空管陸空通話英語發音模板設計與應用

摘 要：陸空通話是空中交通管制員從業上崗的基礎，也是在日常工作中時刻使用的標準語言。其使用是否標準將直接影響空中交通安全，因此各類專業人員需要不斷訓練，提高陸空通話能力。文章在陸空通話英語標準發音的基礎上，設計發音模板，并進行語音識別，輔助專業人員進行陸空通話英語練習。

關鍵詞：空中交通管理；陸空通話；語音識別；教學輔助

陸空通話具有標準的發音規則，區別于日常用語[1-2]。本文提取陸空通話數據并進行整理，通過MATLAB制作成標準的陸空通話模板。同時針對個體發音需要進行語音比對，測量其標準性，進而可以實現語音識別功能。

1 模板設計的意義

進行語音識別的關鍵是設計合適的發音模板，依據此模板對個別發音進行評價，評定出發音所代表的含義。空管陸空通話不同于普通的英語，其發音具有明顯的行業特點，如字母A的發音不是/ei/而是/a：lf/、B的發音不是/bi：/而是/|brɑ：|v？藜？尬/，因此由于針對性非常強，因此需要根據標準單獨制作發音模板，在行業內推廣使用。

2 模板提取方法

本文采用陸空通話標準用語教材中的發音作為標準進行參考，一般的錄音頻率為44k Hz，如字母A的發音振幅如圖1（a）所示。雖然原始語音信號精度較高，但是后期實現語音識別的時候，需要對上百句模板進行一一對比，判定最相似的一個為其識別出來的語音，這樣算法運行時會耗費大量的時間，實時性難以保證，因此我們對語音模板進行離散取點，通過實驗，將其頻率降為2000Hz時，依然可以保證識別的準確性，如圖1（b）所示。這樣，我們對經常使用的字母、數字以及一些常用的陸空通話用語提取了發音模板，其形式為雙精度的數字序列。

3 語音識別方法實現

由于所設計的語音模板標準性非常強，其應用就是為了避免日常英語中發音的混淆，因此我們采用最為簡單有效的DTW（Dynamic Time Warping，動態時間歸整）算法進行語音識別[3-4]。DTW算法是一種衡量兩個長度不同的時間序列的相似度的方法，模板的設計便不需要考慮時間的長短，即采樣序列的數量，可以有效提高應用的效率。

本文使用MATLAB中DTW工具箱進行模擬仿真，同樣以字母A為例輸入的語音波形如圖2所示。經過DTW算法，其發音與部分字母模板的對照如表1所示，可以看到此發音與模板A的距離最短，為7.1926，識別正確。

4 結束語

本文對陸空通話的標準語音數據進行了整理，提取出發音模板用語課堂輔助訓練，通過語音識別方法準確識別具體的發音。項目進一步的研究目標是將模板應用于Android系統中，實現移動端的訓練軟件開發。

參考文獻

[1]劉萬鳳，胡軍，袁偉偉.陸空通話標準用語（英語）的語音指令識別技術研究[J].計算機科學，2013，40（7）：131-137.

[2]王博，李振宇.無線電陸空通話英語特點與教學策略[J].沈陽航空航天大學學報，2010，27（6）：61-64.

[3]韋春麗，霍春寶.基于DTW的語音識別在MATLAB中的實現方法淺析[J].數字技術與應用，2011（12）：184-185.

[4]肖利君.基于DTW模型的孤立詞語音識別算法實現研究[D].中南大學，2010.

作者簡介：孫禾（1988-），男，助理實驗師，研究方向：空中交通管理。