技术领域
[0001] 本发明涉及一种基于大数据的英语发音纠正系统。
相关背景技术
[0002] 英语学习中，英语单词的标准正确的发音是学好英语的基础，即便掌握再多的英语词汇量，如果发音错误，仍旧无法与别人正常进行英语交流，所以，英语单词的发音的教学至关重要。然而，对于非英语母语的学习者来说，对于发音的有效纠正，是英语学习中的一个难点，也是英语口语教学中的一个重点。目前的英语发音教学中，老师根据自己掌握的英语发音，对学生进行教学，因此，学生的英语发音是否标准取决于老师的英语发音水平，当老师的英语发音不标准时，会严重影响学生的英语发音。
具体实施方式
[0009] 本实施例提供一种基于大数据的英语发音纠正系统，如图1所示，包括教师端主机和学生端主机。教师端主机和学生端主机对应的硬件设备不做限定，可以是电脑设备，比如台式电脑或者笔记本电脑，也可以是智能终端设备，比如平板电脑或者智能手机。
[0010] 教师端主机和学生端主机通信连接，可以有线通信连接，即通过相关的通信线路进行连接，比如RS485通信；也可以无线通信，那么，教师端主机和学生端主机均设置有无线通信模块，通过无线通信模块进行通信连接，无线通信模块的具体类型由实际需要进行设置。
[0011] 该英语发音纠正系统中的教师端主机和学生端主机的设置个数不做限定，通常情况下，教师端主机设置一个，学生端主机可以设置一个，也可以设置多个。本实施例中，为了便于说明，英语发音纠正系统包括一个教师端主机和一个学生端主机。
[0012] 教师端主机包括：英语发音纠正启动指令接收模块、英语单词数据库、目标英语单词数据子库获取模块、目标英语单词数据子库显示模块、目标英语单词确定模块、英语单词标准发音数据库、目标英语单词标准发音获取模块、目标英语单词发送模块、实际发音信号接收模块、杂音过滤模块、实际发音波形产生模块、英语标准发音波形数据库、目标标准发音波形获取模块、波形比对模块、发音结果判断模块和判断结果发送模块。
[0013] 学生端主机包括：英语发音纠正启动指令发送模块、目标英语单词接收模块、目标英语单词显示模块、实际发音信号获取模块、目标标准发音外放模块、实际发音信号发送模块和判断结果展示模块。
[0014] 应当理解，教师端主机和学生端主机中的各个模块均可以为硬件模块，也可以为软件模块。本实施例以软件模块为例，若为软件模块，则各个软件模块本质上为对应的执行步骤。
[0015] 学生操作学生端主机以启动英语发音纠正。学生端主机中的英语发音纠正启动指令发送模块用于向教师端主机发送英语发音纠正启动指令。应当理解，英语发音纠正启动指令可以由学生端主机上的相关信息输入设备进行输入，比如：触摸屏或者键盘等，则学生操作触摸屏或者键盘编辑英语发音纠正启动指令。编辑得到的英语发音纠正启动指令由英语发音纠正启动指令发送模块接收并输出给教师端主机。英语发音纠正启动指令包括目标学生年级信息，其中，目标学生年级信息为目标学生的年级信息，目标学生是指操作学生端主机的学生。应当理解，英语发音纠正启动指令除了包括目标学生年级信息之外，还可以包括启动指令本身的数据信息，比如一个特定的字符串。
[0016] 教师端主机的英语发音纠正启动指令接收模块用于接收英语发音纠正启动指令。
[0017] 教师端主机内的英语单词数据库包括至少两个英语单词数据子库，英语单词数据子库的个数由实际需要进行设置。各英语单词数据子库与学生年级一一对应，即每一个学生年级对应一个英语单词数据子库，比如：包括三个英语单词数据子库，初中一年级对应第一个英语单词数据子库，初中二年级对应第二个英语单词数据子库，初中三年级对应第三个英语单词数据子库。各英语单词数据子库包括至少两个英语单词，具体个数由实际需要进行设置，英语单词数据子库包括的各英语单词为对应年级的学生所应当掌握的英语单词。
[0018] 目标英语单词数据子库获取模块用于根据目标学生年级信息，从英语单词数据库中获取与目标学生年级信息相对应的英语单词数据子库，得到的英语单词数据子库为目标英语单词数据子库。比如：若目标学生年级信息为初中二年级，则从英语单词数据库中获取与初中二年级相对应的英语单词数据子库。
[0019] 目标英语单词数据子库显示模块对应的硬件设备可以为触摸屏或者显示屏，本实施例中，目标英语单词数据子库显示模块对应的硬件设备为教师端主机的触摸屏。目标英语单词数据子库显示模块用于通过触摸屏显示目标英语单词数据子库中的各个英语单词。应当理解，若目标英语单词数据子库中的英语单词的个数比较多，触摸屏的一个显示页面无法全部显示，则触摸屏支持分页显示。
[0020] 老师通过触摸屏看到显示的各个英语单词之后，通过相应的操作，从目标英语单词数据子库中选取部分英语单词，作为学生进行英语发音纠正的英语单词。以触摸屏为例，老师可以在触摸屏上点击选中的英语单词。触摸屏上可以配置有选定确定虚拟按键，当选定结束时，点击该选定确定虚拟按键，完成选定。作为其他的实施方式，还可以通过键盘等其他输入设备敲击选定的英语单词，或者敲击选定的英语单词所对应的数字标号，而且，键盘还配置有选定确定实体按键，当选定结束时，点击该选定确定实体按键，完成选定。因此，不管老师采用何种操作，均为了从目标英语单词数据子库中选取部分英语单词。相应地，目标英语单词确定模块用于从目标英语单词数据子库中选取部分英语单词，选取的英语单词为目标英语单词。应当理解，选定得到的英语单词可以只有一个，也可以有至少两个，为了便于说明，以下以一个目标英语单词为例。应当理解，若选定得到至少两个英语单词，每一个英语单词的发音纠正过程均相同。
[0021] 教师端主机内的英语单词标准发音数据库为存储有英语单词的标准发音的音频数据的数据库，具体地：包括上述英语单词数据库中的各英语单词，以及各英语单词的标准发音的音频数据。也就是说，英语单词标准发音数据库包括上述英语单词数据库中的所有英语单词，以及各个英语单词的标准发音的音频数据。其中，对于任意一个英语单词，该英语单词的标准发音所对应的音频数据为该英语单词的标准发音的语音信号，当播放该语音信号时，就可以听到该英语单词的标准发音。
[0022] 得到目标英语单词之后，目标英语单词标准发音获取模块用于根据目标英语单词，从英语单词标准发音数据库中获取与目标英语单词相对应的标准发音的音频数据，获取得到的音频数据为目标音频数据。比如：若目标英语单词为about，则从英语单词标准发音数据库中获取与about相对应的标准发音的音频数据，得到的目标音频数据为about的标准发音的音频数据。
[0023] 目标英语单词发送模块用于向学生端主机发送目标英语单词和目标音频数据。
[0024] 学生端主机的目标英语单词接收模块用于接收目标英语单词和目标音频数据。
[0025] 目标英语单词显示模块对应的硬件设备可以为触摸屏或者显示屏，本实施例中，目标英语单词显示模块对应的硬件设备为学生端主机的触摸屏。目标英语单词显示模块用于通过触摸屏显示目标英语单词。那么，学生端主机的触摸屏显示目标英语单词。
[0026] 学生就可以看到触摸屏上显示的目标英语单词，看到目标英语单词之后，根据自己对于该目标英语单词的发音掌握情况，朗读该目标英语单词，发出该目标英语单词的实际发音。应当理解，学生发出的实际发音可能是标准的发音，也可能不是标准的发音。
[0027] 实际发音信号获取模块所对应的硬件设备可以为学生端主机的麦克风等语音采集设备，则学生端主机的实际发音信号获取模块用于根据目标英语单词，通过麦克风获取学生发出的目标英语单词的实际发音信号。
[0028] 目标标准发音外放模块所对应的硬件设备为音频外放设备，比如学生端主机的扩音器。学生端主机的实际发音信号获取模块接收到目标英语单词的实际发音信号之后，目标标准发音外放模块用于根据目标音频数据和目标英语单词的实际发音信号，通过音频外放设备外放目标音频数据。
[0029] 学生就可以通过音频外放设备听到目标英语单词的标准发音。学生可以根据标准发音，与自己的实际发音进行自我比对，判断自己的发音是否标准，以纠正自己的发音。
[0030] 而且，学生端主机的实际发音信号发送模块用于将目标英语单词的实际发音信号发送至教师端主机。
[0031] 教师端主机的实际发音信号接收模块用于接收目标英语单词的实际发音信号。
[0032] 教师端主机的杂音过滤模块用于对接收到的目标英语单词的实际发音信号进行杂音过滤，得到目标实际发音信号。杂音过滤模块对应的杂音过滤算法属于现有已公开的杂音过滤算法，将接收到的目标英语单词的实际发音信号进行杂音过滤，过滤掉其中的噪音，能够提升后续波形比对的准确性。
[0033] 实际发音波形产生模块用于对目标实际发音信号进行处理，生成与目标实际发音信号相对应的实际发音波形。由于将语音信号生成对应的波形信号属于常规技术，不再赘述。
[0034] 教师端主机内的英语标准发音波形数据库存储有英语单词相对应的标准发音波形，即存储有英语单词的标准发音所对应的语音波形，具体地：包括上述英语单词数据库中的各英语单词，以及各英语单词的标准发音的音频数据所对应的标准发音波形。也就是说，英语标准发音波形数据库包括上述英语单词数据库中的所有英语单词，以及各个英语单词的标准发音的音频数据所对应的标准发音波形。应当理解，该英语标准发音波形数据库在构建时，先对各个英语单词的标准发音的音频数据进行处理，得到对应的标准发音波形，然后建立各个英语单词与标准发音波形的对应关系，得到英语标准发音波形数据库。
[0035] 目标标准发音波形获取模块用于根据目标英语单词和实际发音波形，从英语标准发音波形数据库中获取与目标英语单词的标准发音相对应的标准发音波形，得到目标标准发音波形。也就是说，教师端主机得到实际发音波形之后，目标标准发音波形获取模块根据目标英语单词，从英语标准发音波形数据库中获取目标标准发音波形。
[0036] 得到实际发音波形和目标标准发音波形之后，波形比对模块用于对实际发音波形和目标标准发音波形进行比对。波形对比属于常规技术，可以采用现有技术中已公开的相关比对算法，比如：将这两个波形生成在同一坐标系中，通过相关的语音特征识别算法提取这两个波形的语音特征曲线，获取这两个曲线之间相交区域的面积，若面积大于或者等于预设面积阈值，比对不通过，若面积小于预设面积阈值，比对通过。作为一个具体实施方式，以下给出一种具体比对过程：将实际发音波形和目标标准发音波形构建在同一语音坐标系内，然后，根据预设的语音特征识别算法提取实际发音波形的语音关键特征，形成语音关键特征向量，形成的语音关键特征向量为实际语音关键特征向量，以及提取目标标准发音波形的语音关键特征，形成语音关键特征向量，形成的语音关键特征向量为标准语音关键特征向量，最后比对实际语音关键特征向量和标准语音关键特征向量，得到比对结果。其中，本实施例中，比对实际语音关键特征向量和标准语音关键特征向量，得到比对结果，具体包括：若实际语音关键特征向量和标准语音关键特征向量的匹配度大于或者等于预设阈值，表示实际语音关键特征向量和标准语音关键特征向量的相似度比较大，则比对结果为比对通过；若实际语音关键特征向量和标准语音关键特征向量的匹配度小于预设阈值，则比对结果为比对不通过。
[0037] 发音结果判断模块用于根据实际发音波形和目标标准发音波形的比对结果，即根据波形比对模块输出的比对结果，获取学生对目标英语单词的发音是否标准的判断结果。具体地：若比对结果为比对通过，则判断结果为学生对目标英语单词的发音标准；若比对结果为比对不通过，则判断结果为学生对目标英语单词的发音不标准。
[0038] 判断结果发送模块用于将判断结果发送至学生端主机。
[0039] 学生端主机的判断结果展示模块用于接收并展示判断结果，比如展示在触摸屏上。学生看到触摸屏上显示的判断结果，就能够获知自己的发音是否标准，进而根据判断结果对自己的发音进行纠正。
[0040] 应当理解，上述实施例只是本申请所要求保护的技术方案的一种具体实现过程，本申请不局限于上述实施例。
