[发明专利]测试英文口语韵律水平的方法

权利要求书

1.一种测试英语口语韵律水平的方法，其特征在于，包括：

步骤A，对原始英语语音信号进行预处理；

步骤B，在预处理后的原始英语语音信号中提取用于韵律测试的多知识源特征参数，该多知识源特征参数包括韵律表现特征、韵律产生特征和韵律影响特征；

步骤C，由所述多知识源特征参数获取所述原始英语语音的韵律水平测试分数。

2.根据权利要求1所述的测试英语口语韵律水平的方法，其特征在于，所述步骤A包括：

步骤A1，对原始英语语音信号进行有效语音段检测，滤除噪音段和过长的停顿段，保留有效语音段信号；

步骤A2，对有效语音段信号进行分帧处理；

步骤A3，使用语音识别器对进行分帧处理后的有效语音段信号和对应文本进行自动对齐，获得音素、音节、单词和句子的边界点信息。

3.根据权利要求2所述的测试英语口语韵律水平的方法，其特征在于，所述步骤A2中，以25ms为帧长度，10ms为帧间隔。

4.根据权利要求1所述的测试英语口语韵律水平的方法，其特征在于，所述步骤B中在预处理后的原始英语语音信号中提取用于韵律测试的韵律表现特征包括：

步骤B1a，提取各语音帧的基音频率和能量，形成基频序列和能量序列，计算基频序列的基频平均值和基频方差值，计算能量序列的能量平均值和能量方差值；将基频平均值、基频方差值、能量平均值、能量方差值作为4维韵律特征；

步骤B1b，提取各辅音段时长、各元音段时长、各音节段时长以及各单词停顿段时长，分别计算辅音段平均时长和辅音段时长方差，分别计算元音段平均时长和元音段时长方差，分别计算音节段平均时长和音节段时长方差，分别计算单词停顿段平均时长和单词停顿段时长方差；将辅音段平均时长、辅音段时长方差、元音段平均时长、元音段时长方差、音节段平均时长、音节段时长方差、单词停顿段平均时长、单词停顿段时长方差作为8维韵律特征；

步骤B1c，将步骤B1a提取出的4维韵律特征和步骤B1b提取出的8维韵律特征拼接为一起，作为基于韵律表现知识源的12维韵律表现特征。

5.根据权利要求1所述的测试英语口语韵律水平的方法，其特征在于，所述步骤B中在进行所述预处理后的原始英语语音信号中提取用于韵律测试的韵律产生特征包括：

步骤B2a，提取各语音帧的基频序列，并对该基频序列进行鲁棒性处理；

步骤B2b，以经过鲁棒性处理后的基频序列为对象，提取出对应的重读部件，提取源于重读部件的阶跃个数、平均阶跃时间、阶跃时间方差，形成共3维韵律特征；

步骤B2c，以经过鲁棒性处理后的基频序列为对象，提取出对应的基准基频，提取源于基准基频的基准基频特征；

步骤B2d，以经过鲁棒性处理后的基频序列为对象，提取出对应的短语部件，提取源于短语部件的冲激个数、平均冲激幅度、冲激幅度方差，形成共3维韵律特征；

步骤B2e，将步骤B2b提取出的3维韵律特征、步骤B2c提取出的1维基准基频特征、步骤B2d提取出的3维韵律特征进行拼接，作为基于韵律产生模型的7维韵律产生特征。

6.根据权利要求5所述的测试英语口语韵律水平的方法，其特征在于，所述步骤B2a中对已经提取出的基频序列进行鲁棒性处理包括：

对已经提取出的基频序列去除半频和倍频干扰；

对去除半频和倍频干扰后的基频序列进行平滑操作；

对进行平滑操作后的基频序列进行风格化处理。

7.根据权利要求5所述的测试英语口语韵律水平的方法，其特征在于，所述步骤B2b包括：

对经过鲁棒性处理的基频序列进行高通滤波，利用梯度法自动提取出其中曲率变化剧烈的极大值和极小值部分；

计算高通滤波后的基频序列的曲率剧烈变化部分的数量，作为基频序列的阶跃个数特征；

计算高通滤波后的基频序列的曲率剧烈变化部分的平均持续时间和方差变化，作为基频序列的平均阶跃时间和阶跃时间方差特征；

将上述提取出的阶跃个数、平均阶跃时间、阶跃时间方差作为源于重读部件的3维韵律产生特征。