基于DTW的语音评价系统及其中学英语教学中的应用
发布时间：2019-11-26 05:38
【摘要】：全球化、国际化的发展背景下,我国对英语重视的程度不断提高,越来越多的人将英语作为第二语言。英语口语又是学好英语的重要环节。在传统教学模式中,教师只注重学生英语的读写能力,往往忽视学生英语口语的教学。为了改善学生的口语水平,市场上的英语口语学习软件不断的涌现出来,但是很多软件缺少口语学习的实时反馈;有些虽然可以实时反馈,但没有针对中学英语教学的实际需求,不能让英语教师根据教学的实际需要自由使用。本文针对中学英语教学的实际需要,设计开发了英语词汇发音即时评价系统,教师可以根据教学进度,给学生制作需要练习词汇的标准音频,学生可以根据标准的音频进行练习,系统能即时进行反馈。本文的主要研究工作如下:首先,在研究分析了市场上英语语音识别和口语练习系统的基础上,根据当前中学英语教师的实际需求,研究英语词汇发音评价作为研究目标。其次,研究了语音信息处理基础理论,选取了抗噪能力和鲁棒性更好的谱减法与短时能量相结合的方法进行端点检测;在语音特征方面,选择了平滑的梅尔倒谱系数(SMFCC)、音量强度和基音轨迹作为系统比对的特征参数。再次,在分析基于DTW语音模式匹配算法的基础上,提出了改进的DTW语音匹配算法,在保证匹配准确率的基础上,明显提高了语音匹配的速度,确保语音评价系统的实时性。最后,设计并实现了语音评价系统,在Android平台上对系统进行了测试。结果表明,本系统基本上能对学生的词汇发音进行客观地评价。本文完成的语音评价系统,可以应用到starC教学平台中,增加了学生英语口语学习的兴趣,提高学生口语学习的效率,教师也可以准确地了解每个学生的发音情况。
【图文】：
图２．１短时能量逡逑因为短时能量不仅可以区分语音信号是否是有声段，而且可以判断是否是浊逡逑音和清音。所以，短时能量一般会配合短时平均过零率对语音信号进行端点检测，逡逑下面来讲解短时平均过零率。逦－逡逑（２）如果语音信号是连续的，短时平均过零率就是指语音信号的时域波形经逡逑过零轴的次数。如果语音信号是离散的，就可以通过相邻信号符号变化的次数来逡逑获得短时平均过零率。一般来说，当我们用短时平均过零率对语音信号进行分析逡逑时，清音的能量一般聚集在高频区，而浊音基本上都聚集在低频段。由于短时平逡逑均过零率比较简单，因而对于语音信号的时域分析来说用的比较多，也是常用的逡逑方法。短时平均过零率可以表示为：逡逑Ｚｎ邋＝邋｜ｓｇｎ［ｘ（？）］－ｓｇｎ［ｘ（？－１）］｜邋＊邋ｗ（？）逦（公式邋２．４）逡逑其中，ｓｇｎ□是指符号函数，ｘ（ｎ－ｌ）是指语音信号，，ｗ邋（ｎ）是窗函数，符号函逡逑数可表示为：逡逑ｓｇｎ［ｘ］＝逦（（Ｘｆ＜）0）逦（公式邋２．５）逡逑窗函数的选择我们将在下一章进行细致的讲解。对于低频信号来说，过零率逡逑
通过对语音信号进行时域和频域的分析得到，时域特性物理意义明确，直观，逡逑计算量小，但是抗噪能力差。相反频域特性抗噪能力相对时域特性较好些，但是逡逑物理意义不明确，计算量大。图２．３指明了时域特性和频域特性的特点。逡逑Ｉ—逡逑篝法复杂，计篝逡逑图２．３时域信号、频域信号的特点逡逑２．２语音比对技术概述逡逑２．２．１语音识别技术介绍逡逑语音识别的目的就是把语音转换为文字，也就是说，语音是语音识别的研[傚义隙韵蟆Ｔ谧畛醯氖焙颍镆羰侗鸬哪康氖窍肴眉扑慊璞改芄弧岸炼比嗣撬档幕板义嫌铮佣芡瓿刹煌闹噶睢５庇镆敉ü持稚舸矸绞浇涮卣鞔娲⒑螅义弦羰侗鸪绦蚪粗居胙盗费窘衅ヅ洹Ｓ镆羰侗鹎捌谑切枰娲⒑芏嗄Ｐ湾义鲜荩缓笸ü既胗镆艋竦盟奶卣鞑问从氪娲⒌哪Ｐ褪萁斜榷裕页鲥义献罱咏哪Ｐ褪菟杂Φ哪谌荩贸鍪侗鸾峁Ｒ韵率怯镆羰侗鸹玖鞒掏迹哄义希稿义
本文编号：2566034
【图文】：
图２．１短时能量逡逑因为短时能量不仅可以区分语音信号是否是有声段，而且可以判断是否是浊逡逑音和清音。所以，短时能量一般会配合短时平均过零率对语音信号进行端点检测，逡逑下面来讲解短时平均过零率。逦－逡逑（２）如果语音信号是连续的，短时平均过零率就是指语音信号的时域波形经逡逑过零轴的次数。如果语音信号是离散的，就可以通过相邻信号符号变化的次数来逡逑获得短时平均过零率。一般来说，当我们用短时平均过零率对语音信号进行分析逡逑时，清音的能量一般聚集在高频区，而浊音基本上都聚集在低频段。由于短时平逡逑均过零率比较简单，因而对于语音信号的时域分析来说用的比较多，也是常用的逡逑方法。短时平均过零率可以表示为：逡逑Ｚｎ邋＝邋｜ｓｇｎ［ｘ（？）］－ｓｇｎ［ｘ（？－１）］｜邋＊邋ｗ（？）逦（公式邋２．４）逡逑其中，ｓｇｎ□是指符号函数，ｘ（ｎ－ｌ）是指语音信号，，ｗ邋（ｎ）是窗函数，符号函逡逑数可表示为：逡逑ｓｇｎ［ｘ］＝逦（（Ｘｆ＜）0）逦（公式邋２．５）逡逑窗函数的选择我们将在下一章进行细致的讲解。对于低频信号来说，过零率逡逑
通过对语音信号进行时域和频域的分析得到，时域特性物理意义明确，直观，逡逑计算量小，但是抗噪能力差。相反频域特性抗噪能力相对时域特性较好些，但是逡逑物理意义不明确，计算量大。图２．３指明了时域特性和频域特性的特点。逡逑Ｉ—逡逑篝法复杂，计篝逡逑图２．３时域信号、频域信号的特点逡逑２．２语音比对技术概述逡逑２．２．１语音识别技术介绍逡逑语音识别的目的就是把语音转换为文字，也就是说，语音是语音识别的研[傚义隙韵蟆Ｔ谧畛醯氖焙颍镆羰侗鸬哪康氖窍肴眉扑慊璞改芄弧岸炼比嗣撬档幕板义嫌铮佣芡瓿刹煌闹噶睢５庇镆敉ü持稚舸矸绞浇涮卣鞔娲⒑螅义弦羰侗鸪绦蚪粗居胙盗费窘衅ヅ洹Ｓ镆羰侗鹎捌谑切枰娲⒑芏嗄Ｐ湾义鲜荩缓笸ü既胗镆艋竦盟奶卣鞑问从氪娲⒌哪Ｐ褪萁斜榷裕页鲥义献罱咏哪Ｐ褪菟杂Φ哪谌荩贸鍪侗鸾峁Ｒ韵率怯镆羰侗鸹玖鞒掏迹哄义希稿义
本文编号：2566034
本文链接：https://www.wllwen.com/waiyulunwen/yingyulunwen/2566034.html
