[发明专利]一种英语教学用单词拼读练习装置及方法

权利要求书

1.一种英语教学用单词拼读练习方法，其特征在于，所述英语教学用单词拼读练习方法包括以下步骤：

步骤一，通过教学视频采集模块利用摄像器采集英语教学视频，对英语教学练习过程进行实时监控；通过触控模块利用触控板进行英语书写的触控操作；

步骤二，通过主控模块利用主控器控制所述英语教学用单词拼读练习装置各个模块的正常工作；通过书写引导模块在触控板显示界面上动态演示待练习字符的书写过程；

步骤三，在所述书写练习界面上显示所述待练习字符的第一仿影字形，并提示用户按照所述书写过程对所述第一仿影字形进行描写操作；

步骤四，利用书写引导程序获取用户对所述第一仿影字形进行描写操作的描写轨迹，并在所述第一仿影字形上显示所述描写轨迹，对英语单词的拼写进行引导；

步骤五，接通英语教学用单词拼读练习装置电源线，在触控板显示界面中显示部分字母隐藏或全部字母隐藏的目标单词，同时输出所述目标单词的读音；

步骤六，通过单词拼写模块获取用户在所述触控板的手写区域中通过触控笔书写的各个字母，并通过预先训练的字符识别模型识别各个字母，得到单词拼写答案；所述字符识别模型为神经网络模型；

步骤七，将所述单词拼写答案与标准答案进行比较，判断用户是否拼写正确，当判断所述用户拼写错误时，将所述目标单词中拼写错误的字母标注出来；

步骤八，通过彩绘模块利用彩绘板进行单词的彩绘操作；通过语音播放模块利用播放器播放书写词汇的发音；

步骤九，通过发音评分模块利用语音采集器学员口语发音；通过语音识别器识别口语语音；并录制不同语种的标准语音；对每个语种的标准语音进行预处理，得到每个语种的标准语音语料；

步骤十，提取每个语种的所述标准语音语料的特征参数；其中，所述标准语音语料的特征参数包括GFCC特征向量和SDC特征向量；对每个语种的所述标准语音计算所有帧的GFCC特征向量和SDC特征向量的均值特征向量；

步骤十一，将GFCC特征向量的均值特征向量与SDC特征向量的均值特征向量合成为一个特征向量，以得到每个语种的标准特征向量；将每个语种的标准特征向量作为改进的GMM-UBM模型的输入向量，采用混合型聚类算法对输入了所述输入向量的所述改进的GMM-UBM模型进行初始化；

步骤十二，在对所述GMM-UBM模型进行初始化后，通过EM算法训练得到UBM模型；通过UBM模型进行自适应变换得到各个语种的GMM模型，作为所述标准语音的每个语种模型；对预先录制的待评分语音进行预处理，得到待评分语音语料；提取所述待评分语音语料的特征参数；

步骤十三，通过评分程序根据所述待评分语音语料的特征参数计算所述标准语音的每个语种模型的模型概率得分，选取具有最大的所述模型概率得分的语种模型对应的语种作为所述待评分语音的语种识别结果；

步骤十四，根据所述待评分语音的语种识别结果判断所述待评分语音的语种是否为英语；当判定所述待评分语音的语种为英语时，分别对所述待评分语音的情感、语速、节奏、语调、发音准确度和重音进行评分；

步骤十五，对所述待评分语音的情感、语速、节奏、语调、发音准确度和重音的分数按照对应的权重系数进行加权，以得到总分；当判定所述待评分语音的语种不是英语时，反馈语种错误信息，对学员练习发音进行评分；

步骤十六，通过云存储模块利用云数据库服务器存储采集的教学视频数据、拼写的单词、彩绘的内容、书写词汇的发音以及发音的评分结果；

步骤十七，通过更新显示模块利用更新程序对采集的教学视频数据、拼写的单词、彩绘的内容、书写词汇的发音以及发音的评分结果的实时数据进行更新，并通过显示器进行实时显示。

2.如权利要求1所述的英语教学用单词拼读练习方法，其特征在于，步骤六中，所述字符识别模型为根据手写字体的字符样本训练得到的；

所述获取用户在所述触控板的手写区域中通过触控笔书写的各个字母，并通过预先训练的字符识别模型识别各个字母的方法，包括：

(a)检测用户在所述触控板的手写区域中的书写操作发生的每一次中断；

(b)针对每一次中断，获取该次中断的书写操作中所书写的字母，并通过预先训练的字符识别模型识别所获取的字母。