[發(fā)明專利]一種口語考試的分布式自動評分系統(tǒng)及其方法

有效

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• 申請日: 2011-10-31
• 公開（公告）號: CN102509483A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設計）人: 周偉達;俞凱;王歡良;薛峰;朱宏杰;張李
• 申請（專利權）人: 蘇州思必馳信息科技有限公司
• 主分類號: G09B7/02
• 分類號: G09B7/02;G10L15/18;G06F11/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本專利涉及計算機語音信號處理和分析、語言評估、模式識別和計算機輔助教育領域，特別是計算機輔助的分布式大規(guī)模口語考試自動評分方法和系統(tǒng)領域。

背景技術

傳統(tǒng)考試可分為兩大類，一類是書面考試；一類是口語考試(重點考查學生的口語語言能力)。隨著素質教育理念的不斷深入，口語能力越來越被重視，相應地，口語教學和考試也在不斷普及，比如，全國性考試和省級考試中都開始測試口語能力。此外各種專業(yè)等級考試中，口語能力也成為測試重點，比如普通話水平測試，大學英語等級考試、雅思、托福等。

和書面考試不同，口語考試通常有兩種方式：一種是考生和考官進行面對面交流；另一種是錄制特定語境中考生的口語語音給考官進行分析。口語考試的評分也有兩種方式，一種是考官根據(jù)交流體驗現(xiàn)場給出評分；另一種是通過對考生語音進行聽測分析來評分。可見，無論哪種方式，口語考試都需要耗費大量的人力和物力，尤其是大規(guī)模考試中。另一方面，在大規(guī)模考試中，通常要求在有限時間內完成所有評分，需要提高評分效率。另外，口語考試屬于主觀題，其評分工作量巨大，并且主觀性較大，一致性較差。因此，在大規(guī)模口語考試中，需要一種既可以提供高度一致性評分又具有高效率低成本的考試系統(tǒng)和方法。

計算機技術已被應用于教育考試領域，可以降低考試成本，提高考試效率。比較典型的應用包括：通用的網(wǎng)絡化考試管理系統(tǒng)【CN101964152A，CN1801244A，CN1732490B，CN101827124A】，針對口語的網(wǎng)絡化考試系統(tǒng)【CN101419795B，英語口語考試系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)(中科大碩士論文)】，網(wǎng)上閱卷評分系統(tǒng)【CN1700200A，CN1598845A，CN1987889A】等。然而，這些工作都沒有涉及大規(guī)模口語考試的組織管理和自動評分問題。

針對當前口語考試專家評分的主觀性問題，本發(fā)明利用計算機和語音分析技術，對考生語音進行高度一致性的自動評分。針對大規(guī)模口語考試評分任務工作量巨大問題，本發(fā)明利用計算機網(wǎng)絡和計算服務器對大規(guī)模考生語音進行分布式的并行評分。

發(fā)明內容

本發(fā)明公開一套口語考試的分布式自動評分系統(tǒng)及其評分方法，解決當前口語考試中評分效率低和一致性差的問題，尤其是為大規(guī)模口語考試提供一套可靠、高效和低成本的評分解決方案。

本發(fā)明提供一種口語考試的分布式自動評分系統(tǒng)，包括一臺評分管理裝置管理若干考試客戶端裝置，評分管理裝置和至少一臺評分任務調度裝置進行通信，一臺評分任務調度裝置管理若干評分計算裝置，其中用于自動評分的模塊包括：

錄音模塊，用于檢測并錄制考生語音；

語音處理模塊，用于對考生語音信號進行處理，提取聲學特征，識別語音對應的文本，得到聲學單元的時間邊界；

發(fā)音評估模塊，用于根據(jù)題目信息和語音處理模塊輸出的結果，對用戶發(fā)音的不同方面進行分析和評估；

語流特征提取模塊，用于提取反映考生口語水平的語流綜合特征，包括聲學、語法和語義的特征；

綜合評分模塊：利用語流綜合特征，對用戶語音進行綜合評分；其中

除錄音模塊外，其他評分模塊可根據(jù)考試客戶端裝置和后臺的評分計算裝置的計算負載以及網(wǎng)絡負載來動態(tài)調度部署。

還提供了一種口語考試的分布式自動評分方法，其中評分的具體步驟包括：

步驟1、錄音設備檢測考生語音并錄制；

步驟2、提取語音特征，利用聲學模型和語言模型，對語音進行識別，得到對應文本及其音素單元時間邊界和似然度得分；

步驟3、利用音素單元時間邊界和似然度得分以及題目相關知識，對語音進行分析評估，得到不同語音單元的發(fā)音準確性、韻律準確性、發(fā)音完整度和發(fā)音流利度等；

步驟4、綜合語音處理結果、評估結果和題目信息，提取反映考生口語水平的聲學、語法和語義方面的語流綜合特征；

步驟5、基于預先訓練的模型和設計規(guī)則，使用語流綜合特征對考生口語水平進行綜合評分。

進一步提供了一種口語考試的分布式自動評分方法，具體包括如下步驟：

步驟1、考生獲得考試題目并按要求回答，考試客戶端裝置錄制考生語音，根據(jù)題目信息和要求對考生語音進行第一階段評分計算，依據(jù)數(shù)據(jù)交換標準把考生語音和評分結果發(fā)送到評分管理裝置；

步驟2、評分管理裝置接收考試客戶端設備發(fā)送的考生答案和第一階段評分結果，解析評分結果，如果評分結果不是最終評分，則依據(jù)數(shù)據(jù)交換標準把考生語音和評分中間結果及題目信息組織成評分任務，加密后發(fā)送到評分任務調度裝置進行進一步評分；