CN109637286A - 一种基于图像识别的口语训练方法及家教设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例涉及家教设备技术领域，公开了一种基于图像识别的口语训练方法及家教设备，该方法包括：在家教设备开启口语训练模式的状态下，获取定位区域对应的目标图像，该定位区域为根据学生用户在放置于指定拍摄区域上的学习资料载体中的定位获得；以及，检测学生用户输入的口语训练语音；提取目标图像所记载的目标练习内容；获取目标练习内容相匹配的预设的标准发音信息；识别口语训练语音与标准发音信息的匹配度；根据匹配度生成学生用户的口语训练结果并输出；实施本发明实施例，能够满足学生用户在任何学习场景下的口语学习需求，有助于提高学生用户的口语训练效果。
Description
技术领域
本发明涉及家教设备技术领域，具体涉及一种基于图像识别的口语训练方法及家教设备。
背景技术
口语教学在现在的教育体系中占有相当重要的位置，作为一门基础课，对应地，学生及家长也越来越重视口语训练，市面上出现的各种学习产品(如家教设备)也相应地提供了口语训练课文，学生用户针对口语训练课文输入口语训练语音，学习产品采集学生用户输入的口语训练语音，然后将用户输入的口语训练语音与预先存储的标准发音进行匹配，获得学生用户的口语训练结果提供给学生用户，从而学生用户能够了解自己的发音情况，进一步提高发音准确率。但是在实践中发明，学生用户只能练习学习产品所提供的口语训练课文，局限性比较明显，不适用于其它学习场景下的学习需求。
发明内容
本发明实施例公开了一种基于图像识别的口语训练方法及家教设备，用于满足用户在任何学习场景下的口语学习需求，有助于提高用户的口语训练效果。
本发明第一方面公开了一种基于图像识别的口语训练方法，可包括：
在家教设备开启口语训练模式的状态下，获取定位区域对应的目标图像，所述定位区域为根据学生用户在放置于指定拍摄区域上的学习资料载体中的定位获得；以及，检测所述学生用户输入的口语训练语音；
提取所述目标图像所记载的目标练习内容；
获取所述目标练习内容相匹配的预设的标准发音信息；
识别所述口语训练语音与所述标准发音信息的匹配度；
根据所述匹配度生成所述学生用户的口语训练结果并输出。
作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述在家教设备开启口语训练模式的状态下，获取定位区域对应的目标图像，所述定位区域为根据学生用户在放置于指定拍摄区域上的学习资料载体中的定位获得，包括：
在家教设备开启口语训练模式的状态下，通过所述家教设备上外置有反光镜的摄像头对所述指定拍摄区域上的学习资料载体的当前页面进行拍摄预览，并在预览到所述学生用户利用定位物体在所述当前页面上的定位区域时，从预览图像中拍摄所述定位区域获得目标图像。
作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述在家教设备开启口语训练模式的状态下，通过所述家教设备上外置有反光镜的摄像头对所述指定拍摄区域上的学习资料载体的当前页面进行拍摄预览，并在预览到所述学生用户利用定位物体在所述当前页面上的定位区域时，从预览图像中拍摄所述定位区域获得目标图像，包括：
在家教设备开启口语训练模式的状态下，利用内置于所述家教设备的投影装置扫描所述指定拍摄区域上的学习资料载体的当前页面的练习内容，并将扫描到的练习内容投影至指定投影面上；
通过所述家教设备上外置有反光镜的摄像头对所述投影面上所显示的练习内容进行拍摄预览，并在预览到所述学生用户利用定位物体在所述投影面上的定位区域，从预览图像中拍摄所述定位区域获得目标图像。
作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述获取所述目标练习内容相匹配的预设的标准发音信息，包括：
检测所述家教设备是否存储有所述目标练习内容相匹配的原始口语素材；
若所述家教设备存储有所述原始口语素材，从所述原始口语素材配套的标准发音集中提取所述目标练习内容匹配的标准发音信息；
若所述家教设备未存储有所述原始口语素材，调用所述家教设备预先存储的标准发音模型，利用所述标准发音模型将所述目标练习内容转换成对应的语音信息，以作为所述目标练习内容匹配的标准发音信息。
作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，该方法还包括：
获取与所述家教设备连接的且由所述学生用户佩戴的测量设备发送的测量数据，所述测量数据至少包括言语声调信息、语法模式指示信息及动作与手势指示信息；
分析所述测量数据获得所述学生用户针对口语训练的感兴趣程度指示信息；
将所述感兴趣程度指示信息发送给与所述家教设备绑定的家长终端。
本发明第二方面公开了一种家教设备，可包括：
拍摄单元、检测单元、提取单元、识别单元及生成单元；
所述拍摄单元，用于在所述家教设备开启口语训练模式的状态下，获取定位区域对应的目标图像，所述定位区域为根据学生用户在放置于指定拍摄区域上的学习资料载体中的定位获得；
所述检测单元，用于检测所述学生用户输入的口语训练语音；
所述提取单元，用于提取所述目标图像所记载的目标练习内容；
所述识别单元，用于获取所述目标练习内容相匹配的预设的标准发音信息，以及识别所述口语训练语音与所述标准发音信息的匹配度；
所述生成单元，用于根据所述匹配度生成所述学生用户的口语训练结果并输出。
作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述拍摄单元包括：
拍摄子单元，用于在所述家教设备开启口语训练模式的状态下，通过所述家教设备上外置有反光镜的摄像头对所述指定拍摄区域上的学习资料载体的当前页面进行拍摄预览，并在预览到所述学生用户利用定位物体在所述当前页面上的定位区域时，从预览图像中拍摄所述定位区域获得目标图像。
作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述拍摄子单元包括：
扫描模块，用于在所述家教设备开启口语训练模式的状态下，利用内置于所述家教设备的投影装置扫描所述指定拍摄区域上的学习资料载体的当前页面的练习内容，并将扫描到的练习内容投影至指定投影面上；
拍摄模块，用于通过所述家教设备上外置有反光镜的摄像头对所述投影面上所显示的练习内容进行拍摄预览，并在预览到所述学生用户利用定位物体在所述投影面上的定位区域，从预览图像中拍摄所述定位区域获得目标图像。
作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述识别单元用于获取所述目标练习内容相匹配的预设的标准发音信息的方式具体为：
所述识别单元，用于检测所述家教设备是否存储有所述目标练习内容相匹配的原始口语素材；以及，若检测到所述家教设备存储有所述原始口语素材，从所述原始口语素材配套的标准发音集中提取所述目标练习内容匹配的标准发音信息，若检测到所述家教设备未存储有所述原始口语素材时，调用所述家教设备预先存储的标准发音模型，利用所述标准发音模型将所述目标练习内容转换成对应的语音信息，以作为所述目标练习内容匹配的标准发音信息。
作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述家教设备还包括：
通信单元，用于获取与所述家教设备连接的且由所述学生用户佩戴的测量设备发送的测量数据，所述测量数据至少包括言语声调信息、语法模式指示信息及动作与手势指示信息；
兴趣分析单元，用于分析所述测量数据获得所述学生用户针对口语训练的感兴趣程度指示信息；
所述通信单元，还用于将所述感兴趣程度指示信息发送给与所述家教设备绑定的家长终端。
本发明第三方面公开了一种家教设备，可包括：
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一种基于图像识别的口语训练方法。
本发明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一种基于图像识别的口语训练方法。
本发明第五方面公开一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得所述计算机执行第一方面的任意一种方法的部分或全部步骤。
本发明实施例第六方面公开一种应用发布平台，所述应用发布平台用于发布计算机程序产品，其中，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得所述计算机执行第一方面的任意一种方法的部分或全部步骤。
与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：
在本发明实施例中，家教设备在开启了口语训练模式的状态下，通过获取学生用户在学习资料载体中的定位区域对应的目标图像，以及检测学生用户输入的口语训练语音，进一步从目标图像中提取所记载的目标练习内容，以及获取该目标练习内容相匹配的预设的标准发音信息，再进一步判断该口语训练语音与标准发音信息的匹配度，进而根据匹配度生成学生用户的口语训练结果并输出，能够在任何学习场景下根据学生用户的口语训练语音为学生用户生成可供参考的口语训练结果，摈弃传统技术下仅能针对预先存储在家教设备中的口语学习资料进行口语学习所存在的局限性问题，满足学生用户在任何学习场景下的口语学习需求，有助于提高学生用户的口语训练效果。
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为本发明实施例公开的家教设备的应用示意图；
图2为本发明一实施例公开的基于图像识别的口语训练方法的流程示意图；
图3为本发明另一实施例公开的基于图像识别的口语训练方法的流程示意图；
图4为本发明一实施例公开的家教设备的流程示意图；
图5为本发明又一实施例公开的家教设备的结构示意图；
图6为本发明又一实施例公开的家教设备的结构示意图；
图7为本发明又一实施例公开的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，本发明实施例的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，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、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、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基于图像识别的口语训练方法，用于满足用户在任何学习场景下的口语学习需求，有助于提高用户的口语训练效果。本发明实施例还相应地公开了一种家教设备。
请参阅图1，图1为本发明实施例公开的家教设备的应用示意图，可以理解，图1仅为本发明实施例公开的家教设备的一应用示意图，其它任何在图1所示的基础上进行优化或者变形得到的应用示意图，且能够用于实现本发明技术方案的均属于本发明保护范围，对此不做具体限定。在图1中，将家教设备10放置于底座支架20上，家教设备10设置有前置摄像头30，且家教设备10以预设方式放置时摄像头30对应有指定拍摄区域(如图1所示)，指定拍摄区域用于放置学习资料载体，其中，指定拍摄区域并不是固定的，是指摄像头30的视角相交的区域，会随着家教设备10的放置而发生变化，在该区域内进行的手势操作均可以被家教设备10识别。为了能够清晰地拍摄到指定拍摄区域，可以在将家教设备10放置于底座支架20，使得家教设备10与水平面成75°角，从而能够获得更好的拍摄角度。
进一步可以理解，家教设备10可以对应设置有智能学习模式，在图1中以圆形图标作为开启智能学习模式的接口，可以通过点击该圆形图标开启智能学习模式，在智能学习模式下可以实现本发明技术方案，将在后续进行详细介绍，在此不再赘述。进一步可选地，在开启了智能学习模式之后，可以在摄像头30上外置反光镜，利用反光镜能够清晰地拍摄到指定拍摄区域。
本发明实施例提供的家教设备包括但不仅限于家教机、平板电脑等，家教设备的操作系统可包括但不限于Android操作系统、IOS操作系统、Symbian(塞班)操作系统、BlackBerry(黑莓)操作系统、Windows Phone8操作系统等等，本发明实施例不做限定。下面将从家教设备的角度出发，结合具体实施例对本发明技术方案进行详细介绍。
实施例一
请参阅图2，图2为本发明一实施例公开的基于图像识别的口语训练方法的流程示意图；如图2所示，该基于图像识别的口语训练方法可包括：
201、家教设备在开启口语训练模式的状态下，获取定位区域对应的目标图像，该定位区域为根据学生用户在放置于指定拍摄区域上的学习资料载体中的定位获得。
可以理解，家教设备可以设置有口语训练模式，学生用户可以通过开启家教设备中的口语训练模式，从而在口语训练模式实现本发明实施例。其中，学习资料载体可以任何纸质材料，如课本，上面记载有练习内容，即任何文字信息等，本发明对此不做具体限定。
作为一种可选的实施方式，请结合图1，家教设备检测是否接收到学生用户对圆形图标的触及操作(包括点击操作或者按压操作)时，开启智能学习模式，家教设备打开智能学习界面后，检测学生用户是否输入口语训练指令，当检测到该口语训练指令时，开启口语训练模式。
进一步可选地，请结合图1，家教设备在开启了口语训练模式的状态下，通过外置了反光镜的摄像头预览指定拍摄区域上的学习资料载体，在此基础上，检测学生用户在学习资料载体上的定位，从而获得截图定位所对应的定位区域对应的预览图像作为目标图像。
202、家教设备检测学生用户输入的口语训练语音。
需要说明的是，在步骤201中学生用户在学习资料载体中进行定位时，可以同时针对该定位区域所记载的目标学习内容输入口语训练语音，例如，学生用户通过手指指着学习资料载体的当前页面中的一段文字，同时语音输入该段文字。
还需要说明的是，步骤202只要在执行步骤205之前执行即可，具体在步骤201之前、或者步骤201之后或者与步骤201同时执行，或者与步骤203或204同时执行，或者在步骤203之后或者在204之后执行，对此，本发明实施例对此不做具体限定。但是可以理解的是，作为比较常见的应用场景，学生用户会在进行定位区域定位的同时进行口语训练语音的输入，即在用手指指着学习资料载体中的某一段文字时，同时语音输入该段文字。
203、家教设备提取目标图像所记载的目标练习内容。
家教设备在获取了目标图像之后，可以在显示屏上显示该目标图像，以方便学生用户确定家教设备检测到的练习内容是否为学生用户需要进行口语训练的内容。
204、家教设备获取目标练习内容相匹配的预设的标准发音信息。
205、家教设备识别口语训练语音与标准发音信息的匹配度。
206、家教设备根据上述匹配度生成学生用户的口语训练结果并输出。
其中，口语训练结果可以是评价得分。
作为一种可选的实施方式，家教设备根据上述匹配度生成学生用户的口语训练结果并输出可以包括：家教设备根据上述匹配度，在目标图像中标记学生用户发音错误的文字，并根据匹配度为学习用户的该次口语训练打分获得评价得分，将评价得分写入标记了错误发音后的目标图像中获得结果图像，然后在显示屏上输出显示该结果图像，其中，口语训练结果为该结果图像。通过该实施方式，能够将学生用户发音错误的文字标记出来，让学生用户了解自己的错误在哪里，从而可以针对性的练习和提高。
进一步可选地，家教设备检测用户在所显示的结果图像上的点击操作，当接收到该点击操作时，获取所标记的发音错误的文字的标准发音，并按照发音错误的文字在目标练习内容中的顺序依次报读其对应的标准发音，通过该实施方式，能够让学生用户先针对发音错误的文字进行发音纠正，以提高其发音准确率。
在本发明实施例中，家教设备在开启了口语训练模式的状态下，通过获取学生用户在学习资料载体中的定位区域对应的目标图像，以及检测学生用户输入的口语训练语音，进一步从目标图像中提取所记载的目标练习内容，以及获取该目标练习内容相匹配的预设的标准发音信息，再进一步判断该口语训练语音与标准发音信息的匹配度，进而根据匹配度生成学生用户的口语训练结果并输出，能够在任何学习场景下根据学生用户的口语训练语音为学生用户生成可供参考的口语训练结果，摈弃传统技术下仅能针对预先存储在家教设备中的口语学习资料进行口语学习所存在的局限性问题，满足学生用户在任何学习场景下的口语学习需求，有助于提高学生用户的口语训练效果。
实施例二
请参阅图3，图3为本发明另一实施例公开的基于图像识别的口语训练方法的流程示意图；如图3所示，该基于图像识别的口语训练方法可包括：
301、家教设备在开启口语训练模式的状态下，通过外置有反光镜的摄像头对指定拍摄区域上的学习资料载体的当前页面进行拍摄预览。
其中，在进入了口语训练模式的状态下，家教设备将通过外置有反光镜的摄像头实时对指定拍摄区域进行拍摄预览，从而能够预览到指定拍摄区域上的学习资料载体的当前页面，然后在预览状态下对学生用户在当前页面上的操作进行检测拍摄。
302、家教设备在预览到学生用户利用定位物体在当前页面上的定位区域时，从预览图像中拍摄该定位区域获得目标图像。
其中，本发明实施例所提到的定位物体可以是用户手指、点读笔等。作为一种可选的实施方式，家教设备在开启口语训练模式的状态下，利用内置于家教设备的投影装置扫描指定拍摄区域上的学习资料载体的当前页面的练习内容，并将扫描到的练习内容投影至指定投影面上；通过家教设备上外置有反光镜的摄像头对投影面上所显示的练习内容进行拍摄预览，并在预览到学生用户利用定位物体在投影面上的定位区域，从预览图像中拍摄定位区域获得目标图像。通过该实施方式，能够通过将学习资料载体当前页面的练习内容投影到比较大的投影面上，能够更加方便阅读和操作。
作为另一种可选的实施方式，家教设备以内置的微软Kinect(能够提供帧率为30fps的大小为640*480的彩色图信息和深度图信息)作为摄像头的视频采集的传感器，通过Kinect捕捉学生用户手指在练习资料载体上进行定位轨迹移动时获得视频图像，家教设备通过分析视频图像，将用户手部从视频图像中分割出来，然后将用户手部投影至练习资料载体上，根据投影后的视图信息计算出用户手指在视频图像的像素点，根据像素点计算出手指指尖的定位点，然后根据所计算出的手指指尖的定位点确定出定位轨迹，然后从视频图像中确定该定位轨迹所对应的定位区域，从而获得目标图像。通过该实施方式，可以将练习资料载体放置于指定拍摄区域内，利用Kinect进行视频图像捕捉，从而获得学生用户的手指在练习资料载体的定位轨迹，以获得该定位轨迹对应的目标图像，准确率较高。需要说明的是，定位轨迹可以是一个点、弧形或者几何图像，在此不做具体限定。
303、家教设备检测学生用户输入的口语训练语音。
304、家教设备提取目标图像所记载的目标练习内容。
305、家教设备检测本地是否存储有目标练习内容相匹配的原始口语素材。
其中，在本地存储有原始口语素材时，转向步骤306；在本地未存储有原始口语素材时，转向步骤307。若学习资料载体为教材课本，且刚好家教设备上存储有该教材课本对应的电子课本，家教设备可以直接从本地中检索到该目标练习内容，然后获取该目标练习内容相匹配的预先存储的原始口语素材，然后执行步骤306。
306、家教设备从原始口语素材配套的标准发音集中提取目标练习内容匹配的标准发音信息。
307、家教设备调用预先存储的标准发音模型，利用标准发音模型将目标练习内容转换成对应的语音信息，以作为目标练习内容匹配的标准发音信息。
可以理解，若家教设备本地未存储有目标练习内容相匹配的原始口语素材，那么将调用预先存储的标准发音模型，利用该标准发音模型将目标练习内容转换成对应的语音信息，标准发音模型中保存有所有文字的标准发音，例如，学生用户阅读报纸时，就报纸上的某一段时事新闻进行口语训练，那么将调用预先存储的标准发音模型，然后依次针对时事新闻上的文字内容采用标准发音模型中的标准发音进行连读，以形成连贯的标准发音信息。
作为一种可选的实施方式，家教设备在检测出本地未存储有目标练习内容相匹配的原始口语素材时，输出发音分类选择列表，该发音分类选择列表中显示有若干发音分类，每一种发音分类对应一种发音，例如，有童音发音、少年发音、教师发音等，还可以在上述列举的发音基础上进一步将发音分类细化到男童音发音、女童音发音等；家教设备检测用户对发音分类选择列表中的某一发音分类的选择操作，将所选择的发音分类作为目标发音分类，然后从标准发音模型提取该目标发音分类对应的发音，利用该发音将目标练习内容转换成对应的语音信息，以作为目标练习内容匹配的标准发音信息。通过该实施方式，学生用户可以按照自己的喜好来选择发音生成用于参考的标准发音信息，提高用户使用体验。
作为另一种可选的实施方式，家教设备在检测出本地未存储有目标练习内容相匹配的原始口语素材时，获取家教设备所保存的用户信息，从用户信息中提取用户年龄信息或者年级信息，从标准发音模型中提取该用户年龄信息或者年级信息相匹配的发音，然后利用该发音将目标练习内容转换成对应的语音信息，以作为目标练习内容匹配的标准发音信息。通过该实施方式，家教设备能够生成用户年龄信息或者年级信息相匹配的标准发音信息，以贴合学生用户的身份，提高用户使用体验。
308、家教设备识别口语训练语音与标准发音信息的匹配度。
309、家教设备根据上述匹配度生成学生用户的口语训练结果并输出。
作为一种可选的实施方式，还将获取与家教设备连接的且由学生用户佩戴的测量设备发送的测量数据，该测量数据至少包括言语声调信息、语法模式指示信息及动作与手势指示信息；分析测量数据获得学生用户针对口语训练的感兴趣程度指示信息；将感兴趣程度指示信息发送给与家教设备绑定的家长终端。其中，该测量设备可以是“社会计量器”，能够用于记录言语声调、语法模式、动作与手势等的设备。
通过上述实施例，家教设备在开启了口语训练模式的状态下，通过外置有反光镜的摄像头对指定拍摄区域上的学习资料载体的当前页面进行拍摄预览，在预览到学生用户利用定位物体在当前页面上的定位区域时，从预览图像中拍摄该定位区域获得目标图像，以及检测学生用户输入的口语训练语音，进一步从目标图像中提取所记载的目标练习内容，以及获取该目标练习内容相匹配的预设的标准发音信息，再进一步判断该口语训练语音与标准发音信息的匹配度，进而根据匹配度生成学生用户的口语训练结果并输出，能够在任何学习场景下根据学生用户的口语训练语音为学生用户生成可供参考的口语训练结果，摈弃传统技术下仅能针对预先存储在家教设备中的口语学习资料进行口语学习所存在的局限性问题，满足学生用户在任何学习场景下的口语学习需求，有助于提高学生用户的口语训练效果。
实施例三
请参阅图4，图4为本发明一实施例公开的家教设备的流程示意图；如图4所示，该家教设备可包括：拍摄单元410、检测单元420、提取单元430、识别单元440及生成单元450。
其中，上述拍摄单元410，用于在家教设备开启口语训练模式的状态下，获取定位区域对应的目标图像，该定位区域为根据学生用户在放置于指定拍摄区域上的学习资料载体中的定位获得；
上述检测单元420，用于检测学生用户输入的口语训练语音；
上述提取单元430，用于提取目标图像所记载的目标练习内容；
上述识别单元440，用于获取目标练习内容相匹配的预设的标准发音信息，以及识别口语训练语音与标准发音信息的匹配度；
上述生成单元450，用于根据匹配度生成学生用户的口语训练结果并输出。
实施上述家教设备，可以在家教设备开启了口语训练模式的状态下，通过获取学生用户在学习资料载体中的定位区域对应的目标图像，以及检测学生用户输入的口语训练语音，进一步从目标图像中提取所记载的目标练习内容，以及获取该目标练习内容相匹配的预设的标准发音信息，再进一步判断该口语训练语音与标准发音信息的匹配度，进而根据匹配度生成学生用户的口语训练结果并输出，能够在任何学习场景下根据学生用户的口语训练语音为学生用户生成可供参考的口语训练结果，摈弃传统技术下仅能针对预先存储在家教设备中的口语学习资料进行口语学习所存在的局限性问题，满足学生用户在任何学习场景下的口语学习需求，有助于提高学生用户的口语训练效果。
上述拍摄单元410检测是否接收到学生用户对圆形图标的触及操作(包括点击操作或者按压操作)时，开启智能学习模式，打开智能学习界面后，检测学生用户是否输入口语训练指令，当检测到该口语训练指令时，开启口语训练模式。
进一步可选地，请结合图1，上述拍摄单元410在开启了口语训练模式的状态下，通过外置了反光镜的摄像头预览指定拍摄区域上的学习资料载体，在此基础上，检测学生用户在学习资料载体上的定位，从而获得截图定位所对应的定位区域对应的预览图像作为目标图像。
作为一种可选的实施方式，生成单元450具体用于根据匹配度，在目标图像中标记学生用户发音错误的文字，并根据匹配度为学习用户的该次口语训练打分获得评价得分，将评价得分写入标记了错误发音后的目标图像中获得结果图像，然后在显示屏上输出显示该结果图像，其中，口语训练结果为该结果图像。通过该实施方式，能够将学生用户发音错误的文字标记出来，让学生用户了解自己的错误在哪里，从而可以针对性的练习和提高。
进一步可选地，生成单元450还用于检测用户在所显示的结果图像上的点击操作，当接收到该点击操作时，获取所标记的发音错误的文字的标准发音，并按照发音错误的文字在目标练习内容中的顺序依次报读其对应的标准发音，通过该实施方式，能够让学生用户先针对发音错误的文字进行发音纠正，以提高其发音准确率。
作为一种可选的实施方式，上述识别单元440用于获取目标练习内容相匹配的预设的标准发音信息的方式具体为：
上述识别单元440，用于检测家教设备是否存储有目标练习内容相匹配的原始口语素材；以及，若检测到家教设备存储有原始口语素材，从原始口语素材配套的标准发音集中提取目标练习内容匹配的标准发音信息，若检测到家教设备未存储有原始口语素材时，调用家教设备预先存储的标准发音模型，利用标准发音模型将目标练习内容转换成对应的语音信息，以作为目标练习内容匹配的标准发音信息。
作为一种可选的实施方式，识别单元440还用于在检测出本地未存储有目标练习内容相匹配的原始口语素材时，输出发音分类选择列表，该发音分类选择列表中显示有若干发音分类，每一种发音分类对应一种发音，例如，有童音发音、少年发音、教师发音等，还可以在上述列举的发音基础上进一步将发音分类细化到男童音发音、女童音发音等；家教设备检测用户对发音分类选择列表中的某一发音分类的选择操作，将所选择的发音分类作为目标发音分类，然后从标准发音模型提取该目标发音分类对应的发音，利用该发音将目标练习内容转换成对应的语音信息，以作为目标练习内容匹配的标准发音信息。通过该实施方式，学生用户可以按照自己的喜好来选择发音生成用于参考的标准发音信息，提高用户使用体验。
作为另一种可选的实施方式，识别单元440还用于在检测出本地未存储有目标练习内容相匹配的原始口语素材时，获取家教设备所保存的用户信息，从用户信息中提取用户年龄信息或者年级信息，从标准发音模型中提取该用户年龄信息或者年级信息相匹配的发音，然后利用该发音将目标练习内容转换成对应的语音信息，以作为目标练习内容匹配的标准发音信息。通过该实施方式，家教设备能够生成用户年龄信息或者年级信息相匹配的标准发音信息，以贴合学生用户的身份，提高用户使用体验。
作为一种可选的实施方式，请进一步参阅图5，图5为本发明另一实施例公开的家教设备的结构示意图，图5所示的家教设备是在图4所示的家教设备的基础上进一步优化得到的，在图5所示的家教设备中，上述拍摄单元410进一步可包括：拍摄子单元500。
其中，上述拍摄子单元500，用于在家教设备开启口语训练模式的状态下，通过家教设备上外置有反光镜的摄像头对指定拍摄区域上的学习资料载体的当前页面进行拍摄预览，并在预览到学生用户利用定位物体在当前页面上的定位区域时，从预览图像中拍摄定位区域获得目标图像。
作为另一种可选的实施方式，拍摄子单元500用于以内置的微软Kinect(能够提供帧率为30fps的大小为640*480的彩色图信息和深度图信息)作为摄像头的视频采集的传感器，通过Kinect捕捉学生用户手指在练习资料载体上进行定位轨迹移动时获得视频图像，家教设备通过分析视频图像，将用户手部从视频图像中分割出来，然后将用户手部投影至练习资料载体上，根据投影后的视图信息计算出用户手指在视频图像的像素点，根据像素点计算出手指指尖的定位点，然后根据所计算出的手指指尖的定位点确定出定位轨迹，然后从视频图像中确定该定位轨迹所对应的定位区域，从而获得目标图像。通过该实施方式，可以将练习资料载体放置于指定拍摄区域内，利用Kinect进行视频图像捕捉，从而获得学生用户的手指在练习资料载体的定位轨迹，以获得该定位轨迹对应的目标图像，准确率较高。需要说明的是，定位轨迹可以是一个点、弧形或者几何图像，在此不做具体限定。
进一步地，结合图5，上述拍摄子单元500还进一步包括：
扫描模块511，用于在家教设备开启口语训练模式的状态下，利用内置于家教设备的投影装置扫描指定拍摄区域上的学习资料载体的当前页面的练习内容，并将扫描到的练习内容投影至指定投影面上；
拍摄模块512，用于通过家教设备上外置有反光镜的摄像头对投影面上所显示的练习内容进行拍摄预览，并在预览到学生用户利用定位物体在投影面上的定位区域，从预览图像中拍摄定位区域获得目标图像。
作为一种可选的实施方式，请进一步参阅图6，图6为本发明又一实施例公开的家教设备的结构示意图，图6所示的家教设备是在图4所示的家教设备的基础上进一步优化得到的，图6所示的家教设备还包括：
通信单元610，用于获取与家教设备连接的且由学生用户佩戴的测量设备发送的测量数据，该测量数据至少包括言语声调信息、语法模式指示信息及动作与手势指示信息；
兴趣分析单元620，用于分析测量数据获得学生用户针对口语训练的感兴趣程度指示信息；
上述通信单元610，还用于将感兴趣程度指示信息发送给与家教设备绑定的家长终端。
通过该实施方式，能够监测及分析学生用户对口语训练的兴趣情况，并且能够将相关的信息发送给家长终端，以便家长终端对其进行监管。
实施例四
请参阅图7，图7为本发明又一实施例公开的家教设备的结构示意图；图7所示的家教设备可包括：至少一个处理器710，例如CPU，通信总线730用于实现这些组件之间的通信连接。存储器720可以是高速RAM存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器720可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器710的存储装置。其中，处理器710可以结合图4至图6所描述的家教设备，存储器710中存储一组程序代码，且处理器710调用存储器720中存储的程序代码，用于执行以下操作：
在家教设备开启口语训练模式的状态下，获取定位区域对应的目标图像，所述定位区域为根据学生用户在放置于指定拍摄区域上的学习资料载体中的定位获得；以及，检测所述学生用户输入的口语训练语音；提取所述目标图像所记载的目标练习内容；获取所述目标练习内容相匹配的预设的标准发音信息；识别所述口语训练语音与所述标准发音信息的匹配度；根据所述匹配度生成所述学生用户的口语训练结果并输出。
作为一种可选的实施方式，上述处理器710还可以用于执行以下步骤：
在家教设备开启口语训练模式的状态下，通过所述家教设备上外置有反光镜的摄像头对所述指定拍摄区域上的学习资料载体的当前页面进行拍摄预览，并在预览到所述学生用户利用定位物体在所述当前页面上的定位区域时，从预览图像中拍摄所述定位区域获得目标图像。
作为一种可选的实施方式，上述处理器710还可以用于执行以下步骤：
在家教设备开启口语训练模式的状态下，利用内置于所述家教设备的投影装置扫描所述指定拍摄区域上的学习资料载体的当前页面的练习内容，并将扫描到的练习内容投影至指定投影面上；通过所述家教设备上外置有反光镜的摄像头对所述投影面上所显示的练习内容进行拍摄预览，并在预览到所述学生用户利用定位物体在所述投影面上的定位区域，从预览图像中拍摄所述定位区域获得目标图像。
作为一种可选的实施方式，上述处理器710还可以用于执行以下步骤：
检测家教设备是否存储有目标练习内容相匹配的原始口语素材；若家教设备存储有原始口语素材，从原始口语素材配套的标准发音集中提取目标练习内容匹配的标准发音信息；若家教设备未存储有原始口语素材，调用家教设备预先存储的标准发音模型，利用标准发音模型将目标练习内容转换成对应的语音信息，以作为目标练习内容匹配的标准发音信息。
作为一种可选的实施方式，上述处理器710还可以用于执行以下步骤：
获取与家教设备连接的且由学生用户佩戴的测量设备发送的测量数据，该测量数据至少包括言语声调信息、语法模式指示信息及动作与手势指示信息；分析测量数据获得学生用户针对口语训练的感兴趣程度指示信息；将感兴趣程度指示信息发送给与家教设备绑定的家长终端。
本发明实施例还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图2至图3公开的一种基于图像识别的口语训练方法。
本发明实施例还公开一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得所述计算机执行图2至图3公开的任意一种方法的部分或全部步骤。
本发明实施例还公开一种应用发布平台，所述应用发布平台用于发布计算机程序产品，其中，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得所述计算机执行图2至图3公开的任意一种方法的部分或全部步骤。
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基于图像识别的口语训练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 (12)
1.一种基于图像识别的口语训练方法，其特征在于，包括：
在家教设备开启口语训练模式的状态下，获取定位区域对应的目标图像，所述定位区域为根据学生用户在放置于指定拍摄区域上的学习资料载体中的定位获得；以及，检测所述学生用户输入的口语训练语音；
提取所述目标图像所记载的目标练习内容；
获取所述目标练习内容相匹配的预设的标准发音信息；
识别所述口语训练语音与所述标准发音信息的匹配度；
根据所述匹配度生成所述学生用户的口语训练结果并输出。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在家教设备开启口语训练模式的状态下，获取定位区域对应的目标图像，所述定位区域为根据学生用户在放置于指定拍摄区域上的学习资料载体中的定位获得，包括：
在家教设备开启口语训练模式的状态下，通过所述家教设备上外置有反光镜的摄像头对所述指定拍摄区域上的学习资料载体的当前页面进行拍摄预览，并在预览到所述学生用户利用定位物体在所述当前页面上的定位区域时，从预览图像中拍摄所述定位区域获得目标图像。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在家教设备开启口语训练模式的状态下，通过所述家教设备上外置有反光镜的摄像头对所述指定拍摄区域上的学习资料载体的当前页面进行拍摄预览，并在预览到所述学生用户利用定位物体在所述当前页面上的定位区域时，从预览图像中拍摄所述定位区域获得目标图像，包括：
在家教设备开启口语训练模式的状态下，利用内置于所述家教设备的投影装置扫描所述指定拍摄区域上的学习资料载体的当前页面的练习内容，并将扫描到的练习内容投影至指定投影面上；
通过所述家教设备上外置有反光镜的摄像头对所述投影面上所显示的练习内容进行拍摄预览，并在预览到所述学生用户利用定位物体在所述投影面上的定位区域，从预览图像中拍摄所述定位区域获得目标图像。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述获取所述目标练习内容相匹配的预设的标准发音信息，包括：
检测所述家教设备是否存储有所述目标练习内容相匹配的原始口语素材；
若所述家教设备存储有所述原始口语素材，从所述原始口语素材配套的标准发音集中提取所述目标练习内容匹配的标准发音信息；
若所述家教设备未存储有所述原始口语素材，调用所述家教设备预先存储的标准发音模型，利用所述标准发音模型将所述目标练习内容转换成对应的语音信息，以作为所述目标练习内容匹配的标准发音信息。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取与所述家教设备连接的且由所述学生用户佩戴的测量设备发送的测量数据，所述测量数据至少包括言语声调信息、语法模式指示信息及动作与手势指示信息；
分析所述测量数据获得所述学生用户针对口语训练的感兴趣程度指示信息；
将所述感兴趣程度指示信息发送给与所述家教设备绑定的家长终端。
6.一种家教设备，其特征在于，包括：
拍摄单元、检测单元、提取单元、识别单元及生成单元；
所述拍摄单元，用于在所述家教设备开启口语训练模式的状态下，获取定位区域对应的目标图像，所述定位区域为根据学生用户在放置于指定拍摄区域上的学习资料载体中的定位获得；
所述检测单元，用于检测所述学生用户输入的口语训练语音；
所述提取单元，用于提取所述目标图像所记载的目标练习内容；
所述识别单元，用于获取所述目标练习内容相匹配的预设的标准发音信息，以及识别所述口语训练语音与所述标准发音信息的匹配度；
所述生成单元，用于根据所述匹配度生成所述学生用户的口语训练结果并输出。
7.根据权利要求6所述的家教设备，其特征在于，所述拍摄单元包括：
拍摄子单元，用于在所述家教设备开启口语训练模式的状态下，通过所述家教设备上外置有反光镜的摄像头对所述指定拍摄区域上的学习资料载体的当前页面进行拍摄预览，并在预览到所述学生用户利用定位物体在所述当前页面上的定位区域时，从预览图像中拍摄所述定位区域获得目标图像。
8.根据权利要求7所述的家教设备，其特征在于，所述拍摄子单元包括：
扫描模块，用于在所述家教设备开启口语训练模式的状态下，利用内置于所述家教设备的投影装置扫描所述指定拍摄区域上的学习资料载体的当前页面的练习内容，并将扫描到的练习内容投影至指定投影面上；
拍摄模块，用于通过所述家教设备上外置有反光镜的摄像头对所述投影面上所显示的练习内容进行拍摄预览，并在预览到所述学生用户利用定位物体在所述投影面上的定位区域，从预览图像中拍摄所述定位区域获得目标图像。
9.根据权利要求6至8任一项所述的家教设备，其特征在于，所述识别单元用于获取所述目标练习内容相匹配的预设的标准发音信息的方式具体为：
所述识别单元，用于检测所述家教设备是否存储有所述目标练习内容相匹配的原始口语素材；以及，若检测到所述家教设备存储有所述原始口语素材，从所述原始口语素材配套的标准发音集中提取所述目标练习内容匹配的标准发音信息，若检测到所述家教设备未存储有所述原始口语素材时，调用所述家教设备预先存储的标准发音模型，利用所述标准发音模型将所述目标练习内容转换成对应的语音信息，以作为所述目标练习内容匹配的标准发音信息。
10.根据权利要求6所述的家教设备，其特征在于，所述家教设备还包括：
通信单元，用于获取与所述家教设备连接的且由所述学生用户佩戴的测量设备发送的测量数据，所述测量数据至少包括言语声调信息、语法模式指示信息及动作与手势指示信息；
兴趣分析单元，用于分析所述测量数据获得所述学生用户针对口语训练的感兴趣程度指示信息；
所述通信单元，还用于将所述感兴趣程度指示信息发送给与所述家教设备绑定的家长终端。
11.一种家教设备，其特征在于，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，执行权利要求1-5任一项所述的一种基于图像识别的口语训练方法。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行权利要求1-5任一项的一种基于图像识别的口语训练方法。
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