Gépi tanulás alkalmazása egy fonológiai tudatosság-fejlesztő rendszerben

Paczolay Dénes, Tóth László, Kocsor András

Az olvasástanulás folyamatában az a legfontosabb, hogy képesek legyünk megkülönböztetni és azonosítani a szavak hangjait, illetve összekapcsolni a hangokat az írott formájukkal, a betűkkel. Az olvasási gondokkal küzdő gyermekeknek gyakran a fonológiai információk feldolgozásával van problémájuk. Elhatároztuk, hogy kifejlesztünk egy olyan programrendszert, amely egy gépi tanuláson alapuló fonémafelismerőre építve segíti a fonológiai tudatosság kialakítását, illetve növeli annak megbízhatóságát. A fonológiai tudatosság fejlesztése a következőképpen történik: a tanuló által kimondott fonémát a rendszer felismeri, és a fonémához tartozó betűképet, illetve hívóképet megjeleníti. A fonémákhoz rendelt betűk színe, illetve láthatósága ad információt arról, hogy az adott hangot mennyire ismerte fel a gépi tanuló algoritmus: ha nem talál hasonlóságot, akkor a betű nem látható, ha igen, akkor lényegesen kiemelkedik a háttérből. A rendszer hatékony működésének elengedhetetlen feltétele, hogy a lehető legpontosabb fonéma-felismerést érjük el. Ehhez kellő méretű beszédadatbázis szükséges, amelyet a rendszer tanítására használunk fel. A tanítás a fonémákból kinyert jellemzők segítségével történik. A fonémák azon jellemzőinek megtalálása, amelyek segítségével valóban meg lehet különböztetni őket, nagyon nehéz feladat és máig is nyitott kérdés. A jellemzők keresésével párhuzamosan meg kell találni a célnak leginkább megfelelő gépi tanuló algoritmust, amely megbízható és valós idejű, azaz a fonéma kiejtése közben azonnal, késleltetés nélkül szolgáltat eredményt. Jelen tanulmány elkészítésekor több ismert tanuló rendszert próbáltunk ki különféle paraméterekkel és a tanulás eredményét összehasonlítottuk egy ún. tesztadatbázison. Az elkészített rendszer jelenleg magánhangzókat ismer fel, és az olvasástanítás mellett a részképességeikben sérült iskoláskorúak tanítására és siketek oktatására is eredményesen használható fel.