WO2010031233A1 - 一种智能玩具及其使用方法 - Google Patents

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WO2010031233A1
WO2010031233A1 PCT/CN2008/073741 CN2008073741W WO2010031233A1 WO 2010031233 A1 WO2010031233 A1 WO 2010031233A1 CN 2008073741 W CN2008073741 W CN 2008073741W WO 2010031233 A1 WO2010031233 A1 WO 2010031233A1
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module
pronunciation
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microprocessor
voice
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PCT/CN2008/073741
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李丽丽
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Li Lili
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L13/00—Speech synthesis; Text to speech systems
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L15/00—Speech recognition
    • G10L15/26—Speech to text systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H2200/00—Computerized interactive toys, e.g. dolls
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H3/00—Dolls
    • A63H3/28—Arrangements of sound-producing means in dolls; Means in dolls for producing sounds

Definitions

  • the invention relates to a toy, in particular to a smart toy that can be audible and a method of using the same. Background technique
  • the present invention provides a smart toy comprising a microprocessor and electrically coupled thereto:
  • An environment sensing module configured to detect an environmental change value around the toy, and output an environmental sensing signal
  • a voice input circuit configured to input a first pronunciation field and convert it into a voice input signal
  • a voice output circuit configured to output a second pronunciation field
  • the microprocessor sends a pronunciation control command to the voice output circuit according to the received environment sensing signal or voice input signal to trigger the voice output circuit to output a corresponding second pronunciation field.
  • the environmental sensing module is selected from the group consisting of a respiratory sensing module, a pressure sensing module, a temperature sensing module, and a light sensing module. One or more of the blocks.
  • the smart toy further includes a storage module and a data transmission interface, wherein the storage module is electrically coupled to the voice input circuit, the voice output circuit, and the microprocessor, respectively, for storing
  • the sound source signal is selectively extracted and outputted by the voice output circuit
  • the data transmission interface is electrically coupled to the storage module for realizing interactive transmission of data.
  • the pronunciation field can be input via a voice input circuit or a data transmission interface, including a song, a poem, a story, a communication sentence, or a simulated animal voice.
  • the voice input circuit includes sequentially electrically coupled
  • a sound collection module configured to receive various simulated first pronunciation fields
  • An amplification module configured to amplify the simulated first pronunciation field received by the sound collection module
  • An A/D conversion module configured to convert the amplified analog first pronunciation field into a digital first pronunciation field; and a voice recognition module electrically coupled to the microprocessor and the storage module, respectively
  • the digital first pronunciation field is detected and identified, and a recognition result is sent to the microprocessor, and the digital first pronunciation field is transmitted to the storage module.
  • the voice output circuit includes electrical coupling in sequence
  • a voice synthesis module electrically coupled to the microprocessor and the storage module, and extracting a digital second pronunciation field in the storage module according to the pronunciation control instruction of the microprocessor;
  • An A/D conversion module configured to convert the digital second pronunciation field into a simulated second pronunciation field
  • An amplifying module configured to amplify the analog second pronunciation field after A/D conversion
  • a playback module for outputting a simulated second pronunciation field.
  • the invention also provides a method of using a smart toy, comprising the following steps:
  • Step (1) collecting an external signal by using an environment sensing module and a voice input circuit, where the external signal includes an environmental change value and a first pronunciation field, where the environmental change value includes a temperature value, a humidity value, a pressure value, or a pressure value around the smart toy. Any one or more of the light intensity values;
  • Step (2) determining whether the collected environmental change value exceeds a set normal value. If the normal value is exceeded, the environment sensing module feeds back to the microprocessor to control the voice output circuit to output a corresponding second pronunciation according to the environmental parameter change. Field; if the normal value is not exceeded, no feedback; continue loop detection;
  • Step (3) comparing the first pronunciation field with the file content or the title in the storage module, if the comparison is consistent, sending a feedback signal to the microprocessor, and the microprocessor then sends a pronunciation control instruction to the voice output circuit.
  • the trigger voice output circuit extracts the second pronunciation field in the storage module and outputs it.
  • the smart toy of the present invention has the following advantages:
  • a storage module and a data transmission interface are provided, and more updated contents can be stored in the storage module through the data transmission interface, thereby enriching the knowledge stored in the toy, and solving the tiredness caused by long-term repetition, according to Children of different ages set learning knowledge, interacting with toys and children in an interactive way, and educating children's daily polite language, behavioral norms and rich knowledge in an easy way while improving learning. Interest, entertaining, making it easier for children to absorb.
  • the voice input and output circuits interact and do not interfere with each other's work.
  • the voice input circuit is notified at the same time as the pronunciation field is output, and the pronunciation field outputted by the toy itself is marked and identified, and the voice input is selectively suspended, thereby avoiding mutual interference between the two groups of circuits at work. .
  • the status of the current voice input/output can be controlled through the control panel, and the content in the toy storage module can also be operated, such as adding or deleting, so that it can be constructed according to people's preferences or toy images.
  • the smart toys make the toys rich in knowledge and diverse personality, which greatly enhances the fun and intelligence.
  • FIG. 1 is a schematic structural block diagram of a first embodiment of a smart toy according to the present invention
  • FIG. 2 is a schematic block diagram showing the structure of a second embodiment of a smart toy according to the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic block diagram showing the structure of a third embodiment of a smart toy according to the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic block diagram showing the structure of a fourth embodiment of a smart toy according to the present invention.
  • Figure 5 is a schematic block diagram showing the structure of a fifth embodiment of a smart toy according to the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic block diagram showing the structure of a sixth embodiment of a smart toy according to the present invention. detailed description
  • a smart toy which can have any external shape, and has a built-in microprocessor 10 and an environment sensing module 11 electrically coupled thereto, and a voice input.
  • the circuit 12 and the voice output circuit 13 are configured to sense a change of an environmental parameter around the toy and output an environment sensing signal.
  • the voice input circuit 12 is configured to input a first pronunciation field. And converting the voice signal into a voice input signal; the voice output circuit 13 is configured to output a second pronunciation field; the microprocessor 10 sends a sound control to the voice output circuit 13 according to the received environment sensing signal or voice input signal.
  • the instruction is to trigger the voice output circuit 13 to output a second pronunciation field.
  • the first and second pronunciation fields may be songs, poems, stories, communication sentences or simulated animal sounds, etc., and the content and sound can be edited according to personal preference to match the character of the toy, so that the toy is more vivid and added. Interesting, and can achieve the purpose of fun and education.
  • the environment sensing module 11 may be disposed at any part of the smart toy, and may be selected from one or more of a respiratory sensing module, a pressure sensing module, a temperature sensing module, and a light sensing module.
  • a respiratory sensing module can collect and detect parameter indicators that have a certain impact on toys.
  • the smart toy is a cute toy pig.
  • the breathing sensor module can be installed on the pig's nose to detect whether the airflow, flow or humidity near the nose is beyond normal.
  • the pressure sensing module or the temperature sensing module can be installed on the limbs, main parts or heads of the piglets.
  • the light sensing module can be installed in the eye of the piglet to capture and detect the light that is ingested into the eye.
  • the ambient temperature sensing module monitors and collects parameters such as temperature, humidity, pressure, and light intensity. If it exceeds the normal value, it sends an instruction to the microprocessor 10 to control the voice output according to changes in environmental parameters. The circuit react
  • the voice input circuit 12 includes a sound pickup module 120, an amplification module 121, an A/D conversion module 122, and a voice recognition module 123 that are electrically coupled to each other in turn.
  • the sound collecting module 120 is configured to receive various first sounding fields, preferably a microphone, which can be installed at any position of the toy pig, such as an ear; the amplifying module 121 is electrically coupled to the sound collecting module 120 and the A The A/D conversion module 122 is electrically coupled to the voice recognition module 123 for converting the simulated first pronunciation field.
  • the voice recognition module 123 is electrically coupled to the microprocessor 10 for comparing and identifying the first pronunciation field received by the sound collection module 120, and generating a recognition result.
  • the sound collection module 120 collects various simulated first pronunciation fields, and after the amplification of the simulated first pronunciation field by the amplification module 121, the A/D conversion module 122 performs digital-to-analog conversion, and converts the simulated first pronunciation field. After being the first pronunciation field, the method is transmitted to the speech recognition module 123, where the first speech field is compared and recognized by the second pronunciation field, and if the two are consistent, Controlled by microprocessor 10 The speech output circuit 13 responds accordingly.
  • the voice output circuit 13 includes a voice synthesizing module 130, an A/D conversion module 131, and a sound emitting module 132.
  • the voice synthesizing module 130 is electrically coupled to the microprocessor 10, and the A/D conversion module 131 It is electrically connected between the speech synthesis module 130 and the playback module 132.
  • the speech synthesis module 130 is configured to store the second pronunciation field; the A/D conversion module 131 is configured to digitally convert the digital second pronunciation field into a simulated second pronunciation field to be output; the playback module 132 is configured to output the second simulation. Pronunciation field.
  • the speech synthesis module 130 extracts the digital second pronunciation field according to the pronunciation control instruction sent by the microprocessor 10, converts it into the analog second pronunciation field via the A/D conversion module 131, and outputs it through the playback module 132.
  • the smart toy further includes a storage module 14 electrically coupled to the voice input circuit 12, the voice output circuit 13, and the microcontroller 10, respectively.
  • the storage module 14 is electrically coupled to the voice recognition module 123 of the voice input circuit 12, the voice synthesis module 130 of the voice output circuit 13, and the processor 10 for storing the pronunciation field.
  • the speech synthesis module 130 electrically connected thereto can extract the corresponding second pronunciation field output in the storage module 14, so that the smart toy is more vivid and "humanized”.
  • the smart toy further includes a data transmission interface 15 electrically coupled to the storage module 14.
  • the data transmission interface 15 can be a wireless transmission interface (such as a Bluetooth interface, an infrared interface, etc.) or a wired transmission interface (such as a USB interface), and transmits data to the storage module 14 in a wired or wireless manner through the data transmission interface 15 to enrich the storage.
  • the content of the pronunciation field can be selected within module 14.
  • the pronunciation field can be input via a voice input circuit or a data transmission interface 15.
  • the smart toy further includes a control panel 16 electrically coupled to the microprocessor 10, which can be used to control a program such as sounding of a smart toy and transmission of data. It can be installed anywhere in the smart toy, such as the back, can be exposed outside the body of the toy, or can be hidden in the body of the toy, without damaging the appearance of the toy, and can easily make corresponding toys. operating.
  • the control panel 16 is a control button or a touch display.
  • the touch screen can not only perform the above-mentioned program operation on the toy instead of the button, but also can display the real-time status of the system, the image information in the storage module, the subtitle information in the pronunciation field, and the like.
  • Thousands of function keys can be set on the control button or touch display, such as the play menu selection button, the play button ( ⁇ ), the stop button (II), the stop button (country), the record button (R), the clear button (C), Play speed adjustment button ( ⁇ ), volume adjustment button ( + ) (—), etc.
  • the playback menu selection button contains thousands of items to choose from, such as fairy tales, children's songs, animal vocals, poems, etc. Select playback content; control the progress of menu playback by play button, stop button, stop button, volume adjustment button and playback speed adjustment button; The playback status is switched to the recording status; the contents of the storage space can be cleared by the clear key.
  • a breathing sensing module is installed in the nose, ears and mouth of the toy pig for sensing the flow rate/flow rate of the airflow passing through the detecting portion; the pressure sensing module and the temperature sensing module are installed in the limbs, the abdominal cavity and the head. It is used to sense the pressure on each part; a light sensing module is installed in the eye for ingesting the light intensity value of the eye.
  • the sensitive breathing sensing module can detect the voltage change caused by the human exhalation humidity. When the voltage changes exceed the set normal value, the breathing sense The test module will send a feedback signal to the microprocessor 10, and the microprocessor 10 will then send a sound control command to the voice output circuit 13, which triggers the voice output circuit 13 to output a corresponding second pronunciation field, such as "Itchy".
  • the pressure sensing module of the built-in pressure sensing module detects that the pressure changes more than the set normal value.
  • the pressure sensing module will also send feedback.
  • the microprocessor 10 sends a pronunciation control command to the voice output circuit 13, and the voice output circuit 13 is triggered to output a preset pronunciation field as a response, such as "It hurts, don't hit me”.
  • the light sensing module will determine whether it exceeds the normal value according to the intensity of the light that is intruded. If the light is too dark, the toy pig will Say "Here is too dark, I am so scared”.
  • the various sensing modules sense the various environmental changes, and the microprocessor controls the voice output circuit to respond or react accordingly, so that the smart toy has a certain strain capability and can work with people. Communication.
  • the storage module 14 is also electrically coupled to the voice recognition module 123 of the voice input circuit and the voice synthesis module 130 of the voice output circuit.
  • the role of recording and voice control When the control panel recording button (R) is activated, the recording function is activated, and the first pronunciation field input via the voice input circuit 12 is transmitted to the storage module 14 for storage; the title of the stored content is set as a comparison field, such as the title of the child song, The title of the fairy tale, etc.
  • the input first pronunciation field is compared with the comparison field in the storage module 14 in the voice recognition module 123, if it is determined
  • the comparison field contains the first pronunciation field, that is, the feedback signal is sent to the microprocessor 10
  • the microprocessor 10 then sends a pronunciation control command to the voice output circuit 13, and the trigger voice output circuit 13 extracts the corresponding one in the storage module 14.
  • the second pronunciation field is output, that is, the content associated with the corresponding comparison field. It can be seen that people only need to say children's songs, stories and other topics or short sentences, and the smart toy can compare it with the title of the content in the storage module.
  • the corresponding children's songs are derived according to the prompts. , story, etc., or respond to the content of the prompt phrase, such as asking: What is your home phone number? Smart toys A: 82353463, and so on.
  • Toys serve as both a playmate and a learning
  • the medium of learning can set learning knowledge according to children of different ages, realize the communication between toys and children in an interactive way, and educate children's daily polite language, behavioral norms and various riches in an easy way while playing entertainment.
  • the knowledge, the interest in learning, the fun of learning makes it easier for children to absorb.
  • the various working states do not affect each other.
  • the voice input circuit is in the waiting state.
  • the human speech or other audio source signals are not transmitted through the voice input circuit, so that the playback process is not subject to thousands. Disturb.
  • the voice synthesis module 130 simultaneously sends the voice synthesis module 130 to the microprocessor 10.
  • the microprocessor 10 sends a "suppression command” to the voice recognition module 123 of the voice input circuit 12 to put it in a waiting state.
  • the voice output of the voice is not disturbed by the outside, nor is it The original speech output is interrupted because the partial words in the human speech match the comparison field.
  • the microprocessor 10 sends a "suppression termination command" to the speech recognition module 123 of the speech input circuit 12 to resume the normal working state.
  • the microphone 10 sends a speech recognition module to the speech input circuit 12.
  • 123 sends a "suppression command”.
  • the voice recognition module 123 receives the command, the serial number of the current pronunciation field is extracted in the storage module 14, and the voice recognition module 123 inputs the extracted second pronunciation field serial number and the voice input.
  • the sequence number of the first pronunciation field received by the circuit is compared, if it is consistent, it is filtered; if it is inconsistent, it is processed according to the conventional situation, and the comparison is introduced, so the corresponding reaction is performed.
  • the serial number can be set as the identifier in the field of the system command and the system pronunciation, such as "output pronunciation field", "playback feedback”
  • Both the instruction "and the suppression instruction” contain the serial number of the currently output pronunciation field.
  • Step (1) collecting an external signal by using an environment sensing module and a voice input circuit, where the external signal includes an environmental change value and a first pronunciation field, where the environmental change value includes a temperature value, a humidity value, a pressure value, or a pressure value around the smart toy. Any one or more of the light intensity values;
  • Step (2) determines whether the collected environmental change value exceeds the set normal value. If the normal value is exceeded, indicating that the smart toy is disturbed, the environment sensing module feeds back to the microprocessor to control the voice output according to the environmental parameter change. The circuit responds accordingly; if the normal value is not exceeded, no feedback is given; the loop detection continues.
  • the environmental sensing module includes a respiratory sensing module, a pressure sensing module, a temperature sensing module, and a light sensing module.
  • a respiratory sensing module includes a respiratory sensor, a pressure sensing module, a temperature sensing module, and a light sensing module.
  • Step (3) comparing the first pronunciation field with the file content or the title in the storage module, if the comparison is consistent, sending a feedback signal to the microprocessor, and the microprocessor then sends a pronunciation control instruction to the voice output circuit.
  • the trigger voice output circuit extracts the second pronunciation field in the storage module and outputs it.
  • step (3) Further included in the step (3)
  • Step (31) the first pronunciation field received by the sound collection module 120 is sequentially subjected to amplification processing by the amplification module 121, and then subjected to A/D conversion by the A/D conversion module 122, and then transmitted to the voice recognition module 123. Align with the file content or title in the storage module;
  • Step (32) The speech synthesis module 130 extracts the second pronunciation field in the storage module 14 according to the pronunciation control instruction of the microprocessor 10, and sequentially passes the A/D conversion and amplification processing, and then passes the playback module to the playback module. 132 output.
  • step (2) and the step (3) can be performed simultaneously.

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Description

一种智能玩具及其使用方法 技术领域
本发明涉及玩具， 尤指一种可发声的智能玩具及其使用方法。 背景技术
随着生活水平的不断提高， 玩具的品种越来越丰富， 人们对玩具的要求也越来越高， 特 别对智能化的玩具的需求日益迫切。 然而， 传统的玩具一般有两种： 一种是主要通过新颖奇 特的外观和结构来吸引儿童的注意力， 如： 积木、 玩具娃娃、 玩具汽车等， 这类玩具科技含 量低， 功能较少，趣味性低，难于维持儿童的兴趣； 另一种是拟人化玩具， 多为 "单方交流"， 其通过在玩具内部设置发声装置， 使玩具能自主或受控发出固定的一种或几种声音， 发声内 容单一， 缺乏变化， 由于无法辨认人说话的内容， 也因而不能根据人话语做出相应的反应， 另外， 大部分玩具不能更新使用规则和节目内容， 长久使用， 重复率太高， 容易产生乏味生 厌， 难于满足儿童的好奇心， 耐玩性低。 并且， 现有的玩具没有感官功能， 不能对人们对其 发生的行为作出反应， 拟人化程度低。
因此， 提供一种灵敏度高、 反应性强、 趣味性高、 可互动交流、 内容丰富且可更新内容 的智能玩具以解决上述问题实为必要。 发明内容
本发明的目的在于提供一种灵敏度高、 反应性强、 趣味性高、 可互动交流、 内容丰富且 可更新内容的智能玩具。
为了实现上述发明目的， 本发明提供了一种智能玩具， 其包括微处理器以及与之电性耦 接的：
环境感测模块， 用于检测玩具周围的环境变化值， 并输出环境感测信号；
语音输入电路， 用于输入第一发音字段， 并将其转换为语音输入信号；
语音输出电路， 用于输出第二发音字段；
所述微处理器根据所接收到的环境感测信号或语音输入信号， 向语音输出电路发送发音 控制指令， 以触发语音输出电路输出相应的第二发音字段。
其中， 所述环境感测模块选自呼吸感测模块、 压力感测模块、 温度感测模块和光感测模 块中的任选一种或多种。
在本发明的一个优选实施例中， 所述智能玩具进一步包括存储模块和数据传输接口， 其 中， 存储模块分别与所述语音输入电路、 语音输出电路和微处理器电性耦接， 用于储存音源 讯号， 以供语音输出电路选择性地提取并输出， 数据传输接口与所述存储模块电性耦接， 用 于实现数据的交互传输。 发音字段可经由语音输入电路或数据传输接口输入， 包括歌曲、 诗 词、 故事、 交流语句或模拟性动物发声等。
在本发明中， 语音输入电路包括依序电性耦接的
拾音模块， 用于接收各种模拟第一发音字段；
放大模块， 用于放大经拾音模块接收的模拟第一发音字段；
A/D转换模块， 用于将放大后的模拟第一发音字段转换为数字第一发音字段； 以及 语音识别模块， 其分别与所述微处理器和存储模块电性耦接， 用于对所述数字第一发音 字段进行检测和识别， 并产生识别结果输送至所述微处理器， 同时将所述数字第一发音字段 传输至存储模块。
语音输出电路包括依序电性耦接的
语音合成模块， 与微处理器和存储模块电性耦接， 根据微处理器的发音控制指令在存 储模块中提取数字第二发音字段；
A/D转换模块， 用于将所述数字第二发音字段转换为模拟第二发音字段；
放大模块， 用于将 A/D转换后的模拟第二发音字段作放大处理； 以及
放音模块， 用于输出模拟第二发音字段。
本发明还提供了一种智能玩具的使用方法， 其包括以下步骤：
步骤（1 )通过环境感测模块和语音输入电路收集外部讯号， 所述外部讯号包括环境变 化值和第一发音字段， 所述环境变化值包括智能玩具周围的温度值、 湿度值、 压力值或光强 值的任意一种或多种；
步骤（2 )判断所收集的环境变化值是否超出设定正常值， 若超出正常值， 则环境感测 模块反馈至微处理器， 使其根据环境参数变化控制语音输出电路输出相应的第二发音字段； 若未超出正常值， 则不反馈； 继续循环检测；
步骤（3 )将第一发音字段与存储模块中的文件内容或标题作比对， 若比对相一致， 则 发送反馈信号至微处理器， 微处理器随即向语音输出电路发送发音控制指令， 触发语音输出 电路提取存储模块中的第二发音字段， 并将其输出。 其中， 所述步骤（ 2 )和步骤（ 3 )可同步进行。
与现有技术相比， 本发明智能玩具具有以下优点：
( 1 )通过若千个环境感测模块对智能玩具周围的环境变化进行检测， 使其具有 "感知" 功能， 具有较强的灵敏度， 反应性强， 能对所受压力、 温度、 光强等变化做出反应， 具有一 定的应变能力， 能 "说" 出自身的感受， 与儿童产生互动；
( 2 )通过语音识别技术将所输出第一发音字段的与玩具自身内存的第二发音字段进行 比对， 当判断两者相符时， 则将内存发音字段完整输出， 这样，人们只需说出想要听的儿歌、 故事题目等， 玩具即可给人们唱儿歌、 讲故事， 更为生动和 "人性化，， ， 满足与人们进行互 动游戏的需求；
( 3 )设置有存储模块和数据传输接口， 通过数据传输接口可将更多更新的内容存储到 存储模块中， 以丰富玩具存储的知识量， 解决了因长久重复而带来的厌倦， 可根据不同年龄 层的儿童设定学习知识， 以互动的方式实现玩具与儿童的交流， 在娱乐的同时， 也以轻松的 方式教育了儿童日常礼貌用语、行为规范以及各类丰富的知识，提高了学习兴趣， 寓教于乐， 使得儿童更容易地吸收。
( 4 )语音输入和输出电路相互作用且互不千涉各自的工作。 通过标示识别或过滤的方 法，在输出发音字段的同时，通知语音输入电路，对玩具自身输出的发音字段进行标示识别， 选择性地暂停语音输入， 避免了两组电路在工作上的相互千扰。
( 5 )通过控制面板既可实现对当前语音输入 /输出的状态进行控制， 同时也可对玩具存 储模块中的内容进行操作 , 如增添或删除等， 从而可根据人们的喜好或玩具形象建构特有的 智能玩具， 使得玩具具有丰富的知识和多样的性格， 大大提高了趣味性和智能型。
为使本发明更加容易理解， 下面将结合附图进一步阐述本发明不同的具体实施例。 附图说明
图 1为本发明一种智能玩具实施例一的结构示意框图；
图 2为本发明一种智能玩具实施例二的结构示意框图；
图 3为本发明一种智能玩具实施例三的结构示意框图；
图 4为本发明一种智能玩具实施例四的结构示意框图；
图 5为本发明一种智能玩具实施例五的结构示意框图；
图 6为本发明一种智能玩具实施例六的结构示意框图。 具体实施方式
参照图 1所示， 本发明的实施例一中， 提供了一种智能玩具， 可具有任意外型， 其内置 有微处理器 10以及与之电性耦接的环境感测模块 11、语音输入电路 12和语音输出电路 13 , 其中， 所述环境感测模块 11 , 用于感测玩具周围的环境参数的变化， 并输出环境感测信号； 语音输入电路 12 , 用于输入第一发音字段， 并将其转换为语音输入信号； 语音输出电路 13 , 用于输出第二发音字段； 所述微处理器 10根据所接收到的环境感测信号或语音输入信号， 向语音输出电路 13发送发音控制指令， 以触发语音输出电路 13输出第二发音字段。 所述第 一和第二发音字段可为歌曲、 诗词、 故事、 交流语句或模拟性动物发声等， 其内容及声音可 根据个人喜好随意编辑， 以匹配玩具的角色， 使得玩具更为生动， 增添趣味性， 并可达到寓 教于乐的目的。
在本发明中， 所述环境感测模块 11可设置于智能玩具的任意部位， 可选自呼吸感测模 块、 压力感测模块、 温度感测模块和光感测模块中的任选一种或多种， 可釆集并检测对玩具 产生一定影响的参数指标。 假设智能玩具是一只可爱的玩具猪， 呼吸感测模块可装设于小猪 的鼻子部位， 检测其鼻子附近的气流流速、 流量或湿度是否超出正常值。 压力感测模块或温 度感测模块可装设于小猪的四肢、 主千部位或头部等部位。 光感测模块可装设于小猪的眼睛 内， 对摄入其眼睛内的光线捕捉并检测。 通过各种环境感测模块对玩具周围温度、 湿度、 压 力、 光强等参数进行检测和釆集， 若其超出正常值， 则发送指令至微处理器 10 , 使其根据环 境参数变化控制语音输出电路做出情绪化的反应。
参照图 2所示， 在本发明的实施例二中， 所述语音输入电路 12包括依次相互电性耦接 的拾音模块 120、 放大模块 121、 A/D转换模块 122和语音识别模块 123 , 其中， 所述拾音模 块 120用于接收各种第一发音字段，优选麦克风，其可装设于玩具猪的任意位置， 比如耳部； 放大模块 121电性耦接于拾音模块 120与 A/D转换模块 122之间，用于放大模拟第一发音字 段， 提高信号比较的精度； A/D转换模块 122与所述语音识别模块 123电性耦接， 用于将模 拟第一发音字段转换为数字第一发音字段； 所述语音识别模块 123与所述微处理器 10电性 耦接， 用于对拾音模块 120所接收的第一发音字段进行比对和识别， 并产生识别结果输送至 所述微处理器 10。拾音模块 120收集各种模拟第一发音字段，经放大模块 121对模拟第一发 音字段进行放大处理后， 再由 A/D转换模块 122对其进行数模转换， 将模拟第一发音字段转 换为数字第一发音字段后， 传输至语音识别模块 123 , 在其中釆用语音识别技术将数字第一 发音字段与内设的第二发音字段进行比对和识别， 若判断两者相符时， 则由微处理器 10控 制语音输出电路 13作出相应响应。
参照图 2所示， 所述语音输出电路 13包括语音合成模块 130、 A/D转换模块 131和放音 模块 132 , 语音合成模块 130与微处理器 10电性耦接， A/D转换模块 131电连接于语音合成 模块 130和放音模块 132之间。语音合成模块 130用于存储第二发音字段； A/D转换模块 131 用于将数字第二发音字段经数模转换为待输出的模拟第二发音字段；放音模块 132用于输出 模拟第二发音字段。 语音合成模块 130根据微处理器 10发送的发音控制指令， 提取数字第 二发音字段，将其经 A/D转换模块 131转换为模拟第二发音字段，并通过放音模块 132输出。
参照图 3所示， 在本发明的实施例三中， 由于语音合成模块 130中的存储空间有限， 仅 能存储少量应急性语句， 为了提高玩具的应变能力， 增加智能玩具的趣味性， 所述智能玩具 进一步包括存储模块 14, 其分别与语音输入电路 12、 语音输出电路 13以及微控制器 10电 性耦接。 具体地说， 所述存储模块 14分别与所述语音输入电路 12的语音识别模块 123、 语 音输出电路 13中的语音合成模块 130以及^ ί 处理器 10电性耦接， 用于储存发音字段。 与之 电性连接的语音合成模块 130可在存储模块 14内提取相应的第二发音字段输出， 使得智能 玩具更为生动和 "人性化" 。
参照图 4所示， 在本发明的实施例四中， 所述智能玩具进一步包括数据传输接口 15 , 其 与存储模块 14电性耦接。数据传输接口 15可为无线传输接口（如蓝牙接口、红外线接口等） 或有线传输接口 （如 USB接口等） ， 通过数据传输接口 15以有线或无线的方式向存储模块 14传输数据， 以丰富存储模块 14内可选择发音字段的内容。 发音字段可经由语音输入电路 或数据传输接口 15输入。
参照图 5所示， 在本发明的实施例五中， 所述智能玩具进一步包括控制面板 16 , 与所述 微处理器 10 电性耦接， 可用于控制智能玩具发声、 资料的传输等程序， 可装设于智能玩具 的任意位置， 如背部， 可外露于玩具的躯体外， 或隐藏式地装设于玩具的躯体内， 既不破坏 玩具的外观， 又可方便地对玩具做出相应的操作。 所述控制面板 16为控制按键或触摸展， 触摸屏不仅可替代按键对玩具进行上述程序化操作 , 同时可显示系统的即时状况、 存储模块 内的图像信息， 发音字段的字幕信息等。 控制按键或触摸展上可设置若千个功能键， 如播放 菜单选择键、 播放键（► ) 、 中止键（ II ) 、 停止键（國） 、 录音键（ R ) 、 清除键（ C ) 、 播放速度调整键（►► ) 、 音量调整键（ + ) (—）等， 播放菜单选择键中包含有若千种可 供选择的内容， 如童话、 儿歌、 动物发声、 诗词等， 人们可任意选择播放内容； 通过播放键、 中止键、 停止键、 音量调整键和播放速度调整键控制菜单播放的进度； 通过录音键将状态由 播放状态切换至录音状态； 通过清除键可清除存储空间内的内容。
以智能玩具猪为例， 筒述本发明智能玩具的工作过程：
所述玩具猪的鼻子、 耳朵和嘴巴内安装有呼吸感测模块， 用于感测经过检测部位的气流 流量 /流速； 其四肢、 腹腔和头部内安装有压力感测模块和温度感测模块， 用于感测各部位 所受到的压力； 其眼睛内安装有光感测模块， 用于摄入眼睛的光强值。
假设对玩具猪的各种行为， 其所能做出的响应。 当使用者在玩具猪的耳朵、 鼻子或嘴巴 附近吹气、 说话时， 灵敏的呼吸感测模块可测出因人的呼气湿度引起电压变化， 当电压变化 超过设定正常值时， 呼吸感测模块将发送反馈信号至微处理器 10 , 微处理器 10随即向语音 输出电路 13发送发音控制指令， 触发语音输出电路 13输出相应的第二发音字段， 如 "好痒 啊" 。 当使用者用力挤压或捶打玩具猪的四肢、 腹腔和头部时， 其内设的压力感测模块检测 到压力的变化超过设定正常值时， 同样地， 压力感测模块也将发送反馈信号至微处理器 10 , 则微处理器 10 即向语音输出电路 13发送发音控制指令， 触发语音输出电路 13输出预设的 发音字段作为响应， 如 "好痛啊， 不要打我啊" 等。 当将玩具猪放在一个过于黑暗或过于明 亮的环境下， 其光感测模块也会根据检测所慑入的光的强度， 判定其是否超出正常值， 若光 线太暗， 则玩具猪则将说 "这里太黑， 我好害怕" 。 各种感测模块通过对各种各样环境变化 的感测， 使其微处理器控制语音输出电路， 做出相应的响应或反应， 使得智能玩具具有一定 的应变能力， 能与人们作筒单的交流。
参照图 6所示， 在本发明的实施例六中， 所述存储模块 14亦可分别与所述语音输入电 路的语音识别模块 123、 语音输出电路的语音合成模块 130电性耦接， 起到录音和语音控制 的作用。 当启动控制面板录音键 ( R )时， 录音功能启动， 经由语音输入电路 12输入的第一 发音字段传输至存储模块 14进行存储； 设定存储内容的标题作为比对字段， 如儿歌的标题、 童话故事的标题等。 当人们向智能玩具说出某一童话故事的标题作为输入第一发音字段时， 在语音识别模块 123中将该输入的第一发音字段与存储模块 14中的比对字段作比对， 若判 定比对字段中包含有第一发音字段时， 即发送反馈信号至微处理器 10 , 微处理器 10随即向 语音输出电路 13发送发音控制指令， 触发语音输出电路 13提取存储模块 14中的相应的第 二发音字段输出， 即相应比对字段所关联的内容。 由此可见， 人们只需说出儿歌、 故事等题 目或短句， 智能玩具即可将其与存储模块中内容的标题相比对， 若判定两者相符时， 则根据 该提示导出相应的儿歌、 故事等内容， 或根据提示短句的内容作出相应的回答， 如发问： 你 家电话号码是多少？ 智能玩具答： 82353463 , 诸如此类。 玩具既作为娱乐的玩伴， 又作为学 习的媒介， 可根据不同年龄层的儿童设定学习知识， 以互动的方式实现玩具与儿童的交流， 在娱乐的同时， 也以轻松的方式教育了儿童日常礼貌用语、 行为规范以及各类丰富的知识， 提高了学习兴趣， 寓教于乐， 使得儿童更容易地吸收。
各种工作状态不相互影响， 当玩具处于放音状态时， 语音输入电路处于等待状态， 则此 时， 人说话或其他音源讯号均不会通过语音输入电路传输， 使其放音过程不受千扰。
为了使得语音输入电路 12和语音输出电路 13不相互影响， 可选用以下两种方法： 其一： 当语音输出电路 13受触发输出第二发音字段时， 同时其语音合成模块 130向微 处理器 10返回 "放音反馈指令" ， 则微处理器 10向语音输入电路 12的语音识别模块 123 发送 "抑制指令" ， 使其处于等待状态， 此时， 语音的语音输出不受外界千扰， 也不会因人 话语中部分字句与比对字段相符而中断原语音输出， 当语音输出结束， 微处理器 10向语音 输入电路 12的语音识别模块 123发送 "抑制终止指令" ， 恢复正常工作状态。
其二： 当语音输出电路 13受触发输出第二发音字段时， 同时其语音合成模块 130向微 处理器 10返回 "放音反馈指令" ， 则微处理器 10向语音输入电路 12的语音识别模块 123 发送 "抑制指令" ， 当语音识别模块 123接受到该指令后， 即在存储模块 14中提取当前发 音字段的序列号， 当语音识别模块 123将提取的第二发音字段序列号与经由语音输入电路接 收到的第一发音字段序列号相比较， 若一致， 则将其过滤； 若不一致， 则视常规情况处理， 导入比对， 故出相应的反应。
其中， 因为仅需要对系统内部的自我输出声音作过滤处理， 为了提高比对效率， 可在系 统指令和系统发音的字段上设序列号作为标识， 如 "输出的发音字段" 、 "放音反馈指令" 和 "抑制指令" 中均包含有当前所输出的发音字段的序列号。 以快速区分系统内的不同的发 音字段， 而不必比对整个字段的内容。
以下筒单描述本发明智能玩具的使用方法：
步骤（1 )通过环境感测模块和语音输入电路收集外部讯号， 所述外部讯号包括环境变 化值和第一发音字段， 所述环境变化值包括智能玩具周围的温度值、 湿度值、 压力值或光强 值的任意一种或多种；
步骤（2 )判断所收集的环境变化值是否超出设定正常值， 若超出正常值， 表明智能玩 具受到千扰， 则环境感测模块反馈至微处理器， 使其根据环境参数变化控制语音输出电路做 出相应响应； 若未超出正常值， 则不反馈； 继续循环检测。
其中， 所述环境感测模块包括呼吸感测模块、 压力感测模块、 温度感测模块和光感测模 块中任选一种或多种，
步骤（3 )将第一发音字段与存储模块中的文件内容或标题作比对， 若比对相一致， 则 发送反馈信号至微处理器， 微处理器随即向语音输出电路发送发音控制指令， 触发语音输出 电路提取存储模块中的第二发音字段， 并将其输出。
在所述步骤（3 ) 中进一步包括
步骤（ 31 )对拾音模块 120所接收的第一发音字段依序经过放大模块 121放大处理、 再 经 A/D转换模块 122进行 A/D转换后，然后将其传输至语音识别模块 123中与存储模块中的 文件内容或标题比对；
步骤（ 32 )语音合成模块 130根据微处理器 10的发音控制指令， 在存储模块 14中提取 第二发音字段， 将其依序经过 A/D转换和放大处理后， 再将其通过放音模块 132输出。
其中， 所述步骤（ 2 )和步骤（ 3 )可同步进行。
惟以上所述者， 仅为本发明的较佳实施例而已， 当不能以此限定本发明实施的范围， 即 大凡依本发明权利要求及发明说明书所记载的内容所作出筒单的等效变化与修饰 , 皆仍属本 发明权利要求所涵盖范围之内。

Claims

权 利 要 求
1. 一种智能玩具， 其特征在于包括微处理器以及与之电性耦接的
环境感测模块， 用于检测玩具周围的环境变化值， 并输出环境感测信号；
语音输入电路， 用于输入第一发音字段， 并将其转换为语音输入信号；
语音输出电路， 用于输出第二发音字段；
所述微处理器根据所接收到的环境感测信号或语音输入信号， 向语音输出电路发送发音 控制指令， 以触发语音输出电路输出相应的第二发音字段。
2. 根据权利要求 1所述的智能玩具， 其特征在于： 所述环境感测模块选自呼吸感测模 块、 压力感测模块、 温度感测模块和光感测模块中的任选一种或多种。
3. 根据权利要求 1所述的智能玩具， 其特征在于： 所述智能玩具进一步包括存储模块， 其分别与所述语音输入电路的语音识别模块、语音输出电路的语音合成模块和微处理器电性 耦接， 用于储存发音字段， 使语音合成模块可选择性地从存储模块中提取发音字段并输出。
4. 根据权利要求 3所述的智能玩具， 其特征在于： 所述智能玩具进一步包括数据传输 接口， 其与所述存储模块电性耦接， 用于实现数据的交互传输。
5. 根据权利要求 1所述的智能玩具， 其特征在于： 所述智能玩具进一步包括控制面板， 其与所述 处理器电性耦接， 所述控制面板为控制按键和 /或触摸展。
6. 根据权利要求 3所述的智能玩具， 其特征在于： 所述语音输入电路包括依序电性耦 接的
拾音模块， 用于接收各种模拟第一发音字段；
放大模块， 用于放大经拾音模块接收的模拟第一发音字段；
A/D转换模块， 用于将放大后的模拟第一发音字段转换为数字第一发音字段； 以及 语音识别模块， 其分别与所述微处理器和存储模块电性耦接， 用于对所述数字第一发音 字段进行检测和识别， 并产生识别结果输送至所述微处理器， 同时将所述数字第一发音字段 传输至存储模块。
7. 根据权利要求 3所述的智能玩具， 其特征在于： 所述语音输出电路包括依序电性耦 接的
语音合成模块， 与微处理器和存储模块电性耦接， 根据微处理器的发音控制指令在存 储模块中提取数字第二发音字段；
A/D转换模块， 用于将所述数字第二发音字段转换为模拟第二发音字段；
放大模块， 用于将 A/D转换后的模拟第二发音字段作放大处理； 以及
放音模块， 用于输出模拟第二发音字段。
8. 根据权利要求 1-7 中任一项所述的智能玩具， 其特征在于： 所述第一发音字段和第 二发音字段为歌曲、 诗词、 故事、 交流语句或模拟性动物发声。
9. 一种智能玩具的使用方法， 其特征在于包括以下步骤：
步骤（1 )通过环境感测模块和语音输入电路收集外部讯号， 所述外部讯号包括环境变 化值和第一发音字段， 所述环境变化值包括智能玩具周围的温度值、 湿度值、 压力值或光强 值的任意一种或多种；
步骤（2 )判断所收集的环境变化值是否超出设定正常值， 若超出正常值， 则环境感测 模块反馈至微处理器， 使其根据环境参数变化控制语音输出电路输出相应的第二发音字段； 若未超出正常值， 则不反馈； 继续循环检测；
步骤（3 )将第一发音字段与存储模块中的文件内容或标题作比对， 若比对相一致， 则 发送反馈信号至微处理器， 微处理器随即向语音输出电路发送发音控制指令， 触发语音输出 电路提取存储模块中的第二发音字段， 并将其输出。
其中， 所述步骤（ 2 )和步骤（ 3 )可同步进行。
10. 根据权利要求 9所述的智能玩具的使用方法， 其特征在于： 在所述步骤（3 ) 中进 一步包括
步骤（ 31 )对所收集的第一发音字段依序经过放大处理和 A/D转换后， 再与存储模块中 的文件内容或标题比对；
步骤（32 )对第二发音字段依序经过 A/D转换和放大处理后， 再将其输出。
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