CN110942682B - 一种音标发音纠错系统及音标卡存放旋转盘 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种音标发音纠错系统及音标卡存放旋转盘，属于英语教具领域，包括语音采集模块，语音采集模块上连接有四十八个音标单元键，四十八个音标单元键分别与四十八个音标对应，语音采集模块上连接有声纹处理模块，声纹处理模块上连接有对比分析模块，多个音标单元键均与对比分析模块信号连接，对比分析模块上连接有标准音标语音库和纠错模块，标准音标语音库上连接有语音播放模块，语音播放模块与语音采集模块信号连接，对比分析模块上连接有显示屏，显示屏与纠错模块信号连接，可以实现方便学习者掌握正确的音标发声，易于使学习者坚持改进自身发音错误。

Description

一种音标发音纠错系统及音标卡存放旋转盘

技术领域

本发明涉及英语教具领域，更具体地说，涉及一种音标发音纠错系统及音标卡存放旋转盘。

背景技术

英语是当今世界上最为通用的语言，其重要性已为所有人深刻领会。由于英语的强势地位，目前被超过100个国家作为外语教学的第一外语。据中国社会调查所公布的中国居民消费调查报告统计，中国已成为全球英语培训领域增长速度最快的市场，年增长率高达12％。在如此广阔的英语培训市场下，线下英语培训面临着师资数量短缺，教师口语水平参差不齐、“添鸭式”与“应试式”教学以及无法有效改善口语听力水平等存在诸多矛盾。

英语学习中，音标是重要的基础部分，一般语言学认为英语共48个音标，其中元音20个，辅音28个。根据发音语音学，元音是气流振动声带、在口腔没有收到阻碍而形成的一类发音，不同的口腔形状形成了不同的元音；而辅音是气流在口腔受到阻碍而形成的，不同的发音部位或发音方法形成了不同的辅音，目前学生初期学习音标时大多使用音标卡进行入门。

现有的市场上已有部分语音评测工具，语音评测工具可根据学生的发音音频利用深度神经网络对声学特征和标准发音进行预测，还可通过纠错模块对比用户口型和舌位与标准发音的口型和舌位来判断发音正确与否，并给出口型和舌位的改进意见。

但目前的评测工具缺乏有效的学习和反馈机制，且目前评测工具也没有针对基础音标的基础辅助学习工具，当学生刚刚接触音标学习时不能很难坚持掌握正确的口型和发音习惯，容易使学生音标基础掌握不牢，从而影响后续英语学习。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种音标发音纠错系统及音标卡存放旋转盘，它可以实现方便学习者掌握正确的音标发声，易于使学习者坚持改进自身发音错误。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种音标发音纠错系统，包括语音采集模块，所述语音采集模块上连接有四十八个音标单元键，四十八各所述音标单元键分别与四十八个音标对应，所述所述语音采集模块上连接有声纹处理模块，所述声纹处理模块上连接有对比分析模块，多个所述音标单元键均与对比分析模块信号连接，所述对比分析模块上连接有标准音标语音库和纠错模块，所述标准音标语音库上连接有语音播放模块，所述语音播放模块与语音采集模块信号连接，所述对比分析模块上连接有显示屏，所述显示屏与纠错模块信号连接。

一种音标发音纠错系统配套的音标卡存放旋转盘，所述音标卡存放旋转盘包括基座，所述基座上转动连接有下旋转盘，其特征在于：所述下旋转盘上转动连接有上旋转盘，所述上旋转盘上开凿有二十个第一安装槽，二十个所述第一安装槽与二十个元音相匹配，所述下旋转盘上开凿有二十八个第二安装槽，二十八个所述第二安装槽与二十八个辅音相匹配，所述第一安装槽和第二安装槽内均安装有音标单元键，所述音标单元键包括键帽，所述下旋转盘和上旋转盘内均连接有与音标单元键相匹配的按键电路板，所述键帽与按键电路板之间连接有自复位按钮开关，所述按键电路板上连接有与键帽相匹配的LED灯，所述基座上固定连接有与下旋转盘相匹配的固定轴，所述固定轴的顶端固定连接有壳体，所述显示屏设置在壳体的表面，所述语音播放模块设置在壳体的一对侧壁上，所述语音采集模块设置在壳体的顶端。

一种音标发音纠错系统及音标卡存放旋转盘，其使用方法为：

S1，学习者按压一个音标单元键，使按键电路板发送信号给语音采集模块和对比分析模块；

S2，语音采集模块收到信号开始录音，直至学习者松开音标单元键，对比分析模块收到信号后调取标准音标语音库中与音标单元键对应音标的标准音标语音准备进行对比分析；

S3，语音采集模块采集完学习者的声音数据后发送给声纹处理模块进行预处理，去除噪声干扰；

S4，对比分析模块将处理后的声音数据与标准音标语音数据对比进行分析，若声音数据与标准音标语音数据符合度较低，对比分析模块将分析结果发送给纠错模块，纠错模块根据分析结果给予纠错建议并发送给显示屏，显示屏上显示纠错建议，同时对比分析模块发送信号给语音播放模块和LED灯，使LED灯亮红灯，使语音播放模块播放标准音标语音和之前采集的学习者声音数据，使用者返回S1再进行操作；

若声音数据与标准音标语音数据符合度达标，即学习者发音正确，显示屏显示正确字样，并将发送信号给LED灯，使LED灯熄灭，完成单一音标的练习。

进一步的，所述键帽由透光pvc材料制成，使LED灯的光线可穿过键帽，当学习者发声错误时，键帽发亮起进行提醒。

进一步的，所述语音采集模块为麦克风，所述麦克风上连接有储存模块，储存模块永远储存语音采集模块采集到的语音数据，方便语音播放模块调取。

进一步的，所述按键电路板由全编码电路进行编码，按键电路板上的每个位置码分别与不同的音标相匹配，使单元音标单元键按压后发送给对比分析模块的信号可体现其对应的音标，使对比分析模块可准确从标准音标语音库中调取对应的标准音标语音数据。

进一步的，所述键帽的上端开凿有插槽，所述键帽的侧壁上固定连接有延伸板，可将音标卡插入插槽内，使学习者练习音标时可参照音标卡阅读，由于音标卡挡住音标单元键的表面，学习者可按压延伸板进行音标单元键的按压。

进一步的，所述声纹处理模块内连接有降噪器和滤波器，通过降噪器和滤波器对采集到的语音数据进行降噪和滤波，使语音提供语音数据的清晰度，易于使分析结果更准确。

进一步的，所述语音播放模块为扬声器，当学习者发声错误时方便播放标准音标语音和之前采集的学习者声音数据，学习者对比听取，易于学习者发声的改进。

进一步的，每个所述键帽的表面均贴有与其对应音标相匹配的标签，方便学习者识别不同的音标单元键，使学习者可针对自己不熟练的音标进行学习。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案的使用者在按压音标单元开启语音采集模块进行音标语音的录制，对比分析模块将语音数据与标准音标语音库中的数据对比即可获知学习者发音是否准确，学习者发音不准确时，音标单元中的LED灯亮起进行警示，时刻提醒学习者对该音标掌握不准确，同时纠错模块可根据对比分析结果提出纠错建议并显示在显示屏上，且语音播放模块播放标准音标语音和之前采集的学习者音标语音，学习者对比两个语音的区别并参考纠错建议即可对自身的发音进行改进，只有学习者发出正确音标语时LED灯才会熄灭，使学习者可根据标准语音与自身语音的对比和纠错模块给以的意见进行自身发声的调节，且使用LED灯作为反馈机制，学习者发声错误后只有再次发音正确后LED灯才会熄灭，易于使学习者坚持改进自身发音错误。

(2)本方案将每个音标与一个音标单元键对应，按压一个音标单元键即可进行一个音标的练习和学习，两个旋转盘中均设置有与音标单元键对应的按键电路板，且按键电路板由全编码电路进行编码，按键电路板上的每个位置码分别与不同的音标相匹配，使对比分析模块可准确从标准音标语音库中调取与音标单元键对应的标准音标语音数据。

(3)本方案在音标单元键上设置插槽，方便音标卡的放置储存，学习者可参照音标卡辅助练习和学习。

附图说明

图1为本发明的电路原理图；

图2为本发明的工作流程图；

图3为本发明的音标卡存放旋转盘的立体图；

图4为本发明的音标卡存放旋转盘的侧视图；

图5为本发明的音标卡存放旋转盘的剖视图；

图6为图5中A处的结构示意图。

1语音采集模块、2音标单元键、201键帽、202自复位按钮开关、203LED灯、3声纹处理模块、4对比分析模块、5标准音标语音库、6纠错模块、7语音播放模块、8显示屏、9下旋转盘、10上旋转盘、11按键电路板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：请参阅图1，一种音标发音纠错系统，包括语音采集模块1，语音采集模块1上连接有四十八个音标单元键2，四十八个音标单元键2分别与四十八个音标对应，语音采集模块1上连接有声纹处理模块3，声纹处理模块3内连接有降噪器和滤波器，通过降噪器和滤波器对采集到的语音数据进行降噪和滤波，使语音提供语音数据的清晰度，易于使分析结果更准确，声纹处理模块3上连接有对比分析模块4，多个音标单元键2均与对比分析模块4信号连接，对比分析模块4上连接有标准音标语音库5和纠错模块6，标准音标语音库5上连接有语音播放模块7，语音播放模块7与语音采集模块1信号连接，对比分析模块4上连接有显示屏8，显示屏8与纠错模块6信号连接。

请参阅图3，一种与音标发音纠错系统配套的音标卡存放旋转盘，包括基座，基座上转动连接有下旋转盘9，下旋转盘9上转动连接有上旋转盘10，上旋转盘10上开凿有二十个第一安装槽，二十个第一安装槽与二十个元音相匹配，下旋转盘9上开凿有二十八个第二安装槽，二十八个第二安装槽与二十八个辅音相匹配。

请参阅图3-5，第一安装槽和第二安装槽内均安装有音标单元键2，音标单元键2包括键帽201，键帽201的上端开凿有插槽，键帽201的侧壁上固定连接有延伸板，可将音标卡插入插槽内，使学习者练习音标时可参照音标卡阅读，由于音标卡挡住音标单元键2的表面，学习者可按压延伸板进行音标单元键2的按压，每个键帽201的表面均贴有与其对应音标相匹配的标签，方便学习者识别不同的音标单元键2，使学习者可针对自己不熟练的音标进行学习。

请参阅图3-6，下旋转盘9和上旋转盘10内均连接有与音标单元键2相匹配的按键电路板10，键帽201与按键电路板之间连接有自复位按钮开关202，按键电路板上连接有与键帽201相匹配的LED灯203，键帽201由透光pvc材料制成，使LED灯203的光线可穿过键帽201，当学习者发声错误时，键帽201发亮起进行提醒。

本方案将每个音标与一个音标单元键2对应，按压一个音标单元键2即可进行一个音标的练习和学习，两个旋转盘中均设置有与音标单元键2对应的按键电路板10，音标单元键2通过按键电路板10与对比分析模块4和语音采集模块1连接，且按键电路板10由全编码电路进行编码，按键电路板10上的每个位置码分别与不同的音标相匹配，使对比分析模块4可准确从标准音标语音库5中调取与音标单元键2对应的标准音标语音数据。

请参阅图3和图5，基座上固定连接有与下旋转盘9相匹配的固定轴，固定轴的顶端固定连接有壳体，显示屏8设置在壳体的表面，语音播放模块7设置在壳体的一对侧壁上，语音播放模块7为扬声器，当学习者发声错误时方便播放标准音标语音和之前采集的学习者声音数据，学习者对比听取，易于学习者发声的改进，语音采集模块1设置在壳体的顶端，语音采集模块1为麦克风，麦克风上连接有储存模块，储存模块永远储存语音采集模块1采集到的语音数据，方便语音播放模块7调取。

请参阅图2一种音标发音纠错系统及音标卡存放旋转盘，其使用方法为：

S1，学习者按压一个音标单元键2，使按键电路板11发送信号给语音采集模块1和对比分析模块4；

S2，语音采集模块1收到信号开始录音，直至学习者松开音标单元键2，对比分析模块4收到信号后调取标准音标语音库5中与音标单元键2对应音标的标准音标语音准备进行对比分析；

S3，语音采集模块1采集完学习者的声音数据后发送给声纹处理模块3进行预处理，去除采集到声音数据的噪声干扰，提供所采集到声音数据的清晰度；

S4，对比分析模块4将处理后的声音数据与标准音标语音数据对比进行分析，若声音数据与标准音标语音数据符合度较低，对比分析模块4将分析结果发送给纠错模块6，纠错模块6根据分析结果给予纠错建议并发送给显示屏8，显示屏8上显示纠错建议，同时对比分析模块4发送信号给语音播放模块7和与被按压音标单元键2对应的LED灯203，使LED灯203亮红灯，LED灯203亮红灯时被按压音标单元键2亮起，提醒学习者自身发声错误，语音播放模块7播放标准音标语音和之前采集的学习者声音数据，学习者听取标准音标语音和自己的发声，并参考显示屏8上显示的纠错建议，可对自己的发声进行改进，然后使用者返回S1步骤再进行操作；

若声音数据与标准音标语音数据符合度达标，即学习者发音正确，显示屏8显示正确字样，并将发送信号给LED灯203，使LED灯203熄灭，完成单一音标的练习，完成一次练习后学习者可旋转下旋转盘9或上旋转盘10按压其他位置的音标单元键2，来进行其他音标的学习。

学习者可通过按压音标单元2开启语音采集模块1，学习者发出按压音标单元2所对应的音标语音后，语音采集模块1将语音数据发送给声纹处理模块进行降噪处理，对比分析模块3将处理后清晰的语音数据与标准音标语音库5中的数据对比即可获知学习者发音是否准确，若不准确被按压的按压音标单元2中的LED灯亮起进行警示，时刻提醒学习者对该音标掌握不准确，同时纠错模块6可根据对比分析结果提出纠错建议并显示在显示屏8上，且语音播放模块7播放标准音标语音和之前采集的学习者音标语音，学习者对比两个语音的区别并参考纠错建议即可对自身的发音进行改进，然后重复上述步骤直至学习者发音准确，LED灯才会熄灭，学习者在使用时刻随时转动下旋转盘9和上旋转盘10，方便自身按压下旋转盘9和上旋转盘10上不同的音标单元2。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种音标发音纠错系统，包括语音采集模块(1)，其特征在于：所述语音采集模块(1)上连接有四十八个音标单元键(2)，四十八个所述音标单元键(2)分别与四十八个音标对应，所述语音采集模块(1)上连接有声纹处理模块(3)，所述声纹处理模块(3)上连接有对比分析模块(4)，多个所述音标单元键(2)均与对比分析模块(4)信号连接，所述对比分析模块(4)上连接有标准音标语音库(5)和纠错模块(6)，所述标准音标语音库(5)上连接有语音播放模块(7)，所述语音播放模块(7)与语音采集模块(1)信号连接，所述对比分析模块(4)上连接有显示屏(8)，所述显示屏(8)与纠错模块(6)信号连接；

所述音标发音纠错系统，包括与之配套的音标卡存放旋转盘，所述音标卡存放旋转盘包括基座，所述基座上转动连接有下旋转盘(9)，所述下旋转盘(9)上转动连接有上旋转盘(10)，所述上旋转盘(10)上开凿有二十个第一安装槽，二十个所述第一安装槽与二十个元音相匹配，所述下旋转盘(9)上开凿有二十八个第二安装槽，二十八个所述第二安装槽与二十八个辅音相匹配，多个所述音标单元键(2)分别安装在多个第一安装槽和多个第二安装槽内，所述音标单元键(2)包括键帽(201)，所述下旋转盘(9)和上旋转盘(10)内均连接有与音标单元键(2)相匹配的按键电路板(11)，所述键帽(201)与按键电路板(11)之间连接有自复位按钮开关(202)，所述按键电路板(11)上连接有与键帽(201)相匹配的LED灯(203)，所述基座上固定连接有与下旋转盘(9)相匹配的固定轴，所述固定轴的顶端固定连接有壳体，所述显示屏(8)设置在壳体的表面，所述语音播放模块(7)设置在壳体的一对侧壁上，所述语音采集模块(1)设置在壳体的顶端。

2.根据权利要求1所述的一种音标发音纠错系统，其特征在于:其使用方法为:

S1，学习者按压一个音标单元键(2)，使按键电路板(11)发送信号给语音采集模块(1)和对比分析模块(4)；

S2，语音采集模块(1)收到信号开始录音，直至学习者松开音标单元键(2)，对比分析模块(4)收到信号后调取标准音标语音库(5)中与音标单元键(2)对应音标的标准音标语音准备进行对比分析；

S3，语音采集模块(1)采集完学习者的声音数据后发送给声纹处理模块(3)进行预处理，去除噪声干扰；

S4，对比分析模块(4)将处理后的声音数据与标准音标语音数据对比进行分析，若声音数据与标准音标语音数据符合度较低，对比分析模块(4)将分析结果发送给纠错模块(6)，纠错模块(6)根据分析结果给予纠错建议并发送给显示屏(8)，显示屏(8)上显示纠错建议，同时对比分析模块(4)发送信号给语音播放模块(7)和LED灯(203)，使LED灯(203)亮红灯，使语音播放模块(7)播放标准音标语音和之前采集的学习者声音数据，使用者返回S1再进行操作；

若声音数据与标准音标语音数据符合度达标，即学习者发音正确，显示屏(8)显示正确字样，并将发送信号给LED灯(203)，使LED灯(203)熄灭，完成单一音标的练习。

3.根据权利要求1所述的一种音标发音纠错系统，其特征在于：所述键帽(201)由透光pvc材料制成。

4.根据权利要求1所述的一种音标发音纠错系统，其特征在于：所述语音采集模块(1)为麦克风，所述麦克风上连接有储存模块。

5.根据权利要求1所述的一种音标发音纠错系统，其特征在于：所述按键电路板(11)由全编码电路进行编码，按键电路板(11)上的每个位置码分别与不同的音标相匹配。

6.根据权利要求1所述的一种音标发音纠错系统，其特征在于：所述键帽(201)的上端开凿有插槽，所述键帽(201)的侧壁上固定连接有延伸板。

7.根据权利要求1所述的一种音标发音纠错系统，其特征在于：所述声纹处理模块(3)内连接有降噪器和滤波器。

8.根据权利要求1所述的一种音标发音纠错系统，其特征在于：所述语音播放模块(7)为扬声器。

9.根据权利要求1所述的一种音标发音纠错系统，其特征在于：每个所述键帽(201)的表面均贴有与其对应音标相匹配的标签。

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