機載電臺話音質(zhì)量評估方法研究與應(yīng)用

摘 要：文章對話音質(zhì)量進行量化分析，利用語音識別技術(shù)，結(jié)合專家打分，形成一套話音質(zhì)量的評判方法，可以實現(xiàn)對話音質(zhì)量的好壞進行評估，并在某型直升機上得到很好的驗證。

關(guān)鍵詞：機載電臺；話音質(zhì)量；定量分析；語音識別

中圖分類號：V243.1 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）12-0137-02

Abstract： In this paper， the voice quality is analyzed quantitatively， and a set of evaluation methods of voice quality is formed by using speech recognition technology and expert scoring， which can be used to evaluate the voice quality and be well verified in a certain helicopter.

Keywords： airborne radios； voice quality； quantitative analysis； voice recognition

1 概述

隨著通信系統(tǒng)技術(shù)的不斷發(fā)展，任務(wù)執(zhí)行能力也越來越重要，越來越綜合，通信系統(tǒng)性能參數(shù)多，設(shè)計復(fù)雜，要求嚴格，如何通過試飛對通信系統(tǒng)功能性能、任務(wù)執(zhí)行能力等進行全面考核和驗證，是值得全面考慮、深入研究的問題。我國通信系統(tǒng)話音質(zhì)量評估技術(shù)還處于初級階段，沒有成熟的評估方法，為了能夠客觀并具有針對性的話音質(zhì)量進行評估，本文依某型直升機平臺開展了機載電臺話音質(zhì)量評估技術(shù)的研究[2]。

2 話音信號質(zhì)量等級的劃分

通信距離是機載電臺的一個重要考核指標，對通信距離是否能達到要求，主要在于在規(guī)定距離內(nèi)塔臺是否能夠清晰辨別飛行員的語音信號。所以，需要在一定范圍內(nèi)對直升機傳出的語音信號質(zhì)量進行評估。

話音質(zhì)量是評定通信設(shè)備或話音傳輸系統(tǒng)傳輸質(zhì)量的指標。話音質(zhì)量的主要品質(zhì)特征參數(shù)有清晰度、可懂度等[6]。

2.1 話音清晰度

話音清晰度是指聽音人正確收聽到被傳送的、相互無聯(lián)系的音節(jié)占總發(fā)送音節(jié)的百分數(shù)，用Bq表示。對漢語而言，習(xí)慣上稱為“單字清晰度”，單字清晰度分為5個質(zhì)量等級，其等級標準見表1。

國外軍用通信一般要求話音清晰度應(yīng)在75%以上

2.2 話音可懂度

話音可懂度是指聽音人聽懂被傳送的、相互無聯(lián)系的漢語句子占總發(fā)送句子的百分數(shù)，用Bk表示。話音可懂度分為5個質(zhì)量等級，其等級標準見表2。

國外軍事通信一般要求話音可懂度應(yīng)在85%以上

2.3 辨識發(fā)音人時間

辨識發(fā)音人時間是指聽音人根據(jù)收聽到的話音正確識別發(fā)音人所需的時間，用Ts表示。辨認時間分為5個質(zhì)量等級，其等級標準見表3。

國外軍用通信一般要求在30s內(nèi)能辨認出發(fā)音人。

2.4 話音質(zhì)量等級標準

話音質(zhì)量是話音清晰度、話音可懂度和辨識發(fā)音人時間的綜合，因此，話音信號的好壞主要由話音質(zhì)量表現(xiàn)出來，話音質(zhì)量大致分為5個等級，軍用通信一般要求話音信號質(zhì)量等級應(yīng)在三級以上，等級標準見表4。

3 語音信號評估

在無法滿足信號足夠強的條件下，用下式計算通信距離：

PR=PT-20logf（MHz）-20logd（km）-LT-LR+GT+GR-LTX filter-32.4 （3-1）

其中PR為接收機靈敏度（非AM模式下不大于-104dBm，AM模式下不大于-106dBm），PT為發(fā)射機功率，d為通信距離，f為工作頻率，LT為機上饋線損耗，LR為地面饋線損耗，LTX filter為機上發(fā)濾波器損耗，LRX filter為機上收濾波器損耗，GT為機載天線增益，GR為地面天線增益[1]。以某型直升機為例，該直升機有效通信距離為500Km，受地球曲面的影響，直升機在飛行高度為3000m時，信號的傳輸效果最好。

經(jīng)過模擬計算，在同一飛行高度下，可以看出，該型直升機話音質(zhì)量與飛行距離成反比；在通信距離一定時，可以看出，隨著飛行高度的增加，話音質(zhì)量越來越好。

為便于衡量話音質(zhì)量的好壞，我們選舉數(shù)碼1、2、3、4、5、6、7、8、9、0這十個數(shù)，分別讀為Yāo（幺）、liǎng（兩）、sān（三）、sì（四）、wǔ（五）、liù（六）、guǎi（拐）、b?。ò耍?、gōu（勾）、dòng（洞），選任意四個為一組，經(jīng)過多次訓(xùn)練，根據(jù)不同的話音質(zhì)量，把話音效果分為5個等級，為確定等級的劃分標準，將主觀評價的認為因素降至最低，聲音樣本判讀之前，成立話音質(zhì)量判讀小組，判讀組成員由至少3名有話音質(zhì)量評判資質(zhì)的人員組成。聲音樣本選定后，使用同一認可的判讀機器，以最佳方式顯示。

在直升機拉距試飛時，選擇直升機由近距向遠距試飛，每飛到一定距離，向塔臺報告任意四個數(shù)字，若塔臺顯示話音質(zhì)量在三級以上，則繼續(xù)向遠離塔臺的方向試飛，直至塔臺顯示話音質(zhì)量在三級以下，則此時的距離即為直升機電臺有效通信距離。如圖1所示。

4 結(jié)束語

本文從直升機拉距工程需要出發(fā)，對機載地臺話音質(zhì)量進行評估，該方法通過一系列試飛驗證，其性能指標滿足要求，該方法現(xiàn)實可行，同時可以擴展到戰(zhàn)斗機、運輸機等其他機型，對后續(xù)相關(guān)工作具有一定的現(xiàn)實指導(dǎo)作用。

參考文獻：

[1]楊勝學(xué)，吳志軍.機載超短波電臺通信距離近問題的分析與排除[J].山東：科技經(jīng)濟導(dǎo)刊，2017：18-19.

[2]王新岱，楊付正.話音質(zhì)量的主觀評估估計方法的研究[J].北京：電視技術(shù)，2013（8）：81-83.

[3]潘昌信，等.通信原理[M].北京：國防工業(yè)出版社出版社，2013.

[4]丁瑾，鐘濤.話音質(zhì)量的一種新的評價方法[J].北京：北京郵電法學(xué)學(xué)報，2013.

[5]高雪.語音識別技術(shù)在人機交互中的應(yīng)用研究[J].北京：北方工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2017.

[6]GJB2763-1996標準名稱：通信設(shè)備話音質(zhì)量等級標準與評測方法[S].

[7]王敏妲.語音識別技術(shù)的研究與發(fā)展[J].北京：微型機與應(yīng)用，2009.