CN111899581A - 一种英语教学用单词拼读练习装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于英语教学技术领域，公开了一种英语教学用单词拼读练习装置及方法，所述英语教学用单词拼读练习装置包括：教学视频采集模块、触控模块、主控模块、书写引导模块、单词拼写模块、彩绘模块、语音播放模块、发音评分模块、云存储模块、更新显示模块。本发明通过单词拼写模块将所述单词拼写答案与标准答案进行比较，判断所述用户是否拼写正确，当判断所述用户拼写错误时，将所述目标单词中拼写错误的字母标注出来，从而能够实现英语单词拼写的在线练习，方便了用户平时的训练，并提高了拼写练习的效率；同时，通过发音评分模块提高了评分的客观性，且便于教师针对不同题目设置各项指标的权重系数进行加权，使得评分方法更加灵活。

Description

一种英语教学用单词拼读练习装置及方法

技术领域

本发明属于英语教学技术领域，尤其涉及一种英语教学用单词拼读练习装置及方法。

背景技术

目前，英语教学是指对于英语是或者不是第一语言的人进行教授英语的过程。英语教学涉及多种专业理论知识，包括语言学、第二语言习得、词汇学、句法学、文体学、语料库理论、认知心理学等内容。英语教学是一个循序渐进的过程，无论是对于英语是或者不是第一语言的人来说，英语学习在全球化快速发展的今天都是至关重要的。然而，现有英语教学用单词拼读练习装置不能识别拼写是否错误，拼写效率低；同时，不能对发音进行合理和准确的评分。

综上所述，现有技术存在的问题及缺陷是：现有英语教学用单词拼读练习装置不能识别拼写是否错误，拼写效率低；同时，不能对发音进行合理和准确的评分。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种英语教学用单词拼读练习装置及方法。

本发明是这样实现的，一种英语教学用单词拼读练习方法，所述英语教学用单词拼读练习方法包括以下步骤：

步骤一，通过教学视频采集模块利用摄像器采集英语教学视频，对英语教学练习过程进行实时监控；通过触控模块利用触控板进行英语书写的触控操作。

步骤二，通过主控模块利用主控器控制所述英语教学用单词拼读练习装置各个模块的正常工作；通过书写引导模块在触控板显示界面上动态演示待练习字符的书写过程。

步骤三，在所述书写练习界面上显示所述待练习字符的第一仿影字形，并提示用户按照所述书写过程对所述第一仿影字形进行描写操作。

步骤四，利用书写引导程序获取用户对所述第一仿影字形进行描写操作的描写轨迹，并在所述第一仿影字形上显示所述描写轨迹，对英语单词的拼写进行引导。

步骤五，接通英语教学用单词拼读练习装置电源线，在触控板显示界面中显示部分字母隐藏或全部字母隐藏的目标单词，同时输出所述目标单词的读音。

步骤六，通过单词拼写模块获取用户在所述触控板的手写区域中通过触控笔书写的各个字母，并通过预先训练的字符识别模型识别各个字母，得到单词拼写答案；所述字符识别模型为神经网络模型。

步骤七，将所述单词拼写答案与标准答案进行比较，判断用户是否拼写正确，当判断所述用户拼写错误时，将所述目标单词中拼写错误的字母标注出来。

步骤八，通过彩绘模块利用彩绘板进行单词的彩绘操作；通过语音播放模块利用播放器播放书写词汇的发音。

步骤九，通过发音评分模块利用语音采集器学员口语发音；通过语音识别器识别口语语音；并录制不同语种的标准语音；对每个语种的标准语音进行预处理，得到每个语种的标准语音语料。

步骤十，提取每个语种的所述标准语音语料的特征参数；其中，所述标准语音语料的特征参数包括GFCC特征向量和SDC特征向量；对每个语种的所述标准语音计算所有帧的GFCC特征向量和SDC特征向量的均值特征向量。

步骤十一，将GFCC特征向量的均值特征向量与SDC特征向量的均值特征向量合成为一个特征向量，以得到每个语种的标准特征向量；将每个语种的标准特征向量作为改进的GMM-UBM模型的输入向量，采用混合型聚类算法对输入了所述输入向量的所述改进的GMM-UBM模型进行初始化。

步骤十二，在对所述GMM-UBM模型进行初始化后，通过EM算法训练得到UBM模型；通过UBM模型进行自适应变换得到各个语种的GMM模型，作为所述标准语音的每个语种模型；对预先录制的待评分语音进行预处理，得到待评分语音语料；提取所述待评分语音语料的特征参数。

步骤十三，通过评分程序根据所述待评分语音语料的特征参数计算所述标准语音的每个语种模型的模型概率得分，选取具有最大的所述模型概率得分的语种模型对应的语种作为所述待评分语音的语种识别结果。

步骤十四，根据所述待评分语音的语种识别结果判断所述待评分语音的语种是否为英语；当判定所述待评分语音的语种为英语时，分别对所述待评分语音的情感、语速、节奏、语调、发音准确度和重音进行评分。

步骤十五，对所述待评分语音的情感、语速、节奏、语调、发音准确度和重音的分数按照对应的权重系数进行加权，以得到总分；当判定所述待评分语音的语种不是英语时，反馈语种错误信息，对学员练习发音进行评分。

步骤十六，通过云存储模块利用云数据库服务器存储采集的教学视频数据、拼写的单词、彩绘的内容、书写词汇的发音以及发音的评分结果。

步骤十七，通过更新显示模块利用更新程序对采集的教学视频数据、拼写的单词、彩绘的内容、书写词汇的发音以及发音的评分结果的实时数据进行更新，并通过显示器进行实时显示。

进一步，步骤六中，所述字符识别模型为根据手写字体的字符样本训练得到的；

所述获取用户在所述触控板的手写区域中通过触控笔书写的各个字母，并通过预先训练的字符识别模型识别各个字母的方法，包括：

(a)检测用户在所述触控板的手写区域中的书写操作发生的每一次中断；

(b)针对每一次中断，获取该次中断的书写操作中所书写的字母，并通过预先训练的字符识别模型识别所获取的字母。

进一步，步骤六中，所述触控板上还包含一删除按钮，所述方法还包括：

接收所述用户对所述删除按钮的触发操作，将所述空格中最后一次填入的字母删除，并将所述手写区域中最后一次书写的字母删除。

进一步，步骤十三中，所述根据所述待评分语音语料的特征参数计算所述标准语音的每个语种模型的模型概率得分，选取具有最大的所述模型概率得分的语种模型对应的语种作为所述待评分语音的语种识别结果的方法，包括：

(1)基于改进的GMM-UBM模型识别方法根据所述待评分语音语料的特征参数计算标准语音的每个语种模型的模型概率得分；其中，所述待评分语音语料的特征参数包括GFCC特征参数向量和SDC特征参数向量，所述SDC特征向量由所述标准语音语料的GFCC特征向量扩展而成；

(2)选取具有最大的所述模型概率得分的语种模型对应的语种作为所述待评分语音的语种识别结果。

进一步，步骤十三中，所述混合型聚类算法包括：

采用划分聚类的算法对所述输入向量的所述改进的GMM-UBM模型进行初始化，得到初始化聚类；采用层次聚类的算法对所述初始化聚类进行合并。

进一步，步骤十四中，所述对所述待评分语音的情感进行评分的方法，包括：

(I)提取所述待评分语音语料的基频特征、短时能量特征和共振峰特征；

(II)采用基于概率神经网络的语音情感识别方法将所述待评分语音语料的基频特征、短时能量特征和共振峰特征与预先建立的情感语料库进行匹配，得到所述待评分语音的情感分析结果；

(III)根据标准答案的情感分析结果对所述待评分语音的情感分析结果进行评分。

进一步，步骤十四中，所述对所述待评分语音的重音进行评分的方法，包括：

1)获取所述待评分语音语料的短时能量特征曲线；根据所述短时能量特征曲线设定重音能量阈值和非重音能量阈值；根据非重音能量阈值对所述待评分语音语料划分子单元；

2)在所有所述子单元中去除持续时间小于设定值的所述子单元，得到有效子单元；在所有所述有效子单元中去除能量阈值小于所述重音能量阈值的所述有效子单元，得到重音单元；

3)获取各个所述重音单元的重音位置，得到各个所述重音单元的起始帧位置与结束帧位置；根据所述待评分语音与标准答案的各个所述重音单元的重音位置计算重音位置差异；根据所述重音位置差异对所述待评分语音进行评分。

本发明的另一目的在于提供一种应用所述的英语教学用单词拼读练习方法的英语教学用单词拼读练习装置，所述英语教学用单词拼读练习装置包括：

教学视频采集模块，与主控模块连接，用于通过摄像器采集英语教学视频，对英语教学练习过程进行实时监控；

触控模块，与主控模块连接，用于通过触控板进行英语书写的触控操作；

主控模块，与教学视频采集模块、触控模块、书写引导模块、单词拼写模块、彩绘模块、语音播放模块、发音评分模块、云存储模块、更新显示模块连接，用于通过主控器控制所述英语教学用单词拼读练习装置各个模块的正常工作；

书写引导模块，与主控模块连接，用于通过书写引导程序对英语单词的拼写进行引导；

单词拼写模块，与主控模块连接，用于通过触控笔在触控板进行单词拼写；

彩绘模块，与主控模块连接，用于通过彩绘板进行单词的彩绘操作；

语音播放模块，与主控模块连接，用于通过播放器播放书写词汇的发音；

发音评分模块，与主控模块连接，用于通过评分程序对学员练习发音进行评分；

云存储模块，与主控模块连接，用于通过云数据库服务器存储采集的教学视频数据、拼写的单词、彩绘的内容、书写词汇的发音以及发音的评分结果；

更新显示模块，与主控模块连接，用于通过更新程序对采集的教学视频数据、拼写的单词、彩绘的内容、书写词汇的发音以及发音的评分结果的实时数据进行更新，并通过显示器进行实时显示。

本发明的另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施所述的英语教学用单词拼读练习方法。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行所述的英语教学用单词拼读练习方法。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明通过单词拼写模块首先在触控板显示界面中显示部分字母隐藏或全部字母隐藏的目标单词，同时输出所述目标单词的读音，然后获取用户在所述触控板的手写区域中通过触控笔书写的各个字母，并通过预先训练的字符识别模型识别各个字母，得到单词拼写答案，最后将所述单词拼写答案与标准答案进行比较，判断所述用户是否拼写正确，当判断所述用户拼写错误时，将所述目标单词中拼写错误的字母标注出来，从而能够实现英语单词拼写的在线练习，方便了用户平时的训练；此外，也不需要其他人辅助进行英语单词听写以及批改，并且提高了拼写练习的效率；同时，通过发音评分模块根据待评分语音语料的特征参数与标准语音的每个语种模型对待评分语音进行语种识别和语种判断，防止了对语种不符合要求的语音进行评分，提高了评分的合理性和准确性，进一步保证了评分系统的稳定性和高效率；通过分别对待评分语音的情感、语速、节奏、语调、发音准确度和重音这六项指标进行评分并对分数按照对应的权重系数进行加权，实现了对学生口语发音质量的多方面考察，提高了评分的客观性，且便于教师针对不同题目设置各项指标的权重系数进行加权，使得评分方法更加灵活；通过反馈语种错误信息，对使用了不符合英语的语音进行发音的情况进行反馈，增加了评分系统的可靠性和智能性，便于教师通过迅速掌握评分失败情况做出对考考场情况作出相应处理、对考试人员进行警示等其他措施，提高了教学工作的质量。

附图说明

图1是本发明实施例提供的英语教学用单词拼读练习方法流程图。

图2是本发明实施例提供的英语教学用单词拼读练习装置结构框图；

图中：1、教学视频采集模块；2、触控模块；3、主控模块；4、书写引导模块；5、单词拼写模块；6、彩绘模块；7、语音播放模块；8、发音评分模块；9、云存储模块；10、更新显示模块。

图3是本发明实施例提供的通过书写引导程序对英语单词的拼写进行引导的方法流程图。

图4是本发明实施例提供的通过触控笔在触控板进行单词拼写的方法流程图。

图5是本发明实施例提供的通过评分程序对学员练习发音进行评分的方法流程图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的英语教学用单词拼读练习方法包括以下步骤：

S101，通过教学视频采集模块利用摄像器采集英语教学视频，对英语教学练习过程进行实时监控。

S102，通过触控模块利用触控板进行英语书写的触控操作；通过主控模块利用主控器控制所述英语教学用单词拼读练习装置各个模块的正常工作。

S103，通过书写引导模块利用书写引导程序对英语单词的拼写进行引导。

S104，通过单词拼写模块利用触控笔在触控板进行单词拼写；通过彩绘模块利用彩绘板进行单词的彩绘操作。

S105，通过语音播放模块利用播放器播放书写词汇的发音；通过发音评分模块利用评分程序对学员练习发音进行评分。

S106，通过云存储模块利用云数据库服务器存储采集的教学视频数据、拼写的单词、彩绘的内容、书写词汇的发音以及发音的评分结果。

S107，通过更新显示模块利用更新程序对采集的教学视频数据、拼写的单词、彩绘的内容、书写词汇的发音以及发音的评分结果的实时数据进行更新，并通过显示器进行实时显示。

如图2所示，本发明实施例提供的英语教学用单词拼读练习装置包括：教学视频采集模块1、触控模块2、主控模块3、书写引导模块4、单词拼写模块5、彩绘模块6、语音播放模块7、发音评分模块8、云存储模块9、更新显示模块10。

教学视频采集模块1，与主控模块3连接，用于通过摄像器采集英语教学视频，对英语教学练习过程进行实时监控；

触控模块2，与主控模块3连接，用于通过触控板进行英语书写的触控操作；

主控模块3，与教学视频采集模块1、触控模块2、书写引导模块4、单词拼写模块5、彩绘模块6、语音播放模块7、发音评分模块8、云存储模块9、更新显示模块10连接，用于通过主控器控制所述英语教学用单词拼读练习装置各个模块的正常工作；

书写引导模块4，与主控模块3连接，用于通过书写引导程序对英语单词的拼写进行引导；

单词拼写模块5，与主控模块3连接，用于通过触控笔在触控板进行单词拼写；

彩绘模块6，与主控模块3连接，用于通过彩绘板进行单词的彩绘操作；

语音播放模块7，与主控模块3连接，用于通过播放器播放书写词汇的发音；

发音评分模块8，与主控模块3连接，用于通过评分程序对学员练习发音进行评分；

云存储模块9，与主控模块3连接，用于通过云数据库服务器存储采集的教学视频数据、拼写的单词、彩绘的内容、书写词汇的发音以及发音的评分结果；

更新显示模块10，与主控模块3连接，用于通过更新程序对采集的教学视频数据、拼写的单词、彩绘的内容、书写词汇的发音以及发音的评分结果的实时数据进行更新，并通过显示器进行实时显示。

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

本发明实施例提供的英语教学用单词拼读练习方法如图1所示，作为优选实施例，如图3所示，本发明实施例提供的通过书写引导程序对英语单词的拼写进行引导的方法包括：

S201，通过书写引导模块在触控板显示界面上动态演示待练习字符的书写过程。

S202，在所述书写练习界面上显示所述待练习字符的第一仿影字形，并提示用户按照所述书写过程对所述第一仿影字形进行描写操作。

S203，利用书写引导程序获取用户对所述第一仿影字形进行描写操作的描写轨迹，并在所述第一仿影字形上显示所述描写轨迹，对英语单词的拼写进行引导。

实施例2

本发明实施例提供的英语教学用单词拼读练习方法如图1所示，作为优选实施例，如图4所示，本发明实施例提供的通过触控笔在触控板进行单词拼写的方法包括：

S301，接通英语教学用单词拼读练习装置电源线，在触控板显示界面中显示部分字母隐藏或全部字母隐藏的目标单词，同时输出所述目标单词的读音。

S302，通过单词拼写模块获取用户在所述触控板的手写区域中通过触控笔书写的各个字母，并通过预先训练的字符识别模型识别各个字母，得到单词拼写答案；所述字符识别模型为神经网络模型。

S303，将所述单词拼写答案与标准答案进行比较，判断用户是否拼写正确，当判断所述用户拼写错误时，将所述目标单词中拼写错误的字母标注出来。

本发明实施例提供的字符识别模型为根据手写字体的字符样本训练得到的；所述获取用户在所述触控板的手写区域中通过触控笔书写的各个字母，并通过预先训练的字符识别模型识别各个字母的方法，包括：

(a)检测用户在所述触控板的手写区域中的书写操作发生的每一次中断；

(b)针对每一次中断，获取该次中断的书写操作中所书写的字母，并通过预先训练的字符识别模型识别所获取的字母。

本发明实施例提供的触控板上还包含一删除按钮，所述方法还包括：接收所述用户对所述删除按钮的触发操作，将所述空格中最后一次填入的字母删除，并将所述手写区域中最后一次书写的字母删除。

实施例3

本发明实施例提供的英语教学用单词拼读练习方法如图1所示，作为优选实施例，如图5所示，本发明实施例提供的通过评分程序对学员练习发音进行评分的方法包括：

S401，通过发音评分模块利用语音采集器学员口语发音；通过语音识别器识别口语语音；并录制不同语种的标准语音；对每个语种的标准语音进行预处理，得到每个语种的标准语音语料。

S402，提取每个语种的所述标准语音语料的特征参数；其中，所述标准语音语料的特征参数包括GFCC特征向量和SDC特征向量；对每个语种的所述标准语音计算所有帧的GFCC特征向量和SDC特征向量的均值特征向量。

S403，将GFCC特征向量的均值特征向量与SDC特征向量的均值特征向量合成为一个特征向量，以得到每个语种的标准特征向量；将每个语种的标准特征向量作为改进的GMM-UBM模型的输入向量，采用混合型聚类算法对输入了所述输入向量的所述改进的GMM-UBM模型进行初始化。

S404，在对所述GMM-UBM模型进行初始化后，通过EM算法训练得到UBM模型；通过UBM模型进行自适应变换得到各个语种的GMM模型，作为所述标准语音的每个语种模型；对预先录制的待评分语音进行预处理，得到待评分语音语料；提取所述待评分语音语料的特征参数。

S405，通过评分程序根据所述待评分语音语料的特征参数计算所述标准语音的每个语种模型的模型概率得分，选取具有最大的所述模型概率得分的语种模型对应的语种作为所述待评分语音的语种识别结果。

S406，根据所述待评分语音的语种识别结果判断所述待评分语音的语种是否为英语；当判定所述待评分语音的语种为英语时，分别对所述待评分语音的情感、语速、节奏、语调、发音准确度和重音进行评分。

S407，对所述待评分语音的情感、语速、节奏、语调、发音准确度和重音的分数按照对应的权重系数进行加权，以得到总分；当判定所述待评分语音的语种不是英语时，反馈语种错误信息，对学员练习发音进行评分。

本发明实施例提供的根据所述待评分语音语料的特征参数计算所述标准语音的每个语种模型的模型概率得分，选取具有最大的所述模型概率得分的语种模型对应的语种作为所述待评分语音的语种识别结果的方法，包括：

(1)基于改进的GMM-UBM模型识别方法根据所述待评分语音语料的特征参数计算标准语音的每个语种模型的模型概率得分；其中，所述待评分语音语料的特征参数包括GFCC特征参数向量和SDC特征参数向量，所述SDC特征向量由所述标准语音语料的GFCC特征向量扩展而成；

(2)选取具有最大的所述模型概率得分的语种模型对应的语种作为所述待评分语音的语种识别结果。

本发明实施例提供的混合型聚类算法包括：采用划分聚类的算法对所述输入向量的所述改进的GMM-UBM模型进行初始化，得到初始化聚类；采用层次聚类的算法对所述初始化聚类进行合并。

本发明实施例提供的对所述待评分语音的情感进行评分的方法，包括：

(I)提取所述待评分语音语料的基频特征、短时能量特征和共振峰特征；

(II)采用基于概率神经网络的语音情感识别方法将所述待评分语音语料的基频特征、短时能量特征和共振峰特征与预先建立的情感语料库进行匹配，得到所述待评分语音的情感分析结果；

(III)根据标准答案的情感分析结果对所述待评分语音的情感分析结果进行评分。

本发明实施例提供的对所述待评分语音的重音进行评分的方法，包括：

1)获取所述待评分语音语料的短时能量特征曲线；根据所述短时能量特征曲线设定重音能量阈值和非重音能量阈值；根据非重音能量阈值对所述待评分语音语料划分子单元；

2)在所有所述子单元中去除持续时间小于设定值的所述子单元，得到有效子单元；在所有所述有效子单元中去除能量阈值小于所述重音能量阈值的所述有效子单元，得到重音单元；

3)获取各个所述重音单元的重音位置，得到各个所述重音单元的起始帧位置与结束帧位置；根据所述待评分语音与标准答案的各个所述重音单元的重音位置计算重音位置差异；根据所述重音位置差异对所述待评分语音进行评分。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种英语教学用单词拼读练习方法，其特征在于，所述英语教学用单词拼读练习方法包括以下步骤：

步骤一，通过教学视频采集模块利用摄像器采集英语教学视频，对英语教学练习过程进行实时监控；通过触控模块利用触控板进行英语书写的触控操作；

步骤二，通过主控模块利用主控器控制所述英语教学用单词拼读练习装置各个模块的正常工作；通过书写引导模块在触控板显示界面上动态演示待练习字符的书写过程；

步骤三，在所述书写练习界面上显示所述待练习字符的第一仿影字形，并提示用户按照所述书写过程对所述第一仿影字形进行描写操作；

步骤四，利用书写引导程序获取用户对所述第一仿影字形进行描写操作的描写轨迹，并在所述第一仿影字形上显示所述描写轨迹，对英语单词的拼写进行引导；

步骤五，接通英语教学用单词拼读练习装置电源线，在触控板显示界面中显示部分字母隐藏或全部字母隐藏的目标单词，同时输出所述目标单词的读音；

步骤六，通过单词拼写模块获取用户在所述触控板的手写区域中通过触控笔书写的各个字母，并通过预先训练的字符识别模型识别各个字母，得到单词拼写答案；所述字符识别模型为神经网络模型；

步骤七，将所述单词拼写答案与标准答案进行比较，判断用户是否拼写正确，当判断所述用户拼写错误时，将所述目标单词中拼写错误的字母标注出来；

步骤八，通过彩绘模块利用彩绘板进行单词的彩绘操作；通过语音播放模块利用播放器播放书写词汇的发音；

步骤九，通过发音评分模块利用语音采集器学员口语发音；通过语音识别器识别口语语音；并录制不同语种的标准语音；对每个语种的标准语音进行预处理，得到每个语种的标准语音语料；

步骤十，提取每个语种的所述标准语音语料的特征参数；其中，所述标准语音语料的特征参数包括GFCC特征向量和SDC特征向量；对每个语种的所述标准语音计算所有帧的GFCC特征向量和SDC特征向量的均值特征向量；

步骤十一，将GFCC特征向量的均值特征向量与SDC特征向量的均值特征向量合成为一个特征向量，以得到每个语种的标准特征向量；将每个语种的标准特征向量作为改进的GMM-UBM模型的输入向量，采用混合型聚类算法对输入了所述输入向量的所述改进的GMM-UBM模型进行初始化；

步骤十二，在对所述GMM-UBM模型进行初始化后，通过EM算法训练得到UBM模型；通过UBM模型进行自适应变换得到各个语种的GMM模型，作为所述标准语音的每个语种模型；对预先录制的待评分语音进行预处理，得到待评分语音语料；提取所述待评分语音语料的特征参数；

步骤十三，通过评分程序根据所述待评分语音语料的特征参数计算所述标准语音的每个语种模型的模型概率得分，选取具有最大的所述模型概率得分的语种模型对应的语种作为所述待评分语音的语种识别结果；

步骤十四，根据所述待评分语音的语种识别结果判断所述待评分语音的语种是否为英语；当判定所述待评分语音的语种为英语时，分别对所述待评分语音的情感、语速、节奏、语调、发音准确度和重音进行评分；

步骤十五，对所述待评分语音的情感、语速、节奏、语调、发音准确度和重音的分数按照对应的权重系数进行加权，以得到总分；当判定所述待评分语音的语种不是英语时，反馈语种错误信息，对学员练习发音进行评分；

步骤十六，通过云存储模块利用云数据库服务器存储采集的教学视频数据、拼写的单词、彩绘的内容、书写词汇的发音以及发音的评分结果；

步骤十七，通过更新显示模块利用更新程序对采集的教学视频数据、拼写的单词、彩绘的内容、书写词汇的发音以及发音的评分结果的实时数据进行更新，并通过显示器进行实时显示。

2.如权利要求1所述的英语教学用单词拼读练习方法，其特征在于，步骤六中，所述字符识别模型为根据手写字体的字符样本训练得到的；

所述获取用户在所述触控板的手写区域中通过触控笔书写的各个字母，并通过预先训练的字符识别模型识别各个字母的方法，包括：

(a)检测用户在所述触控板的手写区域中的书写操作发生的每一次中断；

(b)针对每一次中断，获取该次中断的书写操作中所书写的字母，并通过预先训练的字符识别模型识别所获取的字母。

3.如权利要求1所述的英语教学用单词拼读练习方法，其特征在于，步骤六中，所述触控板上还包含一删除按钮，所述方法还包括：

接收所述用户对所述删除按钮的触发操作，将所述空格中最后一次填入的字母删除，并将所述手写区域中最后一次书写的字母删除。

4.如权利要求1所述的英语教学用单词拼读练习方法，其特征在于，步骤十三中，所述根据所述待评分语音语料的特征参数计算所述标准语音的每个语种模型的模型概率得分，选取具有最大的所述模型概率得分的语种模型对应的语种作为所述待评分语音的语种识别结果的方法，包括：

(1)基于改进的GMM-UBM模型识别方法根据所述待评分语音语料的特征参数计算标准语音的每个语种模型的模型概率得分；其中，所述待评分语音语料的特征参数包括GFCC特征参数向量和SDC特征参数向量，所述SDC特征向量由所述标准语音语料的GFCC特征向量扩展而成；

(2)选取具有最大的所述模型概率得分的语种模型对应的语种作为所述待评分语音的语种识别结果。

5.如权利要求1所述的英语教学用单词拼读练习方法，其特征在于，步骤十三中，所述混合型聚类算法包括：

采用划分聚类的算法对所述输入向量的所述改进的GMM-UBM模型进行初始化，得到初始化聚类；采用层次聚类的算法对所述初始化聚类进行合并。

6.如权利要求1所述的英语教学用单词拼读练习方法，其特征在于，步骤十四中，所述对所述待评分语音的情感进行评分的方法，包括：

(I)提取所述待评分语音语料的基频特征、短时能量特征和共振峰特征；

(II)采用基于概率神经网络的语音情感识别方法将所述待评分语音语料的基频特征、短时能量特征和共振峰特征与预先建立的情感语料库进行匹配，得到所述待评分语音的情感分析结果；

(III)根据标准答案的情感分析结果对所述待评分语音的情感分析结果进行评分。

7.如权利要求1所述的英语教学用单词拼读练习方法，其特征在于，步骤十四中，所述对所述待评分语音的重音进行评分的方法，包括：

1)获取所述待评分语音语料的短时能量特征曲线；根据所述短时能量特征曲线设定重音能量阈值和非重音能量阈值；根据非重音能量阈值对所述待评分语音语料划分子单元；

2)在所有所述子单元中去除持续时间小于设定值的所述子单元，得到有效子单元；在所有所述有效子单元中去除能量阈值小于所述重音能量阈值的所述有效子单元，得到重音单元；

3)获取各个所述重音单元的重音位置，得到各个所述重音单元的起始帧位置与结束帧位置；根据所述待评分语音与标准答案的各个所述重音单元的重音位置计算重音位置差异；根据所述重音位置差异对所述待评分语音进行评分。

8.一种应用如权利要求1～7任意一项所述的英语教学用单词拼读练习方法的英语教学用单词拼读练习装置，其特征在于，所述英语教学用单词拼读练习装置包括：

教学视频采集模块，与主控模块连接，用于通过摄像器采集英语教学视频，对英语教学练习过程进行实时监控；

触控模块，与主控模块连接，用于通过触控板进行英语书写的触控操作；

主控模块，与教学视频采集模块、触控模块、书写引导模块、单词拼写模块、彩绘模块、语音播放模块、发音评分模块、云存储模块、更新显示模块连接，用于通过主控器控制所述英语教学用单词拼读练习装置各个模块的正常工作；

书写引导模块，与主控模块连接，用于通过书写引导程序对英语单词的拼写进行引导；

单词拼写模块，与主控模块连接，用于通过触控笔在触控板进行单词拼写；

彩绘模块，与主控模块连接，用于通过彩绘板进行单词的彩绘操作；

语音播放模块，与主控模块连接，用于通过播放器播放书写词汇的发音；

发音评分模块，与主控模块连接，用于通过评分程序对学员练习发音进行评分；

云存储模块，与主控模块连接，用于通过云数据库服务器存储采集的教学视频数据、拼写的单词、彩绘的内容、书写词汇的发音以及发音的评分结果；

更新显示模块，与主控模块连接，用于通过更新程序对采集的教学视频数据、拼写的单词、彩绘的内容、书写词汇的发音以及发音的评分结果的实时数据进行更新，并通过显示器进行实时显示。

9.一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施如权利要求1～7任意一项所述的英语教学用单词拼读练习方法。

10.一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1～7任意一项所述的英语教学用单词拼读练习方法。

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