[发明专利]一种基于语音处理的空间环境预报系统

权利要求书

1.一种基于语音处理的空间环境预报系统，其特征在于，所述系统包括：语音识别模块、语义处理模块和预报处理模块；其中，

所述语音识别模块，用于接收预报员按照预设的语法格式发出的语音指令，转换为对应的文本并输入语义处理模块；

所述语义处理模块，用于对文本经文本分词、关键词提取及关联处理，得到匹配的功能命令，进而得到对应的进程通信参数并输入预报处理模块；

所述预报处理模块，用于对进程通信参数进行解析，匹配对应的功能命令，根据功能命令进行预报处理，得到语音指令对应的预报结果；

所述语音识别模块包括语音接收单元、语音识别单元和文本纠错单元；其中，

所述语音接收单元，用于接收预报员按照预设的语法格式发出的语音指令；

所述语音识别单元，用于对语音指令进行预处理，得到观察序列矩阵，输入预先训练好的语音识别模型，得到文本集合，根据隐马尔科夫模型及Viterbi算法寻找全局最优路径，得到语音指令对应的文本；

所述文本纠错单元，用于将文本与预先建立的文本纠错列表进行比对，得到文本纠错列表中的正确指令文本；所述文本纠错列表为错误指令文本与正确指令文本的映射表；

所述语法格式包括第一语法格式和第二语法格式；其中，

所述第一语法格式为：语音指令的内容包括指令表述、时间表述和数据表述；其中，指令表述包括态势呈现和统计分析，时间表述为明确的开始时间和结束时间，或过去的某段时间；数据表述为由预报处理模块处理的目标数据，包括：地磁AP指数、地磁KP指数、太阳辐射指数、同步轨道高能电子通量和同步轨道高能质子通量；

所述第二语法格式为：语音指令的内容包括指令选择和场景表述；其中，指令选择包含跳转、缩放、视角切换、二维三维转换和图表控制；场景表述为预报处理模块的界面菜单名称或导航信息；

所述语义处理模块包括：文本分词单元、关键词提取单元、关联分析单元和进程通信参数匹配输出单元；其中，

所述文本分词单元，用于基于前缀词典进行词图扫描，生成由文本中的文字基于所有可能成词情况所构成的有向无环图，通过动态规划查找最大概率路径，得到基于词频的最大切分组合；对于前缀词典中不包含的词语，采用基于文字成词能力的隐马尔科夫模型及Viterbi算法对词语进行预测，并在结巴分词算法基础上，结合预先建立的空间环境预报用户词典，对文本内容进行分词处理，根据最大切分组合，得到分词结果；

所述关键词提取单元，用于根据分词结果计算词语的词频-逆文档频率，将词频-逆文档频率与预先建立的不常出现词语的权重列表结合，提取权重占比大的词语，从而得到关键词，所述关键词包括指令表述关键词、时间表述关键词、数据表述关键词、指令选择关键词和场景表述关键词；

所述关联分析单元，用于对提取的关键词进行关键词匹配度计算，根据匹配度计算结果得到对应的功能命令；

所述进程通信参数匹配输出单元，用于根据功能命令通信参数映射表，由功能命令得到对应的进程通信参数并输入预报处理模块；

所述关联分析单元的具体处理过程为：

从关键词中选择指令表述关键词或指令选择关键词作为命令动作，根据命令动作的类别对命令动作赋值为dir，当类别为态势呈现，dir=1；当类别为统计分析，dir=2；当类别为场景控制，dir=3；

从关键词中选择时间表述关键词、数据表述关键词或/和场景表述关键词作为命令参数，判断命令参数是否存在，如果存在，则命令参数响应因子β=1，否则β =0；

如果β=1，则再判定命令参数的满足程度，赋值为cis，cis的取值范围为[0,1]，当dir为1或2时，判断时间表述关键词的格式以及数据表述关键词的内容是否正确，若都正确则cis=1，若只有一项正确则cis=1/2，否则为0；当dir=3时，判断场景表述关键词是否正确，若正确，cis=1，否则为0；

根据下式，计算匹配度计算结果Kd为：

Kd=dir+β·cis

由匹配度计算结果Kd得到关联分析结果，从而得到对应的功能命令：当Kd=2，关联分析结果为态势呈现命令，当Kd=3，关联分析结果为统计分析命令，当Kd=4，关联分析结果为场景控制命令，否则，关联分析结果为无对应命令。