可切换式语言同步播报旅游解说系统研究与设计

林梅++陈益能++李青珉++韦炎明++苏少问

摘 要：通过对语音智能系统、中文语音合成系统的分析和研究，结合各语音系统和播报系统优势，应用语音播报、语言合成、语言切换、GPS定位等技术，设计了可切换式语言同步播报旅游解说系统。文中详细介绍了解说系统存在的难题及解决方法、系统原理和设计及实现方法，研究出一款切实可行的可切换式语言同步播报旅游解说系统，用以促进旅游解说系统向多语言发展，破除各个国家游客在中国旅游过程中遇到的语言障碍，为游客带来真正意义上的智慧旅游。

关键词：语音播报；语言合成；语言切换；智慧旅游

中图分类号：TP393；F590 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2017）09-00-03

0 引 言

隨着智慧旅游建设的迅速发展，人们对旅游解说系统呈现出高层次的要求。本文通过对语音与智能系统和中文语音合成系统进行研究，再结合中国—东盟10PDA互译系统中文语音合成模块XF—S4240的优势[1，2]，得到区别于传统解读播报系统，适用于多语言潮流的可切换式语言同步播报旅游解说系统。它由语音合成技术、互译技术、终端机模拟技术、定位系统组成，对传统解读系统在语言上有着根本性的补充和发展。满足不同国家的游客在旅游中对语言的需要，为游客带来真正意义上的智能化生活，使游客享受科技进步带来的便利与舒适。

1 可切换式语言同步播报旅游解说系统

《钟永德国内外旅游解说研究进展综述》[3]《张明珠国内外旅游解说系统研究述评》[4，5]两篇文章都指出，目前国内大陆地区对旅游解说的研究很少，仍处于起步阶段，相关研究较少且多集中于旅游规划应用方面，概念与理论等研究不足。通过中国知网可搜索1996年到2016年底有关旅游解说系统的文章为219篇。国外解说系统研究起步相对较早，研究与应用较为成熟，涉及案例广，包括各种类型的公园和保护区，及博物馆和历史遗产地；系统还融合了环境学，心理学和行为学等学科的理论和方法；拥有专门的解说机构，网站，文献。但无论是国内还是国外的研究，均未提及关于可切换式的多语言同步解说系统。目前由TAMOTEC公司开发的多语言解说介绍系统大部分用于双层巴士和观光车，可同时支持8国语言，每个景点都有不同的音频解说，利用GPS自动触发来播报音频，实现8国语言同时播报！这是语言同时播报在实时系统上运用的典型案例。但仅限于在旅游观光车上运用，并没有实际运用在手机等其他可移动终端上。同时，TAMOTEO公司开发的多语言解说系统并未提出本文所述语言的可切换性与同步性。即景区内容播放时，能实现语言的实时切换，切换时，内容与上文衔接，且句式相似，内容相同，语法正确。

张凌云[5]在《智慧旅游：个性化定制和智能化公共服务时代的来临》一文中指出，智慧旅游是基于新一代信息通信技术（ICT），为满足游客个性化需求，提供高品质、高满意度服务，实现旅游资源及奢华资源的共享与有效利用的系统化、集约化管理变革。通过安装智慧旅游系统App，使其应用在智能手机、电脑等多种便捷服务终端，为广大民众提供个性化服务。本文谈及的可切换式语言同步播报旅游解说系统，正是基于智慧旅游系统，改进了实时系统应用，添加了语音播报，语言合成，语言切换等技术。使得传统的智慧旅游系统更具有实时性、便捷性，实用性，同时也更人性化与智能化。这款具有实时性的可切换式语言同步播报旅游解说系统能够让各国游客出行、语言交流更加方便，同时能让国外游客对我国风土民情、秀丽山河有更深的了解。

2 系统技术及解决方法

2.1 语言内容实时播报

在旅游解说系统中，语言切换是一个技术难点，要实现语音在旅游过程中突然切换语言并保持语言播报内容与前文一致，且不会出现内容复读。这是本项目重点解决的难点之一。随着科技的发展，语言转换变得越发简易，通过某些语言转换软件就能轻松将自己不熟悉的语言转换成熟悉的语言，然而要实现语言转换的同时还要确保转换的内容与上文衔接，而且要根据GPS定位系统的定位信息播报每个景点的内容，这要求系统具有实时性、准确性、精确性。对系统输入的字节有一定限制，如果较长就会对系统切换产生延误，延长系统的反响速度和反响时间，实时性较差。

2.2 定位系统准确性

GPS（Global Positioning System，GPS）能在全球范围内进行实时定位、导航。GPS可以提供车辆定位、防盗、反劫、行驶路线监控及呼叫指挥等功能。这款旅游解说系统对GPS有着非常高的技术标准，无论游客处在景区任何位置，都能进行精准定位，若出现定位错误，将导致语音播读错误。本系统采用移动定位服务，即通过无线终端（如手机、PDA等）和无线网络的配合，确定移动用户的实际位置信息（经纬度坐标数据），同时辅以WiFi在小范围定位，可实现精准定位，为用户提供所需的与位置和方向相关的增值服务。

2.3 交叉系统的融合性

语言合成技术、语言切换系统、GPS定位系统与人机交互系统如何互相配合运行，实现最大程度优化，精准运算，为游客提供最好的服务？就需要语音合成技术、语言切换系统与GPS定位系统高度准确配合。GPS定位系统可提供最精准的地理位置，合成技术与语言切换技术之间的交互性必须保持实时性，语音播报系统能够准确播报景区的相关内容，即使在切换其他语言时，系统应保持播报流畅，使语言播报内容与前文保持一致。

3 系统原理和设计

3.1 系统设计

系统由GPS定位系统，服务器，移动客户端组成，结构如图1所示。

（1）GPS定位系统：由空间部分、地面控制器、用户接收器（服务器）组成。

（2）服务器：由处理器、硬盘、内存组成。

（3）播放器：由显示屏、中央处理器、解码DSP、输入输出控制器组成。

3.2 系统工作原理endprint

可切换式语言同步播报旅游解说系统主要由手持移动终端机、服务器、GPS定位系统三个主要部分组成。当用户手持移动手持终端机进入景区后，景区会开放特定的信号频道，检测到手持终端机的信号后，会自动唤醒手持终端机进入工作状态。首先，GPS开始对用户进行定位。GPS利用手机上的GPS定位模块将自己的位置信号发送到定位后台来实现手机定位，同时辅以WiFi在小范围内定位的方式来精准定位。移动端内的发射器会立即发射一段频率给周边最近的信号塔，通过信号塔与景区内部的服务器连接通过一个安全协议进行连接（以保护用户的个人信息，保密用户的个人资料）。景区内服务器接收到用户的需求（包括景区特色介绍，景区资料播放，模拟人工导游等功能）就会在安全协议下以TXT格式传送到用户终端机（手机、PDA等），用户接收到服务器发送的信息后，可以通过DSP（数字信号处理器）将TXT格式的文件转化为音频，功放系统随即输出音频，用户接收该音频，体验旅游景区中各个景点特有的景色。在体验过程中，用户只需安装系统就可在移动过程中体验可切换式语言同步播报旅游解说系统带来的便捷服务。

4 系统的实现

4.1 系统的实现

可切换式语言同步播报旅游解说系统的实现主要在于三个系统的共同运行，相互运作。语言切换模块存在于景区服务器内，用户选定景区服务和某种语言时，服务器会通过信号发送三种语言的TXT格式给终端机，终端机通过解码器把格式转化成音频，音频会根据用户选定的语言打开相应的播放器，如用户“选择景区解说服务，语言为普通话”。定位系统实时对用户进行定位，将定位结果反馈给景区服务器，服务器将景区某个位置的语言解读内容通过TXT格式不断传输给终端机，终端机通过信号接收TXT文档，不断用DSP（数字信号处理器）解码成音频格式，通过中文播报，此时英文和粤语音频将被屏蔽，输出语言只有普通话。假设用户“选择景区解说服务，语言为英文”，此时输出语言是英文，其他语言会被屏蔽。无论选择哪一种语言进行解读播报，其余的语言都会被屏蔽，以实现语言同步播报的功能。不仅可使语言播报的内容与前文保持一致，且不会出现内容复读。

4.2 语言切换的实现

语言切换如图2所示。

语言切换功能的实现并不难，可利用不同的音频来实现。用户在游玩时，选择某一语言介绍景区景点时，终端机会发射信号到服务器，同时GPS开始对用户进行定位，定位系统将用户定位信号发送给服务器，服务器接收两方信号后进行内部数据优化，将用户需要的信息通过三条不同的语言频道传送到终端机，终端机通过解码器进行解压，外放用户选择的语言，传送声波给用户；当用户切换其他语言时，功放器就屏蔽原来的语言，使用用户选定的语言播放，切换过程不超过10 s，既可以保持语言切换的快速性，准确性，也可以保持语言切换的流畅性。

4.3 服务器的设计及运用

服务器设计框图如图3所示。

终端机交互：用户在终端机（亦称人机交互）发送指令或需求到服务器的响应端口。用户通过终端机交互可获取景区内的所有景点，包括吃喝玩乐，景点的历史背景，景点的历史由来等。

景区内容数据库：数据库包含着景区内部众多信息，如住宿、美食、景点的历史背景，景点的历史由来，以及景区的公共服务点等便民信息，还可以一键比价。该数据库对吞吐量存储性能有较高的要求。

语言储存区：语言存储区存储着普通话、英文、粤语，三者之间可相互转换，用户可根据自己需要的播报语言，向终端机发送指令。指令到达后，语言储存区依照指令立即更改语言，向终端机交互传输文档，完成相应指令。

GPS定位交互：GPS定位交互是用户在景区内获取信息必不可少的插件。用户一旦进入景区，GPS定位系统将自动响应，定位用户位置，把用户的位置信息通过GPS定位交互发送到服务器，服务器通过云计算把用户需要的服务指令发送出去，为用户提供最适用、最便利、最实用的信息。同时系统会根据定位信息为游客自动播报景点信息及景点历史由来。

5 结 语

智慧旅游的快速发展是人类进步的体现。可切换式语言同步播报旅游解说系统是智慧城市、智慧地球的具体表现，它的出现及发展能够使得人类在智能化的道路上越走越好，顺应时代的发展。

参考文献

[1]邓力.中国—东盟10国PDA互译系统的研发[J].电脑知识与技术：学术交流， 2007，3（18）：1624-1625.

[2]张辉.中文语音合成模块XF-S4240在导航终端中的应用[J].单片机与嵌入式系统应用， 2008（1）：43-45.

[3]钟永德，罗芬.国内外旅游解说研究进展综述[J].世界地理研究，2006，15（4）：87-93.

[4]張明珠，卢松，刘彭和，等.国内外旅游解说系统研究述评[J].旅游学刊，2008，23（1）：91-96.

[5]张凌云.智慧旅游：个性化定制和智能化公共服务时代的来临[J].旅游学刊，2012，27（2）：3-5.

[6]翟鸿雁.智慧旅游平台的研究与设计[J].物联网技术，2014，4（11）：73-75.

[7]陈静娴，许文雕，连雁平.物联网技术在武夷智慧旅游中的应用研究[J].物联网技术，2014，4（7）：69-72.

[8]梁莺莺.生态旅游区环境解说系统规划与设计研究[D].北京：北京交通大学，2008.endprint