CN106952513B - 一种利用空闲时间进行沉浸式英语学习的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用空闲时间进行沉浸式英语学习的系统及方法，通过对英语电影、电视剧等视频进行语音和图像的切分，并处理后形成短英语视频，并根据空闲时间择优将短视频组合成场景式的待学习英语视频材料，通过四种不同的学习模式将英语视频材料反复呈现给用户，且收集用户跟读的信息，进行反馈学习。该英语口语听力学习的系统能够充分利用用户空闲时间，提供沉浸式的英语学习环境，极大地提高用户学习兴趣，避免厌烦情绪，提高英语教学效果。

Description

一种利用空闲时间进行沉浸式英语学习的系统及方法

技术领域

本发明属于英语教学领域，特别属于英语口语教具领域。

背景技术

目前中国人在学习英语时，更多地是关注语法、单词，导致学习很久也难以与外国人正常交流。为了解决这个技术问题，目前很多学习系统根据外国人日常生活、工作使用的语言进行编纂，形成学习材料，通过播放教学视频或语音的方式提供给用户。但是依然存在以下问题：1、学习材料是专门为用户学习制作的，在制作过程中有意识的增加了一些知识点。这样导致相关的内容并不是完全原汁原味的英文对话，使得用户学到的内容比较死板，过于教科书化，过于程式化，导致用户在与外国人交流时并不能自如地进行英语交流。2、由于学习系统重点在于语言教学，忽视语言背后的文化背景。3、整个学习过程与传统课堂、网络课堂形式相似，给用户上课的感觉，尤其对成人来说，容易造成厌烦感。4、口语是语言中变化最快的，而现有学习系统的内容都是编纂的，这样需要一定的制作时间，导致内容落后于社会发展，无法学习到最新的语言用法。5、学习内容需要专业人士加工，无法自动生成，费时费力，成本较高。

目前也有一些利用影视素材学习英语的学习系统，但都是人工截取的一些影视片段，丧失了影视整体的故事性和情节性，不利于理解句子对话的含义，不利于建立起英文思维方式。而且通常这种素材都是人工加工得到，需要浪费大量人力去剪裁视频，成本较高。另外，这些学习系统通常步骤有限，例如只包括观看-跟读两个步骤，学习过程不合理，导致学习效果差。

另外，现有所有学习系统都需要用户抽出专门的时间进行学习，这在当今快节奏的生活中对用户来说是很难坚持下来的。而用户在开车时经常会碰到一些等待场景，有较多空闲时间，如果不加以利用反而使得用户在等待中情绪焦躁。特别是对于一些职业司机用户，停车等待的时间非常多，如果能充分利用这些空闲时间，不仅减轻用户等待中的焦躁，还能在碎片时间中学习到原汁原味的英语，避免整块时间学习的不方便以及厌烦情绪。而现有英语学习系统通常是在电脑、电视或手机上完成，并不能适用于车载环境，特别是没有考虑到如何利用驾驶过程中的碎片时间进行学习，更没有考虑到如何兼顾英语学习与驾驶安全。

发明内容

为解决上述技术问题，包括但不限于：如何摆脱教科书的束缚，学习最生活化、最实用，且能够紧跟时代发展的英语口语和听力；如何利用驾驶的空闲时间学习英语，以及如何兼顾驾驶安全和英语学习；如何避免学习过程中的烦躁，提高学习兴趣，从而提升学习效果；如何有效建立英语思维，摆脱中文影响，现提出本发明。但本发明要解决的技术问题不限于此，上下文中提到的技术问题同样是本发明可以解决的技术问题，特别是实施例中的诸多技术问题，是实现本发明最佳效果所要解决的技术问题。

本发明的技术方案

一种利用空闲时间对英语学习内容进行沉浸式显示的方法：

车联网服务器接收前方车辆收集的周边环境信息和信号灯信息，或接收乘客的位置信息和移动速度信息；车联网服务器根据接收的信息计算当前用户车辆的停车时间T，并将停车时间T发送给处理器；

处理器根据用户指定的英文视频名称从存储器中读取英语学习视频，英语学习视频由n个短视频组成，每段短视频的持续时间为t₁、t₂...t_n，满足(t₁+t₂...+t_n)<T/6，且(t₁+t₂...+t_n+t_n+1)≥T/6；

处理器控制显示器依次实现如下步骤：

(1)中英文显示步骤：利用t₁+t₂...+t_n时长在显示器上播放显示该英语学习视频，并且附加显示该英语学习视频中英文对话的英文文本和中文文本；

(2)英文显示步骤：再次利用t₁+t₂...+t_n时长重新播放显示该英语学习视频，且附加只显示该英语学习视频中英文对话的英文文本，不显示中文文本；

(3)跟读显示步骤：在显示器上不附加显示任何文本，经过t₁时间播放显示完第1个短视频后，显示器停顿1.5×t₁时间的同时处理器控制麦克风启动，由用户跟读第1个短视频的英文内容；完毕之后显示器经过t₂时间播放显示第2短视频，后停顿1.5×t₂时间的同时由用户通过麦克风跟读第2短视频的英文内容；以此类推，显示器经过t_n时间播放显示第n个短视频，后停顿1.5×t_n时间的同时由用户通过麦克风跟读第n个短视频的英文内容；

处理器记录用户跟读语音，并将其转化为文字数据，与英语学习视频的文本进行对比，对于跟读错误的句子，在全部跟读完毕后将英文学习视频中的文本与用户跟读产生的文本同时显示，并用醒目颜色标识出跟读错的词语；

(4)回顾显示步骤：再次利用t₁+t₂...+t_n时长重新播放显示该英语学习视频，并且仅在显示器上附加显示用户跟读错误的句子，不显示其他文本。

上述4个显示步骤完成后，处理器控制显示器倒计时显示将要启动车辆的时间，提醒用户需要进入驾驶模式，并在倒计时结束后在显示器上显示驾驶相关信息。

所述英文视频为英语原版电影或电视剧。

在使用前，处理器对所述英文视频进行处理，包括：将英文视频的音频数据和图像数据分开；对于音频数据，利用语音的波形图切割成不同的句子，在英文视频的句子结尾位置打上语音切断标记；对于图像数据，利用图像识别和分析方法对图像流进行切断，在英文视频的场景结尾打上图像切断标记；在英文视频中，图像切断标记和语音切断标记重合的位置进行英文视频切断，将英文视频切断成多个短时间间隔的短视频。

处理器根据用户指定的英文视频名称从存储器中读取英语学习视频时，从第1个未显示过的短视频开始选择，依次选择连续的n个短视频，组成英语学习视频。

在利用语音的波形图切割成不同的句子时，在波形图时域振幅低于阈值M时开始计时，振幅大于M时计时结束，若计时超过L时间则认为前后语音波形分属于两个句子，在英文视频的该位置打上语音切断标记。

利用图像识别和分析方法对图像流进行切断时，若此刻图像与前一时刻图像相比，整体像素变化超过阈值，则在英文视频的该位置上打上图像切断标记。

如果车联网服务器获得突发情况信息，通知车辆需要启动，则处理器根据车辆的位置信息及摄像头拍摄的车辆周边环境进行识别判断，如果车辆在安全环境下，则由用户决定是否切换至显示驾驶相关信息；如果车辆在不安全环境下，则立刻停止英语学习视频的显示，在显示屏上显示提示信息。

一种利用上述任一显示方法在空闲时间进行沉浸式英语学习的系统，包括：车联网服务器，车载处理器，显示器，摄像头，存储器，麦克风；

车联网服务器，接收前方车辆收集的周边环境信息和信号灯信息，或接收乘客的位置信息和移动速度信息；车联网服务器根据接收的信息计算当前用户车辆的停车时间T，并将停车时间T发送给处理器；

存储器，用于存储英文视频，处理器读取所述英文视频将英文视频的音频数据和图像数据分开；对于音频数据，利用语音的波形图切割成不同的句子，在英文视频的句子结尾位置打上语音切断标记；对于图像数据，利用图像识别和分析方法对图像流进行切断，在英文视频的场景结尾打上图像切断标记；在英文视频中，图像切断标记和语音切断标记重合的位置进行英文视频切断，将英文视频切断成多个短时间间隔的短视频，并记录每段短视频的持续时间t₁、t₂...t_n，将处理后的英文视频存储在存储器中；

处理器，还用于接收服务器发送来的停车时间，并根据停车时间利用上述步骤规划英语学习内容，包括根据用户指定的英文视频中多个短视频的持续时间，及停车时间，从多个短视频中依次选择n个短视频，组成本次的英语学习视频，其中每段短视频的持续时间为t₁、t₂...t_n，满足(t₁+t₂...+t_n)<T/6，且(t₁+t₂...+t_n+t_n+1)≥T/6；控制显示器按照中英文显示模式、英文显示模式、跟读显示模式、回顾显示模式依次显示英语学习内容；

麦克风，用于记录用户跟读的语音，并将语音发送给处理器，由处理器进行语音-文本转换，且与英语学习视频中的英文文本进行比较；

摄像头，用于拍摄车辆周边环境，并将环境信息发送给处理器，由处理器判断停车是否处于安全环境，如果处于安全环境，则在学习过程被突发情况打断时，由用户选择是否继续学习；如果处于不安全环境，则在学习过程被突发情况打断时，立刻切换为驾驶模式。

本发明的发明点：

(1)首次发现在驾驶过程中，特别是专车司机等特殊职业人群，存在大量的碎片化等待时间，这些等待时间容易造成用户的焦躁。而利用这些空闲时间进行英语学习，可以避免等待的焦躁情绪，同时也避免传统过长时间学习英语造成的烦躁，使得整个英语学习计划能够长期坚持下去。

(2)创造性地提出了通过加工英文原版电影、电视剧作为学习资料，使得用户在学习时更加有兴趣，且能够沉浸在英语社会环境中进行学习，效果更好。另外，由于系统可以自动加工英文原版电影等，因此学习资料可以实时更新，保证用户学习到的英文是最贴近目前英语社会实际的口语英语用法。

(3)由于驾驶中的空闲时间较短，且每次空闲时间随机，现有学习资料及电影等视频均较长且时间固定，不适合直接作为学习内容。因此本发明根据驾驶过程的特点，创造性的提出了对电影视频进行切分的方法，在不破坏对话完整性的基础上，将电影等视频分成短视频，再根据每次空闲时长对多个短视频进行组合，规划合理的学习计划。

(4)根据成人学习外语的特点，设置中英文显示模式调动情节记忆；设置英文显示模式增强英文语感，弱化中文思维；设置跟读显示模式，在前两个模式基础上通过听力和口语同时进行英语学习；设置回顾显示模式进一步增强英语思维，避免英文-中文-英文的思维方式。通过四种显示模式保证学习效果。

(5)考虑语音和图像的内容，共同进行切割，而不仅仅以句子为单位，这样能够保证学习的流畅性和情节的完整性，同时能够兼顾切分的精细程度，便于组合起来碎片时间学习。

(6)提出解决车辆用户碎片时间学习英语的问题本身就具有创造性，在现有技术中从未提及过。

本发明达到的技术效果

(1)能够充分利用驾驶的碎片时间，使得英语学习可以随时随地、多频次进行，效果更好。

(2)能够营造英文学习环境，使用户沉浸在英文环境、对话场景和故事情节中学习最地道、最实用的英语听力和口语。且自动加工英文原版电影等资料作为学习材料，能够学习紧跟时代发展的英语口语，激发学习兴趣，有利于长期坚持，克服了口语发展较快学习资料跟不上的问题。在学习过程中能够潜移默化地感受最直接的英语文化。

(3)克服驾驶过程中空闲时间长度短、长度随机，不易进行传统英语学习的缺陷，能够根据每次不同的空闲时间规划合理的学习计划，充分利用碎片时间。

(4)能够充分利用情节记忆，避免英文-中文-英文的思维方式，增强英语语感。

本发明实现的技术效果不限于此，上文及下文中提到的技术效果同样是本发明可以实现的，特别是实施例中的诸多技术效果，是本发明最佳实施例达到的技术效果。

附图说明

图1为车联网的示意图。

图2为处理器进行视频切割的示意图。

图3为利用多个短视频进行组合形成学习视频的示意图。

图4为学习系统示意图。

具体实施方式

利用空闲时间进行沉浸式英语学习的方法，包括以下步骤：

(1)处理器通过无线接收器接收停车时间信号。该停车时间由车联网服务器101发出。例如，在高速公路前方2km出现事故，需要进行道路部分封闭处理，此时通过部分封闭路段时整个车流行驶速度会变慢，在其后方未封闭路段也会造成拥堵导致停车。通过部分封闭路段的前方车辆201将封闭路段长度、行驶速度、通过时间发送给服务器101，服务器101根据收到的多个车辆201的上述信息结合发送该信息车辆的数量进行计算，估算出在2km之外的本车需要停车等候的时间，即停车时间T＝5min，将其发送给本车202。又例如，在通过路口等候红灯时，第一个到达路口开始等候红灯的车辆201利用摄像头或车路协同系统获取红灯持续时间，并通过车联网服务器101将时间发送给队尾等候排队的本车202，该时间称为停车时间。另外作为一种实施例，在等候接人的场景下，车联网服务器101根据乘客203位置及移动速度预算需要等候乘客的时间，即停车时间。例如用户将车辆开至停车场短暂等候接人，该空闲时间长度可以由用户输入。特别是目前各种专车APP比较普及，根据调研，通常司机需要等候乘客5分钟左右。而这个时间如果能充分利用起来学习英语，将能提高司机的英语水平，以便于将来为英语客户服务。

(2)处理器根据停车时间来规划学习内容。处理器事先将英文视频切割成段。通常英文视频为教学式的，容易让用户产生疲劳感，很难坚持学习。而且对于很多用户而言(例如专车司机、公司职员)规范的语法学习需要消耗较大精力，且无法快速应用在实际生活和工作中，导致学习兴趣受到打击。而国外电影、电视剧是大家喜闻乐见的，且内容更贴近实际生活，选择英文原版的电影、电视剧作为英语学习视频，能够保证用户沉浸在电影、电视剧营造的外语环境中，学习到最实用的语言。用户可以根据爱好选择希望学习的电影、电视剧等英文视频，例如《Friends》、《Modern Family》等。口语是语言中变化最快的，根据研究，随着社会发展，5年内口语就有非常大的变化。而传统学习系统无法适应这种变化，只能提供制作好的、陈旧的语言。而这些英文电影及电视剧是反映英语社会最新的语言变化，利用这些英文视频进行学习能够紧跟英语口语的发展，学习到最实用的听力和口语。

处理器将每一集视频的音频数据和图像数据分开。对于音频数据，利用语音的波形图进行切割，在波形图时域振幅低于阈值M时开始计时，振幅大于M时计时结束，若计时超过L时间则认为前后语音波形分属于两句话，在英文视频的该位置打上语音切断标记。经过大量电影视频的实验，其中M可以为0，L通常为0.5s，这样可以切分更加准确，当然这些数值可以根据场景的不同进行调整。对于图像数据，利用图像识别和分析方法，若此刻图像与前一时刻图像相比，整体像素变化超过阈值N，则在英文视频的该位置上打上图像切断标记。经过大量电影视频的实验，优选N可以设定为50％，这样可以达到最佳的准确性。在英文视频中，图像切断标记和语音切断标记重合的位置进行视频切断，将原始英文视频切断成多个短时间间隔的小段短视频，并记录每段短视频的持续时间t₁、t₂...t_n。通常情况下，电影、电视剧中发生台词短暂停顿且画面切换的时间为t＝5～20s。因此利用上述方法可以将英文视频切分成10-20s的多段短视频，且每个小段短视频内部语言画面较为连贯，不影响独立意思的表达，对于用户来说即使看某一小段短视频也是相对完整的，不会出现断句情况。这种小段短视频特别适合短暂的闲暇时间用来学习。即使用户时间充分，也可以组合成较长的学习视频，且具有连贯性，使用灵活方便。例如在《Modern Family》中有这样的对话：

(a)--Hey,hey,hey.Nice bike,Sally.

(b)--Dad！

(c)--Come on.He looks like Little Bo Peep on that thing.

(d)--Actually,not for long.He’s getting a new bike this afternoon.

(e)--I am.

(f)--Mm-hmm.

(g)--He is.

如附图2所示，处理器根据语音波形可以分别在每句后面加上语音切断标记(图中正三角标记)。同时处理器根据图像识别算法，可以得到第(a)-(d)句每句的图像相似度均较低，属于镜头的场景切换，因此在每句对应的视频后面插入图像切断标记(图中倒三角标记)。而第(e)-(g)句对应的图像相似度较高，是一个镜头下完成的。因此只在第(g)句对应的视频后插入图像切断标记。图像切断标记和语音切断标记重合的位置作为视频切断，这样可以得到5个短视频。

处理器根据停车时间T，选择一个或多个连续的短视频，并且满足(t₁+t₂...+t_n)<T/6，且(t₁+t₂...+t_n+t_n+1)≥T/6。例如停车时间为3min，前一次已经学习到短视频3，短视频4的时间t₄＝12s，其后连续的短视频5的持续时间t₅＝7s，其后连续的短视频6的持续时间t₆＝9s，其后连续的短视频7的持续时间t₇＝5s，那么由于t₄+t₅+t₆<T/6，且t₄+t₅+t₆+t₇>T/6，处理器此次应当将短视频4、短视频5、短视频6合并成学习视频提供给用户，如附图3所示。

(3)处理器根据规划的学习内容，控制显示器多次播放显示学习视频。首先中英文显示步骤：利用t₄+t₅+t₆时长显示该学习视频，并且在显示器上显示该视频中对话的英文文本和中文文本；英文显示步骤：其次再次利用t₄+t₅+t₆时长播放显示该学习视频，并且在显示器上仅显示该视频中对话的英文文本，不显示中文文本；跟读显示步骤：再次利用t₄+t₅+t₆时长播放显示该学习视频，并且在显示器上不显示任何文本，且处理器启动麦克风，由用户对学习视频内容进行跟读。处理器记录用户跟读语音，并将其转化为文字数据，与学习视频的文字数据进行对比，选择跟读错误的句子，在全部跟读完毕后将学习视频中的原句与用户跟读的句子同时显示，并用其他颜色标识出跟读错的词语。回顾显示步骤：再次利用t₄+t₅+t₆时长播放显示该学习视频，并且仅在显示器上显示用户跟读错误的句子，不显示其他文本。

第一遍利用中英文同时显示，便于用户熟悉学习视频中的电影、电视剧情节，初步理解句子的意思，便于后续英文的记忆。根据科学实验，成年人对于语言的记忆更多是基于理解，这点与儿童有较大差异。传统直接进行英文学习会导致成年人缺失意思的理解，造成学习效率低，且容易丧失学习兴趣和信心。虽然现有技术有一些一边进行英文学习一边解释含义，但这种方式过于程式化，与课堂老师教学非常相似，导致学习者产生厌烦感。而本步骤通过用户喜闻乐见的电影电视，用中文字幕进行辅助，通过情节潜移默化的让用户理解句子含义，为后面记忆和跟读打下基础。用户在记住该句子含义后，根据成人的记忆特点，会自动将其归为一定的故事情节进行记忆，而不是简单的英文-中文的翻译记忆。这样有利于弱化中文思维方式，为下一步做准备。

在用户对于句子记忆还没有消失的几分钟内，通过第二遍仅显示英文字幕，使得用户在记忆层面调动情节、场景记忆的同时，在语言层面沉浸在全英文的环境中，不仅能够巩固情节、场景的记忆，还能够加强英文语言的记忆，在一定程度上消除中文记忆，防止在大脑中出现英文-中文-英文的转换过程。在用户已经建立起英文语感，且具有情节、场景记忆，且在一定程度上弱化了中文思维的基础上，进行第三遍的跟读显示，能够将在前两步骤中用户大脑中储存的英文说出来，调动更多的语言器官进行学习，边听边说，真正的沉浸在剧情环境中，锻炼口语和听力，且能够联系情节、场景的潜意识记忆增强英语思维。这样可以激发用户学习兴趣，避免疲劳。

在进行跟读显示时，可以以下列方式进行：利用t₄+t₅+t₆时长播放显示该学习视频，并且在显示器上不显示任何文本，经过t₄时间播放显示完短视频4后，显示器停顿1.5×t₄时间的同时处理器控制麦克风启动，由用户跟读短视频4的英文内容；之后显示器经过t₅时间播放显示短视频5，后停顿1.5×t₅时间的同时由用户通过麦克风跟读短视频5的英文内容；之后显示器经过t₆时间播放显示短视频6，后停顿1.5×t₆时间的同时由用户通过麦克风跟读短视频6的英文内容，以此类推，直到此次规划的学习内容完成。有时，短视频中可能包含有多个句子导致单个短视频持续时间较长，跟读有一定困难。此时处理器利用短视频中的语音切断标记进行句子分割，分成句子1、句子2、句子3...句子n，依次分别播放显示句子1对应视频，并停顿由用户通过麦克风进行跟读。例如短视频4中包含有3个语音切断标记，分别在短视频4的开头，短视频4中间5s处，和短视频结尾。实际上语音切断标记将短视频分成了2个句子。此时，在进行跟读显示时，首先利用5s中播放显示短视频4的第一个句子，然后停顿1.5×5s的同时由用户通过麦克风跟读短视频4第一句子的英文内容；在利用7s中播放显示短视频4的第二个句子，然后停顿1.5×7s的同时由用户通过麦克风跟读短视频4第二句子的英文内容。

处理器将麦克风输入的语音信号进行语音-文本转换，将每个短视频或/句子的语音信号转换成对应文本，将每个短视频或/句子对应的文本与学习视频本身的文本信息进行比较，标记出差异的部分，认为用户读错。在完成该学习视频(短视频4+短视频5+短视频6)的跟读后，将用户读错的句子对应的学习视频的原始文本和用户读出的文本同时显示在显示器上，并且将读错的词语利用其他颜色进行显示，或者高亮显示，以提示用户注意跟读错误。

在完成跟读显示步骤后，显示器再次利用t₄+t₅+t₆时长播放显示该学习视频进行回顾显示，进一步加强用户的英语印象，同时对于上述读错的地方有一个纠正的机会。例如用户没有读错的地方，那么在回顾显示步骤中显示器仅显示学习视频的画面和语音，不提供文本，供用户将刚才读到的句子再连贯的听一遍，加深印象。同时给用户提供跟着一起连贯的默读的途径，使得语言情景更加完整，句子学习更加顺畅。如果用户在短视频4的第二个句子跟读出现错误，那么在回顾显示学习视频时，仅在短视频4的第二个句子对应的视频时显示文本，其余不显示文本。通过这种方式对用户出错的地方再次进行强化性复习，保证学习质量，同时由于这种纠错在看电影、电视的环境下完成，用户完全是沉浸在情节和场景中的，因此能够给用户带来很强的英语语感，且不会带来厌烦情绪。

虽然现有技术中也存在一些遮挡电影字幕的学习方法，通常先让用户看一遍有字幕(或中文语音)的电影，再遮挡字幕(关闭中文)看一遍电影，碰到听不懂的可以点开字幕观看，进行英语学习，但其显示步骤并不完善，规划流程不合理，学习效果受限。取20名成人试验者(20-50岁)，分成两组，分别按现有方法和本发明的方法进行学习，效果如下表所示。

并且，90％的用户反映该方法学习时没有压迫感，时间不知不觉就过去了，学习后感觉能立刻使用该对话与人交流。可见，本发明的显示方法能够有效提高用户外语水平，且能够让用户有兴趣学习，提高用户坚持学习的意愿。而根据大量实验，实现这些效果，是上述四个显示步骤有机地配合实现的，上述步骤缺一不可，顺序调整、细节改变也会也会影响上述效果。因此应该严格按照上述步骤进行。

(4)规划的学习内容完毕后，处理器控制显示器倒计时显示将要启动车辆的时间，提醒用户需要进入驾驶模式，在倒计时结束后继续显示驾驶相关信息，例如导航地图等。但是有一些突发情况下，需要及时切换到驾驶信息界面，例如前方道路封闭提前解除导致车辆需要提前启动，或者停车等人时等候人提前到来。处理器根据车辆的位置信息及摄像头拍摄的车辆周边环境进行识别判断，如果车辆在安全环境下，则由用户决定是否切换至显示驾驶相关信息。用户可以继续进行学习，也可以按“退出”键退出显示，或按“暂停”键暂停显示。如果车辆在不安全环境下，则立刻停止学习视频的显示，在显示屏上提示用户状态信息，例如“拥堵已解除”、“已变为绿灯”等，并切换至驾驶模式。安全环境包括“停车场”、“车库”等法定可长期停车场景。不安全环境包括“街道边”、“加油站”、“道路”等可临时停车，或不可停车的场景。上述设置兼顾了安全性和学习的连贯性，也是本发明的发明点之一。

如图4所示，车载式利用空闲时间进行沉浸式英语学习的系统，包括：车联网服务器101，车载处理器2022，显示器2025，摄像头2023，存储器2021，麦克风2024。

车联网服务器101，用于接收前车201发送来的行车环境信号，包括前车201周边环境视频、拍摄到的红绿灯图片、红灯持续时间等。同时还可以接收乘客发送来的位置、速度信号。服务器101根据上述信息对停车时间进行预估，并将停车时间发送给本车202的处理器2022。车联网服务器还用于搜索最新发布的英文电影或英文电视剧，通过版权购买等方式存储到服务器上供用户下载，保证用户能够以最新的内容学习英语，使得用户学习到的英文对话和知识是与时俱进的，学习内容不受时间的限制。这样，用户在学习完毕后，能够无障碍地融入外国社会，且顺利的与外国人交流。

处理器2022，接收服务器101发送来的停车时间，并根据停车时间利用上述步骤规划英语学习内容。处理器2022接收用户当前选择或提前选择好的英语电视剧、电影名字，并从存储器2021中搜索、提取。根据用户选择的学习资料中各个短视频的持续时间，及停车时间，从多个短视频中依次选择时间合适的多个短视频，组成本次的学习视频，满足(t₁+t₂...+t_n)<T/6，且(t₁+t₂...+t_n+t_n+1)≥T/6。按照上述中英文显示、英文显示、跟读显示、回顾显示等多种显示方式，依次将待显示的视频信号发送给显示器2025。显示器为车载显示器，可以与导航仪等共用一个显示器。

处理器2022还用于将用户输入(例如用U盘拷入)的或从车联网服务器上下载的最新的英文电影或英文电视剧视频存入存储器2021中。同时处理器2022对存储器新存入的英语电影、电视剧视频进行处理。按照上文提到的方式，将每一集视频的音频数据和图像数据分开。对音频数据进行波形切割，实现句子的识别，并视频中该句子后的位置打上语音切断标记。对于图像数据，利用图像识别和分析方法，判断场景的切换，则在英文视频的该位置上打上图像切断标记。在英文视频中，图像切断标记和语音切断标记重合的位置进行视频切断，将原始英文视频切断成多个短时间间隔的小段短视频，并记录每段短视频的持续时间t₁、t₂...t_n。

处理器2022将用户通过麦克风2024跟读的语音存储在存储器2021中，并且进行语音-文本转换，并将转换的文本存储在存储器2021中，且与对应的电影、电视剧字幕文本进行比较。

处理器2022还根据摄像头2023拍摄到的本车202周边环境，判断停车是否处于安全环境，如果处于安全环境，则在学习过程被突发情况打断时，由用户选择是否继续学习；如果处于不安全环境，则在学习过程被突发情况打断时，立刻切换为驾驶模式。

将本发明的英语学习系统与现有英语学习系统进行对比，选取30名试验者(分成两组)，平均年龄为31岁，均经常驾驶汽车。让一组试验者自由选择现有学习系统，携带笔记本或手机进入车辆内利用空闲时间进行学习，另一组试验者使用本发明的车载学习系统。分别使用10天，进行比较。

	句子记忆良好	熟练运用对话	继续学习意愿	每天平均坚持学习次数/时间
					现有系统	3	2	4	3/15min
本发明	14	11	13	9/60min

从上表可以看出，本发明适用于车载环境中，能够帮助经常驾驶汽车的人员显著提高外语水平，且保持较强的学习兴趣。

以上实施方式并不构成对权利要求保护范围的限定，与本发明构思相同或相似的实施方式均在本发明的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种利用空闲时间对英语学习内容进行沉浸式显示的方法，其特征在于：

车联网服务器接收前方车辆收集的周边环境信息和信号灯信息，或接收乘客的位置信息和移动速度信息；车联网服务器根据接收的信息计算当前用户车辆的停车时间T，并将停车时间T发送给处理器；

处理器根据用户指定的英文视频名称从存储器中读取英语学习视频，英语学习视频由n个短视频组成，每段短视频的持续时间为t1、t2...tn，满足(t1+t2...+tn)<T/6，且(t1+t2... +tn+tn+1)≥T/6；

处理器控制显示器依次实现如下步骤：

（1）中英文显示步骤：利用t1+t2...+tn时长在显示器上播放显示该英语学习视频，并且附加显示该英语学习视频中英文对话的英文文本和中文文本；

（2）英文显示步骤：再次利用t1+t2...+tn时长重新播放显示该英语学习视频，且附加只显示该英语学习视频中英文对话的英文文本，不显示中文文本；

（3）跟读显示步骤：在显示器上不附加显示任何文本，经过t1时间播放显示完第1个短视频后，显示器停顿1.5×t1时间的同时处理器控制麦克风启动，由用户跟读第1个短视频的英文内容；完毕之后显示器经过t2时间播放显示第2短视频，后停顿1.5×t2时间的同时由用户通过麦克风跟读第2短视频的英文内容；以此类推，显示器经过tn时间播放显示第n个短视频，后停顿1.5×tn时间的同时由用户通过麦克风跟读第n个短视频的英文内容；

处理器记录用户跟读语音，并将其转化为文字数据，与英语学习视频的文本进行对比，对于跟读错误的句子，在全部跟读完毕后将英文学习视频中的文本与用户跟读产生的文本同时显示，并用醒目颜色标识出跟读错的词语；

（4）回顾显示步骤：再次利用t1+t2...+tn时长重新播放显示该英语学习视频，并且仅在显示器上附加显示用户跟读错误的句子，不显示其他文本；

上述4个显示步骤完成后，处理器控制显示器倒计时显示将要启动车辆的时间，提醒用户需要进入驾驶模式，并在倒计时结束后在显示器上显示驾驶相关信息。

2.如权利要求1所述的显示方法，其特征在于：所述英文视频为英语原版电影或电视剧。

3.如权利要求2所述的显示方法，其特征在于：在使用前，处理器对所述英文视频进行处理，包括：将英文视频的音频数据和图像数据分开；对于音频数据，利用语音的波形图切割成不同的句子，在英文视频的句子结尾位置打上语音切断标记；对于图像数据，利用图像识别和分析方法对图像流进行切断，在英文视频的场景结尾打上图像切断标记；在英文视频中，图像切断标记和语音切断标记重合的位置进行英文视频切断，将英文视频切断成多个短时间间隔的短视频。

4.如权利要求3所述的显示方法，其特征在于：处理器根据用户指定的英文视频名称从存储器中读取英语学习视频时，从第1个未显示过的短视频开始选择，依次选择连续的n个短视频，组成英语学习视频。

5.如权利要求3所述的显示方法，其特征在于：在利用语音的波形图切割成不同的句子时，在波形图时域振幅低于阈值M时开始计时，振幅大于M时计时结束，若计时超过L时间则认为前后语音波形分属于两个句子，在英文视频的该位置打上语音切断标记。

6.如权利要求5所述的显示方法，其特征在于：利用图像识别和分析方法对图像流进行切断时，若此刻图像与前一时刻图像相比，整体像素变化超过阈值，则在英文视频的该位置上打上图像切断标记。

7.一种利用上述任意一项 权利要求所述的显示方法在空闲时间进行沉浸式英语学习的系统，其特征在于：包括：车联网服务器，车载处理器，显示器，摄像头，存储器，麦克风；

车联网服务器，接收前方车辆收集的周边环境信息和信号灯信息，或接收乘客的位置信息和移动速度信息；车联网服务器根据接收的信息计算当前用户车辆的停车时间T，并将停车时间T发送给处理器；

存储器，用于存储英文视频，处理器读取所述英文视频将英文视频的音频数据和图像数据分开；对于音频数据，利用语音的波形图切割成不同的句子，在英文视频的句子结尾位置打上语音切断标记；对于图像数据，利用图像识别和分析方法对图像流进行切断，在英文视频的场景结尾打上图像切断标记；在英文视频中，图像切断标记和语音切断标记重合的位置进行英文视频切断，将英文视频切断成多个短时间间隔的短视频，并记录每段短视频的持续时间t1、t2...tn，将处理后的英文视频存储在存储器中；

处理器，还用于接收服务器发送来的停车时间，并根据停车时间利用上述步骤规划英语学习内容，包括根据用户指定的英文视频中多个短视频的持续时间，及停车时间，从多个短视频中依次选择n个短视频，组成本次的英语学习视频，其中每段短视频的持续时间为t1、t2...tn，满足(t1+t2...+tn)<T/6，且(t1+t2...+tn+tn+1)≥T/6；控制显示器按照中英文显示模式、英文显示模式、跟读显示模式、回顾显示模式依次显示英语学习内容；

麦克风，用于记录用户跟读的语音，并将语音发送给处理器，由处理器进行语音-文本转换，且与英语学习视频中的英文文本进行比较；

摄像头，用于拍摄车辆周边环境，并将环境信息发送给处理器，由处理器判断停车是否处于安全环境，如果处于安全环境，则在学习过程被突发情况打断时，由用户选择是否继续学习；如果处于不安全环境，则在学习过程被突发情况打断时，立刻切换为驾驶模式。