面向民航陆空通话的语音识别技术研究

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1、中图分类号：TP391论文编号：102871618-SZ010学科分类号：085211硕士学位论文面向民航陆空通话的语音识别技术研究研究生姓名王佳文专业类别工程硕士专业领域计算机技术指导老师杨群副教授南京航空航天大学研究生院计算机科学与技术学院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofComputerScienceandTechnologyResearchonSpeechRecognitionforCivilAviationRadiotel

2、ephonyAThesisinComputerTechnologybyWangJiawenAdvisedbyAssociateProf.YangQunSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过

3、的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学全日制专业学位硕士学位论文摘要陆空通话是管制员与飞行员之间的通话，是飞行指导过程的核心部分。空中交通管制员由于工作强度大，通话坏境嘈杂，很容易误解听到的语音，从而导致指挥错误，威胁飞行安全。语音自动识别技术可以处理管制语音通话，监测管制员的行为，对由错误指令造成的危险进行早期告警，是保障陆空通话指令的正确理解、减少事故发生的一个重要手段。然而，由

4、于民航陆空通话在发音、语调等方面具有其特殊性，目前通用的语音自动识别技术不能直接使用。另一方面，民航陆空通话的数据具有难以采集和难以标注等特点，识别难度很大。为此，本文在语音自动识别技术面向民航领域里的应用以及提高识别准确率两方面做深入研究。本文首先深入分析民航陆空通话的特点，然后对常用的一些语音识别技术进行改进，使之适用于民航陆空通话的识别，在此基础上，采用深度神经网络、迁移学习和语种识别等技术来解决民航陆空通话语音识别中的关键问题，降低识别的错误率。本文工作具体如下：1.中英文民航路空通话的语种识别研究。首先分析了语种识别的必要性，然后介绍语料库构

5、建的方法，接着在分析比较语种识别相关的模型与方法的基础上，选取适当的模型和方法，提出适用于中英文民航陆空通话的语种识别方法，最后使用中英文民航陆空通话数据构建了语种识别系统并进行了测试和评估。2.基于GMM-HMM的中英文民航陆空通话语音识别研究。首先对民航陆空通话的数据进行分析，然后在卡内基梅隆大学CMUDICT字典和CE-DICT字典基础上，半自动地构建了中文、英文民航陆空通话字典，接着采用GMM-HMM模型分别对民航陆空通话数据训练了声学模型，最后构建了中英文民航陆空通话语音识别系统，并使用测试数据测试了中英文模型的识别率。3.基于深度学习的中英

6、文民航陆空通话的语音识别研究。为了进一步提高语音识别系统的识别率，以深度学习为基础，研究了DNN-HMM的声学建模方法，提出了一种适用于中英文民航陆空通话的DNN网络结构并构建了中英文民航陆空通话语音识别系统，并进行了实验和结果分析。4.基于迁移学习的跨语言深度神经网络声学模型的构建，以及基于深度学习的中英文民航陆空通话语音识别系统的搭建。针对中英文民航陆空通话语料数据量小的缺点，分析比较常用的迁移学习方法，提出了一种新的迁移学习方法，将领域外知识迁移至语料资源少的民航陆空通话语音识别系统中，并在中英文民航陆空通话语音识别系统中进行了实验和识别率的对比

7、分析。关键词：民航陆空通话，语音识别，语种识别，深度学习，迁移学习I面向民航陆空通话的语音识别技术研究ABSTRACTThecivilaviationradiotelephony(RTF),whichisthecommunicationbetweencontrollersandpilots,isthecorepartoftheflightguidanceprocess.However,duetotheheavyworkloadofcontrollersandthenoisyenvironment,misunderstandingsthatcanlead

8、toaccidentsarelikelytakenplace.Therefore,it’san