CN110600007A - 一种基于语音的船舶识别定位系统及方法 - Google Patents

一种基于语音的船舶识别定位系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110600007A
CN110600007A CN201910818655.2A CN201910818655A CN110600007A CN 110600007 A CN110600007 A CN 110600007A CN 201910818655 A CN201910818655 A CN 201910818655A CN 110600007 A CN110600007 A CN 110600007A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ship
voice
audio
voice recognition
audio acquisition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910818655.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110600007B (zh
Inventor
李国祥
黄海波
李国成
陈邦
郑永春
王欣
吴昊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TIANJIN MARITIME SAFETY ADMINISTRATION OF PRC
Original Assignee
TIANJIN MARITIME SAFETY ADMINISTRATION OF PRC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TIANJIN MARITIME SAFETY ADMINISTRATION OF PRC filed Critical TIANJIN MARITIME SAFETY ADMINISTRATION OF PRC
Priority to CN201910818655.2A priority Critical patent/CN110600007B/zh
Publication of CN110600007A publication Critical patent/CN110600007A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110600007B publication Critical patent/CN110600007B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L15/00—Speech recognition
    • G10L15/02—Feature extraction for speech recognition; Selection of recognition unit
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L15/00—Speech recognition
    • G10L15/22—Procedures used during a speech recognition process, e.g. man-machine dialogue
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L15/00—Speech recognition
    • G10L15/26—Speech to text systems
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; 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
    • G10L25/27—Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00 characterised by the analysis technique
    • G10L25/30—Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00 characterised by the analysis technique using neural networks
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; 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
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; 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
    • G10L25/78—Detection of presence or absence of voice signals
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; 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
    • G10L25/78—Detection of presence or absence of voice signals
    • G10L25/87—Detection of discrete points within a voice signal
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L15/00—Speech recognition
    • G10L15/22—Procedures used during a speech recognition process, e.g. man-machine dialogue
    • G10L2015/225—Feedback of the input speech

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Information Retrieval, Db Structures And Fs Structures Therefor (AREA)

Abstract

本发明提供了一种基于语音的船舶识别定位系统及方法，所述系统包括：音频采集模块，用于按照语音识别模块要求的音频格式对甚高频系统的实时音频流进行实时录制、转码和分割，得到音频采集数据，并发送给语音识别模块；语音识别模块，接收所述音频采集数据，通过语音识别引擎对所述音频采集数据进行特征提取，得到船舶名称；数据处理模块，用于根据所述船舶名称记录识别结果、分析识别结果、匹配船舶档案、匹配动态计划；展示模块，用于集成语音识别的人机操作界面、显示船舶基本信息、高亮居中显示船舶动态；数据支撑模块，包括船舶基本信息单元、船舶动态计划单元、语音记录数据单元、自学习服务单元。本发明通过智能VHF语音船位关联显示，提高搜救值班及应急工作效率。

Description

一种基于语音的船舶识别定位系统及方法
技术领域
本发明属于船舶定位技术领域，具体涉及一种基于语音的船舶识别定位系 统及方法。
背景技术
维护水上交通安全、保障航运经济平稳发展是水上交通管理部门的重要责 任，水上交通组织，搜救应急(安全监管)工作直接关系到人民生命财产的安 全。水上船舶出现险情或其他灾害性事件时，如能尽可能的控制紧急事件的发 展并尽可能消除险情和事故，对人命、财产和环境的危害将降低到最低限度。 当前，需要提升监管辖区船舶动态监控的智能化水平，提升海上交通组织、搜 救应急的运行效率，构建现代化水上安全监管和应急搜救体系，利用智慧化手 段提高安全监管应急搜救处置水平。
鉴于海上监管辖区水上交通状况复杂、船舶交通流量大、船舶素质和船舶 设备配置参差不齐、风险隐患多、灾害天气多、事故造成影响大、监管指挥压 力大等诸多问题，需要应对复杂的水上交通通航环境、进一步提高预防预警、 应急指挥、搜救协同能力，切实履行水上交通安全监管指挥和搜救应急工作的 组织、指挥、协调职责，保障人民生命财产安全，保护水域生态环境。
全世界现有的船舶导航定位系统主要有；美国GPS、欧盟的伽利略、俄罗 斯的GLONASS、中国的北斗。以上原理就是利用卫星进行定位，获得船舶经纬 度、再将坐标输入电子海图用以判断船舶现有的位置并避免船舶碰撞。但由于 受到天气、政策等等诸多因素影响，可能会因为信号不良导致延滞造成误差。 港口船舶来自全国乃至世界各地，对于在陌生海域发生险情时，往往不能准确 的告知搜救部门船舶遇险区域，延误搜救时机，造成人员和财产损失，对于海 上交通指挥和搜救应急工作造成影响。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明将语音识别技术与搜救应急、海事日常监管 相融合，识别船舶关键信息并以此为基础与甚高频(Very High Frequency，VHF) 系统进行数据交互及整合。能够为船舶提供及时、有效、准确的水上救援服务。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
根据本发明的一个方面，提供了一种基于语音的船舶识别定位系统，包括： 音频采集模块，用于按照语音识别模块要求的音频格式对甚高频系统的实时音 频流进行实时录制、转码和分割，得到音频采集数据，并发送给语音识别模块； 语音识别模块，接收所述音频采集数据，通过语音识别引擎对所述音频采集数 据进行特征提取，得到船舶名称；数据处理模块，用于根据所述船舶名称记录 识别结果、分析识别结果、匹配船舶档案、匹配动态计划；展示模块，用于集 成语音识别的人机操作界面、显示船舶基本信息、高亮居中显示船舶动态；数 据支撑模块，包括船舶基本信息单元、船舶动态计划单元、语音记录数据单元、 自学习服务单元。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种基于语音的船舶识别定位方法， 包括：按照语音识别模块要求的音频格式对甚高频系统的实时音频流进行实时 录制、转码和分割，得到音频采集数据；通过语音识别引擎对所述音频采集数 据进行特征提取，得到船舶名称；根据所述船舶名称记录识别结果、分析识别 结果、匹配船舶档案、匹配动态计划；通过集成语音识别的人机操作界面显示 船舶基本信息和高亮居中显示船舶动态。
本发明的优点在于：本发明实现了VHF语音识别在海上搜救应急、交通组 织等业务领域的应用场景，通过智能VHF语音船位关联显示，提高搜救值班及 应急工作效率。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领 域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并 不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的 部件。在附图中：
附图1示出了根据本发明实施方式的一种基于语音的船舶识别定位系统结 构图。
附图2示出了根据本发明实施方式的识别引擎API资源调度方法流程图。
附图3示出了根据本发明实施方式的VHF音频人声提取方法流程图。
附图4示出了根据本发明实施方式的VHF音频人声提取结果示意图。
附图5示出了根据本发明实施方式的自学习模型步骤示意图。
附图6示出了本发明的基于语音的船舶识别定位系统在模拟测向仪测向对 船舶定位中的应用示意图。
附图7示出了本发明的基于语音的船舶识别定位系统在周边水域船舶中的 应用示意图。
附图8示出了本发明的基于语音的船舶识别定位系统在指挥力量中的应用 示意图。
附图9示出了根据本发明实施方式的一种基于语音的船舶识别定位方法流 程图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示 了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不 应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻 地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
实施例1
附图1示出了根据本发明实施方式的一种基于语音的船舶识别定位系统结 构图。如图1所示，该系统包括：
音频采集模块101，用于按照语音识别模块要求的音频格式对甚高频系统 的音频流进行实时录制、转码和分割，得到音频采集数据，并发送给语音识别 模块。包括麦克和/或VHF音频采集设备，集成到船舶操作台和VHF设备中，为 后续识别应用提供语音数据的来源支持。
音频采集模块101集成到运行VHF系统的环境中，通过物理方式与VHF系 统进行链接。现有的VHF系统本身已具有音频录制的功能，但是录制的音频格 式、码率、文件长度、噪音比等并不能满足用于语音引擎识别的要求，因此必 须有一套能够按语音引擎所要求的音频格式对音频流直接进行处理的设备。
音频采集模块101包括音频采集卡，采集的音频将存储在电脑硬盘上，支 持WAVE/MP3录音文件格式。音频采集模块101根据检测线路中是否有声音信号 来录音。音频采集模块101按语音识别引擎要求的音频格式对VHF系统的音频 流实时进行录制、转码、分割等处理，得到音频采集数据。例如，当指挥与值 班人员通过VHF设备与船方进行对话时，音频采集模块101通过声音捕获机制， 对实时对话的音频流进行录制和处理，对于空白与模糊的二进制音频流进行切 割处理，得到音频采集数据。
具体的，通过VHF音频人声提取算法提取音频中的人声。如图2所示，通 过将音频流进行能量归一、断帧、求解能量值、找到截取信号端点、截取的处 理，得到音频流中的人声。具体过程如下：
S1、能量归一
求出整段音频的能量En，再将这段音频的每个点x除以上述能量的二次方 根：
其中EN为整段音频的能量、x为音频信号的每个点，N 为音频点的个数，即信号长度。
S2、断帧
令帧长wlen＝256，帧移Inc＝256，其中帧长wlen是指每帧音频信号的长度， 帧移Inc是指每隔多少信号长度取一帧音频信号(即各帧音频信号之间的间隔)；
令信号长度为N；帧数为fn；每秒的帧数为Fs
信号的时间刻度和每帧对应的时间刻度为：
信号的时间时刻time＝(0:N-1)/Fs；
每帧对应的时间时刻frameTime＝(((1:fn)-1)*inc+wlen/2)/Fs。
S3、求解能量值
S4、找到截取信号端点(参考图3所示)
(1)从第一帧开始寻找短时能量大于0.03的起始点k1(即起始帧的帧数)；
(2)从最后一帧往回开始寻找短时能量大于0.03的终点k2(即终点帧的 帧数)；
(3)根据k1、k2的值计算出对应的时间值；
(4)根据时间值找到对应的波形点数。
S5、截取，完成提取。
处理后的音频采集数据作三部分应用，一是分发给语音识别模块102支撑 服务开发，由支撑服务进行后继环境的识别优化、特征提取、建立语音数据记 录库等处理。二是将音频流以文件的形式进行本地存储，作为事后回放、查检 等应用的音频来源。三是音频文件将发送给自学习服务，由自学习服务进行模 型的构建和模型分析。
语音识别模块102，语音识别模块102，接收所述音频采集数据，通过语音 识别引擎对所述音频采集数据进行特征提取，得到船舶名称。例如，从船舶交 通服务(vesseltraffic service，VTS)监管常用语或值班员与船方的对话中 提取出准确的船舶名称，进行优化，优化后的准确结果为下层数据处理模块103 提供支撑。
具体地，例如语音识别模块102根据音频数据利用现有的语音识别引擎得 到与所述音频对应的字符串信息，其中该字符串信息包括语音音频中所提到的 船名。然后语音识别模块102将所得到的字符串信息与预存的船名进行匹配， 计算所述字符串信息与各个船名之间的相似度，从而确定字符串中所包含的船 名。
其中，关于相似度，可以通过计算语音的字符串信息与预存的船名的字符 串之间的距离来获得。其中距离越小，就意味着语音中的字符串信息与预存的 船名的字符串相似度越高。
其中，该距离例如可以是字符串之间修改的最小修改次数。例如，假设语 音音频对应的字符串信息为字符串a＝a1a2a3…am，然后预存的船名的字符串为 b＝b1b2b3…bn。则两个字符串之间的距离，为由字符串a修改为字符串b的最小 修改次数。
其中每次修改，仅限于以下任意一种方式的修改：插入一个字符；删除一 个字符；以及替换一个字符。
例如，假设字符串a为“horse”，字符串b“ros”，则从字符串a到字符 串b的最少修改次数为3次。分别是：
将“h”修改为“r”得到“rorse”；
删除r得到“rose”；以及
删除e得到“ros”。
从而，当从字符串a到字符串b的修改的次数越少时，则意味着字符串a 与字符串b之间的距离越小，相似度越高。
其中，该距离可以通过以下方法计算得出：
分别在字符串a和字符串b之前补零，从而得到两个字符串的第0个字符 (代表空白，无字符)，具体如下：
字符串a：
序号 0 1 2 …… m
字符 0 a<sub>1</sub> a<sub>2</sub> …… a<sub>m</sub>
字符串b：
序号 0 1 2 …… n
字符 0 b<sub>1</sub> b<sub>2</sub> …… b<sub>n</sub>
然后，对于补零后的字符串a和b,通过以下算法计算最小修改次数。
假设di,j(0≤i≤m,0≤j≤n)为从字符串a的第i个字符之前(含第i个 字符)的字符构成的字符串到字符串b的第j个字符之前(含第j个字符)的 字符构成的字符串的最小修改次数。即，从字符串“0a1a2a3…ai”到字符串 “0b1b2b3…bj”的最小修改距离。
从而，根据如下算法，计算di,j的值。
首先，初始化di,0＝i(0≤i≤m)，其表示将字符串“0a1a2a3…ai”删除到空 白，即“0”时，所需要执行的删除字符的次数。
然后，初始化d0j＝j(0≤j≤n),其表示从空白开始，到字符串“0b1b2b3…bj”, 所需要的添加字符的次数。
然后对于0＜i≤m和0＜j≤n，dij为以下三种情况的最小值：
di-1,j+1；
di,j-1+1；以及
di-1,j-1+h，其中当ai＝bj时(即为相同字符)，h＝0；当ai≠bj时(即为不同字 符)，h＝0。
从而，通过这种方式，即可计算出从字符串a到字符串b的最小修改次数。
例如，字符串a为“apple”，而字符串b为“app”，则可以一开始按照如 下方式构建矩阵：
0 a p p
0
a
p
p
l
e
然后分别计算di,0和d0,j的值，如下所示，
0 a p p
0 0 1 2 3
a 1
p 2
p 3
l 4
e 5
然后关于d1,1，计算得到
d0,1+1＝1+1＝2；d1,0+1＝1+1＝2；d0,0+h＝0+0＝0。从而取最小值得到d1,1＝0
关于d1,2，计算得到
d0,2+1＝2+1＝3；d1,1+1＝0+1＝1；d0,1+h＝1+1＝2。从而取最小值得到d1,2＝1
关于d1,3，计算得到
d0,3+1＝3+1＝4；d1,2+1＝1+1＝2；d0,2+h＝2+1＝3。从而取最小值得到d1,2＝2
从而得到第二行矩阵的数值如下所述：
0 a p p
0 0 1 2 3
a 1 0 1 2
p 2
p 3
l 4
e 5
然后依次类推，得到di,j的所有数值。如下所示
0 a p p
0 0 1 2 3
a 1 0 1 2
p 2 1 0 1
p 3 2 1 0
l 4 3 2 1
e 5 4 3 2
从而得出字符串a＝“apple”与字符串b＝“app”之间的最小修改次数为2， 即距离为2。
从而依次类推，计算音频对应的字符串与每一个船名的字符串的距离，从 而将距离最小的字符串对应的船名确定为音频中的船名。即，循环重复比较所 有候选船名，取最小值为识别后的结果。
在本发明的优选实施例中，由音频采集模块101处理后的音频流转发给语 音识别模块102的语音识别后台支撑服务，由支撑服务负责将该音频送给引擎 进行识别，由于引擎识别API是有限资源，当音频采集模块101包括多路或者 会话频繁时，支撑服务还负责进行资源调度，将识别发送给当时空闲状态的识 别引擎API，减少应用环节的等待延时，如图4所示。
同时，语音识别模块102的识别引擎API具有每天2万次的调用，支撑服 务需要以24小时为周期计算每个API被调用的次数。最终通过统一协调对各引 擎API的调用频率和次数进行统筹管理。
当引擎返回识别结果后，支撑服务还将对识别结果进行优化和校对，在优 化和校对部分，将语音识别结果返回的汉字通过MMSI匹配、普通匹配、无数字 匹配、拼音匹配等方式，进行去除标点符号、转大写数字为小写、转拼音大写 为小写、替换空格字符、生成拼音船名、关键词剔除等操作，进行正向模糊匹 配、反向模糊匹配、正向精确匹配、反向精确匹配等匹配，最终经过上述转译、 去重、模糊匹配、汉字转拼音等过程提取出通话中的船舶名称，并支持多检索 库，包括：AIS数据、VTS数据、航行计划等，通过多数据源的匹对充分提高最 终结果的准确性。其中，AIS数据来自AIS系统，是船舶自动识别系统(AutomaticIdentification System)的简称，由岸基(基站)设施和船载设备共同组成， 是一种新型的集网络技术、现代通讯技术、计算机技术、电子信息显示技术为 一体的数字助航系统和设备。
数据处理模块103，用于根据所述船舶名称记录识别结果、分析识别结果、 匹配船舶档案、匹配动态计划，为下层展示模块提供应用支撑。
展示模块104，是应用系统与用户之间信息交互的渠道，构建电脑终端， 集成语音识别的人机操作界面、界面显示船舶基本信息、高亮居中显示船舶动 态，以及与搜救指挥相关的信息，为搜索指挥提供决策辅助，为监管指挥工作 人员、一线救助人员等提供服务。
数据支撑模块105，包括船舶基本信息单元、船舶动态计划单元、语音记 录数据单元、自学习服务单元等。其中，自学习服务单元针对实时采集的音频 流建立自学习模型数据库和进行模型分析。
自学习模型包括以下步骤，如图5所示，值班员判断识别结果是否是正确 结果，如果是则保存，如果不是则识别结果错误，手动匹配正确结果，然后将 修正结果上传到修正记录库，并修正识别结果，进入下一个循环。
由于音频文件本身并不具备可检查和查询特性，并且是以特定格式的二进 制文件进行硬盘存储的。随时时间及业务的积累音频文件的大小也会随之增长， 这样的文件不并适合存储在现行的关系型或者NO SQL数据库中。
为了使本发明中形成的音频数据可识别、可分析、可再利用、还能够为自 学习提供数据支撑，本发明中数据支撑模块105采用关系型数据库对实时音频 流进行特征提取，包括对话内容的文字、关键字、音频来源、形成时间、VHF 频道等信息以音频文字名作为关键字，对一条转录音频进行数据库存储，这样 即有效的避免了音频文件占用较大的数据库空间，又能够通过存储下来的特征 信息实现对音频文件的分析、统计、机器自学习的目的。同时，形成的数据也 能够为日后更多场景应用提供数据支撑，如现场还原、指挥、搜救、值班过程 的文字记录、对话分析等等。
本实施例的基于语音的船舶识别定位系统，能够实现VHF语音识别在海上 搜救应急、交通组织等业务领域的应用场景，通过智能VHF语音船位关联显示， 提高搜救值班及应急工作效率。具体的应用场景参见以下的实施例2和3。
实施例2
本发明的基于语音的船舶识别定位系统在模拟测向仪(Direction Finder， DF)测向对船舶定位中的应用如下：
如图6所示，测向仪设备在海事中，用于对高频呼叫的船舶位置进行模糊 定位，由两个以上的DF基站来实现。DF基站通过对高频信号来源进行捕获并 根据电磁波传输的速度计算出信号来源的大概位置。当有两个以上的DF基站时， 结合电子海图技术,不同位置的两个DF基站在电子海图上共同向高频信号来源 位置射出两道高亮的线，两线交差点的有效半径内即为高频的信号来源。一旦 船舶遇险时，通过这样的方式，搜救人员很容易就可辩识出几个关键要素：一 是船舶遇险的大概范围；二是通过DF亮线，搜救人员除能够知道船舶大概位置 外，还能够知道船舶距每一个DF基站的方位、距离等信息，从而为实施搜救工 作、资源调配等提供有效依据。
在本实施例的基于语音的船舶识别定位系统中，可以在电子海图上以某辖 区内真实DF基站位置为射线的起点、结合本发明的基于语音的船舶识别定位系 统，当船舶遇险时，系统实时分析VHF高频中的通话内容，根据内容自动计算 遇险船舶位置、船舶名称、船舶动静态资料。然后以DF基站在电子海图上所在 位置为起点，对遇险船舶位置发射亮线并形成交汇点，从而为搜救工作提供支 持。
实施例3
本发明的基于语音的船舶识别定位系统在周边水域船舶中的应用如下：
在实际的搜救过程中，船舶一旦遇险发出搜救信号，搜救与指挥人员通常 在了解到遇险船舶的相关信息后，马上进行指挥协调相关的搜救力量投入搜救 活动。除此之外，还非常关注遇险船舶附近水域其它活动船舶的情况，这是因 为一是需要提醒相关船舶避免发生次生事故，二是在正式搜救力量到达现场前， 事故船舶的附近船舶也可以为遇险船舶提供更加及时的搜助。
如图7所示，在本实施例的基于语音的船舶识别定位系统中，以遇险船舶 为中心点(图7中心的方形小块表示)，以15海里和30海里范围为半径画圆， 分别用不同颜色深度的圆进行直观的标识。通过本发明的基于语音的船舶识别 定位系统，能够及时识别遇险船只的语音呼叫，并提取和匹配语音呼叫内容中 的船舶名称，同时，结合列表进行展示。如此，本实施例的应用，使得搜救指 挥人员可以通过这种方式联系周围水域的船舶进行求助或预警。
实施例4
本发明的基于语音的船舶识别定位系统在指挥力量中的应用如下：
本实施例中，利用语音识别技术及信息资源、管理资源和服务资源，满足 预警搜救、应急指挥协同、辅助决策的海事建设要求。
为了方便海事搜救指挥力量的调用，提升业务部门应急搜救的效率。当遇 险船舶通过VHF语音发出搜救信号时，本发明的基于语音的船舶识别定位系统 根据船名识别，明确出遇险船舶在海图上位置情况，确定搜救区域。如图8所 示，以区域的遇险船舶为中心点(图中方形块A)，半径15海里和30海里的圆 形区域，以列表的形式显示出区域内便于调配提供搜救的海巡艇(图中椭圆B)、 执法船(图中椭圆C)。如没有将以列表形式显示所有提供应急搜集的船舶类型， 从而满足应急指挥协同，提高应急船舶管理和调配能力。
本实施例能够简化应急值守接报的人工程序，提升接警出警效率。
实施例5
附图9示出了根据本发明实施方式的一种基于语音的船舶识别定位方法流 程图。如图9所示，一种基于语音的船舶识别定位方法，包括：
S1、按照语音识别模块要求的音频格式对甚高频系统的实时音频流进行实 时录制、转码和分割，得到音频采集数据；
S2、通过语音识别引擎对所述音频采集数据进行特征提取，得到船舶名称； 具体方法是，对音频采集数据进行特征提取，得到至少一个汉字；对所述汉字 进行转译、去重、模糊匹配、和/或汉字转拼音操作，提取出船舶名称。
S3、根据所述船舶名称记录识别结果、分析识别结果、匹配船舶档案、匹 配动态计划；
S4、通过集成语音识别的人机操作界面显示船舶基本信息和高亮居中显示 船舶动态。
在本发明的优选实施例中，还可以根据所述音频采集数据进行自学习模型 的构建和模型分析。
在本发明的优选实施例中，还可以采用关系型数据库对所述实时音频流进 行特征提取，包括对话内容的文字、关键字、音频来源、形成时间、VHF频道 信息以音频文字名作为关键字，对每条转录音频进行数据库存储。
本实施例的基于语音的船舶识别定位方法，能够实现VHF语音识别在海上 搜救应急、交通组织等业务领域的应用场景，通过智能VHF语音船位关联显示， 提高搜救值班及应急工作效率。具体的应用场景参见以下的实施例2和3。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局 限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易 想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护 范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于语音的船舶识别定位系统，其特征在于，包括：
音频采集模块，用于按照语音识别模块要求的音频格式对甚高频系统的实时音频流进行实时录制、转码和分割，得到音频采集数据，并发送给语音识别模块；
语音识别模块，接收所述音频采集数据，通过语音识别引擎对所述音频采集数据进行特征提取，得到船舶名称；
数据处理模块，用于根据所述船舶名称记录识别结果、分析识别结果、匹配船舶档案、匹配动态计划；
展示模块，用于集成语音识别的人机操作界面、显示船舶基本信息、高亮居中显示船舶动态；
数据支撑模块，包括船舶基本信息单元、船舶动态计划单元、语音记录数据单元、自学习服务单元。
2.根据权利要求1所述的一种基于语音的船舶识别定位系统，其特征在于，
所述音频采集数据以文件的形式进行本地存储。
3.根据权利要求1所述的一种基于语音的船舶识别定位系统，其特征在于，
所述自学习服务单元根据所述音频采集数据进行自学习模型的构建和模型分析。
4.根据权利要求1所述的一种基于语音的船舶识别定位系统，其特征在于，所述语音识别模块能够对所述语音识别引擎进行资源优化调度和统筹管理。
5.根据权利要求1所述的一种基于语音的船舶识别定位系统，其特征在于，
所述对音频采集数据进行特征提取，得到船舶名称，包括：
对音频采集数据进行特征提取，得到至少一个汉字；
对所述汉字进行转译、去重、模糊匹配、和/或汉字转拼音操作，提取出船舶名称。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种基于语音的船舶识别定位系统，其特征在于，
所述数据支撑模块采用关系型数据库对所述实时音频流进行特征提取，包括对话内容的文字、关键字、音频来源、形成时间、VHF频道信息以音频文字名作为关键字，对每条转录音频进行数据库存储。
7.根据权利要求1所述的一种基于语音的船舶识别定位系统，其特征在于，
所述对音频采集数据进行特征提取，得到船舶名称，采用Levenshtein Distance算法实现。
8.根据权利要求1所述的一种基于语音的船舶识别定位系统，其特征在于，
所述对甚高频系统的实时音频流进行实时录制、转码和分割，得到音频采集数据，包括：
通过将音频流进行能量归一、断帧、求解能量值、找到截取信号端点、截取的处理，得到音频流中的人声。
9.根据权利要求8所述的一种基于语音的船舶识别定位系统，其特征在于，
所述找到截取信号端点包括如下步骤：
(1)从第一帧开始寻找短时能量大于0.03的起始点k1；
(2)从最后一帧往回开始寻找短时能量大于0.03的终点k2；
(3)根据k1、k2的值计算出对应的时间值；
(4)根据时间值找到对应的波形点数。
10.一种基于语音的船舶识别定位方法，其特征在于，包括：
按照语音识别模块要求的音频格式对甚高频系统的实时音频流进行实时录制、转码和分割，得到音频采集数据；
通过语音识别引擎对所述音频采集数据进行特征提取，得到船舶名称；
根据所述船舶名称记录识别结果、分析识别结果、匹配船舶档案、匹配动态计划；
通过集成语音识别的人机操作界面显示船舶基本信息和高亮居中显示船舶动态。
CN201910818655.2A 2019-08-30 2019-08-30 一种基于语音的船舶识别定位系统及方法 Expired - Fee Related CN110600007B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910818655.2A CN110600007B (zh) 2019-08-30 2019-08-30 一种基于语音的船舶识别定位系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910818655.2A CN110600007B (zh) 2019-08-30 2019-08-30 一种基于语音的船舶识别定位系统及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110600007A true CN110600007A (zh) 2019-12-20
CN110600007B CN110600007B (zh) 2022-02-18

Family

ID=68856644

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910818655.2A Expired - Fee Related CN110600007B (zh) 2019-08-30 2019-08-30 一种基于语音的船舶识别定位系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110600007B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112330981A (zh) * 2020-10-16 2021-02-05 青岛博瑞斯自动化技术有限公司 一种基于物联网的船岸通管理系统及方法
CN115294803A (zh) * 2022-08-08 2022-11-04 杭州雅格纳科技有限公司 一种海上船舶的事故监管处理系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06318300A (ja) * 1991-05-29 1994-11-15 Unyusho Senpaku Gijutsu Kenkyusho 船舶衝突予防用警報指示装置
CN202994166U (zh) * 2012-12-14 2013-06-12 中国人民解放军镇江船艇学院 便携式导航监控一体化系统
US20140218217A1 (en) * 2011-09-23 2014-08-07 Aeromarine, S.L. Maritime alarm and rescue system and method for controlling said system
CN106209126A (zh) * 2016-08-31 2016-12-07 上海鹰觉科技有限公司 基于船舶交通服务监视雷达构建监视信息网系统
CN107562828A (zh) * 2017-08-22 2018-01-09 武汉理工大学 多源海事信息搜索与冲突处理系统及方法
CN108038672A (zh) * 2017-12-27 2018-05-15 中华人民共和国太仓海事局 船港货一体化信息服务系统
CN109799478A (zh) * 2019-01-08 2019-05-24 成都点阵科技有限公司 一种基于无线电信号处理的海上船舶定位识别方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06318300A (ja) * 1991-05-29 1994-11-15 Unyusho Senpaku Gijutsu Kenkyusho 船舶衝突予防用警報指示装置
US20140218217A1 (en) * 2011-09-23 2014-08-07 Aeromarine, S.L. Maritime alarm and rescue system and method for controlling said system
CN202994166U (zh) * 2012-12-14 2013-06-12 中国人民解放军镇江船艇学院 便携式导航监控一体化系统
CN106209126A (zh) * 2016-08-31 2016-12-07 上海鹰觉科技有限公司 基于船舶交通服务监视雷达构建监视信息网系统
CN107562828A (zh) * 2017-08-22 2018-01-09 武汉理工大学 多源海事信息搜索与冲突处理系统及方法
CN108038672A (zh) * 2017-12-27 2018-05-15 中华人民共和国太仓海事局 船港货一体化信息服务系统
CN109799478A (zh) * 2019-01-08 2019-05-24 成都点阵科技有限公司 一种基于无线电信号处理的海上船舶定位识别方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112330981A (zh) * 2020-10-16 2021-02-05 青岛博瑞斯自动化技术有限公司 一种基于物联网的船岸通管理系统及方法
CN112330981B (zh) * 2020-10-16 2023-04-18 青岛博瑞斯自动化技术有限公司 一种基于物联网的船岸通管理系统及方法
CN115294803A (zh) * 2022-08-08 2022-11-04 杭州雅格纳科技有限公司 一种海上船舶的事故监管处理系统
CN115294803B (zh) * 2022-08-08 2024-04-02 杭州雅格纳科技有限公司 一种海上船舶的事故监管处理系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN110600007B (zh) 2022-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104794122B (zh) 一种位置信息推荐方法、装置和系统
CN106297785B (zh) 一种基于车联网的智能服务系统
CN104078044B (zh) 移动终端及其录音搜索的方法和装置
CN104392721A (zh) 基于语音识别的智能应急指挥系统及其语音识别方法
CN110600007B (zh) 一种基于语音的船舶识别定位系统及方法
CN106683662A (zh) 一种语音识别方法和装置
CN110491378B (zh) 船舶航行语音管理方法及系统
WO2017111646A1 (en) Methods and system for analyzing conversational statements and providing feedback in real-time
CN108010289A (zh) 一种基于声纹识别的互联网报警方法及系统
US20130253932A1 (en) Conversation supporting device, conversation supporting method and conversation supporting program
CN111210825A (zh) 一种增强地空通话管制员情景意识感知的方法与装置
CN113948091A (zh) 民航客机陆空通话语音识别引擎及其应用方法
CN212674143U (zh) 河流湖泊的水体环境识别系统
CN116318457B (zh) 一种无线电信号监测方法及系统
CN112734604A (zh) 一种提供多模态智能报案的装置及其笔录生成方法
CN115966061B (zh) 基于5g消息的灾情预警处理方法、系统和装置
KR102628542B1 (ko) 인공지능 기반 해양 구조신호 자동 식별 시스템 및 방법
JP2009239466A (ja) 電話受付システム、電話受付方法、プログラム、及び記録媒体
CN115147248B (zh) 一种基于大数据的旅游信息咨询系统和方法
CN114998785B (zh) 一种蒙语视频智能分析方法
CN111783454B (zh) 地理信息的识别与录入方法及设备、电子设备和介质
CN115358241A (zh) 基于人机交互的标注方法及相关装置、设备和介质
CN115223558A (zh) 空管语音管理方法、系统及计算机存储介质
FR3032575A1 (fr) Procede de communication d&#39;un message vocal comprenant une etape d&#39;affichage d&#39;une transcription du message vocal et d&#39;un identifiant d&#39;un appelant prealablement determine et dispositif pour sa mise en oeuvre
KR102608644B1 (ko) 해상교통 관제일지 자동화를 위한 문장 목록 분류 시스템 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20220218