摘 要： 設(shè)計和實現(xiàn)了一款基于Android的語音排隊系統(tǒng)。系統(tǒng)包括語音呼叫終端（Android系統(tǒng)）和醫(yī)生控制端（基于Windows）兩部分，它們之間通過Socket進行呼叫通信。系統(tǒng)很好地實現(xiàn)了兩個終端之間的通信并實現(xiàn)語音呼叫，具有較強的實用價值和開發(fā)指導意義。
關(guān)鍵詞： 語音呼叫；Android系統(tǒng)；TTS語音合成；排隊系統(tǒng)
自2007年Google推出開源手機操作系統(tǒng)Android[1]以來，Android的應(yīng)用開發(fā)一時風靡全球，各高科技領(lǐng)域應(yīng)用都在向Android進軍[2]，各種基于Android系統(tǒng)的設(shè)備層出不窮。Android的盛行取決于其獨特的優(yōu)勢：（1）開放性，Android是一款基于Linux內(nèi)核的開源系統(tǒng)，對第三方應(yīng)用開發(fā)完全開放，開發(fā)人員具有較大的自由度[3]；（2）易開發(fā)，Android應(yīng)用程序的開發(fā)采用Java語言，通過應(yīng)用框架層提供的API[4]，使開發(fā)簡單、周期短；（3）免授權(quán)費，Android一直采用免授權(quán)費的策略，這讓所有手持設(shè)備廠商都可以選擇Android系統(tǒng)，這也是Android如此流行的很大原因之一，因為對這些廠商來說，采用安卓系統(tǒng)能夠帶來比WinCE更多的利潤。
排隊系統(tǒng)（或稱排隊機）是一種綜合運用計算機、網(wǎng)絡(luò)、多媒體、通信控制的高新技術(shù)產(chǎn)品，以取代各類服務(wù)性窗口傳統(tǒng)的由顧客站立排隊的方式，改由計算機系統(tǒng)代替客戶進行排隊。該系統(tǒng)適用于各類窗口服務(wù)行業(yè)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于金融、醫(yī)院、電信以及各級政府對外服務(wù)窗口等行業(yè)[5]。雖然現(xiàn)在市場上已經(jīng)出現(xiàn)各種各樣的語音呼叫終端，但Android的出現(xiàn)及其廣泛應(yīng)用，特別是Android系統(tǒng)設(shè)備的普及化，使得設(shè)備成本大大下降，開發(fā)一個基于Android系統(tǒng)的語音呼叫系統(tǒng)很有實用意義。
1 現(xiàn)有語音排隊系統(tǒng)綜述
隨著語音合成技術(shù)的發(fā)展，語音排隊系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展很多年了，目前的語音呼叫系統(tǒng)中，根據(jù)系統(tǒng)的組成，可以分為兩種應(yīng)用類型：單純語音呼叫盒和帶顯示屏的語音呼叫系統(tǒng)。
其中語音呼叫盒通常由語音芯片合成聲音，多應(yīng)用于銀行、郵政之類的集中排隊叫號服務(wù)，這種盒子合成的聲音比較慢，聽起來一頓一頓的，用戶感覺差，隨著語音芯片技術(shù)的提高，以后有望做到一個更好的水平。
語音呼叫系統(tǒng)除了一個聲音呼叫以外，還帶有一個顯示終端，終端會顯示當前叫號人員甚至下一個排隊者的姓名或其他信息，通常用于醫(yī)院等較為分散的排隊叫號服務(wù)，方便用戶在沒有聽到聲音時看到排隊信息。語音的屏顯功能，有的直接后臺帶電腦主機，這樣構(gòu)成的成本較高；還有的利用分屏技術(shù)進行分屏顯示，但總體下來成本也不低。
總體而言，目前主要利用語音芯片合成聲音的較多，隨著語音呼叫的需求發(fā)展，需要更多發(fā)展真人語音合成服務(wù)，但受限于語音合成芯片的資源限制，從長遠來看，需要將電腦級的語音合成技術(shù)帶入到語音排隊系統(tǒng)中。而目前的語音呼叫系統(tǒng)由于技術(shù)上的原因成本過高。隨著Android設(shè)備的發(fā)展，有很多顯示終端已經(jīng)內(nèi)置了Android系統(tǒng)，特別是Android系統(tǒng)對TTS語音合成的支持標準化，為開發(fā)新一代呼叫系統(tǒng)提供了可能，同時由于單一設(shè)備實現(xiàn)了顯示與語音呼叫，有效地降低了設(shè)備成本。
2 基于Android系統(tǒng)的語音呼叫優(yōu)勢
TTS（Text To Speech），即“從文本到語音”，是人機對話的一部分，讓計算機能夠說話。它是同時運用語言學和心理學的杰出之作，在內(nèi)置芯片的支持下，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計，把文字智能地轉(zhuǎn)化為自然語音流。TTS技術(shù)對文本文件進行實時轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時間之短可以秒計算。在其特有智能語音控制器作用下，文本輸出的語音音律流暢，使得聽者在聽取信息時感覺自然，毫無機器語音輸出的冷漠與生澀感。TTS語音合成技術(shù)即將覆蓋國標一、二級漢字，具有英文接口，自動識別中、英文，支持中英文混讀。所有聲音采用真人普通話為標準發(fā)音，實現(xiàn)了120~150個漢字/s的快速語音合成，朗讀速度達3~4個漢字/s，使用戶可以聽到清晰悅耳的音質(zhì)和連貫流暢的語調(diào)。
基于Android系統(tǒng)的語音呼叫有以下技術(shù)優(yōu)勢：
（1）軟件優(yōu)勢。Android1.6版本及之后的系統(tǒng)都默認安裝了TTS引擎，這為開發(fā)基于Android系統(tǒng)的語音呼叫系統(tǒng)提供了可能。
（2）硬件優(yōu)勢。現(xiàn)在已經(jīng)有帶Android系統(tǒng)的智能電視、智能顯示器、電視機頂盒等硬件供開發(fā)使用，而且由于Android系統(tǒng)費用很低，做出來的產(chǎn)品比原來不帶Android系統(tǒng)的產(chǎn)品功能上有很大提升，但成本增加很少。
（3）可重用性高。基于Android的語音呼叫，如果硬件更換，例如從Android顯示器換成Android電視機，由于都是基于Android系統(tǒng)，可能不經(jīng)過修改就能直接使用。如果是Android系統(tǒng)版本變化過大（比如新發(fā)布版本的API更新過大），也可能只需要經(jīng)過重新編譯指定版本即可在新機器上使用，這為后續(xù)的開發(fā)部署提供了很大的便利，不會出現(xiàn)因為硬件變化而需要重新開發(fā)軟件的問題。
3 系統(tǒng)架構(gòu)
整體而言，本系統(tǒng)采用Client/Server架構(gòu)，醫(yī)生客戶端從排隊服務(wù)器讀取當前排隊列表，由醫(yī)生決定呼叫排隊者，呼叫由Android呼叫終端完成。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示[6]。
圖1中，每個陰影方塊表示不同的房間號，一個房間有多個醫(yī)生時，可以多個醫(yī)生共用一個顯示屏叫號。其中的呼叫終端，可以是帶Android系統(tǒng)的智能電視，也可以是智能顯示器甚至是機頂盒加顯示器的配置。
系統(tǒng)的整體流程簡單明了，主要難點在于醫(yī)生客戶端與呼叫終端之間的聯(lián)系，通過Socket通信實現(xiàn)了通信過程。
4 Android端軟件實現(xiàn)
本節(jié)主要討論Android系統(tǒng)下的語音呼叫系統(tǒng)實現(xiàn)，主要包括呼叫服務(wù)建立和語音呼叫過程的實現(xiàn)。軟件系統(tǒng)的主要程序流程圖如圖2所示。
Thread服務(wù)創(chuàng)建很關(guān)鍵，通過它建立起Socket偵聽線程與消息處理線程。在Android編程中，Thread的作用與Windows下的多線程編程作用一樣，其目的是讓主線程不至于“陷入”到消息等待中。
4.1 Android服務(wù)進程建立
在此，需要在Android系統(tǒng)上建立一個Socket服務(wù)器，用來與醫(yī)生客戶端建立連接，以完成呼叫信息的接收工作。
在主界面的Create（）過程中，建立一個線程mThreadServer用于偵聽端口：
mThreadServer=new Thread（mcreateRunnable）；
mThreadServer.start（）；
其中的mcreateRunnable過程如下：
//線程：監(jiān)聽服務(wù)器發(fā)來的消息
private RunnablemcreateRunnable=new Runnable（）
{
public void run（）
{
try
{
serverSocket=new ServerSocket（5678）；
//方法用于等待客戶連接
mSocketServer=serverSocket.accept（）；
//接受客戶端數(shù)據(jù)
new Thread（ ServerRunnable）.start（）；
}
catch （IOException e）
{
Message msg=new Message（）；
msg.what=0；
recvMessageServer="創(chuàng)建異常："+e.getMes
sage（）+e.toString（）+"\n"；
return；
}
}
}；
在偵聽線程完成建立之后，即完成了語音呼叫服務(wù)的建立，醫(yī)生客戶端就可以訪問指定的端口與呼叫終端進行數(shù)據(jù)傳輸了。
4.2 Android語音呼叫實現(xiàn)
在Android系統(tǒng)下，由于已經(jīng)有了標準化的TTS語音呼叫引擎，完成一個語音呼叫的過程顯得非常容易，只需要根據(jù)Google提供的標準化API就能完成呼叫服務(wù)。
使用系統(tǒng)提供的TTS引擎，可以使用TextToSpeech類來執(zhí)行TTS操作，或者用setEngineByPackageName（）方法來自定義一個引擎。在Android4.0后可以通過一個新的TextToSpeech的構(gòu)造方法來指定引擎，該方法接收一個TTS引擎的包名。還可以通過getEngines（）來查詢可用的TTS引擎，這個方法返回一個TextToSpeech.EngineInfo對象的集合，該對象包含引擎的圖標、標簽和包名等信息。
通過如下過程完成語音引擎的初始化：
if （status==TextToSpeech.SUCCESS）{
int result=mTts.setLanguage（Locale.CHINESE）；
if（result==TextToSpeech.LANG_MISSING_DATA
||result==TextToSpeech.
LANG_NOT_SUPPORTED）
{
Log.e（TAG，"初始化成功，但是找不到語言包"）；
//TODO安裝語言安裝包
}
}
引擎初始化之后，就可以開始讓引擎發(fā)音了：
try {
mTts.speak（mContent，TextToSpeech.QUEUE_FLUSH， null）；
} catch （Exception e） {
e.printStackTrace（）；
showToast（"出錯了~"）；
}
以上過程完成了一個語音引擎的初始化并讀出從醫(yī)生客戶端中接收到的文本信息。
圖3是本系統(tǒng)實際使用的效果圖。
本文介紹了一個基于Android系統(tǒng)的醫(yī)院語音呼叫系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)過程，限于篇幅，本文實現(xiàn)過程主要針對Android部分的實現(xiàn)，實際上還有醫(yī)生客戶端的實現(xiàn)。由于介紹在Windows端實現(xiàn)Socket通信的文獻已經(jīng)很多，本文不在此做過多贅述。
本文設(shè)計實現(xiàn)的基于Android的語音呼叫系統(tǒng)在實際應(yīng)用中取得了很好的效果。隨著Android系統(tǒng)設(shè)備的大量普及，這種基于Android系統(tǒng)的語音呼叫終端因為系統(tǒng)成本低且使用可靠，一定會得到推廣使用。
參考文獻
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