CN110473436A - 一种阅读辅助学习设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阅读辅助学习设备，它依次包括控制系统单元、摄像采集单元、显示单元、网络模块单元、电源模块、交互按钮单元、发音单元，儿童在读书时遇到不认识的文字，可以用设备对陌生的文字进行图像采集，设备利用OCR文字识别技术识别之后，可以在液晶显示屏上显示中文的拼音或英文单词音标，同时麦克风会发出文字的读音，液晶屏幕同时会以图片形式显示文字的语意。本阅读辅助学习设备可以克服手机、平板等设备不适合辅助儿童自主独立识字阅读问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种阅读辅助学习设备，尤其是儿童识字辅助学习设备。
背景技术
幼儿早期识字行为的发展是阅读能力发展的一部分，与幼儿口头语言发展密切相联系。有心理学家指出，如果将人们从出生到17岁的潜能发展作为100%，那么他在4岁之前就会发展50%，然后4～8岁发展30%，8～17岁只能发展20%。可见0～8岁是人们各种潜能快速发展的重要阶段。具体到幼儿的整体记忆和自然记忆潜能，3岁是其最高峰，其后几年也是非常关键的。如果从此时开始，幼儿能科学地学习识字和阅读，将会取得很好的效果。
目前，幼儿阅读主要是以家长陪读为主。家长和孩子一起共同阅读书籍，当孩子遇到陌生文字时，家长在一旁进行辅助讲解。这种方式，可以增加亲子互动。但有时，家长可能无法做到长时间伴读。这时，幼儿的阅读时间就会变少。有的幼儿甚至会以看图为主，不去看文字，规避识字的困难与障碍。
虽然，现在手机平板等终端设备可以通过软件方式，实现拍摄文字进行识别，完成发音辅助教学的目的。但手机设备并不适合低龄儿童使用，首先手机操作复杂，使用软件之前需要有解锁、开屏、打开软件、操作软件等步骤，非常复杂繁琐；其次，手机里有大量游戏、娱乐等软件，会影响儿童读书阅读时的专注性；最后，手机的价格很高，并且待机时间短，不适用于儿童随身。综上，手机平板等设备不适合用于儿童识字辅助学习用途。
发明内容
为了克服手机、平板等设备不适合辅助儿童自主独立识字阅读等问题，本发明的目的在于提供一种阅读辅助学习设备，儿童在读书时遇到不认识的文字，可以用设备对陌生的文字进行图像采集，设备利用OCR文字识别技术识别之后，可以在液晶显示屏上显示中文的拼音或英文单词音标，同时麦克风会发出文字的读音。液晶屏幕同时会以图片形式显示文字的语意。
本发明所采用的技术方案如下：一种阅读辅助学习设备，它依次包括控制系统单元101、摄像采集单元102、显示单元103、网络模块单元104、电源模块105、交互按钮单元106、发音单元107。
所述控制系统单元101是具备计算功能的处理器。其中，所述控制系统单元101中的处理器可以是单片机、DSP、Arm等所有具备计算功能的微处理器。其特征是可以支持连接CCD或者CMOS摄像头，能够通过摄像头采集到外部图像模拟数据，并进行模拟信号转换成数字信号，获得数字图像。所述控制系统单元101对于获得的数字图像通过编程，进行OCR识别，识别出图像中的文字。通过编程算法进行文本拆分，使句子中的文字以常用词组形式存在。
所述控制系统单元101特征还在于，处理数据可以在客户端离线处理，也可以通过所述网络模块单元104连接到远程服务器，利用云端更强大的数据处理能力协同计算。
所述摄像采集单元102可以是CCD摄像头、CMOS摄像头以及其它具备图像采集的设备。摄像采集单元102，其特征是能够对图像进行采集，将采集到的数据输入给所述控制系统单元101用于后续计算工作。
所述显示单元103是具备图像显示功能的设备，可以是液晶LCD屏幕、OLED屏幕、E-ink电子墨水屏。其特征在于通过所述控制系统单元101进行编程控制，可以进行单色显示、彩色显示或者墨水屏显示。所述摄像采集单元102将采集的文字传递给所述控制系统单元101之后，所述显示单元103能够实时对采集图像进行预览输出，最后能将处理结果显示出来。
所述显示单元103特征还在于可以支持触摸和非触摸两种方式。当屏幕是可触摸时，设备采用触摸方式进行软件交互。当屏幕是不可触摸时，设备采用实体按键方式进行交互。
所述网络模块单元104是具备网络传输的网络模块，可以是有线网络模块、wifi无线上网模块、蜂窝2G、3G、4G、5G、6G等数据上网模块。其特征在于可以连接网络，为所述控制系统单元101提供网络传输服务，能够将数据传递到远程服务器，并接收远程服务器传递回来的结果，将结果传递给所述控制系统单元101。
所述电源模块105为整个设备提供电力支持。其特征在于，可以采用内置充电电池、外置电池、外接电源等方式。
所述交互按钮单元106是指设备的外部电源按钮、交互按钮等为了设备完成交互功能的必备按钮。
所述发音单元107是指能够发音的喇叭，其特征在于能够通过显示单元103控制下，发出文字的读音，并能够朗读文本内容。
本发明的有益效果是：
1.设备轻便，价格低，适合儿童随身携带。
2.没有游戏、娱乐功能，能够让孩子更加专注的阅读。
3.电量消耗低，待机时间长，更加适合儿童使用。
4.通过摄像头，能够拍摄使用者当前看的文字，利用OCR文字识别技术，设备所拍摄的文字。
5.文字识别之后，会自动进行拆分，将文字分割成词组。
6.能够以男声或女声进行发音，读出使用者所拍摄的文字发音。
7.能够显示出中文的拼音或者英文的音标。
8.能够显示出文字的语意对应的图片示意图。
9.可以通过无线wifi，设备可以连接到远程服务器端，得到更多的内容的解释。
10.当无法联网时，可以访问本地离线功能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为数据流走向示意图；
图2为设备的正面结构图；
图3为设备的背面结构图；
图4为设备的侧面结构图。
具体实施方式
首先设计电路板，负责将所述控制系统单元101、摄像采集单元102、显示单元103、网络模块单元104、电源模块105、交互按钮单元106、所述发音单元107进行电路连接。所述控制系统单元101、摄像采集单元102、显示单元103、网络模块单元104、电源模块105、交互按钮单元106、所述发音单元107通过电路板进行电路连接。
电源模块105正常供电后，设备可以进入工作状态。通过所述交互按钮单元106中的电源按钮，打开设备开关，使其处于开机状态。使用者手持设备，将设备中的所述摄像采集单元102朝向待采集文字，所述摄像采集单元102将采集的数据传递给所述控制系统单元101，所述控制系统单元101控制所述显示单元103实时显示摄像头采集的图像用于辅助使用者选择采集的文本区域。当使用者确定采用文本区域后，通过所述显示单元103进行触摸控制或者通过所述交互按钮单元106实体按钮进行控制启动拍照采集。所述控制系统单元101获得拍摄的图像后，对图像进行离线处理或者通过所述网络模块单元104进行云端处理。处理过程包括对文本进行OCR识别，然后根据语意和常用词组进行分词，让文本以词组形式隔离显示。使用者此时可以对陌生文字中希望能发音的文字进行选择，选择方式可通过所述显示单元103进行触摸控制或者通过所述交互按钮单元106实体按钮进行控制。当使用者选择后，所述控制系统单元101控制所述发音单元107对文字发音。
设备除了对使用者所选择的文字发音之外，还可以对文字进行解释。此时，所述显示单元103可以显示相关的注解，所述发音单元107可以对注解进行朗读。所述显示单元103还可以以图像的形式显示使用者所选文字的图像注解。
综上所述，本发明的目的在于提供一种阅读辅助学习设备。该设备简单易用，功能聚焦于低龄儿童阅读时陌生文字辅助识别，没有手机上多种娱乐软件的干扰，操作简单，易于上手。低龄儿童在阅读时遇到陌生文字，只需用设备对照文字进行拍照采集，设备就可以自动发出陌生文字的声音以及解释，同时还会提供图像解释。使用者也可以对解释进行发音朗读。设备功能专注，没有后台大量耗电应用，因此具备充电时间短，待机时间长的优点。同时，没有游戏等多媒体娱乐软件对儿童阅读时产生干扰和影响。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，例如将所述所述发音单元107更换成蓝牙模块，通过蓝牙设备发音，所有这些改进和变换都属于本发明的所附权利要求保护范围。
Claims (7)
1.一种阅读辅助学习设备，包括控制系统单元101、摄像采集单元102、显示单元103、网络模块单元104、电源模块105、交互按钮单元106、所述发音单元107，其特征在于：所述控制系统单元101、摄像采集单元102、显示单元103、网络模块单元104、电源模块105、交互按钮单元106、所述发音单元107通过电路板进行电路连接，控制系统单元101控制摄像采集单元102采集数据，并在显示单元103进行显示，发音单元107对所待识别的文字进行发音朗读。
2.根据权利要求1所述的一种阅读辅助学习设备，其特征在于：所述控制系统单元101是具备计算功能的处理器，所述控制系统单元101中的处理器可以是单片机、DSP、Arm等所有具备计算功能的微处理器，能够通过摄像头采集到外部图像模拟数据，并进行模拟信号转换成数字信号，获得数字图像，所述控制系统单元101对于获得的数字图像通过编程，进行OCR识别，识别出图像中的文字，通过编程算法进行文本拆分，使句子中的文字以常用词组形式存在。
3.根据权利要求1所述的一种阅读辅助学习设备,其特征在于：处理数据可以在客户端离线处理，也可以通过所述网络模块单元104连接到远程服务器，利用云端更强大的数据处理能力协同计算。
4.根据权利要求1所述的一种阅读辅助学习设备,其特征在于：所述摄像采集单元102可以是CCD摄像头、CMOS摄像头以及其它具备图像采集的设备,摄像采集单元102能够对图像进行采集，将采集到的数据输入给所述控制系统单元101用于后续计算工作。
5.根据权利要求1所述的一种阅读辅助学习设备,其特征在于：所述显示单元103是具备图像显示功能的设备，可以是液晶LCD屏幕、OLED屏幕、E-ink电子墨水屏,所述控制系统单元101进行编程控制，可以进行单色显示、彩色显示或者墨水屏显示,所述摄像采集单元102将采集的文字传递给所述控制系统单元101之后，所述显示单元103能够实时对采集图像进行预览输出，最后能将处理结果显示出来。
6.根据权利要求1所述的一种阅读辅助学习设备,其特征在于：所述显示单元103可以支持触摸和非触摸两种方式。
7.根据权利要求1所述的一种阅读辅助学习设备,其特征在于：所述发音单元107是指能够发音的喇叭，能够通过显示单元103控制下，发出文字的读音，并能够朗读文本内容。
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