基于VB环境下的聋哑大学生无障碍信息交流教学辅助系统的设计

基于VB环境下的聋哑大学生无障碍信息交流教学辅助系统的
设计
张化勋;曹旭
【摘要】主要阐述聋哑大学生无障碍信息交流教学辅助系统的开发过程。

系统利用语音合成技术实现文本转换为语音,将聋哑大学生的想法和问题通过向计算机输入的文字转化为声音,而使聋哑学生＂开口说话＂,并使任课教师实时听到。

聋哑大学生无障碍信息教学辅助系统的主要功能有局域网环境下的教师机和学生机的无障碍信息交流、利用TTS技术实现文本转换为语音、基于网络的教学管理等等。

【期刊名称】《长春大学学报》
【年(卷),期】2011(021)008
【总页数】5页(P1-5)
【关键词】文语转换;交换系统;教学管理
【作者】张化勋;曹旭
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TP319
长期以来，对听障及聋哑学生的教育都是建立在手语的基础上，这种手势语的优点是形象、生动，但也存在许多缺点，首先是手势语的表现方法贫乏，对所表达的意
义和概念往往含糊不清。

其次，现行手势语的手势词汇太少，对不断出现的新事物、新词汇没有手势表达，而且在社会生活中很多事物都不能表达出来。

再次是全国各地流行的手势语很不一致，以致产生甲地聋哑人不懂乙地聋哑人手势语的现象。

当来自各地的聋生走进同一课堂一起学习时必须先适应老师的手语，这严重影响了教学进度和效果。

根据西班牙萨拉曼卡召开的《世界特殊需要教育大会》上通过的全纳教育理念，学校和社会应竭力创造出一种全纳的氛围。

目前由于语音识别和语音合成技术的发展，听障及聋哑生课堂教学信息无障碍交互的相关技术得到了迅速发展。

和语音识别相比，语音合成技术要相对成熟，是该领域中近期最有希望产生突破并形成产业化的一项技术。

语音合成技术是计算机“开口说话”的关键，现阶段语音合成的最大进展是已经能够实时地将任意文本转换成连续可懂的自然语句输出。

利用语音合成技术实现文本转换为语音，将聋哑大学生想法和问题通过向计算机中输入文字而使其发出声音，即聋哑学生能够开口说话，使任课教师实时听到，为教师创设一种合作式的教学环境，改变传统的教学结构和教学本质，在教学过程中建立无障碍教学信息交互模式，是本课题的目标。

1 系统的可行性分析
基于计算机局域网络信息通信，通过语音识别技术将授课教师课堂讲授内容转化为文本并发送到学生机，使用语音合成技术将聋哑学生提问通过文字录入计算机再转化为声音，可以实现聋哑大学生与教师间的无障碍信息交流。

聋哑大学生无障碍信息教学辅助系统主要功能有基于语音识别技术的局域网环境下的教师机和学生机的无障碍信息交流、利用TTS技术实现文本转换为语音、基于网络的教学管理等等。

1.1 文语转换技术的可行性
基于文语转换的聋哑大学生无障碍信息交流系统使用了VB6.0面向对象的编程技术。

VB具备技术简单易用、完全面向对象、具有平台无关性且安全可靠、主要面向windows的对象编程等特点，便于工作人员对该开发系统进行操作和管理。

在
windows底层开发工程中，通过对API编程可以实现文语转换技术。

1.2 网络交流技术的可行性
网络软件开发语言，功能强大，简单易学，开发工具很多，针对网站交流的开发很实用。

另外，VB6.0性能稳定，网络编程实用性很强，相关资料非常丰富，可以在学习中逐渐完善系统的开发。

并且，随着现代化的网络技术的发展，方便了我们在碰到技术问题时能及时的获得解决办法，提高了工作效率。

［1］
1.3 其他辅助功能的可行性
系统基于C/S架构开发。

Client/Server模式主要是在以局域网为基础的环境下展开应用的，主要是VB6.0对ADO控件进行编程。

VB中提供的ADO控件是与DBGrid控件配套使用的，便于数据绑定，基于对象对数据库进行编程，只要对ADO控件进行编程就可以了，因此在其他辅助功能上是可行的。

1.4 数据库管理的可行性
由于本系统管理的对象单一，且每个数据内容具有较强的关联性，涉及的计算过程不是很复杂。

因此，比较适合于采用SQL2000数据库管理。

且目前管理的微机都是P42.0G以上的机器，在存储量、速度方面都能满足数据库运行的要求。

2 系统设计环境选择
根据需求分析，系统主要包含教师端和学生端。

教师端主要实现的功能应是教师注册、对学生的登录信息进行管理、学生信息导入、课堂无障碍信息交流、对学生进行考勤以及基于网络的教学管理等。

学生端应具有的功能有课堂注册、与教师的无障碍互动等等。

所以，系统的功能主要分为五大模块(如图1):
图1 系统结构图
(1)TTS管理:按照学生输入的信息、调用TTS语音合成模块，发出声音。

TTS系统即文语转换系统，能将计算机中任意出现的文字，转换成自然流畅的语音输出。

快速、便捷、又准确，节省了学生和教师交流障碍和时间，提高了效率。

(2)教师与学生互动管理:实现教师机与学生机之间屏幕的切换，以及信息的快速传输。

(3)机器名管理:此项功能的目的是让教师了解和掌握是哪个学生提出的申请和输入，并得知现在这台机器的状况，为与聋哑学生交流提供基础数据。

(4)系统设置:是关于修改用户口令以及对系统进行用户管理。

(5)考勤管理:学生信息管理及考勤信息管理是老师对学生进行考勤以及查询考勤情况的模块。

基于上述需求，系统设计开发语言选择Visual Basic 6.0(简称VB6.0)。

VB程序设计语言在设计应用程序时有两个基本特点:可视化设计和事件驱动程序。

VB6.0在
数据库应用程序的开发中，提供了包括数据窗体控件和数据窗体对象等功能强大的工具，协助编程人员轻松的连接数据库文件，并访问其中数据。

可视化设计同其他的可视化程序开发工具一样，VB的可视化设计的特点使应用程序界面实现"所见即所得"，而不是编制大量的代码然后再编译生成。

如果需要修改，也是利用键盘鼠
标和手画，而底层的一些程序代码由VB自动生成或修改。

［2］
3 数据库设计
本程序采用Microsoft SQL 2000建立数据库，数据库文件名称为“XXJL”，在
数据库中包含有两个数据表，其名称和功能分别如下:
(1)用户表:用于存放代码、用户名、密码、权限等信息。

(见表1)
表1 用户表结构ID编号自动编号4否是户名用户名Char 50否否密码密码Char 50否否权限权限Char 30是否
(2)机器名表:用于存放机器编号、机器名称、所在位置、IP地址、服务对象、备注等信息。

字段名意义类型宽度是否允许为空是否关键字段ID机器代码自动编号4否是机器名称机器名称Char30否否所在位置所在位置Char30是否服务对象服务对象
Char40是否IP地址IP地址Char20否否备注备注nvchar50是否表2机器名表结构
4 界面设计
(1)用户界面设计
用户界面设计主要是完成用户窗体的设计，包括用户的主窗体设计、增加窗体、修改窗体。

主要应用了标签控件，文本输入控件，ADO控件，DBGRID控件、按钮控件(如确定，取消)等。

(2)TTS界面设计
TTS界面设计主要是完成文语转换的设计，包括文字输入部分和语音识别部分。

主要应用了标签控件，文本输入控件，按钮控件(如阅读，关闭)等。

(3)辅助功能界面设计
辅助功能设计主要是对学生信息管理和考勤管理，主要包括学生信息的主窗体设计和学生信息增加、修改窗体的设计。

考勤管理，主要包括考勤信息的主窗体设计和查询考勤窗体的设计。

主要应用了标签控件，文本输入控件，ADO控件，DBGRID控件，按钮控件(如增加、修改、删除)等。

如图2所示。

图2 语音转换界面
5 VB环境下的文－语转换系统
(1)在VB中引入TTS
要想在VB中引入TTS，首先得新建一标准EXE文件，接着执行“工程”菜单中的“引用”命令，在弹出的对话框中找到SPEECH目录下的Vtxtauto.tlb文件并打开，系统会自动将“VoiceText1.0 Type Library”添加到VB引用列表中，我们只要选中它并单击确定，就可在工程中使用Vtxtauto库了。

如果对该库不是很熟悉，可以通过“视图”菜单中的“对象浏览器”命令来了解它所封装的类，以及各类成员函数的属性的意义及使用格式等信息。

［3－4］
(2)部分代码
在窗体的load事件中时调用Register方法进行注册。

Call VtxtAuto.VtxtAuto.Register(Space(8)，Space(8))
SpeedChange.Value=90
文件系统主要是使用了驱动器、目录和文件列表框控件。

主要代码如下:
在语音播放控制环节主要调用VtxtAuto.VtxtAuto的Speak、Speed、AudioPause、AudioResume、StopSpeaking、AudioFastForward、AudioRewind方法，实现语音的播放、语速调节、暂停播放、恢复播放、停止播放。

部分代码如下:
6 学生机与主机连接的实现
学生机与主机的连接是对学生机登陆到主机的管理，主要是通过学生输入IP地址
来完成与主机的通讯功能，应用的控件是WINSOCK，应用的协议是TCP/IP协议，主要原理是客户机/服务器模型。

客户机/服务器模型是分布式应用最常用的范例，在这种方案中客户应用程序向服务器程序请求服务，客户机/服务器模型工作时要
求有一套为客户机和服务器所共识的惯例来保证服务能够被提供(或被接受)。

这一套惯例包含了一套协议，它必须在通讯的两头都被实现，根据不同的实际情况，协议可能是对称的或是非对称的。

在对称的协议中，每一方都有可能扮演主从角色;
在非对称协议中，一方被不可改变地认为是主机，而另一方则是从机。

无论具体的协议是对称的或是非对称的，当服务被提供时必然存在“客户进程”和“服务进程”。

一个服务程序通常在一个众所周知的地址监听对服务的请求，也就是说，服务进程一直处于休眠状态，直到一个客户对这个服务的地址提出了连接请求。

在这个时刻，服务程序被"惊醒"并且为客户提供服务，即对客户的请求作出适当的反应。

Winsock方法
Accept方法(接受TCP连接请求)，Bind方法，Close方法(Winsock控件)(关闭TCP连接)，Listen方法(监听TCP数据)，PeerData方法(获得数据)，SendData 方法(传输数据)，GetData方法(WinSock控件)，Get-Data方法(ActiveX控件)(获得数据)。

注意:GetData方法取回数据后，将清除缓冲区，而PeerData方法只是获取当前接收到的数据拷贝，而不清除缓冲区事件
Close事件(连接被关闭)，ConnectionRequest事件(连接请求)，DataArrival事件(数据到达)，SendComplete事件(数据传输完毕)，SendProgress事件(数据传输中)，Error事件(发生错误)，Connect事件(Winsock控件)(连接已经建立)，Connect事件(ActiveX)。

主要代码如下:
参考文献:
【相关文献】
［1］马武.网络课程协作开发管理系统设计［D］.北京:北京师范大学，2002.
［2］郑阿奇.彭作民Visual 程序设计教程［M］.北京:机械工业出版社，2000. ［3］蔡莲红.波形编辑语音合成技术及在汉语TTS中的应用［J］.小型微型计算机系统，
1994(10):5－7.
［4］尹华一，张长胜，黄明勇，张会林.基于B/S结构的电话语音通知系统的开发［J］.微计算机信息，2008，1－3:31－32.
［5］Bob Reselman，Richard Peasley，Wayne Pruchniak，Visual Basic 6.0使用指南［M］.北京:电子工业出版社，2004.。