一种基于语音驱动的测发口令监测系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于语音驱动的测发口令监测系统及方法，采用多线程并发模型，符合预设语法文件结构的语音口令对应的N路音频信号进行循环侦听，每检测到一路音频输入时，记录当前时刻为该音频输入对应的语音口令接收时刻，开启一个语音处理子线程执行如下步骤：(1)、对音频信号进行预处理，消除音频信号中的噪音，对音频信号进行音频分割、波形变换，提取每个字所对应的特征向量，利用该特征向量，结合用户自定义的口令词库，将语音口令转换为口令文字信息并存储；(2)、根据预设的语法文件结构，对口令文字信息进行语义分析，对口令文字信息进行分词并识别出测发口令信息，把测发口令信息转换成状态量。本发明专利技术提升了测发流程的鲁棒性和自动性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于语音驱动的测发口令监测系统和方法
本专利技术涉及一种基于语音驱动的测发口令监测系统和方法，属于语音识别

技术介绍
语音识别的意思是将人说话的内容和意思转换为计算机可读的输入，例如按键、二进制编码或者字符序列等。与说话人的识别不同，后者主要是识别和确认发出语音的人而非其中所包含的内容。语音识别的目的就是让机器听懂人类口述的语言，包括了两方面的含义：第一是逐字逐句听懂而不是转化成书面的语言文字；第二是对口述语言中所包含的命令或请求加以领会，做出正确回应，而不仅仅只是拘泥于所有词汇的正确转换。运载火箭的测发试验流程中，一般采用故障诊断、健康监测系统辅助试验人员监测试验参数、流程状态、设备状态，达到保障预警的目的。现有故障诊断、健康监测系统多采用实时采集设备数据进行判读，系统在测发流程中缺失了对于语音信息的采集和利用，通常是通过人工去听取口令做出判断，在操作过程中难免会由于语音信息传达有误造成问题。因此有必要引入命令词语音识别技术，识别指挥人员口令，并将语音口令转换为文字当人员操作与指挥员口令不一致时可以进行预警提醒，辅助二岗人员对测发流程操作的监督工作；同时将语音信息作为一个输入源提供给全箭健康监测软件，实现基于语音驱动的测发流程监测、设备监测和故障诊断，提升测发流程的鲁棒性和自动性。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种基于语音驱动的测发口令监测系统和方法，通过对测试发射语音口令的采集、处理，实现对测试发射语音信息的识别、存储、监测，提升测发流程的鲁棒性和自动性。本专利技术的技术解决方案是：一种基于语音驱动的测发口令监测方法，其特征在于采用多线程并发模型，符合预设语法文件结构的语音口令对应的N路音频信号进行循环侦听，每检测到一路音频输入时，记录当前时刻为该音频输入对应的语音口令接收时刻，开启一个语音处理子线程，每个语音处理子线程执行如下步骤：(1)、对音频信号进行预处理，消除音频信号中的噪音，对音频信号进行音频分割、波形变换，提取每个字所对应的特征向量，利用每个字所对应的特征向量，结合用户自定义的口令词库，将语音口令转换为口令文字信息并存储至数据库；(2)、根据预设的语法文件结构，对口令文字信息进行语义分析，对口令文字信息进行分词并识别出测发口令信息，把测发口令信息转换成状态量，把状态量及其对应的语音口令接收时刻一并存储至数据库，所述状态量，用于指导相应的操作手对相应的操作设备执行相应的操作动作。2、根据权利要求1所述的一种基于语音驱动的测发口令监测方法，其特征在于所述语法文件结构为：操作手编号|条件操作|操作设备|功能操作|运行操作。3、根据权利要求1所述的一种基于语音驱动的测发口令监测方法，其特征在于所述步骤(1)利用每个字所对应的特征向量，结合用户自定义的口令词库，将语音口令转换为口令文字信息的具体过程为：(1.1)、根据用户自定义的口令词库，将所得到的文字进行组合，生成语音识别树；(1.2)、将语音识别树中每个分支按照语法文件结构进行分解，与用户自定义的口令词库进行匹配，得到每个部分词语的识别置信度，再将每个部分的置信度进行加权平均，即可得到每个分支的置信度；(1.3)、选择置信度最高的分支对应的文字信息作为口令文字信息。4、根据权利要求1所述的一种基于语音驱动的测发口令监测方法，其特征在于所述语音口令按照预设的标准测发流程给出，所述步骤(2)中做完语义分析得到状态量之后，根据该状态量对应的语音口令接收时刻，将该状态量与标准测发流程中的状态量进行比对，如果匹配，则存储，否则，作出异常提示并存储。匹配是指以测发流程开始时刻作为参考，相对于参考时刻相同的时间对应的时刻，状态量相同；5、根据权利要求1所述的一种基于语音驱动的测发口令监测方法，其特征在于所述数据库包括HBase数据库和Redis数据库，其中，当前识别的口令文字信息和健康口令信息存储至Redis数据库，历史口令文字信息和健康口令信息存储至HBase数据库。6、根据权利要求1所述的一种基于语音驱动的测发口令监测系统，其特征在于包括N个终端采集设备和语音识别服务器；其中：N个终端采集设备，分别通过麦克风采集外部输入的语音口令，并将语音口令发送至语音识别服务器；语音识别服务器，采用多线程并发模型，符合预设语法文件结构的语音口令对应的N路音频信号进行循环侦听，每检测到一路语音口令时，将语音口令解码，得到音频输入，记录当前时刻为该音频输入对应的语音口令接收时刻，开启一个语音处理子线程，每个语音处理子线程调用语音处理模块，进行语音识别和语义识别处理，实现健康口令发射和监测。7、根据权利要求5所述的一种基于语音驱动的测发口令监测系统，其特征在于所述语音处理模块包括语音预处理模块、语音识别模块、语义识别模块和识别结果存储模块；语音预处理模块，对音频信号进行预处理，消除音频信号中的噪音，对音频信号进行音频分割、波形变换，每个字所对应的特征向量；语音识别模块，利用每个字所对应的特征向量，结合用户自定义的口令词库，识别出语音口令，将语音口令转换为口令文字信息并发送至识别结果存储模块；语义识别模块，根据预设的语法文件结构，对口令文字信息进行语义分析，对口令文字信息进行分词并识别出测发口令信息，把测发口令信息转换成状态量并存储至数据库，所述状态量，用于指导相应的操作手对相应的操作设备执行相应的操作动作；识别结果存储模块，将当前识别的口令文字信息和健康口令信息存储至Redis数据库，历史口令文字信息和健康口令信息存储至HBase数据库，根据识别的口令文字信息和健康口令信息，记录详细语音口令日志，实现对语音口令的实时监测和历史信息查询，查询结果包括识别时间、识别内容、语音分词结果、原始音频信息，根据该状态量对应的语音口令接收时刻，将该状态量与标准测发流程中的状态量进行比对，如果匹配，则存储，否则，作出异常提示并存储。8、根据权利要求5所述的一种基于语音驱动的测发口令监测系统，其特征在于所述预设的语法文件结构为：操作手编号|条件操作|操作设备|功能操作；其中：所述测发口令信息包括操作手编号、操作动作、操作设备，9、根据权利要求5所述的一种基于语音驱动的测发口令监测系统，其特征在于所述语音识别服务器采用CentOS7.0操作系统实现。10、根据权利要求6所述的一种基于语音驱动的测发口令监测系统，其特征在于语音识别模块步骤(1)中转换成口令文字信息的具体步骤为：(1.1)、根据用户自定义的口令词库，将所得到的文字进行组合，生成语音识别树；(1.2)、将语音识别树中每个分支按照语法文件结构进行分解，与用户自定义的口令词库进行匹配，得到每个部分词语的识别置信度，再将每个部分的置信度进行加权平均，即可得到每个分支的置信度；(1.3)、选择置信度最高的分支对应的文字信息作为口令文字信息。本专利技术与现有技术相比的有益效果是：(1)、本专利技术利用识别出的指令与标准流程做匹配，综合历史参数，对异常报警。(2)、设计了一种表征复杂指令的语法文件结构，能覆盖测发流程的指令，实现语义分词。(3)、本专利技术的语法文件结构中操作手编号，考虑，用于识别不同的音频来源。(4)、本专利技术将测发口令信息转换成状态量，节约了存储空间，提升了查询效率；(5)、根据本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于语音驱动的测发口令监测方法，其特征在于采用多线程并发模型，符合预设语法文件结构的语音口令对应的N路音频信号进行循环侦听，每检测到一路音频输入时，记录当前时刻为该音频输入对应的语音口令接收时刻，开启一个语音处理子线程，每个语音处理子线程执行如下步骤：(1)、对音频信号进行预处理，消除音频信号中的噪音，对音频信号进行音频分割、波形变换，提取每个字所对应的特征向量，利用每个字所对应的特征向量，结合用户自定义的口令词库，将语音口令转换为口令文字信息并存储至数据库；(2)、根据预设的语法文件结构，对口令文字信息进行语义分析，对口令文字信息进行分词并识别出测发口令信息，把测发口令信息转换成状态量，把状态量及其对应的语音口令接收时刻一并存储至数据库，所述状态量，用于指导相应的操作手对相应的操作设备执行相应的操作动作。

【技术特征摘要】
1.一种基于语音驱动的测发口令监测方法，其特征在于采用多线程并发模型，符合预设语法文件结构的语音口令对应的N路音频信号进行循环侦听，每检测到一路音频输入时，记录当前时刻为该音频输入对应的语音口令接收时刻，开启一个语音处理子线程，每个语音处理子线程执行如下步骤：(1)、对音频信号进行预处理，消除音频信号中的噪音，对音频信号进行音频分割、波形变换，提取每个字所对应的特征向量，利用每个字所对应的特征向量，结合用户自定义的口令词库，将语音口令转换为口令文字信息并存储至数据库；(2)、根据预设的语法文件结构，对口令文字信息进行语义分析，对口令文字信息进行分词并识别出测发口令信息，把测发口令信息转换成状态量，把状态量及其对应的语音口令接收时刻一并存储至数据库，所述状态量，用于指导相应的操作手对相应的操作设备执行相应的操作动作。2.根据权利要求1所述的一种基于语音驱动的测发口令监测方法，其特征在于所述语法文件结构为：操作手编号|条件操作|操作设备|功能操作|运行操作。3.根据权利要求1所述的一种基于语音驱动的测发口令监测方法，其特征在于所述步骤(1)利用每个字所对应的特征向量，结合用户自定义的口令词库，将语音口令转换为口令文字信息的具体过程为：(1.1)、根据用户自定义的口令词库，将所得到的文字进行组合，生成语音识别树；(1.2)、将语音识别树中每个分支按照语法文件结构进行分解，与用户自定义的口令词库进行匹配，得到每个部分词语的识别置信度，再将每个部分的置信度进行加权平均，即可得到每个分支的置信度；(1.3)、选择置信度最高的分支对应的文字信息作为口令文字信息。4.根据权利要求1所述的一种基于语音驱动的测发口令监测方法，其特征在于所述语音口令按照预设的标准测发流程给出，所述步骤(2)中做完语义分析得到状态量之后，根据该状态量对应的语音口令接收时刻，将该状态量与标准测发流程中的状态量进行比对，如果匹配，则存储，否则，作出异常提示并存储。匹配是指以测发流程开始时刻作为参考，相对于参考时刻相同的时间对应的时刻，状态量相同。5.根据权利要求1所述的一种基于语音驱动的测发口令监测方法，其特征在于所述数据库包括HBase数据库和Redis数据库，其中，当前识别的口令文字信息和健康口令信息存储至Redis数据库，历史口令文字信息和健康口令信息存储至HBase数据库。6.根据权利要求1所述的一种基于语音驱动的测发口令监测系统，其特征在于包括N个终端采集设备和语音识别服务器；其中：N个终端采集设备，分别通过麦克风采集外部输入的语音口令，并将语音口...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱骋，王伟，李璨，卢頔，汪文明，徐昊，张学英，易航，李东，王珏，杨虎军，娄路亮，宋跃忠，胡元威，王晔，
申请(专利权)人：北京宇航系统工程研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11