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CN108806719A - 交互式语言学习系统及其方法 - Google Patents

交互式语言学习系统及其方法 Download PDF

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倪文静
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Hefei Lingji Xi Ya Electronic Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了交互式语言学习系统及其方法，包括：语音参考模块，特征提取模块，音素关联模块，语音学习模块，采集学习者朗读的指定的语音数据；音律修正模块，合成具有参考语音韵律和学习者音色的反馈语音，韵律修正语音能够引导学习者模仿参考语音的韵律；纠正意见模块、音素评价模块以及语音反馈模块将结果保存至数据收集模块，语料库，用于对学习者发送随机的口语信息，学习者学习通过纠正意见模块反馈到数据库。本发明，除了通常的发音评判外，还提供基于音素关联和音素识别的错误检测功能；结合数据库内设标准语音的改进建议和韵律修正语音，可以及时地给学习者以帮助，能够纠正有一定基础学习者的多数非故意错误。

Description

交互式语言学习系统及其方法
技术领域
本发明涉及交互式语言学习系统及其方法。
背景技术
语言学习是人们所学知识中非常重要的部分之一。也有越来越多的人依靠语言学习辅助工具来提高语言学习的速度和效率。丰富的学习内容、互动的交互方式、个性化的课程、便于操作等方面已经是语言学习系统的发展的必然趋势。
随着计算机、多媒体、语音等技术的不断发展，能够对听说读写等方面有一定程度或部分支持的辅助学习系统不断涌现。从电子辞典的出现，到后来的跟读机、点读机，以及一些口语学习软件比如听力软件等的出现，使学习辅助系统的形式和功能逐渐丰富起来。但现有技术还存在以下问题，这些口语学习软件，功能比较单一，只能给学习者的发音一个整体的评分。然而有些自学者因为自身水平限制，很难完全靠自己发现错误、纠正不正确的发音。
发明内容
本发明的目的在于提供交互式语言学习系统及其方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
交互式语言学习系统，包括：
语音参考模块，所述语音参考模块预先对标准朗读声源自动获取并标注；
特征提取模块，其对标注的声源的梅尔频率倒谱系数的参数和短时幅度差函数的基频特征进行计算；
音素关联模块，对计算的梅尔频率倒谱系数的参数以及短时幅度差函数的基频特征进行数据保存并上传到数据库；
语音学习模块，采集学习者朗读的指定的语音数据；
音素识别模块，获取音素关联模块保存的数据；
音律修正模块，合成具有参考语音韵律和学习者音色的反馈语音，韵律修正语音能够引导学习者模仿参考语音的韵律；
错误识别模块，根据数据库对音素识别模块获取的数据进行判断；
纠正意见模块，获取错误识别模块判断的结果；
音素评价模块，获取音素关联模块、音素识别模块参数数据，并对学习者音色的反馈语音进行评价；
语音反馈模块，读取学习者模仿参考语音的韵律结果；
纠正意见模块、音素评价模块以及语音反馈模块将结果保存至数据收集模块，并上传到数据库，用于对学习者语音学习进行反馈调节；
语料库，用于对学习者发送随机的口语信息，学习者学习通过纠正意见模块反馈到数据库。
优选的，所述纠正意见模块包括音素朗读错误的纠正和韵律的反馈。
优选的，所述语料库包括分别建立的参考语料库和识别语料库，用于帮助学习者提高口语水平为目标。
优选的，所述语料库指定其内随机的语料到语音朗读模块与朗读对比模块，学习者通过跟随读取所发出的语料由语音跟读模块获取，并与朗读对比模块对比，将结果发至纠正意见模块。
本发明还提供交互式语言学习方法，包括以下几个步骤：
(1)通过语音参考模块预先对标准朗读声源自动获取并标注，然后特征提取模块对标注的声源的梅尔频率倒谱系数的参数和短时幅度差函数的基频特征进行计算；
(2)建立参考语料库和识别语料库构成语料库，内容涵盖系统预定识别的音素和句子；
(3)数据库保存语音参考模块计算的数据；
(4)学习者通过朗读的指定的语音数据经过、音素关联、错误检测和韵律修与标准朗读声源的基频特征进行对比，并由纠正意见模块给出数据库中的纠正意见，在经语音反馈模块语音播报提高学习者提高口语水平。
优选的，学习者朗读的指定的语音数据还包括语料库随机指定的语料到语音，通过跟随读取所发出的语料语音与其标准语音对比，根据对比结果反馈给学习者。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用语音学习模块采集语音识别的口语学习系统，除了通常的发音评判外，还提供基于音素关联和音素识别的错误检测功能；结合数据库内设标准语音的改进建议和韵律修正语音，可以及时地给学习者以帮助，能够纠正有一定基础学习者的多数非故意错误。
附图说明
图1为本发明结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供技术方案：交互式语言学习系统，包括：
语音参考模块，所述语音参考模块预先对标准朗读声源自动获取并标注；
特征提取模块，其对标注的声源的梅尔频率倒谱系数的参数和短时幅度差函数的基频特征进行计算；
音素关联模块，对计算的梅尔频率倒谱系数的参数以及短时幅度差函数的基频特征进行数据保存并上传到数据库；
语音学习模块，采集学习者朗读的指定的语音数据；
音素识别模块，获取音素关联模块保存的数据；
音律修正模块，合成具有参考语音韵律和学习者音色的反馈语音，韵律修正语音能够引导学习者模仿参考语音的韵律；
错误识别模块，根据数据库对音素识别模块获取的数据进行判断；
纠正意见模块，获取错误识别模块判断的结果；
音素评价模块，获取音素关联模块、音素识别模块参数数据，并对学习者音色的反馈语音进行评价；
语音反馈模块，读取学习者模仿参考语音的韵律结果；
纠正意见模块、音素评价模块以及语音反馈模块将结果保存至数据收集模块，并上传到数据库，用于对学习者语音学习进行反馈调节；
语料库，用于对学习者发送随机的口语信息，学习者学习通过纠正意见模块反馈到数据库。
所述纠正意见模块包括音素朗读错误的纠正和韵律的反馈。
所述语料库包括分别建立的参考语料库和识别语料库，用于帮助学习者提高口语水平为目标。
所述语料库指定其内随机的语料到语音朗读模块与朗读对比模块，学习者通过跟随读取所发出的语料由语音跟读模块获取，并与朗读对比模块对比，将结果发至纠正意见模块。
交互式语言学习方法，包括以下几个步骤：
(1)通过语音参考模块预先对标准朗读声源自动获取并标注，然后特征提取模块对标注的声源的梅尔频率倒谱系数的参数和短时幅度差函数的基频特征进行计算；
(2)建立参考语料库和识别语料库构成语料库，内容涵盖系统预定识别的音素和句子；
(3)数据库保存语音参考模块计算的数据；
(4)学习者通过朗读的指定的语音数据经过、音素关联、错误检测和韵律修与标准朗读声源的基频特征进行对比，并由纠正意见模块给出数据库中的纠正意见，在经语音反馈模块语音播报提高学习者提高口语水平。
学习者朗读的指定的语音数据还包括语料库随机指定的语料到语音，通过跟随读取所发出的语料语音与其标准语音对比，根据对比结果反馈给学习者。
系统语音参考模块预先对如外教朗读标准朗读声源作为的参考语音做自动标注和自动获取。特征提取模块计算语音的梅尔频率倒谱系数的参数以及基于短时幅度差函数的基频特征。由音素关联模块计算得到的时间关联和基频特征信息被保存下来，用于修改学习语音的韵律。学习者朗读系统指定的英文文本语音，所采集学习语音的梅尔频率倒谱系数的参数和基频特征被分别用于基于(HMM)语料库的语音识别和韵律修正。(基于psola的)韵律修正模块合成具有参考语音韵律和学习者音色的反馈语音，韵律修正语音能够引导学习者模仿参考语音的韵律，当其习惯英语的韵律规律之后，就能在自己的发音中运用自如。错误识别模块的错误检测结果最终转化为数据库中的纠正意见，在经语音反馈模块语音播报提高学习者提高口语水平。
学习者朗读的指定的语音数据还包括语料库随机指定的语料到语音，通过跟随读取所发出的语料语音与其标准语音对比，根据对比结果反馈给学习者，给与学习者帮助，提高口语学习。
本发明采用语音学习模块采集语音识别的口语学习系统，除了通常的发音评判外，还提供基于音素关联和音素识别的错误检测功能；结合数据库内设标准语音的改进建议和韵律修正语音，可以及时地给学习者以帮助，能够纠正有一定基础学习者的多数非故意错误。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.交互式语言学习系统，其特征在于，包括：
语音参考模块，所述语音参考模块预先对标准朗读声源自动获取并标注；
特征提取模块，其对标注的声源的梅尔频率倒谱系数的参数和短时幅度差函数的基频特征进行计算；
音素关联模块，对计算的梅尔频率倒谱系数的参数以及短时幅度差函数的基频特征进行数据保存并上传到数据库；
语音学习模块，采集学习者朗读的指定的语音数据；
音素识别模块，获取音素关联模块保存的数据；
音律修正模块，合成具有参考语音韵律和学习者音色的反馈语音，韵律修正语音能够引导学习者模仿参考语音的韵律；
错误识别模块，根据数据库对音素识别模块获取的数据进行判断；
纠正意见模块，获取错误识别模块判断的结果；
音素评价模块，获取音素关联模块、音素识别模块参数数据，并对学习者音色的反馈语音进行评价；
语音反馈模块，读取学习者模仿参考语音的韵律结果；
纠正意见模块、音素评价模块以及语音反馈模块将结果保存至数据收集模块，并上传到数据库，用于对学习者语音学习进行反馈调节；
语料库，用于对学习者发送随机的口语信息，学习者学习通过纠正意见模块反馈到数据库。
2.根据权利要求1所述的交互式语言学习系统，其特征在于：所述纠正意见模块包括音素朗读错误的纠正和韵律的反馈。
3.根据权利要求1所述的交互式语言学习系统，其特征在于：所述语料库包括分别建立的参考语料库和识别语料库，用于帮助学习者提高口语水平为目标。
4.根据权利要求1所述的交互式语言学习系统，其特征在于：所述语料库指定其内随机的语料到语音朗读模块与朗读对比模块，学习者通过跟随读取所发出的语料由语音跟读模块获取，并与朗读对比模块对比，将结果发至纠正意见模块。
5.交互式语言学习方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
(1)通过语音参考模块预先对标准朗读声源自动获取并标注，然后特征提取模块对标注的声源的梅尔频率倒谱系数的参数和短时幅度差函数的基频特征进行计算；
(2)建立参考语料库和识别语料库构成语料库，内容涵盖系统预定识别的音素和句子；
(3)数据库保存语音参考模块计算的数据；
(4)学习者通过朗读的指定的语音数据经过、音素关联、错误检测和韵律修与标准朗读声源的基频特征进行对比，并由纠正意见模块给出数据库中的纠正意见，在经语音反馈模块语音播报提高学习者提高口语水平。
6.根据权利要求5所述的交互式语言学习方法，其特征在于：学习者朗读的指定的语音数据还包括语料库随机指定的语料到语音，通过跟随读取所发出的语料语音与其标准语音对比，根据对比结果反馈给学习者。
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