发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供了一种卫星宽带短报文通信的语音通信方法及系统,解决了上述背景技术中所提到的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种卫星宽带短报文通信的语音通信系统,包括大数据采集模块、数据处理模块、建立方言模型模块、语音综合分析模块以及通信质量评估模块;
所述大数据采集模块用于利用大数据技术采集与记录各个地区的方言文本数据,以及用户终端语音状态数据信息,并将方言文本数据和用户终端语音状态数据信息汇总成语音通信数据集;
所述数据处理模块用于将语音通信数据集中的相关数据信息进行检查与识别并缺失值,依据无量纲化处理技术将处理后的数据信息进行标准化处理,统一单位;
所述建立方言模型模块用于依据自然语言处理技术建立方言模型,并对其进行反复训练语音识别,将各个地区的方言文本数据进行标记;用户终端根据标记选取所需方言输入方式;
所述语音综合分析模块用于将预处理后的方言文本数据和用户终端语音状态数据信息进行特征提取,获得信噪比Xzb、回音大小Hyz、灵敏度Lbd、转录时延Zlsy以及语速Ysz,根据用户终端使用卫星宽带通信技术传输语音通信时的周围环境状态,生成环境因子Hjyz,并结合用户终端语音状态数据信息获取语音影响系数Yyxs,将转录时延Zlsy与语速Ysz相关联,获取转换系数Zhxs,将转换系数Zhxs与语音影响系数Yyxs相关联,并经过无量纲处理后,获取通信质量指数Txzs,所述通信质量指数Txzs通过以下公式获取:
式中,Xhqd表示为信号强度,和分别表示为语音影响系数Yyxs、转换系数
Zhxs和信号强度Xhqd的权重值,其中,,,,且,表示为常数修正系数;
所述通信质量评估模块通过抽取历史时间轴内的每周、每月或者每季度的用户终端语音状态数据信息,以获取历史数据并利用统计法计算平均值,获得平均阈值Q,并将所述通信质量指数Txzs与所述平均阈值Q进行对比分析,获取通信质量评估报告。
优选的,所述大数据采集模块包括大数据单元、语音状态单元和音转字单元;
所述大数据单元用于采集与记录各个地区的方言文本数据,以及不同方言的语音特点、词汇、语法规则以及文化背景;其中,方言文本数据包括各地方语言文化中不同的音素、声调和音频的频谱;
所述语音状态单元用于采集与记录用户终端语音状态数据信息,其中,用户终端语音状态数据信息包括发送者通过语音方式传递信号时周围背景噪音大小、是否有回音、离终端麦克风的距离、声音大小、终端麦克风的灵敏程度、是否在发送前对应选取相应方言的输入方式;
所述音转字单元用于采集与记录将语音信息转成文字形式时加载速度和时长,以及生成的文字的流畅情况。
优选的,所述数据处理模块包括数据预处理单元;
所述数据预处理单元用于通过异常检测技术,检查和识别方言文本数据和用户终端语音状态数据信息的丢失情况,并填补缺失值。
优选的,所述建立方言模型模块包括模型建立单元和自行选择单元;
所述模型建立单元用于通过声学分析检测方言文本数据中音素和发音的差异,依据不同差异区分各地区方言并作标记,并反复对区分开来的方言进行识别训练,建立方言模型;
所述自行选择单元用于适应不同用户使用的方言文化,用户根据需求选取作标记或区分开来的方言文本数据。
优选的,将所述信噪比Xzb与所述回音大小Hyz相关联,获取环境因子Hjyz,并经过无量纲处理后,所述环境因子Hjyz通过以下公式获取:
式中,Spz表示为声频大小,和分别表示为信噪比Xzb、回音大小Hyz和声
频大小Spz的权重值,其中,,,,且,C1表示为常数修正系数。
优选的,将环境因子Hjyz与所述灵敏度Lbd相关联,获取语音影响系数Yyxs,并经过无量纲处理后,所述语音影响系数Yyxs通过以下公式获取:
式中,Hcl表示为灰尘量,和均表示为权重值,其中,,,且,C2表示为常数修正系数。
优选的,将所述转录时延Zlsy与所述语速Ysz相关联,获取转换系数Zhxs,并经过无量纲处理后,所述转换系数Zhxs通过以下公式获取:
式中,Ylz表示为音量值,和均表示为权重值,其中,,,且,C3表示为常数修正系数。
优选的,所述通信质量评估模块包括历史评估单元和评估报告单元;
所述历史评估单元用于抽取历史相关数据信息,并进行计算获取相应的平均阈值Q,所述平均阈值Q包括第一阈值Q1和第二阈值Q2,其中,所述第一阈值Q1大于所述平均阈值Q,且所述第二阈值Q2小于所述平均阈值Q。
优选的,所述评估报告单元用于将所述通信质量指数Txzs与所述平均阈值Q进行对比分析,获取通信质量评估报告:
当所述通信质量指数Txzs≤所述第二阈值Q2时,即Txzs≤Q2,获取一级质量评价,表示为当前语言通信异常,此时需要重新连接信号源或者查看终端内麦克风是否受到灰尘的覆盖;
当所述第二阈值Q2<所述通信质量指数Txzs≤所述平均阈值Q时,即Q2<Txzs≤Q2,获取二级质量评价,表示为当前语音通信质量正常,但仍需不断改进并实时保存监测状态;
当所述平均阈值Q<所述通信质量指数Txzs≤所述第一阈值Q1时,即Q<Txzs≤Q2,获取三级质量评价,表示为当前通信质量良好,此时无需额外增添资源措施。
优选的,一种卫星宽带短报文通信的语音通信方法,包括以下步骤,
步骤一、通过大数据采集模块将收集大数据中各地方言文本数据和用户终端语音状态数据信息,并建立语音通信数据集;
步骤二、通过数据处理模块将收集来的相关数据进行检查与识别,并通过无量纲化处理技术将整体数据进行统一化处理;
步骤三、通过建立方言模型模块将对采集来的方言文本数据进行反复的语音识别,并做标记,用户根据所需自行在终端切换方言输入方式;
步骤四、通过语音综合分析模块对语音通信数据集中相关数据信息进行特征提取,并分析计算,获取:环境因子Hjyz、转换系数Zhxs和语音影响系数Yyxs,并将转换系数Zhxs与语音影响系数Yyxs相关联,获取通信质量指数Txzs;
步骤五、通过通信质量评估模块将通信质量指数Txzs与平均阈值Q进行对比分析,以获取通信质量评估报告。
(三)有益效果
本发明提供了一种卫星宽带短报文通信的语音通信方法及系统,具备以下有益效果:
(1)该一种卫星宽带短报文通信的语音通信系统,通过大数据的采集和方言模型的建立,该系统能够有效地适应各个地区的不同口音和方言,这意味着用户可以在多语言环境下更轻松地进行语音通信以及将语音转换成文字,并借助自然语言处理技术和反复训练语音识别,能够进一步提高语音转文字的准确性,用户终端可以根据标记选择所需的方言输入方式,进一步提高了系统的可定制性,减少误解和信息失真的风险;同时通过语音综合分析模块,利用信号强度Xhqd、环境因子Hjyz以及麦克风的灵敏度Lbd等多维因数,实时评估通信质量,有助于提前识别通信问题并采取措施来优化通信质量,从而进一步提供更可靠的语音通信体验。总之,通过对不同方言的识别和标记,任用户选择其一或多个方言输入方式,以便系统进一步精确对语音转换成文字的稳定性,减少信息失真现象。
(2)该一种卫星宽带短报文通信的语音通信系统,通过抽取历史数据并计算平均阈值Q,系统能够自动评估当前通信质量,如果通信质量指数Txzs低于第二阈值Q2,系统将生成一级质量评价,指示出现通信异常,这有助于用户迅速识别问题并采取必要的修复措施,如重新连接信号源或清理麦克风上的灰尘;当通信质量指数Txzs介于第二阈值Q2和平均阈值Q之间时,系统生成二级质量评价,表明通信质量正常,然而系统还继续建议不断改进并实时监测通信状态,鼓励用户对通信系统进行持续性能优化,可能包括信号接收优化或增加带宽,有助于提高通信的效率和可靠性;当通信质量指数Txzs在平均阈值Q和第一阈值Q1之间时,系统生成三级质量评价,表明通信质量良好,这消除了不必要的干预和资源浪费,因为通信质量已被确认为良好;通过历史数据的抽取和分析,系统能够计算平均阈值Q,有助于系统管理员和运营商根据数据进行决策,例如确定何时需要增加带宽或优化信号接收。
(3)该一种卫星宽带短报文通信的语音通信方法,根据上述步骤一至步骤五内容,该方法能够从多个来源收集大量的方言文本数据和用户终端语音状态数据信息,有助于提高系统的多样性和适应性;并且建立方言模型并进行识别训练,用户可以根据需要自行选择终端上的方言输入方式,使语音通信更加个性化和便捷;通过语音综合分析模块,系统可以评估通信质量,考虑到多个因素,有助于进一步评估通信质量指数Txzs,通信质量评估模块能够实时监测通信质量,根据通信质量指数Txzs与平均阈值Q的对比分析,生成通信质量评估报告,这使得用户可以在通信过程中及时了解通信质量,并采取必要的行动来改善或维护通信。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅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做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。
在如今的社会中,通信技术的发展日新月异,人们期望在各种环境中实现高质量的语音通信,无论是在城市中还是偏远的地区,都需要可靠的通信手段,那么这种通信手段正是卫星宽带短报文通信,卫星宽带短报文通信是一种通过卫星连接实现通信的技术,具有全球覆盖和广域网络的特点,特别适用于那些地面基础设施不足的区域。
随着语音通信的不断使用,语音转换成文字也成为了通讯的重要环节。通常,语音通信需要被转录成文字,存在于用户不方便播放语音或者部分用户听力受损的情况下,然而,在多方言的情况下,文本转换质量会有所下降,因此传统的语音转换成文字技术在不同方言或口音的环境中存在一些问题,可能会发生无法进一步准确识别和转录特定地区的方言,导致信息的失真和不准确性,此外,对于语音的通信质量不仅受到语音者传播时周围噪音的影响,还受到用户终端内麦克风的灵敏程度和灰尘的堆积等因数影响,因此,对于语音通信的质量评估还有待提升。
实施例1
请参阅图1,本发明提供一种卫星宽带短报文通信的语音通信系统,包括大数据采集模块、数据处理模块、建立方言模型模块、语音综合分析模块以及通信质量评估模块;
大数据采集模块用于利用大数据技术采集与记录各个地区的方言文本数据,以及用户终端语音状态数据信息,并将方言文本数据和用户终端语音状态数据信息汇总成语音通信数据集;
数据处理模块用于将语音通信数据集中的相关数据信息进行检查与识别并缺失值,依据无量纲化处理技术将处理后的数据信息进行标准化处理,统一单位;
建立方言模型模块用于依据自然语言处理技术建立方言模型,并对其进行反复训练语音识别,将各个地区的方言文本数据进行标记;用户终端根据标记选取所需方言输入方式;
语音综合分析模块用于将预处理后的方言文本数据和用户终端语音状态数据信息进行特征提取,获得信噪比Xzb、回音大小Hyz、灵敏度Lbd、转录时延Zlsy以及语速Ysz,根据用户终端使用卫星宽带通信技术传输语音通信时的周围环境状态,生成环境因子Hjyz,并结合用户终端语音状态数据信息获取语音影响系数Yyxs,将转录时延Zlsy与语速Ysz相关联,获取转换系数Zhxs,将转换系数Zhxs与语音影响系数Yyxs相关联,并经过无量纲处理后,获取通信质量指数Txzs,通信质量指数Txzs通过以下公式获取:
式中,Xhqd表示为信号强度,和分别表示为语音影响系数Yyxs、转换系数
Zhxs和信号强度Xhqd的权重值,其中,,,,且,表示为常数修正系数;
通信质量评估模块通过抽取历史时间轴内的每周、每月或者每季度的用户终端语音状态数据信息,以获取历史数据并利用统计法计算平均值,获得平均阈值Q,并将通信质量指数Txzs与平均阈值Q进行对比分析,获取通信质量评估报告。
本系统运行中,通过大数据的采集和方言模型的建立,该系统能够有效地适应各个地区的不同口音和方言,用户终端可以根据标记选择所需的方言输入方式,进一步提高了系统的可定制性;同时通过语音综合分析模块,利用信号强度Xhqd、环境因子Hjyz以及麦克风的灵敏度Lbd等多维因数,实时评估通信质量,有助于提前识别通信问题并采取措施来优化通信质量,从而进一步提供更可靠的语音通信体验。
实施例2
请参照图1,具体的:大数据采集模块包括大数据单元、语音状态单元和音转字单元;
大数据单元用于采集与记录各个地区的方言文本数据,以及不同方言的语音特点、词汇、语法规则以及文化背景;其中,方言文本数据包括各地方语言文化中不同的音素、声调和音频的频谱,以区分不同方言的声音特征;
语音状态单元用于采集与记录用户终端语音状态数据信息,其中,用户终端语音状态数据信息包括发送者通过语音方式传递信号时周围背景噪音大小、是否有回音、离终端麦克风的距离、声音大小、终端麦克风的灵敏程度、是否在发送前对应选取相应方言的输入方式;
音转字单元用于采集与记录将语音信息转成文字形式时加载速度和时长,以及生成的文字的流畅情况。
数据处理模块包括数据预处理单元;
数据预处理单元用于通过异常检测技术,检查和识别方言文本数据和用户终端语音状态数据信息的丢失情况,并填补缺失值。
上述填补缺失值的方法可以使用插值技术来填补,也可以使用统计方法来填补缺失值,如使用均值、中位数以及众数等统计量来替代缺失值。
建立方言模型模块包括模型建立单元和自行选择单元;
模型建立单元用于通过声学分析检测方言文本数据中音素和发音的差异,依据不同差异区分各地区方言并作标记,并反复对区分开来的方言进行识别训练,建立方言模型;
自行选择单元用于适应不同用户使用的方言文化,用户根据需求选取作标记或区分开来的方言文本数据。
本实施例中,通过大数据单元收集了各个地区的方言文本数据和语音特点,为系统能够支持多元方言做基础,通过语音状态单元采集并记录了用户终端语音状态数据信息,包括背景噪音、回音、声音大小等,以便系统更好地理解通信环境,从而根据具体情况进行优化,通过自行选择单元允许用户根据自己的需求选取标记或区分的方言文本数据,这使得系统能够提供个性化的方言支持,满足用户不同的语音通信偏好,进一步增强了用户友好性和自定义性。
实施例3
请参照图1,具体的:将信噪比Xzb与回音大小Hyz相关联,获取环境因子Hjyz,并经过无量纲处理后,环境因子Hjyz通过以下公式获取:
式中,Spz表示为声频大小,和分别表示为信噪比Xzb、回音大小Hyz和声
频大小Spz的权重值,其中,,,,且,C1表示为常数修正系数。
上述的声频大小Spz通过振幅测量仪进行监测采集获取;信噪比Xzb指的是有用信号与背景噪音之间的比例,并且其通过声级计进行监测获取;
回音大小Hyz指的是在具有反射表面的房间或环境中,声音信号被反射回房间的墙壁、天花板或地板上所产生的回音,并通过麦克风进行捕捉获取。
将环境因子Hjyz与灵敏度Lbd相关联,获取语音影响系数Yyxs,并经过无量纲处理后,语音影响系数Yyxs通过以下公式获取:
式中,Hcl表示为灰尘量,和均表示为权重值,其中,,,且,C2表示为常数修正系数。
上述的灰尘量Hcl指的是麦克风内部堆藏的灰尘量,并通过精密电子天平进行采集获取;灵敏度Lbd指的是麦克风的灵敏程度,在单位声压级条件下产生的输出信号电压或电流的大小,并通过声压级计进行采集获取。
将转录时延Zlsy与语速Ysz相关联,获取转换系数Zhxs,并经过无量纲处理后,转换系数Zhxs通过以下公式获取:
式中,Ylz表示为音量值,和均表示为权重值,其中,,,且,C3表示为常数修正系数。
上述的音量值Ylz指的是语音发送者靠近麦克风发出的声音大小,通过声音传感器进行采集获取;
转录时延Zlsy通常通过使用计时器或计时工具来测量从开始录音转换到文字生成完毕所需的时间;语速Ysz指的是说话者在单位时间内发音的速度,通过语音处理软件和算法来完成,具体的语音处理软件将分析说话者的语音信号,计算出平均每秒的音节或词汇数量,从而估算语速。
本实施例中,通过将噪音、声频大小Spz和灰尘量Hcl等多种因数纳入考虑范围,并根据它们的权重进行调整,可以进一步精确评估通信质量指数Txzs,同时监测和计算环境因子Hjyz、语音影响系数Yyxs以及转换系数Zhxs这些参数有助于系统维护,例如可以检测到麦克风内部的灰尘量过高可以触发清洁维护,以保持设备性能。
实施例4
请参照图1,具体的:通信质量评估模块包括历史评估单元和评估报告单元;
历史评估单元用于抽取历史相关数据信息,并进行计算获取相应的平均阈值Q,平均阈值Q包括第一阈值Q1和第二阈值Q2,其中,第一阈值Q1大于平均阈值Q,且第二阈值Q2小于平均阈值Q。
评估报告单元用于将通信质量指数Txzs与平均阈值Q进行对比分析,获取通信质量评估报告:
当通信质量指数Txzs≤第二阈值Q2时,即Txzs≤Q2,获取一级质量评价,表示为当前语言通信异常,此时需要重新连接信号源或者查看终端内麦克风是否受到灰尘的覆盖,同时也可以使用人工智能技术帮助系统更好地理解和区分语音信号和噪音,以改善通信质量;
当第二阈值Q2<通信质量指数Txzs≤平均阈值Q时,即Q2<Txzs≤Q2,获取二级质量评价,表示为当前语音通信质量正常,但仍需不断改进并实时保存监测状态,也可以优化信号接收或增加带宽;
当平均阈值Q<通信质量指数Txzs≤第一阈值Q1时,即Q<Txzs≤Q2,获取三级质量评价,表示为当前通信质量良好,此时无需额外增添资源措施。
本实施例中,通过历史数据的抽取和分析,系统能够计算平均阈值Q,以便了解以往通信质量的趋势和模式,并且通过历史数据的分析,系统还可以更好地规划和管理通信资源,以适应未来需求;并且将平均阈值Q与通信质量指数Txzs进行对比分析,以获取不同等级的通信质量评估报告,方便采取相应的解决措施。
实施例5
请参照图2,具体的:一种卫星宽带短报文通信的语音通信方法,包括以下步骤,
步骤一、通过大数据采集模块将收集大数据中各地方言文本数据和用户终端语音状态数据信息,并建立语音通信数据集;
步骤二、通过数据处理模块将收集来的相关数据进行检查与识别,并通过无量纲化处理技术将整体数据进行统一化处理;
步骤三、通过建立方言模型模块将对采集来的方言文本数据进行反复的语音识别,并做标记,用户根据所需自行在终端切换方言输入方式;
步骤四、通过语音综合分析模块对语音通信数据集中相关数据信息进行特征提取,并分析计算,获取:环境因子Hjyz、转换系数Zhxs和语音影响系数Yyxs,并将转换系数Zhxs与语音影响系数Yyxs相关联,获取通信质量指数Txzs;
步骤五、通过通信质量评估模块将通信质量指数Txzs与平均阈值Q进行对比分析,以获取通信质量评估报告。
本实施例中,根据上述步骤一至步骤五内容,方法通过大数据采集模块,有助于提高系统的多样性和适应性;通过建立方言模型模块,用户可以根据需要自行选择终端上的方言输入方式;通过语音综合分析模块,系统可以评估通信质量,考虑到环境因素Hjyz、语音影响系数Yyxs和转换系数Zhxs等多个因素,有助于进一步评估通信质量指数Txzs,获取通信质量评估报告。
示例:一个某某用户终端,该用户终端引入了一种卫星宽带短报文通信的语音通信系统,以下是用户终端的示例:
数据采集:信噪比Xzb为32;回音大小Hyz为12;声频大小Spz为6;为0.38;为
0.31;为0.22;C1为2;灵敏度Lbd为75%;灰尘量Hcl为11;为0.40;为0.62;C2为5;转录
时延Zlsy为0.4;语速Ysz为12;音量值Ylz为67;为0.50;为0.36;C3为6;信号强度Xhqd
为89;为0.25;为0.33;为0.49;为4;
通过以上数据,可以进行以下计算:
环境因子Hjyz==14.27;
语音影响系数=463.29;
转换系数=10013.36;
通信质量指数Txzs==113.82;
若平均阈值Q为130,第一阈值Q1为150,第二阈值Q2为120,此时,通信质量指数Txzs≤第二阈值Q2,获取一级质量评价,表示为当前语言通信异常,此时需要重新连接信号源或者查看终端内麦克风是否受到灰尘的覆盖,同时也可以使用人工智能技术帮助系统更好地理解和区分语音信号和噪音,以改善通信质量。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。