别系统，为航空领域的飞机航行提供安全性的保障。

发明内容

本发明提供一种空管系统中的语音识别方法及语音识别装置，用以实现一种识别率高、可以满足空管系统的高复杂度的语音识别方法，保证航行的安全可靠。

为了实现上述目的，本发明提供一种空管系统中的语音识别方法，包括：

从地空语音数据通信链路中采集地空对话语音信息；

采集PTT信号，并根据所述PTT信号对所述地空对话语音信息进行分割处理，生成管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息；

根据预设的空管地空对话语法规则库和空管地空对话关键词库，分别对所述管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息进行语音识别，并将识别结果分别以对应的文本数据输出。

为了实现上述目的，本发明还提供一种空管系统中的语音识别装置，包括：

信号采集模块，用于从地空语音数据通信链路中采集地空对话语音信息；

分割处理模块，用于采集PTT信号，并根据所述PTT信号对所述地空对话语音信息进行分割处理，生成管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息；

语音识别模块，用于根据预设的空管地空对话语法规则库和空管地空对话关键词库，分别对所述管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息进行语音识别，并将识别结果分别以对应的文本数据输出。

本发明的空管系统中的语音识别方法及语音识别装置，通过在采集到地空对话语音信息，对该语音信息进行信号分割，生成各自与管制员和航空器驾驶员对应的语音信息后，根据与地空通话规则对应的语法规则库和关键词库，分别对管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息进行识别，在复杂程度较高的空管系统下，实现了对空管系统中的语音信息的准确识别，应用在管制员终端时，本发明的高识别率的语音识别系统可以降低管制员做出决策的失误率，给航空航行提供了安全及可靠的保障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明空管系统中的语音识别方法实施例一的流程图；

图2为本发明空管系统中的语音识别方法实施例二的流程图；

图3为本发明实施例中根据PTT信号对地空对话语音信号进行分割处理的示意图；

图4为本发明空管系统中的语音识别装置实施例一的结构示意图；

图5为本发明空管系统中的语音识别装置实施例二的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明空管系统中的语音识别方法实施例一的流程图，如图1所示，本实施例的方法包括如下步骤：

步骤100，从地空语音数据通信链路中采集地空对话语音信息；

作为语音识别的前置处理，在空管系统的语音识别方法中，对语音信息的采集为很重要的步骤。空管语音识别区别于其它语音识别系统的特征主要体现在空管地空对话环境的特殊性，在本实施例中，对地空对话语音信息的采集通常在管制员终端一侧进行。具体地，管制员终端设置有专用于对语音信号进行采集的声卡采集装置，该声卡采集装置通过音频线路接入到空管无线内话系统的地空语音数据通信链路中，因而通过该声卡采集装置则能够从地空语音数据通信链路中，采集到地空对话语音信号。

具体地，在空管系统中，该地空语音数据通信链路是指管制员与航空器驾驶员之间进行地空语音通话时，用于传输彼此间对话的语音信号的数据通信链路，该数据通信链路包括：地空电台、设置在该地空电台外侧的E&M中继线路、设置在地空电台内侧的、用于连接各个管制员终端设备的主交换机，以及主交换机与地空电台之间的纯音频传输线路。

而由于根据航空管制的特殊要求，在地面管制员与航空器驾驶员通话过程中，为了更好地实现管制员对航行的控制，在管制员发话时，通常希望能同时听到自己返回的语音，以确保语音线路的畅通，因此在空管系统的语音传输系统中，通常设置有侧音(sidetone)功能，即能够在地空语音数据通信链路的远端将管制员输出的语音信息回传至管制员终端。

于是，在管制员终端，管制员通过耳机能够听到包括自己的语音通话以及航空器驾驶员返回的语音通话，两个语音信息混合在一起，通过地空语音数据通信链路传输至管制员终端。相应地，管制员终端的声卡采集装置从地空语音数据通信链路中采集到的地空对话语音信息，具体为一个包括了管制员语音和航空器驾驶员语音在内的连续的混合语音信息。而且在该混合语音信息中，管制员语音与航空器驾驶员语音之间的间隔非常短暂，若直接对该混合语音信息进行语音识别，语音识别装置无法正确地进行断句，从而不能达到很好的识别效果。因此，在对采集到的语音信息进行识别之前，还需要对其进行语音分割。

步骤101，采集对讲控制(Push to Talk，简称PTT)信号，并根据PTT信号对地空对话语音信息进行分割处理，生成管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息；

具体地，本实施例中，语音识别装置对地空对话语音信息进行的分割处理，通过管制员终端的PTT信号予以实现。在空管系统中，地空对话的语音传输方式采用无线半双工传输方式，管制员与航空器驾驶员终端均通过手持或脚踏PTT开关控制发话与接听，接通PTT开关处于发话状态，释放PTT开关则处于接听状态。而在同一时刻，管制员和航空器驾驶员只有一端处于发话状态，向通信链路中输出语音，且管制员与航空器驾驶员各端的语音输出状态均由其本地端的PTT信号决定。因此，根据任一终端的PTT信号，均可以对地空对话语音信息中混合的管制员语音和航空器驾驶员语音进行分割，以区分且生成管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息。

在本实施例中，对语音信息的采集、识别均在管制员终端进行，因此通过上述步骤100采集到地空对话语音信息后，在本步骤101中，语音识别装置可以通过开关量采集装置对本地端的PTT信号进行采集，然后根据该PTT信号对采集到的地空对话语音信息进行分割，便能够得到相互独立的管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息，从而在后续操作中，能够很好地对分割后的管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息进行语音识别处理。

步骤102，根据空管地空对话语法规则库和空管地空对话关键词库，分别对管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息进行语音识别处理，并将识别结果分别以对应的文本数据输出。

语音采集以及语音分割过程完成之后，语音识别装置需要对分割后的管制员语音信息与航空器驾驶员语音信息进行语音识别处理。在本实施例中，语音识别处理基于语法规则和关键词进行。通过语法规则和关键词识别方法有助于提高系统告警正确率，在不影响系统功能的情况下，可以降低系统整体技术难度，使复杂问题趋于简单化。

具体地，由于空管系统的特殊性，在空管系统中，管制员和航空器驾驶员之间的对话内容中语句结构、语句顺序及特定词汇的发音都必须遵循特定的规则，即遵循空管系统定义的地空通话规则。因此，在本实施例中，在分别对管制员语音信号和航空器驾驶员语音信号进行语音识别之前，需要根据地空通话规则中的定义，在语音识别系统中加载创建与该地空通话规则对应的空管地空对话语法规则库和空管地空对话关键词库。该空管地空对话语法规则库与空管地空对话关键词库根据具体的地空通话规则中定义的语句格式、结构以及发音标准，由开发者自行创建生成。其中，空管地空对话语法规则库与管制员和航空器驾驶员语音内容的断句结构、语句格式等形式上的定义有关，而空管地空对话关键词库则与管制员和航空器驾驶员语音内容的发音、通常出现的关键词汇有关，例如通常会在管制员和航空器驾驶员的语音信息中出现的航班号、跑道号、命令词汇等。

在分别对采集和分割后的管制员和航空器驾驶员语音信息，在预设的语法规则库和关键词库进行语音识别后，根据最后识别出的结果，语音识别装置可以将识别后的、分别与管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息对应的语音内容，以机器可识别的文本数据输出，从而便完成了本实施例的语音识别过程。

实际应用中，语音识别装置最后输出的代表了管制员与航空器驾驶员语音信息的文本数据，可以广泛应用到空管跑道入侵告警系统、空管自动化系统甚至针对管制员和航空器驾驶员的空管语音培训系统等各种应用场景中。而且在应用在空管跑道入侵告警系统中时，管制员根据该语音识别结果，可以检验航空器驾驶员对管制员的命令复述是否正确，进行可以根据检验的结果做出相应的决策。且由于本发明的语音识别方法根据与地空通话规则对应的语法规则库和关键词库进行，该语法规则库和关键词库中的数据信息严格遵循标准的地空通话规则的定义，因此，通过提高语法规则库和关键词库中对地空通话规则信息的覆盖范围，可以相应地提高语音识别的准确率。应用到复杂的空管系统中，管制员根据准确的语音识别结果，可以降低决策的失误率，保证了航空航行的安全性和可靠性。

本实施例的空管系统中的语音识别方法，通过在采集到地空对话语音信息，对该语音信息进行信号分割，生成各自与管制员和航空器驾驶员对应的语音信息后，根据与地空通话规则对应的语法规则库和关键词库，分别对管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息进行识别，在复杂程度较高的空管系统下，实现了对空管系统中的语音信息的准确识别，应用在管制员终端时，本发明的高识别率的语音识别系统可以降低管制员做出决策的失误率，给航空航行提供了安全及可靠的保障。

图2为本发明空管系统中的语音识别方法实施例二的流程图，如图2所示，本实施例的方法包括如下步骤：

步骤200，通过光电隔离及高阻抗从地空语音数据通信链路中采集地空对话语音信息；

本实施例中，语音识别装置从地空语音数据通信链路中对地空对话语音信息的采集，可以通过光电隔离及高阻抗技术进行，光电隔离及高阻抗技术可以保证语音信息采集的质量，且实现对对地空对话语音信息的无损采集，使得地空对话语音信息的采集无法对现场工作的其他设备及系统产生影响。

步骤201，对采集到的地空对话语音信息进行分割处理，以生成管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息；

本步骤中，对采集到的混合的地空对话语音信息进行的分割处理具体可以包括如下子步骤：

步骤2010，通过光电隔离及高阻抗采集装置采集PTT信号；

本实施例中，在管制员终端对PTT信号的采集，同样可以通过光电隔离及高阻抗技术进行，以实现PTT信号的无损采集，使得PTT信号的采集过程无法对现场工作的其他设备及系统产生任何影。

步骤2011，对采集到的PTT信号的电平进行检测；

步骤2012，将与低电平的PTT信号对应的地空对话语音信息标识为管制员语音信息，将与高电平的PTT信号对应的地空对话语音信息标识为航空器驾驶员语音信息；

步骤2013，根据标识的结果，对地空对话语音信息进行分割；

采集到PTT信号后，语音识别装置对该PTT信号的电平进行检测。由于本实施例中，采集到的现场PTT信号为管制员对应的PTT信号，因而当对应的PTT开关处于接通状态时，PTT信号为低电平，代表此时处于管制员发话的状态，而相反地，对应的PTT开关处于释放状态时，PTT信号为高电平，代表此时处于航空器驾驶员发话的状态。

因此，在本实施例中，根据语音识别装置对PTT信号的电平检测结果，可以为地空对话语音信息设置相应的标识。具体地，图3为本发明实施例中根据PTT信号对地空对话语音信息进行分割处理的示意图，如图3所示，当检测到PTT信号为低电平时，语音识别装置将与低电平的PTT信号对应的地空对话语音信息标识为管制员语音信息，当检测到PTT信号为高电平时，语音识别装置将与高电平的PTT信号对应的地空对话语音信息标识为航空器驾驶员语音信息。最后，语音识别装置根据标识的结果，对地空对话语音信息进行分割，从而得到相互独立的管制员语音信息和航空器驾驶员管制信息。

步骤202，分别对管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息进行语音增益处理和语音降噪处理；

进一步地，在本实施例中，当语音识别装置对地空对话语音信息进行分割处理后，在进行语音识别之前，为了增强语音识别的效果，提高系统识别准确率，语音识别装置还将分别对管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息进行相应的语音增益处理和语音降噪处理。语音增益处理和语音降噪处理可以达到部分消除语音信号中由于现场的各种环境影响而产生的噪声、音量不均匀等不良现象，以提高语音识别的准确率。

步骤203，分别对管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息进行语音识别，以生成对应的文本数据；

具体地，本步骤的语音识别过程可以包括如下子步骤：

步骤2030，在空管地空对话语法规则库中，对分别与管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息对应的语法规则进行匹配；

在对管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息进行语音识别时，首先需要在预设的空管地空对话语法规则库中，匹配与管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息相关的语法规则。在空管地空对话语法规则库中，集合了遵循空管地空对话语法标准定义的多条语法规则，其中包括遵循管制员对话的语法规则以及遵循航空器驾驶员对话的语法规则，因而在该空管地空对话语法规则库中，经过匹配，可以查找到分别与管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息对应的语法规则。

本实施例中，为了同时支持对管制员和航空器驾驶员的中文语音和英文语音的识别，在空管地空对话语法规则库中，还针对管制员和航空器驾驶员的中文语音规则及英文语音规则，分别创建相对应的语法规则。因而，在本实施例的空管地空对话语法规则库中，实质上包含了四种类型的语法规则：对应于管制员的中文语法规则、对应于航空器驾驶员的中文语法规则、对应于管制员的英文语法规则库及对应于航空器驾驶员的英文语法库。根据在空管地空对话语法规则库中，分别与管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息相关的语法规则进行匹配，可以查找到分别与管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息相匹配的中文或英文语法规则。

进一步地，本实施例中，该语法规则通常包含了两个层次的含义：与语音信息对应的句型结构、以及包含的字段，其中，由于应用在空管系统中，无论管制员和航空器驾驶员的对话内容如何变化顺序，都可以划分为呼号字段和命令字段两个字段，因而各语法规则中也相应定义包含了这两个字段。具体地，呼号字段中通常包括航班号和塔台号，例如经常会在呼叫字段部分出现的航班号包括“国航××”、“东航××”、“南航××”等。而命令字段中则通常包括：具体的指挥命令、滑行跑道的滑行道号、以及分别随机出现的时间、距离、方向、高度等信息。

因而，在本步骤中，在空管地空对话语法规则库中，匹配与管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息相关的语法规则，实质上是指匹配分别与管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息的语言种类(例如中文或英文，还可以为扩展为其他语言种类)、句型结构对应的语法规则，而查找到了该匹配的语法规则后，根据该匹配的语法规则，语音信息中包含的字段的具体信息可以确定。

步骤2031，在空管地空对话关键词库中，根据匹配到的、分别与管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息对应的语法规则，对分别与管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息对应的关键词进行匹配；

在空管地空对话语法规则库中，匹配到与管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息对应的语法规则后，在本发明中，可以进一步地根据匹配到的语法规则，在空管地空对话关键词库中，对分别与管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息对应的关键词进行匹配。

具体地，在本实施例中，虽然将采集到的地空对话语音信息进行了管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息的分割，而且实质上管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息各自对应的语法规则也有所差异，但是，由于在实际应用中，管制员和航空器驾驶员在对话中所采用的词汇大多是一致的，因此在空管地空对话关键词库中，实质上并没有对管制员和航空器驾驶员所对应的关键词进行区分。但是进一步地，为了同时支持对管制员和航空器驾驶员的中文语音及英文语音的识别，空管地空对话关键词库中实质上设置了分别对应于中文语音及英文语音的关键词识别。

在匹配到了分别与管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息对应的语法规则后，由于根据该匹配的语法规则，管制员和航空器驾驶员语音信息中包含的字段、以及字段的具体类型和信息可以确定，例如命令字段中包含了几个关键词，分别对应什么类型，以及呼号字段中包含了几个关键词，又分别对应什么类型。因而根据确定的该包含的字段信息，本实施例中，语音识别装置可以在空管地空对话关键词库中，对分别与管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息包含的各个字段对应的、中文或英文的关键词进行匹配，从而查找到分别与管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息匹配的各个关键词，相当于识别出了管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息的语音内容。

下面以一具体示例对上述步骤203中的语音识别过程进行说明。假定在本实施中，需要对一内容为“国航405，塔台，穿越跑道16，穿越后左转加入A”的管制员语音信息进行识别。首先，根据上述步骤2030，语音识别装置在将空管地空对话语法规则库中，对该语音信息对应的中文或者英文语法规则进行匹配，具体指匹配与该语音信息的语言类别及句型结构对应的语法规则。而根据匹配的结果，与该语音信息对应的语法规则具体为一中文语法规则，且该语法规则中该语音信息的句型结构为：呼号字段“航班号+塔台”，命令字段“命令+跑道号+命令”。

接下来，根据上述步骤2031，语音识别装置将根据匹配到的与管制员语音信息对应的语法规则，在空管地空对话关键词库中，匹配与该管制员语音信息包含的各个字段信息，例如航班号、塔台、命令、跑道号等对应的关键词。具体地，由于该匹配到的语法规则为一中文语法规则，因而，在空管地空对话关键词库中，语音识别装置将在中文关键词库中，匹配与管制员语音信息的上述各个字段信息对应的中文关键词。

步骤204，输出分别与管制员语音信号和航空器驾驶员语音信号对应的文本数据。

最后，语音识别装置根据匹配得到的关键词汇的结果，根据该匹配结果生成对应的文本数据，并将该文本数据输出，该文本数据可以应用到管制员终端，广泛应用到空管跑道入侵告警系统、空管自动化系统或针对管制员和航空器驾驶员的空管语音培训系统等各种空管系统的应用场景中。而且在实际操作中，管制员根据本实施例的语音识别方法输出的可识别的文本数据，可以检验航空器驾驶员对管制员的命令复述是否正确，进行可以根据检验的结果做出相应的决策，可以降低决策的失误率，保证了航空航行的安全性和可靠性。

相比于现有的空管语音识别系统中，本发明中避免了现有技术中为了将语音信息按照每个断句部分进行单独识别，所需创建的复杂、杂乱的语法树结构，而且按照本发明的语音识别机制，生成的语法树结构条理清晰，能够避免一些错误识别的出现，提高了语音识别率，也便于维护和扩展。

此外需要说明的是，在本实施例中，对上述语法规则库和关键词库进行了列举说明，但需要了解的是，各个词库可以根据实际情况由开发者进行相应的创建添加，本发明并不限制其内容及形式，所有的与地空通话规则对应的语法规则库和关键词库都应在本发明所欲保护的范围之内。

本实施例的空管系统中的语音识别方法，通过在采集到地空对话语音信息，对该语音信息进行信号分割，生成各自与管制员和航空器驾驶员对应的语音信息后，根据与地空通话规则对应的语法规则库和关键词库，分别对管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息进行识别，在复杂程度较高的空管系统下，实现了对空管系统中的语音信息的准确识别，应用在管制员终端时，本发明的高识别率的语音识别系统可以降低管制员做出决策的失误率，给航空航行提供了安全及可靠的保障。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

图4为本发明空管系统中的语音识别装置实施例一的结构示意图，如图4所示，本实施例的语音识别装置包括：信号采集模块1、分割处理模块2和语音识别模块3。其中，信号采集模块1用于从地空语音数据通信链路中采集地空对话语音信息；分割处理模块2用于采集PTT信号，并根据PTT信号对地空对话语音信息进行分割处理，生成管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息；而语音识别模块3用于根据预设的空管地空对话语法规则库和空管地空对话关键词库，分别对分割处理后的管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息进行语音识别，并将识别结果分别以对应的文本数据输出。

具体地，本实施例中，所有模块所涉及的具体工作过程，可以参考上述空管系统中的语音识别方法所涉及的相关实施例揭露的相关内容，在此不再赘述。

本实施例的空管系统中的语音识别装置，通过在采集到地空对话语音信息，对该语音信息进行信号分割，生成各自与管制员和航空器驾驶员对应的语音信息后，根据与地空通话规则对应的语法规则库和关键词库，分别对管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息进行识别，在复杂程度较高的空管系统下，实现了对空管系统中的语音信息的准确识别，应用在管制员终端时，本发明的高识别率的语音识别系统可以降低管制员做出决策的失误率，给航空航行提供了安全及可靠的保障。

图5为本发明空管系统中的语音识别装置实施例二的结构示意图，如图5所示，在上述实施例的技术方案的基础上，本实施例的语音识别装置中，分割处理模块2还可以包括：电平检测子模块21、标识子模块22和分割子模块23。其中，电平检测子模块21用于对PTT信号的电平变化进行检测；标识子模块22用于将与检测到的PTT信号为低电平时对应的地空对话语音信息标识为管制员语音信息，将与检测到的PTT信号为高电平时对应的地空对话语音信息标识为航空器驾驶员语音信息；而分割子模块23则用于根据标识的结果，对地空对话语音信息进行分割。

更进一步地，本实施例的语音识别装置中，还可以包括语音综合处理模块4，用于在语音识别模块3根据预设的空管地空对话语法规则库和空管地空对话关键词库，分别对管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息进行语音识别之前，分别对管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息进行语音增益处理和语音降噪处理，以达到部分消除语音信号中由于现场的各种环境影响而产生的噪声、音量不均匀等不良现象，提高语音识别的准确率。

在上述技术方案的基础上，更进一步地，本实施例的语音识别装置中，语音识别模块3还包括：语法规则匹配子模块31和关键词匹配子模块32。其中，语法规则匹配子模块31用于在空管地空对话语法规则库中，对分别与管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息对应的语法规则进行匹配；而关键词匹配子模块32则用于在空管地空对话关键词库中，根据语法规则匹配子模块31匹配到的、分别与管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息对应的语法规则，对分别与管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息对应的关键词进行匹配。

具体地，语法规则匹配子模块31具体用于：在空管地空对话语法规则库中，对分别与管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息对应的中文或英文的语法规则进行匹配，该语法规则包括句型结构以及对应的字段，而字段包括呼号字段和命令字段；关键词匹配子模块32具体用于：在空管地空对话关键词库中，根据分别与管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息对应的语法规则，对分别与管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息包含的各个字段对应的、中文或英文的关键词进行匹配。

具体地，本实施例中，所有模块所涉及的具体工作过程，同样可以参考上述空管系统中的语音识别方法所涉及的相关实施例揭露的相关内容，在此不再赘述。

本实施例的空管系统中的语音识别装置，通过在采集到地空对话语音信息，对该语音信息进行信号分割，生成各自与管制员和航空器驾驶员对应的语音信息后，根据与地空通话规则对应的语法规则库和关键词库，分别对管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息进行识别，在复杂程度较高的空管系统下，实现了对空管系统中的语音信息的准确识别，应用在管制员终端时，本发明的高识别率的语音识别系统可以降低管制员做出决策的失误率，给航空航行提供了安全及可靠的保障。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种空管系统中的语音识别方法，其特征在于，包括：

从地空语音数据通信链路中采集地空对话语音信息；

采集PTT信号，并根据所述PTT信号对所述地空对话语音信息进行分割处理，生成管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息；

根据预设的空管地空对话语法规则库和空管地空对话关键词库，分别对所述管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息进行语音识别，并将识别结果分别以对应的文本数据输出。

2.根据权利要求1所述的空管系统中的语音识别方法，其特征在于，所述根据所述PTT信号对所述地空对话语音信息进行分割处理具体包括：

对所述PTT信号的电平变化进行检测；

将与检测到的所述PTT信号为低电平时对应的所述地空对话语音信息标识为所述管制员语音信息，将与检测到的所述PTT信号为高电平时对应的所述地空对话语音信息标识为所述航空器驾驶员语音信息；

根据标识的结果，对所述地空对话语音信息进行分割。

3.根据权利要求1或2所述的空管系统中的语音识别方法，其特征在于，所述根据预设的空管地空对话语法规则库和空管地空对话关键词库，分别对所述管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息进行语音识别之前，所述方法还包括：

分别对所述管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息进行语音增益处理和语音降噪处理。

4.根据权利要求1所述的空管系统中的语音识别方法，其特征在于，所述根据预设的空管地空对话语法规则库和空管地空对话关键词库，分别对所述管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息进行语音识别具体包括：

在所述空管地空对话语法规则库中，对分别与所述管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息对应的语法规则进行匹配；

在所述空管地空对话关键词库中，根据匹配到的、分别与所述管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息对应的语法规则，对分别与所述管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息对应的关键词进行匹配。

5.根据权利要求4所述的空管系统中的语音识别方法，其特征在于：

所述对分别与所述管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息对应的语法规则进行匹配具体包括：

在所述空管地空对话语法规则库中，对分别与所述管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息对应的中文或英文的语法规则进行匹配，所述语法规则包括句型结构以及对应的字段，所述字段包括呼号字段和命令字段；

所述根据匹配到的、分别与所述管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息对应的语法规则，对分别与所述管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息对应的关键词进行匹配具体包括：

在所述空管地空对话关键词库中，根据分别与所述管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息对应的语法规则，对分别与所述管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息包含的各个所述字段对应的、中文或英文的关键词进行匹配。

6.一种空管系统中的语音识别装置，其特征在于，包括：

信号采集模块，用于从地空语音数据通信链路中采集地空对话语音信息；

分割处理模块，用于采集PTT信号，并根据所述PTT信号对所述地空对话语音信息进行分割处理，生成管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息；

语音识别模块，用于根据预设的空管地空对话语法规则库和空管地空对话关键词库，分别对所述管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息进行语音识别，并将识别结果分别以对应的文本数据输出。

7.根据权利要求6所述的空管系统中的语音识别装置，其特征在于，分割处理模块具体包括：

电平检测子模块，用于对所述PTT信号的电平变化进行检测；

标识子模块，用于将与所述电平检测子模块检测到的所述PTT信号为低电平时对应的所述地空对话语音信息标识为所述管制员语音信息，将与所述电平检测子模块检测到的所述PTT信号为高电平时对应的所述地空对话语音信息标识为所述航空器驾驶员语音信息；

分割子模块，用于根据所述标识子模块标识的结果，对所述地空对话语音信息进行分割。

8.根据权利要求6或7所述的空管系统中的语音识别装置，其特征在于，还包括：

语音综合处理模块，用于在所述语音识别模块根据预设的空管地空对话语法规则库和空管地空对话关键词库，分别对所述管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息进行语音识别之前，分别对所述管制员语音信号和航空器驾驶员语音信号进行语音增益处理和语音降噪处理。

9.根据权利要求6所述的空管系统中的语音识别装置，其特征在于，所述语音识别模块还包括：

语法规则匹配子模块，用于在所述空管地空对话语法规则库中，对分别与所述管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息对应的语法规则进行匹配；

关键词匹配子模块，用于在所述空管地空对话关键词库中，根据匹配到的、分别与所述管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息对应的语法规则，对分别与所述管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息对应的关键词进行匹配。

10.根据权利要求9所述的空管系统中的语音识别装置，其特征在于：

所述语法规则匹配子模块具体用于：在所述空管地空对话语法规则库中，对分别与所述管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息对应的中文或英文的语法规则进行匹配，所述语法规则包括句型结构以及对应的字段，所述字段包括呼号字段和命令字段；

所述关键词匹配子模块具体用于：在所述空管地空对话关键词库中，根据分别与所述管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息对应的语法规则，对分别与所述管制员语音信息和航空器驾驶员语音信息包含的各个所述字段对应的、中文或英文的关键词进行匹配。

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