CN109087694B - 一种帮助学生锻炼身体的方法及家教设备 - Google Patents

Abstract

一种帮助学生锻炼身体的方法及家教设备，该方法为：家教设备输出用于提示学生锻炼身体的第一提示信息；所述家教设备检测是否接收到用于开启锻炼身体模式的开启指令，若收到，检测所述家教设备的屏幕是否垂直于水平面；若所述家教设备的屏幕垂直于水平面，所述家教设备开启所述锻炼身体模式，并且在所述锻炼身体模式下输出目标运动视频；所述家教设备通过摄像头检测学生的动作，并确定所述学生的动作与所述目标运动视频中的标准动作的相似程度；所述家教设备判断所述相似程度是否高于指定程度，若是，所述家教设备输出用于激励学生继续锻炼身体的第二提示信息。实施本发明实施例，能够帮助学生锻炼身体，有利于学生的身体健康。

Description

一种帮助学生锻炼身体的方法及家教设备

技术领域

本发明涉及家教设备技术领域，具体涉及一种帮助学生锻炼身体的方法及家教设备。

背景技术

在当代社会中，低年级学生的学习负担越来越重，这使得很多低年级学生在放学回到家后，会长时间的保持一个姿势进行学习，这样会影响学生的正常发育，损害学生的身体健康。

发明内容

本发明实施例公开了一种帮助学生锻炼身体的方法及家教设备，能够帮助学生锻炼身体，有利于学生的身体健康。

本发明实施例第一方面公开一种帮助学生锻炼身体的方法，所述方法包括：

家教设备输出用于提示学生锻炼身体的第一提示信息；

所述家教设备检测是否接收到用于开启锻炼身体模式的开启指令，若收到，检测所述家教设备的屏幕是否垂直于水平面；

若所述家教设备的屏幕垂直于水平面，所述家教设备开启所述锻炼身体模式，并且在所述锻炼身体模式下输出目标运动视频；

所述家教设备通过摄像头朝向所述家教设备的屏幕前方检测学生的动作，并确定所述学生的动作与所述目标运动视频中的标准动作的相似程度；

所述家教设备判断所述相似程度是否高于指定程度，若是，所述家教设备输出用于激励学生继续锻炼身体的第二提示信息。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述家教设备输出用于提示学生锻炼身体的第一提示信息之前，所述方法还包括：

所述家教设备统计在学习模式下学生学习某一学习内容的目标时长；

所述家教设备判断所述目标时长是否超过指定时长，若超过，获取预先存储的学生个人属性信息；其中，所述学生个人属性信息至少包括学生身份信息和学生对应的目标课程表，所述目标课程表至少包括学生学习的多个不同的学习科目以及每一个所述学习科目对应的教师终端标识；

所述家教设备以所述学习内容为依据，从所述目标课程表中查询出所述学习内容对应的目标学习科目；以及，从所述目标课程表中查询出所述目标学习科目对应的目标教师终端标识；

所述家教设备将所述学生身份信息、所述目标时长、所述学习内容对应的摘要以及所述目标教师终端标识上报给云平台，以使所述云平台根据所述目标教师终端标识，将包括所述学生身份信息、所述目标时长以及所述学习内容对应的摘要的通知消息发送给所述目标教师终端标识所属的教师终端；

所述家教设备接收所述目标教师终端标识所属的教师终端由经所述云平台发送的指示信息，所述指示信息用于指示所述家教设备提示学生锻炼身体。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述家教设备在检测出所述家教设备的屏幕垂直于水平面之后，以及所述家教设备开启所述锻炼身体模式之前，所述方法还包括：

所述家教设备控制摄像头朝向所述家教设备的屏幕前方进行拍摄，获得拍摄图像；

所述家教设备利用人像特征算法确定所述拍摄图像中是否包含人像；

若包含人像，所述家教设备利用人像属性算法对所述人像进行前向计算得到所述人像的属性信息；其中，所述人像属性算法是基于多个样本人像图像以及所述多个样本人像图像的多个属性信息的识别结果按照属性信息的不同类型进行训练得到；其中，所述属性信息包括：年龄、性别以及身高；

所述家教设备校验所述人像的属性信息是否与所述家教设备预设的需要帮助锻炼身体的任一学生对应的人像的属性信匹配，若匹配，执行所述的开启所述锻炼身体模式的步骤。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述人像属性算法通过以下方式训练得到，即：

所述家教设备读取预先录入的样本人像数据，每个样本人像数据中包含样本人像图像以及样本人像图像的多个属性信息；

所述家教设备从所述样本人像图像中提取人像特征；

所述家教设备根据初始模型中的不同属性信息对应的子模型对每个样本人像图像的人像特征进行前向计算，得到每个样本人像图像的多个属性信息的预测值；

所述家教设备根据所述预测值与属性信息的值，按照属性信息的不同类型计算得到所述多个属性信息的损耗；

所述家教设备将所述多个属性信息的损耗求和，得到所述多个属性信息的总损耗；

所述家教设备对所述初始模型中的不同属性信息对应的子模型的参数进行调整，直到调整后的参数使得所述多个属性信息的总损耗小于或等于预设阈值时，停止调整得到所述人像属性算法。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述家教设备检测是否接收到用于开启锻炼身体模式的开启指令，包括：

所述家教设备检测是否接收到用于开启锻炼身体模式的开启语音；

所述家教设备在校验出所述人像的属性信息与所述家教设备预设的需要帮助锻炼身体的任一学生对应的人像的属性信匹配之后，以及所述家教设备开启所述锻炼身体模式之前，所述方法还包括：

所述家教设备对所述开启语音以及所述家教设备预设的指定语音进行合成得到验证语音信号；

所述家教设备判断所述验证语音信号是否与所述家教设备预设的用于触发开启所述锻炼身体模式的合法语音信号匹配，若匹配，执行所述的开启所述锻炼身体模式的步骤；

其中，所述家教设备对所述开启语音以及所述家教设备预设的指定语音进行合成得到验证语音信号，包括：

所述家教设备确定所述开启语音与所述家教设备预设的指定语音之间的对齐点；其中，所述对齐点是指所述开启语音与所述家教设备预设的指定语音合成的开始位置；

所述家教设备根据所述对齐点将所述开启语音与所述家教设备预设的指定语音合成为验证语音信号；

所述家教设备确定所述开启语音与所述家教设备预设的指定语音之间的对齐点，包括：

所述家教设备计算所述开启语音的第一时长以及所述家教设备预设的指定语音的第二时长；其中，所述第一时长表示所述开启语音的语音持续的时间；所述第二时长表示所述家教设备预设的指定语音的语音持续的时间；

所述家教设备计算所述第一时长和所述第二时长之间的差值；

所述家教设备判断所述差值是否小于或等于预设数值，若是，对所述开启语音和所述指定语音中的任一语音进行周期上的缩放，以获得最终持续时长相同的开启语音和指定语音，再以所述最终持续时长相同的开启语音和指定语音的首个音频帧作为对齐点。

本发明实施例第二方面公开一种家教设备，包括：

提示单元，用于输出用于提示学生锻炼身体的第一提示信息；

第一检测单元，用于检测是否接收到用于开启锻炼身体模式的开启指令；

第二检测单元，用于在所述第一检测单元的检测结果为收到时，检测所述家教设备的屏幕是否垂直于水平面；

开启单元，用于在所述第二检测单元检测出所述家教设备的屏幕垂直于水平面时，开启所述锻炼身体模式；

输出单元，用于在所述锻炼身体模式下输出目标运动视频；

第三检测单元，用于通过摄像头朝向所述家教设备的屏幕前方检测学生的动作；

确定单元，用于确定所述学生的动作与所述目标运动视频中的标准动作的相似程度；

第一判断单元，用于判断所述相似程度是否高于指定程度；

所述提示单元，还用于在所述第一判断单元的判断结果为是时，输出用于激励学生继续锻炼身体的第二提示信息。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述家教设备还包括：

统计单元，用于在所述提示单元输出用于提示学生锻炼身体的第一提示信息之前，统计在学习模式下学生学习某一学习内容的目标时长；

第二判断单元，用于判断所述目标时长是否超过指定时长；

获取单元，用于在所述第二判断单元的判断结果为超过时，获取预先存储的学生个人属性信息；其中，所述学生个人属性信息至少包括学生身份信息和学生对应的目标课程表，所述目标课程表至少包括学生学习的多个不同的学习科目以及每一个所述学习科目对应的教师终端标识；

查询单元，用于以所述学习内容为依据，从所述目标课程表中查询出所述学习内容对应的目标学习科目；以及，从所述目标课程表中查询出所述目标学习科目对应的目标教师终端标识；

交互单元，用于将所述学生身份信息、所述目标时长、所述学习内容对应的摘要以及所述目标教师终端标识上报给云平台，以使所述云平台根据所述目标教师终端标识，将包括所述学生身份信息、所述目标时长以及所述学习内容对应的摘要的通知消息发送给所述目标教师终端标识所属的教师终端；

所述交互单元，还用于接收所述目标教师终端标识所属的教师终端由经所述云平台发送的指示信息并触发所述提示单元启动，所述指示信息用于指示所述家教设备提示学生锻炼身体。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述家教设备还包括：

处理单元，用于在所述第二检测单元检测出所述家教设备的屏幕垂直于水平面之后，控制摄像头朝向所述家教设备的屏幕前方进行拍摄，获得拍摄图像；利用人像特征算法确定所述拍摄图像中是否包含人像；若包含人像，利用人像属性算法对所述人像进行前向计算得到所述人像的属性信息；其中，所述人像属性算法是基于多个样本人像图像以及所述多个样本人像图像的多个属性信息的识别结果按照属性信息的不同类型进行训练得到；其中，所述属性信息包括：年龄、性别以及身高；

所述处理单元，还用于校验所述人像的属性信息是否与所述家教设备预设的需要帮助锻炼身体的任一学生对应的人像的属性信匹配；

所述开启单元，具体用于在所述第二检测单元检测出所述家教设备的屏幕垂直于水平面并且所述处理单元校验出所述人像的属性信息与所述家教设备预设的需要帮助锻炼身体的任一学生对应的人像的属性信匹配时，开启所述锻炼身体模式。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述人像属性算法是所述处理单元通过以下方式训练得到，即：

读取预先录入的样本人像数据，每个样本人像数据中包含样本人像图像以及样本人像图像的多个属性信息；

从所述样本人像图像中提取人像特征；

根据初始模型中的不同属性信息对应的子模型对每个样本人像图像的人像特征进行前向计算，得到每个样本人像图像的多个属性信息的预测值；

根据所述预测值与属性信息的值，按照属性信息的不同类型计算得到所述多个属性信息的损耗；

将所述多个属性信息的损耗求和，得到所述多个属性信息的总损耗；

对所述初始模型中的不同属性信息对应的子模型的参数进行调整，直到调整后的参数使得所述多个属性信息的总损耗小于或等于预设阈值时，停止调整得到所述人像属性算法。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述第一检测单元，具体用于检测是否接收到用于开启锻炼身体模式的开启语音；

所述家教设备，还包括：

合成单元，用于在所述处理单元校验出所述人像的属性信息与所述家教设备预设的需要帮助锻炼身体的任一学生对应的人像的属性信匹配之后，对所述开启语音以及所述家教设备预设的指定语音进行合成得到验证语音信号；

匹配单元，用于判断所述验证语音信号是否与所述家教设备预设的用于触发开启所述锻炼身体模式的合法语音信号匹配；

所述开启单元，具体用于在所述第二检测单元检测出所述家教设备的屏幕垂直于水平面，并且所述处理单元校验出所述人像的属性信息与所述家教设备预设的需要帮助锻炼身体的任一学生对应的人像的属性信匹配，以及所述匹配单元判断出所述验证语音信号与所述合法语音信号匹配时，开启所述锻炼身体模式；

其中，所述合成单元对所述开启语音以及所述家教设备预设的指定语音进行合成得到验证语音信号的方式为：

所述合成单元确定所述开启语音与所述家教设备预设的指定语音之间的对齐点；其中，所述对齐点是指所述开启语音与所述家教设备预设的指定语音合成的开始位置；

所述合成单元根据所述对齐点将所述开启语音与所述家教设备预设的指定语音合成为验证语音信号；

所述合成单元确定所述开启语音与所述家教设备预设的指定语音之间的对齐点的方式为：

所述合成单元计算所述开启语音的第一时长以及所述家教设备预设的指定语音的第二时长；其中，所述第一时长表示所述开启语音的语音持续的时间；所述第二时长表示所述家教设备预设的指定语音的语音持续的时间；

所述合成单元计算所述第一时长和所述第二时长之间的差值；

所述合成单元判断所述差值是否小于或等于预设数值，若是，对所述开启语音和所述指定语音中的任一语音进行周期上的缩放，以获得最终持续时长相同的开启语音和指定语音，再以所述最终持续时长相同的开启语音和指定语音的首个音频帧作为对齐点。

本发明实施例第三方面公开一种家教设备，包括：

存储有可执行程序代码的存储器；

与所述存储器耦合的处理器；

所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行本发明实施例第一方面公开的所述帮助学生锻炼身体的方法。

本发明实施例第四方面公开一种计算机可读存储介质，其存储计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行本发明实施例第一方面公开的所述帮助学生锻炼身体的方法。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：

本发明实施例中，家教设备可以输出运动视频，使学生可以跟着做，并检测学生跟着视频做的动作的标准性，从而能够帮助学生锻炼身体，有利于学生的身体健康。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是本发明实施例公开的一种帮助学生锻炼身体的方法的流程示意图；

图2是本发明实施例公开的另一种帮助学生锻炼身体的方法的流程示意图；

图3是本发明实施例公开的另一种帮助学生锻炼身体的方法的流程示意图；

图4是本发明实施例公开的一种家教设备的结构示意图；

图5是本发明实施例公开的另一种家教设备的结构示意图；

图6是本发明实施例公开的另一种家教设备的结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

需要说明的是，本发明实施例及附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明实施例公开了一种帮助学生锻炼身体的方法及家教设备，能够帮助学生锻炼身体，有利于学生的身体健康。以下分别进行详细说明。

实施例一

请参阅图1，图1是本发明实施例公开的一种帮助学生锻炼身体的方法的流程示意图。如图1所示，该方法可以包括以下步骤：

101、家教设备输出用于提示学生锻炼身体的第一提示信息。

102、家教设备检测是否接收到用于开启锻炼身体模式的开启指令，若收到，执行步骤103；若未收到，结束本流程。

103、家教设备检测家教设备的屏幕是否垂直于水平面，若家教设备的屏幕垂直于水平面，执行步骤104-步骤106；若家教设备的屏幕未垂直于水平面，结束本流程。

104、家教设备开启锻炼身体模式，并且在锻炼身体模式下输出目标运动视频。

105、家教设备通过摄像头朝向家教设备的屏幕前方检测学生的动作，并确定学生的动作与目标运动视频中的标准动作的相似程度。

106、家教设备判断相似程度是否高于指定程度，若是，执行步骤107；若否，结束本流程。

107、家教设备输出用于激励学生继续锻炼身体的第二提示信息。

在图1所描述的方法中，家教设备可以输出运动视频，使学生可以跟着做，并检测学生跟着视频做的动作的标准性，从而能够帮助学生锻炼身体，有利于学生的身体健康。

实施例二

请参阅图2，图2是本发明实施例公开的另一种帮助学生锻炼身体的方法的流程示意图。如图2所示，该方法可以包括以下步骤：

201、家教设备统计在学习模式下学生学习某一学习内容的目标时长。

202、家教设备判断目标时长是否超过指定时长，若超过，获取预先存储的学生个人属性信息；其中，学生个人属性信息至少包括学生身份信息和学生对应的目标课程表，目标课程表至少包括学生学习的多个不同的学习科目以及每一个所述学习科目对应的教师终端标识。

203、家教设备以学习内容为依据，从目标课程表中查询出学习内容对应的目标学习科目；以及，从目标课程表中查询出目标学习科目对应的目标教师终端标识。

204、家教设备将学生身份信息、目标时长、学习内容对应的摘要以及目标教师终端标识上报给云平台，以使云平台根据目标教师终端标识，将包括学生身份信息、目标时长以及学习内容对应的摘要的通知消息发送给目标教师终端标识所属的教师终端。

205、家教设备接收目标教师终端标识所属的教师终端由经云平台发送的指示信息，指示信息用于指示家教设备提示学生锻炼身体。

其中，实施上述步骤201-步骤205，可以由学生长时间学习的学习内容对应的科目的教学教师来提示学生锻炼身体。

206、家教设备输出用于提示学生锻炼身体的第一提示信息。

207、家教设备检测是否接收到用于开启锻炼身体模式的开启指令，若收到，执行步骤208；若未收到，结束本流程。

208、家教设备检测家教设备的屏幕是否垂直于水平面，若家教设备的屏幕垂直于水平面，执行步骤209-步骤211；若家教设备的屏幕未垂直于水平面，结束本流程。

209、家教设备开启锻炼身体模式，并且在锻炼身体模式下输出目标运动视频。

210、家教设备通过摄像头朝向家教设备的屏幕前方检测学生的动作，并确定学生的动作与目标运动视频中的标准动作的相似程度。

211、家教设备判断相似程度是否高于指定程度，若是，执行步骤212；若否，结束本流程。

212、家教设备输出用于激励学生继续锻炼身体的第二提示信息。

在图2所描述的方法中，家教设备可以输出运动视频，使学生可以跟着做，并检测学生跟着视频做的动作的标准性，从而能够帮助学生锻炼身体，有利于学生的身体健康。此外，实施图2所描述的方法，可以由学生长时间学习的学习内容对应的科目的教学教师来提示学生锻炼身体。

实施例三

请参阅图3，图3是本发明实施例公开的另一种帮助学生锻炼身体的方法的流程示意图。如图3所示，该方法可以包括以下步骤：

301、家教设备统计在学习模式下学生学习某一学习内容的目标时长。

302、家教设备判断目标时长是否超过指定时长，若超过，获取预先存储的学生个人属性信息；其中，学生个人属性信息至少包括学生身份信息和学生对应的目标课程表，目标课程表至少包括学生学习的多个不同的学习科目以及每一个所述学习科目对应的教师终端标识。

303、家教设备以学习内容为依据，从目标课程表中查询出学习内容对应的目标学习科目；以及，从目标课程表中查询出目标学习科目对应的目标教师终端标识。

304、家教设备将学生身份信息、目标时长、学习内容对应的摘要以及目标教师终端标识上报给云平台，以使云平台根据目标教师终端标识，将包括学生身份信息、目标时长以及学习内容对应的摘要的通知消息发送给目标教师终端标识所属的教师终端。

305、家教设备接收目标教师终端标识所属的教师终端由经云平台发送的指示信息，指示信息用于指示家教设备提示学生锻炼身体。

306、家教设备输出用于提示学生锻炼身体的第一提示信息。

307、家教设备检测是否接收到用于开启锻炼身体模式的开启指令，若收到，执行步骤308；若未收到，结束本流程。

308、家教设备检测家教设备的屏幕是否垂直于水平面，若家教设备的屏幕垂直于水平面，执行步骤309-步骤310；若家教设备的屏幕未垂直于水平面，结束本流程。

309、家教设备控制摄像头朝向家教设备的屏幕前方进行拍摄，获得拍摄图像。

310、家教设备利用人像特征算法确定拍摄图像中是否包含人像，若包含人像，执行步骤311-步骤312；若未包含人像，结束本流程。

作为一种可选的实施方式，家教设备利用人像特征算法确定拍摄图像中是否包含人像，包括：

家教设备从模板数据库中读取出常见姿势模板；

以及，家教设备根据拍摄图像中的地理场景从常见姿势模板中确定待用姿势模板；

以及，家教设备根据待用姿势模板确定待用姿势的包络框；

以及，家教设备利用包络框在拍摄图像中进行匹配，若匹配成功，则确定拍摄图像中包含人像。

其中，待用姿势模板可以包括站立姿势、下蹲姿势、平卧姿势以及侧卧姿势。

311、家教设备利用人像属性算法对人像进行前向计算得到人像的属性信息；其中，人像属性算法是基于多个样本人像图像以及多个样本人像图像的多个属性信息的识别结果按照属性信息的不同类型进行训练得到；其中，属性信息包括：年龄、性别以及身高。

作为一种可选的实施方式，人像属性算法通过以下方式训练得到，即：

家教设备读取预先录入的样本人像数据，每个样本人像数据中包含样本人像图像以及样本人像图像的多个属性信息；

以及，家教设备从样本人像图像中提取人像特征；

以及，家教设备根据初始模型中的不同属性信息对应的子模型对每个样本人像图像的人像特征进行前向计算，得到每个样本人像图像的多个属性信息的预测值；

以及，家教设备根据预测值与属性信息的值，按照属性信息的不同类型计算得到多个属性信息的损耗；

以及，家教设备将多个属性信息的损耗求和，得到多个属性信息的总损耗；

以及，家教设备对初始模型中的不同属性信息对应的子模型的参数进行调整，直到调整后的参数使得多个属性信息的总损耗小于或等于预设阈值时，停止调整得到人像属性算法。

作为一种可选的实施方式，家教设备根据预测值与属性信息的值，按照属性信息的不同类型计算得到多个属性信息的损耗，包括：

对于多个属性信息中每一个属性信息，若该属性信息为回归属性，按照如下公式对该属性信息的预测值和属性信息的值进行计算，得到该属性信息的损耗：

其中，m表示该属性信息在多个属性信息中的编号，

表示初始模型计算得到的预测值，

表示该属性信息的值，i表示回归维度，j表示回归维度的标，L表示该属性信息对应的损耗。

或者，家教设备根据预测值与属性信息的值，按照属性信息的不同类型计算得到多个属性信息的损耗，包括：

对于多个属性信息中每一个属性信息，若该属性信息不为回归属性，按照如下公式对该属性信息的预测向量和属性信息向量进行计算，得到该属性信息的损耗：

其中，m表示该属性信息在多个属性信息中的编号，x表示该属性信息的值，z表示初始模型计算得到的预测值，d表示该属性信息的识别结果数目，h表示该属性信息的识别结果的标识，L表示该属性信息对应的损耗。

312、家教设备校验该人像的属性信息是否与家教设备预设的需要帮助锻炼身体的任一学生对应的人像的属性信匹配，若是，执行步骤313-步骤315；若否，结束本流程。

313、家教设备开启锻炼身体模式，并且在锻炼身体模式下输出目标运动视频。

314、家教设备通过摄像头朝向家教设备的屏幕前方检测学生的动作，并确定学生的动作与目标运动视频中的标准动作的相似程度。

315、家教设备判断相似程度是否高于指定程度，若是，执行步骤316；若否，结束本流程。

316、家教设备输出用于激励学生继续锻炼身体的第二提示信息。

作为一种可选的实施方式，在步骤307中，家教设备检测是否接收到用于开启锻炼身体模式的开启指令，包括：

家教设备检测是否接收到用于开启锻炼身体模式的开启语音；

相应地，家教设备在校验出该人像的属性信息与家教设备预设的需要帮助锻炼身体的任一学生对应的人像的属性信匹配之后，以及家教设备执行步骤313之前，家教设备还可以执行以下操作：

家教设备对开启语音以及家教设备预设的指定语音进行合成得到验证语音信号；

以及，家教设备判断验证语音信号是否与家教设备预设的用于触发开启锻炼身体模式的合法语音信号匹配，若匹配，执行步骤313；

其中，家教设备对开启语音以及家教设备预设的指定语音进行合成得到验证语音信号，包括：

家教设备确定开启语音与家教设备预设的指定语音之间的对齐点；其中，对齐点是指开启语音与家教设备预设的指定语音合成的开始位置；

以及，家教设备根据对齐点将开启语音与家教设备预设的指定语音合成为验证语音信号；

其中，家教设备确定开启语音与所述家教设备预设的指定语音之间的对齐点，包括：

家教设备计算开启语音的第一时长以及家教设备预设的指定语音的第二时长；其中，第一时长表示开启语音的语音持续的时间；第二时长表示家教设备预设的指定语音的语音持续的时间；

以及，家教设备计算第一时长和第二时长之间的差值；

以及，家教设备判断该差值是否小于或等于预设数值，若是，对开启语音和指定语音中的任一语音进行周期上的缩放，以获得最终持续时长相同的开启语音和指定语音，再以最终持续时长相同的开启语音和指定语音的首个音频帧作为对齐点。

其中，对开启语音和指定语音中的任一语音进行周期上的缩放，包括：

若开启语音的第一时长相对于指定语音的第二时长较短，那么家教设备可以根据该差值确定该差值占开启语音的第一时长的比例X；

家教设备计算开启语音的音频帧数Y；

家教设备计算放大系数E，E＝X*(Y/(Y-1))；

家教设备按照放大系数，对开启语音中除了首个音频帧之外的其他音频帧进行等比例放大，以使得放大后的开启语音的最终持续时长与指定语音的第二时长相同。

作为一种可选的实施方式，若该差值大于预设数值，方法还包括：

家教设备使用相同的默认采样频率对开启语音以及指定语音分别进行采样，得到第一采样组和第二采样组；

家教设备根据默认采样频率、第一采样组、第二采样组以及互相关权值生成互相关组；其中，互相关权值与该差值正相关，互相关组中包含有多个数值；

家教设备将互相关组中的多个数值进行比较，找出最大的数值；

家教设备使用最大的数值对应的音频帧位置作为对齐点。

在图3所描述的方法中，家教设备可以输出运动视频，使学生可以跟着做，并检测学生跟着视频做的动作的标准性，从而能够帮助学生锻炼身体，有利于学生的身体健康。此外，实施图3所描述的方法，可以由学生长时间学习的学习内容对应的科目的教学教师来提示学生锻炼身体。此外，实施图3所描述的方法，可以提升家教设备开启锻炼身体模式的准确性和合法性。

实施例四

请参阅图4，图4是本发明实施例公开的一种家教设备的结构示意图。如图4所示，该家教设备可以包括：

提示单元401，用于输出用于提示学生锻炼身体的第一提示信息；

第一检测单元402，用于检测是否接收到用于开启锻炼身体模式的开启指令；

第二检测单元403，用于在第一检测单元404的检测结果为收到时，检测家教设备的屏幕是否垂直于水平面；

开启单元405，用于在第二检测单元403检测出家教设备的屏幕垂直于水平面时，开启锻炼身体模式；

输出单元406，用于在锻炼身体模式下输出目标运动视频；

第三检测单元407，用于通过摄像头朝向家教设备的屏幕前方检测学生的动作；

确定单元408，用于确定学生的动作与目标运动视频中的标准动作的相似程度；

第一判断单元409，用于判断相似程度是否高于指定程度；

提示单元401，还用于在第一判断单元409的判断结果为是时，输出用于激励学生继续锻炼身体的第二提示信息。

在图4所描述的家教设备中，家教设备可以输出运动视频，使学生可以跟着做，并检测学生跟着视频做的动作的标准性，从而能够帮助学生锻炼身体，有利于学生的身体健康。

实施例五

请参阅图5，图5是本发明实施例公开的另一种家教设备的结构示意图。其中，图5所示的家教设备是由图4所示的家教设备进行优化得到的，图5所示的家教设备除了包括图4所示的家教设备的所有单元之外，还包括：

统计单元410，用于在提示单元401输出用于提示学生锻炼身体的第一提示信息之前，统计在学习模式下学生学习某一学习内容的目标时长；

第二判断单元411，用于判断目标时长是否超过指定时长；

获取单元412，用于在第二判断单元411的判断结果为超过时，获取预先存储的学生个人属性信息；其中，学生个人属性信息至少包括学生身份信息和学生对应的目标课程表，目标课程表至少包括学生学习的多个不同的学习科目以及每一个学习科目对应的教师终端标识；

查询单元413，用于以学习内容为依据，从目标课程表中查询出学习内容对应的目标学习科目；以及，从目标课程表中查询出目标学习科目对应的目标教师终端标识；

交互单元414，用于将学生身份信息、目标时长、学习内容对应的摘要以及目标教师终端标识上报给云平台，以使云平台根据目标教师终端标识，将包括学生身份信息、目标时长以及学习内容对应的摘要的通知消息发送给目标教师终端标识所属的教师终端；以及，还用于接收目标教师终端标识所属的教师终端由经云平台发送的指示信息并触发提示单元401启动，指示信息用于指示家教设备提示学生锻炼身体。

作为一种可选的实施方式，图5所示的家教设备还包括：

处理单元415，用于在第二检测单元403检测出家教设备的屏幕垂直于水平面之后，控制摄像头朝向家教设备的屏幕前方进行拍摄，获得拍摄图像；利用人像特征算法确定拍摄图像中是否包含人像；若包含人像，利用人像属性算法对该人像进行前向计算得到该人像的属性信息；其中，该人像属性算法是基于多个样本人像图像以及多个样本人像图像的多个属性信息的识别结果按照属性信息的不同类型进行训练得到；其中，属性信息包括：年龄、性别以及身高；

处理单元415，还用于校验该人像的属性信息是否与家教设备预设的需要帮助锻炼身体的任一学生对应的人像的属性信匹配；

相应地，开启单元405具体用于在第二检测单元403检测出家教设备的屏幕垂直于水平面并且处理单元415校验出该人像的属性信息与家教设备预设的需要帮助锻炼身体的任一学生对应的人像的属性信匹配时，开启锻炼身体模式。

本发明实施例中，该人像属性算法是处理单元415通过以下方式训练得到，即：

读取预先录入的样本人像数据，每个样本人像数据中包含样本人像图像以及样本人像图像的多个属性信息；

从样本人像图像中提取人像特征；

根据初始模型中的不同属性信息对应的子模型对每个样本人像图像的人像特征进行前向计算，得到每个样本人像图像的多个属性信息的预测值；

根据预测值与属性信息的值，按照属性信息的不同类型计算得到多个属性信息的损耗；

将多个属性信息的损耗求和，得到多个属性信息的总损耗；

对初始模型中的不同属性信息对应的子模型的参数进行调整，直到调整后的参数使得多个属性信息的总损耗小于或等于预设阈值时，停止调整得到所述人像属性算法。

作为一种可选的实施方式，第一检测单元402具体用于检测是否接收到用于开启锻炼身体模式的开启语音；

相应地，图5所示的家教设备还包括：

合成单元416，用于在处理单元415校验出该人像的属性信息与家教设备预设的需要帮助锻炼身体的任一学生对应的人像的属性信匹配之后，对开启语音以及家教设备预设的指定语音进行合成得到验证语音信号；

匹配单元417，用于判断验证语音信号是否与家教设备预设的用于触发开启锻炼身体模式的合法语音信号匹配；

相应地，开启单元405具体用于在第二检测单元403检测出家教设备的屏幕垂直于水平面，并且处理单元415校验出该人像的属性信息与家教设备预设的需要帮助锻炼身体的任一学生对应的人像的属性信匹配，以及匹配单元417判断出验证语音信号与合法语音信号匹配时，开启锻炼身体模式；

其中，合成单元416对开启语音以及家教设备预设的指定语音进行合成得到验证语音信号的方式为：

合成单元416确定开启语音与家教设备预设的指定语音之间的对齐点；其中，对齐点是指开启语音与家教设备预设的指定语音合成的开始位置；

合成单元416根据对齐点将开启语音与家教设备预设的指定语音合成为验证语音信号；

其中，合成单元416确定开启语音与家教设备预设的指定语音之间的对齐点的方式为：

合成单元416计算开启语音的第一时长以及家教设备预设的指定语音的第二时长；其中，第一时长表示开启语音的语音持续的时间；第二时长表示家教设备预设的指定语音的语音持续的时间；

合成单元416计算第一时长和第二时长之间的差值；

合成单元416判断该差值是否小于或等于预设数值，若是，对开启语音和指定语音中的任一语音进行周期上的缩放，以获得最终持续时长相同的开启语音和指定语音，再以最终持续时长相同的开启语音和指定语音的首个音频帧作为对齐点。

在图5所描述的家教设备中，家教设备可以输出运动视频，使学生可以跟着做，并检测学生跟着视频做的动作的标准性，从而能够帮助学生锻炼身体，有利于学生的身体健康。此外，实施图5所描述的家教设备，可以由学生长时间学习的学习内容对应的科目的教学教师来提示学生锻炼身体。此外，实施图5所描述的家教设备，可以提升家教设备开启锻炼身体模式的准确性和合法性。

实施例六

请参阅图6，图6是本发明实施例公开的另一种家教设备的结构示意图。如图6所示，该家教设备可以包括：

存储有可执行程序代码的存储器601；

与存储器601耦合的处理器602；

其中，处理器602调用存储器601中存储的可执行程序代码，执行图1、图2或图3所描述的方法。

本发明实施例公开一种计算机可读存储介质，其存储计算机程序，其中，该计算机程序使得计算机执行图1、图2或图3所描述的方法。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存储器(Random Access Memory，RAM)、可编程只读存储器(Programmable Read-only Memory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、一次可编程只读存储器(One-time Programmable Read-Only Memory，OTPROM)、电子抹除式可复写只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(CompactDisc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。

以上对本发明实施例公开的一种帮助学生锻炼身体的方法及家教设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种帮助学生锻炼身体的方法，其特征在于，所述方法包括：

家教设备输出用于提示学生锻炼身体的第一提示信息；

所述家教设备检测是否接收到用于开启锻炼身体模式的开启指令，若收到，检测所述家教设备的屏幕是否垂直于水平面；

若所述家教设备的屏幕垂直于水平面，所述家教设备开启所述锻炼身体模式，并且在所述锻炼身体模式下输出目标运动视频；

所述家教设备通过摄像头朝向所述家教设备的屏幕前方检测学生的动作，并确定所述学生的动作与所述目标运动视频中的标准动作的相似程度；

所述家教设备判断所述相似程度是否高于指定程度，若是，所述家教设备输出用于激励学生继续锻炼身体的第二提示信息；

所述家教设备输出用于提示学生锻炼身体的第一提示信息之前，所述方法还包括：

所述家教设备统计在学习模式下学生学习某一学习内容的目标时长；

所述家教设备判断所述目标时长是否超过指定时长，若超过，获取预先存储的学生个人属性信息；其中，所述学生个人属性信息至少包括学生身份信息和学生对应的目标课程表，所述目标课程表至少包括学生学习的多个不同的学习科目以及每一个所述学习科目对应的教师终端标识；

所述家教设备以所述学习内容为依据，从所述目标课程表中查询出所述学习内容对应的目标学习科目；以及，从所述目标课程表中查询出所述目标学习科目对应的目标教师终端标识；

所述家教设备将所述学生身份信息、所述目标时长、所述学习内容对应的摘要以及所述目标教师终端标识上报给云平台，以使所述云平台根据所述目标教师终端标识，将包括所述学生身份信息、所述目标时长以及所述学习内容对应的摘要的通知消息发送给所述目标教师终端标识所属的教师终端；

所述家教设备接收所述目标教师终端标识所属的教师终端由经所述云平台发送的指示信息，所述指示信息用于指示所述家教设备提示学生锻炼身体。

2.根据权利要求1所述的帮助学生锻炼身体的方法，其特征在于，所述家教设备在检测出所述家教设备的屏幕垂直于水平面之后，以及所述家教设备开启所述锻炼身体模式之前，所述方法还包括：

所述家教设备控制摄像头朝向所述家教设备的屏幕前方进行拍摄，获得拍摄图像；

所述家教设备利用人像特征算法确定所述拍摄图像中是否包含人像；

若包含人像，所述家教设备利用人像属性算法对所述人像进行前向计算得到所述人像的属性信息；其中，所述人像属性算法是基于多个样本人像图像以及所述多个样本人像图像的多个属性信息的识别结果按照属性信息的不同类型进行训练得到；其中，所述属性信息包括：年龄、性别以及身高；

所述家教设备校验所述人像的属性信息是否与所述家教设备预设的需要帮助锻炼身体的任一学生对应的人像的属性相匹配，若匹配，执行所述的开启所述锻炼身体模式的步骤。

3.根据权利要求2所述的帮助学生锻炼身体的方法，其特征在于，所述人像属性算法通过以下方式训练得到，即：

所述家教设备读取预先录入的样本人像数据，每个样本人像数据中包含样本人像图像以及样本人像图像的多个属性信息；

所述家教设备从所述样本人像图像中提取人像特征；

所述家教设备根据初始模型中的不同属性信息对应的子模型对每个样本人像图像的人像特征进行前向计算，得到每个样本人像图像的多个属性信息的预测值；

所述家教设备根据所述预测值与属性信息的值，按照属性信息的不同类型计算得到所述多个属性信息的损耗；

所述家教设备将所述多个属性信息的损耗求和，得到所述多个属性信息的总损耗；

所述家教设备对所述初始模型中的不同属性信息对应的子模型的参数进行调整，直到调整后的参数使得所述多个属性信息的总损耗小于或等于预设阈值时，停止调整得到所述人像属性算法。

4.根据权利要求3所述的帮助学生锻炼身体的方法，其特征在于，所述家教设备检测是否接收到用于开启锻炼身体模式的开启指令，包括：

所述家教设备检测是否接收到用于开启锻炼身体模式的开启语音；

所述家教设备在校验出所述人像的属性信息与所述家教设备预设的需要帮助锻炼身体的任一学生对应的人像的属性相匹配之后，以及所述家教设备开启所述锻炼身体模式之前，所述方法还包括：

所述家教设备对所述开启语音以及所述家教设备预设的指定语音进行合成得到验证语音信号；

所述家教设备判断所述验证语音信号是否与所述家教设备预设的用于触发开启所述锻炼身体模式的合法语音信号匹配，若匹配，执行所述的开启所述锻炼身体模式的步骤；

其中，所述家教设备对所述开启语音以及所述家教设备预设的指定语音进行合成得到验证语音信号，包括：

所述家教设备确定所述开启语音与所述家教设备预设的指定语音之间的对齐点；其中，所述对齐点是指所述开启语音与所述家教设备预设的指定语音合成的开始位置；

所述家教设备根据所述对齐点将所述开启语音与所述家教设备预设的指定语音合成为验证语音信号；

所述家教设备确定所述开启语音与所述家教设备预设的指定语音之间的对齐点，包括：

所述家教设备计算所述开启语音的第一时长以及所述家教设备预设的指定语音的第二时长；其中，所述第一时长表示所述开启语音的语音持续的时间；所述第二时长表示所述家教设备预设的指定语音的语音持续的时间；

所述家教设备计算所述第一时长和所述第二时长之间的差值；

所述家教设备判断所述差值是否小于或等于预设数值，若是，对所述开启语音和所述指定语音中的任一语音进行周期上的缩放，以获得最终持续时长相同的开启语音和指定语音，再以所述最终持续时长相同的开启语音和指定语音的首个音频帧作为对齐点。

5.一种家教设备，其特征在于，包括：

提示单元，用于输出用于提示学生锻炼身体的第一提示信息；

第一检测单元，用于检测是否接收到用于开启锻炼身体模式的开启指令；

第二检测单元，用于在所述第一检测单元的检测结果为收到时，检测所述家教设备的屏幕是否垂直于水平面；

开启单元，用于在所述第二检测单元检测出所述家教设备的屏幕垂直于水平面时，开启所述锻炼身体模式；

输出单元，用于在所述锻炼身体模式下输出目标运动视频；

第三检测单元，用于通过摄像头朝向所述家教设备的屏幕前方检测学生的动作；

确定单元，用于确定所述学生的动作与所述目标运动视频中的标准动作的相似程度；

第一判断单元，用于判断所述相似程度是否高于指定程度；

所述提示单元，还用于在所述第一判断单元的判断结果为是时，输出用于激励学生继续锻炼身体的第二提示信息；

所述家教设备还包括：

统计单元，用于在所述提示单元输出用于提示学生锻炼身体的第一提示信息之前，统计在学习模式下学生学习某一学习内容的目标时长；

第二判断单元，用于判断所述目标时长是否超过指定时长；

获取单元，用于在所述第二判断单元的判断结果为超过时，获取预先存储的学生个人属性信息；其中，所述学生个人属性信息至少包括学生身份信息和学生对应的目标课程表，所述目标课程表至少包括学生学习的多个不同的学习科目以及每一个所述学习科目对应的教师终端标识；

查询单元，用于以所述学习内容为依据，从所述目标课程表中查询出所述学习内容对应的目标学习科目；以及，从所述目标课程表中查询出所述目标学习科目对应的目标教师终端标识；

交互单元，用于将所述学生身份信息、所述目标时长、所述学习内容对应的摘要以及所述目标教师终端标识上报给云平台，以使所述云平台根据所述目标教师终端标识，将包括所述学生身份信息、所述目标时长以及所述学习内容对应的摘要的通知消息发送给所述目标教师终端标识所属的教师终端；

所述交互单元，还用于接收所述目标教师终端标识所属的教师终端由经所述云平台发送的指示信息并触发所述提示单元启动，所述指示信息用于指示所述家教设备提示学生锻炼身体。

6.根据权利要求5所述的家教设备，其特征在于，还包括：

处理单元，用于在所述第二检测单元检测出所述家教设备的屏幕垂直于水平面之后，控制摄像头朝向所述家教设备的屏幕前方进行拍摄，获得拍摄图像；利用人像特征算法确定所述拍摄图像中是否包含人像；若包含人像，利用人像属性算法对所述人像进行前向计算得到所述人像的属性信息；其中，所述人像属性算法是基于多个样本人像图像以及所述多个样本人像图像的多个属性信息的识别结果按照属性信息的不同类型进行训练得到；其中，所述属性信息包括：年龄、性别以及身高；

所述处理单元，还用于校验所述人像的属性信息是否与所述家教设备预设的需要帮助锻炼身体的任一学生对应的人像的属性相匹配；

所述开启单元，具体用于在所述第二检测单元检测出所述家教设备的屏幕垂直于水平面并且所述处理单元校验出所述人像的属性信息与所述家教设备预设的需要帮助锻炼身体的任一学生对应的人像的属性相匹配时，开启所述锻炼身体模式。

7.根据权利要求6所述的家教设备，其特征在于，所述人像属性算法是所述处理单元通过以下方式训练得到，即：

读取预先录入的样本人像数据，每个样本人像数据中包含样本人像图像以及样本人像图像的多个属性信息；

从所述样本人像图像中提取人像特征；

根据初始模型中的不同属性信息对应的子模型对每个样本人像图像的人像特征进行前向计算，得到每个样本人像图像的多个属性信息的预测值；

根据所述预测值与属性信息的值，按照属性信息的不同类型计算得到所述多个属性信息的损耗；

将所述多个属性信息的损耗求和，得到所述多个属性信息的总损耗；

对所述初始模型中的不同属性信息对应的子模型的参数进行调整，直到调整后的参数使得所述多个属性信息的总损耗小于或等于预设阈值时，停止调整得到所述人像属性算法。

8.根据权利要求7所述的家教设备，其特征在于，所述第一检测单元，具体用于检测是否接收到用于开启锻炼身体模式的开启语音；

所述家教设备，还包括：

合成单元，用于在所述处理单元校验出所述人像的属性信息与所述家教设备预设的需要帮助锻炼身体的任一学生对应的人像的属性相匹配之后，对所述开启语音以及所述家教设备预设的指定语音进行合成得到验证语音信号；

匹配单元，用于判断所述验证语音信号是否与所述家教设备预设的用于触发开启所述锻炼身体模式的合法语音信号匹配；

所述开启单元，具体用于在所述第二检测单元检测出所述家教设备的屏幕垂直于水平面，并且所述处理单元校验出所述人像的属性信息与所述家教设备预设的需要帮助锻炼身体的任一学生对应的人像的属性相匹配，以及所述匹配单元判断出所述验证语音信号与所述合法语音信号匹配时，开启所述锻炼身体模式；

其中，所述合成单元对所述开启语音以及所述家教设备预设的指定语音进行合成得到验证语音信号的方式为：

所述合成单元确定所述开启语音与所述家教设备预设的指定语音之间的对齐点；其中，所述对齐点是指所述开启语音与所述家教设备预设的指定语音合成的开始位置；

所述合成单元根据所述对齐点将所述开启语音与所述家教设备预设的指定语音合成为验证语音信号；

所述合成单元确定所述开启语音与所述家教设备预设的指定语音之间的对齐点的方式为：

所述合成单元计算所述开启语音的第一时长以及所述家教设备预设的指定语音的第二时长；其中，所述第一时长表示所述开启语音的语音持续的时间；所述第二时长表示所述家教设备预设的指定语音的语音持续的时间；

所述合成单元计算所述第一时长和所述第二时长之间的差值；

所述合成单元判断所述差值是否小于或等于预设数值，若是，对所述开启语音和所述指定语音中的任一语音进行周期上的缩放，以获得最终持续时长相同的开启语音和指定语音，再以所述最终持续时长相同的开启语音和指定语音的首个音频帧作为对齐点。

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