[發明專利]自動化英語口語評測學習系統

無效

• 申請號: 200710135346.2
• 申請日: 2007-11-06
• 公開（公告）號: CN101197084A
• 公開（公告）日: 2008-06-11
• 發明（設計）人: 姚志強;胡國平;劉慶升;胡郁;劉慶峰;吳曉如;陳濤;陳燕;王仁華
• 申請（專利權）人: 安徽科大訊飛信息科技股份有限公司
• 主分類號: G09B5/00
• 分類號: G09B5/00;G09B7/00;G09B19/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及模式識別、數字信號處理及語音信號處理領域。具體是運用計算機對英語口語測試或學習人員的語音信號進行分析處理，然后進行自動評分、指出錯誤發音并針對錯誤發音進行指導學習的系統。

背景技術

隨著全球經濟一體化的發展，英語作為國際通用語言，越來越顯示出其重要的作用。各行業對人才的英語綜合能力需求日益迫切。然而，中國目前的英語教學不能夠很好地滿足形勢發展的需要，特別是學生的英語聽說能力有待于進一步提高。由于英語口語老師的缺乏，英語學習者很難獲得一對一的英語學習環境，從而難以根據自身的特點進行英語口語的學習。

目前，國內采用最多的口語學習形式是面對面的課堂授課。該考試形式最大的優點是能夠在學生之間、學生與老師之間開展互動交流，因而是最具真實性的口語學習方式，具有較好的學習效果。另外老師能夠直接觀察到學生的表情和體態語言，并且在發現學生聲音太小或者說得太少等情況下可以對學生進行直接干預。確保學生在真實的語境中發揮自己的口語水平，老師可以針對學生的口語水平做出及時的反饋，利于互動交流，能夠較為真實的鍛煉學生的交際能力。但是該形式難以適應目前越來越多的并且趨向個性化的英語口語學習的需求。由于教師資源有限，無法為每位學生都提供老師的單獨指導，同時受限于課堂形式、無法隨時隨地進行英語口語學習，也不適用于偏遠地區的英語口語教學。

發明內容

本發明針對現有英語口語教學和評測的不足之處，設計開發了交互性好、不受地點限制，又能避免教師資源不足、解決需要大量人力等實用性方面局限性問題的自動化英語口語評測學習系統。

本發明是通過以下技術方案實現的：

自動化英語口語評測學習系統，該系統包括有檢測口語發音部分，所述的檢測口語發音部分包括以下步驟：

〔1〕標準發音人語料庫的建立：

1)尋找英語標準發音人；

2)根據英語口語學習要求及音素平衡的原則設計第一錄音文本；

3)標準發音人對照錄音文本進行錄音；

〔2〕口語評測語料庫的收集：并在模擬英語學習軟件應用環境下，根據英語學習要求設計第二錄音文本，同時尋找一般發音人，并對一般發音人的口語發音進行錄音；

〔3〕口語評測語料庫的標注：專家詳細標注每個單詞中音素的發音是否正確；

〔4〕標準語音聲學模型的建立：基于標準發音人語料庫中的錄音及其相關聯的文本，訓練標準語音的聲學模型；

〔5〕計算語音的檢錯參數：

1)提取語音的美爾倒譜系數參數；

2)基于標準聲學模型，以及評測語料庫中的一般發音人錄音及其文本對應的音素序列，將對一般發音人語音數據自動切分成以音素為單位的各個音段，同時基于標準模型計算得到各音段作為該音素的第一似然值；

3)用標準聲學模型對一般發音人語音的每個音段進行識別，同時基于標準聲學模型計算得到該音段作為識別結果音素的第二似然值；

4)將音段第一似然值除以第二似然值，得到該音段的似然比，作為該語音片段的檢錯參數；

〔6〕建立檢錯參數向專家所標注發音錯誤的檢錯映射模型：在一批評測語音上，將各個音段評測參數和音段的共振峰序列與專家的詳細標注進行關聯，運用統計的方法得到上述參數與專家詳細標注的對應關系，保存這些關系作為從檢錯參數到專家發音錯誤標注之間的檢錯映射模型。

自動化英語口語評測學習系統，所述的聲學模型建立步驟是：

(1)提取語音的美爾倒譜系數參數參數；

(2)訓練各個音素的基于美爾倒譜系數參數參數的隱馬爾科夫模型。

自動化英語口語評測學習系統，該系統還包括有口語評分部分，所述的口語評分部分包括以下步驟：

〔1〕在所述的口語評測語料庫的標注步驟中，多位專家對每份口語評測錄音進行獨立的打分；

〔2〕在所述標準聲學模型的建立基礎上，還基于標準發音人語料庫及其相關聯的文本，訓練標準語音的韻律模型；

〔3〕所述計算語音的評測參數步驟中還包括有：

1)根據音段的切分計算各音段時長，各音段的共振峰序列等音段評測參數；

2)利用發音時長模型計算時長與標準的擬合度；

3)將各音段時長，音段的第一似然值，音段的似然比，得到針對每份口語評測錄音的一組評測參數；

〔4〕建立評測參數向專家打分映射模型：基于一批評測錄音數據上計算得到的評測參數與其專家打分，采用回歸的方法將評測參數映射到專家打分，并將得到的回歸參數保存，作為從評測參數到專家評分之間的打分映射模型。