[发明专利]民航客机陆空通话语音识别引擎及其应用方法

说明书

本发明属于人工智能语音识别领域，提供一种民航客机陆空通话语音识别引擎及其应用方法，包括通过信号线连接的录音输入设备和计算机，计算机内至少设置地空通话音频分割子系统、人工智能语音识别子系统、预警唤醒语音子系统、声纹确认子系统。应用方法包括：通过录音输入设备输入录音音频，录音音频经过地空通话音频分割子系统进行音频分割；将分割好的音频段输入人工智能语音识别子系统，使音频段转写成文本转写好的文本输入预警唤醒语音子系统进行检索唤醒管检测，保留含有唤醒词语音音频的索引；声纹确认子系统通过预警唤醒词的索引进行飞行员声纹库搜索，返回同一类声纹的航班语音信息；实现对含有特定关键词唤醒语音的飞行员、航班号辨识。

技术领域

本发明属于人工智能语音识别领域，涉及一种语音精准识别，特别是一种民航客机陆空通话语音识别引擎及其应用方法。

背景技术

从21世纪开始，民航业高速发展，每年都会增加大量的飞机、航班，对航空安全和空管保障的要求越来越高。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。管制员通过陆空通话与飞行员直接联系，做出明确的指示，引导飞机安全飞行。然而，由于各种原因，空管人员无法长时间高强度脑力劳动，难免发生人为失误。据统计，人为差错占航空事故的80%，已经成为影响航空安全的重要原因。现有客机冲突事件中，由于塔台管制员遗忘飞机动态，造成严重事故征候（跑道侵入）。陆空通话对于管制员和飞行员都是十分重要的，其指令是否准确将直接影响空中交通安全。因此，引入语音识别方法是必要的，协调的录音等工作来有效的增加空管安全预警的可监测性，最终能够在此根底上促进空管安全预警可靠性和精确性的不断进步，并对监测内容进行逻辑上的判断和处理，避免事故的发生。

从单位对于管制人才的需求与培养来讲，各个管制单位培训和发展管制专业团队，需要长期的岗位培训和教学反馈。因此不论是学校还单位都希望能够提高学生陆空通话水平，可以通过语音识别辅助学员，规范学习准确的空管指令，缩短单位培训时间，达到尽快上岗的目的。

现今，语音识别已经被广泛地应用到各个领域之中，然而面向民航陆空通话的语音识别研究和应用较少，早期主要针对民航管制训练。2001年将语音识别技术应用于DRS航管雷达模拟机，采用了IBM VoiceType，为提高识别性能减少了样本空间，但这种方法仅适用于特定人相关的识别，对非特定人的识别效果较差。2017年使用Kaldi语音开发包并使用DNN-HMM作为声学模型，取得了较好的识别率，但识别场景有限。

民航空中交通管制员（简称管制员）与飞行员管制信息交流的标准专业术语，是指令信息传递的主要通道，其准确性对于保障航空器的飞行安全极其重要。陆空通话的规则有以下特点：

（１）单词发音特殊，如，１读作幺，Ａ读作 ＡＬＰＨＡ；

（２）通话由于管制专业性、地域差异性和人员复杂性，管制语音中存在大量专业名词、独特的地区名称、中英文混杂以及口音差异，这对于语音识别系统而言是一个巨大的挑战。

现有语音识别方法存在以下问题：

1、由于管制语音噪声大，说话速度快，口音众多，普通的通用语音识别系统，对于管制语音只能识别10%到20%的内容，以至于完全无法使用。

2、现有技术没有通过语音识别对机场陆空通话进行实时预警的解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种能够高效、准确的地识别语音指令和复诵，并且能够不断提高准确率的民航客机陆空通话语音识别引擎及其应用方法。