CN107885703A - 数学翻译器、数学翻译设备及平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数学翻译器、数学翻译设备及平台，尤其涉及一种若输入指定数学表现，则用自然语言予以解释该数学式的意思，并用自然语言对数学意思进行释义来予以说明，从而能够自然地理解数学的原理的数学翻译器、数学翻译设备及数学翻译平台。

Description

数学翻译器、数学翻译设备及平台

技术领域

本发明涉及一种数学翻译器、数学翻译设备及平台，尤其涉及一种若输入指定数学表现，则用自然语言予以解释该数学式的意思，并用自然语言对数学意思进行释义来予以说明，从而使用户能够自然地理解数学的原理，并用言语表现的数学翻译器、数学翻译设备及数学翻译平台。

背景技术

通常，从一个人经过小学、中学、高中直到大学毕业，一直会为学数学并利用数学解决问题花费大量时间，然而比起真正正确掌握各数学运算符所指的意思，大部分更倾向于单纯背诵数学运算符来适用，因而学数学后，过不多久就会忘掉所背过的东西，最终，即便过去投资长时间用于学习和习得，但还未运用于日常生活就荒废掉的情况占大多数。

因此，比起对数学投资的时间，大部分人的运用数学的能力停留在较低的水准，因而曾经用于学数学的无数时光相当于岁月蹉跎，苦倦无果。此外，即便是先较好地理解数学后再学习的人，经过一段时间后，连对数学的基础知识都会从记忆中消息，最终对数学教育产生质疑的情况为数不少。这种现象缘于学数学过于吃力，且未运用于实际生活中，导致实际生活与数学过于脱节。

当一个要学数学的学生在不知道对数学的运算符的准确的意思的情况下，想通过单纯背来开始学数学时，很快就会对学数学感到乏味、吃力。因此，有必要如同习得一种语言来接近数学，而不是去学习数学。亦即，学生们通过对话对数学原理进行沟通或对日常生活、数学或科学的原理展开对话时，若能与有关体育的日常对话类似地对数学的原理互相交换意见，则与以往的学习方式相比，学习效果会更突出，且习得该知识后，其运用度也会长久持续。

为此，本发明旨在提供一种用自然语言解释数学，来能够将其作为如同我们在日常生活中互相进行对话的一种语言来对待的技术。换言之，提供一种能够用自然语言说明包括指定数学运算符的数学表现，以能够在不需要复杂的计算和高度的智力水平的用于日常生活的对话的自然语言的水准解释和说明数学的数学翻译器。

首先，关于对包括数学运算符的数学式的翻译工具，对在本发明的申请前国内外所公知的现有技术进行回顾。

美国专利第7,373,291号(2008.05.13)涉及一种用于数学表现的认识的语言学支援，其提供一种用于提高数学认识的准确度的新的信息的根源、语言学模型。尤其，本现有技术将语言学模型扩展至数学领域，其提供一种用与自然语言认识相关的方法认知数学的人工语言的方法。因此，本现有技术涉及一种模式认识，尤其涉及一种数学表现的认识。

相反，本发明不仅单纯认识数学表现，而是将数学表现的意思翻译成自然语言，以使用户一听就能了解该数学表现的意思。亦即，本发明以认识数学式为基本功能，用自然语言表现数学表现中使用的运算符的意思来解释该数学表现所指的意思来提供。

此外，美国公开专利第2015-0363390号(2015.12.17)涉及一种通过自然语言处理的解决算术和代数问题并响应的方法，包括：接收与算术或代数问题相关的输入文来决定与输入文相关的多个句子中的各个句子是否为从数学观点上堪称够格的句子，并将各个够格的句子转换为用于形成方程式的数学方程式，且用自然语言叙述数学结果。

上述现有技术包括解算术、代数问题，并叙述其结果来输出，而本申请发明的特征在于，将数学的运算符所指的意思翻译成自然语言来将用户所提供的数式所指的意思翻译成自然语言来提供。亦即，根据本发明，不是解数学方程式来提供其结果，而是接收包括数学运算符的数学表现的输入来以自然语言输出其数学意思，因而二者在目的、构成、效果方面存在差异。

如上回顾，在本发明的申请前公知的大部分现有技术的目的在于，解数学题来提供其结果，而本发明并不是输出数学答案，其目的在于，用自然语言对所输入的数学表现的意思进行释义，从而培养用户能够以语言的方式直观地说明该数式所指的意思的能力。

为达成这种目的，本发明将认识所输入的数学表现的过程和所认识的数学表现翻译成自然语言，并以语音或文本输出翻译的结果，以培养用户能够更直观地领悟该数学表现的意思，并用语言说明其的能力。

发明内容

本发明为解决如上所述的问题而创造，其目的在于，用自然语言解释对数学表现的意思来输出，以使用户能够用自然语言表现数学运算符或符号。

此外，本发明的目的在于，用自然语言解释对数学运算符或符号所构成的数学表现的意思，并以文本、语音或图像输出，以使用户能够直观地理解数学运算符或符号。

此外，本发明的目的在于，以数据库表具备对数学运算符或符号的意思，因而无论输入何种数学表现均能输出以对应的自然语言表达的译文的数学翻译器。

此外，本发明的目的在于，用自然语言表现对多种数学运算符和符号的意思和所述数学运算符和符号根据所使用的用途发生变化的意思，并将对其的信息建立为数据库来提供。

此外，本发明的目的在于，提供一种若用户输入数学表现，则输出翻译了对应的数学表现的意思的译文的应用程序、运行所述应用程序的设备、学习工具、游戏工具或内容。

本发明为了达到上述目的，采用如下的技术方案。

本发明一实施例的数学翻译器的特征在于，从包括数学式的句子或图像中认识运算符和因子，翻译包括所述认识的运算符和因子的数学式的意思来输出，且将所述因子与运算符的关系翻译成自然语言来输出，从而提供所述数学式的译文。

此外，所述数学翻译器的特征在于，所述数学翻译器从图像中认识所输入的数学式或从编辑器中认识所输入的数学式，并从所述认识的数学式中提取因子和运算符，基于所述因子和运算符的排列解释数学式的意思。

此外，所述数学翻译器的特征在于，所述数学翻译器认识数学式的构成来生成数据结构，所述认识的数据结构具备一个以上的因子域、一个以上的运算符域和对应于所述运算符域的意思域。

所述数学翻译器的特征在于，所述数学翻译器从数学运算符库数据库中提取运算符在所述认识的数据结构中的意思，并将所述提取的意思分配至所述认识的数据结构的意思域来生成翻译的数据结构。

此外，所述数学翻译器的特征在于，所述数学翻译器基于所述翻译的数据结构构成译文，并基于所述构成的译文以包括音响、图像、文本或这些的组合的形式表现译文来输出。

与此同时，本发明的另一实施例的数学翻译平台的特征在于，从包括数学式的句子或图像中认识运算符和因子，将包括所述认识的运算符和因子的数学式的意思翻译成自然语言来输出，且提供开发环境，以通过应用程序接口开发数学翻译服务程序。

与此同时，本发明的又一实施例的数学翻译方法的特征在于，包括：从包括数学式的句子或图像中认识运算符和因子的步骤；将包括所述认识的数学运算符和因子的数学式的意思翻译成自然语言的步骤；以及通过用户接口输出所述翻译成自然语言的结果的步骤，且将所述因子与运算符的关系翻译成自然语言来输出，从而提供所述数学式的译文。

与此同时，本发明的再一实施例的数学翻译平台提供方法的特征在于，包括：从包括数学式的句子或图像中认识运算符和因子的步骤；将包括所述认识的运算符和因子的数学式的意思翻译成自然语言的步骤；以及通过用户接口输出所述翻译成自然语言的结果的步骤，且提供开发环境，以通过应用程序接口开发数学翻译服务程序。

本发明的效果如下。

本发明涉及一种数学翻译器、数学翻译设备及平台，若输入指定数学表现，则用自然语言予以解释该数学式的意思，并用自然语言对数学意思进行释义来予以说明，且用自然语言解释对由数学运算符或符号构成的数学表现的意思来以文本、语音或图像输出，从而具有使用户能够直观地理解数学运算符或符号的效果。

此外，本发明建立用自然语言表示对多种数学运算符和符号的意思和根据所述数学运算符和符号所使用的用途发生变化的意思的数据库，并提供接入数学翻译器和所述数据库的平台，从而具有能够开发包括数学翻译器的应用程序来开发多种教育内容或游戏内容的效果。

附图说明

图1是图示具备本发明一实施例的数学翻译器的数学翻译平台和数学翻译设备与通信网连接来提供服务的例的例示图。

图2是示出具备本发明一实施例的数学翻译器的数学翻译平台和数学翻译设备的内部结构的构成图。

图3是分层次图示在具备本发明一实施例的数学翻译器的数学翻译平台上提供数学翻译服务的软件步骤的例示图。

图4、图5是示出本发明一实施例的数学翻译器的内部结构的框图。

图6是示出在本发明一实施例的数学翻译器中通过数据结构认识数学式并翻译数学式的过程的概略图。

图7是图示了本发明一实施例的数学翻译器中使用的数学运算符和对应于其的自然语言和利用这些的译文的例。

图8是本发明一实施例的数学翻译器的动作流程图。

符号说明

10：数学翻译平台 100：数学翻译设备

110：输入接口 120：存储接口

130：输出接口 140：网络接口

200：数学翻译器 210：数学式认识部

220：因子提取部/运算符提取部 230：意思解释部

240：意思提取部 250：译文构成部

260：译文表现部 210A：数学式编辑部

具体实施方式

下面参照附图对本发明的优选实施例进行说明，以更详细说明本发明。各图中提示的相同的参照符号表示相同的部件。此外，针对本发明的实施例所指定的结构性及功能性说明仅用作示例性地说明本发明的实施例的目的，除非有其他定义，包括技术术语或科学术语在内，此处所使用的所有术语具有与本发明所属技术领域中的一般的技术人员所通常理解的意思相同的意思。

图1是图示具备本发明一实施例的数学翻译器的数学翻译平台和数学翻译设备与通信网连接来提供服务的例的例示图。

如图1所图示，利用本发明一实施例的数学翻译器的数学翻译平台10和数学翻译设备100能够通过通信网相互连接。此外，数学词典(库)中存储有多种数学运算符和各运算符所指的意思、翻译规律(rule)以及这些之间的映射表。

本发明中，术语数学运算符可以用作与数学术语或运算符等相同的意思。

数学翻译平台10具备本发明的数学翻译器，若提供应用程序接口(API，Application Program Interface)以能够利用数学翻译器提供多种服务，则各服务开发者可以利用所述API开发希望的服务。也就是说，各开发者例如可以开发数学教学用应用程序，可以通过由本发明的数学翻译平台提供的用于数学翻译的API，根据学习者的水平编制数学教学用资料或程序，且各资料或程序可以根据开发者的想法，利用由本发明的数学翻译平台10提供的API构成。

数学翻译平台10中包括包括了开发者的信息和学习者的信息的用户信息，且执行收集各用户的统计性信息来提供的作用。例如，对由数学翻译平台提供的各服务，收集、分析并提供按用户区分的统计信息。通过提供关于指定服务开发者使用自身开发的程序在多长期间内提供给多少学习者的统计信息，使其他开发者和学习者能够利用其开发更好的服务或在学习中参考。

可以按为掌握对学习程序提供者和学习者的时间变化趋势的包括学习者数、指定学习程序提供者所提供的程序的种类和类型的时间(按季节、按月、按时间段等)、按空间(在哪里、在什么机构利用等)、按用户的性向(男女、上班族、主妇、小初中高大学生等)区分来存储用户信息并分析，来在网络上的存储中包括其结果。当然，存储用户信息的存储介质包括本地存储器、可拆卸式、网络、云上的数据库。

数学词典(库)首先存储数学运算符和意思(自然语言)，若数学运算符与数学运算符之间相互存在关系，则存储该相关性，并存储根据因子与数学运算符之间的关系而定的意思的变化，且包括着对数学运算符和该数学运算符的自然语言意思的映射表。

数学翻译器可以独立地具备于数学翻译平台10或数学翻译设备100，且具备于有线无线设备和平板等终端的数学翻译器可以向数学翻译平台传达数学表现并接受其结果来仅显示。从而，数学翻译设备可以自行具备数学翻译器，但也可以通过网络接入数学翻译平台来请求数学翻译器的功能，并接受其结果。与此同时，数学翻译平台10或数学翻译设备100可以自行具备数学词典，但也可以在网络的云上置数学词典，并接入其来获取需要的信息，或传达至那里来存储。

图2是示出具备本发明一实施例的数学翻译器的数学翻译平台和数学翻译设备的内部结构的构成图。

如图2所图示，数学翻译平台10或数学翻译设备100以引擎具备数学翻译器，且构成为具备网络、输入输出、存储接口。

网络接口140指数学翻译平台10或数学翻译设备100接入网络所需要的多种种类的有线无线网络接口。因此，通过所述有线无线网络接口在网络上的其他设备或平台服务器中实现数学翻译器的指定功能也无妨。

输入接口110指读入数学表现的接口，可以是通过诸如图像、文本输入的语音或手势的输入，对输入的方法不作限定。只要用户能通过设备输入自身希望的数学表现便足以。例如，即使以文本输入指定数学表现也无妨。

此外，输出接口130翻译输入的数学表现来以自然语言输出，且文本、图像、可视信息、可听信息、盲文信息、感觉信息等皆可，对此不作限定，只要能输出所翻译的数学式便足以。尤其，有视力障碍的人可以用听觉听，若有听觉障碍，则也可以输出视觉信息。

一方面，存储接口120是在存储数学运算符、该数学运算符的意思等的数据库中存储信息或从中读取来使用的接口。数据库可以是HDD(硬盘驱动器)、SSD(固态硬盘)、USB(通用串行总线)等，尤其，在利用存在于网络云上的数据库的情况下，最终通过网络接口接入该数据库。

数学翻译平台10是供利用数学翻译器200开发服务开发者希望的服务，再将开发的服务提供给用户，以能够创出收益的平台。而数学翻译设备100指在PC(个人用电脑)、平板、移动终端等设置数学翻译器200应用程序，并运行该应用程序来使数学翻译器工作，从而用户可以进行数学学习或教学的设备。此外，数学翻译设备100指利用通过从数学翻译平台10下载利用数学翻译器的多种应用程序并运行应用程序，来运用数学翻译器的用户终端的设备。与此同时，在指定用户终端设置执行数学翻译平台10的作用的软件并运营，即可成为数学翻译平台10。

图3是分层次图示在具备本发明一实施例的数学翻译器的数学翻译平台上提供数学翻译服务的软件步骤的例示图。

如图3所图示，数学翻译平台10接入对从所输入的数学表现中提取的(数学)运算符、因子或这些的组合的意思的映射表，并对各数学翻译查询驱动数学翻译库，来执行对包括因子和数学运算符的数学表现的翻译，并利用通过API运行多个库的结果来使数学翻译服务程序工作。

根据多种数学翻译服务程序并列处理由多个设备请求的数学翻译，并实时提供处理结果。为此，在远程设备中，通过本发明的数学翻译平台和REST(Representationalstate transfer，表征状态转移)架构接合。亦即，提供无会话追踪等另外的传输阶层地传输网上的资料的接口。数学翻译平台和个别数学翻译设备的客户端-服务器结构中客户端从服务器分离为统一接口。从而，统一接口使服务器与客户端独立地进化，来起到简化服务器-客户端结构并相互分离的作用。

下面参考图4、图5，将数学翻译器200区分为两种类型来描述。

图4、图5是示出本发明一实施例的数学翻译器的内部结构的框图。

如图4所示，本发明一实施例的数学翻译器200包括：数学式认识部210，其从所输入的数学表现中认识数式；因子提取部/运算符提取部220，其从所述认识的数式中区分因子和运算符来提取；意思解释部230，其从所述提取的因子和运算符的排列中解释意思；意思提取部240，其提取对所述提取的运算符的意思；译文构成部250，其根据所述解释的意思代入对所述提取的运算符的意思来构成译文；以及译文输出部260，其按照用户的要求输出所述构成的译文。

所述数学式认识部210从所输入的数学表现中认识数学式，所输入的数学表现有可能会包括在图像或文本形式的句子中，因而需要从所述图像或句子中认识数学表现来提取。为此，需要包括文字认识程序或包括从句子中仅提取数学表现的程序。这种程序对对数式的运算符和因子的模式进行匹配来认识，从而可以自动区分用户输入的数学表现来通过输入接受。

所述因子/运算符提取部220起对所述认识并提取的数式区分因子和运算符来提取的作用。除了区分因子和运算符外，还包括认识对因子与运算符之间的排列的信息并提取。

所述意思解释部230起基于所述提取的因子和运算符的排列解释该数式具有何种意思的作用。亦即，导出因子和运算符的排列来代入能将该数式所指的意思作为一个句子结构理解的对应的数据结构中并存储。此时，指定数据结构中，运算符是预先设定的，只有前后的因子会变化，因而以该运算符为中心附加因子，即可导出该数学式的译文。

所述意思提取部240执行利用所述提取的运算符从数据库读取该运算符所指的意思的作用。此时，由于根据前后出现的因子的性格(脚注或括号)，指定运算符也有可能具有不同的意思，有鉴于此，需要读取该运算符的意思。

所述译文构成部250起代入根据所述解释的数学式的意思提取的运算符的意思来构成译文的作用。亦即，指在所述数据结构中，代入运算符所意指的自然语言而不是运算符，来造一个句子的过程。

所述译文表现部260起将所述造好的译文的句子以语音、图像、盲文、文本、等价的其他数式置换来表现的作用。译文的表现根据用户的要求，在各设备以翻译结果输出。

本发明的一实施例中，数学翻译器200可以在一个处理器中以一个以上的过程实现，只要执行上述各构成要素的功能即可。但是，为了从图像或句子中认识数学表现，需要经过非常复杂的处理过程。亦即，从对指定数式的手写文字中提取运算符时，需要从图像中认识模式来比较所认识的模式具有何种运算符的样子来提取，因而需要复杂的处理过程。

因此，如图5所图示，在具备数学式编辑部210A的情况下，当用户输入数学式时利用数学式编辑器输入数学式时，已经知道该数学式中使用的运算符，因而无需另外的数学式认识部，而是可以直接认识数学式。

若所述数学式编辑部210A在一般的文字编辑器中选择数学运算符来构成数学式，以能够利用另外的编辑器输入数学式的运算符，则暂时在该字符串中存储数学表现中使用的运算符的ID，无需安排另外的认识过程，只要对该ID和运算符进行匹配，即可直接认识运算符。从而，若具备数学式编辑部210A，则用户可以容易输入数学表现，由此可以更容易地认识数学表现，因而有用。接下来，因子提取部/运算符提取部220的功能在于，可以对由所述数学式编辑部210A输入的数学式直接提取因子和运算符，并通过这些的排列解释数式的意思。接着，举例说明解释数学表现的意思，并提取运算符的意思来根据数学式所指的意思用自然语言构成译文的方法。

首先，运算符log可以被翻译成在与因子的关系中表示几次方。例如，在log₃50的情况下，首先，数学式认识部210或数学式编辑部210A从所输入的信息中读取log₃50来将其认识为需要翻译的数式。此处，再通过因子/运算符提取部220提取3和50的因子，同时，在运算符提取部220提取运算符log。其结果再由意思解释部230基于因子和运算符的排列解释数式log₃50具有何种意思。亦即，导出因子和运算符的排列来代入预先设定的指定数据结构以能够以一个句子结构理解数式log₃50所指的意思，并存储。此时，以提取运算符的方式认识指定数据结构，并认识后面出现的因子3和50并提取，3被认识为底数，50被认识为对数。此外，在运算符中认识log，且将log运算符中底数和对数认识为因子的情况下，向对应的数据结构分配对数50、底数3和运算符log。

图6是示出在本发明一实施例的数学翻译器中通过数据结构认识数学式并翻译数学式的过程的概略图。

从图6中可以看出，若首先认识数学式，则根据该数学式生成数据结构，并分配因子和运算符。基于所述认识的运算符提取对运算符、因子或这些的组合的意思。将提取的运算符的意思输入至所述认识的数据结构来提取所翻译的数据结构。可以利用这种数据结构表现所翻译的结果来输出。

本发明中利用数据结构对技术特征进行了说明，但实际上，只要具备与本发明所主张的相同的输入输出条件，即可除了数据结构外使用其他方法认识并翻译数学式。然而，只要所述输入输条件相同，则显然落入本发明的技术保护范围内。

此处，所述数据结构可以定义为每个运算符均具有对一个数据结构的帧，各帧具备一个以上的域，且根据所述运算符具有一个数据结构，而对运算符或因子的信息是翻译数学式所需要的。若提取该运算符的意思来分配至所述数据结构，则生成用于翻译数学式的数据结构。

在所述意思提取部240中提取对所述分配的运算符log提取数学库中存储的对应于运算符log的自然语言意思。log的自然语言意思为“几次方”，因而提取表示是几次方的自然语言。接着，将所述提取的意思分配至所述数据结构。

在意思解释部230解释用户以数学表现查询译文的结果来构成数据结构后，通过所述意思提取部240对该运算符提取自然语言意思，接着，译文构成部250将所述提取的然语言意思分配至所述数据结构，来构成译文。

例如，在log 5x＝3的情况下，若解释该情况，则x是5的几次方？其答案是3次方，若进而解释，则x是5^3，从而使得仅凭自然语言的意思就能解出x。如此，本发明是在提供了某种方程式时求出该其方程式的解的非常有用的系统。

最终，译文构成部250将数式log₃50构成为译文“50是3的几次方”。接下来，在意思表现部260表现为译文“50是3的几次方”，并置换为log₃50＝x，来表现为意思“50是3的x次方”，进而将x置换为log₃50来表现为句子“50是3的log₃50次方”，且作为等价意思，可以表现为50＝3^x或50＝3^(log₃50)。这种表现可以转换为包括图形的图像来表现得使用户容易理解，也可以以文本或语音表现。

此外，可以表现为译文“多少的平方是16”，且可以翻译成“的平方是16”，这将意味着一方面，若置为则表现变得简洁。亦即，可以输出译文“多少的平方是16”或译文“x的平方是16”，这可以表现为x^2＝16。平方根或三次方根可以一般化为n次方根。

此外，若尝试翻译则其可以被置换为译文“多少的平方是–1”，这可以翻译成的平方是–1”，这将意味着(一方面，若置为 则表现变得简洁。亦即，对“多少的平方是–1”的译文而言，也可以表现为“x的平方是–1”，这也可以表现为x^2＝-1。此处，x即意指复数i。

此外，arcsin(1/2)可以表现为译文“多少的sin是1/2”，这将等同于“(arcsin(1/2))的sin是1/2”，且这将意味着sin(arcsin(1/2))＝1/2。一方面，若置为arcsin(1/2)＝x，则表现变得简洁。亦即，对译文“多少的sin是1/2”而言，例如可以是“x的sin是1/2”，这又可以表现为sin(x)＝1/2。与arcsin相同，arccos，arctan等也可以适用同样的方法。

若尝试适用于cosin(30°)的情况，则其被翻译成30°的cosin，这又被翻译成30°的co角的sin。一方面，这又可以被翻译成60°的sin。cosine、cotangent、cosecant等的读法分别读作co的sine、co的tangent、co的secant。此处，co是complementary(余角)的缩写，意指加起来是90度的角。例如，30度的co角是60度。

此外，∫ x²dx可以用译文“对多少进行微分是x^2”解释其意思，这也可以被翻译成“对∫ x²dx”进行微分是x^2”，这将意味着确切地说，这引导了积分意味着微分的逆运算的式。一方面，若置为∫ x²dx＝f(x)，则表现变得简洁。亦即，可以求出译文“对多少进行微分是x^2”和译文“对f(x)进行微分是x^2”，这意味着由于对f(x)进行微分是x^2，最终可以知道f(x)是(1/3)*x^3+c。

接下来，以为例，则可以生成译文“12是3的几倍”，这又可以被导出为译文“12是3的倍”。最终，由此可以得出希望的答案是的结论。一方面，若置换为并对译文12是3的几倍作答，则将导出答案“12是3的x倍”，这最终是12＝3*x。因此，根据本发明，将问题读下去，即可立即引导答案，且这种解的过程在读的过程中全部得到解说。在上例中，读一读12＝3*x，则导出句子12是3的几倍，因而可以立即导出答案x是12/3。类似地，设x/3＝2，用本发明的数学解释器读一读，则x是3的2倍，因而立即知道x＝3x2。这种数学解释器成为数学中极其强有力的工具。

此外，对于乘法，以十十是一百、十百是一千、十千是一万、万亿是一兆，万万是一亿解释，从而解释为2万x3万＝2*万*3*万＝2*3*万*万＝6亿。此外，2十万x3百亿＝2*十*万*3*百*亿＝2*3*十*百*万*亿＝6千兆。计算十进制的乘法时，能够即可说出解。如上例，2万x3万可以照样表示为“2*万*3*万”，若将因子排列中大的后置，则是“2*3*万*万”，此处，若使翻译器工作，则是6亿。

一方面，若尝试翻译5^3，则被翻译成乘3次5，若从1乘下去3次5，则计算得到结果。亦即，是1x5x5x5。5^1＝1x5，且5^0意指乘0次5，即一次也不要乘5，故5^0＝1。此处，准确地体现了3次的意思，因而存在三个乘号，至于最开始要在哪里乘，明示为1。因此，最终可以准确地说明5^0，这种数学解释器可以将许多关于指数的难点解决得干净利落。直至现代，0^0通常被视作是1，而本发明还可以执行能够说明其的精确的数学解释器的作用。

尝试将这种原理适用于8^(1/3)，则8^(1/3)＝1x8(设乘三次是8的数，为A)。其指A^3＝8的A，且

接下来，说明-3中的“-”的意思是什么。“-”具有“倒着”的意思。因此，-3具有倒着3次的意思。例如，5^(-3)是乘–3次5，因而是与倒着乘3次5相同的意思，这与除3次的意思相同。最终，5^(-3)＝1÷5÷5÷5＝1÷(5x5x5)＝1÷(5^3)＝1/(5^3)。-3的意思被解释为倒着三次，实际上，将–3次的意思体现为表示三次的正数，并具有这样的意思，‘倒着’的作用在于将乘法转换为除法。

一方面，若尝试进一步运用“倒着”的意思，则如下。亦即，尝试解释-3x5的意思，则是与加–3次5相同的意思，这是倒着加3次5的意思，这与减3次5的意思相同。因此，-3x5＝0-5-5-5＝0-(5+5+5)＝0-3x5＝-(3x5)。

若对本发明所提供的数学翻译器中解释包括数学运算符(数学术语)的数学式来翻译的数据库条目的一例进行说明，则如下。

<LOG>

意思：几次方

因子(parameter)的个数：2

形式：LOG<因子2><因子1>

因子1(名称：对数，作用：结果，解释助词：～是，～为，对～，～被)

因子2(名称：底数，作用：输入(input)，解释助词：～的)

整体翻译：<因子1>是<因子2>的几次方？

此外，本发明的数学翻译器的效果在于，通过对翻译提供的数学式的结果的输出，用自然语言帮助解题。

在log ₅x＝3中，

若解释该情况，则可以解释为x是5的几次方？，其结果就是3次方。若进而解释，则x是5^3。如此，使得仅凭自然语言的意思就能解出x。如此，本发明成为当提供了指定方程式时求出方程式的解的非常有用的系统。

其他情况也均用同样的方式解释并翻译。

例如，arcsin(x)＝30°被解释为多少的sin是x，其结果是30°。若进而解释该意思，则如同30°的sin是x，即sin(30°)＝x，因而可以轻松解出x＝1/2。

接着，将对本发明的运算符与自然语言的映射与通常所理解的不同之处进行整理。亦即，根据本发明，在将运算符的意思翻译成自然语言时，用更利于说明运算符所具有的数学意思而不是该运算符的原原本本的意思的语言来进行映射。

图7是图示了本发明一实施例的数学翻译器中使用的数学运算符和对应于其的自然语言和利用这些的译文的例。

如图7所示，log可以用次方表示，根(root)可以用平方表示，arcsin和cosin可以用sin表示，积分可以用微分表示，分数可以用倍数表示。其结果是，用更容易的概念的数式表现说明难的概念，从而可以获得使用户能够更容易接近数学的效果。参照图7中数学运算符和自然语言的意思以及适用这些的译文的例，则还可以理解成将难的运算符翻译成更容易一个层次或其以上的概念的运算符，比起除法，倍数更易于直观地理解，比起积分，微分更易于理解，比起arcsin或cosin，sin更易于理解。此外，对数(log)或根(root)，同样以次方或平方理解更为简便。

图8是本发明一实施例的数学翻译器的动作流程图。

如图8所图示，本发明一实施例的数学翻译器200首先通过输入接口或网络接口接收数学式表现的输入。所输入的形态可以是图像、句子、音响等，用文件编辑器或手记表现的数学式必须另行具备对运算符的认识程序，方可进行。若使用数学式编辑器，将通过编辑工具或接口接收数学式的编辑内容(S110)。

接着，数学翻译器200从图像或句子中提取数学式来认识，通过因子提取部提取因子，并在运算符提取部提取运算符。在利用另外的数学编辑部210A的情况下，一旦接收由数学编辑器输入的编辑内容，就马上提取因子和运算符(S120)。

接下来，基于所提取的因子和运算符，若是因子，则向数据结构中对应的域分配信息，若是运算符，则在按运算符区分的该数据结构中向运算符的域分配运算符的名称。若建出如此分配因子和运算符的数据结构，则数学式的意思被认识或解释(S130)。意思提取部240从数据库中提取对从数学式提取的运算符的意思。在这种情况下，需要考虑配置于运算符前后的因子的排列来提取该运算符的自然语言意思。

将所述提取的自然语言的意思分配至在所述意思解释部230中建立的数据结构的意思域，并构成结合了该运算符的自然语言意思和因子的数学式的整体意思(S140)。

如上所述，本发明涉及一种数学翻译器、数学翻译设备及平台，若输入指定数学表现，则用自然语言解释该数学式的意思，并用自然语言对数学意思进行释义来予以说明，且用自然语言解释对由数学运算符或符号构成的数学表现的意思，并以文本、语音或图像输出，从而具有使用户能够直观地理解数学运算符或符号的效果。此外，根据本发明，建立用自然语言表示对多种数学运算符和符号的意思和所述数学运算符和符号根据所使用的用途发生变化的意思的数据库，并提供接入数学翻译器和所述数据库的平台，从而具有能够开发包括数学翻译器的应用程序来开发多种教育内容或游戏内容的效果。

尽管上面以本发明的优选实施例为主进行了详细说明，但本发明的技术思想不限于此，为达成相同的目的和效果，可以在本发明的技术范围内对本发明的各构成要素实施变更或修改。

此外，尽管上面对本发明的优选实施例进行了图示和说明，但本发明不限于上述指定的实施例，显然，本发明所属的技术领域的一般的技术人员可以在不脱离权利要求书中请求的本发明的主旨的前提下实施多种变形实施，且不应与本发明的技术思想或前景独立地理解这些变形实施。

Claims (12)

1.一种数学翻译器，其特征在于，

从包括数学式的句子或图像中认识运算符和因子，

翻译包括所述认识的运算符和因子的数学式的意思来输出，

且将所述因子与运算符的关系翻译成自然语言来输出，从而提供所述数学式的译文。

2.根据权利要求1所述的数学翻译器，其特征在于，

所述数学翻译器从图像中认识所输入的数学式或从编辑器中认识所输入的数学式，

并从所述认识的数学式中提取因子和运算符，

基于所述因子和运算符的排列解释数学式的意思。

3.根据权利要求2所述的数学翻译器，其特征在于，

所述数学翻译器认识数学式的构成来生成数据结构，

所述认识的数据结构具备对应于一个以上的因子域、一个以上的运算符域和对应于所述运算符域的意思域。

4.根据权利要求3所述的数学翻译器，其特征在于，

所述数学翻译器从数学运算符库数据库中提取运算符在所述认识的数据结构中的意思，

并将所述提取的意思分配至所述认识的数据结构的意思域来生成翻译的数据结构。

5.根据权利要求4所述的数学翻译器，其特征在于，

所述数学翻译器基于所述翻译的数据结构构成译文，

并基于所述构成的译文以包括音响、图像、文本或这些的组合的形式表现译文来输出。

6.一种数学翻译平台，其特征在于，

从包括数学式的句子或图像中认识运算符和因子，

将包括所述认识的运算符和因子的数学式的意思翻译成自然语言来输出，

且提供开发环境，以通过应用程序接口开发数学翻译服务程序。

7.一种数学翻译方法，其特征在于，

包括：

从包括数学式的句子或图像中认识运算符和因子的步骤；

将包括所述认识的数学运算符和因子的数学式的意思翻译成自然语言的步骤；以及

通过用户接口输出所述翻译成自然语言的结果的步骤，

且将所述因子与运算符的关系翻译成自然语言来输出，从而提供所述数学式的译文。

8.根据权利要求7所述的数学翻译方法，其特征在于，

还包括：

从图像中认识所输入的数学式或从编辑器中认识所输入的数学式的步骤；

从所述认识的数学式中提取因子和运算符的步骤；以及

基于所述因子和运算符的排列解释数学式的意思的步骤。

9.根据权利要求8所述的数学翻译方法，其特征在于，

还包括：认识数学式的构成来生成数据结构的步骤，

所述认识的数据结构具备一个以上的因子域、一个以上的运算符域和对应于所述运算符域的意思域。

10.根据权利要求9所述的数学翻译方法，其特征在于，

还包括：

从数学运算符库数据库中提取运算符在所述认识的数据结构中的意思的步骤；以及

将所述提取的意思分配至所述认识的数据结构的意思域来生成翻译的数据结构的步骤。

11.根据权利要求10所述的数学翻译方法，其特征在于，

还包括：

基于所述翻译的数据结构构成译文的步骤；以及

基于所述构成的译文以包括音响、图像、文本或这些的组合的形式表现译文来输出的步骤。

12.一种数学翻译平台提供方法，其特征在于，

包括：

从包括数学式的句子或图像中认识运算符和因子的步骤；

将包括所述认识的运算符和因子的数学式的意思翻译成自然语言的步骤；以及

通过用户接口输出所述翻译成自然语言的结果的步骤，

且提供开发环境，以通过应用程序接口开发数学翻译服务程序。