CN113239158A - 基于虚拟现实场景的英文互动教学方法与系统 - Google Patents

基于虚拟现实场景的英文互动教学方法与系统 Download PDF

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CN113239158A CN202110426006.5A CN202110426006A CN113239158A CN 113239158 A CN113239158 A CN 113239158A CN 202110426006 A CN202110426006 A CN 202110426006A CN 113239158 A CN113239158 A CN 113239158A
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Abstract

本发明提供了基于虚拟现实场景的英文互动教学方法与系统，其能够在为学生提供若干包含英文单词的虚拟现实场景图像的同时，采集学生阅读每个英文单词的实际口语语音信息，并确定该实际口语语音信息与标准口语语音信息之间的语音音频差异，以及结合学生在观看到每个虚拟现实场景图像包含的英文单词后阅读英文单词的反应时间，确定对虚拟现实场景图像进行重复播放的次数，以便于重复播放相应的虚拟现实场景图像，这样能够根据学生的实际英文口语发音能够调整虚拟现实场景图像的播放次数，以保证学生在进行虚拟现实场景能够获得有针对性的英文教学以及提高虚拟现实教学的质量的智能化程度。

Description

基于虚拟现实场景的英文互动教学方法与系统
技术领域
本发明涉及智能教学的技术领域，特别涉及基于虚拟现实场景的英文互动教学方法与系统。
背景技术
虚拟现实技术已经广泛应用于智能教学中，通过构建相应的虚拟现实场景能够为学生提供实景化和沉浸式的课堂教学。但是，现有技术的虚拟现实教学模式只能按照预设的虚拟现实场景向学生播放对应的教学内容，其无法在语音方面与学生进行互动，特别在英文教学中，现有的虚拟现实教学模式不能根据学生自身的英文口语语音状态，适应性地调整英文教学中虚拟现实场景图像的播放模式，这不仅制约虚拟现实教学的质量和智能化程度，同时还降低虚拟现实教学针对不同学生的个性化程度和教学可靠性。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供基于虚拟现实场景的英文互动教学方法与系统，其从虚拟现实场景库中选择若干包含英文单词的虚拟现实场景图像，并对虚拟现实场景图像进行预处理后，确定所有虚拟现实场景图像向学生进行动态展示的播放顺序，并按照播放顺序依次播放所有虚拟现实场景图像的过程中，采集学生在阅读每个虚拟现实场景图像包含的英文单词时对应的实际口语语音信息，并将实际口语语音信息与英文单词对应的标准口语语音信息进行比对，从而确定两者之间的语音音频差异，最后根据语音音频差异以及学生在观看到每个虚拟现实场景图像包含的英文单词后阅读英文单词的反应时间，确定对虚拟现实场景图像进行重复播放的次数，再按照该次数，重复播放相应的虚拟现实场景图像；可见，该基于虚拟现实场景的英文互动教学方法与系统能够在为学生提供若干包含英文单词的虚拟现实场景图像的同时，采集学生阅读每个英文单词的实际口语语音信息，并确定该实际口语语音信息与标准口语语音信息之间的语音音频差异，以及结合学生在观看到每个虚拟现实场景图像包含的英文单词后阅读英文单词的反应时间，确定对虚拟现实场景图像进行重复播放的次数，以便于重复播放相应的虚拟现实场景图像，这样能够根据学生的实际英文口语发音能够调整虚拟现实场景图像的播放次数，以保证学生在进行虚拟现实场景能够获得有针对性的英文教学以及提高虚拟现实教学的质量的智能化程度。
本发明提供基于虚拟现实场景的英文互动教学方法，其特征在于，其包括如下步骤：
步骤S1，从虚拟现实场景库中选择若干包含英文单词的虚拟现实场景图像，并对所述虚拟现实场景图像进行预处理后，确定所有虚拟现实场景图像向学生进行动态展示的播放顺序；
步骤S2，在按照所述播放顺序依次播放所有虚拟现实场景图像的过程中，采集学生在阅读每个虚拟现实场景图像包含的英文单词时对应的实际口语语音信息，并将所述实际口语语音信息与所述英文单词对应的标准口语语音信息进行比对，从而确定两者之间的语音音频差异；
步骤S3，根据所述语音音频差异以及学生在观看到每个虚拟现实场景图像包含的英文单词后阅读所述英文单词的反应时间，确定对所述虚拟现实场景图像进行重复播放的次数，再按照所述次数，重复播放相应的虚拟现实场景图像；
进一步，在所述步骤S1中，从虚拟现实场景库中选择若干包含英文单词的虚拟现实场景图像，并对所述虚拟现实场景图像进行预处理后，确定所有虚拟现实场景图像向学生进行动态展示的播放顺序具体包括：
步骤S101，从虚拟现实场景库中选择若干不重复包含相同英文单词的虚拟现实场景图像，并对每个虚拟现实场景图像进行二值化处理，从而得到对应的二值化虚拟现实场景图像；
步骤S102，利用下面公式(1)，确定每个二值化虚拟现实场景图像向学生进行动态展示时对应的播放顺序值，
Figure RE-GDA0003132551070000031
在上述公式(1)中，λa表示第a个二值化虚拟现实场景图像向学生进行动态展示时对应的播放顺序值，Sa(i,j)表示第a个二值化虚拟现实场景图像第 i行第j列像素点的像素值，Sa+k(i,j)表示第a+k个二值化虚拟现实场景图像第 i行第j列像素点的像素值，La表示第a个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词具有的字母总数量，La+k表示第a+k个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词具有的字母总数量，m表示每个二值化虚拟现实场景图像中每一行像素包含的像素点总个数，n表示每个二值化虚拟现实场景图像中每一列像素包含的像素点总个数，A表示所有二值化虚拟现实场景图像的总数量，u{}表示阶跃函数，当括号内的数值大于或等于0时，阶跃函数的取值为1，当括号内的数值小于0时，阶跃函数的取值为0；
进一步，在所述步骤S2中，在按照所述播放顺序依次播放所有虚拟现实场景图像的过程中，采集学生在阅读每个虚拟现实场景图像包含的英文单词时对应的实际口语语音信息，并将所述实际口语语音信息与所述英文单词对应的标准口语语音信息进行比对，从而确定两者之间的语音音频差异具体包括：
步骤S201，在按照所述播放顺序依次播放所有虚拟现实场景图像的过程中，采集学生在阅读每个虚拟现实场景图像包含的英文单词时对应的实际口语语音信息，并对所述实际口语语音信息进行背景噪声滤波处理；
步骤S202，利用下面公式(2)，对所述实际口语语音信息与所述英文单词对应的标准口语语音信息进行比对，从而确定两者之间的语音音频差异值，
Figure RE-GDA0003132551070000032
在上述公式(2)中，Da表示学生在阅读第a个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词时对应的实际口语语音信息与所述英文单词对应的标准口语语音信息之间的语音音频差异值，Y(e)表示所述实际口语语音信息中第e帧语音信号的频率值，Ha(e)表示第a个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词对应的标准口语语音信息中第e帧语音信号的频率值，H表示第a个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词对应的标准口语语音信息中包含的语音信号总帧数，δ{}表示单位冲激函数，当括号内的数值等于0时，单位冲激函数的取值为1，当括号内的数值不等于0时，单位冲激函数的取值为0；
进一步，在所述步骤S3中，根据所述语音音频差异以及学生在观看到每个虚拟现实场景图像包含的英文单词后阅读所述英文单词的反应时间，确定对所述虚拟现实场景图像进行重复播放的次数，再按照所述次数，重复播放相应的虚拟现实场景图像具体包括：
步骤S301，采集学生在观看到每个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词起直到学生开始阅读所述英文单词之间的时间差，以此作为所述反应时间；
步骤S302，利用下面公式(3)，确定对所述虚拟现实场景图像进行重复播放的次数，
Figure RE-GDA0003132551070000041
在上述公式(3)中，Ca表示对第a个二值化虚拟现实场景图像进行重复播放的次数，Ta表示学生在观看第a个二值化虚拟现实场景图像对应的反应时间，INT{}表示取整函数、即对括号内的数值进行向下取整运算；
步骤S303，按照所述次数，重复播放对应的二值化虚拟现实场景图像。
本发明还提供基于虚拟现实场景的英文互动教学系统，其特征在于，其包括虚拟现实场景图像播放顺序确定模块，口语语音采集模块、口语语音处理模块和虚拟现实场景图像播放模块；其中，
所述虚拟现实场景图像播放顺序确定模块用于从虚拟现实场景库中选择若干包含英文单词的虚拟现实场景图像，并对所述虚拟现实场景图像进行预处理后，确定所有虚拟现实场景图像向学生进行动态展示的播放顺序；
所述口语语音采集模块用于在按照所述播放顺序依次播放所有虚拟现实场景图像的过程中，采集学生在阅读每个虚拟现实场景图像包含的英文单词时对应的实际口语语音信息；
所述口语语音处理模块用于将所述实际口语语音信息与所述英文单词对应的标准口语语音信息进行比对，从而确定两者之间的语音音频差异；
所述虚拟现实场景图像播放模块用于根据所述语音音频差异以及学生在观看到每个虚拟现实场景图像包含的英文单词后阅读所述英文单词的反应时间，确定对所述虚拟现实场景图像进行重复播放的次数，再按照所述次数，重复播放相应的虚拟现实场景图像；
进一步，所述虚拟现实场景图像播放顺序确定模块从虚拟现实场景库中选择若干包含英文单词的虚拟现实场景图像，并对所述虚拟现实场景图像进行预处理后，确定所有虚拟现实场景图像向学生进行动态展示的播放顺序具体包括：
从虚拟现实场景库中选择若干不重复包含相同英文单词的虚拟现实场景图像，并对每个虚拟现实场景图像进行二值化处理，从而得到对应的二值化虚拟现实场景图像；
再利用下面公式(1)，确定每个二值化虚拟现实场景图像向学生进行动态展示时对应的播放顺序值，
Figure RE-GDA0003132551070000051
在上述公式(1)中，λa表示第a个二值化虚拟现实场景图像向学生进行动态展示时对应的播放顺序值，Sa(i,j)表示第a个二值化虚拟现实场景图像第 i行第j列像素点的像素值，Sa+k(i,j)表示第a+k个二值化虚拟现实场景图像第 i行第j列像素点的像素值，La表示第a个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词具有的字母总数量，La+k表示第a+k个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词具有的字母总数量，m表示每个二值化虚拟现实场景图像中每一行像素包含的像素点总个数，n表示每个二值化虚拟现实场景图像中每一列像素包含的像素点总个数，A表示所有二值化虚拟现实场景图像的总数量，u{}表示阶跃函数，当括号内的数值大于或等于0时，阶跃函数的取值为1，当括号内的数值小于0时，阶跃函数的取值为0；
进一步，所述口语语音采集模块在按照所述播放顺序依次播放所有虚拟现实场景图像的过程中，采集学生在阅读每个虚拟现实场景图像包含的英文单词时对应的实际口语语音信息具体包括：
在按照所述播放顺序依次播放所有虚拟现实场景图像的过程中，采集学生在阅读每个虚拟现实场景图像包含的英文单词时对应的实际口语语音信息，并对所述实际口语语音信息进行背景噪声滤波处理；
以及，
所述口语语音处理模块将所述实际口语语音信息与所述英文单词对应的标准口语语音信息进行比对，从而确定两者之间的语音音频差异具体包括：
利用下面公式(2)，对所述实际口语语音信息与所述英文单词对应的标准口语语音信息进行比对，从而确定两者之间的语音音频差异值，
Figure RE-GDA0003132551070000061
在上述公式(2)中，Da表示学生在阅读第a个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词时对应的实际口语语音信息与所述英文单词对应的标准口语语音信息之间的语音音频差异值，Y(e)表示所述实际口语语音信息中第e帧语音信号的频率值，Ha(e)表示第a个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词对应的标准口语语音信息中第e帧语音信号的频率值，H表示第a个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词对应的标准口语语音信息中包含的语音信号总帧数，δ{}表示单位冲激函数，当括号内的数值等于0时，单位冲激函数的取值为1，当括号内的数值不等于0时，单位冲激函数的取值为0；
进一步，所述虚拟现实场景图像播放模块根据所述语音音频差异以及学生在观看到每个虚拟现实场景图像包含的英文单词后阅读所述英文单词的反应时间，确定对所述虚拟现实场景图像进行重复播放的次数，再按照所述次数，重复播放相应的虚拟现实场景图像具体包括：
采集学生在观看到每个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词起直到学生开始阅读所述英文单词之间的时间差，以此作为所述反应时间；
利用下面公式(3)，确定对所述虚拟现实场景图像进行重复播放的次数，
Figure RE-GDA0003132551070000071
在上述公式(3)中，Ca表示对第a个二值化虚拟现实场景图像进行重复播放的次数，Ta表示学生在观看第a个二值化虚拟现实场景图像对应的反应时间，INT{}表示取整函数、即对括号内的数值进行向下取整运算；
再按照所述次数，重复播放对应的二值化虚拟现实场景图像。
相比于现有技术，该基于虚拟现实场景的英文互动教学方法与系统从虚拟现实场景库中选择若干包含英文单词的虚拟现实场景图像，并对虚拟现实场景图像进行预处理后，确定所有虚拟现实场景图像向学生进行动态展示的播放顺序，并按照播放顺序依次播放所有虚拟现实场景图像的过程中，采集学生在阅读每个虚拟现实场景图像包含的英文单词时对应的实际口语语音信息，并将实际口语语音信息与英文单词对应的标准口语语音信息进行比对，从而确定两者之间的语音音频差异，最后根据语音音频差异以及学生在观看到每个虚拟现实场景图像包含的英文单词后阅读英文单词的反应时间，确定对虚拟现实场景图像进行重复播放的次数，再按照该次数，重复播放相应的虚拟现实场景图像；可见，该基于虚拟现实场景的英文互动教学方法与系统能够在为学生提供若干包含英文单词的虚拟现实场景图像的同时，采集学生阅读每个英文单词的实际口语语音信息，并确定该实际口语语音信息与标准口语语音信息之间的语音音频差异，以及结合学生在观看到每个虚拟现实场景图像包含的英文单词后阅读英文单词的反应时间，确定对虚拟现实场景图像进行重复播放的次数，以便于重复播放相应的虚拟现实场景图像，这样能够根据学生的实际英文口语发音能够调整虚拟现实场景图像的播放次数，以保证学生在进行虚拟现实场景能够获得有针对性的英文教学以及提高虚拟现实教学的质量的智能化程度。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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为本发明提供的基于虚拟现实场景的英文互动教学方法的流程示意图。
图2为本发明实施例提供的基于虚拟现实场景的英文互动教学系统的结构示意图。
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。
参阅图1，为本发明实施例提供的基于虚拟现实场景的英文互动教学方法的流程示意图。该基于虚拟现实场景的英文互动教学方法包括如下步骤：
步骤S1，从虚拟现实场景库中选择若干包含英文单词的虚拟现实场景图像，并对该虚拟现实场景图像进行预处理后，确定所有虚拟现实场景图像向学生进行动态展示的播放顺序；
步骤S2，在按照该播放顺序依次播放所有虚拟现实场景图像的过程中，采集学生在阅读每个虚拟现实场景图像包含的英文单词时对应的实际口语语音信息，并将该实际口语语音信息与该英文单词对应的标准口语语音信息进行比对，从而确定两者之间的语音音频差异；
步骤S3，根据该语音音频差异以及学生在观看到每个虚拟现实场景图像包含的英文单词后阅读该英文单词的反应时间，确定对该虚拟现实场景图像进行重复播放的次数，再按照该次数，重复播放相应的虚拟现实场景图像。
上述技术方案的有益效果为：该基于虚拟现实场景的英文互动教学方法能够在为学生提供若干包含英文单词的虚拟现实场景图像的同时，采集学生阅读每个英文单词的实际口语语音信息，并确定该实际口语语音信息与标准口语语音信息之间的语音音频差异，以及结合学生在观看到每个虚拟现实场景图像包含的英文单词后阅读英文单词的反应时间，确定对虚拟现实场景图像进行重复播放的次数，以便于重复播放相应的虚拟现实场景图像，这样能够根据学生的实际英文口语发音能够调整虚拟现实场景图像的播放次数，以保证学生在进行虚拟现实场景能够获得有针对性的英文教学以及提高虚拟现实教学的质量的智能化程度。
优选地，在该步骤S1中，从虚拟现实场景库中选择若干包含英文单词的虚拟现实场景图像，并对该虚拟现实场景图像进行预处理后，确定所有虚拟现实场景图像向学生进行动态展示的播放顺序具体包括：
步骤S101，从虚拟现实场景库中选择若干不重复包含相同英文单词的虚拟现实场景图像，并对每个虚拟现实场景图像进行二值化处理，从而得到对应的二值化虚拟现实场景图像；
步骤S102，利用下面公式(1)，确定每个二值化虚拟现实场景图像向学生进行动态展示时对应的播放顺序值，
Figure RE-GDA0003132551070000101
在上述公式(1)中，λa表示第a个二值化虚拟现实场景图像向学生进行动态展示时对应的播放顺序值，Sa(i,j)表示第a个二值化虚拟现实场景图像第 i行第j列像素点的像素值，Sa+k(i,j)表示第a+k个二值化虚拟现实场景图像第 i行第j列像素点的像素值，La表示第a个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词具有的字母总数量，La+k表示第a+k个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词具有的字母总数量，m表示每个二值化虚拟现实场景图像中每一行像素包含的像素点总个数，n表示每个二值化虚拟现实场景图像中每一列像素包含的像素点总个数，A表示所有二值化虚拟现实场景图像的总数量，u{}表示阶跃函数，当括号内的数值大于或等于0时，阶跃函数的取值为1，当括号内的数值小于0时，阶跃函数的取值为0。
上述技术方案的有益效果为：通过从虚拟现实场景库中选择若干不重复包含相同英文单词的虚拟现实场景图像，以保证选择的每个虚拟现实场景图像包含的英文单词互不相同，从而有效地提高学生通过观看虚拟现实场景图像进行英文学习的效率。而利用上述公式(1)，能够对每个虚拟现实场景图像中包含的英文单词复杂情况进行由简单到难的排列，从而保证包含较简单英文单词的虚拟现实场景图像优先地播放给学生观看，而包含较难英文单词的虚拟现实场景图像则处于较后播放顺序，这样能够为学生提供由简单到难的循序渐进化的虚拟现实英文互动教学模式。
优选地，在该步骤S2中，在按照该播放顺序依次播放所有虚拟现实场景图像的过程中，采集学生在阅读每个虚拟现实场景图像包含的英文单词时对应的实际口语语音信息，并将该实际口语语音信息与该英文单词对应的标准口语语音信息进行比对，从而确定两者之间的语音音频差异具体包括：
步骤S201，在按照该播放顺序依次播放所有虚拟现实场景图像的过程中，采集学生在阅读每个虚拟现实场景图像包含的英文单词时对应的实际口语语音信息，并对该实际口语语音信息进行背景噪声滤波处理；
步骤S202，利用下面公式(2)，对该实际口语语音信息与该英文单词对应的标准口语语音信息进行比对，从而确定两者之间的语音音频差异值，
Figure RE-GDA0003132551070000111
在上述公式(2)中，Da表示学生在阅读第a个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词时对应的实际口语语音信息与该英文单词对应的标准口语语音信息之间的语音音频差异值，Y(e)表示该实际口语语音信息中第e帧语音信号的频率值，Ha(e)表示第a个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词对应的标准口语语音信息中第e帧语音信号的频率值，H表示第a个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词对应的标准口语语音信息中包含的语音信号总帧数，δ{}表示单位冲激函数，当括号内的数值等于0时，单位冲激函数的取值为1，当括号内的数值不等于0时，单位冲激函数的取值为0。
上述技术方案的有益效果为：由于标准口语语音信息是利用语音合成方式形成的具有预设语速和符合预设口语发音准则的标准化口语语音信息，通过上述公式(2)，能够准确地和快速地对该实际口语语音信息与该英文单词两者之间的语音音频差异情况进行量化评价，从而客观地和准确地确定两者之间的差距，以此为后续确定每个虚拟现实场景图像的重复播放次数提供有效的依据。
优选地，在该步骤S3中，根据该语音音频差异以及学生在观看到每个虚拟现实场景图像包含的英文单词后阅读该英文单词的反应时间，确定对该虚拟现实场景图像进行重复播放的次数，再按照该次数，重复播放相应的虚拟现实场景图像具体包括：
步骤S301，采集学生在观看到每个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词起直到学生开始阅读该英文单词之间的时间差，以此作为该反应时间；
步骤S302，利用下面公式(3)，确定对该虚拟现实场景图像进行重复播放的次数，
Figure RE-GDA0003132551070000121
在上述公式(3)中，Ca表示对第a个二值化虚拟现实场景图像进行重复播放的次数，Ta表示学生在观看第a个二值化虚拟现实场景图像对应的反应时间，INT{}表示取整函数、即对括号内的数值进行向下取整运算；
步骤S303，按照该次数，重复播放对应的二值化虚拟现实场景图像。
上述技术方案的有益效果为：通过上述公式(3)，能够确定每个虚拟现实场景图像进行重复播放的次数，总体而言，当该实际口语语音信息与该英文单词两者之间的语音音频差异越大，其对应的虚拟现实场景图像的重复播放次数也越大，这样能够使学生在多次观看对应虚拟现实场景图像的情况下有效纠正自身的英文口语发音错误，从而提高学生在虚拟现实场景中的英文学习效率。
参阅图2，为本发明实施例提供的基于虚拟现实场景的英文互动教学系统的结构示意图。该基于虚拟现实场景的英文互动教学系统包括虚拟现实场景图像播放顺序确定模块，口语语音采集模块、口语语音处理模块和虚拟现实场景图像播放模块；其中，
该虚拟现实场景图像播放顺序确定模块用于从虚拟现实场景库中选择若干包含英文单词的虚拟现实场景图像，并对该虚拟现实场景图像进行预处理后，确定所有虚拟现实场景图像向学生进行动态展示的播放顺序；
该口语语音采集模块用于在按照该播放顺序依次播放所有虚拟现实场景图像的过程中，采集学生在阅读每个虚拟现实场景图像包含的英文单词时对应的实际口语语音信息；
该口语语音处理模块用于将该实际口语语音信息与该英文单词对应的标准口语语音信息进行比对，从而确定两者之间的语音音频差异；
该虚拟现实场景图像播放模块用于根据该语音音频差异以及学生在观看到每个虚拟现实场景图像包含的英文单词后阅读该英文单词的反应时间，确定对该虚拟现实场景图像进行重复播放的次数，再按照该次数，重复播放相应的虚拟现实场景图像。
上述技术方案的有益效果为：该基于虚拟现实场景的英文互动教学系统能够在为学生提供若干包含英文单词的虚拟现实场景图像的同时，采集学生阅读每个英文单词的实际口语语音信息，并确定该实际口语语音信息与标准口语语音信息之间的语音音频差异，以及结合学生在观看到每个虚拟现实场景图像包含的英文单词后阅读英文单词的反应时间，确定对虚拟现实场景图像进行重复播放的次数，以便于重复播放相应的虚拟现实场景图像，这样能够根据学生的实际英文口语发音能够调整虚拟现实场景图像的播放次数，以保证学生在进行虚拟现实场景能够获得有针对性的英文教学以及提高虚拟现实教学的质量的智能化程度。
优选地，该虚拟现实场景图像播放顺序确定模块从虚拟现实场景库中选择若干包含英文单词的虚拟现实场景图像，并对该虚拟现实场景图像进行预处理后，确定所有虚拟现实场景图像向学生进行动态展示的播放顺序具体包括：
从虚拟现实场景库中选择若干不重复包含相同英文单词的虚拟现实场景图像，并对每个虚拟现实场景图像进行二值化处理，从而得到对应的二值化虚拟现实场景图像；
再利用下面公式(1)，确定每个二值化虚拟现实场景图像向学生进行动态展示时对应的播放顺序值，
Figure RE-GDA0003132551070000131
在上述公式(1)中，λa表示第a个二值化虚拟现实场景图像向学生进行动态展示时对应的播放顺序值，Sa(i,j)表示第a个二值化虚拟现实场景图像第 i行第j列像素点的像素值，Sa+k(i,j)表示第a+k个二值化虚拟现实场景图像第 i行第j列像素点的像素值，La表示第a个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词具有的字母总数量，La+k表示第a+k个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词具有的字母总数量，m表示每个二值化虚拟现实场景图像中每一行像素包含的像素点总个数，n表示每个二值化虚拟现实场景图像中每一列像素包含的像素点总个数，A表示所有二值化虚拟现实场景图像的总数量，u{}表示阶跃函数，当括号内的数值大于或等于0时，阶跃函数的取值为1，当括号内的数值小于0时，阶跃函数的取值为0。
上述技术方案的有益效果为：通过从虚拟现实场景库中选择若干不重复包含相同英文单词的虚拟现实场景图像，以保证选择的每个虚拟现实场景图像包含的英文单词互不相同，从而有效地提高学生通过观看虚拟现实场景图像进行英文学习的效率。而利用上述公式(1)，能够对每个虚拟现实场景图像中包含的英文单词复杂情况进行由简单到难的排列，从而保证包含较简单英文单词的虚拟现实场景图像优先地播放给学生观看，而包含较难英文单词的虚拟现实场景图像则处于较后播放顺序，这样能够为学生提供由简单到难的循序渐进化的虚拟现实英文互动教学模式。
优选地，该口语语音采集模块在按照该播放顺序依次播放所有虚拟现实场景图像的过程中，采集学生在阅读每个虚拟现实场景图像包含的英文单词时对应的实际口语语音信息具体包括：
在按照该播放顺序依次播放所有虚拟现实场景图像的过程中，采集学生在阅读每个虚拟现实场景图像包含的英文单词时对应的实际口语语音信息，并对该实际口语语音信息进行背景噪声滤波处理；
以及，
该口语语音处理模块将该实际口语语音信息与该英文单词对应的标准口语语音信息进行比对，从而确定两者之间的语音音频差异具体包括：
利用下面公式(2)，对该实际口语语音信息与该英文单词对应的标准口语语音信息进行比对，从而确定两者之间的语音音频差异值，
Figure RE-GDA0003132551070000151
在上述公式(2)中，Da表示学生在阅读第a个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词时对应的实际口语语音信息与该英文单词对应的标准口语语音信息之间的语音音频差异值，Y(e)表示该实际口语语音信息中第e帧语音信号的频率值，Ha(e)表示第a个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词对应的标准口语语音信息中第e帧语音信号的频率值，H表示第a个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词对应的标准口语语音信息中包含的语音信号总帧数，δ{}表示单位冲激函数，当括号内的数值等于0时，单位冲激函数的取值为1，当括号内的数值不等于0时，单位冲激函数的取值为0。
上述技术方案的有益效果为：由于标准口语语音信息是利用语音合成方式形成的具有预设语速和符合预设口语发音准则的标准化口语语音信息，通过上述公式(2)，能够准确地和快速地对该实际口语语音信息与该英文单词两者之间的语音音频差异情况进行量化评价，从而客观地和准确地确定两者之间的差距，以此为后续确定每个虚拟现实场景图像的重复播放次数提供有效的依据。
优选地，该虚拟现实场景图像播放模块根据该语音音频差异以及学生在观看到每个虚拟现实场景图像包含的英文单词后阅读该英文单词的反应时间，确定对该虚拟现实场景图像进行重复播放的次数，再按照该次数，重复播放相应的虚拟现实场景图像具体包括：
采集学生在观看到每个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词起直到学生开始阅读该英文单词之间的时间差，以此作为该反应时间；
利用下面公式(3)，确定对该虚拟现实场景图像进行重复播放的次数，
Figure RE-GDA0003132551070000152
在上述公式(3)中，Ca表示对第a个二值化虚拟现实场景图像进行重复播放的次数，Ta表示学生在观看第a个二值化虚拟现实场景图像对应的反应时间，INT{}表示取整函数、即对括号内的数值进行向下取整运算；
再按照该次数，重复播放对应的二值化虚拟现实场景图像。
上述技术方案的有益效果为：通过上述公式(3)，能够确定每个虚拟现实场景图像进行重复播放的次数，总体而言，当该实际口语语音信息与该英文单词两者之间的语音音频差异越大，其对应的虚拟现实场景图像的重复播放次数也越大，这样能够使学生在多次观看对应虚拟现实场景图像的情况下有效纠正自身的英文口语发音错误，从而提高学生在虚拟现实场景中的英文学习效率。
从上述实施例的内容可知，该基于虚拟现实场景的英文互动教学方法与系统从虚拟现实场景库中选择若干包含英文单词的虚拟现实场景图像，并对虚拟现实场景图像进行预处理后，确定所有虚拟现实场景图像向学生进行动态展示的播放顺序，并按照播放顺序依次播放所有虚拟现实场景图像的过程中，采集学生在阅读每个虚拟现实场景图像包含的英文单词时对应的实际口语语音信息，并将实际口语语音信息与英文单词对应的标准口语语音信息进行比对，从而确定两者之间的语音音频差异，最后根据语音音频差异以及学生在观看到每个虚拟现实场景图像包含的英文单词后阅读英文单词的反应时间，确定对虚拟现实场景图像进行重复播放的次数，再按照该次数，重复播放相应的虚拟现实场景图像；可见，该基于虚拟现实场景的英文互动教学方法与系统能够在为学生提供若干包含英文单词的虚拟现实场景图像的同时，采集学生阅读每个英文单词的实际口语语音信息，并确定该实际口语语音信息与标准口语语音信息之间的语音音频差异，以及结合学生在观看到每个虚拟现实场景图像包含的英文单词后阅读英文单词的反应时间，确定对虚拟现实场景图像进行重复播放的次数，以便于重复播放相应的虚拟现实场景图像，这样能够根据学生的实际英文口语发音能够调整虚拟现实场景图像的播放次数，以保证学生在进行虚拟现实场景能够获得有针对性的英文教学以及提高虚拟现实教学的质量的智能化程度。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.基于虚拟现实场景的英文互动教学方法，其特征在于，其包括如下步骤：
步骤S1，从虚拟现实场景库中选择若干包含英文单词的虚拟现实场景图像，并对所述虚拟现实场景图像进行预处理后，确定所有虚拟现实场景图像向学生进行动态展示的播放顺序；
步骤S2，在按照所述播放顺序依次播放所有虚拟现实场景图像的过程中，采集学生在阅读每个虚拟现实场景图像包含的英文单词时对应的实际口语语音信息，并将所述实际口语语音信息与所述英文单词对应的标准口语语音信息进行比对，从而确定两者之间的语音音频差异；
步骤S3，根据所述语音音频差异以及学生在观看到每个虚拟现实场景图像包含的英文单词后阅读所述英文单词的反应时间，确定对所述虚拟现实场景图像进行重复播放的次数，再按照所述次数，重复播放相应的虚拟现实场景图像。
2.如权利要求1所述的基于虚拟现实场景的英文互动教学方法，其特征在于：
在所述步骤S1中，从虚拟现实场景库中选择若干包含英文单词的虚拟现实场景图像，并对所述虚拟现实场景图像进行预处理后，确定所有虚拟现实场景图像向学生进行动态展示的播放顺序具体包括：
步骤S101，从虚拟现实场景库中选择若干不重复包含相同英文单词的虚拟现实场景图像，并对每个虚拟现实场景图像进行二值化处理，从而得到对应的二值化虚拟现实场景图像；
步骤S102，利用下面公式(1)，确定每个二值化虚拟现实场景图像向学生进行动态展示时对应的播放顺序值，
Figure FDA0003029573050000011
在上述公式(1)中，λa表示第a个二值化虚拟现实场景图像向学生进行动态展示时对应的播放顺序值，Sa(i,j)表示第a个二值化虚拟现实场景图像第i行第j列像素点的像素值，Sa+k(i,j)表示第a+k个二值化虚拟现实场景图像第i行第j列像素点的像素值，La表示第a个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词具有的字母总数量，La+k表示第a+k个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词具有的字母总数量，m表示每个二值化虚拟现实场景图像中每一行像素包含的像素点总个数，n表示每个二值化虚拟现实场景图像中每一列像素包含的像素点总个数，A表示所有二值化虚拟现实场景图像的总数量，u{}表示阶跃函数，当括号内的数值大于或等于0时，阶跃函数的取值为1，当括号内的数值小于0时，阶跃函数的取值为0。
3.如权利要求2所述的基于虚拟现实场景的英文互动教学方法，其特征在于：
在所述步骤S2中，在按照所述播放顺序依次播放所有虚拟现实场景图像的过程中，采集学生在阅读每个虚拟现实场景图像包含的英文单词时对应的实际口语语音信息，并将所述实际口语语音信息与所述英文单词对应的标准口语语音信息进行比对，从而确定两者之间的语音音频差异具体包括：
步骤S201，在按照所述播放顺序依次播放所有虚拟现实场景图像的过程中，采集学生在阅读每个虚拟现实场景图像包含的英文单词时对应的实际口语语音信息，并对所述实际口语语音信息进行背景噪声滤波处理；
步骤S202，利用下面公式(2)，对所述实际口语语音信息与所述英文单词对应的标准口语语音信息进行比对，从而确定两者之间的语音音频差异值，
Figure FDA0003029573050000031
在上述公式(2)中，Da表示学生在阅读第a个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词时对应的实际口语语音信息与所述英文单词对应的标准口语语音信息之间的语音音频差异值，Y(e)表示所述实际口语语音信息中第e帧语音信号的频率值，Ha(e)表示第a个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词对应的标准口语语音信息中第e帧语音信号的频率值，H表示第a个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词对应的标准口语语音信息中包含的语音信号总帧数，δ{}表示单位冲激函数，当括号内的数值等于0时，单位冲激函数的取值为1，当括号内的数值不等于0时，单位冲激函数的取值为0。
4.如权利要求3所述的基于虚拟现实场景的英文互动教学方法，其特征在于：
在所述步骤S3中，根据所述语音音频差异以及学生在观看到每个虚拟现实场景图像包含的英文单词后阅读所述英文单词的反应时间，确定对所述虚拟现实场景图像进行重复播放的次数，再按照所述次数，重复播放相应的虚拟现实场景图像具体包括：
步骤S301，采集学生在观看到每个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词起直到学生开始阅读所述英文单词之间的时间差，以此作为所述反应时间；
步骤S302，利用下面公式(3)，确定对所述虚拟现实场景图像进行重复播放的次数，
Figure FDA0003029573050000032
在上述公式(3)中，Ca表示对第a个二值化虚拟现实场景图像进行重复播放的次数，Ta表示学生在观看第a个二值化虚拟现实场景图像对应的反应时间，INT{}表示取整函数、即对括号内的数值进行向下取整运算；
步骤S303，按照所述次数，重复播放对应的二值化虚拟现实场景图像。
5.基于虚拟现实场景的英文互动教学系统，其特征在于，其包括虚拟现实场景图像播放顺序确定模块，口语语音采集模块、口语语音处理模块和虚拟现实场景图像播放模块；其中，
所述虚拟现实场景图像播放顺序确定模块用于从虚拟现实场景库中选择若干包含英文单词的虚拟现实场景图像，并对所述虚拟现实场景图像进行预处理后，确定所有虚拟现实场景图像向学生进行动态展示的播放顺序；
所述口语语音采集模块用于在按照所述播放顺序依次播放所有虚拟现实场景图像的过程中，采集学生在阅读每个虚拟现实场景图像包含的英文单词时对应的实际口语语音信息；
所述口语语音处理模块用于将所述实际口语语音信息与所述英文单词对应的标准口语语音信息进行比对，从而确定两者之间的语音音频差异；所述虚拟现实场景图像播放模块用于根据所述语音音频差异以及学生在观看到每个虚拟现实场景图像包含的英文单词后阅读所述英文单词的反应时间，确定对所述虚拟现实场景图像进行重复播放的次数，再按照所述次数，重复播放相应的虚拟现实场景图像。
6.如权利要求5所述的基于虚拟现实场景的英文互动教学系统，其特征在于：
所述虚拟现实场景图像播放顺序确定模块从虚拟现实场景库中选择若干包含英文单词的虚拟现实场景图像，并对所述虚拟现实场景图像进行预处理后，确定所有虚拟现实场景图像向学生进行动态展示的播放顺序具体包括：
从虚拟现实场景库中选择若干不重复包含相同英文单词的虚拟现实场景图像，并对每个虚拟现实场景图像进行二值化处理，从而得到对应的二值化虚拟现实场景图像；
再利用下面公式(1)，确定每个二值化虚拟现实场景图像向学生进行动态展示时对应的播放顺序值，
Figure FDA0003029573050000051
在上述公式(1)中，λa表示第a个二值化虚拟现实场景图像向学生进行动态展示时对应的播放顺序值，Sa(i,j)表示第a个二值化虚拟现实场景图像第i行第j列像素点的像素值，Sa+k(i,j)表示第a+k个二值化虚拟现实场景图像第i行第j列像素点的像素值，La表示第a个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词具有的字母总数量，La+k表示第a+k个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词具有的字母总数量，m表示每个二值化虚拟现实场景图像中每一行像素包含的像素点总个数，n表示每个二值化虚拟现实场景图像中每一列像素包含的像素点总个数，A表示所有二值化虚拟现实场景图像的总数量，u{}表示阶跃函数，当括号内的数值大于或等于0时，阶跃函数的取值为1，当括号内的数值小于0时，阶跃函数的取值为0。
7.如权利要求6所述的基于虚拟现实场景的英文互动教学系统，其特征在于：
所述口语语音采集模块在按照所述播放顺序依次播放所有虚拟现实场景图像的过程中，采集学生在阅读每个虚拟现实场景图像包含的英文单词时对应的实际口语语音信息具体包括：
在按照所述播放顺序依次播放所有虚拟现实场景图像的过程中，采集学生在阅读每个虚拟现实场景图像包含的英文单词时对应的实际口语语音信息，并对所述实际口语语音信息进行背景噪声滤波处理；
以及，
所述口语语音处理模块将所述实际口语语音信息与所述英文单词对应的标准口语语音信息进行比对，从而确定两者之间的语音音频差异具体包括：
利用下面公式(2)，对所述实际口语语音信息与所述英文单词对应的标准口语语音信息进行比对，从而确定两者之间的语音音频差异值，
Figure FDA0003029573050000061
在上述公式(2)中，Da表示学生在阅读第a个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词时对应的实际口语语音信息与所述英文单词对应的标准口语语音信息之间的语音音频差异值，Y(e)表示所述实际口语语音信息中第e帧语音信号的频率值，Ha(e)表示第a个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词对应的标准口语语音信息中第e帧语音信号的频率值，H表示第a个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词对应的标准口语语音信息中包含的语音信号总帧数，δ{}表示单位冲激函数，当括号内的数值等于0时，单位冲激函数的取值为1，当括号内的数值不等于0时，单位冲激函数的取值为0。
8.如权利要求7所述的基于虚拟现实场景的英文互动教学系统，其特征在于：
所述虚拟现实场景图像播放模块根据所述语音音频差异以及学生在观看到每个虚拟现实场景图像包含的英文单词后阅读所述英文单词的反应时间，确定对所述虚拟现实场景图像进行重复播放的次数，再按照所述次数，重复播放相应的虚拟现实场景图像具体包括：
采集学生在观看到每个二值化虚拟现实场景图像包含的英文单词起直到学生开始阅读所述英文单词之间的时间差，以此作为所述反应时间；利用下面公式(3)，确定对所述虚拟现实场景图像进行重复播放的次数，
Figure FDA0003029573050000071
在上述公式(3)中，Ca表示对第a个二值化虚拟现实场景图像进行重复播放的次数，Ta表示学生在观看第a个二值化虚拟现实场景图像对应的反应时间，INT{}表示取整函数、即对括号内的数值进行向下取整运算；
再按照所述次数，重复播放对应的二值化虚拟现实场景图像。
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