[發明專利]基于虛擬現實技術的外語發音自主學習訓練系統及其方法

在審

• 申請號: 201811635316.2
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109448463A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 孫大青;熊紅芝;朱榮華;彭長德;王蕾;周健
• 申請（專利權）人: 江蘇師范大學
• 主分類號: G09B5/06
• 分類號: G09B5/06;G09B19/06;G06F3/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于虛擬現實技術的外語發音自主學習訓練系統及其方法,可以通過此虛擬現實技術對外語發音進行自主的訓練，可提高外語學習者語音發音的學習效率。本發明通過虛擬現實技術示教學生進行外語發音的學習，可以使學生進行自主學習的目的；通過虛擬現實技術可實現教師標準發音口型和學生發音口型的圖像對比，使學生在自主學習過程中認識到每次的發音口型特點及發現其不足，同時可以對學生發音效果進行對比及分析進行評判，可提高外語學生口語學習的效率。

技術領域

本發明涉外語教學領域，尤其是外語口語發音教學問題，具體是一種基于虛擬現實技術的外語發音自主學習訓練系統。

背景技術

當前隨著國家發展的推進，需要與各國建立相關的聯系，這就需要大量的相關外語人才，外語人才的口語發音在日常交流中占有重要的地位，外語發音質量的程度在很大程度上影響了國際交流的合作，因此，外語口語發音的自我學習和訓練在外語學習人群中有著巨大的市場。當前的外語學習主要靠學員聽教師或者外界多媒體語音或視頻進行講解，學員跟著模仿，當前主要是聽讀的模式，訓練方法單一。外語口語的發音與說話者的口型具有很大的關系，當發音口型不對時，很難達到標準正確的發音，目前學生在上課中一是訓練機會較少，二是對發音口型問題掌握的不準確，缺少充足的指導，因此平時在學校訓練的機會小且效果較差。

發明內容

本發明的目的是提供一種融合虛擬現實技術的外語發音自主學習訓練系統，以解決現有傳統方法學習外語口語發音教學方法效率低、學員發音口型不正確和發音不標準的問題。

一種基于虛擬現實技術的外語發音自主學習訓練系統，其特征在于,包括

計算機、虛擬場景、口型傳感器系統和語音采集系統、無線拖動示教器；

所述的計算機為虛擬場景的載體，同時計算機為外圍口型傳感器、語音采集系統、無線拖動示教器與虛擬場景的連接設備；

所述的虛擬場景是利用OpenGL在計算機中建立的可以完全反應現實外語口語教學場景特征的虛擬空間，在虛擬空間內具有至少包括授課一位教師、一位被授課學生、課桌和椅子等課堂上課的必要元素。

所述的口型傳感器系統包括口型傳感器、電橋電路、無線發射模塊、微控制器和電源，具體是基于陣列式應變傳感器的陣列式力傳感器，可以根據陣列式力傳感器的大小測試口型的變大大小，電橋電路是把應變傳感器的變化轉化為電壓的變化，無線傳感器模塊是把應變傳感器的信號傳輸到計算機中進行分析處理。

所述的語音采集系統包括麥克風、耳機、聲卡等模塊，麥克風采集學生的外語發音信息，然后通過聲卡進行語音增強和轉換，把信號傳輸到計算機系統，耳機起到監聽外界噪聲的作用。

一種基于虛擬現實技術的外語發音自主學習訓練方法，包括以下步驟：

（1）、開啟示教系統，進行系統的初始化，并檢查系統各單元是否一切正常；

（2）、操作人員佩戴虛擬現實頭戴式顯示設備，手持無線拖動示教器，準備開始學習；

（3）、學員的口型狀 態為閉合狀態，與虛擬場景中虛擬教師和學生的口型初始狀態相同，同時進行陣列式應變傳感器輸出電路輸出信號清零；

（4）、操作人員手持無線拖動示教器，佩戴虛擬現實頭戴式顯示設備，在虛擬場景觀看教師的發音示教過程，然后學生進行自己發音，虛擬場景內的學生模型按照口型傳感器和語音采集系統采集到信息在虛擬場景中展現出學生的口型和發音信息，虛擬場景中的學生的口型和語音信息得以展現。

（5）、通過計算機分析，虛擬場景中展現了學生發音的口型，通過虛擬場景學生口型和教師口型的對比，可以展現學生發音口型的契合程度；虛擬場景中同時展現學生發音的語音信息，并與教師發音進行對比，最終虛擬場景中以文字的形式對學生發音和教師發音的形式進行對比和分析。