单词语音训练系统的制作方法

本发明属于计算机技术领域，尤其涉及一种单词语音训练系统。

背景技术：

随着现今学校和社会不仅在注重纸质成绩的同时更加注重学生的对外交流能力和自我表达能力，要求学生需要清晰的逻辑表达能力和语言组织能力为大环境；又以学生所存在的英语环境具有太多多样性和杂乱性，学生周围学习英语人群的标准不一致从而导致其使用英语的语音人群(包括：音频、视频、课堂、教师、同学等)语音不一致，致使学生对于英语单词语音存在不正确、不标准、英式语音美式语音混淆等问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种单词语音训练系统，其能够对用户的语音进行评测，并在用户语音不准确时，发出标准语音供用户学习。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种单词语音训练系统，包括数据采集模块、数据处理模块和数据输出模块；所述数据采集模块用于采集用户语音数据；数据处理模块用于判断用户语音数据是否合格；数据输出模块用于输出标准语音数据。

进一步地，所述数据输出模块还用于输出标准语音数据对应的单词文本数据和单词音标数据。

进一步地，所述数据输出模块包括用于输出标准语音数据的语音输出单元、以及用于输出单词文本数据和单词音标数据的可视化单元。

进一步地，数据处理模块判断用户语音数据是否合格，若否，则数据处理模块调用标准语音数据至数据输出模块输出。

进一步地，数据处理模块判断用户语音数据是否合格，若否，则数据处理模块调用标准语音数据、词文本数据和单词音标数据至数据输出模块输出。

进一步地，所述数据处理模块判断用户语音数据是否合格包括以下步骤：

提取用户语音数据元音部分的时域波形曲线和辅音部分的时域波形曲线；

计算用户语音数据元音部分的时域波形曲线各个轮廓点的方向码，和计算用户语音数据辅音部分的时域波形曲线各个轮廓点的方向码；

依据用户语音数据元音部分的时域波形曲线各个轮廓点的方向码计算元音部分的时域波形曲线拐点系列，依据用户语音数据辅音部分的时域波形曲线各个轮廓点的方向码计算辅音部分的时域波形曲线拐点系列；

依据用户语音数据元音部分的时域波形曲线拐点系列计算对元音部分的时域波形曲线拟合的折线系列，依据用户语音数据辅音部分的时域波形曲线拐点系列计算对辅音部分的时域波形曲线拟合的折线系列；

计算用户语音数据元音部分的时域波形曲线拟合的折线系列对应的角度码系列；

计算用户语音数据辅音部分的时域波形曲线拟合的折线系列对应的角度码系列；

调取标准语音数据对应的元音部分的角度码系列；

依据标准语音数据对应的元音部分的角度码系列和用户语音数据对应的元音部分的角度码系列计算元音差异度系列；

统计元音差异度系列内大于设定差异阈值的元素数量，判断统计数是否大于设定统计数阈值，若是，则输出用户语音不合格，若否，则调取标准语音数据对应的辅音部分的角度码系列；依据标准语音数据对应的辅音部分的角度码系列和用户语音数据对应的辅音部分的角度码系列计算辅音差异度系列；统计辅音差异度系列内大于设定差异阈值的元素数量，判断统计数是否大于设定统计数阈值，若是，则输出用户语音不合格，若否输出用户语音合格。

本发明具有以下有益效果：本发明具有一个单词对应输出唯一一个标准语音数据的特点，保证用户被纠音时参考的唯一性。本发明所述系统通过对用户语音数据进行一系列的处理，提取出用户语音的元音角度码系列和辅音角度码系列，分别将用户语音的元音角度码系列和辅音角度码系列与标准语音的数据的元音角度码系列和辅音角度码系列进行对比，以此方法可以精准的得出用户语音与标准语音的差异，以此可以准确的判断出用户语音是否合格。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的电路原理框图。

图2为本发明系统的运行流程示意图。

图3为本发明判断用户语音数据是否合格的流程示意图。

图4为元音或辅音时域波形的示意图。

图5为图4标记拐点后的示意图。

图6为图4增加拟合折线后的示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括数据采集模块、数据处理模块和数据输出模块；所述数据采集模块用于采集用户语音数据；数据处理模块用于判断用户语音数据是否合格；数据输出模块用于输出标准语音数据以及与标准语音数据对应的单词文本数据和单词音标数据。

本实施例中，所述数据采集模块为麦克风，所述数据处理模块为主机，所述数据输出模块包括语音输出单元和可视化单元，所述语音输出单元为喇叭、音响或耳机，所述可视化单元为显示屏。

如图2所示，本发明使用时如下述过程：

s1：数据处理模块自数据库调用一单词数据，所述单词数据包括单词文本数据、单词音标数据和该单词的标准语音数据；

s2：数据处理模块调用单词文本数据至可视化单元进行显示；

s3：用户对该单词文本数据进行朗读，数据采集模块采集针对该单词的用户语音数据；

s4：数据处理模块调用该用户语音数据与标准语音数据进行比对，判断用户语音数据是否合格，若是，则数据处理模块自数据库调用下一个单词数据执行s2－s4；若否则进入下一步；

s5：数据处理模块调用单词音标数据至可视化单元进行显示；并调用标准语音数据至语音输出单元输出；

s6：用户对该单词音标数据进行朗读，数据采集模块采集针对该单词的用户语音数据；

s7：数据处理模块调用该用户语音数据与标准语音数据进行比对，判断用户语音数据是否合格，若是，则数据处理模块自数据库调用下一个单词数据执行s2－s4；若否执行s5－s7。

如图3所示，数据处理模块判断用户语音数据是否合格包括如下述步骤：

s7－1、提取用户语音数据元音部分的时域波形曲线和辅音部分的时域波形曲线；此处假设时域波形曲线如图4所示；

s7－2、对元音部分的时域波形曲线和辅音部分的时域波形曲线采用freeman链码跟踪算法进行遍历，得出元音部分的时域波形曲线各个轮廓点的方向码，和计算辅音部分的时域波形曲线各个轮廓点的方向码；

s7－3、根据元音部分的时域波形曲线各个轮廓点的方向码计算出拐点，得到拐点系列{c1、c2、c3、…ci}；根据辅音部分的时域波形曲线各个轮廓点的方向码计算出拐点，得到拐点系列{c1、c2、c3、…cj}；图4所示时域波形曲线上加上拐点后如图5所示；

s7－4、对拐点系列{c1、c2、c3、…ci}中相邻的拐点用线段按照前后顺序连接，得到连续的折线系列{l1、l2、l3、…li}对元音部分的时域波形曲线拟合；对拐点系列{c1、c2、c3、…cj}中相邻的拐点用线段按照前后顺序连接，得到连续的折线系列{l1、l2、l3、…lj}对辅音部分的时域波形曲线拟合；对时域波形曲线拟合的折线如图6所示；

s7－5、根据折线系列{l1、l2、l3、…li}计算每段线的角度码，所述角度码为该段线沿顺时针旋转至水平方向经过的角度，得到角度码系列{α1、α2、α3、…αi}；根据折线系列{l1、l2、l3、…lj}计算每段线的角度码，得到角度码系列{α1、α2、α3、…αj}；

s7－6、从预置数据库调取标准语音数据对应的元音部分的角度码系列{α'1、α'2、α'3、…α'z}，计算元音差异度系列，

若z＞i，元音差异度系列为{|α'1－α1|、|α'2－α2|、|α'3－α3|、…|α'i－αi|、|α'i+1－0|、|α'i+2－0|…|α'z－0|}，

若z＝i，元音差异度系列为{|α'1－α1|、|α'2－α2|、|α'3－α3|、…|α'z－αi|}，

若z＜i，元音差异度系列为{|α'1－α1|、|α'2－α2|、|α'3－α3|、…|α'z－αz|、|0－αz+1|、|0－αz+2|…|0－αi|}；

s7－9、对元音差异度系列内大于设定差异阈值的元素进行统计，得到统计数，判断统计数是否大于设定统计数阈值，若是，则输出用户语音不合格，若否则进入下一步；

s7－10、从预置数据库调取标准语音数据对应的辅音部分的角度码系列{α'1、α'2、α'3、…α'p}，计算辅音差异度系列，

若p＞j，辅音差异度系列为{|α'1－α1|、|α'2－α2|、|α'3－α3|、…|α'j－αj|、|α'j+1－0|、|α'j+2－0|…|α'p－0|}；

若p＝j，辅音差异度系列为{|α'1－α1|、|α'2－α2|、|α'3－α3|、…|α'p－αj|}；

若p＜j，辅音差异度系列为{|α'1－α1|、|α'2－α2|、|α'3－α3|、…|α'p－αp|、|0－αp+1|、|0－αp+2|…|0－αj|}；

s8－11、对辅音差异度系列内大于设定差异阈值的元素进行统计，得到统计数，判断统计数是否大于设定统计数阈值，若是，则输出用户语音不合格，若否，则输出用户语音合格。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。