CN106251879A - 一种民航地空对话校验系统 - Google Patents

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杨金锋
张志辉
师华
师一华
贾桂敏
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Civil Aviation University of China
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    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS OR SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L25/00—Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00
    • G10L25/48—Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00 specially adapted for particular use
    • G10L25/51—Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00 specially adapted for particular use for comparison or discrimination

Abstract

本发明公开了一种民航地空对话校验系统包括飞行员语音处理模块、管制员语音处理模块、管制员语义存储模块、校验匹配模块、匹配结果输出模块；飞行员语音处理模块直接连接到校验匹配模块；管制员语音处理模块通过管制员语义存储模块连接到校验匹配模块的输入端；校验匹配模块的输出端接匹配结果输出模块；该民航地空对话校验系统能够保证管制员与飞行员之间进行正确的语音通信交流，从而提高民航的安全水平。

Description

一种民航地空对话校验系统
技术领域
本发明属于通话校验技术领域，特别涉及一种民航地空对话校验系统。
背景技术
随着我国民航运输事业快速发展，空中交通流量急剧增长，管制员和飞行员必须准确、清晰地理解双方的语音意图，才能保证导航指令准确无误地得到传递，从而保证航空器的飞行安全。在民航运输中，因地空语音对话错误导致的飞行事故及事故征候时有发生；为了减少地空通话错误，国际民航组织及各国民航管理机构不断改进空中交通的通话标准，但未能从根本上杜绝地空语音对话错误的发生。
发明内容
本发明的目的是提供一种民航地空对话校验系统。
为此，本发明技术方案如下：
一种所述的民航地空对话校验系统，包括飞行员语音处理模块、管制员语音处理模块、管制员语义存储模块、校验匹配模块、匹配结果输出模块；飞行员语音处理模块直接连接到校验匹配模块；管制员语音处理模块通过管制员语义存储模块连接到校验匹配模块的输入端；校验匹配模块的输出端接匹配结果输出模块。
所述的飞行员语音处理模块和管制员语音处理模块均包括抗干扰模块、信号感知模块、语义分析模块；其中抗干扰模块通过信号感知模块连接到语义分析模块。
所述管制员语音处理模块中抗干扰模块的输入端接管制员语音信号，飞行员语音处理模块中抗干扰模块的输入端接飞行员语音复述信号；飞行员语音处理模块中语义分析模块的输出端接校验匹配模块，管制员语音处理模块中语义分析模块的输出端接管制员语义存储模块。
所述的语义分析模块包括语料库和发音词典。
与现有技术相比，该民航地空对话校验系统能够保证管制员与飞行员之间进行正确的语音通信交流，从而提高民航的安全水平。
附图说明
图1为本发明提供的民航地空对话校验系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。
如图1所示，该民航地空对话校验系统包括飞行员语音处理模块1、管制员语音处理模块1’、管制员语义存储模块2、校验匹配模块3、匹配结果输出模块4；飞行员语音处理模块1直接连接到校验匹配模块3；管制员语音处理模块1’通过管制员语义存储模块2连接到校验匹配模块3的输入端；校验匹配模块3的输出端接匹配结果输出模块4。
所述的飞行员语音处理模块1和管制员语音处理模块1’均包括抗干扰模块101、信号感知模块102、语义分析模块103；其中抗干扰模块101通过信号感知模块102连接到语义分析模块103。
所述的管制员语音处理模块1’中抗干扰模块101的输入端接管制员语音信号，飞行员语音处理模块1中抗干扰模块101的输入端接飞行员语音复述信号；其中飞行员语音处理模块1中语义分析模块103的输出端接校验匹配模块3，管制员语音处理模块1’中语义分析模块103的输出端接管制员语义存储模块2。
所述的语义分析模块103包括语料库和发音词典。
本发明提供的民航地空对话校验系统在工作时，管制员发出的语音信息一方面通过甚高频模式发送给飞行员，另一方面同时传送到管制员语音处理模块1’；飞行员对接收到的语音信息进行辨别，对辨别的结果进行复述，并将复述的内容传送到飞行员语音处理模块1；
进入飞行员语音处理模块1和管制员语音处理模块1’的语音信息均首先在抗干扰处理模块101中进行降噪处理，根据常见的干扰一般具有恒定包络这一特点，采用恒模算法对信号进行分离；其次，降噪后的语音信息进入信号感知模块102中根据人耳听觉机理提取语音信号的特征，将语音信号进行预处理得到分帧之后的时域信号，对每一帧时域信号进行傅里叶变换得到其对应的频域信号，计算每一帧信号的频谱能量，将频谱能量经过一组美尔滤波器，将美尔滤波器的输出进行离散余弦变换，便得到了根据人耳生理特性提出的语音信号特征；然后，语音分析模块103根据由信号感知模块102提取的语音信号特征进行语音信号语义分析，将每一帧语音信号的特征利用高斯混合模型进行训练，将每一帧的语音信号的特征对应到音素的相应状态上，因为音素对应着马尔科夫模型，而声学特征是马尔科夫模型的观察序列，根据状态与音素的对应关系就能找到语音信号特征对应的音素，解码过程中，利用训练好的声学模型结合语言模型和发音词典完成从音素到文字的转换。
管制员发出的语音信息经管制员语音处理模块1’后存储到管制员语义存储模块2中，飞行员复述的语音信息经飞行员语音处理模块1后直接传送到校验匹配模块3中，校验匹配模块3从管制员语义存储模块2中调取管制员的语义信息，并将飞行员复述的语音信息的语义与管制员发出的语音信息的语义从语音信息的完整性、复读的正确性两个方面进行比对，并将最终的比对结果传输到匹配结果输出模块4中进行显示并将匹配结果同时传送给管制员与飞行员，以便二人了解语音信息沟通中是否存在问题。

Claims (4)

1.一种民航地空对话校验系统，其特征在于，所述的民航地空对话校验系统包括飞行员语音处理模块(1)、管制员语音处理模块(1’)、管制员语义存储模块(2)、校验匹配模块(3)、匹配结果输出模块(4)；飞行员语音处理模块(1)直接连接到校验匹配模块(3)；管制员语音处理模块(1’)通过管制员语义存储模块(2)连接到校验匹配模块(3)的输入端；校验匹配模块(3)的输出端接匹配结果输出模块(4)。
2.根据权利要求1所述的民航地空对话校验系统，其特征在于，所述的飞行员语音处理模块(1)和管制员语音处理模块(1’)均包括抗干扰模块(101)、信号感知模块(102)、语义分析模块(103)；其中抗干扰模块(101)通过信号感知模块(102)连接到语义分析模块(103)。
3.根据权利要求2所述的民航地空对话校验系统，其特征在于，所述的管制员语音处理模块(1’)中抗干扰模块(101)的输入端接管制员语音信号，飞行员语音处理模块(1)中抗干扰模块(101)的输入端接飞行员语音复述信号；飞行员语音处理模块(1)中语义分析模块(103)的输出端接校验匹配模块(3)，管制员语音处理模块(1’)中语义分析模块(103)的输出端接管制员语义存储模块(2)。
4.根据权利要求2所述的民航地空对话校验系统，其特征在于，所述的语义分析模块(103)包括语料库和发音词典。
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