CN108520650A - 一种智能语言训练系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能语言训练系统和方法。本发明通过对用户发音的智能比对判断，克服了现有技术中语言训练工具不智能、使用不方便的技术问题，实现了一种可方便、智能地实现语言训练的系统及方法，并且通过显示模块和语音播放模块与用户交互，支持图片、文字、动态图像、视频、语音等多媒体互动形式，对用户进行多方位多感官强化刺激，增加用户训练的积极主动性，提高语言训练效果。本发明可广泛应用于各种语言训练系统。

Description

一种智能语言训练系统和方法

技术领域

本发明涉及语言发音训练装置，尤其涉及一种智能化语言训练系统和方法。

背景技术

现有技术中，语言训练工具包括复读机等，但是，对于复读机等语言训练工具，由于训练者仅仅能够根据原始的音频数据和自己朗读的语言的录制音频数据进行对比来进行判断，存在用户自身无法通过自己的听力识别出自己发音问题的缺陷。

而且，复读机等语言训练工具操作麻烦，需要不断地按不同的按钮来进行录音、播放等等操作。实际上，目前市场上的语言训练工具还不能使得用户可以很方便并且有效地进行语言训练和矫正。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种可方便、智能地实现语言训练的系统和方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种智能语言训练系统，包括处理模块、显示模块、语音录入模块和音频播放模块；所述处理模块包括信息存储单元和音频比较单元；所述信息存储单元用于存储语言训练素材信息、声学模板信息和用户数据信息；所述音频比较单元用于根据声学模板信息对语音录入模块接收的声音信号进行比较判断，并将判断结果通过音频播放模块或显示模块输出。

优选的，所述处理模块还包括语音矫正单元，所述语音矫正单元用于通过音频播放模块发出相对应的标准读音，并且通过显示模块呈现相对应的口型动态视频和/或发音器官运动视频和/或便于理解的注释文字。

优选的，所述处理模块采用计算机实现，所述语音录入模块为麦克风，所述音频播放模块为扬声器。

一种智能语言训练方法，包括步骤：S1，接收用户发出的声音信号；S2,将步骤S1获取到的声音信号与声学模板的发音进行比较，判断出用户的发音是否准确；S3,将步骤S2的判断结果告知用户。

优选的，所述步骤S2具体包括子步骤：S21，提供多个声学模板，每个声学模板包含标准音素的数学模型；S22，接受用户的发音，其中包含发音音素和发音声调；S23，对比发音音素与标准音素而取得音素相似度；S24，根据发音声调取得声调类型；S25，输出发音的音素相似度和声调类型。

优选的，在所述步骤S1之前还包括步骤：S0,利用显示器上显示语言训练素材并提示用户读音；

优选的，所述方法还包括步骤：S4，若步骤S3所述判断结果为正确，则自动进入下一组语言训练素材发音训练，重复执行步骤S0至S3；否则，执行语音矫正步骤S5和S6；S5，利用语音矫正模块会通过音频播放模块发出相对应的标准读音，并且通过显示模块呈现相对应的口型动态视频和/或发音器官运动视频和/或便于理解的注释文字；S6，重复执行步骤S0至S4，直至用户对该语言训练素材发音正确或手动跳过该语言训练素材发音。

优选的，所述方法还包括步骤：S7，若步骤S6中为手动跳过该语言训练素材发音，则系统自动记录和/或标识该语言训练素材为未掌握发音。

优选的，所述方法还包括语言训练素材更新步骤：根据已训练的发音矫正次数，建立个人信息库；在下一次训练开始后，在待训练素材中加入存在矫正的语言训练素材，并按矫正次数从大到小排序以供用户选择训练。

优选的，所述方法还包括训练时间控制步骤：单次训练时间如超过预设上限时间则发出提醒信息或令系统进入休眠模式。

优选的，所述语言训练素材包括汉字训练素材、数字训练素材和外语训练素材。

优选的，所述汉字训练素材的训练顺序依次为拼音训练素材、高频汉字训练素材、高频词汇训练素材；其中，所述拼音训练素材主要包括单独的声母、单独的韵母、声调以及声母和韵母以及声调结合起来的拼音。

本发明的有益效果是：

本发明通过对用户发音的智能比对判断，克服了现有技术中语言训练工具不智能、使用不方便的技术问题，实现了一种可方便、智能地实现语言训练的系统及方法，并且通过显示模块和语音播放模块与用户交互，支持图片、文字、动态图像、视频、语音等多媒体互动形式，对用户进行多方位多感官强化刺激，增加用户训练的积极主动性，提高语言训练效果。

另外，本发明还利用语音矫正模块会通过音频播放模块发出相对应的标准读音，并且通过显示模块呈现相对应的口型动态视频、发音器官运动视频和便于理解的注释文字，辅助用户矫正发音；通过根据已训练的发音矫正次数，对语言训练素材进行更新和排序，实现有针对性、个性化的发音训练；通过控制单次训练时间，有利于避免训练疲倦现象，从而帮助用户建立信心；通过设置训练素材从易到难的训练顺序，循序渐进，有利于提高用户训练的积极性。

本发明可广泛应用于各种语言训练系统。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

图1是本发明系统一种实施例的电路结构框图；

图2是本发明方法一种实施例的工作流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实施例中，以语言训练素材从易到难依次为拼音训练素材、单字训练素材、词汇训练素材和数字训练素材为例(显然，也可以根据需要设计其他语言训练素材，如外语训练素材)。对于上述四种素材，其训练流程大体相同。

如图1所示，系统主要包括处理模块、显示模块、语音录入模块和音频播放模块；所述处理模块包括信息存储单元、音频比较单元和语音矫正模块；所述信息存储单元用于存储语言训练素材信息、声学模板信息和用户数据信息；所述音频比较单元用于根据声学模板信息对语音录入模块接收的声音信号进行比较判断，并将判断结果通过音频播放模块或显示模块输出；所述语音矫正单元用于通过音频播放模块发出相对应的标准读音，并且通过显示模块呈现相对应的口型动态视频和发音器官运动视频和便于理解的注释文字。所述处理模块采用计算机(台式主机或笔记本电脑主机)实现，所述语音录入模块为麦克风，所述音频播放模块为扬声器，显示模块可以是普通显示屏，也可以是触摸屏。

以拼音训练系统为例，介绍其主要流程，首先用户会看到显示模块显示出的信息(训练顺序为：声母、韵母、声调、声母，韵母和声调结合的拼音)，用户根据显示出的信息发出相对应的声音，由语音判断模块录入用户发出的声音，形成电子信息，将其与正确发音进行比较，判断出用户的发音是否准确，若正确，则继续下一组训练；若错误，则会进入语音矫正模块，语音矫正模块会呈现正确的发音图像(包括口型，发音要点等)以及正确的语音信号，接着重复本过程，直到发音完全正确为止，然后再进行下一组训练。

具体的，如图2所示，本实施例为本发明提供的一种用户语言训练方法的具体工作流程图。以单字训练系统为例，主要流程包括：

步骤1，创建用户个人基本信息库，包括姓名，性别，年龄等基本信息。

步骤2，进入系统，显示模块会显示出拼音训练素材、单字训练素材、词汇训练素材和数字训练素材，四种语言训练素材在显示器上显示供用户进行选择，这里选择单字训练系统，用户会看到显示模块显示出的单个汉字及其相对应的汉语拼音；

步骤3，在安静的环境中，用户根据显示出的图像信息，让用户复述该读音；

步骤4，同时，由系统录入用户发出的声音信号，形成电子信息，将其与声学模板进行比较，判断出用户的发音是否准确，并将识别结果告知用户，若正确，则说明用户无需对该发音进行训练，系统会自动进入下一组发音训练；若错误，则系统会进入语音矫正步骤；

步骤5，语音矫正模块会通过音响等音频播放模块发出相对应的标准读音，以及通过显示屏呈现相对应的口型动态视频、发音器官运动视频以及便于理解的注释文字；

步骤6，重复步骤3至步骤5；

步骤7，直到用户对于某一个发音完全掌握后，跳转至此步骤，并在显示模块上显示出正确等鼓励性提示，并退出矫正进入下一组发音训练；反之，若用户始终无法掌握某一个发音，在语音矫正后会提供选择模块，手动跳过此发音，但会由系统记录下来，该发音为用户还未掌握的发音。

本实施例中，系统会依据用户对于已训练的发音矫正次数，建立个人信息库。在下一次训练开始后，系统会加入存在矫正的发音(更新语音训练素材)，矫正次数越多，表示用户对该发音掌握的越不熟练，则会相应地增加该发音的训练次数，实现个性化的矫正训练。同时，系统也会记录截止目前已有的发音训练及其矫正次数，并按矫正次数从大到小排序，用户也可查看此信息，点击各个发音进行训练，做到有针对性训练。

本实施例中，对于用户的语言训练，考虑到帮助用户建立信心，过长时间的训练会让其感到疲倦，降低发音的准确率，因此单次训练时间如超过预设上限时间则发出提醒信息或令系统进入休眠模式，如可设置每天的训练时间控制在30分钟以内。可在每次用户发音准确后判断是否超过训练时间，如是则结束训练；否则继续下一组训练。

本实施例中，拼音训练素材主要包括单独的声母、单独的韵母、声调以及声母和韵母以及声调结合起来的拼音。单字训练素材主要为常用高频汉字700字。词汇训练素材主要为常用高频词汇。数字训练素材主要为常用正整数。上述训练素材的选择主要依据是，字词、数字皆为常用高频字，用户在经过本发明的训练之后能进行日常交流沟通，克服语言交流障碍。

本实施例中语音判断模块2可采用现有音频比较软件进行比较，也可依据隐藏式马尔科夫模型(Hidden Markov Model,HMM)建立声学模板进行比较，该方法主要包括以下步骤：

步骤1，提供多个声学模板，每个声学模板包含标准音素的数学模型；

步骤2，接受用户的发音，其中包含发音音素和发音声调；

步骤3，对比发音音素与标准音素而取得音素相似度；

步骤4，根据发音声调取得声调类型；

步骤5，输出发音的音素相似度和声调类型。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (12)

1.一种智能语言训练系统，其特征在于，包括处理模块、显示模块、语音录入模块和音频播放模块；

所述处理模块包括信息存储单元和音频比较单元；

所述信息存储单元用于存储语言训练素材信息、声学模板信息和用户数据信息；

所述音频比较单元用于根据声学模板信息对语音录入模块接收的声音信号进行比较判断，并将判断结果通过音频播放模块或显示模块输出。

2.根据权利要求1所述的一种智能语言训练系统，其特征在于，所述处理模块还包括语音矫正单元，所述语音矫正单元用于通过音频播放模块发出相对应的标准读音，并且通过显示模块呈现相对应的口型动态视频和/或发音器官运动视频和/或便于理解的注释文字。

3.根据权利要求1或2所述的一种智能语言训练系统，其特征在于，所述处理模块采用计算机实现，所述语音录入模块为麦克风，所述音频播放模块为扬声器。

4.一种智能语言训练方法，其特征在于，包括步骤：

S1，接收用户发出的声音信号；

S2,将步骤S1获取到的声音信号与声学模板的发音进行比较，判断出用户的发音是否准确；

S3,将步骤S2的判断结果告知用户。

5.根据权利要求4所述的一种智能语言训练方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括子步骤：

S21，提供多个声学模板，每个声学模板包含标准音素的数学模型；

S22，接受用户的发音，其中包含发音音素和发音声调；

S23，对比发音音素与标准音素而取得音素相似度；

S24，根据发音声调取得声调类型；

S25，输出发音的音素相似度和声调类型。

6.根据权利要求4或5所述的一种智能语言训练方法，其特征在于，在所述步骤S1之前还包括步骤：

S0,利用显示器上显示语言训练素材并提示用户读音。

7.根据权利要求6所述的一种智能语言训练方法，其特征在于，还包括步骤：

S4，若步骤S3所述判断结果为正确，则自动进入下一组语言训练素材发音训练，重复执行步骤S0至S3；否则，执行语音矫正步骤S5和S6；

S5，利用语音矫正模块会通过音频播放模块发出相对应的标准读音，并且通过显示模块呈现相对应的口型动态视频和/或发音器官运动视频和/或便于理解的注释文字；

S6，重复执行步骤S0至S4，直至用户对该语言训练素材发音正确或手动跳过该语言训练素材发音。

8.根据权利要求7所述的一种智能语言训练方法，其特征在于，还包括步骤：

S7，若步骤S6中为手动跳过该语言训练素材发音，则系统自动记录和/或标识该语言训练素材为未掌握发音。

9.根据权利要求8所述的一种智能语言训练方法，其特征在于，还包括语言训练素材更新步骤：

根据已训练的发音矫正次数，建立个人信息库；在下一次训练开始后，在待训练素材中加入存在矫正的语言训练素材，并按矫正次数从大到小排序以供用户选择训练。

10.根据权利要求4、5、7、8或9所述的一种智能语言训练方法，其特征在于，还包括训练时间控制步骤：

单次训练时间如超过预设上限时间则发出提醒信息或令系统进入休眠模式。

11.根据权利要求6所述的一种智能语言训练方法，其特征在于，所述语言训练素材包括汉字训练素材、数字训练素材和外语训练素材。

12.根据权利要求11所述的一种智能语言训练方法，其特征在于，所述汉字训练素材的训练顺序依次为拼音训练素材、高频汉字训练素材、高频词汇训练素材；其中，所述拼音训练素材主要包括单独的声母、单独的韵母、声调以及声母和韵母以及声调结合起来的拼音。