CN104700673A - 3d智慧型一体化学习机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种3D智慧型一体化学习机，包括机箱，机箱内设有接收模块、播放模块以及数据录入模块，学习机还包括三维影像模块，三维影像模块能同时向三个方向分别播放三个维度的影像，在固定位置呈现三维立体效果，机箱内还设有智慧库模块，智慧库模块能将接收模块的摄录内容按照一定的规则拆解为片段，结合自身存储的常识性内容对录制内容进行合理化更改，并根据指令进行播放。本发明使得机器具备听说写三方面的功能，能呈现三维立体效果，能够进行场景的进行调整和再现，将特定的学习场所 “搬”到任意空间，使用者可以随时随地进行特定场景的复习，加深记忆，提高学习效果。

Description

3D智慧型一体化学习机

技术领域

本发明涉及教育设备，尤其涉及一种3D智慧型一体化学习机。

背景技术

目前的学习机大多针对少年儿童，且由于受到成本的限制，往往只能播放自带的一些简单的会话、歌谣、图片或简单的视频，或者根据使用者的动作进行点读等简单的互动，有些学习机也具备联网下载功能，但学习内容受到很大程度的局限，学习机内的知识库容量有限，难以满足各个年龄段，甚至成年人学习的要求。在电子产品具有高度普及性的当今社会，更高级别及面向更广阔人群的学习机，也备受市场关注。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种3D智慧型一体化学习机，能够将听说写和三维立体视频播放功能结合起来，再现立体场景，提供教学场所以外的实验环境。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：3D智慧型一体化学习机，包括机箱，其特征在于：所述机箱内设有接收模块、播放模块以及数据录入模块，所述接收模块能接收外界声音并进行分析得到能作为指令的分析结果，所述播放模块能根据接收模块的分析结果进行模拟人声及平面影像的播放，所述数据录入模块能接受外部数据的写入，所述接收模块和所述数据录入模块分别与所述播放模块连接并能进行数据传输；所述学习机还包括三维影像模块，所述三维影像模块能同时向三个方向分别播放三个维度的影像，从而在固定位置呈现三维立体效果，所述机箱内还设有智慧库模块，所述接收模块具有摄录装置，所述智慧库模块能将接收模块的摄录内容按照一定的规则拆解为片段，结合自身存储的常识性内容对录制内容进行合理化更改，并根据指令通过所述三维影像模块进行播放。

在采用上述技术方案的同时，本发明还可以采用或者组合采用以下进一步的技术方案：

所述接收模块包括收音装置、比对模块、第一分析模块、第一存储模块、第一发送模块和摄录装置，所述收音装置接受外界声音后传输给第一分析模块进行音频分析，去噪除杂，得到清晰完整的人声频谱，所述比对模块将分析后的音频和第一存储模块中的音频进行比对，将结果传输给第一发送模块，所述摄录装置与所述智慧库模块连接。

所述播放模块包括第一接收装置、第二存储模块和播放装置，所述第一接收装置连接所述接收模块，所述播放模块能播放来自接收模块的音频和/或第二存储模块中存储的音频和影像，所述播放装置具有位于机箱外表面的播放屏。

所述数据录入模块包括录入设备、转换模块、分析比对模块和传输模块，所述录入模块将接收到的录入信息发送给转换模块，转换模块将其转换为音频或其他符合条件的格式，转换模块将转换后的信息传输给分析比对模块，分析比对模块对其进行分析和比对，由传输模块将分析和比对结果发送给具有播放功能的其他模块结构。

所述录入设备包括但不限于键盘、鼠标、触摸屏和手写板，所述录入设备设置在所述机箱的外表面。

所述智慧库模块包括第二接收装置、第二分析模块、第三存储模块、调用模块、搜索下载模块、无线路由模块和反馈模块，所述第二接收装置用于接收来自接收模块和数据录入模块的信息，所述第三存储模块具有超大容量存储空间，用于存储海量智慧库，所述无线路由模块能与互联网连接，所述第二分析模块能对摄录内容进行拆解和归类，并发送至播放模块和三维影像模块，所述调用模块能根据所述接收模块的分析结果调用第三存储模块中的内容，所述反馈模块将调用模块所调用的内容发送至具有播放功能的其他模块结构，所述搜索下载模块能通过无线路由模块与互联网连接并根据需求进行下载，下载后的内容存储在所述第三存储模块内。

所述三维影像模块包括指令接收模块、影像分析模块、影像存储模块、三维投影仪和三折投影板，所述三维投影仪具有互成120°夹角的三个投影设备，所述指令接收模块用于接受来自接收模块的分析结果，当所述分析结果为播放指令时进行播放，所述影像存储模块能存储来自智慧库模块的影像片段，所述影像分析模块能将影像存储模块中的影像进行三维分析，并分别提取出x、y、z三个维度的影像发送给三个投影设备同时分别进行播放，所述三折投影板包括互成120°夹角的三个投影板，所述三个投影板各自具有支架，所述三个投影板能对三个投影设备所播放的影像同时进行投影，并最终在三个投影板中心线的交点处形成三维立体影像。

所述三维影像模块能与所述播放模块同步进行三维立体和平面的影像播放。

本发明的有益效果是：本发明采用接收模块接受外界声音并进行人声分析，实现听的功能，采用音频播放模块进行模拟人声的播放，实现说的功能，采用数据录入模块，来接收外部输入的数据，实现写的功能，使得机器具备听说写三方面的功能，形成了功能意义上的3D一体化，此外，这三个模块通过自身的分析和存储功能，相互之间能够进行数据传输，无需另行设置主机将其连接起来，节省了机器的内部空间，降低了成本；同时，本发明采用立体视频播放模块，能够在两两互成120°夹角的三面投影板上分别同时播放三个维度的影像，通过三面投影板的投影效果，在特定的位置呈现三维立体效果，形成视觉方面的三维一体化；立体视频播放的同时能够在普通屏幕上呈现影像效果，在给使用者带来平面直观的印象的同时，让其体验到身临其境的感觉，加深印象，提高学习效果，使用者可以通过肢体（写）或语言（说）对3D效果进行对话甚至操控。此外，本发明还设置了具备存储功能的智慧库，丰富了学习机的知识库容量，智慧库能根据使用者的语音命令进行相应内容的调取和播放，根据使用者的需求，还可以进行搜索和下载功能，使得智慧库本身具有可拓展性，能根据使用者的要求不断丰富库中的内容，能在不同使用者的长期使用中形成不同领域和偏好的新的智慧库。

本发明最大的亮点在于，本发明的学习机能够进行一定范围内的场景录制，例如实验场景的录制，根据录制者的需求，对录制过的场景进行调整和再现，将原本只限于一种场合的学习场景，通过3D视频的播放，将特定的学习场所（例如实验室）“搬”到任意空间，使用者可以随时随地进行特定场景的复习，例如学校的实验资源有限，学生只能在课堂上进行实验操作，很多时候不能彻底领会，通过本发明的学习机，学生可以将课堂上的实验过程录制下来，经过学习机的分析，结合智慧库中的常识，在课后也能按步骤反复进行实验的操作和观看，加深记忆，提高学习效果。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的内部结构示意图。

图3为本发明的三折投影板的结构示意图。

具体实施方式

参照附图。

本发明的3D智慧型一体化学习机包括机箱1，机箱1内设有接收模块2、播放模块3、数据录入模块4和智慧库模块5，所述学习机还包括三维影像模块6。

接收模块2能接收外界声音并进行分析，接收模块2包括收音装置21、比对模块22、第一分析模块23、第一存储模块24、第一发送模块25和摄录装置26，收音装置21具有设置于机箱表面的收音器210，收音装置21数据连接第一分析模块23并能将所接受到的外界声音传输给第一分析模块23，第一分析模块23进行音频分析，去噪除杂，对声音进行整合，得到清晰完整的人声频谱，第一分析模块23数据连接比对模块22并能将分析后的人声频谱传输给比对模块22，比对模块22数据连接第一存储模块24，比对模块22将第一分析模块23的分析结果与第一存储模块24中的内存频谱进行比对，从而确认所接受到的语音为何意，第一存储模块24中收录有多种单字和词组，通常的比对方式为单字比对和词组比对相结合，以确保对语音理解的准确性，例如，在接收到一句语音后，分析得出该语音共有10个字，首先逐字比对，确认每个字的读音，然后依次进行两个字的词、三个字的词、四个字的词的比对，直到确认所有词组的含义，从而得到整句话的含义，比对模块22比对完毕后，将比对结果传输给第一发送模块25，第一发送模块25可以将比对结果作为命令或词条发送给播放模块3，播放模块3可以根据比对结果的命令播放相应内容，例如确认一句成语之后，播放模块3可以播放相应的释义，或者根据使用者的要求，播放模块3调取相应的内容进行播放，播放模块3也可以直接复读词条，此外，播放模块3还可以播放来自三维影像模块6的内容；摄录装置26与智慧库模块5连接，并能将摄录内容发送至智慧库模块5进行处理。

播放模块3包括第一接收装置31、第二存储模块32和播放装置33，播放装置33具有设置于机箱表面的扩音器330，第一接收装置31数据连接接收模块2的第一发送模块25，用于接收第一发送模块25所发送的命令或词条，第一接收装置31数据连接播放装置33，播放装置33数据连接第二存储模块32，当播放装置33收到第一接收装置31所接收到的命令或词条时，从第二存储模块32调取相应的音频或视频进行播放（根据指令播放），或者直接播放来自第一接收装置31的词条（复读），播放模块3具有设置于机箱1表面的播放屏，播放屏可以和触摸屏410同体。

数据录入模块4包括录入设备41、转换模块42、分析比对模块44和传输模块43，录入模块41数据连接转换模块42，录入模块41将接收到的外部录入信息发送给转换模块42，转换模块42将其转换为音频或者其他符合条件的格式，通常是频谱模式，转换模块42数据连接分析比对模块44，将转换过的数据发送至分析比对模块44，分析比对模块44根据上述分析和比对的方法进行分析比对，得出相应的比对结果，由传输模块43发送至音频播放模块3，音频播放模块3进行相应内容的播放。录入设备41包括但不限于键盘、鼠标、触摸屏和手写板等，录入设备41可以采用外接，例如在机箱上仅设置USB接口，键盘、鼠标、触摸屏410和手写板均通过USB接口接入学习机，其中触摸屏410和手写板可以设置在机箱1的表面。

智慧库模块5包括第二接收装置51、第二分析模块52、第三存储模块53、调用模块54、搜索下载模块55、无线路由模块56和反馈模块57，第二接收装置51分别与第一发送模块25和传输模块43数据连接，从而接收二者发来的音频信息，第二接收装置51还能接收来自摄录装置26的摄录内容，第二分析模块52数据连接第二接收装置51，第二分析模块52对来自摄录装置26的视频进行分析和拆解，例如，设定30s为一个动作片段，按照30s为一个单元对动作片段进行分隔，如果在30s内，画面内的人或其他事务发生明显的动作变化，如手中物体的更换，人体的移动等，则自动断开，形成单独的一个动作片段，以化学实验为例，常规分析是按照30s一个单位将整个实验过程拆分为N个动作片段，当遇到试剂滴加完毕，更换试剂，或者人离开实验操作台，或者手移到其他位置去拿取新的实验材料时，则自动断开，形成独立的动作片段，同时，根据使用者的选择，对摄录内容进行归类，例如归到化学类、物理类，便于调用模块54与第三存储模块53中的内容进行匹配，第三存储模块53中存储各类常识性内容，例如化学反应结果、物理实验的过程和结果等，也是以片段的形式存储，第二分析模块52数据连接调用模块54，调用模块54根据接收模块3的分析结果（指令）调用第三存储模块53中的内容及摄录分析后的片段内容，根据使用者的需求将其组合为新的影像，调用模块54数据连接反馈模块57，调用模块54将所调用的内容通过反馈模块57发送至音频播放模块3或者三维影像模块6进行播放，例如，某个实验者，在课堂上进行氢气和氧气的燃烧反应，生成水，但是在操作的过程中误用了惰性气体，导致实验失败，在这种情况下，在课后，将录制的过程用本学习机进行回放，取消通入惰性气体的片段，在智慧库中调用通入氢气的情形，并调用智慧库中氢气与氧气反应后的实验结果，通过三维影像模块6进行播放，再现了成功的实验过程，并且，在播放过程中，实验者可以根据自身的学习习惯，一步一步地进行操作（即通过语言或输入指令，使得学习机一个片段一个片段地播放相应的内容）；调用模块54还数据连接搜索下载模块55，如若第三存储模块53中找不到相应的播放内容，则调用模块54将相应的信息发送至搜索下载模块55，搜索下载模块55通过无线路由模块56与互联网连接并根据需求进行相应的下载，例如一个实验步骤或者原理，原先智慧库中并未存储相应内容，则需要到互联网上进行下载，下载后的内容存储在第三存储模块53中，同时通过反馈模块57将播放内容发送至音频播放模块3或者三维影像模块6，不同的使用者对知识的需求领域和偏好是不同的，在长期使用中，每个智慧库模块5都能进行自我拓展，根据使用者的需求，形成适合该使用者的更为丰富的智慧库，例如有机化学类智慧库。

三维影像模块6包括指令接收模块61、影像分析模块62、影像存储模块63、三维投影仪64和三折投影板65，三维投影仪64具有互成120°夹角的三个投影设备640，这三个投影设备采用伸缩杆安装在机箱1上，使用时可以伸出机箱1外，不使用时可以收入机箱1内，指令接收模块61能接收反馈模块57所发送的信息作为播放指令，指令接收模块61数据连接影像分析模块62，影像分析模块62收到播放指令后，将影像存储模块63中的影像进行三维分析，分别提取出x、y、z三个维度的影像发送给三个投影设备同时分别进行播放，三折投影板65包括互成120°夹角的三个投影板650，三个投影板650各自具有支架651，三个投影板650能对三个投影设备所播放的影像同时进行投影，并最终在三个投影板650中心线的交点A处形成三维立体影像。

智慧库模块5也可以与播放模块3连接，当三维立体影像在播放的同时，播放模块3的播放屏同时能够播放平面影像，使用者在观看平面影像的同时，不需要任何辅助工具即可感受到三维立体影响带来的3D视觉效果。

Claims (8)

1.3D智慧型一体化学习机，包括机箱，其特征在于：所述机箱内设有接收模块、播放模块以及数据录入模块，所述接收模块能接收外界声音并进行分析比对得到能作为指令的分析结果，所述播放模块能根据接收模块的分析结果进行模拟人声及平面影像的播放，所述数据录入模块能接受外部数据的写入，所述接收模块和所述数据录入模块分别与所述播放模块连接并能进行数据传输；所述学习机还包括三维影像模块，所述三维影像模块能同时向三个方向分别播放三个维度的影像，从而在固定位置呈现三维立体效果，所述机箱内还设有智慧库模块，所述接收模块具有摄录装置，所述智慧库模块能将接收模块的摄录内容按照一定的规则拆解为片段，结合自身存储的常识性内容对录制内容进行合理化更改，并根据指令通过所述三维影像模块进行播放。

2.如权利要求1所述的3D智慧型一体化学习机，其特征在于：所述接收模块包括收音装置、比对模块、第一分析模块、第一存储模块、第一发送模块和摄录装置，所述收音装置接受外界声音后传输给第一分析模块进行音频分析，去噪除杂，得到清晰完整的人声频谱，所述比对模块将分析后的音频和第一存储模块中的音频进行比对，将结果传输给第一发送模块，所述摄录装置与所述智慧库模块连接。

3.如权利要求1所述的3D智慧型一体化学习机，其特征在于：所述播放模块包括第一接收装置、第二存储模块和播放装置，所述第一接收装置连接所述接收模块，所述播放模块能播放来自接收模块的音频和/或第二存储模块中存储的音频和影像，所述播放装置具有位于机箱外表面的播放屏。

4.如权利要求1所述的3D智慧型一体化学习机，其特征在于：所述数据录入模块包括录入设备、转换模块、分析比对模块和传输模块，所述录入模块将接收到的录入信息发送给转换模块，转换模块将其转换为音频或其他符合条件的格式，转换模块将转换后的信息传输给分析比对模块，分析比对模块对其进行分析和比对，由传输模块将分析和比对结果发送给具有播放功能的其他模块结构。

5.如权利要求4所述的3D智慧型一体化学习机，其特征在于：所述录入设备包括但不限于键盘、鼠标、触摸屏和手写板，所述录入设备设置在所述机箱的外表面。

6.如权利要求1所述的3D智慧型一体化学习机，其特征在于：所述智慧库模块包括第二接收装置、第二分析模块、第三存储模块、调用模块、搜索下载模块、无线路由模块和反馈模块，所述第二接收装置用于接收来自接收模块和数据录入模块的信息，所述第三存储模块具有超大容量存储空间，用于存储海量智慧库，所述无线路由模块能与互联网连接，所述第二分析模块能对摄录内容进行拆解和归类，并发送至播放模块和三维影像模块，所述调用模块能根据所述接收模块的分析结果调用第三存储模块中的内容，所述反馈模块将调用模块所调用的内容发送至具有播放功能的其他模块结构，所述搜索下载模块能通过无线路由模块与互联网连接并根据需求进行下载，下载后的内容存储在所述第三存储模块内。

7.如权利要求1所述的3D智慧型一体化学习机，其特征在于：所述三维影像模块包括指令接收模块、影像分析模块、影像存储模块、三维投影仪和三折投影板，所述三维投影仪具有互成120°夹角的三个投影设备，所述指令接收模块用于接受来自接收模块的分析结果，当所述分析结果为播放指令时进行播放，所述影像存储模块能存储来自智慧库模块的影像片段，所述影像分析模块能将影像存储模块中的影像进行三维分析，并分别提取出x、y、z三个维度的影像发送给三个投影设备同时分别进行播放，所述三折投影板包括互成120°夹角的三个投影板，所述三个投影板各自具有支架，所述三个投影板能对三个投影设备所播放的影像同时进行投影，并最终在三个投影板中心线的交点处形成三维立体影像。

8.如权利要求7所述的3D智慧型一体化学习机，其特征在于：所述三维影像模块能与所述播放模块同步进行三维立体和平面的影像播放。