原创《Petri网在留学生汉语语音评价系统中的应用》：本论文主要论述了留学生论文范文相关的参考文献,对您的论文写作有参考作用。
摘 要：本文介绍了Petri网在留学生汉语语音评价系统中的应用实例,提出了该系统的形式化的定义和语音评价过程的执行规则,结合汉语发音评价体系的特点,利用Petri网实现了留学生汉语语音评价的基本过程,降低了时间成本,提高了留学生汉语语音评价的效率.
关键词：Petri网 汉语语音评价 形式化 语音信号
一、引言
汉语发音在留学生汉语学习及交流中起着举足轻重的作用,语音评价是第二语言习得过程中的基础内容和重要环节,而汉语发音数据则是语音评价的主体和前提,是语音库的重要来源.如何对留学生的发音做出科学、有效的评价,一直是语音评价研究的热点.近年来,随着信息技术的不断发展,国内对汉语语音识别、语音评价系统做了大量研究,主要成果如下：袁毅、吴晨[1]提出了柔性可扩展体系结构非特定人语音识别系统的框架模型,验证了在该模型指导下所开发出的语音识别系统的实用性和稳定性；施伟[2]提出了对外汉语教学中的发音自动评价系统,通过分析输入语音数据,提取语音特征并与参考标准进行匹配比较,由评分机制根据相似程度大小给出相应的评价；潘志松等[3]提出了Petri网原理在语音识别中的基础应用方法,并以简单实例加以研证.
以上研究均采用了不用的技术和方法来实现汉语语音数据评价过程,产生了一系列的应用结果,取得了一些进步和成果.本文在前人研究的基础上,提出了一种用Petri网实现留学生汉语语音数据识别、评价及偏误分析的方法,大大降低了汉语语音数据评价成本,提高了评价过程的效率和留学生习得汉语语音的效率,使语音评价过程具有一定的兼容性、扩展性和适应性,符合当代汉语语音数据评价发展的特点及要求.
二、Petri网与留学生汉语语音评价体系
(一)Petri网简介
Petri网起源于1962年Carl Adam Petri的博士论文,它是一种可以用网状图形表示的系统模型,其概念是在尊重自然规律的前提下定义的,以确保以其为模型描述的系统都是可以实现的[4].Petri网有丰富的系统描述手段和系统行为分析技术,最初主要应用于系统的建模、分布式系统的设计、并行处理等领域,经过50多年的研究发展,Petri网理论日益完善,被广泛应用于实现各类流程和系统行为过程问题.
按研究对象（过程）,Petri网的模型可分为网、网系统、库所/变迁系统、高级网系统等模型系统,每类模型均有不同的层次结构.本文涉及到的是高级网系统中的有色自控系统[5],它的一个库所中可以包含多种资源（汉语语音信号）,一个变迁代表一种流动关系,涵盖因资源差异而发生的不同变化和特征.
Petri网最基本的构成单元为：库所（Place）圆形节点（下文以S代替）,变迁（Transition）方形节点（下文以P代替）；有向弧（Connection）是库所和变迁之间的有向弧；托肯（Token）是库所中的动态对象（如为完成某个语音输入的识别或备份需要调用到的资源个数）,可以从一个库所移动到另一个库所.Petri网的运行规则视具体情况而定,但基本规则是：有向弧是有方向的；两个库所或变迁之间不允许有库所；库所可以拥有任意数量的托肯.
(二)留学生汉语语音评价体系
留学生汉语语音评价体系[6][7]是根据留学生发音特征和汉语发音偏误建立的一个衡量和评价汉语语音习得程度和发音质量高低的智能化系统,使留学生能利用该系统对发音进行测评,该系统可在第一时间反馈汉语发音评价结果、错误类型和改进建议,能有效地提高留学生汉语发音的正确率,使其能更好地掌握汉语发音.
根据留学生汉语发音特点以及现有语音识别技术,汉语语音评价体系由语音识别层、语音评价层及偏误分析层三大功能模块构成,在每一个功能模块下又设有子模块,如图1所示.三个主要功能模块之间相互依存、相互影响和相互作用,通过联动和反馈机制不断地在其间传递语音及语音评价信息,构成了一个完备的汉语语音评价体系.
(三)评价测试
项目组利用矢量化编码VQF技术[8]进行汉语语音数据采集,通过对普通的汉语语音评价实现方案和基于Petri网的语音评价实现方案做出了测试和对比,结果如图2所示.
假设L为留学生汉语发音习得等级,它是一个五元组L等于（L1,L2,L3,L4,H）,其中：L1为元音习得等级,L2为辅音习得等级,L3为声调习得等级,L4为语调习得等级,H为权重因子[7],F为基频参数.L值越高,证明发音偏误率越低,发音更加接近标准,发音质量高；L值越低,证明发音偏误率越高,发音偏离标准,发音质量低.图2中L1为普通的汉语语音评价实现方案对应的语音评价等级,L2为利用Petri网实现方案对应的语音评价等级；右侧测试数据则为某个汉字发音单元（本研究仅限于单音节词）在两种方案下得出的等级值.由图可知,L2实现方案较为合理,大体上符合汉语发音规律,评价值接近预设的汉语发音习得等级值（L’）.
(四)留学生汉语语音评价体系与Petri网的关系
从理论意义上讲,二者在形式上是一一对应的关系,只是涵盖的内容不同,Petri网及网系统发生记录也是语音评价体系的执行结果.经过以上测试可发现：以Petri网为工具能有效实现留学生汉语语音评价系统的模型化,以网络图形方式描述语音评价系统模块之间的关系和语音评价的全过程,从而使抽象的语音评价过程具体化.此外,Petri网语音执行记录还能有效地反馈发音偏误、缺陷和系统异常情况,有利于针对某一个（组）语音的分析和处理,为整个留学生汉语语音系统的运行提供有效的支持和保障.
三、Petri网在汉语语音识别系统中的应用
Petri网是研究和模拟汉语语音评价并行发生,依次发生和循环发生最理想的工具,与其他智能化系统一样,留学生汉语语音评价系统有一套完备的实现程序,系统中各模块间通过联动机制有机地联系在一起,这是利用Petri网对其形式化描述的物质基础.下面是一个用Petri网来描述留学生汉语语音评价系统中语音识别层的实例.
留学生论文参考资料：
结论：Petri网在留学生汉语语音评价系统中的应用为关于本文可作为相关专业留学生论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文留学生论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。
