CN1194567A - 多用途学习系统及其操作方法 - Google Patents

Abstract

一种具有卡拉OK能力的多用途学习系统,包括:具有若干各页包含若干画图的页面和具有使用者能选择以与本系统进行交互的图画图标的图画书;具有包含与所述诸图画图标对应的音频和视频描述的存储器的图画书插件;配备若干控制器以控制本系统一般操作的主体;具有监视器和扬声器以输出所述A/V描述的A/V输出单元;从所述使用者接收语音用的语音输入设备;以及混合所述语音信号和所述正在由所述主体播放的乐曲信号的声音信号混合器。

Description

多用途学习系统及 其操作方法

本发明涉及一种多用途学习系统及其方法，尤其涉及含有卡拉OK(伴唱)能力的儿童用的多用途学习系统及其方法。

由于电子学方面的技术进步，已经开发出了许多学步孩子和为儿童使用的以教育为目的机器。特别是，最近的趋势在于开发含有显示能力的机器以引起儿童的兴趣。结果，通过延长从这类机器学习的兴趣，可以更好地发挥这类机器的作用。学习机作用的一些例子是增强交往能力、计算能力、语言能力、分辨颜色能力以及唤起道德意识和社会意识。

最近，更先进机器的一种已经把多媒体技术溶合到常规的故事书中。这些机器通过如电视机那样的A/V(音频/视频)单元而具有输出A/V信号的能力，以便儿童观看和倾听他(她)们正在阅读书籍的声音。而且，这种机器允许使用者和机器进行交互。例如，当儿童从故事书中选择一特定场面时，该儿童能看到对应的图像和听到故事的声音。

这种机器有趣地溶合故事书图画和通过电视机或任何其他A/V单元输出的A/V效果，所以通过主动地与这种机器进行交互，儿童们能增进他(她)们的学识。此外，儿童们希望学多少遍，机器就能把课程重复多少遍，因此可增强教育效果。最后，可获得的这些教育插件有许多种，因此儿童们可从许多方面增强他(她)们的能力。

但是这些机器缺少卡拉OK能力。当儿童们能随机器伴唱时，这对儿童们来说将是愉快得多的学习体验。为了包括这种能力，必须给现有的机器加上从扩音器接收一输入的新电路和有效地混合来自扩音器的语音和由机器正在播放的乐曲的新电路。

因此本发明的目的是把卡拉OK能力包括到多用途系统中去。

本发明的另一目的是提供一种多用途学习系统，该系统在乐曲开始时自动激活扩音器而在乐曲结束时自动失活扩音器，使得使用者可以不用于关闭扩音器。其结果是，即使未用手关闭扩音器，由于扩音器输入电路已不起作用，当系统在不伴唱场合下播放音乐时可避免啸叫现象的发生。

为了实现上述诸目的，本发明要给多用途学习系统提供卡拉OK能力，该系统具有：有若干每页包括若干图画的页面及有供使用者选择和进行下去的诸图画图标的图画书；有图画书并且包括一存储器的图画书插件，该存储器内含多媒体信息以处理对上述各图画的相应A/V描述；包括若干控制器的主体，用以读取包含存储在图画书插件中的所述多媒体信息的数据并进行随后处理；以及有监视器和扬声器以输出A/V信号的A/V输出单元。

通过添加扩音器输入端子以接收语音和添加音频信号混合器以混合输入话音和正在由系统播放的乐曲，把卡拉OK能力纳入到系统中。

音频信号混合器包括：扩音器输入放大器，用于按预定电平放大来自使用者的输入语音；开关系列，用于确定是否把已放大的语音送到下一级；以及混合声音信号放大器，用于混合来自扩音器输入放大器的已放大语音信号和来自主体11的乐曲信号。

最后，本发明的又一目的是提供一种把卡拉OK能力纳入到系统的方法。该方法包括：把有关的诸电路设为起始状态的步骤；确定使用者是否已选择图画书中的图标以通过监视器显示相应的服务器视频描述的步骤；当使用者选择扩音器图标时开始播放乐曲的步骤；以及当使用者再次使用该扩音器图标时中止乐曲的步骤。

当结合附图参考以下详细说明对本发明有了进一步理解之后，对本发明更完整的评价及许多伴随优点就显而易见。各附图中的相同标号表示相同或相似部件。

图1是常规多用途学习系统的示意性俯视图；

图2是具有图画的常规故事书插件的透视图；

图3是按照本发明的多用途学习系统的示意性俯视图；

图4是按照一优先实施例的图画书插件的透视图；

图5是表示含有图画的图4图画书诸页画的部分示意图；

图6是表示按照本发明一优先实施例纳入卡拉OK能力的多用途学习系统的结构的方框图；

图7是图6的详细方框图；

图8是表示按照本发明的纳入卡拉OK能力的方法的流程图；以及

图9是表示按照另一优先实施例纳入卡拉OK能力的多用途学习系统的结构的方框图。

下面参考各图更详细地描述各个优先实施例。

图1是常规多用途学习系统的示意性俯视图。

图2是具有图画的常规故事书插件的透视图。

参考图1，常规学习系统10由下部和可翻转上部组成，在该可翻转上部可拆卸地装有故事书插件12。

主体11的上部主要包括若干供学习系统10控制操作用的控制器。该上部还包括分别把图画书的有关音频和视频描述输出到分立的A/V输出单元20(例如电视机)的音频输出端子和视频输出端子。下部包括选择待看和待听的所需图画用的电子笔14。而且，电子笔14允许使用者在触摸板13上画写。

当选择了电子笔14的运行方式时，电子笔14在触摸板14上的运动变成光标在A/V输出单元20上的运动。因此，根据在故事书中随电子笔一起提供菜单，使用者可选择与电子笔有关的活动，例如画写、擦除或着色。

参考图2，图画书插件12由盒盘组成，该盒盘具有预定的尺寸以允许装入主体11的上部。图画书插件12具有附着在盒盘外面的、具有若干各页包含诸图像的页面的故事书。图画书的每幅图画的有关多媒体信息安放在盒盘的内面。最后，连接器43安装在插件的内面，以便插件可拆卸地装到可翻转的上盒。

以下描述如此形成的常规多用途学习系统的操作。

首先，把以使用者感兴趣的主题为基础的已选图画书插件12插入主体11的相应区域。此后，当接通电源时，将该图画书插件的相应A/V描述输出到A/V输出单元20。

图画书插件12的每一页41在右上方有其自己的预定尺寸的切口使得诸页面检测器能确定正确的页面。即，当把图画书插件12插入主体11的相应区域中时，与切口数目相应数目的页面检测器可以检测每一页41。结果，当使用者翻动每一页41时，控制器就确定当前的页面。

因此，当使用者翻动页面41时，主体11的控制器从与当前页对应的图画书插件12的信息存储器中读取含有A/V信号的多媒体信息以将该信息输出到诸如电视机之类的A/V输出单元20。所以，在页1处，能通过电视机看到与该页1相同的视频描述。

接着，当使用者用电子笔14选择画图书中的诸图像图标之一时，可通过A/V输出单元20看到和听到相应的A/V描述。例如，如果选择太阳图标，使用者通过电视机可能看到太阳从东方升起和在西方没落。而且，如果选择云彩图标，则使用者可能看一飘浮在空中的云彩。

当使用者翻到下一页时，通过A/V输出单元20将显示和响出相应的A/V描述。

图画书插件12的存储器存储包含图画书相应A/V描述的多媒体信息，所以当使用者想要更改主题时，他(她)只需以上述方式更换图画书插件12就能体验不同主题。

通过纳入卡拉OK能力，上述机器可提供更为有趣的体验，使得使用者可随着与本课或本故事有关的乐曲而伴唱。可把包含这种乐曲的新信息添加到插件的存储器中。但是该系统必须有I/O端子和混合来自扩音器的输入语音信号和从主体产生的乐曲信号的设备，以便把最终的多媒体信息输出到A/V输出单元20。

由于常规的插件12只包含存储信息的掩膜ROM，所以需要有新电路以纳入卡拉OK能力。因此，这种图画书插件应该设有从扩音器接收输入音频信号的电路和设有混合上述二种音频信号的电路。

图3是按照本发明的多用途学习系统的示意性俯视图。

图4是按照一实施例的图画书插件的透视图。

图5是表示含有图画的图4故事书插件的页面例子的部分示意图。

图6是表示按照本发明纳入卡拉OK能力的多用途学习系统的结构的方框图。

图7是图6的详细方框图。

图9是表示按照另一优先实施例纳入卡拉OK能力的多用途学习系统的结构的方框图。

参看图3，按照本发明的多用途学习系统包括：由下部和可翻转上部组成的主体200；可拆卸地装到所述上部的图画书插件100，该插件具有接收来自使用者的语音的输入设备及包括一图画书，图画书具有若干各页都有若干图画的页面并具有使用者可从中选择以与机器交互进行学习的诸图像图标；以及A/V输出单元300，用于播放和显示存储在位于图画书插件100内部的存储器中的多媒体信息的相应A/V描述。

此外，按照本发明的多用途学习系统包括主体200、图画书插件100、A/V输出单元300和传送A/V信号用的互联电缆30。

多用途学习系统主体200包括控制图画书4的多媒体信息一般再现操作的控制器200。此外，音频驱动电路220和视频驱动电路230用于控制通过A/V输出单元300和经由输出端子输出的A/V信号。

图画书插件100包括音频输入设备以接收来自使用者的语音，还包括混合来自使用者的语音和来自主体200的乐曲信号用的音频信号混合器。

图3所示的互联电缆30是一种可改良的优先类型。音频输入端子45适宜地放在图画书插件100的预定位置上，用于通过如扩音器之类的输入设备接收输入语音信号和接收与主体产生的图画相应的乐曲信号。然后，上述产生的已混合音频信号输出到A/V输出单元。

以下参考图6来说明按照上述方式的多用途学习系统的操作。

首先，如扩音器之类的输入设备可连接到音频输入端子45或者本身可安装在图画书插件100上。

音频信号混合器105，更详细地说明，包括：扩音器输入放大器110；开关系列，用于确是否把受主体200控制器210控制的已放大语音送到下一级；以及混合声音信号放大器150，用于混合来自扩音器输入放大器的已放大语音信号和由主体200产生的乐曲。

开关系列包括：激活/失活控制器130，用于通过输出激活/失活信号而控制扩音器输入信号；以及扩音器激活/失活开关120，用于根据激活/失活控制器130产生的信号来确定是否把扩音器输入放大器110放大的已放大语音送到下一级。此外，为了改进伴唱的输出音频，可把回声产生器140安装在扩音器输入放大器110和混合输出放大器150之间以给语音信号添加回声效果。

通过参考图7，可对音频信号混合器105作更具体的说明。按照该图，扩音器输入放大器110按预定电平放大音频信号，然后已放大信号通过扩音器激活/失活电路120传送到回声产生器140以添加回声效果。

扩音器激活/失活电路120根据激活/失活控制器130来确定是否输出来自扩音器35的音频信号输入。激活/失活控制器130只在使用者选择位于图画书上的扩音器图标时才送出激活信号。否则，激活/失活控制器130送出失活信号。

然后，当使用者用电子笔14直接选择扩音器图标时，就启动了卡拉OK能力。此后，当用直接连接到图画书插件100的扩音器35把使用者的语音变为电声信号时，回声产生器140将回声加到语音信号上。接着，混合输出放大器150把已添加回声的语音信号和由主体200播放的乐曲混合成一个信号输出到A/V输出单元300的扬声器。

再参考图3，互联电缆30互相连接以下各部分：连接扩音器35的扩音器输入插口31；把主体200连接到图画书插件100以把卡拉OK乐曲或与图画相应的音乐传送到信号混合电路105的主体音频插口32；连接到图画书插件100的输出已混合信号的多路复用插口34；以及连接到A/V输出单元300以把已混合信号输出到扬声器的混合信号放大器插口33。

同时，为方便起见，互联这些插口的互联电缆30是单根电缆。A/V输出单元300最好是具有监视器310以显示从主体200输出的视频描述及其具有扬声器以播放从图画书插件100输出的放大混合声音的电视机。

按照另一优先实施例，上述的输入语音用的语音输入设备和信号混合设备可安装在主体200内而不是在图画书插件内。

参看图9，主体200包括：控制器210，用于控制本系统的一般操作，例如从图画书插件的存储器104读取数据；语音驱动电路220，用于控制通过音频输出端子输出到A/V输出单元300的语音信号；视频驱动电路330，用于控制通过视频输出端子输出到A/V输出单元300的视频信号；以及音频信号混合器105，用于混合来自语音输入设备的使用者的声音和从图画书插件的存储器104输出的乐曲信号。

同时，作为语音输入设备使用的扩音器直接连接到位于主体200预定位置上的输入端子。

以下参考图8来说明处理上述的本发明多用途学习系统的方法。

处理本发明多用途学习系统的方法包括：步骤S100，用于将所有与扩音器输入有关的电路设置到准备状态；步骤S200，用于在监视器上显示与用户选定的图标相应的服务器指示；步骤S300，用于当使用者选择扩音器图标时播放允许使用者伴唱的相应乐曲；以及步骤S400，用于当使用者再次选择在服务器指示器上指示的扩音器图标时中止所述乐曲。

以下更详细地说明上述的这种方法。

首先，当接通电源以执行本发明的多用途学习系统的卡拉OK能力时，所有与扩音器输入有关的电路处于准备状态(S100)。

之后，程序确定使用者是否已用电子笔14选择了在图画书插件100中的图画图标之一(S210)。这种图画图标的例子示于图5中。即，当使用者用电子笔14选择这些图画图标之一时，就处理有关的服务器程序以把相应的A/V信号输出到A/V输出单元300。

例如，当选择大象的图标时，服务器程序具有与大象有关的歌曲，或当选择兔子的图标时，服务器程序具有与兔子有关的歌曲。而且，当选择这些图画图标之一时，在使用者能伴唱之前，程序显示有关歌曲的曲名。

当程序确定使用者尚未选择任何图画图标时(S210)，程序停留在准备状态。但是，当选择了图画图标之一时，就处理相应的服务器程序。

当程序确定已经从步骤S210选择图画图标时，则处理与卡拉OK有关的服务器程序以把与所选图画图标相应的服务器指示输出到A/V输出单元300(S220)。

然后，在步骤S310中，程序确定是否已用电子笔14从图画书插件100或从服务器指示器选择了扩音器图标。当选择了扩音器图标时，系统开始播放与从步骤S210选择的图画图标相应的歌的乐曲(S320)。然后，程序激活扩音器能力。扩音器的主要能力之一是把语音变换成允许把使用者的语音送到音频信号混合器的音频信号(S330)。

以后，使用者便能伴随正由系统播放的乐曲而歌唱。此时，音频信号混合器把乐曲和语音混合成一个信号以输出到A/V输出单元300的扬声器。

在步骤S410中，程序确定是否已再次选择扩音器图标。在此情况下，正在根据步骤320播放的乐曲便停止播放(步骤420)。然而，当仍然选择扩音器图标时，乐曲继续播放直到歌曲结束。即，重复步骤S410和S430直到乐曲结束。

当在步骤S410或S430中乐曲停止播放时，就失活在步骤S330中激活的扩音器能力(S440)。由于扩音器能力的失活，可以避免本系统在非卡拉OK情况下播放音乐时的啸叫现象。

此后，在步骤450中，程序等待进行图标的另一选择。即，如果使用者在预定时间内选择扩音器图标，则程序将返回到步骤S210。然而，如果使用者不选择任一图标，则程序将返回到步骤S310以等待使用者选择在服务器指示器上的扩音器图标。

另一方面，如果在步骤310中使用者不选择扩音器图标，则程序将直接前进到步骤S440以使扩音器失活。即，如果在步骤S220之后未作选择，程序将重复步骤S440、S450和S310直到使用者选择图标为止。

总之，通过允许把如扩音器之类的语音输入设备连接到主体，本发明提供一种具有卡拉OK能力的多用途学习系统。当接收语音信号以按预定电平放大时，音频信号混合器混合正在由主体播放的乐曲和已放大的语音信号。而且，可以把与图画书的故事有关的预定数目的乐曲存储在图画书插件的存储器中，使得使用者能够伴唱。

此外，本发明适宜地允许图画书插件包括卡拉OK能力，使想要这种能力的使用者可不必购买新系统。

最后，本发明在乐曲开始播放时激活扩音器能力而在乐曲结束时使这种能力失活以便在普通使用期间避免啸叫现象。

虽然已经结合诸优先实施例描述了本发明，但是可以在不破坏构思和不背离权利要求范围下作出种种修改和等效装置，这对本领域技术人员来说是显然的。然而，任何在未来作出的与本发明有关的基准或变化都将不能扩展到本发明技术的范围之外。

Claims (10)

1.一种多用途学习系统，包括：

图画书，该图画书具有若干页面，每个页面包括若干图画和能由使用者选择以与所述系统进行交互的有关图画图标；

图画书插件，该插件包含所述图画书和存储与所述图像图标对应的音频/视频数据的存储器；

主体，该主体具有若干读取所述音频/视频数据的控制器以按照预定方式控制所述系统；

音频/视频输出单元，该输出单元具有接收从所述主体输出的音频/视频的监视器和扬声器；

语音输入设备，用于送出来自所述使用者的语音信号；以及

音频信号混合器，用于混合从所述语音输入设备接收的所述语音信号和从所述主体产生的乐曲信号。

2.如权利要求1所述的多用途学习系统，其中所述语音输入设备安装在所述图画书插件上。

3.如权利要求1所述的多用途学习系统，其中所述音频信号混合器安装在所述图画书插件的内部。

4.如权利要求1所述的多用途学习系统，其中所述音频信号混合器包括：

扩音器放大器，用于按预定电平放大从所述语音输入设备接收的所述语音信号；

开关系列，用于确定是否将所述已放大信号送到下一级；以及

混合声音信号放大器，用于放大由所述已放大语音信号和所述乐曲信号组成的已混合音频信号。

5.如权利要求1或4所述的多用途学习系统，其中所述开关系列包括：

激活/失活控制器，用于通过产生激活/失活信号而控制扩音器输入信号；以及

扩音器激活/失活设备，用于根据由所述激活/失活控制器产生的信号来确定是否将所述扩音器输入放大器的所述已放大音频信号送到下一级去。

6.如权利要求5所述的多用途学习系统，包括安装在所述扩音器输入放大器和已混合声音信号放大器之间的回声产生器，用于给所述语音信号添加回声效果以增强总的音频效果。

7.一种处理多用途学习系统的方法，包括以下步骤：

把与扩音器有关的电路设置成准备状态；

当所述使用者选择所述图画图标之一时把相应的服务器指示显示在监视器上；

当所述使用者在所述服务器指示器上选择扩音器图标时，播放乐曲；以及

当所述使用者再次选择所述扩音器图标时，中止所述乐曲。

8.如权利要求7所述的处理多用途学习系统的方法，其中所述显示所述相应的服务器指示的步骤包括以下步骤：

确定所述使用者从附着到所述图画书插件的所述图画书中选择了图标中的哪个图标；以及

当所述使用者选择所述图标之一时显示所述相应的服务器指示；或者把所述电路设置到准备状态直到所述使用者选择所述图标之一。

9.如权利要求7或8所述的处理多用途学习系统的方法，其中所述播放所述乐曲的步骤包括以下步骤：

确定所述使用者是否已选择所述扩音器图标；以及

当确定所述使用者已选择所述扩音器图标时激活所述扩音器能力。

10.如权利要求7所述的处理多用途学习系统的方法，其中所述停止所述乐曲的步骤包括以下步骤：

确定正在播放所述乐曲期间是否再次选择所述扩音器图标；

当确定已再次选择所述扩音器图标时中止播放所述乐曲；

当确定未再次选择所述扩音器图标时确定所述乐曲的结束；

当所述乐曲结束时失活所述扩音器能力；以及

确定是否从所述图画书中选择了所述图画图标之一以退出所述乐曲程序。

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