留學(xué)生漢語語音評價(jià)軟件過程模型構(gòu)建研究

摘要：本文根據(jù)漢語語音評價(jià)體系結(jié)構(gòu)特征，結(jié)合SDDM技術(shù)，提出了留學(xué)生漢語語音評價(jià)軟件開發(fā)的過程模型，為實(shí)現(xiàn)漢語語音評價(jià)軟件過程周期中各個(gè)環(huán)節(jié)的并行執(zhí)行、實(shí)現(xiàn)漢語語音評價(jià)自動化和提高語音評價(jià)效率奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

Abstract： According to the structure characteristic of Chinese speech evaluation system， and combined with SDDM technology， this paper proposes a process model of Chinese speech evaluation software development for foreign students， which has laid the technical foundation to realize the parallel execution of all aspects of Chinese speech evaluation software process cycle， realize automatic Chinese speech evaluations and improve the efficiency of speech evaluations.

關(guān)鍵詞：漢語語音評價(jià)體系結(jié)構(gòu)；SDDM技術(shù)；軟件開發(fā)過程

Key words ： Chinese speech evaluation architecture；SDDM technology；software development process

中圖分類號：H195.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）11-0170-02

1 研究背景

隨著我國國際地位的不斷提升，我國與各國的關(guān)系越來越密切，經(jīng)濟(jì)文化交流趨于頻繁，漢語的應(yīng)用范圍在逐步擴(kuò)大。東南亞各國的青少年更熱衷于學(xué)習(xí)漢語，對于他們而言，掌握漢語等同于具有更加明顯的就業(yè)優(yōu)勢，學(xué)習(xí)漢語者越來越多，漢語教學(xué)也形成不斷發(fā)展的態(tài)勢[1]。發(fā)音在留學(xué)生漢語學(xué)習(xí)及交流中起著舉足輕重的作用，語音評價(jià)是第二語言習(xí)得過程中的基礎(chǔ)內(nèi)容和重要環(huán)節(jié)，而漢語發(fā)音數(shù)據(jù)則是語音評價(jià)的主體和前提，是語音庫的重要來源。如何對留學(xué)生的發(fā)音做出科學(xué)、有效的評價(jià)一直是語音評價(jià)研究的熱點(diǎn)。近年來，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，國內(nèi)對漢語語音識別、語音評價(jià)系統(tǒng)做了大量研究，主要成果如下：袁毅、吳晨[2]提出了柔性可擴(kuò)展體系結(jié)構(gòu)非特定人語音識別系統(tǒng)的框架模型，驗(yàn)證了在該模型指導(dǎo)下所開發(fā)出的語音識別系統(tǒng)的實(shí)用性和穩(wěn)定性；施偉[3]提出了對外漢語教學(xué)中的發(fā)音自動評價(jià)系統(tǒng)，通過分析輸入語音數(shù)據(jù)，提取語音特征并與參考標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行匹配比較，由評分機(jī)制根據(jù)相似程度大小給出相應(yīng)的評價(jià)；陳展等[4]提出了Petri網(wǎng)原理在語音識別中的應(yīng)用方法，并給出了漢語語音評價(jià)系統(tǒng)的形式化定義。

以上研究均采用了不同的軟件技術(shù)和方法來實(shí)現(xiàn)漢語語音數(shù)據(jù)評價(jià)過程，取得了一些進(jìn)步和成果。但始終未能實(shí)現(xiàn)語音評價(jià)的自動化和語音評價(jià)過程的高效執(zhí)行。本文利用面向?qū)ο蟮能浖^程模型表示工具SDDM（System Dynamic Development Model）[5]，提出了構(gòu)建留學(xué)生漢語語音評價(jià)軟件開發(fā)過程模型的方法，提高了評價(jià)過程內(nèi)、外模塊間，階段間的并行性，降低了漢語語音數(shù)據(jù)評價(jià)成本，提高了評價(jià)過程的效率，使整個(gè)漢語語音評價(jià)軟件開發(fā)過程模型具有動態(tài)性、并行性和一致性，進(jìn)一步助推漢語語音評價(jià)系統(tǒng)的自動化實(shí)現(xiàn)。

2 理論基礎(chǔ)

2.1 留學(xué)生漢語語音評價(jià)體系

留學(xué)生漢語語音評價(jià)體系[4][6]是根據(jù)留學(xué)生發(fā)音特征和漢語發(fā)音偏誤建立的一個(gè)衡量和評價(jià)漢語語音習(xí)得程度和發(fā)音質(zhì)量高低的智能化系統(tǒng)，使留學(xué)生能利用該系統(tǒng)對發(fā)音進(jìn)行測評，該系統(tǒng)可在第一時(shí)間反饋漢語發(fā)音評價(jià)結(jié)果、錯(cuò)誤類型和改進(jìn)建議，能有效地提高留學(xué)生漢語發(fā)音的正確率，使其能更好地掌握漢語發(fā)音。根據(jù)留學(xué)生漢語發(fā)音特點(diǎn)以及現(xiàn)有語音識別技術(shù)，漢語語音評價(jià)體系由語音識別層、語音評價(jià)層及偏誤分析層三大功能模塊構(gòu)成，在每一個(gè)功能模塊下又設(shè)有子模塊，如圖1所示。

2.2 漢語語音軟件開發(fā)過程

軟件過程是指軟件生存周期中所涉及到的一系列相關(guān)過程，過程是活動的集合，活動是任務(wù)的集合，任務(wù)是把輸入轉(zhuǎn)換為輸出的過程，如圖1所示，留學(xué)生漢語語音評價(jià)體系是動態(tài)的，它動態(tài)的產(chǎn)生，推進(jìn)、執(zhí)行并最終動態(tài)地消亡。

在建立了留學(xué)生漢語語音體系結(jié)構(gòu)之后，就要對該評價(jià)體系做需求分析、軟件設(shè)計(jì)、軟件編碼、軟件測試和軟件維護(hù)。在此，需要說明，留學(xué)生漢語語音開發(fā)過程亦是軟件過程之一，通過對軟件的深入研究，不難發(fā)現(xiàn)，不同的軟件開發(fā)項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，選擇不同類型的過程框架，選擇過程定義所需的活動和任務(wù)。

按圖1的體系結(jié)構(gòu)，可將留學(xué)生漢語語音評價(jià)軟件開發(fā)過程歸為組織過程類，此類過程是用來建立和實(shí)施一種動態(tài)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并且不斷改進(jìn)該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的過程（如改進(jìn)語音評價(jià)層中習(xí)得等級評價(jià)測試過程），構(gòu)建初期需要一些相關(guān)的程序和人員來組織和實(shí)施開發(fā)過程，具體有以下過程：

①全局過程。全局過程是協(xié)調(diào)和管理軟件設(shè)計(jì)周期中各個(gè)環(huán)節(jié)按計(jì)劃正常執(zhí)行的過程，包括構(gòu)建留學(xué)生漢語語音評價(jià)軟件的項(xiàng)目管理，計(jì)劃管理、監(jiān)控管理及相關(guān)任務(wù)管理等。

②實(shí)施過程。實(shí)施過程包括確定和確保在語音評價(jià)模塊開發(fā)過程中所需的所有硬件、軟件、標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)、工具支持開發(fā)過程順利實(shí)施，以及用于開發(fā)、設(shè)計(jì)和維護(hù)的所有設(shè)施的建立和維護(hù)。

③反饋過程。反饋過程包括對整個(gè)留學(xué)生漢語語音評價(jià)軟件生存周期過程進(jìn)行反饋、評價(jià)、度量和監(jiān)控的過程，它由一些列的活動組成。

④培訓(xùn)過程。培訓(xùn)過程是為培訓(xùn)合格的語音評價(jià)系統(tǒng)“操作員”的過程，包括培訓(xùn)計(jì)劃的編寫、制定和實(shí)施，培訓(xùn)資料的傳授與實(shí)施。

3 基于SDDM的留學(xué)生漢語語音軟件過程模型

軟件過程模型實(shí)際上是對留學(xué)生漢語語音評價(jià)軟件過程的形式化描述，具抽象化，它是軟件過程執(zhí)行的基礎(chǔ)，是實(shí)現(xiàn)留學(xué)生漢語語音評價(jià)系統(tǒng)生存周期中各功能模塊協(xié)調(diào)一致、并行運(yùn)行的關(guān)鍵。過程執(zhí)行可以是全自動化的，也可以是半自動化的，因此過程模型可以形式化的，也可以半形式化的。本文中留學(xué)生漢語語音評價(jià)系統(tǒng)亦是如此，但基于該系統(tǒng)未來的拓展性和延續(xù)性，選用形式化的方法作為研究工具較為適宜。形式化的過程模型最大的優(yōu)勢是：有利于軟件過程的自動執(zhí)行、有利于留學(xué)生漢語語音評價(jià)軟件開發(fā)實(shí)現(xiàn)自動化，有利于漢語語音評價(jià)過程的監(jiān)控、分析和評估。

為了提高留學(xué)生漢語語音評價(jià)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，必須讓其中各個(gè)模塊有效地進(jìn)行周期并行，同時(shí)把其中每一個(gè)執(zhí)行子過程看作一個(gè)軟件過程，每一個(gè)軟件過程就是一個(gè)對象，這樣一來就可以實(shí)現(xiàn)一邊執(zhí)行軟件過程，一邊細(xì)化漢語語音評價(jià)過程模型，有利于完成對整個(gè)留學(xué)生漢語語音評價(jià)過程的改進(jìn)與優(yōu)化，促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)語音庫和偏誤語音庫的形成和完善。讓留學(xué)生漢語語音評價(jià)系統(tǒng)支持不同抽象級的過程描述，支持有高層抽象向底層詳細(xì)描述的不斷求精，這也是使用SDDM技術(shù)的根本原因。

按以上規(guī)則，建立的留學(xué)生漢語語音評價(jià)軟件開發(fā)過程SDDM模型為：P=，其中：A={A1，A2，A23，A31，A32，A33，A4}；A1=<{按規(guī)定啟動語音評價(jià)軟件開發(fā)，功能性用戶需求描述}>；A21=<{獲得語音識別層開發(fā)的部分結(jié)果}，語音識別層用戶需求>；A22=<{獲得語音分析層開發(fā)的部分結(jié)果}，語音分析層用戶需求>；A23=<{獲得偏誤分析層開發(fā)的部分結(jié)果}，偏誤分析層用戶需求>；B={B1，B21，B21，B23，B3}；B1=T1T2；B2i=T3i，B=T4；T1=<{按規(guī)定啟動語音評價(jià)軟件開發(fā)}，功能性用戶需求描述，M1>；T2=<{功能性用戶需求描述資料∧收到可以開發(fā)子過程的消息，{獲得自開發(fā)過程部分結(jié)果}，M2}>；T31=<{部分語音識別層結(jié)果}，{語音識別層識別結(jié)果}，M31>；T32=<{部分語音分析層結(jié)果}，{語音分析層分析結(jié)果}，M32>；T33=<{部分偏誤分析層結(jié)果}，{偏誤分析層分析結(jié)果}，M33>；T4=<{所有模塊開發(fā)結(jié)果}，{留學(xué)生漢語語音評價(jià)軟件}，M4>；M1=<{監(jiān)管過程.進(jìn)度管理.消息管理，“初步需求調(diào)查完畢”}>；M2=<{監(jiān)管過程.進(jìn)度管理.消息管理，“子模塊開發(fā)完畢”}>….M4={監(jiān)管過程.進(jìn)度管理.消息管理，“開發(fā)結(jié)束”}>；D={（A1，B1），（B1，A21），（B1，A22），（B1，A23），（A21，B21），（A22，B22），（A23，B23），（B21，A31），（B22，A32），（B23，A33），（A31，B3），（A32，B3），（A33，B3），（B3，A4）}I={A1}；O={B4}；M={A1}。

在建立了形式化的軟件過程模型后，留學(xué)生漢語語音評價(jià)系統(tǒng)就能夠有序、高效地執(zhí)行，以上模型執(zhí)行結(jié)果是一個(gè)六元組序列，全局調(diào)用、子模塊的運(yùn)行和模塊間的調(diào)用均可以實(shí)現(xiàn)自動控、自動評估，因此，提高了留學(xué)生漢語語音評價(jià)系統(tǒng)的效率。

4 結(jié)語

對于研究人員來說，留學(xué)生漢語語音評價(jià)系統(tǒng)是由一系列復(fù)雜的活動組成的，對其開發(fā)過程進(jìn)行形式化的設(shè)計(jì)是語言學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的必然，本研究僅對初期建模做了相關(guān)研究，還需進(jìn)行大量的測試和技術(shù)研發(fā)，希望能給業(yè)內(nèi)人士提供有效參考。

參考文獻(xiàn)：

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