空管陆空通话英语发音模板设计与应用

摘 要：陆空通话是空中交通管制员从业上岗的基础，也是在日常工作中时刻使用的标准语言。其使用是否标准将直接影响空中交通安全，因此各类专业人员需要不断训练，提高陆空通话能力。文章在陆空通话英语标准发音的基础上，设计发音模板，并进行语音识别，辅助专业人员进行陆空通话英语练习。

关键词：空中交通管理；陸空通话；语音识别；教学辅助

陆空通话具有标准的发音规则，区别于日常用语[1-2]。本文提取陆空通话数据并进行整理，通过MATLAB制作成标准的陆空通话模板。同时针对个体发音需要进行语音比对，测量其标准性，进而可以实现语音识别功能。

1 模板设计的意义

进行语音识别的关键是设计合适的发音模板，依据此模板对个别发音进行评价，评定出发音所代表的含义。空管陆空通话不同于普通的英语，其发音具有明显的行业特点，如字母A的发音不是/ei/而是/a：lf/、B的发音不是/bi：/而是/|brɑ：|v？藜？尬/，因此由于针对性非常强，因此需要根据标准单独制作发音模板，在行业内推广使用。

2 模板提取方法

本文采用陆空通话标准用语教材中的发音作为标准进行参考，一般的录音频率为44k Hz，如字母A的发音振幅如图1（a）所示。虽然原始语音信号精度较高，但是后期实现语音识别的时候，需要对上百句模板进行一一对比，判定最相似的一个为其识别出来的语音，这样算法运行时会耗费大量的时间，实时性难以保证，因此我们对语音模板进行离散取点，通过实验，将其频率降为2000Hz时，依然可以保证识别的准确性，如图1（b）所示。这样，我们对经常使用的字母、数字以及一些常用的陆空通话用语提取了发音模板，其形式为双精度的数字序列。

3 语音识别方法实现

由于所设计的语音模板标准性非常强，其应用就是为了避免日常英语中发音的混淆，因此我们采用最为简单有效的DTW（Dynamic Time Warping，动态时间归整）算法进行语音识别[3-4]。DTW算法是一种衡量两个长度不同的时间序列的相似度的方法，模板的设计便不需要考虑时间的长短，即采样序列的数量，可以有效提高应用的效率。

本文使用MATLAB中DTW工具箱进行模拟仿真，同样以字母A为例输入的语音波形如图2所示。经过DTW算法，其发音与部分字母模板的对照如表1所示，可以看到此发音与模板A的距离最短，为7.1926，识别正确。

4 结束语

本文对陆空通话的标准语音数据进行了整理，提取出发音模板用语课堂辅助训练，通过语音识别方法准确识别具体的发音。项目进一步的研究目标是将模板应用于Android系统中，实现移动端的训练软件开发。

参考文献

[1]刘万凤，胡军，袁伟伟.陆空通话标准用语（英语）的语音指令识别技术研究[J].计算机科学，2013，40（7）：131-137.

[2]王博，李振宇.无线电陆空通话英语特点与教学策略[J].沈阳航空航天大学学报，2010，27（6）：61-64.

[3]韦春丽，霍春宝.基于DTW的语音识别在MATLAB中的实现方法浅析[J].数字技术与应用，2011（12）：184-185.

[4]肖利君.基于DTW模型的孤立词语音识别算法实现研究[D].中南大学，2010.

作者简介：孙禾（1988-），男，助理实验师，研究方向：空中交通管理。