林梅++陳益能++李青珉++韋炎明++蘇少問

摘 要：通過對(duì)語(yǔ)音智能系統(tǒng)、中文語(yǔ)音合成系統(tǒng)的分析和研究，結(jié)合各語(yǔ)音系統(tǒng)和播報(bào)系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用語(yǔ)音播報(bào)、語(yǔ)言合成、語(yǔ)言切換、GPS定位等技術(shù)，設(shè)計(jì)了可切換式語(yǔ)言同步播報(bào)旅游解說系統(tǒng)。文中詳細(xì)介紹了解說系統(tǒng)存在的難題及解決方法、系統(tǒng)原理和設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)方法，研究出一款切實(shí)可行的可切換式語(yǔ)言同步播報(bào)旅游解說系統(tǒng)，用以促進(jìn)旅游解說系統(tǒng)向多語(yǔ)言發(fā)展，破除各個(gè)國(guó)家游客在中國(guó)旅游過程中遇到的語(yǔ)言障礙，為游客帶來(lái)真正意義上的智慧旅游。

關(guān)鍵詞：語(yǔ)音播報(bào)；語(yǔ)言合成；語(yǔ)言切換；智慧旅游

中圖分類號(hào)：TP393；F590 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2017）09-00-03

0 引 言

隨著智慧旅游建設(shè)的迅速發(fā)展，人們對(duì)旅游解說系統(tǒng)呈現(xiàn)出高層次的要求。本文通過對(duì)語(yǔ)音與智能系統(tǒng)和中文語(yǔ)音合成系統(tǒng)進(jìn)行研究，再結(jié)合中國(guó)—東盟10PDA互譯系統(tǒng)中文語(yǔ)音合成模塊XF—S4240的優(yōu)勢(shì)[1，2]，得到區(qū)別于傳統(tǒng)解讀播報(bào)系統(tǒng)，適用于多語(yǔ)言潮流的可切換式語(yǔ)言同步播報(bào)旅游解說系統(tǒng)。它由語(yǔ)音合成技術(shù)、互譯技術(shù)、終端機(jī)模擬技術(shù)、定位系統(tǒng)組成，對(duì)傳統(tǒng)解讀系統(tǒng)在語(yǔ)言上有著根本性的補(bǔ)充和發(fā)展。滿足不同國(guó)家的游客在旅游中對(duì)語(yǔ)言的需要，為游客帶來(lái)真正意義上的智能化生活，使游客享受科技進(jìn)步帶來(lái)的便利與舒適。

1 可切換式語(yǔ)言同步播報(bào)旅游解說系統(tǒng)

《鐘永德國(guó)內(nèi)外旅游解說研究進(jìn)展綜述》[3]《張明珠國(guó)內(nèi)外旅游解說系統(tǒng)研究述評(píng)》[4，5]兩篇文章都指出，目前國(guó)內(nèi)大陸地區(qū)對(duì)旅游解說的研究很少，仍處于起步階段，相關(guān)研究較少且多集中于旅游規(guī)劃應(yīng)用方面，概念與理論等研究不足。通過中國(guó)知網(wǎng)可搜索1996年到2016年底有關(guān)旅游解說系統(tǒng)的文章為219篇。國(guó)外解說系統(tǒng)研究起步相對(duì)較早，研究與應(yīng)用較為成熟，涉及案例廣，包括各種類型的公園和保護(hù)區(qū)，及博物館和歷史遺產(chǎn)地；系統(tǒng)還融合了環(huán)境學(xué)，心理學(xué)和行為學(xué)等學(xué)科的理論和方法；擁有專門的解說機(jī)構(gòu)，網(wǎng)站，文獻(xiàn)。但無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外的研究，均未提及關(guān)于可切換式的多語(yǔ)言同步解說系統(tǒng)。目前由TAMOTEC公司開發(fā)的多語(yǔ)言解說介紹系統(tǒng)大部分用于雙層巴士和觀光車，可同時(shí)支持8國(guó)語(yǔ)言，每個(gè)景點(diǎn)都有不同的音頻解說，利用GPS自動(dòng)觸發(fā)來(lái)播報(bào)音頻，實(shí)現(xiàn)8國(guó)語(yǔ)言同時(shí)播報(bào)！這是語(yǔ)言同時(shí)播報(bào)在實(shí)時(shí)系統(tǒng)上運(yùn)用的典型案例。但僅限于在旅游觀光車上運(yùn)用，并沒有實(shí)際運(yùn)用在手機(jī)等其他可移動(dòng)終端上。同時(shí)，TAMOTEO公司開發(fā)的多語(yǔ)言解說系統(tǒng)并未提出本文所述語(yǔ)言的可切換性與同步性。即景區(qū)內(nèi)容播放時(shí)，能實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言的實(shí)時(shí)切換，切換時(shí)，內(nèi)容與上文銜接，且句式相似，內(nèi)容相同，語(yǔ)法正確。

張凌云[5]在《智慧旅游：個(gè)性化定制和智能化公共服務(wù)時(shí)代的來(lái)臨》一文中指出，智慧旅游是基于新一代信息通信技術(shù)（ICT），為滿足游客個(gè)性化需求，提供高品質(zhì)、高滿意度服務(wù)，實(shí)現(xiàn)旅游資源及奢華資源的共享與有效利用的系統(tǒng)化、集約化管理變革。通過安裝智慧旅游系統(tǒng)App，使其應(yīng)用在智能手機(jī)、電腦等多種便捷服務(wù)終端，為廣大民眾提供個(gè)性化服務(wù)。本文談及的可切換式語(yǔ)言同步播報(bào)旅游解說系統(tǒng)，正是基于智慧旅游系統(tǒng)，改進(jìn)了實(shí)時(shí)系統(tǒng)應(yīng)用，添加了語(yǔ)音播報(bào)，語(yǔ)言合成，語(yǔ)言切換等技術(shù)。使得傳統(tǒng)的智慧旅游系統(tǒng)更具有實(shí)時(shí)性、便捷性，實(shí)用性，同時(shí)也更人性化與智能化。這款具有實(shí)時(shí)性的可切換式語(yǔ)言同步播報(bào)旅游解說系統(tǒng)能夠讓各國(guó)游客出行、語(yǔ)言交流更加方便，同時(shí)能讓國(guó)外游客對(duì)我國(guó)風(fēng)土民情、秀麗山河有更深的了解。

2 系統(tǒng)技術(shù)及解決方法

2.1 語(yǔ)言內(nèi)容實(shí)時(shí)播報(bào)

在旅游解說系統(tǒng)中，語(yǔ)言切換是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)，要實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音在旅游過程中突然切換語(yǔ)言并保持語(yǔ)言播報(bào)內(nèi)容與前文一致，且不會(huì)出現(xiàn)內(nèi)容復(fù)讀。這是本項(xiàng)目重點(diǎn)解決的難點(diǎn)之一。隨著科技的發(fā)展，語(yǔ)言轉(zhuǎn)換變得越發(fā)簡(jiǎn)易，通過某些語(yǔ)言轉(zhuǎn)換軟件就能輕松將自己不熟悉的語(yǔ)言轉(zhuǎn)換成熟悉的語(yǔ)言，然而要實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言轉(zhuǎn)換的同時(shí)還要確保轉(zhuǎn)換的內(nèi)容與上文銜接，而且要根據(jù)GPS定位系統(tǒng)的定位信息播報(bào)每個(gè)景點(diǎn)的內(nèi)容，這要求系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性、精確性。對(duì)系統(tǒng)輸入的字節(jié)有一定限制，如果較長(zhǎng)就會(huì)對(duì)系統(tǒng)切換產(chǎn)生延誤，延長(zhǎng)系統(tǒng)的反響速度和反響時(shí)間，實(shí)時(shí)性較差。

2.2 定位系統(tǒng)準(zhǔn)確性

GPS（Global Positioning System，GPS）能在全球范圍內(nèi)進(jìn)行實(shí)時(shí)定位、導(dǎo)航。GPS可以提供車輛定位、防盜、反劫、行駛路線監(jiān)控及呼叫指揮等功能。這款旅游解說系統(tǒng)對(duì)GPS有著非常高的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)論游客處在景區(qū)任何位置，都能進(jìn)行精準(zhǔn)定位，若出現(xiàn)定位錯(cuò)誤，將導(dǎo)致語(yǔ)音播讀錯(cuò)誤。本系統(tǒng)采用移動(dòng)定位服務(wù)，即通過無(wú)線終端（如手機(jī)、PDA等）和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的配合，確定移動(dòng)用戶的實(shí)際位置信息（經(jīng)緯度坐標(biāo)數(shù)據(jù)），同時(shí)輔以WiFi在小范圍定位，可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，為用戶提供所需的與位置和方向相關(guān)的增值服務(wù)。

2.3 交叉系統(tǒng)的融合性

語(yǔ)言合成技術(shù)、語(yǔ)言切換系統(tǒng)、GPS定位系統(tǒng)與人機(jī)交互系統(tǒng)如何互相配合運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)最大程度優(yōu)化，精準(zhǔn)運(yùn)算，為游客提供最好的服務(wù)？就需要語(yǔ)音合成技術(shù)、語(yǔ)言切換系統(tǒng)與GPS定位系統(tǒng)高度準(zhǔn)確配合。GPS定位系統(tǒng)可提供最精準(zhǔn)的地理位置，合成技術(shù)與語(yǔ)言切換技術(shù)之間的交互性必須保持實(shí)時(shí)性，語(yǔ)音播報(bào)系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確播報(bào)景區(qū)的相關(guān)內(nèi)容，即使在切換其他語(yǔ)言時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)保持播報(bào)流暢，使語(yǔ)言播報(bào)內(nèi)容與前文保持一致。

3 系統(tǒng)原理和設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)由GPS定位系統(tǒng)，服務(wù)器，移動(dòng)客戶端組成，結(jié)構(gòu)如圖1所示。

（1）GPS定位系統(tǒng)：由空間部分、地面控制器、用戶接收器（服務(wù)器）組成。

（2）服務(wù)器：由處理器、硬盤、內(nèi)存組成。

（3）播放器：由顯示屏、中央處理器、解碼DSP、輸入輸出控制器組成。

3.2 系統(tǒng)工作原理endprint

可切換式語(yǔ)言同步播報(bào)旅游解說系統(tǒng)主要由手持移動(dòng)終端機(jī)、服務(wù)器、GPS定位系統(tǒng)三個(gè)主要部分組成。當(dāng)用戶手持移動(dòng)手持終端機(jī)進(jìn)入景區(qū)后，景區(qū)會(huì)開放特定的信號(hào)頻道，檢測(cè)到手持終端機(jī)的信號(hào)后，會(huì)自動(dòng)喚醒手持終端機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)。首先，GPS開始對(duì)用戶進(jìn)行定位。GPS利用手機(jī)上的GPS定位模塊將自己的位置信號(hào)發(fā)送到定位后臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)手機(jī)定位，同時(shí)輔以WiFi在小范圍內(nèi)定位的方式來(lái)精準(zhǔn)定位。移動(dòng)端內(nèi)的發(fā)射器會(huì)立即發(fā)射一段頻率給周邊最近的信號(hào)塔，通過信號(hào)塔與景區(qū)內(nèi)部的服務(wù)器連接通過一個(gè)安全協(xié)議進(jìn)行連接（以保護(hù)用戶的個(gè)人信息，保密用戶的個(gè)人資料）。景區(qū)內(nèi)服務(wù)器接收到用戶的需求（包括景區(qū)特色介紹，景區(qū)資料播放，模擬人工導(dǎo)游等功能）就會(huì)在安全協(xié)議下以TXT格式傳送到用戶終端機(jī)（手機(jī)、PDA等），用戶接收到服務(wù)器發(fā)送的信息后，可以通過DSP（數(shù)字信號(hào)處理器）將TXT格式的文件轉(zhuǎn)化為音頻，功放系統(tǒng)隨即輸出音頻，用戶接收該音頻，體驗(yàn)旅游景區(qū)中各個(gè)景點(diǎn)特有的景色。在體驗(yàn)過程中，用戶只需安裝系統(tǒng)就可在移動(dòng)過程中體驗(yàn)可切換式語(yǔ)言同步播報(bào)旅游解說系統(tǒng)帶來(lái)的便捷服務(wù)。

4 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

4.1 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

可切換式語(yǔ)言同步播報(bào)旅游解說系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)主要在于三個(gè)系統(tǒng)的共同運(yùn)行，相互運(yùn)作。語(yǔ)言切換模塊存在于景區(qū)服務(wù)器內(nèi)，用戶選定景區(qū)服務(wù)和某種語(yǔ)言時(shí)，服務(wù)器會(huì)通過信號(hào)發(fā)送三種語(yǔ)言的TXT格式給終端機(jī)，終端機(jī)通過解碼器把格式轉(zhuǎn)化成音頻，音頻會(huì)根據(jù)用戶選定的語(yǔ)言打開相應(yīng)的播放器，如用戶“選擇景區(qū)解說服務(wù)，語(yǔ)言為普通話”。定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)對(duì)用戶進(jìn)行定位，將定位結(jié)果反饋給景區(qū)服務(wù)器，服務(wù)器將景區(qū)某個(gè)位置的語(yǔ)言解讀內(nèi)容通過TXT格式不斷傳輸給終端機(jī)，終端機(jī)通過信號(hào)接收TXT文檔，不斷用DSP（數(shù)字信號(hào)處理器）解碼成音頻格式，通過中文播報(bào)，此時(shí)英文和粵語(yǔ)音頻將被屏蔽，輸出語(yǔ)言只有普通話。假設(shè)用戶“選擇景區(qū)解說服務(wù)，語(yǔ)言為英文”，此時(shí)輸出語(yǔ)言是英文，其他語(yǔ)言會(huì)被屏蔽。無(wú)論選擇哪一種語(yǔ)言進(jìn)行解讀播報(bào)，其余的語(yǔ)言都會(huì)被屏蔽，以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言同步播報(bào)的功能。不僅可使語(yǔ)言播報(bào)的內(nèi)容與前文保持一致，且不會(huì)出現(xiàn)內(nèi)容復(fù)讀。

4.2 語(yǔ)言切換的實(shí)現(xiàn)

語(yǔ)言切換如圖2所示。

語(yǔ)言切換功能的實(shí)現(xiàn)并不難，可利用不同的音頻來(lái)實(shí)現(xiàn)。用戶在游玩時(shí)，選擇某一語(yǔ)言介紹景區(qū)景點(diǎn)時(shí)，終端機(jī)會(huì)發(fā)射信號(hào)到服務(wù)器，同時(shí)GPS開始對(duì)用戶進(jìn)行定位，定位系統(tǒng)將用戶定位信號(hào)發(fā)送給服務(wù)器，服務(wù)器接收兩方信號(hào)后進(jìn)行內(nèi)部數(shù)據(jù)優(yōu)化，將用戶需要的信息通過三條不同的語(yǔ)言頻道傳送到終端機(jī)，終端機(jī)通過解碼器進(jìn)行解壓，外放用戶選擇的語(yǔ)言，傳送聲波給用戶；當(dāng)用戶切換其他語(yǔ)言時(shí)，功放器就屏蔽原來(lái)的語(yǔ)言，使用用戶選定的語(yǔ)言播放，切換過程不超過10 s，既可以保持語(yǔ)言切換的快速性，準(zhǔn)確性，也可以保持語(yǔ)言切換的流暢性。

4.3 服務(wù)器的設(shè)計(jì)及運(yùn)用

服務(wù)器設(shè)計(jì)框圖如圖3所示。

終端機(jī)交互：用戶在終端機(jī)（亦稱人機(jī)交互）發(fā)送指令或需求到服務(wù)器的響應(yīng)端口。用戶通過終端機(jī)交互可獲取景區(qū)內(nèi)的所有景點(diǎn)，包括吃喝玩樂，景點(diǎn)的歷史背景，景點(diǎn)的歷史由來(lái)等。

景區(qū)內(nèi)容數(shù)據(jù)庫(kù)：數(shù)據(jù)庫(kù)包含著景區(qū)內(nèi)部眾多信息，如住宿、美食、景點(diǎn)的歷史背景，景點(diǎn)的歷史由來(lái)，以及景區(qū)的公共服務(wù)點(diǎn)等便民信息，還可以一鍵比價(jià)。該數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)吞吐量存儲(chǔ)性能有較高的要求。

語(yǔ)言儲(chǔ)存區(qū)：語(yǔ)言存儲(chǔ)區(qū)存儲(chǔ)著普通話、英文、粵語(yǔ)，三者之間可相互轉(zhuǎn)換，用戶可根據(jù)自己需要的播報(bào)語(yǔ)言，向終端機(jī)發(fā)送指令。指令到達(dá)后，語(yǔ)言儲(chǔ)存區(qū)依照指令立即更改語(yǔ)言，向終端機(jī)交互傳輸文檔，完成相應(yīng)指令。

GPS定位交互：GPS定位交互是用戶在景區(qū)內(nèi)獲取信息必不可少的插件。用戶一旦進(jìn)入景區(qū)，GPS定位系統(tǒng)將自動(dòng)響應(yīng)，定位用戶位置，把用戶的位置信息通過GPS定位交互發(fā)送到服務(wù)器，服務(wù)器通過云計(jì)算把用戶需要的服務(wù)指令發(fā)送出去，為用戶提供最適用、最便利、最實(shí)用的信息。同時(shí)系統(tǒng)會(huì)根據(jù)定位信息為游客自動(dòng)播報(bào)景點(diǎn)信息及景點(diǎn)歷史由來(lái)。

5 結(jié) 語(yǔ)

智慧旅游的快速發(fā)展是人類進(jìn)步的體現(xiàn)?？汕袚Q式語(yǔ)言同步播報(bào)旅游解說系統(tǒng)是智慧城市、智慧地球的具體表現(xiàn)，它的出現(xiàn)及發(fā)展能夠使得人類在智能化的道路上越走越好，順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。

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