Структурно-аппроксимационные методы распознавания речевых образов и их применение в тренажно-моделирующих системах

• Автор: Синецкий, Роман Михайлович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 217 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ РЕЧЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТРЕНИРОВКОЙ В ТРЕНАЖНОМОДЕЛИРУ ЮЩИХ СИСТЕМАХ

1.1. Характеристика процессов управления сценариями тренировок.

1.2. Модели использования командноречевых интерпретаторов в тренажно

МОДЕЛИРУ ЮЩИХ СИСТЕМАХ

1.3. Анализ современного состояния компьютерных речевых технологий и

ФОРМИРОВАНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К КОМАНДНОРЕЧЕВЫМ ИНТЕРПРЕТАТОРАМ В СОСТАВЕ ТРЕН АЖНОМОДЕЛ ИРУ ЮЩИХ СИСТЕМ

1.4. Анализ современных методов распознавания речевых образов.

1.5. Задача разработки инструментов и технологий построения эталонных

РЕЧЕВЫХ ОБРАЗОВ КОМАНДНОРЕЧЕВЫХ ИНТЕРПРЕТАТОРОВ
1.6. ВЫВОДЫ.
2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ И МЕТОДА СТРУКТУРНОЙ АППРОКСИМАЦИИ И РАСПОЗНАВАНИЯ РЕЧЕВЫХ ОБРАЗОВ.
2.1. Предварительные замечания
2.2. Структурная детерминированность речеобразующих процессов.
2.3. Определение структурных моделей речевых образов
2.4. Математическая постановка задачи синтеза аппроксимационной модели .
2.5. Оптимизационная схема решения задачи синтеза аппроксимационной МОДЕЛИ.
2.6. Синтез аппроксимационных структурных моделей при параметрических представлениях спектров
2.7. Функциональнологическая модель командноречевого интерпретатора.
2.8. Методика построения эталонных моделей речевых образов
2.9. Выводы.
3. РАЗРАБОТКА, ЧИСЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ ОБРАБОТКИ РЕЧЕВЫХ СИГНАЛОВ В КОМАНДНОРЕЧЕВОМ ИНТЕРПРЕТАТОРЕ.
3.1. Характеристика задач исследования.
3.2. Численные соотношения, используемые в алгоритмах цифровой обработки
РЕЧЕВЫХ СИГНАЛОВ
3.3. АЛГОРИТМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ГРАНИЦ РЕЧЕВОГО СИГНАЛА.
3.4. АЛГОРИТМЫ ФОРМИРОВАНИЯ РЕЧЕВЫХ ОБРАЗОВ1
3.5. Разработка и исследование алгоритмов сегментации речевых образов
3.6. Комплексная оценка надежности и вычислительной эффективности командноречевого интерпретатора
3.7. Выводы.
4. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ КОМАНДНОРЕЧЕВОГО ИНТЕРПРЕТАТОРА И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В СОСТАВЕ ТРЕНАЖЕРНЫХ СИСТЕМ.
4.1. Программная реализация командноречевого интерпретатора
4.2. Программная реализация методики настройки эталонов голосовых команд
4.3. Технологические приемы повышения надежносги распознавания речевых сигналов
4.4. Применение командноречевого интерпретатора в составе тренажерных систем
4.5. Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В реальной обстановке подаваемые по селекторной (или другой) связи голосовые команды могут задействовать большую часть экипажа и количество различных смысловых команд может достигать нескольких сотен. Проведение занятий на тренажере осуществляется небольшими по численности группами из состава экипажа, каждая из которых проходит обучение согласно графику. Для , непосредственных участников тренировки создается реалистичная картина, важная часть которой — создание видимости действий другой части экипажа. При этом инструктор подает те же команды, что и в реальных условиях, но часть из них выполняется непосредственно участниками тренировки, а другая (возможно большая) часть должна транслироваться в сигналы управления, подаваемые на исполнительные механизмы или моделирующие компоненты ТМС. Процесс трансляции этих команд состоит в выборе инструктором (при помощи манипулятора «мышь») нужной команды из списка, выводимого на экран монитора. Технологически такая процедура недостаточно удобна, поскольку размерность списка может быть велика, что приводит к лишним затратам времени на поиск требуемой команды в списке и, как следствие, к нарушению темпа тренировки. Для устранения этого недостатка возможно использование КРИ в составе КУ тренажера, как показано на рис. В данном случае инструктор подает в микрофон необходимые команды из полного списка возможных команд, как в реальной ситуации для всего экипажа. Часть этих команд воспринимается и исполняется участниками тренировки, другая часть, адресуемая моделирующим модулям и исполнительным механизмам тренажера, воспринимается микрофоном и поступает в КРИ, который выполняет автоматическое распознавание голосовой команды и формирует список наиболее вероятных команд значительно меньшей размерности по сравнению с полным списком. Выбор из сокращенного списка происходит значительно быстрее, что обеспечивает поддержание нормального темпа тренировки. Рис 1. Схема применения КРИ в составе модуля управления тренировкой. Использованный здесь термин список наиболее вероятных команд имеет следующий смысл. На самом деле, КРИ однозначно распознает голосовую команду с вероятностью распознавания РКРИ, являющейся показателем надежности КРИ. Эта команда выводится первой в сокращенном списке. Расположенные ниже — это те команды, у которых значения параметров эталонных речевых образов оказались наиболее близкими (в порядке убывания критерия близости) к значениям аналогичных параметров речевого образа поданной голосовой команды. Пример 2. Данный пример показывает целесообразность применения голосового управления на ПКУ для устранения таких недостатков графического интерфейса, как дополнительные затраты времени на отыскание нужного формата при перекрывании окон форматов, поиске нужной команды в меню при большой вложенности этого меню и т. На рис. Выход-2», предназначенного для обучения космонавтов выходу в открытый космос с борта орбитальной станции. В обычных условиях сценарий тренировки заранее задан и расписан по времени. Он заложен в БД тренажера и все необходимые изменения обстановки и нештатные ситуации возникают автоматически в заданное время. При необходимости инструктор по ходу тренировки может вмешаться в заранее запланированный сценарий и внести дополнительные условия или нештатные ситуации. Рассмотрим ситуацию, когда инструктор решает подать дополнительную нештатную ситуацию с неисправностью основного насоса скафандра. Для создания этой нештатной ситуации инструктору необходимо открыть формат «Нештатные ситуации скафандров» (см. НшС скафандров»), для чего надо при помощи мыши найти данный формат в меню форматов системы и запустить. Если же формат уже открыт, необходимо найти его среди других форматов на экране монитора. Как видно на рис. Если ПКУ тренажера «Выход-2» оснастить КРИ, и задать голосовую команду для ввода данной нештатной ситуации, например, фразой «Отказ основного насоса скафандра», то инструктору достаточно будет подать в микрофон данную голосовую команду, в ответ от КРИ будет получен запрос на подтверждение, и, при положительном ответе, нештатная ситуация будет введена.