[发明专利]一种陆空通话端点检测方法

说明书

本发明提出了一种陆空通话端点检测方法。首先，对数据进行预处理；然后选用短时能量、短时过零率及谱熵三种特征进行融合获得融合特征；接着，在获得陆空通话音频EZH特征值的基础上，使用结合FINCH聚类的双门限值估计算法对双门限法所需的高低门限值进行估计；最后，利用获得的高低门限值进行双门限法判决，确定陆空通话中语音的开始点和结束点，完成陆空通话的端点检测。

技术领域

本发明涉及航空安全领域，具体为一种陆空通话端点检测方法。

背景技术

航空安全是民用航空运输业的重中之重。陆空通话是民航空中交通管制员和飞行员之间进行交流的主要载体，它以国际民航组织(ICAO)《无线电通话手册》和《中国民用航空无线电通话手册》为依据而制定的，对于飞行安全意义重大。依据统计数据可知，陆空通话错误引起的安全事故占所有安全事故的41％。

目前，对陆空通话的分析大多依赖于人工，需要专业人士承担这项任务。随着陆空通话量的增加，人工负担越来越重，已难以胜任。因此针对陆空通话展开研究，探索自动化与智能化分析陆空通话的方法，研究适用于陆空通话的端点检测方法，端点检测的目的是识别出语音部分和非语音部分，判断语音信号的起点和终点，是说话人识别的前置工作，其准确性对后续说话人识别准确率具有重要影响。

现有语音端点检测的方法主要可分为两大类别：基于声学特征、基于模式识别。其中基于声学特征的方法不仅严重依赖于信号处理的先验知识，而且需要建立在噪声平稳的假设之上，应用范围严重受限，在低信噪、非平稳的噪声场景中效果很差；基于模式识别的方法需要大量的数据作为基础，尤其有监督的深度学习方法需要大量有标记的数据来保证模型的性能，实践难度较大。且由于基于模式识别的方法，需要通过训练建立模型，算法相对繁琐，计算量较大，不利于实时应用。目前仍然没有有效的陆空通话端点检测方法。

发明内容

(一)发明的目的

本发明主要用于检测陆空通话场景下的语音端点。通过选用短时能量、短时过零率及谱熵三种特征进行融合获得融合特征；然后在FINCH聚类算法的基础上设计了双门限值估计方法，从而检测到陆空通话场景下的语音端点。

(二)技术方案

为了实现上述目的，本发明的方法所采用的技术方案是：首先，对数据进行预处理；然后选用短时能量、短时过零率及谱熵三种特征进行融合获得融合特征；接着，在获得陆空通话音频EZH特征值的基础上，使用结合FINCH聚类的双门限值估计算法对双门限法所需的高低门限值进行估计；最后，利用获得的高低门限值进行双门限法判决，确定陆空通话中语音的开始点和结束点，完成陆空通话的端点检测。

选用短时能量、短时过零率及谱熵三种特征进行融合获得融合特征，融合得到的特征拥有更加优秀的抗噪性能，在低信噪比条件下依旧可以对陆空通话的语音和非语音做出区分，且此特征对陆空通话的语音和非语音的变化敏感，也有效解决陆空通话语音短间隔问题。

在FINCH聚类算法的基础上设计了双门限值估计方法，依靠FINCH聚类算法无需超参数的特点，对陆空通话音频的融合特征样本集自适应地估计高低门限值，增强泛化能力。FINCH算法时间复杂度较低，能够快速完成聚类分析，从而保证结合FINCH聚类的双门限值估计方法满足实时性要求。

(三)有益效果

本发明的有益效果为：通过对陆空通话音频信号进行处理，选用不同维度的特征获得融合特征，然后在获得融合特征值的基础上，对双门限法所需要的高低门限值进行估计，最后通过高低门限值进行双门限法判决，从而准确判断出陆空通话语音的端点，为陆空通话的进一步研究提供基础。

附图说明：

图1是面向陆空通话的端点检测技术流程图。

具体实施方式：