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CN106448288A - 一种交互式英语学习系统及方法 - Google Patents

一种交互式英语学习系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种学习方法，具体是一种交互式英语学习系统及方法，该系统包括控制/显示模块、选择模块、数据库、语音采集模块、分析对比模块、评分模块、纠错模块、数据存储模块和统计模块。本发明能够把学习者朗读的英语单词、短句、对话、文章进行记录和分析，并以显示文字或播放语音的方式，对学习者发音错误和不准确的点进行提示，并给出正确读音，能让学习者迅速准确地找到自己的不足，并跟随本发明所述系统迅速纠正错误，达到快速提升英语水平的目的；并形成一种交互式的学习方式。

Description

一种交互式英语学习系统及方法
技术领域
本发明涉及一种学习方法，特别涉及一种交互式英语学习系统及方法。
背景技术
市场上有很多英语教学系统，但大部分为讲解式，要求学习者跟随，缺乏与学习者的互动；个别带有对学习者发音质量的评测功能，但只是单纯打分或做出级别判断，学习者无法知道具体错误点，对学习者提升英语水平帮助不大。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术中存在的问题，提供了一种交互式英语学习系统及方法，本发明能够把学习者朗读的英语单词、短句、对话、文章进行记录和分析，并以显示文字或播放语音的方式，对学习者发音错误和不准确的点进行提示，并给出正确读音，能让学习者迅速准确地找到自己的不足，并跟随本发明所述系统迅速纠正错误，达到快速提升英语水平的目的；并形成一种交互式的学习方式。
本发明的技术方案是：一种交互式英语学习系统，该系统包括控制/显示模块、选择模块、数据库、语音采集模块、分析对比模块、评分模块、纠错模块、数据存储模块和统计模块，所述的控制/显示模块设有带操作键的显示界面，所述控制/显示模块用于显示统计图，并提供发音提示及帮助信息；所述的选择模块用于学习者根据需要从数据库中选择所要读的类型；所述的数据库包括英语单词、短语、情景对话和文章朗读数据内容；所述的语音采集模块用于对学习者的语音数据进行采集；所述的分析对比模块通过对语音特征的提取与正确读音的回放进行对比分析；所述的评分模块根据分析对比模块的结果做出评分；所述的纠错模块通过对分析对比模块中提示的学习者错误的语音进行纠错，使学习者进行订正练习；所述的数据存储模块用于对评分模块和纠错模块进行存贮和记录；所述的统计模块用于对数据存储模块中的数据进行统计，绘制图表。
较佳地，所述的控制/显示模块是带有操作界面的触摸式显示屏。
较佳地，所述的分析对比模块包括：语音识别模块、读音的播放模块和分析处理模块；所述的语音识别模块是基于声学模型结合语言模型，用于对特征参数进行识别；所述的读音的播放模块用于对正确的播放进行对比；所述的分析处理模块用于对识别的特征参数和正确的读音比较分析，找出问题点。
较佳地，所述的语音数据包括对系统提供的发音提示进行跟读以及按照发音情景说话得到的语音数据。
较佳地，所述的数据存储模块还包括一个数据库，用于将每次的成绩和错误情况写入该数据库；所述的统计模块还用于将统计的数据反馈给所述的控制/显示模块从而进入下一轮的交互式学习，或者根据当前的学习进度重新选择学习内容，又或者退出系统。
一种交互式英语学习方法，该方法的具体步骤如下：
步骤1)打开控制/显示模块的界面，通过选择模块选择要学习的相应内容；
步骤2)采集学习者所要进行发音得到的语音数据；
步骤3)通过分析对比模块对识别的特征参数和正确的读音比较分析，找出问题点；
步骤4)将分析对比模块的结果进行评分或对分析对比模块中提示的学习者错误的语音进行纠错和订正练习，或者在进行评分后再进行纠错和订正练习；
步骤5)通过数据存储模块对评分模块和纠错模块进行存贮和记录，同时建立一个数据库信息；
步骤6)将数据存储模块中的数据进行统计，绘制图表反馈给控制/显示模块进行显示，学习者根据需要和实际情况决定是否进入下一轮的交互式学习，即：根据当前的学习进度重新选择学习内容或者退出系统。
本发明的有益效果：本发明提供的一种交互式英语学习系统及方法，包括数据库、语音采集模块等通用模块，特别包含有分析对比模块和纠错模块，能够把学习者朗读的英语单词、短句、情景对话、文章进行记录和分析，并通过控制/显示模块以显示文字或播放语音的方式，对学习者发音错误和不准确的点进行提示，并给出正确读音，并同数据或图形的形式直观的反应学习者的问题，让学习者能迅速准确地找到自己的不足，并跟随本发明所述系统迅速纠正错误，达到快速提升英语水平的目的；并形成一种交互式的学习方式。
附图说明
图1是本发明系统的配置框架示意图；
图2是分析对比模块的框架示意图。
图中：1、控制/显示模块；2、选择模块；3、数据库；4、语音采集模块；5、分析对比模块；6、评分模块；7、纠错模块；8、数据存储模块；9、统计模块；51、语音识别模块；52、读音的播放模块；53、分析处理模块。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
实施例1
如图1所示，一种交互式英语学习系统，包括控制/显示模块1、选择模块2、数据库3、语音采集模块4、分析对比模块5、评分模块6、纠错模块7、数据存储模块8和统计模块9，所述的控制/显示模块1有操作键的显示界面，能显示统计图，并能提供发音提示及帮助信息；所述的选择模块2是学习者根据需要从数据库中选择所要读的类型；所述的数据库3包括英语单词、短语、情景对话和文章朗读；所述的语音采集模块4是对学习者的语音数据进行采集；所述的分析对比模块5通过对语音特征的提取与正确读音的回放进行对比分析；所述的评分模块6根据分析对比模块的结果做出评分；所述的纠错模块7通过对分析对比模块中提示的学习者错误的语音进行纠错，使学习者进行订正练习；所述的数据存储模块8是对评分模块和纠错模块进行存贮和记录；所述的统计模块9是对数据存储模块中的数据进行统计，绘制图表。本实施例中特别包含有分析对比模块和纠错模块，能够把学习者朗读的英语单词、短句、情景对话、文章进行记录和分析，并通过控制/显示模块以显示文字或播放语音的方式，对学习者发音错误和不准确的点进行提示，并给出正确读音，并同数据或图形的形式直观的反应学习者的问题，让学习者能迅速准确地找到自己的不足，并跟随本系统迅速纠正错误，达到快速提升英语水平的目的，形成一种交互式的学习方式。
实施例2
在实施例1的基础上，所述的控制/显示模块是带有操作界面的触摸式显示屏。如图2所示，所述的分析对比模块包括：语音识别模块51、读音的播放模块52和分析处理模块53；所述的语音识别模块是基于声学模型结合语言模型，对特征参数进行识别；所述的读音的播放模块是对正确的播放进行对比；所述的分析处理模块是对识别的特征参数和正确的读音比较分析，找出问题点。
所述的语音数据包括对系统提供的发音提示进行跟读以及按照发音情景说话得到的语音数。
所述的数据存储模块还包括一个数据库，将每次的成绩和错误情况写入该数据库；所述的统计模块还将统计的数据反馈给所述的控制/显示模块从而进入下一轮的交互式学习，或者根据当前的学习进度重新选择学习内容，又或者退出系统。
一种交互式英语学习方法，具体步骤如下：
步骤1)打开控制/显示模块的界面，通过选择模块选择相应要学相应内容；
步骤2)采集学习者所要进行发音得到的语音数据；
步骤3)通过分析对比模块对识别的特征参数和正确的读音比较分析，找出问题点；
步骤4)将分析对比模块的结果进行评分或对分析对比模块中提示的学习者错误的语音进行纠错和订正练习；或者在进行评分后进行纠错和订正练习；
步骤5)通过数据存储模块对评分模块和纠错模块进行存贮和记录，同时建立一个数据库信息；
步骤6)将数据存储模块中的数据进行统计，绘制图表反馈给控制/显示模块，进行显示，学习者根据需要和实际情况决定是否进入下一轮的交互式学习，即：根据当前的学习进度重新选择学习内容或者退出系统。
实施例3
控制/显示模块1、选择模块2和语音采集模块4构成了学习者的客户端，数据库3、分析对比模块5、评分模块6、纠错模块7、数据存储模块8和统计模块9构成后台的数据处理端。学习者通过控制/显示模块的平台，根据自身的实际情况，选择自己有针对性的进行学习，如：单词、短语、情景对话，还是文章朗读。语音采集模块用于采集学习者的语音数据；对于采集到的语音首先需要进行静音检测，其通过计算音频特征，例如能量、过零率等判断是否有语音输入或者输入的是否是静音等，如果判别没有语音输入或者是静音，将会要求重新采集语音。
分析对比模块从语音数据中提取用于发音和韵律错误检测的特征参数，并对错误进行进一步判断以及控制错误显示的程度，得到最终的音素错误和韵律错误；给出评分的同时，也可以通过纠错模块进行纠错练习，能针对错误的地方进行跟读练习，同时还可以通过控制/显示模块1的界面来显示错误的单词或句子，并进行标注，提示学习者应该注意，方便学习者知道其错误的地方，便于加深记忆。特征参数主要是感知线性预测参数PLP(Perceptual Linear Prediction coefficients)，Mel倒谱系数MFCC(Mel-frequencycepstral coefficients)，帧平均能量(Energy)、即元音所跨越的所有帧的能量，帧平均基频(Pitch)、即元音所跨越的所有帧的基频和被其跨越帧数平均，以及它们前后向差分参数，包括前向帧平均能量差、后向帧平均能量差、前向辅音帧平均能量差、前向帧平均基频差、后向帧平均基频差、前向时长差、后向时长差等。语音识别模块基于声学模型，并结合语言模型或者词网络，对特征参数进行识别，分别得到单词级别和音素级别的序列、对应的时间边界以及相应的似然概率值。可以使用基于隐式马尔可夫模型的声学模型和一个发音词典。其声学模型是使用收集了目标语言国家的人们覆盖所有音素的语音而训练得到的；发音词典不仅包含了正确的发音，同时也包含了可能的错误发音。其语言模型或词网络是在单词级别发生概率的统计模型。对于学习者跟读输入的语音数据。
数据存储模块和统计模块记录内容错误、音素错误以及韵律错误，并结合这些错误对学习者的发音状况给予总体评价，给出统计图形，将评价结果反馈给用于交互的控制/显示模块。控制/显示模块是带有操作界面的触摸式显示屏，即：有显示界面和输入界面。显示界面用于显示系统反馈给学习者的信息，包括音频和拼写提示信息，数据存储模块及统计模块反馈的信息等。输入界面用于选择记忆模式、学习内容或退出系统等。
综上所述，本发明提供的一种交互式英语学习系统及方法，包括数据库、语音采集模块等通用模块，特别包含有分析对比模块和纠错模块，能够把学习者朗读的英语单词、短句、情景对话、文章进行记录和分析，并通过控制/显示模块以显示文字或播放语音的方式，对学习者发音错误和不准确的点进行提示，并给出正确读音，并同数据或图形的形式直观的反应学习者的问题，让学习者能迅速准确地找到自己的不足，并跟随本发明所述系统迅速纠正错误，达到快速提升英语水平的目的；并形成一种交互式的学习方式。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种交互式英语学习系统，其特征在于，该系统包括控制/显示模块(1)、选择模块(2)、数据库(3)、语音采集模块(4)、分析对比模块(5)、评分模块(6)、纠错模块(7)、数据存储模块(8)和统计模块(9)，所述的控制/显示模块(1)设有带操作键的显示界面，所述控制/显示模块(1)用于显示统计图，并提供发音提示及帮助信息；所述的选择模块(2)用于学习者根据需要从数据库(3)中选择所要读的类型；所述的数据库(3)包括英语单词、短语、情景对话和文章朗读数据内容；所述的语音采集模块(4)用于对学习者的语音数据进行采集；所述的分析对比模块(5)通过对语音特征的提取与正确读音的回放进行对比分析；所述的评分模块(6)根据分析对比模块(5)的结果做出评分；所述的纠错模块(7)通过对分析对比模块(5)中提示的学习者错误的语音进行纠错，使学习者进行订正练习；所述的数据存储模块(8)用于对评分模块(6)和纠错模块(7)进行存贮和记录；所述的统计模块(9)用于对数据存储模块(8)中的数据进行统计，绘制图表。
2.根据权利要求1所述的一种交互式英语学习系统，其特征在于，所述的控制/显示模块是带有操作界面的触摸式显示屏。
3.根据权利要求1所述的一种交互式英语学习系统，其特征在于，所述的分析对比模块(5)包括：语音识别模块(51)、读音的播放模块(52)和分析处理模块(53)；所述的语音识别模块(51)是基于声学模型结合语言模型，用于对特征参数进行识别；所述的读音的播放模块(52)用于对正确的播放进行对比；所述的分析处理模块(53)用于对识别的特征参数和正确的读音比较分析，找出问题点。
4.根据权利要求1所述的一种交互式英语学习系统，其特征在于，所述的语音数据包括对系统提供的发音提示进行跟读以及按照发音情景说话得到的语音数据。
5.根据权利要求1所述的一种交互式英语学习系统，其特征在于，所述的数据存储模块(8)还包括一个数据库，用于将每次的成绩和错误情况写入该数据库；所述的统计模块(9)还用于将统计的数据反馈给所述的控制/显示模块(1)从而进入下一轮的交互式学习，或者根据当前的学习进度重新选择学习内容，又或者退出系统。
6.一种交互式英语学习方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下：
步骤1)打开控制/显示模块(1)的界面，通过选择模块(2)选择要学习的相应内容；
步骤2)采集学习者所要进行发音得到的语音数据；
步骤3)通过分析对比模块(5)对识别的特征参数和正确的读音比较分析，找出问题点；
步骤4)将分析对比模块(5)的结果进行评分或对分析对比模块(5)中提示的学习者错误的语音进行纠错和订正练习，或者在进行评分后再进行纠错和订正练习；
步骤5)通过数据存储模块(8)对评分模块(6)和纠错模块(7)进行存贮和记录，同时建立一个数据库信息；
步骤6)将数据存储模块(8)中的数据进行统计，绘制图表反馈给控制/显示模块(1)进行显示，学习者根据需要和实际情况决定是否进入下一轮的交互式学习，即：根据当前的学习进度重新选择学习内容或者退出系统。
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