語(yǔ)音學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

郁 峰（江蘇天創(chuàng)科技有限公司開(kāi)發(fā)部，江蘇蘇州,215102)

語(yǔ)音學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

郁 峰
（江蘇天創(chuàng)科技有限公司開(kāi)發(fā)部，江蘇蘇州,215102)

通過(guò)介紹蘇州話的歷史和現(xiàn)狀，結(jié)合建立蘇州話學(xué)習(xí)系統(tǒng)可以很好地保留和發(fā)揚(yáng)蘇州的傳統(tǒng)文化，最后從語(yǔ)言層面、技術(shù)層面描述了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。

吳語(yǔ)方言；學(xué)習(xí)系統(tǒng)；MCI；DirectSound

1 研發(fā)背景

吳語(yǔ)方言的形成一般認(rèn)為自泰伯奔吳，建立“句吳（勾吳）”開(kāi)始，距今有3000多年。泰伯把中原發(fā)達(dá)的文化帶到了江南地區(qū)，使中原的語(yǔ)言和當(dāng)時(shí)仍然是蠻夷之地的江南越人的語(yǔ)言結(jié)合，形成了上古吳語(yǔ)。隨著周朝的建立，漢語(yǔ)開(kāi)始分化成夏、齊、楚、越四大方言，越方言就是使用上古吳語(yǔ)的地區(qū)大致也就是今天的江、浙、滬、皖地區(qū)。漢朝末年中國(guó)北方出現(xiàn)大動(dòng)蕩，特別在南北朝后期，北方逃難來(lái)吳縣（即今蘇州）的中原人很多，這時(shí)上古吳語(yǔ)受到中原話的影響而逐漸演變成了中古吳語(yǔ)，由于吳縣又是南方的一座大城市，所以吳語(yǔ)對(duì)外的影響力是極大的。明清以后由于江南地區(qū)興旺發(fā)達(dá)，蘇州人讀書成風(fēng)，以致當(dāng)時(shí)上層社會(huì)中的精英有很多是蘇州籍人士，江南地區(qū)上層社會(huì)中大多數(shù)人以講蘇州話為榮，甚至不同地區(qū)的人在交流時(shí)同樣以講蘇州話為榮，所以明清時(shí)期成為吳語(yǔ)發(fā)展的鼎盛期。蘇州方言的發(fā)展目前正如首期“蘇州話師資培訓(xùn)班”開(kāi)班儀式上（《蘇州日?qǐng)?bào)》2012年2月27日?qǐng)?bào)道）市語(yǔ)委負(fù)責(zé)人介紹的那樣：蘇州方言一直深受人們的喜愛(ài)，但近20年來(lái)隨著人口的大流動(dòng)、大遷移各種語(yǔ)言的混雜應(yīng)用和普通話的普遍使用，現(xiàn)在的不少蘇州人已不會(huì)講流利的蘇州話，大多數(shù)新蘇州人基本上聽(tīng)不懂蘇州話，更不會(huì)講蘇州話，蘇州方言正面臨削弱和消亡的危機(jī)。

近年來(lái)蘇州市十分重視吳文化的遺產(chǎn)保護(hù)與繁榮發(fā)展，特別是蘇州話的保護(hù)與發(fā)展，計(jì)劃在未來(lái)幾年總共培養(yǎng)1000名蘇州話教學(xué)師資，并在各級(jí)各類學(xué)校包括高校新增蘇州話必修課。隨著將來(lái)蘇州各級(jí)各類學(xué)校蘇州話課程的開(kāi)設(shè)，通過(guò)讓青少年學(xué)習(xí)蘇州話、學(xué)說(shuō)蘇州話，激發(fā)他們對(duì)蘇州文化的熱愛(ài)。預(yù)計(jì)本課程教材的教輔書也會(huì)陸續(xù)出版，供學(xué)習(xí)蘇州話的青少年和在蘇州求學(xué)、求職、經(jīng)商、創(chuàng)業(yè)的新市民使用，如果我們把最近開(kāi)發(fā)成功的“蘇州話學(xué)習(xí)系統(tǒng)”供需要學(xué)習(xí)蘇州話的人使用，將會(huì)極大地提高他們的學(xué)習(xí)效率和語(yǔ)言交流效果。

圖2 采集的蘇州話樣品聲波圖

2 研發(fā)過(guò)程

蘇州話學(xué)習(xí)系統(tǒng)系統(tǒng)包括采集單元、語(yǔ)音庫(kù)單元和展示單元。

2.1 采集單元

采集單元是對(duì)蘇州話進(jìn)行錄音采集，然后轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)，最后保持到語(yǔ)音庫(kù)。我們知道，聲音通過(guò)固體或液體、氣體傳播形成的震動(dòng)，是一種波，因此首要的工作就是要將這些波采集下來(lái)。

采集的部分為蘇州話的波如圖2所示：

采集的過(guò)程就是將聲音的震動(dòng)變成模擬的電信號(hào)。模擬信號(hào)要存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)中必須轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，這個(gè)過(guò)程叫模數(shù)轉(zhuǎn)換（ADC）。模數(shù)轉(zhuǎn)換分為采樣、保持、量化、編碼四步。采樣就是抽取某點(diǎn)的頻率值，如果一秒中內(nèi)抽取得點(diǎn)越多，獲取的信號(hào)就越逼真，人的耳朵能夠感覺(jué)到的最高頻率為20kHz，要使人的耳朵聽(tīng)起來(lái)自然，至少需要每秒進(jìn)行40k次采樣，即40kHz，這個(gè)40kHz就是采樣率。我們常見(jiàn)的CD的采樣率為44.1kHz。保持是指取樣的時(shí)間必須保持一定的長(zhǎng)度，以保證取樣的信號(hào)的穩(wěn)定。

采樣以后，必須將頻率的能量并量化，用于表示信號(hào)強(qiáng)度。量化值為2的整數(shù)次冪，我們常見(jiàn)的CD位16bit的采樣大小，即2的16次方。

量化結(jié)束后對(duì)其編碼。編碼的規(guī)則由文件格式?jīng)Q定，常見(jiàn)聲音文件有wav、mp3、midi等。

聲音的錄制是基于DirectSound為基礎(chǔ)，DirectSound是微軟的DirectX的一個(gè)組件。DirectSound用到的主要對(duì)象包括：設(shè)備對(duì)象（Microsoft.DirectX.DirectSound.Capture），用來(lái)管理設(shè)備，創(chuàng)建輔助緩沖區(qū)；主緩沖區(qū)（Microsoft.DirectX. DirectSound.CaptureBuffer），操控聲音捕捉緩沖區(qū)和產(chǎn)生混音效果的區(qū)域；輔助緩沖區(qū)（Microsoft.DirectX.DirectSound. SecondaryBuffer），用來(lái)存儲(chǔ)要播放的聲音文件，可建立多個(gè)輔助緩沖區(qū)來(lái)放多個(gè)要播放的聲音文件；事件通知對(duì)象（Microsoft.DirectX.DirectSound.Notify），用于在緩沖區(qū)的特定點(diǎn)觸發(fā)通知事件，來(lái)通知程序執(zhí)行操作；音頻格式（Microsoft. DirectX.DirectSound.WaveFormat）定義wav音頻格式，如采樣頻率、量化位數(shù)、聲道數(shù)等；通知的事件（System.Threading. AutoResetEvent），通知正在等待的線程已發(fā)生事件。

DirectX.DirectSound緩沖區(qū)默認(rèn)記錄的聲音是未壓縮過(guò)的wav編碼的格式，采用wav格式保存的聲音數(shù)據(jù)文件比較大，隨著記錄越來(lái)越多，會(huì)給存儲(chǔ)空間帶來(lái)很大的壓力。因此需要對(duì)聲音數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，轉(zhuǎn)成mp3編碼格式的數(shù)據(jù)，這樣保存下來(lái)的文件的大小會(huì)小很多。

記錄下來(lái)的文件最終保存在語(yǔ)音庫(kù)里面。為了保證數(shù)據(jù)的安全性，建議語(yǔ)音庫(kù)要做備份，技術(shù)如磁盤列陣、磁帶機(jī)、光盤塔等。

2.2 語(yǔ)音庫(kù)單元

在語(yǔ)音采集的基礎(chǔ)上，歸類整理，構(gòu)建語(yǔ)音庫(kù)。蘇州方言的詞語(yǔ)相當(dāng)豐富，本語(yǔ)音庫(kù)分別只采集了各5個(gè)常用的名詞、代詞、動(dòng)詞、形容詞和慣用語(yǔ)、成語(yǔ)、俗語(yǔ)、諺語(yǔ)、歇后語(yǔ)，再加5個(gè)常用句子作為研發(fā)組成實(shí)驗(yàn)語(yǔ)音庫(kù)（微型）。只有經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)的蘇州話語(yǔ)音采集編碼壓縮后才能組成真正的語(yǔ)音庫(kù)。

下面是采集的蘇州話常用語(yǔ)音詞語(yǔ)、句子舉例：

名詞：（1）霍顯 （閃電） （2）老蟲 （老鼠） （3） 上代頭（父母以上的長(zhǎng)輩）

代詞：（1）啥體（什么事，為什么）（2）彎個(gè)|歸個(gè)（那個(gè)，那）（3）我|奴（舊，郊區(qū)）（我）

動(dòng)詞：（1）搬場(chǎng) （搬家） （2）作死 （自找絕路） （3）做舍姆 （坐月子）

形容詞：（1）硬張（硬而韌）（2）馬健健（過(guò)分熱心（反不討好））（3）厭氣（無(wú)聊，寂寞）

慣用語(yǔ)：（1）做人家 （節(jié)儉） （2）嚼白蛆 （胡說(shuō)八道） （3）量地皮（把人打倒在地）

成語(yǔ)：（1）拔腳屁股（轉(zhuǎn)身（就逃））（2）墨騰出黑（烏黑）（3）殺殺辣辣（有份量，厲害）

俗語(yǔ)：（1）牙子作作齊 （說(shuō)話要小心）（2）會(huì)捉老蟲貓不叫（能干的不作聲）

諺語(yǔ)：（1）先進(jìn)山門為大 （2）外甥不出舅家門 （3）吃盡滋味鹽好，走盡天邊娘好

歇后語(yǔ)：（1）門檻浪葛鴨蛋——滾出滾進(jìn)勿定 （2）六月里吃薄荷——涼勒心里

句子：（1）總算到屋里快哉。（總算快到家了。） （2）天亮快。（近天亮?xí)r，拂曉。）

2.3 展示單元

展示單元是通過(guò)圖形、文字與聲音的結(jié)合，通過(guò)觸摸情景中的圖形和文字，播放相關(guān)的蘇州話的聲音。本研發(fā)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)播放聲音是基于媒體控制接口MCI ( Media Control Interface )實(shí)現(xiàn)的，它向基于Windows操作系統(tǒng)的應(yīng)用程序提供了高層次的控制媒體設(shè)備接口。所有的MCI命令字符串都是通過(guò)多媒體API函數(shù)mciSendString傳遞給MCI的。;

3 研發(fā)結(jié)果

本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)建立，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的效果，（蘇州話學(xué)習(xí)系統(tǒng)（微型）開(kāi)發(fā)成功，《學(xué)說(shuō)蘇州話：常用詞語(yǔ)、熟語(yǔ)1200條》可以進(jìn)入學(xué)習(xí)應(yīng)用階段），而且下一步還可以繼續(xù)開(kāi)發(fā)出常用蘇州話900句、短文、課文等語(yǔ)音學(xué)習(xí)內(nèi)容，語(yǔ)音采集經(jīng)過(guò)編碼后充實(shí)到蘇州話語(yǔ)音庫(kù)里面。要設(shè)計(jì)建立一流的蘇州話學(xué)習(xí)系統(tǒng)，首先在軟件上要優(yōu)化語(yǔ)言采集能力，在硬件上要采用更好的設(shè)備，保證語(yǔ)言的清晰度和真實(shí)性。在語(yǔ)言庫(kù)存儲(chǔ)方面要設(shè)計(jì)出更好存儲(chǔ)方案，保證存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的安全性、可靠性，建立一套更加快速的語(yǔ)音檢索系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的性能。同時(shí)加大對(duì)學(xué)校、企業(yè)的推廣，讓大家都能學(xué)到純正的蘇州話，說(shuō)一口流利的蘇州話。

這套系統(tǒng)，一旦投入應(yīng)用，就可以隨時(shí)隨地、細(xì)嚼慢咽地學(xué)習(xí)蘇州話，甚至可以在悅耳的輕音樂(lè)伴奏（音量可以調(diào)節(jié)或關(guān)閉）下學(xué)習(xí)蘇州話。如果該系統(tǒng)再增加蘇州話學(xué)習(xí)交流平臺(tái)，學(xué)習(xí)者還可以隨時(shí)隨地交流學(xué)習(xí)蘇州話的心得、體會(huì)，還可以對(duì)提升、優(yōu)化該系統(tǒng)出謀劃策, 使該系統(tǒng)更趨完善、更趨完美。

其他語(yǔ)言類學(xué)科的語(yǔ)音學(xué)習(xí)也可以借鑒該系統(tǒng)技術(shù)、模式加以開(kāi)發(fā)?？梢园言撓到y(tǒng)的普通話換上對(duì)應(yīng)的英語(yǔ)詞語(yǔ)、句子以后語(yǔ)、義、音一步到位，那么那些在蘇州學(xué)習(xí)、工作、生活的外國(guó)人也可以隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)純正的蘇州話而有可能成為地道的洋蘇州人；也可以用該系統(tǒng)的技術(shù)、模式開(kāi)發(fā)其他的外語(yǔ)語(yǔ)音學(xué)習(xí)系統(tǒng)，那么外語(yǔ)學(xué)習(xí)將更加豐富有效；還可以用該系統(tǒng)得技術(shù)、模式開(kāi)發(fā)其他漢語(yǔ)方言的語(yǔ)音學(xué)習(xí)系統(tǒng)，那么我國(guó)的方言學(xué)習(xí)將更為便捷。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)建立，實(shí)現(xiàn)了對(duì)蘇州話的采集、存儲(chǔ)和展示，有利于蘇州話的研究、學(xué)習(xí)和推廣，更有利于推動(dòng)社會(huì)的和諧、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。采集當(dāng)代中國(guó)漢語(yǔ)方言之一的蘇州方言等有聲資料，并通過(guò)科學(xué)整理和加工，進(jìn)行長(zhǎng)期保存，便于將來(lái)深入研究和有效地開(kāi)發(fā)利用，為弘揚(yáng)蘇州文化、加強(qiáng)蘇州文化遺產(chǎn)的保護(hù)、繁榮發(fā)展蘇州文化作貢獻(xiàn)。

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Design and Implementation of Dialect Learning System

Yu Feng
（Jiangsu Tianchuang Ltd. Development Section Suzhou Jiangsu，215102)

This paper introduces the history and current situations of Wu dialect,and describes the establishment of a Wu dialect learning system will contribute greatly to preserving and spreading Suzhou’s traditional culture.The paper also deals with the design and implementation of this system on both linguistic and technical levels,which is of great practical value.

Wu dialect;language learning system;MCI; DirectSound

郁峰（1980-）,男,江蘇蘇州人,工程師,碩士,主要從事軟件開(kāi)發(fā)。

中國(guó)分類號(hào)：H173