CN201111735Y - 互动式声控儿童教育学习装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种互动式声控儿童教育学习装置，其包括：中央处理单元及与其电连接的语音接收单元、存储单元及语音输出单元；还包括对语音接收单元所接收的第一用户语音信息进行识别的语音识别单元；语音接收单元将接收、识别的第一用户语音信息传给中央控制单元，该中央控制单元将该第一用户语音信息从存储单元存储的信息库中检索相似度大于预定阈值的第一信息，该第一信息为指令信号或表达信息，中央处理单元根据该指令信号执行命令或根据该表达信息控制语音输出单元的输出。解决了现有教育学习装置互动性不强的技术问题，本实用新型提供一种语音控制操作、语音控制播放、自由性高的互动式声控儿童教育学习装置。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及一种人机互助装置，特别是一种具有语音识别功能的互动式声控儿童教育学习装置。
【背景技术】
现有的教育学习装置有学习机或复读机，这种教育学习装置互动性差，不能对其进行语言控制操作，而且教育信息有限易让用户产生厌倦，又偏重于用户本身已具有一定的知识水平，即要求有一定量的输写操作或是能够识别其显示信息。基于0-6岁的学龄前儿童使用这种教育学习装置是收益甚微。
【实用新型内容】
为了解决现有教育学习装置互动性不强的技术问题，本实用新型提供一种语音控制操作、语音控制播放、自由性高的互动式声控儿童教育学习装置。
本实用新型解决现有的技术问题所采用的技术方案是：提供一种互动式声控儿童教育学习装置，其包括：用于进行功能控制和数据处理的中央处理单元12，与所述中央处理单元12电连接的用于接收第一用户语音信息的语音接收单元11、用于存储数据的存储单元13及语音输出单元14；还包括对所述语音接收单元11所接收的第一用户语音信息进行识别的语音识别单元16；所述语音接收单元11将接收、识别的第一用户语音信息传给所述中央控制单元12，该中央控制单元12将该第一用户语音信息从所述存储单元13存储的信息库中检索相似度大于预定阈值的第一信息，该第一信息为指令信号或表达信息，所述中央处理单元12根据该指令信号执行命令或根据该表达信息控制所述语音输出单元的输出；该教育学习装置根据不同的人群设置成具有相异的外观结构。
本实用新型更进一步的改进是，包括输入/显示单元15，该输入/显示单元15又包括键盘、按钮或LED显示屏；所述键盘、按钮用于对所述存储单元13进行写操作或对所述中央处理单元12进行控制；所述LED显示屏，用于方便用户查看信息。
本实用新型更进一步的改进是，包括用于供电的有线电源或无线电源，无线电源为干电池或锂电池。
本实用新型更进一步的改进是，所述存储单元13包括移动式可插拔存储器。
本实用新型更进一步的改进是，所述存储单元13中存储有故事、知识、音乐、中外文词库或指令信号，所述故事包括童话故事、成语故事或寓言故事；所述知识包括诗、词、赋的文学知识、科技知识或育儿知识；所述音乐包括智力开发音乐、儿童歌曲或古典音乐、流行音乐、宗教音乐；所述中外文词库包括多国语言的翻译词库；所述指令信号包括播放、翻译、定时或问答的命令。
本实用新型更进一步的改进是，所述教育学习装置用于播放信息；所述中央处理单元12根据所述第一用户语音信息从所述存储单元13中选出相似度大于预定阈值的第一用户语音信息和与之关联的第一信息，然后将该第一信息通过所述语音输出单元输出。
本实用新型更进一步的改进是，所述教育学习装置用于翻译信息；所述中央处理单元12根据所述第一用户语音信息从所述存储单元13中选出相似度大于预定阈值的第一用户语音信息，并从该存储单元13的中外文词库中提出与其关联的外文翻译的第一信息，然后将该第一信息通过所述语音输出单元输出。
本实用新型更进一步的改进是，所述教育学习装置用于定时提示；对所述中央处理单元12进行预设定，当达到设定条件时，该教育学习装置有声音提示。
本实用新型更进一步的改进是，所述教育学习装置用于互动式问答。
本实用新型更进一步的改进是，包括语音比较单元18，用于将所述语音接收单元16接收的第一用户语音信息与所述存储单元13中的第一语言存储数据进行比较，所述中央处理单元12根据相似度得出相应的评分并用所述语音输出单元输出。
相较于现有技术，本实用新型的有益效果是：该教育学习装置的各种功能采用语音输入控制，提高了装置本身的趣味性，提高用户对该教育学习装置的使用率；另外，本实用新型的教育学习装置具有播放、翻译、问答、定时的功能，针对用户的不同需要作出不同反应，以提升用户的整体素质水平；采用形状各异的外观结构，增添产品本身的丰富性。
【附图说明】
图1是本实用新型教育学习装置一实施例的示意框图；
图2是该教育学习装置一实施例的工作流程图；
图3是该教育学习装置又一实施例的工作流程图；
图4是该教育学习装置再一实施例的工作流程图。
【具体实施方式】
以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
如图1所示。一种互动式声控儿童教育学习装置，其包括：一种互动式声控儿童教育学习装置，其包括：用于进行功能控制和数据处理的中央处理单元12，与所述中央处理单元12电连接的用于接收第一用户语音信息的语音接收单元11(如麦可风)、用于存储数据的存储单元13及语音输出单元14(如扬声器、啦叭)；还包括对所述语音接收单元11所接收的第一用户语音信息进行识别的语音识别单元16；所述语音接收单元11将接收、识别的第一用户语音信息传给所述中央控制单元12，该中央控制单元12将该第一用户语音信息从所述存储单元13存储的信息库中检索相似度大于预定阈值的第一信息，该第一信息为指令信号或表达信息，若为指令信号，该中央处理单元12就执行命令，实现用语音输入进行控制操作；基为表达信息，就由语音输出单元进行输出。该教育学习装置根据不同人群设置成具有相异的外观结构，该外观结构可以是卡通人物、卡通动物或受大众欢迎的悉知形象。
本实用新型一优选实施方式是该教育学习装置还包括输入/显示单元15，该输入/显示单元15包括键盘、按钮或LED显示屏；用户根据需要增删存储信息时直接对键盘或按钮进行操作即对该存储单元实现了写操作；该LED显示屏可方便用户查看状态信息或相关信息。本实用新型的教育学习装置可使用有线电源，即插接电板进行供电，也可以使用无线电源，即使用干电池或锂电池。
本实用新型一优选实施例是存储单元13包括移动式可插拔存储器，该存储器插设在教育学习装置上时，可使用其内存储的信息；拔离教育学习装置时，可在计算机或其它设备上对其进行信息写入，如利用计算机在专门网站上下载，或通过出版发行学习内容存储器，其学习内容可以年龄段来分，0-2岁、2-3岁、4-6岁。该存储单元13中存储有故事、知识、音乐、中外文词库或指令信号，故事包括童话故事、成语故事或寓言故事；知识包括诗、词、赋的文学知识、科技知识或育儿知识；音乐包括智力开发音乐、儿童歌曲或古典音乐、流行音乐、宗教音乐；中外文词库包括多国语言的翻译词库；指令信号包括播放、翻译、定时或问答的命令，还可以包括讲故事、唱歌、朗读的不同分类的命令。
该教育学习装置用于播放信息；中央处理单元12根据第一用户语音信息从存储单元13中选出相似度大于预定阈值的第一用户语音信息和与之关联的第一信息，然后将该第一信息通过语音输出单元输出。这样即可实现用户听取故事、知识或音乐的信息。在播放的命令下，第一用户语音信息为一故事名，从语音输出单元即输出该故事的内容；第一用户语音信息为一故事的一章节，从语音输出单元输出该故事的该章节；第一用户语音信息为一歌名，从语音输出单元输出该歌曲。
该教育学习装置用于翻译信息；中央处理单元12根据第一用户语音信息从存储单元13中选出相似度大于预定阈值的第一用户语音信息，并从该存储单元13的中外文词库中提出与其关联的外文翻译的第一信息，然后将该第一信息通过语音输出单元输出。
该教育学习装置用于定时提示；预先对中央处理单元12进行设定，当达到合适条件时，该教育学习装置有声音提示，该声音提示可以自设成动物声音或甜美的语言。
该教育学习装置用于互动式问答，进一步激发用户的兴趣。里面包括一定具有对该用户称谓的语句，使该教育学习装置更加的人性化。
该教育学习装置包括语音比较单元18，用于将语音接收单元16接收的第一用户语音信息与第一语言存储数据进行比较，中央处理单元12根据相似度得出相应的评分并用语音输出单元输出。
如图2所示。下面将以中文用户要学习英文为例对本实用新型的教育学习装置的工作流程进行示范性描述，但是本实用新型同样适用于其他语言。在使用过程中，对于外语水平不高的家长或其他用户可以通过语音接收单元11用中文输出所需要的单词或句子(例如，苹果)，则语音识别单元16对用户输入的语音信息进行识别，中央处理单元12根据语音识别单元16的识别结果从存储单元13存储的中外文词库中检索出似度大于预定阈值的中文信息，可在输入/显示单元15上显示等用户确认，或直接由语音输出单元输出待用户语音确认，在接受到用户确认信息后中央处理单元12根据中外文词典将与中文信息对应的英文信息(例如，apple)通过语音转换将与英文信息对应的语音数据进行D/A转换、放大等处理后由语音输出单元14输出，由用户练习听力或进行跟读。此外，用户还可根据输入/显示单元15上的显示内容通过语音接收单元11输入英文，然后语音比较单元18将用户输入的英文与存储单元中存储的标准英文数据进行比较，然后根据二者的相似度由中央处理单元得出评分由语音输出单元14输出，其中比较参数可以包括音程和音量。用户可以根据评分检查自己的发音是否正确。
如图3所示。下面再以讲故事为例对本实用新型的教育学习装置的工作流程进行示范性描。在使用过程中，用户可以通过语音接收单元11用中文输出所需要的故事名(例如，机器猫)，则语音识别单元16对用户输入的语音信息进行识别，中央处理单元12根据语音识别单元16的识别结果从存储单元13存储的存储单元中检索出似度大于预定阈值的中文信息，可在输入/显示单元15上显示等用户确认，或直接由语音输出单元输出待用户语音确认，在接受到用户确认信息后中央处理单元12根据存储单元中将与该故事名对应的故事内容通过D/A转换、放大等处理后由语音输出单元14输出，由用户听取。此外，用户还可以直接选取所讲故事的段落章节，当用户通过语音接收单元11用中文输出所需要的故事的一章节时，由语音输出单元14从该章节进行故事的播放。
如图4所示。以讲育儿问答为例对本实用新型的教育学习装置的工作流程进行示范性描。在使用过程中，用户可以通过语音接收单元11用中文输出所需要解答的育儿问答问题，则语音识别单元16对用户输入的语音信息进行识别，中央处理单元12根据语音识别单元16的识别结果从存储单元13存储的存储单元中检索出似度大于预定阈值的中文信息，可在输入/显示单元15上显示等用户确认，或直接由语音输出单元输出待用户语音确认，在接受到用户确认信息后中央处理单元12根据存储单元中将与该育儿问题对应的答案通过D/A转换、放大等处理后由语音输出单元14输出，由用户听取。
在上述实施例中，中央处理单元12根据语音识别单元16所识别的语音信息从存储单元13中选出至少两个相似度大于预定阈值的文本信息，在输入/显示单元15上进行显示并等待用户进行确认。用户通过语音指令或控制界面的按键指令选择出自己所需要的信息。通过这种备选方式可以增加语音识别的准确度。在教育学习装置的存储单元13内可以存储多种中外文翻译词库，例如旅游用语词库、商务用语词库、工程用语词库等。对于初学者翻译词库甚至可以细化到水果、电器等更小的分类。用户可以根据具体的语言环境通过选择适当的翻译词库来进行最恰当的学习。并且可以包括各种语言翻译词库以便用户进行多种语言的交互学习。
本实用新型教育学习装置的语音识别单元可以包括：针对特定人的语音识别系统或针对非特定人的语音识别系统。在针对特定人的语音识别系统中，用户需要事先对每一个词条进行训练。在训练阶段，用户每个词条依次说数遍，语言学习机的语音识别单元提取词条的特征量，并将特征量按序列存入存储单元中。在识别阶段，语音识别单元将输入词条的特征量依次与存储单元中存储的每一个特征量进行相似度比较，相似度大于预定阈值的词条作为识别结果输出。针对特定人的识别系统识别的词条数目一般在100条以下，识别性能随着词条数目的增加会有明显的下降，并且对于不同用户、在不同的噪声环境中，以及不同的时间相同用户的不同生理、心理状态下，系统的性能都会受到明显的影响。当采用针对非特定人的语音识别系统中，采用基于统计模型的算法，系统开发者事先采集大量的语音数据进行训练，得到声学模型并存储在存储单元中。在识别阶段，语音识别单元将用户的输入词条的特征量与通过声学模型构建的识别网络进行匹配解码，输出该词条。中央处理单元可根据语音识别单元输出的识别结果进行相应显示。非特定人语音识别系统对于用户而言，不需要引入繁琐的训练过程，方便了用户的使用；同时它可以供不同的人使用，因此大大拓宽了应用范围。另一方面，由于采用了基于统计模型的算法，其稳健性和识别性能都比特定人识别系统大大的提高。非特定人识别系统识别的词条数目可以达到1000条，识别性能不会随着识别词条数目的增加有明显的下降，并且具有一定的抗噪能力。
通过上述技术方案。该教育学习装置的各种功能采用语音输入控制，简化了该装置本身的操作，增加了趣味性，提高用户对该教育学习装置的使用率；另外，本实用新型的教育学习装置具有播放、翻译、问答、定时的功能，针对用户的不同需要作出不同的反应，以提升用户的整体素质水平；采用形状各异的外观结构，增添产品本身的丰富性，该外观结构为卡通动物、卡通人物、卡通机器人或其它悉知的受大众欢迎的形象。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种互动式声控儿童教育学习装置，其包括：用于进行功能控制和数据处理的中央处理单元(12)，与所述中央处理单元(12)电连接的用于接收第一用户语音信息的语音接收单元(11)、用于存储数据的存储单元(13)及语音输出单元(14)；其特征在于：还包括对所述语音接收单元(11)所接收的第一用户语音信息进行识别的语音识别单元(16)；所述语音接收单元(11)将接收、识别的第一用户语音信息传给所述中央控制单元(12)，该中央控制单元(12)将该第一用户语音信息从所述存储单元(13)存储的信息库中检索相似度大于预定阈值的第一信息，该第一信息为指令信号或表达信息，所述中央处理单元(12)根据该指令信号执行命令或根据该表达信息控制所述语音输出单元(14)的输出；该教育学习装置根据不同的人群设置成具有相异的外观结构。
2.根据权利要求1所述的教育学习装置，其特征在于：包括输入/显示单元(15)，该输入/显示单元(15)又包括键盘、按钮或LED显示屏；所述键盘、按钮用于对所述存储单元(13)进行写操作或对所述中央处理单元(12)进行控制；所述LED显示屏，用于方便用户查看信息。
3.根据权利要求1所述的教育学习装置，其特征在于：包括用于供电的有线电源或无线电源，无线电源为干电池或锂电池。
4.根据权利要求1所述的教育学习装置，其特征在于：所述存储单元(13)包括移动式可插拔存储器。
5.根据权利要求1或4任意一项所述的教育学习装置，其特征在于：所述存储单元(13)中存储有故事、知识、音乐、中外文词库或指令信号，所述故事包括童话故事、成语故事或寓言故事；所述知识包括诗、词、赋的文学知识、科技知识或育儿知识；所述音乐包括智力开发音乐、儿童歌曲或古典音乐、流行音乐、宗教音乐；所述中外文词库包括多国语言的翻译词库；所述指令信号包括播放、翻译、定时或问答的命令。
6.根据权利要求1所述的教育学习装置，其特征在于：所述教育学习装置用于播放信息；所述中央处理单元(12)根据所述第一用户语音信息从所述存储单元(13)中选出相似度大于预定阈值的第一用户语音信息和与之关联的第一信息，然后将该第一信息通过所述语音输出单元(14)输出。
7.根据权利要求1所述的教育学习装置，其特征在于：所述教育学习装置用于翻译信息；所述中央处理单元(12)根据所述第一用户语音信息从所述存储单元(13)中选出相似度大于预定阈值的第一用户语音信息，并从该存储单元(13)的中外文词库中提出与其关联的外文翻译的第一信息，然后将该第一信息通过所述语音输出单元(14)输出。
8.根据权利要求1所述的教育学习装置，其特征在于：所述教育学习装置用于定时提示；对所述中央处理单元(12)进行预设定，当达到设定条件时，该教育学习装置有声音提示。
9.根据权利要求1所述的教育学习装置，其特征在于：所述教育学习装置用于互动式问答。
10.根据权利要求1所述的教育学习装置，其特征在于：包括语音比较单元(18)，用于将所述语音接收单元(16)接收的第一用户语音信息与所述存储单元(13)中的第一语言存储数据进行比较，所述中央处理单元(12)根据相似度得出相应的评分并用所述语音输出单元(14)输出。
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2007
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