本发明属于语言学习技术领域，尤其涉及一种日语发音矫正系统。
背景技术：
随着社会的发展和时代的进步，越来越多的人学习日语，但是现有的学习课程一般为实体课程，其网络课程较少，一般通过教师进行教学和口语的训练交流，课后利用互联网进行日语发音的学习，但是现有的日语发音系统不能根据不同用户的发音来确定不同人之间的区别，不能确切的了解每一个字符的发音区别，使得用户不能了解到哪一个字符发音不标准，导致日语口语的发音学习质量不佳。
技术实现要素：
本发明为解决现有的不能对每一字发音字符进行分析处理，不能建立发音错误数据库的技术问题而提供一种日语发音矫正系统。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种日语发音矫正系统，该日语发音矫正系统包括：
用于对采集用户日语发音的语音采集模块；所述语音采集模块用感知设备在独立的采样周期内对目标信号x(t)进行采集，并用A/D方式对信号进行数字量化；然后，对量化后的信号x(i)进行降维；最后，对降维后的信号进行重构；其中t为采样时刻，i为量化后的信号排序；对量化后的信号进行降维，具体是对量化后的信号通过有限脉冲响应滤波器的差分方程其中h(0),…,h(L-1)为滤波器系数，设计基于滤波的压缩感知信号采集框架，构造如下托普利兹测量矩阵：则观测其中b1,…,bL看作滤波器系数；子矩阵ΦFT的奇异值是格拉姆矩阵G(ΦF,T)＝Φ′FTΦFT特征值的算术根，验证G(ΦF,T)的所有特征值λi∈(1-δK,1+δK),i＝1,…,T，则ΦF满足RIP，并通过求解最优化问题来重构原信号，即通过线性规划方法来重构原信号，亦即BP算法；针对实际压缩信号，如语音信号的采集，则修改ΦF为如下形式：
如果信号在变换基矩阵Ψ上具有稀疏性，则通过求解如下式最优化问题，精确重构出原信号：其中Φ与Ψ不相关，Ξ称为CS矩阵；
与语音采集模块通过输入模块有线连接，用于对采集的语音转换成电信号的信号转换模块；
与信号转换模块有线连接，用于对电信号进行分析处理的单片机；所述单片机用于获取信号转换模块传输的信号并对信号进行放大处理；从每段信号里提取出均值、方差、信号的累积值和峰值4个基本时域参数，通过相邻段信号的4个参数值的差值判断是否有疑似发音不标准的情况发生的第一层决策判断：若有则往下执行小波包去噪否者，跳到执行获取信号转换模块传输的信号；利用改进小波包算法对采集的信号进行小波包去噪；利用改进小波包算法对采集的信号进行小波包分解与重构，得到单子带重构信号；从重构的单子带信号里提取：时域能量、时域峰值、频域能量、频域峰值、峰态系数、方差、频谱和偏斜系数8个表示信号特征的参数；利用主成分分析方法，从上述参数中选择3到8个能明显表示声发射信号特征的参数组成特征向量，并将这些特征向量输入到支持向量机进行决策判断，即第二层决策判断，根据支持向量机的输出判断是否有发音不标准的情况发生；
与单片机有线连接，用于存储日语标准发音的RAM存储器和MRAM存储器；
与单片机有线连接，用于将用户的日语发音进行查询的查询模块；
与单片机有线连接，用于将用户的日语发音与标准的日语发音进行分析对比的分析模块；所述分析模块用于构造两两比较判断矩阵，根据1～9标度法逐层对各个要素两两之间进行重要性程度赋值，构造判断矩阵U＝(uij)n×n，其中uij表示因素ui和uj相对于标准发音信息的重要值，矩阵U具有性质：uii＝1,uij＝1/uji,i,j＝1,2,…,n，得出判断矩阵；将矩阵X1～X5按列归一化，即：计算出矩阵Y为：将Y矩阵按行相加，由公式得出：W1＝(2.652 0.686 0.253 0.409)T，W2＝(1 1)T，W3＝(1.273 0.371 0.221 2.135)T，W4＝(1.9 0.319 0.781)T，W5＝(2.121 0.604 0.275)T；将得到的和向量进行归一化处理，由公式得权向量：计算判断矩阵的最大特征根λmax，由公式计算得出:根据公式进行一致性检验，得到：CI1＝0.019，CI2＝0，CI3＝0.031，CI4＝0.020，CI5＝0.048；由公式得到CR1＝0.022，CR2＝0，CR3＝0.035，CR4＝0.038，CR5＝0.092；CR＜0.1，均满足一致性要求，因此各因素的相对权重一致性检验后对比分析出用户的日语发音与标准的日语发音的对比度；
与单片机有线连接，用于将用户不标准发音的字符进行标记和处理的处理模块；所述处理模块用于接收维护更新指令；根据所述维护更新指令获取用户不标准发音信息以及需要维护更新的维度表信息；根据所述维度表信息获取预先设置的维度表配置信息；其中，所述维度表配置信息中带有所述需要维护更新的维度表所在的源数据库、所述维度表需要同步的目的数据库以及维度表操作权限信息；根据所述用户不标准发音信息以及所述维度表操作权限信息，判断所述用户不标准发音信息是否满足所述维度表操作权限信息；若所述用户不标准发音信息满足所述维度表操作权限信息，对所述需要维护更新的维度表进行更新操作；将进行更新操作后的维度表同步到所述RAM存储器和MRAM存储器中；
与单片机通过数据更新模块有线连接，用于进行更新日语发音的外存储器；
与单片机有线连接，用于进行无线网络连接的网络连接模块；
与网络连接模块通过GPRS无线网络无线连接，用于将用户错误发音的日语进行存储的云服务器。
进一步，小波包去噪和小波包分解与重构包括：
信号延拓，对小波包分解的各层信号进行抛物线延拓；
设信号数据为x(a),x(a+1),x(a+2)，则延拓算子E的表达式为：
消去单子带多余频率成分；
将延拓后的信号与分解低通滤波器h0卷积，得到低频系数，然后经过HF-cut-IF算子处理，去掉多余的频率成分，再进行下采样，得到下一层的低频系数；将延拓后的信号与分解高通滤波器g0卷积，得到高频系数，然后经过LF-cut-IF算子处理，去掉多余的频率成分，再进行下采样，得到下一层高频系数，HF-cut-IF算子如式(2)所示，LF-cut-IF算子如式(3)所示；
在(2)、(3)式中，x(n)为在2j尺度上小波包的系数，Nj表示在2j尺度上数据的长度，k＝0，1，…，Nj-1；n＝0，1，…，Nj-1；
所述得到单子带重构信号，具体包括：将得到的高、低频系数进行上采样，然后分别与高通重建滤波器g1和低通重建滤波器h1卷积，将得到的信号分别用HF-cut-IF、LF-cut-IF算子处理，得到单子带重构信号。
进一步，所述处理模块中，维度表操作权限信息包括：具有维度表操作权限的用户不标准发音信息标识；
所述判断所述用户不标准发音信息是否满足所述维度表操作权限信息，包括：
判断所述用户不标准发音信息是否在所述具有维度表操作权限的用户不标准发音信息标识中；
所述维护更新指令为增加内容指令、更改内容指令或删除内容指令；
在对所述需要维护更新的维度表进行更新操作之前，包括：
根据所述维护更新指令，确定需要维护更新的字段，并获取到所述需要维护更新的字段标识；
根据所述字段标识以及所述维度表配置信息获取到预先设置的字段配置信息；其中，所述字段配置信息包括所述字段的字段内容排序规则、字段次序信息、字段限制条件；
若所述维护更新指令为增加内容指令，所述对所述需要维护更新的维度表进行更新操作，包括：
获取所述增加内容指令对应的批量数据内容；
根据所述批量数据内容，在所述维度表中的一个或多个字段中增加字段内容；
根据所述字段内容排序规则，将所述字段内容进行排序；
根据所述字段次序信息，将维度表中的各个字段进行排序；
若所述维护更新指令为更改内容指令，所述对所述需要维护更新的维度表进行更新操作，包括：
获取所述更改内容指令对应的批量数据内容；
根据所述批量数据内容，在所述维度表中的一个或多个字段中更改字段内容；
若所述维护更新指令为删除内容指令，所述对所述需要维护更新的维度表进行更新操作，包括：
在所述维度表中的一个或多个字段中删除字段内容；
还包括：
判断所述增加字段内容、更改字段内容或者删除字段内容之后的各字段是否满足所述字段限制条件；
若有字段不满足所述字段限制条件，生成提示信息；所述提示信息用于提示不满足所述字段限制条件的字段数，并提示不满足所述字段限制条件的字段相关信息；所述字段相关信息包括所述字段的所述字段标识或者字段名称。
进一步，所述单片机与电源模块有线连接，用于提供电源。
进一步，所述单片机通过输出模块与扬声器有线连接，用于标准日语发音的输出。
进一步，所述单片机通过输出模块与显示屏有线连接，用于标记和处理后的日语进行显示。
本发明具有的优点和积极效果是：该日语发音矫正系统能够分析处理每一个来自用户发出的日语字符发音，并结合现有的标准发音，对用户的发音进行矫正，提高用户的日语发音学习水平，并通过云服务器建立用户的发音错误数据库。
本发明语音采集模块的信号采集方法增强了对信号收集的范围；提高了数据保护安全性和数据信号的准确性；本发明处理模块的信息处理，保证了对不标准发音信息的及时处理，进一步提高了使用的方便性和指导性。本发明单片机的信号处理有效的保证了及时捕获有效信息和及时调整不标注发音信息。本发明通过分析模块的对比判断矩阵，对准确的发音具有指导意义。
附图说明
图1是本发明实施例提供的日语发音矫正系统的原理框图；
图中：1、语音采集模块；2、输入模块；3、信号转换模块；4、单片机；5、RAM存储器；6、MRAM存储器；7、查询模块；8、分析模块；9、处理模块；10、数据更新模块；11、外存储器；12、网络连接模块；13、云服务器；14、电源模块；15、输出模块。
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。
下面结合图1对本发明的结构作详细的描述。
该日语发音矫正系统包括：
用于对采集用户日语发音的语音采集模块1；所述语音采集模块用感知设备在独立的采样周期内对目标信号x(t)进行采集，并用A/D方式对信号进行数字量化；然后，对量化后的信号x(i)进行降维；最后，对降维后的信号进行重构；其中t为采样时刻，i为量化后的信号排序；对量化后的信号进行降维，具体是对量化后的信号通过有限脉冲响应滤波器的差分方程其中h(0),…,h(L-1)为滤波器系数，设计基于滤波的压缩感知信号采集框架，构造如下托普利兹测量矩阵：则观测其中b1,…,bL看作滤波器系数；子矩阵ΦFT的奇异值是格拉姆矩阵G(ΦF,T)＝Φ′FTΦFT特征值的算术根，验证G(ΦF,T)的所有特征值λi∈(1-δK,1+δK),i＝1,…,T，则ΦF满足RIP，并通过求解最优化问题来重构原信号，即通过线性规划方法来重构原信号，亦即BP算法；针对实际压缩信号，如语音信号的采集，则修改ΦF为如下形式：
如果信号在变换基矩阵Ψ上具有稀疏性，则通过求解如下式最优化问题，精确重构出原信号：其中Φ与Ψ不相关，Ξ称为CS矩阵。
与语音采集模块1通过输入模块2有线连接，用于对采集的语音转换成电信号的信号转换模块3；
与信号转换模块3有线连接，用于对电信号进行分析处理的单片机4；所述单片机用于获取信号转换模块传输的信号并对信号进行放大处理；从每段信号里提取出均值、方差、信号的累积值和峰值4个基本时域参数，通过相邻段信号的4个参数值的差值判断是否有疑似发音不标准的情况发生的第一层决策判断：若有则往下执行小波包去噪否者，跳到执行获取信号转换模块传输的信号；利用改进小波包算法对采集的信号进行小波包去噪；利用改进小波包算法对采集的信号进行小波包分解与重构，得到单子带重构信号；从重构的单子带信号里提取：时域能量、时域峰值、频域能量、频域峰值、峰态系数、方差、频谱和偏斜系数8个表示信号特征的参数；利用主成分分析方法，从上述参数中选择3到8个能明显表示声发射信号特征的参数组成特征向量，并将这些特征向量输入到支持向量机进行决策判断，即第二层决策判断，根据支持向量机的输出判断是否有发音不标准的情况发生；
小波包去噪和小波包分解与重构包括：
信号延拓，对小波包分解的各层信号进行抛物线延拓；
设信号数据为x(a),x(a+1),x(a+2)，则延拓算子E的表达式为：
消去单子带多余频率成分；
将延拓后的信号与分解低通滤波器h0卷积，得到低频系数，然后经过HF-cut-IF算子处理，去掉多余的频率成分，再进行下采样，得到下一层的低频系数；将延拓后的信号与分解高通滤波器g0卷积，得到高频系数，然后经过LF-cut-IF算子处理，去掉多余的频率成分，再进行下采样，得到下一层高频系数，HF-cut-IF算子如式(2)所示，LF-cut-IF算子如式(3)所示；
在(2)、(3)式中，x(n)为在2j尺度上小波包的系数，Nj表示在2j尺度上数据的长度，k＝0，1，…，Nj-1；n＝0，1，…，Nj-1；
所述得到单子带重构信号，具体包括：将得到的高、低频系数进行上采样，然后分别与高通重建滤波器g1和低通重建滤波器h1卷积，将得到的信号分别用HF-cut-IF、LF-cut-IF算子处理，得到单子带重构信号。
与单片机4有线连接，用于存储日语标准发音的RAM存储器5和MRAM存储器6；
与单片机4有线连接，用于将用户的日语发音进行查询的查询模块7；
与单片机4有线连接，用于将用户的日语发音与标准的日语发音进行分析对比的分析模块8；所述分析模块用于构造两两比较判断矩阵，根据1～9标度法逐层对各个要素两两之间进行重要性程度赋值，构造判断矩阵U＝(uij)n×n，其中uij表示因素ui和uj相对于标准发音信息的重要值，矩阵U具有性质：得出判断矩阵；将矩阵X1～X5按列归一化，即：计算出矩阵Y为：将Y矩阵按行相加，由公式得出：W1＝(2.652 0.686 0.253 0.409)T，W2＝(1 1)T，W3＝(1.273 0.371 0.221 2.135)T，W4＝(1.9 0.319 0.781)T，W5＝(2.121 0.604 0.275)T；将得到的和向量进行归一化处理，由公式得权向量：计算判断矩阵的最大特征根λmax，由公式计算得出:根据公式进行一致性检验，得到：CI1＝0.019，CI2＝0，CI3＝0.031，CI4＝0.020，CI5＝0.048；由公式得到CR1＝0.022，CR2＝0，CR3＝0.035，CR4＝0.038，CR5＝0.092；CR＜0.1，均满足一致性要求，因此各因素的相对权重一致性检验后对比分析出用户的日语发音与标准的日语发音的对比度；
与单片机4有线连接，用于将用户不标准发音的字符进行标记和处理的处理模块9；所述处理模块用于接收维护更新指令；根据所述维护更新指令获取用户不标准发音信息以及需要维护更新的维度表信息；根据所述维度表信息获取预先设置的维度表配置信息；其中，所述维度表配置信息中带有所述需要维护更新的维度表所在的源数据库、所述维度表需要同步的目的数据库以及维度表操作权限信息；根据所述用户不标准发音信息以及所述维度表操作权限信息，判断所述用户不标准发音信息是否满足所述维度表操作权限信息；若所述用户不标准发音信息满足所述维度表操作权限信息，对所述需要维护更新的维度表进行更新操作；将进行更新操作后的维度表同步到所述RAM存储器和MRAM存储器中；
维度表操作权限信息包括：具有维度表操作权限的用户不标准发音信息标识；
所述判断所述用户不标准发音信息是否满足所述维度表操作权限信息，包括：
判断所述用户不标准发音信息是否在所述具有维度表操作权限的用户不标准发音信息标识中；
所述维护更新指令为增加内容指令、更改内容指令或删除内容指令；
在对所述需要维护更新的维度表进行更新操作之前，包括：
根据所述维护更新指令，确定需要维护更新的字段，并获取到所述需要维护更新的字段标识；
根据所述字段标识以及所述维度表配置信息获取到预先设置的字段配置信息；其中，所述字段配置信息包括所述字段的字段内容排序规则、字段次序信息、字段限制条件；
若所述维护更新指令为增加内容指令，所述对所述需要维护更新的维度表进行更新操作，包括：
获取所述增加内容指令对应的批量数据内容；
根据所述批量数据内容，在所述维度表中的一个或多个字段中增加字段内容；
根据所述字段内容排序规则，将所述字段内容进行排序；
根据所述字段次序信息，将维度表中的各个字段进行排序；
若所述维护更新指令为更改内容指令，所述对所述需要维护更新的维度表进行更新操作，包括：
获取所述更改内容指令对应的批量数据内容；
根据所述批量数据内容，在所述维度表中的一个或多个字段中更改字段内容；
若所述维护更新指令为删除内容指令，所述对所述需要维护更新的维度表进行更新操作，包括：
在所述维度表中的一个或多个字段中删除字段内容；
还包括：
判断所述增加字段内容、更改字段内容或者删除字段内容之后的各字段是否满足所述字段限制条件；
若有字段不满足所述字段限制条件，生成提示信息；所述提示信息用于提示不满足所述字段限制条件的字段数，并提示不满足所述字段限制条件的字段相关信息；所述字段相关信息包括所述字段的所述字段标识或者字段名称。
与单片机4通过数据更新模块10有线连接，用于进行更新日语发音的外存储器11；
与单片机4有线连接，用于进行无线网络连接的网络连接模块12；
与网络连接模块12通过GPRS无线网络无线连接，用于将用户错误发音的日语进行存储的云服务器13。
进一步，所述单片机4与电源模块14有线连接，用于提供电源。
进一步，所述单片机4通过输出模块15与扬声器有线连接，用于标准日语发音的输出。
进一步，所述单片机4通过输出模块15与显示屏有线连接，用于标记和处理后的日语进行显示。
下面结合工作原理对本发明的结构作进一步的描述。
通过语音采集模块1采集来自用户发出的日语发音，输入模块2将采集到的发音利用信号转换模块3转换成电信号，然后发送到单片机4中，利用查询模块7将所需要学习的日语在RAM存储器5和MRAM存储器6中查找出来，利用输出模块15通过扬声器和显示屏进行播放和显示，分析模块8能够分析处理每一个来自用户发出的日语字符发音，并结合现有的标准发音，对用户的发音进行矫正，提高用户的日语发音学习水平，并通过云服务器13建立用户的发音错误数据库利用处理模块9对不标注的发音字符进行标注和处理，并通过显示屏显示出来以供用户进行学习，电源模块14提供电源，利用外存储器11通过数据更新模块10对日语的发音数据进行更新。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。