一种基于语音交互的学习互动系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113823261A(43)申请公布日2021.12.21(21)申请号202111266106.2(22)申请日2021.10.28(71)申请人广州宏途教育网络科技有限公司地址510663广东省广州市黄埔区南翔一路62号自编六栋一楼西北部（仅限办公用途）(72)发明人徐丹(74)专利代理机构广州中屹智权专利代理事务所(特殊普通合伙)44816代理人黄河(51)Int.Cl.G10L15/00(2013.01)G10L15/02(2006.01)G10L15/22(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称一种基于语音交互的学习互动系统及方法(57)摘要本发明公开了一种基于语音交互的学习互动方法，语音学习机启动后接收获取环境参数信息，并发出提示语音并开启语音采集单元，语音采集单元采集学生发出的语音指令；通过声纹识别学生身份并登陆系统，从学生数据库内导入当天学习内容及作业项目，并根据学生的选择构建当天的虚拟课室；学生根据虚拟课室中的语音提示进行互动学习。通过算法匹配合适互动对象，让学习过程不在单调无趣，同时通过语音纸条进行沟通；通过算法让学生能在家完成需要多人互动英语口语练习，无需父母参与；通过算法为作业插入有语音提示标签，并匹配合适的提示等级，让每个学生能更精准的通过语音方式获得提示，培养良好的根据提示自己寻找答案的习惯。CN113823261ACN113823261A权利要求书1/2页1.一种用于学习互动的语音学习机，其特征在于，包括：语音采集单元，用于识别采集学生的语音信息或语音指令；播放单元，用于播放指定旋律、音乐或语音信息；数据单元，用于存放学生日常使用习惯信息及相关音频数据；控制面板，用于手动切换模式或者参数选择；所述语音采集单元识别语音指令后，通过服务器识别分析出语音中的指令信息，播放单元按照语音指令自动播放，或者按照语音指令自动控制模式选择和参数。2.根据权利要求1所述的用于学习互动的语音学习机，其特征在于：还包括有灯效单元，用于发出指定颜色、闪动频率的灯光制造灯光氛围；光线传感器，用于感知环境中光线强弱的变化；识别模块，用于识别学生坐姿及作业内容完成情况。3.一种基于语音交互的学习互动方法，其特征在于，根据权利要求1‑2所述的用于学习互动的语音学习机，所述方法包括：语音学习机启动后接收获取环境参数信息，并发出提示语音并开启语音采集单元，语音采集单元采集学生发出的语音指令；通过声纹识别学生身份并登陆系统，从学生数据库内导入当天学习内容及作业项目，并根据学生的选择构建当天的虚拟课室；学生根据虚拟课室中的语音提示进行互动学习。4.根据权利要求3所述的基于语音交互的学习互动方法，其特征在于：学生能够通过语音或者控制面板选择虚拟课室中的灯光氛围、背景白噪音、互动对象及互动学习项目；所述互动对象为同年级的学生或者AI宠物；所述互动学习项目内插入有语音提示标签，学生可以通过语音与互动学习机对话获取指定题目的提示，获取指令后播放单元播放语音提示标签。5.根据权利要求4所述的基于语音交互的学习互动方法，其特征在于：当学生的虚拟课室选择在线的互动对象后，互动对象与该学生在做作业期间能随时向对方投送语音纸条，当某一学生主动唤起互动学习机时语音纸条则自动播放，同时当语音纸条送达后超过指定时间后灯效单元闪动提醒；当检测到学生均完成指定作业后，互动对象与该学生能进入到实时聊天状态，互动对象与该学生能够一起讨论题目。6.根据权利要求4所述的基于语音交互的学习互动方法，其特征在于：当学生的需要完成互动练习题时，当有至少两个学生在指定时间段预约参与互动练习题题时，且作业项目中互动练习题题需相同，上述学生进行远程语音连接，语音学习机根据互动题给出指示进行口语练习。7.根据权利要求6所述的基于语音交互的学习互动方法，其特征在于：当一台语音学习机附近有两个或两个以上的学生时，语音学习机需要分辨参与学生对应的角色，分别录入指定学生的声音数据，将语音进行分割成段每一段声音数据：2CN113823261A权利要求书2/2页上述公式中，S(n)为分段后的声音数据，N为分段数，W(n，a)为傅里叶变换函数；将声音数据通过离散傅里叶变换并取模再平方获得每一帧的功率分布图谱；通过DCT变换获得声音特征参数函数:8.根据权利要求4所述的基于语音交互的学习互动方法，其特征在于：当学生在虚拟课室启动AI互动功能时，根据学生往期各单元练习成绩匹配语音提示标签等级；当学生主动发出某题目的提示指令时，语音学习机根据语音提示标签等级给出对应的语音提示。9.根据权利要求4所述的基于语音交互的学习互动方法，其特征在于：当学生的虚拟课室启动为番茄学习功能，无语音互动专注学习20‑25