CN108108412A - 基于ai开放平台的儿童认知学习交互系统及方法 - Google Patents

基于ai开放平台的儿童认知学习交互系统及方法 Download PDF

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陈莉
张桂娟
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Abstract

本发明公开了基于AI开放平台的儿童认知学习交互系统及方法，具有操作简单、交互能力强的特点。本发明在系统自身提供大量多媒体认知素材数据的前提下，可由用户(包含儿童或家长)提供电脑或手机中存储的图片或现实场景中的实时获取认知素材图片进行认知学习，也可将传统认知图片素材拍摄导入系统数据库中进行认知学习。本发明充分满足儿童认知需求，在认知过程中可以获取儿童通过语音提供的认知结果，并加以判断给予反馈。

Description

基于AI开放平台的儿童认知学习交互系统及方法
技术领域
本发明涉及多媒体交互技术领域，特别是涉及基于AI开放平台(人工智能(Artificial Intelligence)，英文缩写为AI)的儿童认知学习交互系统及方法。
背景技术
随着计算机软硬件技术的飞速发展，对各种多媒体信息的获取更加便捷，对其处理效率更加快速，多媒体数据库信息量呈海量增长，将多媒体技术与儿童认知教育相结合已经成为了当前的大势所趋。然而，现有大部分儿童认知系统存在交互形式单一、多媒体内容形式单一、可拓展性较差、个性化不足以及对已有传统素材利用率低等问题。将儿童认知教育与人机交互技术相结合，是解决上述问题的一大法宝。
现有大量针对人机交互的开放平台，如AI百度开放平台等，提供了语音识别、语音合成、图像识别、文本相似度检测等大量的多媒体人机交互技术工具，可使用C++、C#、Python、Java等各种专业编程软件进行在线研发，较原有方法大大提高了产品的开发效率。因此，在儿童认知教育系统中引入多种媒体形式的交互功能从技术角度保证了其可实现性。
发明内容
针对现有相关系统的不足，本发明提供了一种基于AI开放平台的儿童认知学习交互系统及方法，具有操作简单、交互能力强的特点。本发明在系统自身提供大量多媒体认知素材数据的前提下，可由用户(包含儿童或家长)提供电脑或手机中存储的图片或现实场景中的实时获取认知素材图片进行认知学习，也可将传统认知图片素材拍摄导入系统数据库中进行认知学习。本发明充分满足儿童认知需求，在认知过程中可以获取儿童通过语音提供的认知结果，并加以判断给予反馈。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
基于AI开放平台的儿童认知学习交互系统，与AI开放平台连接，包括：
认知素材图片导入模块、认知素材数据库模块、图像识别模块、语音获取模块、认知判断模块和输出模块；
所述认知素材图片导入模块，用于获取实时拍摄的图片或用户输入的图片；将实时拍摄的图片或用户输入的图片存储到认知素材数据库中；
所述认知素材数据库，用于存储认知素材图片，所述认知素材图片为实时拍摄的图片或用户输入的图片；
所述图像识别模块，与AI开放平台连接，将认知素材图片导入模块和认知素材数据库中的图片上传给AI开放平台进行图像识别，同时获取AI开放平台对图像识别的文本数据；
所述语音获取模块，与AI开放平台连接，将用户发出的语音采集并上传给AI开放平台，同时获取AI开放平台对语音识别的文本数据；
所述认知判断模块，与AI开放平台连接，用于将图像识别的文本数据和语音识别的文本数据同时上传到AI开放平台进行文本相似度比较，将文本相似度比较结果转换成语音，将文本相似度比较结果的文字和语音返回认知判断模块，认知判断模块接收AI开放平台返回认知判断结果，并将AI开放平台的认知判断结果通过输出模块反馈给用户。
基于AI开放平台的儿童认知学习交互方法，包括：学习和测验两个过程：
学习过程：将获取的认知图片素材发送给AI开放平台，接收AI开放平台的图像识别结果，用户根据图像识别结果对认知图片素材进行学习；
测验过程：将获取的认知图片素材和用户认知语音同时发送给AI开放平台，接收AI开放平台的图像识别结果和语音识别结果，接收AI开放平台对两个识别结果的相似度检测结果，通过语音和文字的形式将检测结果播放出来。
所述学习过程的步骤，包括：
步骤(11)：获取认知图片素材；
步骤(12)：将步骤(1)获取的认知图片素材发送到AI开放平台，同时向AI开放平台发送图像识别的请求，获取AI平台返回的图像识别结果，所述图像识别结果为语音形式；
步骤(13)：图像识别结果通过语音形式进行播放，供用户学习。
所述测验过程的步骤，包括：
步骤(21)：获取认知图片素材，将获取的认知图片素材发送到AI开放平台，同时向AI开放平台发送图像识别的请求，获取AI开放平台返回的图像识别结果，所述图像识别结果为文本形式；
步骤(22)：获取输入的音频文件，将音频文件发送到AI开放平台，同时向AI开放平台发送语音识别的请求，获取AI开放平台返回的语音识别结果，所述图像识别结果为文本形式；
步骤(23)：将步骤(21)的图像识别文本结果和步骤(22)的音频识别文本结果同时发送给AI开放平台，同时向AI开放平台发送文本相似度检测请求和相似度检测结果的语音合成请求，获取AI开放平台返回的文本相似度检测结果，所述文本相似度检测结果为文本形式和音频形式；
步骤(24)：将文本相似度的检测结果通过文本播放和语音播放的形式播放出来。
所述认知图片素材是实时拍摄的或认知素材数据库中预先存储的。
所述AI开放平台，允许是AI百度开放平台。
基于AI开放平台的儿童认知学习交互方装置，包括：存储器、处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成如上任一所述方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储由计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成如上任一所述方法的步骤。
本发明的有益效果为：
本发明提出了一种基于开放平台的支持多媒体交互技术的儿童认知学习系统，操作简单且处理效率高，既能对系统现有数据库中的认知素材进行认知学习又能对用户实时获取的素材图片进行认知学习，充分满足用户的实时交互需求，更有效激发儿童的认知学习兴趣。
同时，本发明提供了语音交互方式，与用户进行实时交互，更有利于目标用户(儿童)群体的有效学习，提高系统的利用率和效率。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是本发明基于AI开放平台的儿童认知学习交互系统学习流程示意图；
图2是本发明基于AI开放平台的儿童认知学习交互系统测验流程示意图；
图3是本发明基于AI开放平台的儿童认知学习交互系统模块示意图；
图4是本发明与AI开放平台的连接流程示意图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
基于AI开放平台的儿童认知学习交互方法分别包含学习和测验两个基本过程，下面对两个过程分别说明其基本步骤。
如图1所示，学习过程步骤如下：
步骤(11)：获取认知图片素材；
由用户在儿童认知学习交互系统数据库中根据素材类别，如动物、植物或车标等选择对应的分类，再根据系统提供的缩略图有用户选择要认知的素材或由用户通过认知素材图片导入模块提供认知素材图片。系统提取对应素材文件。
步骤(12)：将步骤(11)中获取的素材文件，发送至AI开放平台，并向AI开放平台发送图像识别请求，获取平台返回文本结果；
步骤(13)：向AI开放平台发送语音合成请求；
将步骤(12)获取的文本结果发送至AI开放平台，并向AI开放平台发送语音合成请求，获取平台返回的音频文件。
步骤(14)：通过调用播放程序，将步骤(13)的返回的音频文件结果播放输出。
如图2所示，测验过程步骤如下：
步骤(21)：获取认知图片；
由用户在儿童认知学习交互系统数据库中根据素材类别，如动物、植物或车标等选择对应的分类，再根据系统提供的缩略图有用户选择要认知的素材或由用户通过认知素材图片导入模块提供认知素材图片。系统提取对应素材文件。
步骤(22)：将步骤(21)中获取的素材文件，发送至开放平台，并向开放平台发送图像识别请求，获取平台返回文本结果；
步骤(23)：获取语音输入。
系统调用语音获取程序，对用户输入的语音结果进行录音，存储成mp3文件，并将该文件发送至开放平台，并发送语音识别请求，获取平台返回文本结果。
步骤(24)：向AI开放平台发送文本相似度检测。
将步骤(22)和步骤(23)获取的两个文本文件发送至AI开放平台，并发送本文相似度检测需求，获取平台返回结果。
步骤(25)：向AI开放平台发送语音合成请求；
将步骤(24)获取的文本结果发送至AI开放平台，并向AI开放平台发送语音合成请求，获取平台返回的音频文件。
步骤(26)：通过调用播放程序，将步骤(25)的返回的音频文件结果播放输出。
如图3所示，基于AI开放平台的儿童认知学习交互系统，与AI开放平台连接，包括：
认知素材图片导入模块、认知素材数据库模块、图像识别模块、语音获取模块、认知判断模块和输出模块；
所述认知素材图片导入模块，用于获取实时拍摄的图片或用户输入的图片；将实时拍摄的图片或用户输入的图片存储到认知素材数据库中；
所述认知素材数据库，用于存储认知素材图片，所述认知素材图片为实时拍摄的图片或用户输入的图片；
所述图像识别模块，与AI开放平台连接，将认知素材图片导入模块和认知素材数据库中的图片上传给AI开放平台进行图像识别，同时获取AI开放平台对图像识别的文本数据；
所述语音获取模块，与AI开放平台连接，将用户发出的语音采集并上传给AI开放平台，同时获取AI开放平台对语音识别的文本数据；
所述认知判断模块，与AI开放平台连接，用于将图像识别的文本数据和语音识别的文本数据同时上传到AI开放平台进行文本相似度比较，将文本相似度比较结果转换成语音，将文本相似度比较结果的文字和语音返回认知判断模块，认知判断模块接收AI开放平台返回认知判断结果，并将AI开放平台的认知判断结果通过输出模块反馈给用户。
如图4所示，本发明通过四个接口与AI开放平台建立连接关系，所述四个接口分别是图像识别接口、语音识别接口、语音合成接口和相似度检测接口。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.基于AI开放平台的儿童认知学习交互系统，其特征是，与AI开放平台连接，包括：
认知素材图片导入模块、认知素材数据库模块、图像识别模块、语音获取模块、认知判断模块和输出模块；
所述认知素材图片导入模块，用于获取实时拍摄的图片或用户输入的图片；将实时拍摄的图片或用户输入的图片存储到认知素材数据库中；
所述认知素材数据库，用于存储认知素材图片，所述认知素材图片为实时拍摄的图片或用户输入的图片；
所述图像识别模块，与AI开放平台连接，将认知素材图片导入模块和认知素材数据库中的图片上传给AI开放平台进行图像识别，同时获取AI开放平台对图像识别的文本数据；
所述语音获取模块，与AI开放平台连接，将用户发出的语音采集并上传给AI开放平台，同时获取AI开放平台对语音识别的文本数据；
所述认知判断模块，与AI开放平台连接，用于将图像识别的文本数据和语音识别的文本数据同时上传到AI开放平台进行文本相似度比较，将文本相似度比较结果转换成语音，将文本相似度比较结果的文字和语音返回认知判断模块，认知判断模块接收AI开放平台返回认知判断结果，并将AI开放平台的认知判断结果通过输出模块反馈给用户。
2.基于AI开放平台的儿童认知学习交互方法，其特征是，包括：学习和测验两个过程：
学习过程：将获取的认知图片素材发送给AI开放平台，接收AI开放平台的图像识别结果，用户根据图像识别结果对认知图片素材进行学习；
测验过程：将获取的认知图片素材和用户认知语音同时发送给AI开放平台，接收AI开放平台的图像识别结果和语音识别结果，接收AI开放平台对两个识别结果的相似度检测结果，通过语音和文字的形式将检测结果播放出来。
3.如权利要求2所述的基于AI开放平台的儿童认知学习交互方法，其特征是，所述学习过程的步骤，包括：
步骤(11)：获取认知图片素材；
步骤(12)：将步骤(1)获取的认知图片素材发送到AI开放平台，同时向AI开放平台发送图像识别的请求，获取AI平台返回的图像识别结果，所述图像识别结果为语音形式；
步骤(13)：图像识别结果通过语音形式进行播放，供用户学习。
4.如权利要求2所述的基于AI开放平台的儿童认知学习交互方法，其特征是，所述测验过程的步骤，包括：
步骤(21)：获取认知图片素材，将获取的认知图片素材发送到AI开放平台，同时向AI开放平台发送图像识别的请求，获取AI开放平台返回的图像识别结果，所述图像识别结果为文本形式；
步骤(22)：获取输入的音频文件，将音频文件发送到AI开放平台，同时向AI开放平台发送语音识别的请求，获取AI开放平台返回的语音识别结果，所述图像识别结果为文本形式；
步骤(23)：将步骤(21)的图像识别文本结果和步骤(22)的音频识别文本结果同时发送给AI开放平台，同时向AI开放平台发送文本相似度检测请求和相似度检测结果的语音合成请求，获取AI开放平台返回的文本相似度检测结果，所述文本相似度检测结果为文本形式和音频形式；
步骤(24)：将文本相似度的检测结果通过文本播放和语音播放的形式播放出来。
5.如权利要求2所述的基于AI开放平台的儿童认知学习交互方法，其特征是，所述认知图片素材是实时拍摄的或认知素材数据库中预先存储的。
6.如权利要求2所述的基于AI开放平台的儿童认知学习交互方法，其特征是，所述AI开放平台，允许是AI百度开放平台。
7.基于AI开放平台的儿童认知学习交互方装置，其特征是，包括：存储器、处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成如权利要求1-6任一所述方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，其特征是，其上存储由计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成如权利要求1-6任一所述方法的步骤。
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