智能語(yǔ)音識(shí)別、合成、評(píng)測(cè)技術(shù)運(yùn)用在導(dǎo)游智能教學(xué)中的效果分析

摘要：在導(dǎo)游的教學(xué)中，導(dǎo)游講解是最為重要的技能之一，也是廣大學(xué)生在以后從事導(dǎo)游工作時(shí)需要具備的重要技能之一。而伴隨著智能語(yǔ)音技術(shù)的發(fā)展和更新，它能夠增加學(xué)生寫作能力和導(dǎo)游語(yǔ)言表達(dá)的能力水平，并改變當(dāng)前導(dǎo)游講解的訓(xùn)練和評(píng)價(jià)模式。本文主要分析了導(dǎo)游VR智慧教學(xué)系統(tǒng)，并詳細(xì)敘述了智能語(yǔ)音技術(shù)在導(dǎo)游教學(xué)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：智能語(yǔ)音；智慧教學(xué)系統(tǒng)；導(dǎo)游；VR；實(shí)訓(xùn)

當(dāng)前在全球科技發(fā)展中，人工智能技術(shù)的迅速發(fā)展，智能語(yǔ)音技術(shù)是一項(xiàng)非常重要的技術(shù)。隨著不斷的發(fā)展，智能語(yǔ)音技術(shù)已經(jīng)變得非常的完善和成熟，且運(yùn)用到了不同的行業(yè)之中。在我國(guó)，語(yǔ)音技術(shù)的相關(guān)研究起步較晚，直到20世紀(jì)80年代才開始將語(yǔ)音技術(shù)逐漸融入到社會(huì)各個(gè)行業(yè)中。如今，智能語(yǔ)音技術(shù)已經(jīng)在金融、電信、交通等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。作為一項(xiàng)日趨成熟的新技術(shù)，智能語(yǔ)音技術(shù)也在教育教學(xué)領(lǐng)域中得到廣泛的使用。智能語(yǔ)音技術(shù)的語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)音合成、語(yǔ)音評(píng)測(cè)等功能能夠促進(jìn)教育教學(xué)水平的提高，并在教學(xué)中展現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)。導(dǎo)游講解是廣大導(dǎo)游必須具備的技能，也是未來(lái)從事導(dǎo)游行業(yè)的重要技能。而導(dǎo)游講解的水平取決于對(duì)知識(shí)的掌握水平、導(dǎo)游詞的寫作、語(yǔ)言表達(dá)等因素?；谥悄苷Z(yǔ)音技術(shù)的智慧教學(xué)系統(tǒng)則能夠?yàn)閺V大學(xué)生提供良好的幫助，促進(jìn)他們各項(xiàng)能力的提升。

一、智能語(yǔ)音技術(shù)分析

針對(duì)智能語(yǔ)音技術(shù)來(lái)講，其最大的作用是為了實(shí)現(xiàn)人機(jī)語(yǔ)言之間的通信，主要涉及語(yǔ)音的識(shí)別、合成、評(píng)測(cè)等技術(shù)。語(yǔ)音的識(shí)別主要目標(biāo)是使計(jì)算機(jī)可以接收、識(shí)別和理解人的言語(yǔ)信息，然后再把這些語(yǔ)音信息進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)換成文本信息或者生成一些命令的相關(guān)技術(shù)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互時(shí)的輸入功能。語(yǔ)音合成主要目標(biāo)是使計(jì)算機(jī)能夠像人一樣進(jìn)行語(yǔ)音輸出，通過(guò)把文本信息予以轉(zhuǎn)變?yōu)檎Z(yǔ)音信息，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互時(shí)的輸出功能；語(yǔ)音評(píng)測(cè)主要是能夠自動(dòng)對(duì)發(fā)音人的語(yǔ)音水平進(jìn)行評(píng)價(jià)，并對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行有效地分析。

本次分析研究的系統(tǒng)中采取語(yǔ)音識(shí)別和測(cè)評(píng)的相關(guān)技術(shù)。

（一）智能語(yǔ)音技術(shù)人機(jī)交互原理分析

圖1為人機(jī)交互的原理，智能語(yǔ)音人機(jī)交互基本為語(yǔ)音的識(shí)別、合成、評(píng)測(cè)三個(gè)方面。當(dāng)前所使用的智能語(yǔ)音系統(tǒng)基本在人機(jī)交互中采取的過(guò)程從語(yǔ)音識(shí)別開始，當(dāng)智能語(yǔ)音系統(tǒng)接收到相關(guān)的語(yǔ)音信息之后再利用預(yù)設(shè)算法對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理，并生成文本信息，最后實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的輸入，當(dāng)信息輸入完成后，經(jīng)語(yǔ)音的評(píng)測(cè)技術(shù)對(duì)輸入信息與系統(tǒng)語(yǔ)料庫(kù)加以對(duì)比，再依據(jù)事先的預(yù)設(shè)評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行輸出評(píng)測(cè)的最終結(jié)果，之后由語(yǔ)音合成技術(shù)把文本的信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換，再把轉(zhuǎn)換的語(yǔ)音信息加以輸出。

（二）智能語(yǔ)音技術(shù)在教學(xué)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

當(dāng)下，隨著語(yǔ)音識(shí)別和測(cè)評(píng)的技術(shù)在國(guó)內(nèi)的快速發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)智能語(yǔ)音技術(shù)運(yùn)用在教學(xué)中的發(fā)展。例如，在英語(yǔ)的教學(xué)，通過(guò)使用不同的口語(yǔ)學(xué)習(xí)軟件，可以提高學(xué)生英語(yǔ)的水平。在普通話的教學(xué)中，使用智能語(yǔ)音技術(shù)可以提高學(xué)生的普通話水平。此類基于智能語(yǔ)音技術(shù)的教學(xué)軟件能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和興趣，從而有效地提高教學(xué)效果。

通過(guò)利用關(guān)鍵詞在中國(guó)知網(wǎng)中進(jìn)行搜索，即以“智能語(yǔ)音技術(shù)”“語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)”等進(jìn)行搜索發(fā)現(xiàn)顯示的搜索結(jié)果和相關(guān)的教學(xué)文獻(xiàn)較少，絕大多數(shù)是針對(duì)英語(yǔ)和普通話所開展的研究，而和導(dǎo)游相關(guān)的教學(xué)參考資料非常少。而在現(xiàn)實(shí)中的導(dǎo)游教學(xué)發(fā)現(xiàn)，使用智能語(yǔ)音技術(shù)只是為了豐富導(dǎo)游教學(xué)中的教學(xué)方法，例如在景區(qū)內(nèi)開展的語(yǔ)音導(dǎo)覽服務(wù)，對(duì)于導(dǎo)游的教學(xué)來(lái)講，當(dāng)下缺少功能較為完整的教學(xué)系統(tǒng)。

二、智能語(yǔ)音技術(shù)在導(dǎo)游VR智慧教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用分析

導(dǎo)游VR智慧教學(xué)系統(tǒng)是非常智能的系統(tǒng)，此系統(tǒng)融合了多種特色功能，并且對(duì)虛擬仿真和多媒體的相關(guān)資源及智能語(yǔ)音功能加以有效地整合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了較好的智能語(yǔ)音功能。通過(guò)使用語(yǔ)音的識(shí)別技術(shù)而實(shí)現(xiàn)對(duì)講解語(yǔ)音的智能轉(zhuǎn)換，利用知識(shí)圖譜與語(yǔ)音語(yǔ)料庫(kù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)文本的智能化批改，利用語(yǔ)音評(píng)測(cè)對(duì)講解的內(nèi)容加以智能的評(píng)價(jià)，并將其及時(shí)予以反饋。

（一）語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)應(yīng)用分析

在智能語(yǔ)音中的識(shí)別系統(tǒng)主要包括兩個(gè)階段的構(gòu)建，即分別是數(shù)據(jù)訓(xùn)練和模型匹配識(shí)別的兩個(gè)階段。首先在數(shù)據(jù)訓(xùn)練的階段中需要提前對(duì)語(yǔ)音語(yǔ)料庫(kù)的信號(hào)處理與特征的挖掘加以收集，進(jìn)一步得出在語(yǔ)音識(shí)別時(shí)需要使用的語(yǔ)言和聲學(xué)的相應(yīng)模型。所以在智能語(yǔ)音系統(tǒng)中的語(yǔ)料庫(kù)非常重要，因此在設(shè)計(jì)時(shí)必須重視起來(lái)。

1.語(yǔ)音語(yǔ)料庫(kù)設(shè)計(jì)

語(yǔ)音語(yǔ)料庫(kù)也是數(shù)據(jù)庫(kù)，主要是保存語(yǔ)言的音頻文件與文字的副本。而導(dǎo)游VR智慧教學(xué)系統(tǒng)就是運(yùn)用了語(yǔ)料庫(kù)為基礎(chǔ)的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)，其中語(yǔ)音識(shí)別是運(yùn)用了大量詞匯的連續(xù)語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)，所以在對(duì)此類的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行語(yǔ)音語(yǔ)料庫(kù)的設(shè)計(jì)時(shí)，必須事先選擇合適的語(yǔ)料，并且這些語(yǔ)料還應(yīng)能盡可能地涵蓋不同的語(yǔ)言現(xiàn)象，進(jìn)而提升語(yǔ)音的識(shí)別效率。根據(jù)當(dāng)下的導(dǎo)游證考證的相關(guān)要求，需要設(shè)計(jì)包含普通話和英語(yǔ)的雙語(yǔ)語(yǔ)音語(yǔ)料庫(kù)。

2.導(dǎo)游詞智能轉(zhuǎn)換批改

以往進(jìn)行導(dǎo)游講解課堂訓(xùn)練主要使用先書寫再口述的模式，而且導(dǎo)游詞是事先寫作完成的，由學(xué)生自己先編寫導(dǎo)游詞，再經(jīng)教師進(jìn)行潤(rùn)色批改之后進(jìn)行背誦和講解，按照這種模式所編寫的導(dǎo)游詞大多都傾向于書面化，而且學(xué)生在背誦時(shí)也面臨一定困難，講解過(guò)程中顯得生硬。為有效的解決此問(wèn)題，在導(dǎo)游VR智慧教學(xué)系統(tǒng)重點(diǎn)設(shè)計(jì)了語(yǔ)音識(shí)別導(dǎo)游詞的智能轉(zhuǎn)換和批改功能。學(xué)生通過(guò)運(yùn)用利用導(dǎo)游VR智慧教學(xué)系統(tǒng)語(yǔ)音的轉(zhuǎn)換功能把口述導(dǎo)游詞進(jìn)行語(yǔ)音的錄入，然后再進(jìn)行轉(zhuǎn)換為文本。導(dǎo)游VR智慧教學(xué)系統(tǒng)中還對(duì)文本進(jìn)行了智能化的批改，對(duì)存在語(yǔ)法錯(cuò)誤等相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了標(biāo)注，學(xué)生則可以依據(jù)批改結(jié)果對(duì)導(dǎo)游詞加以修改，進(jìn)而可以促使學(xué)生編寫的導(dǎo)游詞更加生動(dòng)。該功能可以提高學(xué)生的導(dǎo)游詞寫作能力。

（二）語(yǔ)音評(píng)測(cè)技術(shù)應(yīng)用分析

1.語(yǔ)音評(píng)測(cè)框架與流程

語(yǔ)音評(píng)測(cè)必須建立相應(yīng)的語(yǔ)音模型，以及評(píng)分映射的模型，此技術(shù)主要是基于以非常標(biāo)準(zhǔn)發(fā)音建立的語(yǔ)音語(yǔ)料庫(kù)，在獲取標(biāo)準(zhǔn)發(fā)音的相關(guān)數(shù)據(jù)后，需要對(duì)語(yǔ)音的特征進(jìn)行有效提取，最終建立語(yǔ)音的模型。通過(guò)該模型，計(jì)算機(jī)可以自動(dòng)分析標(biāo)準(zhǔn)發(fā)音，并對(duì)不準(zhǔn)確的發(fā)音進(jìn)行提示或批改。下圖2顯示為語(yǔ)音評(píng)測(cè)的基礎(chǔ)框架，語(yǔ)音的評(píng)測(cè)主要包含建立發(fā)音的模型、發(fā)音韻律質(zhì)量分析、人工評(píng)分的映射訓(xùn)練等。

語(yǔ)音評(píng)測(cè)流程如下：首先，系統(tǒng)接收學(xué)生語(yǔ)音輸入，然后對(duì)其語(yǔ)音的特征進(jìn)行提取，再利用語(yǔ)音語(yǔ)料庫(kù)的語(yǔ)音模型針對(duì)語(yǔ)音的特征開展音段的切分。一般情況下，使用Viterbi算法進(jìn)行切分。隨后，對(duì)音段的發(fā)音質(zhì)量測(cè)度進(jìn)行計(jì)算，再利用已經(jīng)訓(xùn)練完成的評(píng)分映射模型將質(zhì)量測(cè)度轉(zhuǎn)變?yōu)榉謹(jǐn)?shù)。

2.導(dǎo)游講解智能評(píng)價(jià)

當(dāng)下對(duì)導(dǎo)游的講解開展的評(píng)價(jià)模式幾乎運(yùn)用了主觀性的評(píng)價(jià)，并且評(píng)分基本是由教師主觀的判斷進(jìn)行測(cè)評(píng)。而在現(xiàn)實(shí)的教學(xué)過(guò)程中使用此評(píng)測(cè)方式會(huì)出現(xiàn)較為明顯的兩個(gè)問(wèn)題，一是采取主觀性評(píng)價(jià)模式占用了教師的大量，耗時(shí)耗力且評(píng)價(jià)的效率非常低，二是雖然評(píng)分統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但是不同的教師水平存在很大的不同，且個(gè)人的主觀意識(shí)和喜好等因素也會(huì)對(duì)評(píng)分有較大的影響，進(jìn)而則容易出現(xiàn)評(píng)分的偏差，對(duì)評(píng)分公正性產(chǎn)生了不利的影響。

為解決上述問(wèn)題，導(dǎo)游VR智慧教學(xué)系統(tǒng)添加智能評(píng)價(jià)的功能，通過(guò)運(yùn)用語(yǔ)音的評(píng)測(cè)技術(shù)對(duì)學(xué)生講解的語(yǔ)音錄制后和語(yǔ)音語(yǔ)料庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，再依據(jù)評(píng)分的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)語(yǔ)音進(jìn)行評(píng)測(cè)打分，并對(duì)無(wú)法識(shí)別的語(yǔ)音文字和錯(cuò)誤文字進(jìn)行標(biāo)注，學(xué)生再依據(jù)系統(tǒng)的評(píng)分與錯(cuò)誤的提示加以修正存在的問(wèn)題，進(jìn)而可以有效地提高導(dǎo)游語(yǔ)言的表達(dá)能力。而在設(shè)計(jì)此功能時(shí)主要參考我國(guó)普通話水平測(cè)試的系統(tǒng)，當(dāng)前的語(yǔ)音評(píng)測(cè)只是對(duì)學(xué)生的導(dǎo)游講解流暢度及發(fā)音進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)評(píng)，但考慮導(dǎo)游講解具有一定的特殊性，所以在后續(xù)還需要融入對(duì)講解的語(yǔ)調(diào)及情緒的相應(yīng)評(píng)價(jià)。

語(yǔ)音評(píng)測(cè)能夠把學(xué)生自身學(xué)習(xí)的實(shí)際情況呈現(xiàn)出來(lái)，進(jìn)而可以讓學(xué)生自己對(duì)于存在的問(wèn)題加以有效的矯正，進(jìn)一步提升自己的水平。而且教師也可以在課上運(yùn)用語(yǔ)音的評(píng)測(cè)來(lái)掌握學(xué)生講解的實(shí)際水平。學(xué)生使用語(yǔ)音評(píng)測(cè)功能在課前課后進(jìn)行訓(xùn)練，也降低了教師的工作負(fù)擔(dān)，又進(jìn)一步提升了評(píng)測(cè)公正性。

（三）應(yīng)用效果

通過(guò)把導(dǎo)游VR智慧教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用在實(shí)際的課堂教學(xué)中也取得較好的效果。

1.語(yǔ)音評(píng)測(cè)可信度

可信度的測(cè)試通過(guò)多位導(dǎo)游教師對(duì)學(xué)生導(dǎo)游講解評(píng)價(jià)，再和語(yǔ)音評(píng)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明教師的人工評(píng)分和系統(tǒng)評(píng)分基本一致，所以可信度高。

2.語(yǔ)音識(shí)別準(zhǔn)確度

通過(guò)測(cè)試顯示學(xué)生講解流利，并且普通話標(biāo)準(zhǔn)，識(shí)別率在95%以上，準(zhǔn)確度較高。另外對(duì)系統(tǒng)無(wú)法識(shí)別的字符通過(guò)設(shè)置符號(hào)提醒學(xué)生，方便其及時(shí)地進(jìn)行修改，對(duì)生僻字和專用詞予以語(yǔ)料庫(kù)補(bǔ)充，并不斷的增加識(shí)別準(zhǔn)確度。

3.學(xué)生滿意度

調(diào)查顯示，經(jīng)過(guò)對(duì)收回的問(wèn)卷調(diào)查進(jìn)行分析，有95%的學(xué)生表示導(dǎo)游VR智慧教學(xué)系統(tǒng)非常好用，他們打算在后續(xù)繼續(xù)使用該系統(tǒng)開展導(dǎo)游的講解訓(xùn)練。此外，有92%的學(xué)生認(rèn)為使用該系統(tǒng)可以提升他們的語(yǔ)言表達(dá)和寫作的能力。

三、結(jié)束語(yǔ)

智能語(yǔ)音技術(shù)的應(yīng)用顛覆了傳統(tǒng)的導(dǎo)游講解訓(xùn)練方式。本次研究通過(guò)改進(jìn)和設(shè)計(jì)導(dǎo)游VR智慧教學(xué)系統(tǒng)，解決了導(dǎo)游講解訓(xùn)練中的問(wèn)題。該系統(tǒng)基于智能語(yǔ)音技術(shù)可以提高學(xué)生的表達(dá)能力和寫作能力，雖然當(dāng)前系統(tǒng)還存在一定的局限性，例如缺少語(yǔ)音的合成功能，后續(xù)可以進(jìn)一步完善系統(tǒng)。

作者單位：劉鵬 中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司棗莊市分公司

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]喬帆，余詠潮，趙志青，等.基于智能語(yǔ)音控制技術(shù)的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)在動(dòng)物外科教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國(guó)高等醫(yī)學(xué)教育，2017（03）：7-8.

[2]黃曉園，廖潤(rùn)生，吳澤海，等.基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧工廠空氣環(huán)境智能語(yǔ)音監(jiān)測(cè)平臺(tái)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代信息科技，2022，6（22）：159-162.

[3]簡(jiǎn)予繁，黃玉波.人機(jī)交往中“聞聲”與“現(xiàn)形”：智能語(yǔ)音助手化身形象呈現(xiàn)對(duì)用戶聽覺(jué)意象的補(bǔ)償與沖突[J].國(guó)際新聞界，2022，44（10）：50-73.

[4]胡登峰，黃紫微，馮楠，等.關(guān)鍵核心技術(shù)突破與國(guó)產(chǎn)替代路徑及機(jī)制——科大訊飛智能語(yǔ)音技術(shù)縱向案例研究[J].管理世界，2022，38（05）：188-209.

[5]吳凱.基于智能語(yǔ)音學(xué)習(xí)系統(tǒng)提升初中生英語(yǔ)聽說(shuō)能力的實(shí)證研究[D].西北師范大學(xué)，2020.

[6]成薇.智能語(yǔ)音技術(shù)在新型主流媒體中的應(yīng)用——以封面新聞App為例[J].北方傳媒研究，2022（01）：72-76.

[7]鄧春艷.基于雨課堂的智慧教育課堂教學(xué)實(shí)踐探究——以“會(huì)聽的人工智能——語(yǔ)音識(shí)別”一課為例[J].中國(guó)教育技術(shù)裝備，2021（15）：43-45+48.

[8]唐蕾，毛澄怡.人工智能語(yǔ)音翻譯對(duì)外語(yǔ)教學(xué)的啟示——以口譯教學(xué)為例[J].揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(bào)（高教研究版），2019，23（06）：115-120.

[9]許可新.互聯(lián)網(wǎng)+體驗(yàn)文化教學(xué)法在高校英語(yǔ)專業(yè)教學(xué)改革中的應(yīng)用研究——基于全球語(yǔ)通智能語(yǔ)音診斷聽說(shuō)實(shí)踐平臺(tái)數(shù)據(jù)分析報(bào)告[J].中國(guó)新通信，2017，19（24）：134.

[10]喬帆，余詠潮，趙志青，等.基于智能語(yǔ)音控制技術(shù)的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)在動(dòng)物外科教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國(guó)高等醫(yī)學(xué)教育，2017（03）：7-8.

[11]吳蟬棲.淺析智能語(yǔ)音系統(tǒng)在小學(xué)英語(yǔ)教學(xué)中的現(xiàn)狀與優(yōu)勢(shì)作用[J].亞太教育，2016（22）：19.

[12]姚婧嫻.智能語(yǔ)音合成技術(shù)在小學(xué)英語(yǔ)聽力教學(xué)中的應(yīng)用模式研究[D].浙江師范大學(xué)，2021.

劉鵬（1968.08-）男，湖北洪湖，大學(xué)，高級(jí)工程師，研究方向：數(shù)字城市、大數(shù)據(jù)。