基于Android系统校园应用藏语读音练习软件的设计与实现

邓爽 姜军 杨凤志 沈家辉 王崇德

摘 要：随着西藏旅游业和现代化的迅猛发展，越来越多的游客和求学者奔赴西藏，学习藏语，探索藏文化，便捷化的语音练习扮演着重要的角色。尤其，现在互联网Android技术已经相当成熟，我们根据它的平台特点，为藏语口语练习项目提供了一套切实可行的方案，目的在于实现藏语发音练习系统的智能化、便利化和时尚化，最重要的是，能为喜爱藏语的大学生们提供学习藏语和攻克藏语一级的机会。

关键词：藏语发音练习 Android 移动学习

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2018）08-000-02

一、研究背景及现状

随着西藏旅游业和现代化的迅猛发展，越来越多的内地学子赶赴西藏求学，探索西藏文化；所以，藏语就是沟通这之间的桥梁；我们的目的就是通过便携、普遍的移动Android设备减轻大学生学习藏语的困难，使内地同学能尽快的掌握藏语一级，说出纯正的藏语。

目前已存在很多类似的软件系统，例如有道藏语（豪华版）、掌中藏语等等，技术已经相当的成熟，但是专门针对大学生藏文一级和提升模块的Android版藏语读音校园应用软件并没有出现。所以，我们设计了校园应用藏语读音练习软件。

二、功能模块的介绍与设计

1.Android平台

Android平台[1]是目前应用最广泛的开放源代码操作系统之一，它的出现为移动互联网的蓬勃发展提供了有力的技术和环境支持。它最开始是被AndyRubin研发出的，为了应用于手机等移动设备；后来，被实力雄厚的Google公司收购注资。渐渐地，Android平台开始蔓延到其他各个领域，比如说平板电脑，游戏机，电视等等。

Android系统如今占很大的市场份额的大部分原因是因为它技术的优越性，用Linux开发，包括应用程序层、应用程序框架层、系统运行库层和Linux内核层，所有的程序都采用JAVA语言来编写。

2.Eclipse

该系统我们选择的开发环境是Eclipse[2]。Eclipse是一个开放源代码，它的优势在于拥有Java开发工具（也叫JDK），而且自身还附带了其他一些标准插件集；它的扩展能力较强，比其他的开发平台来说更具灵活性。Eclipse的结构体系不太复杂，是服务和框架体系，用途在于可经过多数插件构建开发环境。

3.语音信号的相关处理

在整个模块中，对语音信号的处理尤为重要。气流激励声道同时产生了语音信号，也就是声带的运动产生了语音信号，我们在进行预处理[3]时，要从以下几个方面进行。

数字化处理[4]主要是用计算机将信号进行分析和处理，变为离散的数字信号。该项目我们使用的Android系统移动手机自带的有语音信号输入装置和音频处理芯片，能够对语音信号进行相关采样量化等一系列处理。该项目选择了16位量化位数。

预加重处理主要是解决在实际应用中语音信号由于受到声门和周围辐射的影响，在高频部分发生衰减的问题。经过预加重处理，可以增强高频区域的信号，使频谱变得平坦，方便我们对参数进行分析。这是预加重的传递函数和加重后的信号S2（n）：

a表示预加重系数，其值约为1，该项目取0.98。

分帧加窗处理，分帧指的是将信号分成许多小段，每一段称为一帧，在局部，每帧可以看作平稳的信号，利于分析处理；加窗是将不连续信号变得连续，我们选用的是汉明窗函数：

语音部分的处理还有一个很重要的方面，即特征参数的选取，在这里将识别性能和可靠性的问题放在首位考虑，我们选取MFCC[5]作为特征参数。

4.B/S构架的Android端体系统结构

整个结构由表现层，功能服务层和数据访问层构成。表现层主要是用于用户客户端的连接；功能服务层分为“基础”，“词组”，“句子”三大模块；数据访问层是由文字和语音共同组成的材料库搭建，材料库使用SQLITE数据库存储。

三、软件的分析与设计

1.I/O模块设计

针对该项目而言，语音的I/O模块设计[6]也就是语音的录制和播放是关键部分，采用的Android移动系统自带的有耳麦，就我们这个项目的语音录制和播放来说，能有很好的效果，所以，最终选择了Android手机自带的耳麦作为语音录制和播放的装置。经过性能的对比，我们选用了AudioRecord类和AudioTrack类的方法分别对语音信号进行录制和播放。最终的系统音频格式是：采样声道是单声道，采样位数为16位，采样频率是8000Hz。

2.软件的体系结构图

这是整个软件的体系结构图，进入初始界面后，有三个选项卡，选择“基础”，“词组”，“句子”任意键进入学习。软件的制作最开始要进行文字和语音的搜集；接着梳理JAVA整体构架；然后将文字信息与读音信息编号对应存入数据库中；再基于B/S的客户端进行编写；最后进行软件的测试，改进等等。

3.用户界面设计

点击这款APP，进入藏语读音校园应用练习软件，会显示本款软件的主界面，如图2。在整个主界面上面，根据藏语练习的基本要求，我们一共设置了三栏显示，分别是：“基础”类、“词组”类和“句子”类。

4.软件实现

如图3进入的是基础练习界面，分为元音和辅音界面，点击播放键，声音将自动播放，我们可以跟读练习并记忆藏语基础；点击停止键，声音停止。

图4显示的是藏文书每一课的词組，为日常单词，选择需要学习的课程，点击进入，切换播放和停止键。

图5是每一课的句子，在藏文考试中，关于句子的考察比分很重，这就要求我们熟练的掌握藏文书中的大部分日常用语；点击进入“句子”界面后，选择相应的部分练习。

该校园应用藏语读音练习软件的集成开发环境为Eclipse，而且该系统在真机上调试运行是相当迅速的，整个系统的开发运行环境为：

PC操作系统：WindowsXP（32bit） 音频输入：抗噪声麦克风

平台软件环境：AndroidOS5.0 编程语言：Java

开发组件：JDK6；Eclipse3.6（Helios）；AndroidSDK1.6

四、总结与展望

1.总结

本文系统平台是Android智能类的手机，工作难点在于对语音内容的正确提取，还有特征参数的选取。根据此前对系统进行的开发，现在将大概的工作成果和研究内容作如下阐释：

（1）主要分析了Android系统的一些基本结构体系、特性、应用程序原理和工作机制等等。为了确定该系统的优越性和开发的可行性，我们对Android系统的特征经过了十分激烈的分析讨论。

（2）着眼系统特点，对系统识别算法进行了相关设计；探究语音技术识别理论，为Android系统校园应用藏语发音练习系统提供了一套可行的设计方案。

（3）我们在系统设计方案的基础之上，实现了系统相关算法及软件交互界面，而且在android移动端，Android4.0平台上运行实现。经过多次测试，系统中的发音评价和发音纠正部分效果良好，预期的基本功能实现。

2.展望

为了提高系统的抗噪声能力，还需要进一步研究和改进语音端点检测算法。优化相关算法，减少内存占有量，提高系统运行效率和反应速度。完善优化交互界面，增加发音元素的数量，增加系统的实用价值。

参考文献

[1]王朔.基于Android平臺的智能英语发音训练系统的设计与实现[D].南京邮电大学，2013.

[2]周宇，尹生强，王冬青等.基于Eclipse和Android系统的App开发平台搭建研究[J].青岛大学学报（工程技术版），2016，31（03）：49-53.

[3]王璐.基于模块化的语音信号预处理实现[D].大连理工大学，2009.

[4]陈演平.语音信号的数字化噪声抑制技术[J].电子技术应用，2002（10）：76-79.

[5]卓嘎，姜军，边巴旺堆.基于Matlab的藏语语音MFCC参数提取研究[J].西藏大学学报（自然科学版），2017，32（01）：58-62.

[6]马获蕾，汤海凤.Android系统中SQLite数据库的研究[J].电脑知识与技术，2013，9（28）：6243-6245+6256.

作者简介：邓爽（1995-），女，四川绵阳，本科，学生，主要研究领域通信技术。

姜军（1980-），男，四川遂宁，副教授，硕士，主要研究方向数字水印技术，数字图形图像处理，通信技术等等。