专利名称：利用可视化对应发音提示的语言学习系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种语言学习系统及方法，特别涉及一种利用可视化对应发音提示的语言学习系统及方法。
背景技术：
世界交通便捷的趋势下，人与人之间的沟通机会将日渐频繁，语言沟通能力势必成为未来教育的趋势。
学校教育以及补习班的制度下，语言学习由一位或多位老师，在课堂上与学习者通过许多方式产生互动，激发学习者的学习兴趣，使学习者敢开口说，在此一同时，由老师从旁贴身督促，但是往往是学生数目比老师人数多得多，使得监督学习者发音效果的作用也受到影响，无法达到针对每一位学习者发音上的障碍做出明确、快速的纠正，除此之外，老师的发音标准也属于主观的判定，因人而异，有失标准，容易导致学习效果不佳，无形中学习者的权益将大打折扣。
随着计算机技术的进步，市面上早已出现许多以计算机作为辅助工具的语言学习装置或软件，在结合计算机多媒体的配合下，如真人发音光盘以及各种计算机交互式教学软件等，其大多仅局限于整体句型的示范模仿以及语音播放速率的调节等单向学习的功能，使得的学习者仅能以自身对发音的片面认知，来做为自己学习效果的主观判定，如此一来，或许学习者在学习的过程中熟悉了许多外语的表示，也达到所谓听力训练的效果，然而在与非同语系人群沟通时，却无法精确的表现出地道的发音，间接的替语言发音学习套上了瓶颈，以至于学习者将陷入人云亦云，眼花撩乱的商业推销争战当中，找不到一个有效率帮助学习者针对改善发音有效的系统及方法。
声音波形图是将声音通过计算机计算量化呈现的图形，其中的波形可以明确的表示出声音中音调的高低以及语气轻重特征，目前多半运用在声音信息的制作工程中，录音工程师能精确找出声音特征的偏差进而达到修正细微的波形差异，求得较高的录音品质，然而目前市面上并未有任何利用此技术达到语言学习的系统及方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题为一种利用可视化对应发音提示的语言学习系统及方法，主要的目的在于利用语言样本内相对应语音输出的声音波形图，用来提示使用者针对发音语调高低、发音轻重控制进行逐步修正，并通过分段评价以及对照修正的方式有效提高使用者语言学习中「说」的能力。
为了实现上述目的，本发明提供了一种利用可视化对应发音提示的语言学习系统，包含语言数据库、跟读学习模块、显示控制模块、分段评价模块、对照修正模块以及提示编辑模块。
另外，本发明所提供的利用可视化对应发音提示的语言学习方法，包含下列步骤首先获取整句语言样本，再分别输出整句语音信息以及整句组合信息，通过提示使用者进行模仿跟读并且收录语音数据，接着针对该语音数据进行比对程序，并且输出整句语音相似值，最后鉴定语音数据。
为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，故举一较佳实施例，并结合附图，作详细说明如下
图1为本发明提供的利用可视化对应发音提示的语言学习系统示意图；图2为本发明提供的利用可视化对应发音提示的语言学习方法流程图；图3为本发明提供的利用可视化对应发音提示的语言学习方法中分段跟读训练流程图；图4为本发明所公开的文字样本中同步于语音信息的整句组合信息示意图；图5为本发明所公开的系统输出整句语音相似值示意图；及图6为本发明所公开的针对分段语音数据进行比对程序输出语音相似值示意图。
其中，附图标记说明如下
100--语言数据库，150--提示编辑模块，200--跟读学习模块，300显示控制模块，400--分段评价模块，500--对照修正模块，步骤10--获取一整句语言样本，步骤20--分别输出一整句语音信息以及一整句组合信息，步骤30--提示使用者进行模仿跟读并且收录一语音数据，步骤40--针对该语音数据进行一整段比对程序并且输出一整句语音相似值，步骤50--该语音数据未达到标准，步骤60--进行分段式评价，步骤610--选取一分段语言样本，步骤620--分别输出一分段语音信息以及一分段组合信息，步骤630--提示使用者进行模仿跟读并且收录一分段语音数据，步骤640--针对该分段语音数据运行一比对程序并且输出一语音相似值，步骤650--该分段语音数据未达到标准，步骤660--进行整句式练习。
具体实施例方式
本发明为一种利用可视化对应发音提示的语言学习系统及方法。
以下将用一实施例说明本发明具体可行性，请参阅图1说明如下语言数据库100，用来储存语言样本，其中语言样本具有语音信息以及组合信息，语音信息是指语音样本中通过声音输出的语言样本内容，而组合信息指的是与语言样本语音信息同步的声音波形图以及文字提示。
跟读学习模块200，用来自语言数据库100获取语言样本以及输出语音信息提供使用者聆听，然后再提示使用者模仿跟读后收录使用者依照语音信息的内容复诵产生语音数据。
显示控制模块300，用来输出跟读学习模块200所获取组合信息，并且在收录使用者的语音信息后，根据使用者发音输出相对应的声音波形图，其中组合信息是指其相对应语音信息的声音波形图以及文字标注，通过画面呈现提供使用者理解其整句以及片段语音数据的含意，而声音波形图是根据内建真人发音所输出的音调高低以及停顿点所描绘建构出图形，使用者可以通过自己发音，然后在系统内产生的声音波形图，修正自己发音上的音调、轻重等不易察觉的问题，进而得精确提高使用者的发音水准。
分段评价模块400，根据语音信息为标准，针对收录使用者发音产生的语音数据运行比对程序，通过计算机运算出语言样本中语音信息与使用者发声产生语音数据间的差异值，进而提出语音相似值，即为一个百分比值表示语音数据与语音信息的差异性，并且输出整句语音相似值，显示提供使用者修正发音，其中整句语音相似值是由每个分段产生的语音相似值通过平均运算产生，所以整句评价的成绩若合乎标准(如整句语音相似值高于80％)，其间有可能存在非合乎标准的分段(如语音相似值低于80％)。
对照修正模块500，用来根据语音相似值决定重复跟读任务的执行，也可根据其整句语音相似值或代表分段的语音相似值，判定是否需要重复播放语音信息以及收录语音数据来提高使用者的发音水准。
其中本发明所公开的系统还包含提示编辑模块150，用来在跟读学习模块获取语言样本之前，对语音信息以及组合信息执行切分标注程序，也可根据使用者的意愿将其一整段由多个单词构成的整句式语音或组合信息分割成仅由几个单词或者是单个单词构成的语音或组合信息，分别在练习时提供分段语言样本，也可一小段句子的发音教材或者是单词发音教材。
图2说明本发明所利用可视化对应发音提示的语言学习方法，是通过语音样本中的声音波形图，用来提示使用者进行发音修正，该方法包含下列步骤首先自语言数据库100获取整句语言样本(步骤10)，再通过跟读学习模块200输出整句语音信息以及显示控制模块300输出整句组合信息(步骤20)提供使用者可以由文字的提示理解语音信息的内容(参考图4)，然后跟读学习模块200会提示使用者进行模仿跟读并且收录使用者复诵语言样本内容的语音数据(步骤30)，接着分段评价模块400针对语音数据运行一比对程序并且输出一整句语音相似值(步骤40)(参考图5)，最后判断语音数据是否未达到标准？(步骤50)，假如系统内预先设定语音相似值标准为80％，若此时整句语音相似值为67％，则对照修正模块500会判断为不符合标准，然后系统会再与跟读学习模块200联系，通知跟读学习模块200以及显示控制模块300分别输出整句语音信息以及整句组合信息(步骤20)，使用者也可以在此同时观察自己发音的声音波形图与语言样本产生的声音波形图在音调上以及停顿点的差异，进而在下一次练习中可以特别针对较弱的部分加以修正；接下来按照相同的步骤顺序直到整句语音相似值达到80％，完成此次整句跟读任务，进一步的可以选择进行分段式评价(步骤20)，强化学习「说」的深度。
在此方法流程中，除了整句的播放跟读训练外，其方法流程还包含分段练习，预先由系统提供的提示编辑模块150，通过使用者的意愿对语音信息以及组合信息执行切分标注程序(参考图4)，在此程序之后可产出后来提供加强练习的分段语音信息以及分段组合信息，请参考图3，首先使用者选取分段语音样本(步骤610)，然后再由跟读学习模块200分别输出分段语言信息以及分段组合信息(步骤620)，跟读学习模块200再提示使用者进行模仿跟读并且收录分段语音数据(步骤630)，接着针对分段语音数据进行比对程序并且输出语音相似值(步骤640)(参考图6)以代表此分段与使用者实际发音呈现的声音波形相似程度，以鉴定分段语音数据是否未达到标准？(步骤650)，若未达到标准，如果此分段的语音相似值仅达78％(假设标准预先设定为80％)，则对照修正模块500会根据分段评价模块400所分析的语音相似值，以联系跟读学习模块200对此分段重复进行播放、收录以及比对的步骤，直到此分段的语音相似值达到标准，才完成其跟读训练任务，其后使用者可以选择是否进行整句式练习(步骤660)，练习此语言样本的其它内容，或者结束此分段跟读训练任务。
达成功能效果本发明利用可视化对应发音提示的语言学习系统及方法，可把声音语调以及轻重通过声音波形图达到可视化呈现的目的，让使用者看到自己的发音纪录与语言样本中语音信息的客观差异，进而达到精确修正使用者本身发音方式以及轻重，以达到最有效修正发音的目的。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作适当的修改与润饰，因此本发明的保护范围应以权利要求所界定的范围为准。
权利要求
1.一种利用可视化对应发音提示的语言学习系统，是根据一语言样本的内容输出相对应之一声音波形图提供使用者跟读，以提示使用者根据评价的结果进行发音修正，其特征在于系统包含一语言数据库，用来储存语言样本，其中语言样本具有一语音信息以及一组合信息；一跟读学习模块，用来自语言数据库获取语言样本以及输出语音信息，并且收录一语音数据；一显示控制模块，用来输出跟读学习模块所获取一组合信息，并且在跟读学习模块收录语音信息后，根据该语音信息输出相对应的声音波形图；一分段评价模块，根据该语音信息为标准，针对该语音数据进行一比对程序，并且输出一整句语音相似值，用来显示提供使用者修正发音；及一对照修正模块，用来根据语音相似值决定一重复跟读任务的执行。
2.如权利要求1所述利用可视化对应发音提示的语言学习系统，其特征在于该语言样本包含有一整句语言样本以及多个分段语言样本。
3.如权利要求1述之利用可视化对应发音提示的语言学习系统，其特征在于该系统还包含一提示编辑模块，用来在该跟读学习模块获取语言样本之前，对非提示信息以及提示信息执行一切分标注程序。
4.一种利用可视化对应发音提示的语言学习方法，是通过一语音样本中的一声音波形图，用来提示使用者进行发音修正，其特征在于该方法包含下列步骤获取一整句语言样本；分别输出一整句语音信息以及一整句组合信息；提示使用者进行模仿跟读并且收录一语音数据；针对该语音数据运行一比对程序并且输出一整句语音相似值；以及鉴定该语音数据达到标准。
5.如权利要求4所述利用可视化对应发音提示的语言学习方法，其中该步骤鉴定语音数据为未达到标准时，重复步骤为分别输出一整句语音信息以及一整句组合信息；提示使用者进行模仿跟读并且收录一语音数据；针对该语音数据进行一比对程序并且输出一整句语音相似值；及鉴定该语音数据达到标准。
6.如权利要求4所述利用可视化对应发音提示的语言学习方法，其中该步骤在鉴定语音数据达到标准之后，该方法还包含一分段评价的步骤，用来针对整句语言样本中的片段进行修正发音练习，其特征在于该步骤流程包含选取一分段语音样本；分别输出一分段语言信息以及一分段组合信息；提示使用者进行模仿跟读并且收录一分段语音数据；针对该分段语音数据进行一比对程序并且输出一语音相似值；鉴定该分段语音数据达到标准。
7.如权利要求6所述利用可视化对应发音提示的语言学习方法，其特征在于该步骤鉴定分段语音数据未达到标准时，重复步骤为分别输出一分段语言信息以及一分段组合信息；提示使用者进行模仿跟读并且收录一分段语音数据；针对该分段语音数据进行一比对程序并且输出一语音相似度值；鉴定该分段语音数据达到标准。
全文摘要
一种利用可视化对应发音提示的语言学习系统及方法，利用语言样本内相对应的语音输出声音波形图，提示使用者针对发音语调高低、发音轻重控制进行逐步修正，并通过分段评价以及对照修正的方式有效提高使用者语言学习中“说”的能力，本发明所公开的系统包含有语言数据库、跟读学习模块、显示控制模块、分段评价模块、对照修正模块以及提示编辑模块，而本发明的方法步骤包含先获取整句语言样本，再分别输出整句语音信息以及整句组合信息，接着提示使用者进行模仿跟读并且收录语音数据，然后针对语音数据运行比对程序并且输出整句语音相似值，最后鉴定语音数据。
文档编号G09B5/00GK1510590SQ0215709
公开日2004年7月7日 申请日期2002年12月24日 优先权日2002年12月24日
发明者温世仁, 张东华, 马苹苹 申请人:英业达股份有限公司