維吾爾語口試閱卷系統(tǒng)開發(fā)中若干問題的研究

摘 要： 維吾爾語水平測試是為維吾爾語非第一語言的學(xué)習(xí)者設(shè)計的一項標(biāo)準(zhǔn)化考試。利用PHP開發(fā)了維吾爾語口試網(wǎng)上閱卷系統(tǒng)。在軟件開發(fā)過程中，存在著網(wǎng)頁字符集的選擇，維吾爾語文字的顯示，口試試題的存儲和訪問，口試音頻的播放以及口試音頻波形的顯示等問題。針對維吾爾語口試閱卷的特點和需求，給出了解決問題的技術(shù)和方法。

關(guān)鍵詞： 閱卷系統(tǒng)； 口試； 音頻波形； PHP

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-2163（2015）04-

Several Issues in the Online Marking System of Oral in Uyghur Proficiency Test

JIA Zhixian

（Network and Experimental Teaching Center， Xinjiang University of Finance and Economics）

Abstract： The Uyghur proficiency test is a standardized test to design for the learners who first language is something other than Uyghur. By using PHP， the paper develops an online marking system of oral in Uyghur proficiency test. In the software development process， there are some problems， such as how to select a charset in web page， storage and display the questions and answers in Uighur， play oral audio， as well as display oral audio waveform and so on. According to the characteristics and needs of the online marking of oral examination， the paper has given the technology and methods to solve these problems.

Key Words： Online Marking System； Oral Test； Audio Waveform； PHP

0 引 言

在新疆，母語非維吾爾語的各民族（主要是漢族）中學(xué)習(xí)維吾爾語的人數(shù)正在迅速地增加，每年都有數(shù)以萬計的母語非維吾爾語的人員通過國民教育系列和非國民教育系列的各種方式（包括各種類型的培訓(xùn)班）在學(xué)習(xí)維吾爾語。維吾爾語水平測試是為維吾爾語非第一語言的學(xué)習(xí)者設(shè)計的一項標(biāo)準(zhǔn)化考試，重點考查考生在生活、學(xué)習(xí)和工作中運用維吾爾語進(jìn)行交際的能力。為了使維吾爾語水平測試公平、公正和高效，應(yīng)用PHP開發(fā)了一個維吾爾語口試網(wǎng)上閱卷系統(tǒng)。運用先進(jìn)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)了考試評分手段的現(xiàn)代化[1-2]。在軟件開發(fā)過程中，存在著網(wǎng)頁字符集的選擇，維吾爾語文字的顯示，口試試題的存儲和訪問，口試音頻的播放以及口試音頻波形的顯示等問題[3]。經(jīng)過研究和探討，有效地解決了這些問題。

1 維吾爾語口試閱卷

維吾爾語水平測試設(shè)立了四個等級，其中，一、二級為初級，三級為中級，四級為高級。在維吾爾語水平測試各個級別中，均包括有筆試和口試兩部分。開設(shè)維吾爾語水平測試口試項目，其主要目的是從語音、語調(diào)、斷句的正確流利程度上考查考生的語言能力以及語言的流利度。例如，一級口試的題型主要有看圖認(rèn)讀和看圖回答問題，三級口試的題型主要有朗讀題和簡答題。在網(wǎng)上評卷過程中，每個小題需經(jīng)兩位評卷老師評卷，如果兩位評卷老師評卷結(jié)果誤差超過規(guī)定的范圍，則由第三位評卷老師評卷，以保證評卷的質(zhì)量[4]。維吾爾語水平測試口試網(wǎng)上閱卷的主要依據(jù)是考生的口試音頻文件。通過播放考生的口試音頻文件，評卷人員從考生的語音語調(diào)語速等方面進(jìn)行判斷，給出一個恰當(dāng)?shù)姆謹(jǐn)?shù)。

2 維吾爾語文字的顯示問題

在計算機(jī)字符編碼中，有多種不同的字符編碼方案。選擇在網(wǎng)頁中能夠正常顯示維吾爾語文字的字符編碼是維吾爾語口試網(wǎng)上閱卷的一個重要的問題。Unicode是國際組織制定的可以容納世界上所有文字和符號的字符編碼方案。Unicode用數(shù)字0-0x10FFFF來映射這些字符，最多可以容納1114112個字符。在Unicode中，維文字符被分配到阿拉伯字符基本區(qū)，擴(kuò)展區(qū)A和擴(kuò)展區(qū)B[5]。UTF-8（8-bit Unicode Transformation Format）是一種針對Unicode的可變長度字符編碼。在電子郵件、網(wǎng)頁及其他存儲或發(fā)送文字的應(yīng)用中，UTF-8逐漸成為優(yōu)先采用的編碼。在維吾爾語口試網(wǎng)上閱卷系統(tǒng)網(wǎng)頁設(shè)計中，選擇UTF-8作為網(wǎng)頁的字符集，可以很好地解決維吾爾文的顯示問題。

3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計與訪問方式

在維吾爾語口試閱卷系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫表主要有：考生口試信息表，口試試題和標(biāo)準(zhǔn)答案，評卷人員表和評卷結(jié)果等。在一些數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（例如，Visual FoxPro等）和訪問方式（例如，RDO方式）中，存在著不支持UTF-8編碼的問題。在維吾爾語口試考試和評卷系統(tǒng)開發(fā)過程中，找到了一些支持UTF-8編碼的數(shù)據(jù)庫和訪問方式，以及不支持UTF-8編碼情況下的解決方案。在維吾爾語口試試題編輯過程中，數(shù)據(jù)庫采用Access數(shù)據(jù)庫。試題編輯系統(tǒng)采用Visual Studio 2010開發(fā)，訪問數(shù)據(jù)庫技術(shù)則采用ADODB方式。在維吾爾語口試考試和評卷系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫采用SQL Server 2008。在考試和評卷前，將以Access數(shù)據(jù)庫存儲的試題庫導(dǎo)入到SQL Server 2008中。在Access中，存儲維吾爾語口試試題和答案的字段，選擇“備注”型和“文本”型；在SQL Server 2008中，存儲維吾爾語口試試題和答案的字段，選擇nvarchar型。

在PHP中，常用的訪問SQL Server方式有mssql、odbc和adodb等。這些訪問SQL Server方式都存在著不支持UTF-8字符集的問題。口試試題和答案的文字不多，可以采用圖像文件方式存儲維吾爾語口試試題和答案。可以應(yīng)用Visual Studio 2010，編寫一個建立試題圖像的程序，將試題庫中的口試試題和答案讀出并保存為.JPG格式圖像。在口試試題和答案數(shù)據(jù)庫表中，增加一個字段來存儲試題和答案的圖像文件名。在評卷前，將建立的試題和答案的圖像，存儲在評卷系統(tǒng)的images文件夾下，在PHP網(wǎng)頁中，利用文件名字段讀取所建的答案圖像，以圖像方式顯示試題和答案。

在訪問SQL Server的mssql、odbc和adodb等方式中，應(yīng)用mssql方式訪問SQL Server，需要利用微軟發(fā)布的驅(qū)動程序SQL Server Driver for PHP。應(yīng)用adodb方式訪問SQL Server，需要從http：//sourceforge.net/projects/adodb網(wǎng)站上下載和安裝adodb包。odbc方式訪問SQL Server則相對比較簡單。在口試閱卷系統(tǒng)中，選擇應(yīng)用odbc方式訪問SQL Server數(shù)據(jù)庫。

PHP中應(yīng)用odbc方式訪問SQL Server數(shù)據(jù)庫的常用函數(shù)[6]主要有：

odbc_connect（）--建立一個數(shù)據(jù)庫連接。

odbc_exec（）--執(zhí)行SQL語句，并返回一個結(jié)果集。

odbc_fetch_row（）--從結(jié)果集中取一條記錄。如果取出一條記錄，則函數(shù)返回true，否則函數(shù)返回false。

odbc_result（）--從記錄中讀取字段。該函數(shù)有兩個參數(shù)：odbc結(jié)果標(biāo)識符和字段編號或名稱。

odbc_close（）--關(guān)閉 odbc 連接。

在網(wǎng)頁中，訪問SQL Server遇到非ASCII字符時，需要應(yīng)用iconv（）函數(shù)在UTF-8編碼和GB2312編碼之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。例如：

$sqlstr = "select * from 評卷人員表 where 用戶名='".$username."' and 密碼='".$pwd."'"；

$result=odbc_exec（$conn，iconv（"utf-8"，"gb2312"，$sqlstr））；

$_SESSION['username']=odbc_result（$result， iconv（"utf-8"，"gb2312"，'用戶名'））；

4 口試音頻的播放

在PHP網(wǎng)頁中，可通過調(diào)用Windows Media Player進(jìn)行音頻的播放。在口試閱卷系統(tǒng)中，調(diào)用Windows Media Player播放音頻的代碼為：

其中，classid：6BF52A52-394A-11D3-B153-00C04F79FAA6是Windows Media Player 7及更高版本的class ID，$play_file 是音頻文件的URL，pluginspage是插件地址。

Windows Media Player播放器效果如圖1所示。

圖1 Windows Media Player播放器

Fig.1 Windows Media Player in PHP

5 口試音頻波形的顯示

在口試評卷系統(tǒng)中，繪制口試音頻的波形，將有助于評卷人員評卷工作。在PHP中，可以實現(xiàn)口試音頻的波形的繪制和顯示[7-8]。其方法為：

（1） 將口試音頻文件存儲在評卷系統(tǒng)指定的文件夾下。其中，口試音頻文件為WAV格式。音頻格式為單聲道、采樣頻率8 000Hz、量化位長16位。

（2） 在評卷網(wǎng)頁中，插入一個圖像對象，用來顯示口試音頻的波形[8]。其代碼為：

其中，draw_wave.php是繪制口試音頻的波形模塊，顯示音頻的波形圖像的寬度和高度分別設(shè)置為720和52像素。

（3） 在draw_wave.php模塊中，實現(xiàn)繪制口試音頻的波形[9]，其代碼為：

<？php

session_start（）；

$width = 720；

$height = 26；

$file = $_SESSION['$FileName']；

if （$_SESSION['$FileName'] == ""）

{ $im = imagecreate（$width， $height*2）；

imagecolorallocate（$im， 250，250，250）；

}

else

{ $fp = fopen（$file， 'r'）；

$RIFF_HEADER = fread（$fp， 36）；

$PCMWAVEFORMAT = unpack（'A4RIFF/VDataSize/A4WAVE/A4fmt_/VSize_of_WAVEFORMAT/vFormatTag/vChannels/VSamplesPerSec/VBytesPerSec/vBlockAlign/vBitsPerSample'， $RIFF_HEADER）；

fseek（$fp， 36）；

$DATA_BLOCK = fread（$fp， 8）；

$DataChunk = unpack（'A4data/VDataSize'， $DATA_BLOCK）；

$BitsPerSample = $PCMWAVEFORMAT['BitsPerSample']；

$Channels = $PCMWAVEFORMAT['Channels']；

$BytesPerSample = $BitsPerSample * $Channels / 8；

$number_of_samples = $DataChunk['DataSize'] / $BytesPerSample；

$SamplesPerSec = $PCMWAVEFORMAT['SamplesPerSec']；

$im = imagecreate（$width， $height*2）；

$Amplitude = pow（2， $BitsPerSample - 1） / $height；

imagecolorallocate（$im， 250，250，250）；

$blue = imagecolorallocate（$im， 0， 0， 255）；

$data = fread（$fp， $number_of_samples * $BytesPerSample）；

$samples = unpack（"s*"， $data）；

$x = 0；

$y1 = $height；

$maxValue = 0；

$step = $number_of_samples/$width；

foreach（$samples as $key=>$value）

{ $i = （$key-1） % $step；

if （abs（$value） > abs（$maxValue）） $maxValue = $value；

if （$i > 0） continue；

$y2 = $height- $maxValue / $Amplitude；

imageline（$im， $x， $y1， $x+1， $y2， $blue）；

$y1 = $y2；

$maxValue = 0；

$x++；

}

}

header（"Content-type： image/png"）；

imagepng（$im）；

imagedestroy（$im）；

？>

繪制的口試音頻波形效果如圖2所示。

圖2 口試音頻波形圖

Fig.2 Audio waveform in online marking of oral

在draw_wave.php模塊中，變量$RIFF_HEADER存儲WAV音頻文件的文件頭信息，變量$PCMWAVEFORMAT存儲WAV音頻文件的音頻格式，變量$DATA_BLOCK存儲WAV音頻文件的數(shù)據(jù)段信息，$samples數(shù)組存儲WAV音頻文件中的樣本。

header（"Content-Type：image/png"）表示輸出的內(nèi)容是圖像（png格式）。應(yīng)用imagecreate（）函數(shù)創(chuàng)建圖像區(qū)域并返回一個標(biāo)識給變量$im；應(yīng)用imagecolorallocate（$im， 250，250，250）函數(shù)設(shè)置圖像背景；應(yīng)用imageline（）函數(shù)繪制直線，由所繪的直線組成波形圖；應(yīng)用imagepng（$im）函數(shù)，將圖像$im以png格式輸出到瀏覽器；應(yīng)用imagedestroy（$im）函數(shù)，收回圖像$im所占用的內(nèi)存[10]。

在繪圖過程中，樣本個數(shù)選取量與圖像的寬度像素個數(shù)相同，樣本選取間隔為樣本總數(shù)除以圖像的寬度像素個數(shù)。在每個樣本選取間隔中，取其間音量最大的樣本作為繪制圖像的樣本。

6 結(jié)束語

在維吾爾語口試評卷系統(tǒng)中，主要針對單聲道、量化位長為16位的音頻格式，繪制口試音頻的波形。對于其它音頻格式，需要對代碼進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。2015年，在新疆舉辦的維吾爾語水平測試口語考試中，應(yīng)用維吾爾語口語評卷系統(tǒng)評卷，取得了令人滿意的結(jié)果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉叔才，劉博雷，葛利榮，等.基于J2EE的醫(yī)學(xué)外語考試網(wǎng)上閱卷系統(tǒng)的研究[J].中國社會醫(yī)學(xué)雜志，2011，28（6）：380-382.

[2] 錢建良.教育考試新一代網(wǎng)上評卷系統(tǒng)架構(gòu)的實踐及探索[J].中國考試，2014，11（7）：49-54.

[3] 賈志先.維吾爾語口語考試系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用[J].計算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2015，25（5）：205-208，213.

[4] 俞韞燁，謝小慶.基于多面Rasch模型的作文網(wǎng)上評卷“趨中評分”判定研究[J].中國考試，2012，9（1）：6-13.

[5] 維尼拉·木沙江，艾爾肯·伊米爾.維文Unicode在線處理技術(shù)與實現(xiàn)[J].新疆大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）， 2004，21（3）：332-334.

[6] Daniel J Lewis.開始通過PHP使用ODBC[EB/OL].http：//www.ibm.com/developerworks/cn/opensource/os-php-odbc/.2011-09-05.

[7] 陳營輝.PHP網(wǎng)絡(luò)編程從入門到精通[M].北京：清華大學(xué)出版社，2007.

[8] 陳軍紅，王瑞敬.PHP編程從基礎(chǔ)到應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2014.

[9] Jerryfleming.PHP分析.wav文件并繪制png格式的波形圖[EB/OL].http：//bbs.phpchina.com/thread-29461-1-1.html.2007-07-03.

[10] 潘凱華，劉中華等，編著.PHP從入門到精通（第2版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2010.