[发明专利]基于多目标优化的饱和潜水氦语音解读方法及系统

权利要求书

1. 一种基于多目标优化的饱和潜水氦语音解读方法，包括至少1个潜水员和1个滤波器，所述氦语音解读方法包括如下步骤：

第一阶段——优化滤波器系数

步骤1、选择滤波器结构——选择合适的滤波器作为氦语音解读器的滤波器；

步骤2、构建语言音标库——根据潜水员不同的饱和潜水作业工作语言，构建相应语言的音标库P={P_n}，n=1,2，…，N，N为音标库中音标的个数；

步骤3、构建工作用语字库——根据饱和潜水作业规范要求，构建潜水员饱和潜水作业的工作语言字库W={w_m}，m=1,2，…，M，M为字库中字的个数；

步骤4、生成音标标准语音库——在正常大气压环境下，潜水员i逐个朗读音标库P中的音标P_n获得音标标准语音信号x_i,n(t₁)，i=1,2，…，I，0≤t₁≤T₁，I为潜水员的人数，T₁为音标语音信号的持续时间，并对信号x_i,n(t₁)进行抽样得到x_i,n(t₁)的离散信号x_i,n(k₁)，从而生成音标标准语音库X={x_i,n(k₁)}， k₁=1,2，…，K₁，K₁为音标标准语音离散信号x_i,n(k₁)的序列长度；

步骤5、生成工作字语音库——在正常大气压环境下，潜水员i逐字朗读工作语言字库W中的字获得工作用字语音信号z_i,m(t₂)，0≤t₂≤T₂，T₂为工作用字语音信号的持续时间，并对工作用字语音信号z_i,m(t₂)进行抽样得到z_i,m(t₂)的离散信号z_i,m(k₂)，从而生成工作用字语音库Z={z_i,m(k₂)}，k₂=1,2，…，K₂，K₂为字语音离散信号z_i,m(k₂)的序列长度；

步骤6、生成音标氦语音库——在饱和潜水作业目标深度环境下，潜水员i逐个朗读音标库P中的音标P_n获得音标氦语音信号y_i,n(t₁)，0≤t₁≤T₁，并对信号y_i,n(t₁)进行抽样得信号y_i,n(t₁)的离散信号y_i,n(k₁)，从而生成音标氦语音库Y={y_i,n(k₁) }；

步骤7、确定滤波器冲激响应系数——以潜水员i在目标深度下的氦语音音标信号y_i,n(k₁)为滤波器输入信号，设置潜水员i在该目标深度下的滤波器冲激响应系数h_i(j)，使得滤波器输出信号y_i,n(k₁)*h_i(k₁)与对应的音标标准语音信号x_i,n(k₁)之间的误差最小，其中，j=1,2，…，J，J为滤波器冲激响应系数个数，“*”为卷积运算符号，当k₁J时，h_i(k₁)=0；

第二阶段——氦语音解读

步骤8、标签氦语音——潜水员i下潜至目标深度进行潜水作业，将潜水员i在饱和潜水作业时的工作语音按字逐字进行标签抽样形成氦语音标签信号S={s_l(k₂)}，l=1,2，…，L，L为潜水员i工作氦语音中的字数；

步骤9、令l= 1；

步骤10、校正氦语音——选取与潜水员i及其饱和潜水作业目标深度对应的滤波器冲激响应系数h_i(j)作为滤波器的冲激响应系数，对潜水员i的工作氦语音标签信号s_l(k₂)进行校正，获得校正的氦语音标签信号u_l(k₂)

u_l (k₂)= s_l (k₂)*h_i(k₂)

其中，“*”为卷积运算符号，k₂=1,2，…，K₂，当k₂J时，h_i(k₂)=0；

步骤11、解读氦语音——将校正的氦语音标签信号u_l(k₂)与工作用字语音库Z中的工作用字语音z_i,m(k₂)逐个比较并计算他们之间的误差ε_m，工作用字语音库Z中最小误差所对应的工作用字语音或最小误差所对应的工作用字语音在工作语言字库W中所对应的字作为氦语音的解读输出v_l，同时根据下式更新滤波器系数

h_i(j)= h_i(j)+Δε_b，

其中，Δ为滤波器系数更新步长，ε_b为本步骤计算得到的所述最小误差；

步骤12、输出氦语音——如果l ≥L，则输出解读后的氦语音V={v_l}，完成氦语音解读；否则令l=l+1，返回到步骤10，对氦语音标签信号S余下的字继续进行校正与解读。