一种英语发音测试与评价系统技术方案

本发明专利技术公开了一种英语发音测试与评价系统，包括人机交互模块、音频数据采集模块、口型数据采集模块、口型标准评估模块、特征信号采集模块、发音标准评估模块、培训方案生成模块、联机交流模块、中央处理器、语音/视频通话模块和训练模块。本发明专利技术实现了用户发音情况数据的采集和评估分析，在使得用户可以基本了解自己发音情况的同时，也实现了后续的针对性培训方案的输出，大大提高了学习效率；综合了发音口型以及发音音频特征数据的评估，提高了整个系统的评估精确度；集测试、评估以及训练为一体，具有较高的识别率和计算速度，适应性强，且可以实现用户之间的相互交流训练。

【技术实现步骤摘要】
一种英语发音测试与评价系统
本专利技术涉及英语发音测试评价领域，具体涉及一种英语发音测试与评价系统。
技术介绍
现有的英语口语学习软件或系统，仅为设定好的顺序和内容进行习题的训练，用户的自由选择和个性化匹配较差，无法根据用户的口语学习需求和口语学习状态进行个性化调整，人性化程度低，同时也不具备英语发音测试的功能，在整个学习的过程中，学生无法对自己的发音情况进行评估，从而大大降低了学习的效率。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种英语发音测试与评价系统，实现了用户发音情况的检测分析，在使得用户可以基本了解自己发音情况的同时，也实现了后续的针对性培训方案的输出，大大提高了学习效率。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种英语发音测试与评价系统，包括：人机交互模块，用于完成用户的注册，控制命令以及数据需求命令的输入；还用于进行测试模式、测试场景以及测试试题的选择；音频数据采集模块，用于通过麦克风进行测试者发音音频数据的采集；口型数据采集模块，用于通过摄像头进行测试者整个测试过程中口型视频数据的采集，并将采集到的数据发送到口型标准评估模块；口型标准评估模块，用于通过kinect深度传感器进行骨骼信息获取，消除所获得骨骼信息的抖动和噪声干扰，并计算获取所有骨骼对的角度旋转移动SO3矩阵信息；并将计算所得的骨骼对的角度旋转移动SO3矩阵信息与口型标准数据库内的标准口型姿态信息进行对比，如果差距小于某个门限，则认为口型标准，否则认为不标准；特征信号采集模块，用于按照预设频率通过传感器组采集发声者的特征信号，并将采集到的特征信号通过发送到发音标准评估模块，所述特征信号包括声门下压、声门气流和声级；发音标准评估模块，用于接收特征信号，通过声门下压法和波流指数法分别对特征信号进行计算，获得两种算法下的发声效率，按照预设的算法输出音频穿透力评估结果，并以声门下压法测量结果为横坐标，以波流指数法测量结果为纵坐标建立声带振动发声效率坐标图；培训方案生成模块，用于通过人工专家根据口型标准评估模块以及发音标准评估模块的评估结果进行培训方案的输出，并将输出的培训方案发送到对应的账户；联机交流模块，用于各账户相互之间的交流、PK和共享；可根据需要由发动人进行临时群的建立，群内人员为15-30人；所有交流的数据采用脚本录制的模式发送到中央处理器进行实时储存，一旦发现敏感字眼，中央处理器发出控制命令，关闭该模块，并以弹出对话框的模式进行提醒；中央处理器，用于接收人机交互模块输入的控制命令和需求命令，并按照预设的算法发送到对应的模块进行执行；用于用户注册、权限管理以及密码的修改；还用于进行用户身份的认证；语音/视频通话模块，用于根据选择跟指定的账户进行语音/视频通话，在进行通话前需先发送通话请求到对应的账户，在该账户返回确认信息后方可进行该模块的启用。优选地，还包括一训练模块，用于进行英语发音口语的训练，内均设有若干难度等级的关卡，每个关卡内均设有储存有相对应难度指数的试题的试题数据库，在训练时，采用随机的模式进行对应的数据库内试题的调用，且关卡的难度依次增大，同时需答对该关卡中所有的试题，才能打开下一个关卡。优选地，所述口型数据采集模块包括由金属软管环和弹力弧形片构成的口罩本体，该口罩本体两端对称安装有固定弹力带，该金属软管环上还通过金属软管安装有一摄像头，该摄像头通过数据线与内载有所述发音测试与评价系统的智能设备相连。优选地，所述麦克风内内嵌安装有口腔气压传感器、口腔气流传感器优选地，还包括一测试资源数据库，内设有多种测试模式、测试场景以及测试试题资料，且连接有一数据更新模块，用于通过有线或无线的方式进行数据库内数据的更新。优选地，还包括一数据整合模块，用于将录制到的视频数据及其对应的音频数据、测试评估结果以及生成培训方案整合后发送到测试数据库进行储存。优选地，还包括一数据共享模块，用于通过无线下载或者打印的方式实现试题资源数据库、试题数据库以及测试数据库内数据的共享。优选地，所述人机交互模块由高性能服务器及其触摸显示屏组成。本专利技术具有以下有益效果：实现了用户发音情况数据的采集和评估分析，在使得用户可以基本了解自己发音情况的同时，也实现了后续的针对性培训方案的输出，大大提高了学习效率；综合了发音口型以及发音音频特征数据的评估，提高了整个系统的评估精确度；集测试、评估以及训练为一体，具有较高的识别率和计算速度，适应性强，且可以实现用户之间的相互交流训练。附图说明图1为本专利技术实施例一种英语发音测试与评价系统的系统框图。图2为本专利技术实施例中口型数据采集模块的硬件结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，本专利技术实施例提供了一种英语发音测试与评价系统，包括：人机交互模块，用于完成用户的注册，控制命令以及数据需求命令的输入；还用于进行测试模式、测试场景以及测试试题的选择；所述人机交互模块由高性能服务器及其触摸显示屏组成。音频数据采集模块，用于通过麦克风进行测试者发音音频数据的采集；所述麦克风内内嵌安装有口腔气压传感器、口腔气流传感器；口型数据采集模块，用于通过摄像头进行测试者整个测试过程中口型视频数据的采集，并将采集到的数据发送到口型标准评估模块；如图2所示，所述口型数据采集模块包括由金属软管环1和弹力弧形片5构成的口罩本体，该口罩本体两端对称安装有固定弹力带2，该金属软管环1上还通过金属软管3安装有一摄像头4，该摄像头4通过数据线与内载有所述发音测试与评价系统的智能设备相连；口型标准评估模块，用于通过kinect深度传感器进行骨骼信息获取，消除所获得骨骼信息的抖动和噪声干扰，并计算获取所有骨骼对的角度旋转移动SO3矩阵信息；并将计算所得的骨骼对的角度旋转移动SO3矩阵信息与口型标准数据库内的标准口型姿态信息进行对比，如果差距小于某个门限，则认为口型标准，否则认为不标准；特征信号采集模块，用于按照预设频率通过传感器组采集发声者的特征信号，并将采集到的特征信号通过发送到发音标准评估模块，所述特征信号包括声门下压、声门气流和声级；发音标准评估模块，用于接收特征信号，通过声门下压法和波流指数法分别对特征信号进行计算，获得两种算法下的发声效率，按照预设的算法输出音频穿透力评估结果，并以声门下压法测量结果为横坐标，以波流指数法测量结果为纵坐标建立声带振动发声效率坐标图；培训方案生成模块，用于通过人工专家根据口型标准评估模块以及发音标准评估模块的评估结果进行培训方案的输出，并将输出的培训方案发送到对应的账户；联机交流模块，用于各账户相互之间的交流、PK和共享；可根据需要由发动人进行临时群的建立，群内人员为15-30人；所有交流的数据采用脚本录制的模式发送到中央处理器进行实时储存，一旦发现敏感字眼，中央处理器发出控制命令，关闭该模块，并以弹出对话框的模式进行提醒；中央处理器，用于接收人机交互模块输入的控制命令和需求命令，并按照预设的算法发送到对应的模块进行执行；用于用户注册、权限管理以及密码的修改；还用于进行用户身份的认证；语音/视频通话模块，用于根据选择跟指定的账户进行语音/视频通话，在进行通话前本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种英语发音测试与评价系统，其特征在于，包括：人机交互模块，用于完成用户的注册，控制命令以及数据需求命令的输入；还用于进行测试模式、测试场景以及测试试题的选择；音频数据采集模块，用于通过麦克风进行测试者发音音频数据的采集；口型数据采集模块，用于通过摄像头进行测试者整个测试过程中口型视频数据的采集，并将采集到的数据发送到口型标准评估模块；口型标准评估模块，用于通过kinect深度传感器进行骨骼信息获取，消除所获得骨骼信息的抖动和噪声干扰，并计算获取所有骨骼对的角度旋转移动SO3矩阵信息；并将计算所得的骨骼对的角度旋转移动SO3矩阵信息与口型标准数据库内的标准口型姿态信息进行对比，如果差距小于某个门限，则认为口型标准，否则认为不标准；特征信号采集模块，用于按照预设频率通过传感器组采集发声者的特征信号，并将采集到的特征信号通过发送到发音标准评估模块，所述特征信号包括声门下压、声门气流和声级；发音标准评估模块，用于接收特征信号，通过声门下压法和波流指数法分别对特征信号进行计算，获得两种算法下的发声效率，按照预设的算法输出音频穿透力评估结果，并以声门下压法测量结果为横坐标，以波流指数法测量结果为纵坐标建立声带振动发声效率坐标图；培训方案生成模块，用于通过人工专家根据口型标准评估模块以及发音标准评估模块的评估结果进行培训方案的输出，并将输出的培训方案发送到对应的账户；联机交流模块，用于各账户相互之间的交流、PK和共享；可根据需要由发动人进行临时群的建立，群内人员为15‑30人；所有交流的数据采用脚本录制的模式发送到中央处理器进行实时储存，一旦发现敏感字眼，中央处理器发出控制命令，关闭该模块，并以弹出对话框的模式进行提醒；中央处理器，用于接收人机交互模块输入的控制命令和需求命令，并按照预设的算法发送到对应的模块进行执行；用于用户注册、权限管理以及密码的修改；还用于进行用户身份的认证；语音/视频通话模块，用于根据选择跟指定的账户进行语音/视频通话，在进行通话前需先发送通话请求到对应的账户，在该账户返回确认信息后方可进行该模块的启用。...

【技术特征摘要】
1.一种英语发音测试与评价系统，其特征在于，包括：人机交互模块，用于完成用户的注册，控制命令以及数据需求命令的输入；还用于进行测试模式、测试场景以及测试试题的选择；音频数据采集模块，用于通过麦克风进行测试者发音音频数据的采集；口型数据采集模块，用于通过摄像头进行测试者整个测试过程中口型视频数据的采集，并将采集到的数据发送到口型标准评估模块；口型标准评估模块，用于通过kinect深度传感器进行骨骼信息获取，消除所获得骨骼信息的抖动和噪声干扰，并计算获取所有骨骼对的角度旋转移动SO3矩阵信息；并将计算所得的骨骼对的角度旋转移动SO3矩阵信息与口型标准数据库内的标准口型姿态信息进行对比，如果差距小于某个门限，则认为口型标准，否则认为不标准；特征信号采集模块，用于按照预设频率通过传感器组采集发声者的特征信号，并将采集到的特征信号通过发送到发音标准评估模块，所述特征信号包括声门下压、声门气流和声级；发音标准评估模块，用于接收特征信号，通过声门下压法和波流指数法分别对特征信号进行计算，获得两种算法下的发声效率，按照预设的算法输出音频穿透力评估结果，并以声门下压法测量结果为横坐标，以波流指数法测量结果为纵坐标建立声带振动发声效率坐标图；培训方案生成模块，用于通过人工专家根据口型标准评估模块以及发音标准评估模块的评估结果进行培训方案的输出，并将输出的培训方案发送到对应的账户；联机交流模块，用于各账户相互之间的交流、PK和共享；可根据需要由发动人进行临时群的建立，群内人员为15-30人；所有交流的数据采用脚本录制的模式发送到中央处理器进行实时储存，一旦发现敏感字眼，中央处理器发出控制命令，关闭该模块，并以弹出对话框的模式进行提醒；中央处理器，用于接收人机交互模块输入的控制命令和需求命令，并按照预设的算法发送到对应的模块进行执行；用于用户注册、权限管理以及密码的修改；还用于进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雨，
申请(专利权)人：陕西学前师范学院，
类型：发明
国别省市：陕西,61