留学生汉语语音评价软件过程模型构建研究

摘要：本文根据汉语语音评价体系结构特征，结合SDDM技术，提出了留学生汉语语音评价软件开发的过程模型，为实现汉语语音评价软件过程周期中各个环节的并行执行、实现汉语语音评价自动化和提高语音评价效率奠定了技术基础。

Abstract： According to the structure characteristic of Chinese speech evaluation system， and combined with SDDM technology， this paper proposes a process model of Chinese speech evaluation software development for foreign students， which has laid the technical foundation to realize the parallel execution of all aspects of Chinese speech evaluation software process cycle， realize automatic Chinese speech evaluations and improve the efficiency of speech evaluations.

关键词：汉语语音评价体系结构；SDDM技术；软件开发过程

Key words ： Chinese speech evaluation architecture；SDDM technology；software development process

中图分类号：H195.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）11-0170-02

1 研究背景

随着我国国际地位的不断提升，我国与各国的关系越来越密切，经济文化交流趋于频繁，汉语的应用范围在逐步扩大。东南亚各国的青少年更热衷于学习汉语，对于他們而言，掌握汉语等同于具有更加明显的就业优势，学习汉语者越来越多，汉语教学也形成不断发展的态势[1]。发音在留学生汉语学习及交流中起着举足轻重的作用，语音评价是第二语言习得过程中的基础内容和重要环节，而汉语发音数据则是语音评价的主体和前提，是语音库的重要来源。如何对留学生的发音做出科学、有效的评价一直是语音评价研究的热点。近年来，随着信息技术的不断发展，国内对汉语语音识别、语音评价系统做了大量研究，主要成果如下：袁毅、吴晨[2]提出了柔性可扩展体系结构非特定人语音识别系统的框架模型，验证了在该模型指导下所开发出的语音识别系统的实用性和稳定性；施伟[3]提出了对外汉语教学中的发音自动评价系统，通过分析输入语音数据，提取语音特征并与参考标准进行匹配比较，由评分机制根据相似程度大小给出相应的评价；陈展等[4]提出了Petri网原理在语音识别中的应用方法，并给出了汉语语音评价系统的形式化定义。

以上研究均采用了不同的软件技术和方法来实现汉语语音数据评价过程，取得了一些进步和成果。但始终未能实现语音评价的自动化和语音评价过程的高效执行。本文利用面向对象的软件过程模型表示工具SDDM（System Dynamic Development Model）[5]，提出了构建留学生汉语语音评价软件开发过程模型的方法，提高了评价过程内、外模块间，阶段间的并行性，降低了汉语语音数据评价成本，提高了评价过程的效率，使整个汉语语音评价软件开发过程模型具有动态性、并行性和一致性，进一步助推汉语语音评价系统的自动化实现。

2 理论基础

2.1 留学生汉语语音评价体系

留学生汉语语音评价体系[4][6]是根据留学生发音特征和汉语发音偏误建立的一个衡量和评价汉语语音习得程度和发音质量高低的智能化系统，使留学生能利用该系统对发音进行测评，该系统可在第一时间反馈汉语发音评价结果、错误类型和改进建议，能有效地提高留学生汉语发音的正确率，使其能更好地掌握汉语发音。根据留学生汉语发音特点以及现有语音识别技术，汉语语音评价体系由语音识别层、语音评价层及偏误分析层三大功能模块构成，在每一个功能模块下又设有子模块，如图1所示。

2.2 汉语语音软件开发过程

软件过程是指软件生存周期中所涉及到的一系列相关过程，过程是活动的集合，活动是任务的集合，任务是把输入转换为输出的过程，如图1所示，留学生汉语语音评价体系是动态的，它动态的产生，推进、执行并最终动态地消亡。

在建立了留学生汉语语音体系结构之后，就要对该评价体系做需求分析、软件设计、软件编码、软件测试和软件维护。在此，需要说明，留学生汉语语音开发过程亦是软件过程之一，通过对软件的深入研究，不难发现，不同的软件开发项目应根据体系结构的特点，选择不同类型的过程框架，选择过程定义所需的活动和任务。

按图1的体系结构，可将留学生汉语语音评价软件开发过程归为组织过程类，此类过程是用来建立和实施一种动态的系统结构，并且不断改进该系统结构的过程（如改进语音评价层中习得等级评价测试过程），构建初期需要一些相关的程序和人员来组织和实施开发过程，具体有以下过程：

①全局过程。全局过程是协调和管理软件设计周期中各个环节按计划正常执行的过程，包括构建留学生汉语语音评价软件的项目管理，计划管理、监控管理及相关任务管理等。

②实施过程。实施过程包括确定和确保在语音评价模块开发过程中所需的所有硬件、软件、标准，技术、工具支持开发过程顺利实施，以及用于开发、设计和维护的所有设施的建立和维护。

③反馈过程。反馈过程包括对整个留学生汉语语音评价软件生存周期过程进行反馈、评价、度量和监控的过程，它由一些列的活动组成。

④培训过程。培训过程是为培训合格的语音评价系统“操作员”的过程，包括培训计划的编写、制定和实施，培训资料的传授与实施。

3 基于SDDM的留学生汉语语音软件过程模型

软件过程模型实际上是对留学生汉语语音评价软件过程的形式化描述，具抽象化，它是软件过程执行的基础，是实现留学生汉语语音评价系统生存周期中各功能模块协调一致、并行运行的关键。过程执行可以是全自动化的，也可以是半自动化的，因此过程模型可以形式化的，也可以半形式化的。本文中留学生汉语语音评价系统亦是如此，但基于该系统未来的拓展性和延续性，选用形式化的方法作为研究工具较为适宜。形式化的过程模型最大的优势是：有利于软件过程的自动执行、有利于留学生汉语语音评价软件开发实现自动化，有利于汉语语音评价过程的监控、分析和评估。

为了提高留学生汉语语音评价系统的运行效率，必须让其中各个模块有效地进行周期并行，同时把其中每一个执行子过程看作一个软件过程，每一个软件过程就是一个对象，这样一来就可以实现一边执行软件过程，一边细化汉语语音评价过程模型，有利于完成对整个留学生汉语语音评价过程的改进与优化，促进标准语音库和偏误语音库的形成和完善。让留学生汉语语音评价系统支持不同抽象级的过程描述，支持有高层抽象向底层详细描述的不斷求精，这也是使用SDDM技术的根本原因。

按以上规则，建立的留学生汉语语音评价软件开发过程SDDM模型为：P=，其中：A={A1，A2，A23，A31，A32，A33，A4}；A1=<{按规定启动语音评价软件开发，功能性用户需求描述}>；A21=<{获得语音识别层开发的部分结果}，语音识别层用户需求>；A22=<{获得语音分析层开发的部分结果}，语音分析层用户需求>；A23=<{获得偏误分析层开发的部分结果}，偏误分析层用户需求>；B={B1，B21，B21，B23，B3}；B1=T1T2；B2i=T3i，B=T4；T1=<{按规定启动语音评价软件开发}，功能性用户需求描述，M1>；T2=<{功能性用户需求描述资料∧收到可以开发子过程的消息，{获得自开发过程部分结果}，M2}>；T31=<{部分语音识别层结果}，{语音识别层识别结果}，M31>；T32=<{部分语音分析层结果}，{语音分析层分析结果}，M32>；T33=<{部分偏误分析层结果}，{偏误分析层分析结果}，M33>；T4=<{所有模块开发结果}，{留学生汉语语音评价软件}，M4>；M1=<{监管过程.进度管理.消息管理，“初步需求调查完毕”}>；M2=<{监管过程.进度管理.消息管理，“子模块开发完毕”}>….M4={监管过程.进度管理.消息管理，“开发结束”}>；D={（A1，B1），（B1，A21），（B1，A22），（B1，A23），（A21，B21），（A22，B22），（A23，B23），（B21，A31），（B22，A32），（B23，A33），（A31，B3），（A32，B3），（A33，B3），（B3，A4）}I={A1}；O={B4}；M={A1}。

在建立了形式化的软件过程模型后，留学生汉语语音评价系统就能够有序、高效地执行，以上模型执行结果是一个六元组序列，全局调用、子模块的运行和模块间的调用均可以实现自动控、自动评估，因此，提高了留学生汉语语音评价系统的效率。

4 结语

对于研究人员来说，留学生汉语语音评价系统是由一系列复杂的活动组成的，对其开发过程进行形式化的设计是语言学和计算机技术发展的必然，本研究仅对初期建模做了相关研究，还需进行大量的测试和技术研发，希望能给业内人士提供有效参考。

参考文献：

[1]蒋重母.老挝汉语教学现状研究[J].东南亚研究，2010（6）：84-92.

[2]袁毅，吴晨.柔性可扩展体系结构非特定人语音识别系统.计算机应用研究[J].2006（12）：203-206.

[3]施伟，谢湘.一种基于语音识别的汉语发音评价系统.第七届中文信息处理国际会议[C].2007：032-036.