一种高校虚拟辅导员智能语音对话系统的设计与实现

曾旎　郑世珏　周骏　朱峰

摘要：随着时代的进步，语音技术已经变成一门综合人类智能各项领域的技术。实现人与机器之间的自然通信是当今科学技术发展的主流，通过介绍语音识别与合成技术，嵌入以语音交互为核心的科大迅飞人工智能开放平台，以高校学生思想政治教育与校园生活建设为背景，设计出符合高校辅导员与学生之间的语音对话库，实现了Web端与手机APP端上的高校虚拟辅导员的语音对话系统，进一步实现在教育行业突破性应用，推进高校教育事业。

关键词：高校虚拟辅导员；语音识别与合成；语音对话；语音数据库

随着移动互联网技术的快速发展，尤其是语音技术的发展，人们更希望通过采取语音对话这样更加自然的方式去获取信息，达到对话交流的效果。高校辅导员作为高等学校教师队伍的重要组成部分，是高等学校从事德育工作，引导和陪伴大学生健康成长的骨干力量，也是大学生进行学风建设、日常管理的有力力量。

在20世纪50年代，美国AT&TBell实验室研究出了可以识别十个英文数字的Audry语音识别系统，打开了语音研究领域的大门。20世纪60年代，随着人工网络的引入，打开了语音识别的新思维，而其中的线性预测编码LinearPredictive Coding（LPC）和动态时间弯折Dynamic Time Warp两大技术更是奠定了神经网络在语音识别中的地位；美国佛罗里达州立大学教授贝勒从事RITL虚拟教师创新技术研究（Research of Innovative Technologies for Learning）。在國内以中科院自动化所、哈尔滨工业大学、科大讯飞等为代表的一流大学和机构在语音研究中也投入相当多的研究精力。正是因为语音技术的发展，“虚拟人”概念应运而生。清华大学研究基于人工智能情感的机器人控制体系以及浙江大学研究的虚拟人物构造，由此可见，对虚拟人方面的研究正不断深入，从而奠定了本系统的开发基础。

本文通过研究语音识别与合成技术，嵌入科大讯飞提供的API作为支撑，采用Android移动开发技术，将语音识别与合成技术应用到当今高校教育中，打破传统人机交互模式，实现了高校虚拟辅导员智能语音对话系统，使得高校辅导员的工作以及高校学生的培养更加人性化，极大减轻我国高校辅导员作为大学生思想上的引路人、生活中的关心人、学习上的指导者、心理上的疏导者繁重的工作任务。

1.系统的相关技术

1.1科大迅飞语音API

科大讯飞作为我国最大的智能语音技术提供商，在语音的发展过程中起到了举足轻重的作用。科大讯飞提供了语音开发过程中使用整合的API（API，Application ProgrammingInterface）接口。在实际的项目应用中，良好的编程接口设计可以使降低系统各部分的相互依赖，提高内存单元的内聚性，降低单元间的耦合度，从而提高系统的维护性和扩展性。科大讯飞APl的功能十分强大，其特色是与AJAX、JavaScript、XML或JSON等技术相结合。在我们的研究中，选用了科大讯飞API作为系统语音识别与转换技术支持部分，并将科大讯飞语音识别嵌入到本系统中，通过网络直接对科大迅飞平台进行访问，调用其API数据库，高效地实现了文字与语音之间的灵活转化，减轻编程负担。