语音识别技术在外语口语训练中的应用

卢永辉

摘要：随着计算机技术的飞速发展，计算机辅助教学系统已经广泛应用于现代教育领域。目前，计算机辅助教学系统可以为学生提供方便快捷的语言学习平台。该文将语音识别技术应用于外语口语训练中，提出了基于语音识别技术的外语口语训练学习系统设计方案。

关键词：语音识别；口语训练；外语训练

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）04-0836-02

随着全球经济一体化的高速发展，以及我国社会改革的持续推进，中国与世界各国交往活动日益频繁，熟练掌握外语口语已经成为了现代社会人们面临的重大问题。随着国家教育教学领域外语口语学习需求的增长，各种外语口语学习方法、教学工具应运而生。但是，外语口语学习一直是困扰学生的问题，目前的计算机辅助教学系仅仅侧重于外语语法教学和单词记忆教学，外语口语学习软件功能简单，只注重外语口语发音练习。由于外语口语学习者水平参差不齐，很难在学习过程中准确发现自己的不正确发音。因此，将语音识别技术应用于外语口语学习中，可以使系统具有外语口语发音的纠正功能，帮助学习者改正错误的发音，防止由于多次发音错误而成为习惯，基于语音识别技术的外语口语训练学习系统不但可以提高学习者外语口语学习效率，还能获得良好的经济效益。

1 系统设计思想

基于语音识别技术的外语口语训练学习系统设计方案主要功能是为学习者提供辅助帮助，一是指导学习者正确的口语发音；二是评估学习者的口语发音质量；三是纠正学习者错误的口语发音。由此，系统设计思想特征如下：

1.1 口语发音纠正反馈功能

外语口语教师在学习者学习过程中可以随时指出其不正确的口语发音。利用评分系统可以帮助学习者纠正错误口语发音。通过反复的错误纠正，学习者可以避免由于长期口语发音错误而成为错误习惯。基于此，系统的纠正反馈功能可以给学习者的口语发音进行评分，增强了实用功能。

1.2 系统提示与自我纠正功能

由于学习者在外语口语训练学习的过程中具有自主思考能力，因此，系统设计需要结合自主思考和提示纠正两种特征，促使学习者的外语口语能力在系统指导和纠正下得到提高，同时发挥自身的主观能动性。

1.3 口语学习模式的多样性功能

为外语口语学习者提供多样化的学习模式，避免枯燥无味的外语口语训练学习使学习者感到厌倦，真正做到使学习者通过快乐学习法提高口语学习效率。

2 系统设计方案

2.1 系统模块设计

图1给出了基于语音识别技术的外语口语训练学习系统的语音处理流程。系统参考模型采用的是标准数据进行训练，以计算似然度进行评分。系统专家知识库中包括外语口语发音错误类型和与其对应的纠正方法，根据外语口语学习者的发音错误类型做出判断并提供指导性建议。首先，基于语音识别技术的外语口语训练学习系统对学习者的外语口语语音进行预处理和特征提取，其次，按照已经完成训练的HMM模型采用相应算法将口语语音分割为若干个小单位，以方便后续的分割计算和音质测度，根据不同的语音质量测度利用多元化的方法计算得到其测度值。最后，根据专家知识库建立语音评分模型，将获得的测度值转换成为能够评价学习者口语发音质量的分值，再按照不同的测度值进行口语发音错误检测和分类，最终由系统专家知识库给出指导性建议。

本文以一名学习者外语口语训练学习为例，系统执行过程为：登录系统账户，根据所在系统账户学习者的外语口语学习情况选择相应策略，系统根据选择的学习策略制定外语口语学习课程。随后，学习者可以通过系统主界面选择口语例句和段落的录音，当完成外语口语录音之后，系统将其口语语音数据和相应参数传递给HMM评分模型，最后由其反馈改名学习者的口语语音音素评价。

基于语音识别技术的外语口语训练学习系统的语音识别部分包括五个功能模块，分别是特征提取模块、音素识别模块、音素关联模块、发音评估模块和错误纠正模块。系统通过发音评估模块和错误纠正模块向学习者反馈其外语口语学习结果，使学习者能够真正了解自己口语发音的错误之处，便于及时纠正错误发音，提高外语口语水平。

2.2 系统功能设计

基于语音识别技术的外语口语训练学习系统基于Windows XP操作系统进行开发，采用C#语言编程实现，部分算法采用MATLAB语言编写。

2.2.1 外部功能

系统可以实现用户可视化窗口。

2.2.2 例句库视图功能

按照一定的外语口语学习策略进行播放。

2.2.3 信息视图功能

能够显示外语口语例句和音标，以及语音音素评分和纠正策略，播放和修正外语口语例句。

2.2.4 用户管理界面功能

可以显示系统用户的日志和外语口语学习档案，对口语读音的常见错误类型进行分析。

2.2.5 内部功能

系统内部功能包括数据采集、语音识别、语音分割、评价得分和语音修正等。其中，语音识别功能是基于中国人学习外语口语的习惯设计的。

3 结论

综上所述，计算机的语音处理、语音识别和图形界面等都可以提高学习者的外语口语学习效果。目前，基于语音识别的外语口语学习领域热点研究主要是将语音识别技术与多媒体技术进行有机结合，但难以对学习者的口语学习结果进行有效评估和反馈，该文提出的基于语音识别技术的外语口语训练学习系统弥补了这一缺陷，具有良好的实际应用前景。

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