CN110853429B - 一种智能型英语教学系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能型英语教学系统，涉及英语教学技术领域，包括文字采集模块、图像处理模块、语音加载模块、交互反馈模块、教育功能模块、选择模块；文字采集模块，用于对预教学的英语字段采集记录；图像处理模块，用于对采集后字段形成的图像处理后显示；加载模块，用于对预教学的字段进行音频加载校正处理；交互反馈模块，用于分析接收相对应的反馈信息，作出实时交互信号；教育功能模块，用于对系统中的教育功能进行梳理；选择模块，用于对系统中的不同的教育功能进行选择教导。本发明能够实时对文段知识进行诠释，提高教学效果，并能够对字段进行放大表述，保证教学质量。

Description

一种智能型英语教学系统

技术领域

本发明涉及英语教学技术领域，具体涉及一种智能型英语教学系统。

背景技术

目前，英语教学是指对于英语是或者不是第一语言的人进行教授英语的过程。英语教学涉及多种专业理论知识，包括语言学、第二语言习得、词汇学、句法学、文体学、语料库理论、认知心理学等内容。并且学习英语需要不断的循环反复训练，以牢固掌握正确的英语知识，但目前英语教学主要靠老师讲解、示范，很难激起学生的学习兴趣，教学系统方式教学效果差，学生往往不能坚持学习，同时教学方式单一，学生也只能根据显示的内容进行学习，使用者在冗长的学习练习之后，依然没有获得显著的学习成效，很难吸引使用者的学习兴趣。

在传统的教学过程中，不能对于一些字段进行全面的诠释，降低教学质量，造成学生学习知识的匮乏，降低积极性，并且传统的英语教学系统智能化程度较低，并且学生很难对英语单词和内容进行充分的记忆，学员的学习兴趣较差，导致教学效果差。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种智能型英语教学系统，包括文字采集模块、图像处理模块、语音加载模块、交互反馈模块、教育功能模块、选择模块；所述文字采集模块，用于对预教学的英语字段采集记录，通过对预教学的字段进行扫描导入到系统中，达到对该字段进行实时诠释；所述图像处理模块，用于对采集后字段形成的图像处理后显示，通过导入的字段信号进行系统处理显示，保证清晰度和避免操作时的失真性；所述加载模块，用于对预教学的字段进行音频加载校正处理，通过对导入字段进行音频同步加载，能够清晰对于字段了解；所述交互反馈模块，用于分析接收相对应的反馈信息，作出实时交互信号，通过实时交互信号，能够对系统的图像作出手势判断，从而进行实时的不同的教学作用；所述教育功能模块，用于对系统中的教育功能进行梳理，能够提高对于导入字段进行不同的诠释，达到对导入字段的全面了解；所述选择模块，用于对系统中的不同的教育功能进行选择教导，通过选择模块在交互反馈模块下对教育功能模块进行选择，保证对导入字段不同的诠释说明，提高高效化和针对性。

进一步地，所述文字采集模块包括捕捉扫描单元、文字提取单元、信号转换单元、信号校验单元；所述捕捉扫描单元，用于对教材在设有平行中心线的激光文字识别装置进行整体扫描，并对扫描后进行灰度处理，通过平行中心线的作用下，能够保证在扫描过程中，不发生字段扫描偏移；所述文字提取单元，用于对扫描后的文字通过文字提取算法进行文字提取，能够通过文字提取算法对扫描的字段进行准确提取，提高提取率和信号接收高效性；所述信号转换单元，用于对提取后的文字信号通过A/D转换电路和单片机进行信号转换，AD574型号的A/D转换电路与AT89C51单片机双向信号电连接，处理完成后通过与CPLD模块的显示信号的端口电连接，能够保证信号在系统中显示画面质量高、清晰和流畅；所述信号校验单元，用于对转换后的信号生成校验代码，并与原始文字进行数据校验，通过对处理输入的信号的校验代码与原始文字的代码进行比对，保证在文字扫描和提取时的准确性，防止出现误差。

更进一步地，所述图像处理模块包括区域分割单元、边界分层单元、数据读取单元、图像放大单元；所述区域分割单元，用于对主界面进行模块划分，能够对系统界面进行碎片化的区域分化，能够对提取后的文字在区域清晰分别，便于观看和后期的操作；所述边界分层单元，用于对分割后区域通过中值和等值模板进行递归裁剪均值滤波相结合的方式对多块化区域进行边缘优化处理，形成边界分层，能够提高图像边缘提取的精度和对图像中离散的强噪声进行有效去除，进一步地提高对于提取文段的区域划分；所述数据读取单元，用于对触摸指令所生成的代码进行运算分析校正；通过在对系统做出触摸指令时，对触摸指令进行运算分析，进而对该触摸区域做出命令指示，提高触摸指令的准确率；所述图像放大单元，用于对校正后的指令进行区域深度映射放大处理，通过区域建模处理，结合视觉传感方式将区域进行多层次分隔，并在函数计算下得到基准灰度直方图的基准映射函数，进而获得多层次的图像帧的增强视差图。

更进一步地，所述图像放大单元中进行区域深度映射放大时，通过对边界分层单元中区域进行三维矩阵处理，再利用深度像素对处理后的区域深度分层分割，形成弱纹理区域，进而基于分割的算法对其进行灰度映射处理优化，形成层次深度映射，通过触摸指令作用下，对触摸区域进行区域放大处理，能够去区域目标进行分层处理，形成弱纹理区域，留下置信度高的目标窗口。

更进一步地，所述图像处理模块还包括颜色标识单元，所述颜色标识单元，用于对放大处理后图像进行颜色标识突出显示，通过选取颜色，在进行放大处理后的区域目标，进行颜色标记，便于观察。

更进一步地，所述语音加载模块包括字段提取单元、存储合成单元、信号处理单元、语音输出单元；所述字段提取单元，用于对预转换的字段数据完成起止点的特征判断提取，能够对预语言加载的字段进行准确选择；所述存储合成单元，用于对存储的样本声音进行抽取，与提取的字段合成组帧编码，通过对选取好的字段进行语音配对，提高两者之间的同步性；所述信号处理单元，用于对合成的信号进行编码和调制处理，保证信号的稳定性；所述语音输出单元，用于对处理好的信号通过XF6000SYE芯片后进行运算放大处理，能够提高语音准确性和降噪处理。

更进一步地，所述交互反馈模块包括识别单元和渲染单元；所述识别单元，用于通过三维体感传感器和单阈值编码系统，用微集成芯片显示所识别的不同手势，通过感知触摸指令信号和对状态进行编码，通过微集成芯片控制，显示和了解所识别的触摸指令；所述渲染单元，用于对处理后的信号加载人物场景的转移矩阵，能够提高不同的学习场景。

更进一步地，所述教育功能模块包括句式单元、单词形式单元、翻译单元、拓展单元，能够对选取的字段进行多角度分析了解，此处可以在其基础上根据所需加入其它单元，在这不做限定。

智能型英语教学系统的方法，包括以下步骤：

S1：所述激光文字识别装置在平行中心线的作用下，对英语教学课本字段捕捉扫描，并对扫描后的字段进行灰度处理，然后将扫描后的字段通过所述文字提取单元中的文字提取算法和降噪方式进行文字提取，形成文字信号，结合信号转换单元中的A/D转换电路和单片机进行信号转换，提供高清信号，保证信号稳定性，并通过所述信号校验单元对转换后的信号生成校验代码，与原始文字数据校验，提高文字提取的准确性；

S2：然后在所述区域分割单元作用下，对教学显示的主界面进行区域模块划分，形成多块化区域，通过所述边界分层单元中的中值和等值模板进行递归裁剪均值滤波相结合的方式对多块化区域进行边缘优化，提高多块化区域边缘精度，同时，当触摸指令接触到多块化区域中，数据读取单元，先对触摸指令所生成的代码进行运算分析校正，保证多块化区域反应的准确性；

S3：在使用过程中，通过所述识别单元中的三维体感传感器和单阈值编码系统来获取触摸指令和识别不同的触摸指令，微集成芯片对识别的不同触摸指令进行显示，当对多块化区域中的某个区域作出触摸指令时，所述字段提取单元对区域的预转换的字段数据通过起止点的特征判断提取，所述存储合成单元将存储的样本声音进行抽取与提取的字段合成组帧编码，并进行编码和调制处理，保证样本声音和字段在编码后的相匹配，结合语言输出单元对抑制噪音和增强语音的高效；

S4：当需要对所需多块化区域进行放大处理时，通过对多块化区域进行三维矩阵处理，构成维度模型，然后在模型的基础上通过区域深度分层分割，形成多层次的弱纹理区域，进而通过灰度映射处理优化，形成层次深度映射，便于标识，再在颜色标识单元下，对放大处理后的层次进行颜色突出显示。

更进一步地，智能型英语教学系统的方法，还包括以下步骤：

S5：当需要时，通过选择模块对系统中教育功能模块中的句式单元、单词形式单元、翻译单元、拓展单元进行实时选择教学，进而对所选择的字段进行多元化教育讲解。

本发明的优点：本发明通过将文段进行扫描导入到系统，并对文段经过提取和转换，能够提高文段的准确性和信号的稳定性，能够对信号通过信号转换进行显示，能够实时对文段知识进行诠释，提高教学效果；通过去系统进行区域划分，并再对区域进行处理，能够保证在对文段进行诠释过程中，对应的提供语音，提高学习兴趣，同时，可以对文段放大标识，进行多元化的教育功能，提高知识的覆盖率；通过交互反馈能够提高教育的智能化，能够实时出现的问题进行标识处理，结合语音加载，保证对文段进行阅读，能够提高发音标准性训练，和学生对英语单词和内容进行充分的记忆；通过图像处理，保证教学过程中，文段清晰，能够更好地对字段进行教学。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明的结构框架图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参考图1，如图1所示，一种智能型英语教学系统，包括文字采集模块、图像处理模块、语音加载模块、交互反馈模块、教育功能模块、选择模块；文字采集模块，用于对预教学的英语字段采集记录，通过对预教学的字段进行扫描导入到系统中，达到对该字段进行实时诠释；图像处理模块，用于对采集后字段形成的图像处理后显示，通过导入的字段信号进行系统处理显示，保证清晰度和避免操作时的失真性；加载模块，用于对预教学的字段进行音频加载校正处理，通过对导入字段进行音频同步加载，能够清晰对于字段了解；交互反馈模块，用于分析接收相对应的反馈信息，作出实时交互信号，通过实时交互信号，能够对系统的图像作出手势判断，从而进行实时的不同的教学作用；教育功能模块，用于对系统中的教育功能进行梳理，能够提高对于导入字段进行不同的诠释，达到对导入字段的全面了解；选择模块，用于对系统中的不同的教育功能进行选择教导，通过选择模块在交互反馈模块下对教育功能模块进行选择，保证对导入字段不同的诠释说明，提高高效化和针对性。

文字采集模块包括捕捉扫描单元、文字提取单元、信号转换单元、信号校验单元；捕捉扫描单元，用于对教材在设有平行中心线的激光文字识别装置进行整体扫描，并对扫描后进行灰度处理，通过平行中心线的作用下，能够保证在扫描过程中，不发生字段扫描偏移；文字提取单元，用于对扫描后的文字通过文字提取算法进行文字提取，能够通过文字提取算法对扫描的字段进行准确提取，提高提取率和信号接收高效性；信号转换单元，用于对提取后的文字信号通过A/D转换电路和单片机进行信号转换，AD574型号的A/D转换电路与AT89C51单片机双向信号电连接，处理完成后通过与CPLD模块的显示信号的端口电连接，能够保证信号在系统中显示画面质量高、清晰和流畅；信号校验单元，用于对转换后的信号生成校验代码，并与原始文字进行数据校验，通过对处理输入的信号的校验代码与原始文字的代码进行比对，保证在文字扫描和提取时的准确性，防止出现误差。

图像处理模块包括区域分割单元、边界分层单元、数据读取单元、图像放大单元；区域分割单元，用于对主界面进行模块划分，能够对系统界面进行碎片化的区域分化，能够对提取后的文字在区域清晰分别，便于观看和后期的操作；边界分层单元，用于对分割后区域通过中值和等值模板进行递归裁剪均值滤波相结合的方式对多块化区域进行边缘优化处理，形成边界分层，能够提高图像边缘提取的精度和对图像中离散的强噪声进行有效去除，进一步地提高对于提取文段的区域划分；数据读取单元，用于对触摸指令所生成的代码进行运算分析校正；通过在对系统做出触摸指令时，对触摸指令进行运算分析，进而对该触摸区域做出命令指示，提高触摸指令的准确率；图像放大单元，用于对校正后的指令进行区域深度映射放大处理，通过区域建模处理，结合视觉传感方式将区域进行多层次分隔，并在函数计算下得到基准灰度直方图的基准映射函数，进而获得多层次的图像帧的增强视差图。

图像放大单元中进行区域深度映射放大时，通过对边界分层单元中区域进行三维矩阵处理，再利用深度像素对处理后的区域深度分层分割，形成弱纹理区域，进而基于分割的算法对其进行灰度映射处理优化，形成层次深度映射，通过触摸指令作用下，对触摸区域进行区域放大处理，能够去区域目标进行分层处理，形成弱纹理区域，留下置信度高的目标窗口。

图像处理模块还包括颜色标识单元，颜色标识单元，用于对放大处理后图像进行颜色标识突出显示，通过选取颜色，在进行放大处理后的区域目标，进行颜色标记，便于观察。

语音加载模块包括字段提取单元、存储合成单元、信号处理单元、语音输出单元；字段提取单元，用于对预转换的字段数据完成起止点的特征判断提取，能够对预语言加载的字段进行准确选择；声音存储单元，用于对存储的样本声音进行抽取，与提取的字段合成组帧编码，通过对选取好的字段进行语音配对，提高两者之间的同步性；信号处理单元，用于对合成的信号进行编码和调制处理，保证信号的稳定性；语音输出单元，用于对处理好的信号通过XF6000SYE芯片后进行运算放大处理，能够提高语音准确性和降噪处理。

交互反馈模块包括识别单元和渲染单元；识别单元，用于通过三维体感传感器和单阈值编码系统，用微集成芯片显示所识别的不同手势，通过感知触摸指令信号和对状态进行编码，通过微集成芯片控制，显示和了解所识别的触摸指令；渲染单元，用于对处理后的信号加载人物场景的转移矩阵，能够提高不同的学习场景。

教育功能模块包括句式单元、单词形式单元、翻译单元、拓展单元，能够对选取的字段进行多角度分析了解。

智能型英语教学系统的方法，包括以下步骤：

S1：激光文字识别装置在平行中心线的作用下，对英语教学课本字段捕捉扫描，并对扫描后的字段进行灰度处理，然后将扫描后的字段通过文字提取单元中的文字提取算法和降噪方式进行文字提取，形成文字信号，提取后的文字信号通过A/D转换电路和单片机进行信号转换，AD574型号的A/D转换电路与AT89C51单片机双向信号电连接，处理完成后通过与CPLD模块的显示信号的端口电连接，提供高清信号，保证信号稳定性，并通过信号校验单元对转换后的信号生成校验代码，与原始文字数据校验，提高文字提取的准确性；

S2：然后在区域分割单元作用下，对教学显示的主界面进行对系统界面进行碎片化的区域分化，形成多块化区域，通过边界分层单元中的中值和等值模板进行递归裁剪均值滤波相结合的方式对多块化区域进行边缘优化，提高多块化区域边缘精度，同时，当触摸指令接触到多块化区域中，数据读取单元，先对触摸指令所生成的代码进行运算分析校正，保证多块化区域反应的准确性；

S3：在使用过程中，通过识别单元中的三维体感传感器和单阈值编码系统来获取触摸指令和识别不同的触摸指令，触摸区域作出编码反应，微集成芯片对识别的不同触摸指令进行显示，当对多块化区域中的某个区域作出触摸指令时，字段提取单元对区域的预转换的字段数据通过起止点的特征判断提取，存储合成单元将存储的样本声音进行抽取与提取的字段合成组帧编码，并进行编码和调制处理，保证样本声音和字段在编码后的相匹配，结合语言输出单元对抑制噪音和增强语音的高效；

S4：当需要对所需多块化区域进行放大处理时，通过区域建模处理，结合视觉传感方式将区域进行多层次分隔，并在函数计算下得到基准灰度直方图的基准映射函数，进而获得多层次的图像帧的增强视差图，然后通过对多块化区域进行三维矩阵处理，构成维度模型，然后在模型的基础上通过区域深度分层分割，形成多层次的弱纹理区域，进而通过灰度映射处理优化，形成层次深度映射，便于标识，通过选取颜色，在进行放大处理后的区域目标，进行颜色标记，再在颜色标识单元下，对放大处理后的层次进行颜色突出显示。

S5：当需要时，通过选择模块对系统中教育功能模块中的句式单元、单词形式单元、翻译单元、拓展单元进行实时选择教学，进而对所选择的字段进行多元化教育讲解。

本发明通过将文段进行扫描导入到系统，并对文段经过提取和转换，能够提高文段的准确性和信号的稳定性，能够对信号通过信号转换进行显示，能够实时对文段知识进行诠释，提高教学效果；通过去系统进行区域划分，并再对区域进行处理，能够保证在对文段进行诠释过程中，对应的提供语音，提高学习兴趣，同时，可以对文段放大标识，进行多元化的教育功能，提高知识的覆盖率；通过交互反馈能够提高教育的智能化，能够实时出现的问题进行标识处理，结合语音加载，保证对文段进行阅读，能够提高发音标准性训练，和学生对英语单词和内容进行充分的记忆；通过图像处理，保证教学过程中，文段清晰，能够更好地对字段进行教学。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种智能型英语教学系统，其特征在于，包括文字采集模块、图像处理模块、语音加载模块、交互反馈模块、教育功能模块、选择模块；所述文字采集模块，用于对预教学的英语字段采集记录；所述图像处理模块，用于对采集后字段形成的图像处理后显示；所述加载模块，用于对预教学的字段进行音频加载校正处理；所述交互反馈模块，用于分析接收相对应的反馈信息，作出实时交互信号；所述教育功能模块，用于对系统中的教育功能进行梳理；所述选择模块，用于对系统中的不同的教育功能进行选择教导；所述文字采集模块包括捕捉扫描单元、文字提取单元、信号转换单元、信号校验单元；所述捕捉扫描单元，用于对教材在设有平行中心线的激光文字识别装置进行整体扫描，并对扫描后进行灰度处理；所述文字提取单元，用于对扫描后的文字通过文字提取算法进行文字提取；所述信号转换单元，用于对提取后的文字信号通过A/D转换电路和单片机进行信号转换；所述信号校验单元，用于对转换后的信号生成校验代码，并与原始文字进行数据校验；所述图像处理模块包括区域分割单元、边界分层单元、数据读取单元、图像放大单元；所述区域分割单元，用于对主界面进行模块划分；所述边界分层单元，用于对分割后区域通过中值和等值模板进行递归裁剪均值滤波相结合的方式对多块化区域进行边缘优化处理，形成边界分层；所述数据读取单元，用于对触摸指令所生成的代码进行运算分析校正；所述图像放大单元，用于对校正后的指令进行区域深度映射放大处理；所述图像放大单元中进行区域深度映射放大时，通过对边界分层单元中区域进行三维矩阵处理，再利用深度像素对处理后的区域深度分层分割，形成弱纹理区域，进而基于分割的算法对其进行灰度映射处理优化，形成层次深度映射。

2.根据权利要求1所述的智能型英语教学系统，其特征在于，所述图像处理模块还包括颜色标识单元，所述颜色标识单元，用于对放大处理后图像进行颜色标识突出显示。

3.根据权利要求2所述的智能型英语教学系统，其特征在于，所述语音加载模块包括字段提取单元、存储合成单元、信号处理单元、语音输出单元；所述字段提取单元，用于对预转换的字段数据完成起止点的特征判断提取；所述存储合成单元，用于对存储的样本声音进行抽取，与提取的字段合成组帧编码；所述信号处理单元，用于对合成的信号进行编码和调制处理；所述语音输出单元，用于对处理好的信号通过处理芯片后进行运算放大处理。

4.根据权利要求3所述的智能型英语教学系统，其特征在于，所述交互反馈模块包括识别单元和渲染单元；所述识别单元，用于通过三维体感传感器和单阈值编码系统，用微集成芯片显示所识别的不同手势；所述渲染单元，用于对处理后的信号加载人物场景的转移矩阵。

5.根据权利要求4所述的智能型英语教学系统，其特征在于，所述教育功能模块包括句式单元、单词形式单元、翻译单元、拓展单元。

6.根据权利要求5所述的智能型英语教学系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：所述激光文字识别装置在平行中心线的作用下，对英语教学课本字段捕捉扫描，并对扫描后的字段进行灰度处理，然后将扫描后的字段通过所述文字提取单元中的文字提取算法和降噪方式进行文字提取，形成文字信号，结合信号转换单元中的A/D转换电路和单片机进行信号转换，提供高清信号，保证信号稳定性，并通过所述信号校验单元对转换后的信号生成校验代码，与原始文字数据校验，提高文字提取的准确性；

S2：然后在所述区域分割单元作用下，对教学显示的主界面进行区域模块划分，形成多块化区域，通过所述边界分层单元中的中值混和等值模板进行递归裁剪均值滤波相结合的方式对多块化区域进行边缘优化，提高多块化区域边缘精度，同时，当触摸指令接触到多块化区域中，数据读取单元，先对触摸指令所生成的代码进行运算分析校正，保证多块化区域反应的准确性；

S3：在使用过程中，通过所述识别单元中的三维体感传感器和单阈值编码系统来获取触摸指令和识别不同的触摸指令，微集成芯片对识别的不同触摸指令进行显示，当对多块化区域中的某个区域作出触摸指令时，所述字段提取单元对区域的预转换的字段数据通过起止点的特征判断提取，所述存储合成单元将存储的样本声音进行抽取与提取的字段合成组帧编码，并进行编码和调制处理，保证样本声音和字段在编码后的相匹配，结合语言输出单元对抑制噪音和增强语音的高效；

S4：当需要对所需多块化区域进行放大处理时，通过对多块化区域进行三维矩阵处理，构成维度模型，然后在模型的基础上通过区域深度分层分割，形成多层次的弱纹理区域，进而通过灰度映射处理优化，形成层次深度映射，便于标识，再在颜色标识单元下，对放大处理后的层次进行颜色突出显示。

7.根据权利要求6所述的智能型英语教学系统的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

S5：当需要时，通过选择模块对系统中教育功能模块中的句式单元、单词形式单元、翻译单元、拓展单元进行实时选择教学，进而对所选择的字段进行多元化教育讲解。

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