专利名称：可调校式的阶层式评分方法与系统的制作方法
技术领域：
本发明有关于一种语音评分软件，且特别有关于一种可调校式的阶层式评分方法
与系统。
背景技术：
在语言学习过程上，部分文字由于发音相近导致学生不易区别与学习，或由于地域原因引起学生发音的不准确，使得学生自我掌握的语音与标准发音之间产生差异。
参照中国台湾专利公开号第200515368号，该专利申请案揭露一种发音矫正设备及方法，包括一功能选择模块、一数据供应模块、一专家系统、一语音辨识单元、一语音特征相似库以及一数据库。首先，由数据供应模块选定训练教材供使用者练习发音。当使用者发出训练教材的读音后，即令语音辨识单元将使用者的发音与一语音模型进行分项比对并输出比对结果。然后，由专家系统针对该比对结果进行分析并将其所分析的数据连同使用者错误的发音信息储存于数据库中，以主动提供使用者改进发音的建议，亦可令使用者得以追踪自我学习纪录，以随时针对本身的发音弱点进行改进。 然而，目前的语音评分软件/系统的评分结果与老师的专业评分有落差，造成学生正确发音时分数却不高，但又不知道原因而无法让学生知道发音的落点。对于学生而言，缺乏了实用性，也无法针对不同国家学生的特性给予矫正。
发明内容
本发明提供了可调校式的阶层式评分方法与系统，让学生在练习会话发音时，让系统给予的评分能够逼近老师的专业评分。 基于上述目的，本发明实施例揭露了一种可调校式的阶层式评分方法。产生一语
音数据的阶层式语音评分结构，并且自一语音练习数据库中取得一语音数据的语音评分的
历史数据，同时收集对应该语音数据的该阶层式语音评分结构的专业评分结果。根据取得
的语音评分的历史数据与专业评分结果执行一权重调校操作，以找出该阶层式语音评分结
构的每一阶层的最佳调整权重。当取得学生的语音数据时，利用一语音评分系统对该学生
的语音数据进行评分。根据该学生的语音数据的评分，利用对应该学生的语音数据的一调
整权重执行一加权平均操作，以得到该学生的语音数据经过调校后的总分。 本发明实施例更揭露了一种可调校式的阶层式评分系统，包括一语音评分系统、
一语音练习数据库、一权重数据库、一分数输入接口、一阶层式权重调校模块与一阶层式加
权评分模块。该语音评分系统对一学生的语音数据进行评分。该语音练习数据库储存有该
语音评分系统的语音评分的历史训练数据。该权重数据库储存计算所得的调整权重。该分
数输入接口取得对应该学生的语音数据的一阶层式语音评分结构的专业评分结果。该阶层
式权重调校模块自该语音练习数据库中取得该学生的语音数据的语音评分的历史数据，同
时收集对应该学生的语音数据的该阶层式语音评分结构的专业评分结果，根据取得的语音
评分的历史数据与专业评分结果执行一权重调校操作，以计算出该阶层式语音评分结构的每一阶层的最佳调整权重，并且将计算所得的最佳调整权重传送到该权重数据库。当取得 该学生的语音数据时，该阶层式加权评分模块利用该语音评分系统对该学生的语音数据进 行评分，并且根据该学生的语音数据的评分，自该权重数据库取得对应该学生的语音数据 的一调整权重以执行一加权平均操作，以得到该学生的语音数据经过调校后的总分。
根据本发明提供的可调校式的阶层式评分方法与系统，让学生在练习会话发音 时，让系统给予的评分能够逼近老师的专业评分。
图1显示本发明实施例的可调校式的阶层式评分系统的架构示意图。
图2显示语音评分系统的语音评分的示意图。
图3显示本发明实施例的阶层式评分的示意图。
图4A与图4B显示本发明实施例的可调校式的阶层式评分的示意图。
图5显示本发明实施例的可调校式的阶层式评分方法的步骤流程图。
图6显示本发明实施例的回馈式的口说训练服务的示意图。
附图标号
110 - 语音评分系统120 - 语音练习数据库130 - 分数输入接口140 - 阶层式权重调校模块150 - 权重数据库160 - 阶层式加权评分模块410 - 阶层式语音评分结构430 - 学生的评分数据450 - 老师的评分数据S51..S56 流程步骤
具体实施例方式
为了让本发明的目的、特征、及优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合 所附图式图1至图6，做详细的说明。本发明说明书提供不同的实施例来说明本发明不同实 施方式的技术特征。其中，实施例中的各元件的配置为说明之用，并非用以限制本发明。且 实施例中图式标号的部分重复，为了简化说明，并非意指不同实施例之间的关联性。
本发明实施例揭露了一种可调校式的阶层式评分方法与系统。 本发明实施例的可调校式的阶层式评分方法与系统加入老师主观的分数，使系统 产生的分数能够逼近老师的评分。此外，可以产生由句子、词、音节、音素各个语音单位的分 数，而能逐步解释评分高低的缘由。
图1显示本发明实施例的可调校式的阶层式评分系统的架构示意图。
本发明实施例的可调校式的阶层式评分系统包括一语音评分系统110、一语音练 习数据库120、一分数输入接口 130、一阶层式权重调校模块140、一权重数据库150以及一 阶层式加权评分模块160。语音评分系统110更包括一录音接口 (未显示)、一切音模块(未显示)、一单音分数计算模块(未显示)...等等，其用以执行现有的语音评分操作，在本文中不予以赘述。 语音练习数据库120中储存有语音评分的历史训练数据。也就是说，学生会先根据提供的文章进行语音练习，并且由语音评分系统IIO对这些文章中的句子(Sentence)、词(Word)、音节(Syllable)与音素(Phone)进行评分后，以得到对应的语音数据的评分结果(如图2所示)，然后将评分结果储存在语音练习数据库120中。 当开始执行本发明流程时，阶层式权重调校模块140自语音练习数据库120中取得语音评分的历史数据，同时经由分数输入接口 130收集老师对上述提供的文章的专业评分结果(即，老师对这些文章中的句子、词、音节、音素的专业评分)(如图3所示)。
阶层式权重调校模块140根据取得的语音评分的历史数据与专业评分结果(包括音素阶评分(Phone-level Scoring)、音节阶评分(Syllable-levelScoring)、词阶评分(Word-level Scoring)以及句子阶评分(Sentence-levelScoring))执行一权重调校操作，即使用反复最小平方法(IterativeLeast-Squares Method)来找出第i阶层的语音数据的最佳调整权重，并且将计算所得的调整权重(即，对应每一句子、词、音节、音素的调整权重)传送到权重数据库150中。 当阶层式加权评分模块160经由语音评分系统110取得学生的语音数据时，针对
语音评分系统110计算该学生的语音数据所得的每一个单音分数，自权重数据库150取得
对应的调整权重来执行一加权平均操作，以得到该语音数据经过调校后的总分。 需注意到，本发明实施例利用反复最小平方法来找出第i层的语音数据(句子、
词、音节或音素)的最佳权重(假设评分结构共有n层)，即当目前计算的语音数据的权重
收敛时，则该权重表示为该语音数据的最佳调整权重，但其并非用以限制本发明。本发明
主要根据历史评分结果与老师的专业评分结果，来计算出可据以调整学生的评分的调整权
重，使得学生的评分可更接近老师的评分标准，故任何可计算权重的处理方法均可用以实
施本发明。 以下以 一 范例来说明本发明的实施流程。 参考图4A，以大(da)的语音数据为例，先产生其阶层式语音评分结构410，并且收集对应阶层式语音评分结构410的评分数据，包括学生的评分数据430与老师的评分数据450。 接着，利用反复最小平方法来找出阶层式语音评分结构410的每一阶层的最佳权重。参考图4B，当|e| = 16. 59时发生收敛，故取得权重Wf与Wp(包括Wpn、W抑、Wfn、Wm、Wf31、 Wfl2、 Wf22与Wf32，如图4A所示)，并且将取得的权重传送至权重数据库。重复上述步骤以将所有语音数据的最佳权重算出来并传送至权重数据库。因此，语音评分系统的权重数据加入老师的专业评分后已重新训练完成。 最得，当取得学生的语音数据时，本发明的语音评分系统将计算出来的每一个单音分数与对应的权重进行加权平均而得到调校后的总分，以大(da)为例，其总分为
j由+&2w/21十S4W,n)v^n +(1s。iw/12 +s。2w/22 +、3w/32)wp21 o 图5显示本发明实施例的可调校式的阶层式评分方法的步骤流程图。 首先，产生一语音数据的阶层式语音评分结构(步骤S51)，并且自 一语音练习数
据库中取得一语音数据的语音评分的历史数据，同时收集对应该语音数据的该阶层式语音评分结构的专业评分结果，包括句子、词、音节与音素(步骤S52)。根据取得的语音评分的
历史数据与专业评分结果执行一权重调校操作，即使用反复最小平方法来找出该阶层式语
音评分结构的每一阶层的最佳调整权重(即，当权重发生收敛时)(步骤S53)。 判断是否取得学生的语音数据(步骤S54)。当取得学生的语音数据时，利用一语
音评分系统对该学生的语音数据(即，每一个单音分数)进行评分(步骤S55)，并且根据该
语音数据的评分，利用对应该学生的语音数据的一调整权重执行一加权平均操作，以得到
该语音数据经过调校后的总分(步骤S56)。 图6显示本发明实施例的回馈式的口说训练服务的示意图。本发明实施例的可调 校式的阶层式评分机制可提供下列效果(l)可以根据老师专业评断让系统接近老师的评 分标准；(2)专业老师可以加入整句评分、单词评分或单字评分等三种参数来训练系统评 分的精准度；(3)自动产生评分标准说明(例如，子音和元音的权重)，以协助老师及学生迅 速找到发音的弱点；以及(4)未来可加入不同地区及不同口音的音色或音调的评分调校参 数，使本发明系统可适地适用。 本发明的方法，或特定型态或其部份，可以以程序代码的型态存在。程序代码可以 包含于实体媒体，如软盘、光盘片、硬盘、或是任何其它机器可读取(如计算机可读取)储存 媒体，其中，当程序代码被机器，如计算机载入且执行时，此机器变成用以参与本发明的装 置。程序代码也可以透过一些传送媒体，如电线或电缆、光纤、或是任何传输型态进行传送， 其中，当程序代码被机器，如计算机接收、载入且执行时，此机器变成用以参与本发明的装 置。当在一般用途处理单元实作时，程序代码结合处理单元提供一操作类似于应用特定逻 辑电路的独特装置。 虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技 术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围 当视权利要求范围所界定者为准。
权利要求
一种可调校式的阶层式评分方法，所述的方法包括下列步骤产生一语音数据的阶层式语音评分结构；自一语音练习数据库中取得所述的语音数据的语音评分的历史数据，同时收集对应所述的语音数据的所述的阶层式语音评分结构的专业评分结果；根据取得的语音评分的历史数据与专业评分结果执行一权重调校操作，以找出所述的阶层式语音评分结构的每一阶层的最佳调整权重；当取得学生的语音数据时，利用一语音评分系统对所述的学生的语音数据进行评分；以及根据所述的学生的语音数据的评分，利用对应所述的学生的语音数据的一调整权重执行一加权平均操作，以得到所述的学生的语音数据经过调校后的总分。
2. 如权利要求1所述的可调校式的阶层式评分方法，其特征在于，使用反复最小平方 法来找出所述的阶层式语音评分结构的每一阶层的最佳调整权重。
3. 如权利要求1所述的可调校式的阶层式评分方法，其特征在于，所述的语音数据为 句子、词、音节或音素。
4. 一种可调校式的阶层式评分系统，其特征在于，所述的系统包括 一语音评分系统，其用以对一学生的语音数据进行评分；一语音练习数据库，其储存有所述的语音评分系统的语音评分的历史训练数据； 一权重数据库，其用以储存计算所得的调整权重；一分数输入接口 ，其用以取得对应所述的学生的语音数据的一阶层式语音评分结构的 专业评分结果；一阶层式权重调校模块，其自所述的语音练习数据库中取得所述的学生的语音数据的 语音评分的历史数据，同时收集对应所述的学生的语音数据的所述的阶层式语音评分结构 的专业评分结果，根据取得的语音评分的历史数据与专业评分结果执行一权重调校操作， 以计算出所述的阶层式语音评分结构的每一阶层的最佳调整权重，并且将计算所得的最佳 调整权重传送到所述的权重数据库；以及一阶层式加权评分模块，当取得所述的学生的语音数据时，利用所述的语音评分系统 对所述的学生的语音数据进行评分，并且根据所述的学生的语音数据的评分，自所述的权 重数据库取得对应所述的学生的语音数据的一调整权重以执行一加权平均操作，以得到所 述的学生的语音数据经过调校后的总分。
5. 如权利要求4所述的可调校式的阶层式评分系统，其特征在于，所述的阶层式权重 调校模块使用反复最小平方法来找出所述的阶层式语音评分结构的每一阶层的最佳调整 权重。
6. 如权利要求4所述的可调校式的阶层式评分系统，其特征在于，所述的语音数据为 句子、词、音节或音素。
全文摘要
本发明是关于一种可调校式的阶层式评分方法与系统，所述的方法包括产生一语音数据的阶层式语音评分结构，并且自一语音练习数据库中取得一语音数据的语音评分的历史数据，同时收集对应语音数据的阶层式语音评分结构的专业评分结果。根据取得的语音评分的历史数据与专业评分结果执行一权重调校操作，以找出阶层式语音评分结构的每一阶层的最佳调整权重。当取得学生的语音数据时，利用一语音评分系统对学生的语音数据进行评分。根据该学生的语音数据的评分，利用对应学生的语音数据的一调整权重执行一加权平均操作，得到学生的语音数据经过调校后的总分。本发明提供的可调校式的阶层式评分方法与系统，让学生在练习发音时系统评分能逼近老师评分。
文档编号G09B7/00GK101751803SQ200810177300
公开日2010年6月23日 申请日期2008年12月11日 优先权日2008年12月11日
发明者张智星, 洪毓祥, 田子杰, 蔡德禄 申请人:财团法人资讯工业策进会