CN108710709A - 互动阅读装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种互动阅读装置，属于教学装置领域。本发明的互动阅读装置，包括：拍摄机构，拍摄机构包括摄像头、反光镜和竖直设置的支柱，摄像头安装于支柱上，反光镜固定于支架上，支架转动连接于支柱的顶端；以及置物平台，支柱的底端固定于置物平台上，置物平台上安装有处理器单元以及与处理器单元连接的声音播放器、声音采集器；摄像头与处理器单元连接。本发明提供了一种互动阅读装置，克服了现有具有图书内容语音播放功能的阅读装置对于图书具体页面的识别精度相对较低的不足。

Description

互动阅读装置

技术领域

本发明涉及教学装置领域，更具体地说，涉及一种互动阅读装置。

背景技术

阅读是从古至今都非常重要的学习手段，但是随着智能设备的飞速普及，阅读的方式方法也越来越多，电子图书、有声读物等设备都极大的丰富了阅读的手段，使得人们阅读时更加的方便和快捷。

纸质图书作为一种儿童获取知识的主要工具，在儿童学习成长的过程当中扮演着举足轻重的地位。儿童通过阅读图书可以了解世界、增长见识。但是，对于认字不准确或者完全不识字的儿童而言，由于其自身能力的局限性，无法阅读故事较为复杂的文字类书籍，从而大大降低了其阅读兴趣。

现有的学习机实现了笔点课本上文字内容语音播放的功能，为儿童的学习带来了极大的帮助。但是，现有的学习机通常需要用户预先在该学习机上进行书籍和页码的选择操作，并通过使用所配备的点读笔实现书籍上对应页码中目标位置的定位，进而以语音形式播放该目标位置处的内容。此种语音播放技术对于儿童而言，其操作复杂，难度较大。

现有技术中关于无需点读即可实现图书内容语音播放功能的阅读装置已有相关专利方案公开，例如专利公开号：CN 103761892 A，公开日：2014年04月30日，发明创造名称为：一种语音播放纸质书籍内容的方法及装置，该申请案的方法包括：获取图像序列；判断图像序列是否与书籍摆放动作或书籍翻页动作相适配；如果判断图像序列与书籍摆放动作相适配，提取并识别图像序列中图像的封面特征信息，从数据库中查找与识别结果相匹配的书名内容；在书名内容查找成功的情况下，通过发音模块发出对应于书名内容的语音；如果判断图像序列与书籍翻页动作相适配，提取并识别图像序列中图像的页面特征信息，从数据库中查找与识别结果相匹配的页面内容；在页面内容查找成功的情况下，通过发音模块发出对应于页面内容的语音。该申请案提出的技术方案能够降低纸质书籍内容播放之时所需用户操作的复杂度，缩短启动播放的时间。但是，该申请案中对于图书具体页面的识别精度却相对较低。

综上所述，如何克服现有具有图书内容语音播放功能的阅读装置对于图书具体页面的识别精度相对较低的不足，是现有技术中亟需解决的技术难题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明提供了一种互动阅读装置，克服了现有具有图书内容语音播放功能的阅读装置对于图书具体页面的识别精度相对较低的不足。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的互动阅读装置，包括：

拍摄机构，所述拍摄机构包括摄像头、反光镜和竖直设置的支柱，所述摄像头安装于支柱上，反光镜固定于支架上，支架转动连接于支柱的顶端；

以及置物平台，所述支柱的底端固定于所述置物平台上，所述置物平台上安装有处理器单元以及与所述处理器单元连接的声音播放器、声音采集器；所述摄像头与所述处理器单元连接。

作为本发明更进一步的改进，所述置物平台上设有分别与处理器单元连接的显示屏以及二维码读取机构。

作为本发明更进一步的改进，所述置物平台上设有与处理器单元连接的射频标签识读器。

作为本发明更进一步的改进，所述置物平台上设有与处理器单元连接的指纹识别器。

作为本发明更进一步的改进，所述支柱的顶端设有螺纹孔；所述支架的一端设有用于反光镜嵌入的卡槽，所述支架的另一端设有贯通槽，所述支柱的顶端穿过所述贯通槽，所述支架上螺纹配合有从支架外表面穿入到达所述贯通槽内并螺纹连接在支架顶端螺纹孔内的螺栓。

作为本发明更进一步的改进，所述支柱上设有限位柱，该限位柱位于支架的下方。

作为本发明更进一步的改进，当所述反光镜的反射面朝向支柱的底端且反光镜的反射面与水平面的夹角为45°时，所述支架被所述限位柱所抵住。

作为本发明更进一步的改进，所述摄像头远离反光镜的一侧设有补光灯，所述摄像头的上下两侧分别设有透镜；所述透镜包括半凹透镜和平透镜，所述半凹透镜为一完整凹透镜的一半，所述半凹透镜的端部与平透镜连接；每个透镜上的半凹透镜相对于平透镜更加靠近摄像头；所述补光灯用于发出沿水平方向平行的光线；摄像头上下两侧的半凹透镜将补光灯发出的平行光线分别对应向摄像头中心点所在水平面方向折射。

作为本发明更进一步的改进，经过半凹透镜折射后的光线与水平面的夹角为10-30°。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的互动阅读装置，把纸质版图书和有声图书有效结合起来，其将纸质图书对应的语音文件或者文本文件存放于数据库里，处理器单元识别出摄像头拍摄的对应图书页面，然后查找到当前图书页面对应在数据库中的语音文件或者文本文件，当看纸质图书时调取对应语音文件或通过文本转语音实现同步语音互动阅读，使得读书趣味性大大增强，能够提升读者的阅读积极性，使得传统读书方式能够不被电子图书、音频图书等等现代方式所取代，同时可以有效提升青幼年阅读的趣味性，培养孩子热爱读书的良好行为习惯，同时可以帮助婴幼儿识图识字，快速认知世界。

(2)本发明中，数据库包括本地数据库以及网络数据库，通过图像对应的识别码，先去本地数据库中查找该幅图像对应的语音播报信息，若查找到，则结束查找，若未查找到，则去网络数据库中查找该幅图像对应的语音播报信息，并将该位于网络数据库的语音播报信息下载至本地数据库中，本地数据库和网络数据库先后查找顺序的控制，可有效提高语音播报信息查找的速度，从而提升互动阅读的使用效果。

(3)本发明中，用户通过摄像头拍摄图书页面，并通过处理器单元获得所拍摄图像对应的识别码，用户通过声音采集器录制图书页面对应的语音播报信息，并将录制的语音播报信息以及所拍摄图像对应的识别码上传至数据库中，从而方便用户主动录制图书页面对应的语音播报信息，并在后续的互动阅读中相应的播放事先录制的语音播报信息，提高了互动阅读的使用灵活性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为实施例的互动阅读装置的结构示意图；

图2为实施例的互动阅读装置的使用状态示意图；

图3为实施例中补光灯和摄像头的俯视结构示意图；

图4为实施例的互动阅读方法的流程图。

示意图中的标号说明：

110、置物平台；111、图书；120、支柱；121、限位柱；130、摄像头；140、支架；141、螺栓；150、反光镜；160、补光灯；170、透镜；171、平透镜；172、半凹透镜；

201、显示屏；202、声音播放器；203、二维码读取机构；204、射频标签识读器；205、声音采集器；206、指纹识别器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

结合图1-3，本实施例的互动阅读装置，包括：拍摄机构，拍摄机构包括摄像头130、反光镜150和竖直设置的支柱120，摄像头130安装于支柱120上，反光镜150固定于支架140上，支架140转动连接于支柱120的顶端；以及置物平台110，支柱120的底端固定于置物平台110上，置物平台110上安装有处理器单元以及与处理器单元连接的声音播放器202、声音采集器205；摄像头130与处理器单元连接。其中，当需要通过摄像头130对用户面部进行拍摄时，转动反光镜150使得反光镜150转动到摄像头130取景区域上方，此时反光镜150不对进入摄像头130的光线进行反射，摄像头130取景区域为正前方，对正前方用户面部进行拍摄；当需要调节拍摄区域时，转动反光镜150使得摄像头130的拍摄区域调整至下方的置物平台110上，此时反光镜150用于反射进入摄像头130的光线，从而可以在摄像头不动的情况下调节需要拍摄的区域，方便实用。

本实施例中，支柱120的顶端设有螺纹孔，支架140的一端设有用于反光镜150嵌入的卡槽，支架140的另一端设有贯通槽，支柱120的顶端穿过贯通槽，支架140上螺纹配合有从支架140外表面穿入到达贯通槽内并螺纹连接在支架140顶端螺纹孔内的螺栓141，其中，支架140与支柱120之间通过螺栓141连接，支架140以螺栓141为旋转轴在支柱120上转动，从而方便反光镜150安装角度的调整。

本实施例中，支柱120上设有限位柱121，该限位柱121位于支架140的下方，当反光镜150的反射面朝向支柱120的底端且反光镜150的反射面与水平面的夹角为45°时，支架140被限位柱121所抵住，即支架140旋转到与限位柱121接触时，反光镜150的倾角a＝45°，使得摄像头130通过反光镜150拍摄到的图像是图书111页面正向投影的图像，便于图书111页面上图像的准确采集。

本实施例中，摄像头130远离反光镜150的一侧设有补光灯160，摄像头130的上下两侧分别设有透镜170；透镜170包括半凹透镜172和平透镜171，半凹透镜172为一完整凹透镜的一半，半凹透镜172的端部与平透镜171连接；每个透镜170上的半凹透镜172相对于平透镜171更加靠近摄像头130；补光灯160用于发出沿水平方向平行的光线；摄像头130上下两侧的半凹透镜172将补光灯160发出的平行光线分别对应向摄像头130中心点所在水平面方向折射；经过半凹透镜172折射后的光线与水平面的夹角为10-30°。其中，当通过摄像头130对图书111页面进行拍摄时，打开补光灯160对图书111页面进行补光，可确保拍摄图像的清晰度与准确度显著提高；同时本实施例中，在摄像头130远离反光镜150的一侧设有补光灯160，且补光灯160发出沿水平方向平行的光线，使得投射在图书111页面上的光线是垂直于图书111页面的，其中，摄像头130通过反光镜150正向拍摄图书111页面图像的过程中，配合图书111页面受到正向光线补光的操作，可使得摄像头130拍摄图像的辨识度与清晰度显著提升，为图像后期的精确识别提供基础，显著提高了图书具体页面的识别精度；与此同时，摄像头130的上下两侧分别设有透镜170，透镜170包括半凹透镜172和平透镜171，每个透镜170上的半凹透镜172相对于平透镜171更加靠近摄像头130，摄像头130上下两侧的半凹透镜172将补光灯160发出的平行光线分别对应向摄像头130中心点所在水平面方向折射，避免因摄像头130的阻挡而在图书111页面上形成阴影区(该阴影区严重影响图书具体页面的识别精度)，需要说明的是，本实施例中，选择合适折射效果的半凹透镜172，使得经过半凹透镜172折射后的光线与水平面的夹角为10-30°，有利于将光线均匀分散在原来因摄像头130阻挡而形成的阴影区上，避免因光线过度集中而形成亮斑或避免因光线过度分散而无法消除阴影区。

本实施例中，置物平台110上设有分别与处理器单元连接的显示屏201以及二维码读取机构203，置物平台110上设有与处理器单元连接的射频标签识读器204，置物平台110上设有与处理器单元连接的指纹识别器206，以上装置均用于用户个人账户的登录。

结合图4，本实施例的互动阅读方法，包括以下步骤：

步骤A：准备互动阅读装置；

步骤B：用户登录个人账户；

步骤C：将图书111水平放置于置物平台110上，调整反光镜150使得反光镜150的反射面朝向置物平台110所在方向且反光镜150的反射面与水平面的夹角为45°；

步骤D：打开补光灯160，使得补光灯160发出的光线经过反光镜150反射面反射至置物平台110的图书111上；

步骤E：通过摄像头130对图书111页面进行拍摄，并将拍摄的图像传送至处理器单元；

步骤F：处理器单元对摄像头130拍摄的图像进行识别；

步骤G：处理器单元根据图像识别的结果，查找到数据库中与该图像对应的语音播报信息，控制声音播放器202播放出以上语音播报信息。其中，语音播报信息为语音文件或者文本文件，当播放语音播报信息时，可直接调取语音文件播放或通过文本转语音方式实现播放。

本实施例中，为了实现步骤B中个人账户登录的功能，可使用人脸识别、二维码、RFID、指纹识别以及语音识别等技术，具体为：(1)步骤B中，调整反光镜150的位置使得摄像头130和用户面部之间无障碍物，通过摄像头130拍摄用户面部照片，并将面部照片传送至处理器单元进行人脸识别，根据人脸识别的结果登录对应的个人账户；(2)显示屏201上调出二维码图片，用户利用智能终端设备扫描以上二维码图片，然后登录对应的个人账户；或者通过二维码读取机构203读取用户在智能终端设备上调出的包含用户账户信息的二维码图片，然后登录对应的个人账户；(3)通过射频标签识读器204读取用户提供的电子标签，然后登录对应的个人账户；(4)通过指纹识别器206识别用户指纹，然后登录对应的个人账户；(5)通过声音采集器205采集用户提供的登陆语音信息，然后将登陆语音信息传送至处理器单元进行语音识别，根据语音识别的结果登录对应的个人账户。

本实施例中，步骤F包括以下分步骤：

步骤F001、将图像处理为黑白照片；

步骤F002、识别图像中图书111页面的边沿，并将图像中非图书111页面的部分剔除；

步骤F003、将图像分割为M*N块矩形区域；

步骤F004、分析每块矩形区域的灰度值，将灰度值大于等于L的矩形区域标记为1，将灰度值小于L的矩形区域标记为0，得到以上M*N块矩形区域的识别码，该识别码按照M*N块矩形区域的排列顺序排列，识别码每一位对应相应块矩形区域的标记数字；其中，L的数值范围为180-195；

步骤F005、通过图像对应的识别码，在数据库中查找该幅图像对应的语音播报信息；

步骤F006、通过声音播放器202播放以上的语音播报信息。

本实施例中，通过步骤F001至步骤F006可快速、准确的对图书具体页面进行识别，克服了现有具有图书内容语音播放功能的阅读装置对于图书具体页面的识别精度相对较低的不足。

本实施例中，数据库包括本地数据库以及网络数据库，通过图像对应的识别码，先去本地数据库中查找该幅图像对应的语音播报信息，若查找到，则结束查找，若未查找到，则去网络数据库中查找该幅图像对应的语音播报信息，并将该位于网络数据库的语音播报信息下载至本地数据库中，本地数据库和网络数据库先后查找顺序的控制，可有效提高语音播报信息查找的速度，从而提升互动阅读的使用效果。

本实施例中，步骤F005中：将每次查找到的语音播报信息提取至当前登录个人账户的个人网络数据库内；由于个人账户的个人网络数据库中预存了大量用户之前的阅读记录，去网络数据库中查找图像对应的语音播报信息过程中，先在当前登录个人账户的个人网络数据库内查找，可有效提高语音播报信息查找的速度，从而提升互动阅读的使用效果。

本实施例中，用户通过摄像头130拍摄图书111页面，并通过处理器单元获得所拍摄图像对应的识别码，用户通过声音采集器205录制图书111页面对应的语音播报信息，并将录制的语音播报信息以及所拍摄图像对应的识别码上传至数据库中，从而方便用户主动录制图书111页面对应的语音播报信息，并在后续的互动阅读中相应的播放事先录制的语音播报信息，提高了互动阅读的使用灵活性。

本实施例的互动阅读装置及互动阅读方法，把纸质版图书和有声图书有效结合起来，其将纸质图书对应的语音文件或者文本文件存放于数据库里，处理器单元识别出摄像头130拍摄的对应图书页面，然后查找到当前图书页面对应在数据库中的语音文件或者文本文件，当看纸质图书时调取对应语音文件或通过文本转语音实现同步语音互动阅读，使得读书趣味性大大增强，能够提升读者的阅读积极性，使得传统读书方式能够不被电子图书、音频图书等等现代方式所取代，同时可以有效提升青幼年阅读的趣味性，培养孩子热爱读书的良好行为习惯，同时可以帮助婴幼儿识图识字，快速认知世界。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.互动阅读装置，其特征在于包括：

拍摄机构，所述拍摄机构包括摄像头(130)、反光镜(150)和竖直设置的支柱(120)，所述摄像头(130)安装于支柱(120)上，反光镜(150)固定于支架(140)上，支架(140)转动连接于支柱(120)的顶端；

以及置物平台(110)，所述支柱(120)的底端固定于所述置物平台(110)上，所述置物平台(110)上安装有处理器单元以及与所述处理器单元连接的声音播放器(202)、声音采集器(205)；所述摄像头(130)与所述处理器单元连接。

2.根据权利要求1所述的互动阅读装置，其特征在于：所述置物平台(110)上设有分别与处理器单元连接的显示屏(201)以及二维码读取机构(203)。

3.根据权利要求1所述的互动阅读装置，其特征在于：所述置物平台(110)上设有与处理器单元连接的射频标签识读器(204)。

4.根据权利要求1所述的互动阅读装置，其特征在于：所述置物平台(110)上设有与处理器单元连接的指纹识别器(206)。

5.根据权利要求2-4任意一项所述的互动阅读装置，其特征在于：所述支柱(120)的顶端设有螺纹孔；所述支架(140)的一端设有用于反光镜(150)嵌入的卡槽，所述支架(140)的另一端设有贯通槽，所述支柱(120)的顶端穿过所述贯通槽，所述支架(140)上螺纹配合有从支架(140)外表面穿入到达所述贯通槽内并螺纹连接在支架(140)顶端螺纹孔内的螺栓(141)。

6.根据权利要求5所述的互动阅读装置，其特征在于：所述支柱(120)上设有限位柱(121)，该限位柱(121)位于支架(140)的下方。

7.根据权利要求6所述的互动阅读装置，其特征在于：当所述反光镜(150)的反射面朝向支柱(120)的底端且反光镜(150)的反射面与水平面的夹角为45°时，所述支架(140)被所述限位柱(121)所抵住。

8.根据权利要求2-4任意一项所述的互动阅读装置，其特征在于：所述摄像头(130)远离反光镜(150)的一侧设有补光灯(160)，所述摄像头(130)的上下两侧分别设有透镜(170)；所述透镜(170)包括半凹透镜(172)和平透镜(171)，所述半凹透镜(172)为一完整凹透镜的一半，所述半凹透镜(172)的端部与平透镜(171)连接；每个透镜(170)上的半凹透镜(172)相对于平透镜(171)更加靠近摄像头(130)；所述补光灯(160)用于发出沿水平方向平行的光线；摄像头(130)上下两侧的半凹透镜(172)将补光灯(160)发出的平行光线分别对应向摄像头(130)中心点所在水平面方向折射。

9.根据权利要求8所述的互动阅读装置，其特征在于：经过半凹透镜(172)折射后的光线与水平面的夹角为10-30°。