互动式声控儿童教育学习装置的制作方法
专利名称：互动式声控儿童教育学习装置的制作方法
互动式声控儿童教育学习装置
技术领域：
本发明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。
发明内容
为了解决现有教育学习装置互动性不强的技术问题，本发明提供一种 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。
本发明解决现有的技术问题所釆用的技术方案是提供一种互动式声 控儿童教育学习装置，其包括用于接收第一用户语音信息的语音接收单 元ll;用于进行功能控制和lt据处理的中央处理单元12;用于存储数据的 存储单元13;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，所述中央处理单元12根 据所述语音识别单元16识别的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。
本发明更进一步的改进是，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。
本发明更进一步的改进是，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。
本发明更进一步的改进是，所述存储单元13包括移动式可插拔存储器。
本发明更进一步的改进是，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。
本发明更进一步的改进是，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。
本发明更进一步的改进是，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。
本发明更进一步的改进是，所述教育学习装置用于定时提示；对所述 中央处理单元U进行预设定，当达设定条件时，该教育学习装置有声音提 示。
本发明更进一步的改进是，所述教育学习装置用于互动式问答。 本发明更进一步的改进是，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，本发明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，本发明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。
图l是本发明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3是该教育学习装置又一实施例的工作流程图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
和具体实施方式
对本发明进一步说明。
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)；用于进行功能控制和 数据处理的中央处理单元12;用于存储数据的存储单元13;语音输出单元 14(如扬声器、喇叭)；对语音接收单元ll所接收的第一用户语音信息进 行识别的语音识别单元16，中央处理单元12根据语音识别单元16识别的 第一用户语音信息从存储单元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。
本发明 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。本发明的教育学习装置 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4里电-池。
本发明一优选实施例是存储单元13包括移动式可插拔存储器，当该 存储器插设在教育学习装置上时，可使用其内存信息；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。该存储器 可以是出版发行的学习内M储器，该学习内容以年龄段来分，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。以中文用户要学习英文为例对本发明的教育学习装置的 工作流程进行示范性描述，但是本发明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 4艮据语音识别单元16的识别结果
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，a卯le )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，用户还可才艮据输入/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。以讲故事为例对本发明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发明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》艮游用语词库、商务用语词库、工程用语词库等。对于 初学者翻i,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。本发明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。当釆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別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，不需要引入繁瑣的 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，本发明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。
明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术 领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若 干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1. 一种互动式声控儿童教育学习装置，其包括用于接收第一用户语音信息的语音接收单元(11)；用于进行功能控制和数据处理的中央处理单元(12)；用于存储数据的存储单元(13)；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)，所述中央处理单元(12)根据所述语音识别单元(16)识别的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。
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4定盘、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. 才艮据权利要求l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l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》文信息；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之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l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。
全文摘要
本发明提供一种互动式声控儿童教育学习装置，其包括用于接收第一用户语音信息的语音接收单元；用于进行功能控制和数据处理的中央处理单元；用于存储数据的存储单元；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，中央处理单元根据语音识别单元识别的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所述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，本发明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。
文档编号G09B5/06GK101414412SQ20071012397
公开日2009年4月22日 申请日期2007年10月19日 优先权日2007年10月19日
发明者陈修志 申请人:陈修志
互动式声控儿童教育学习装置
技术领域：
本发明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。
发明内容
为了解决现有教育学习装置互动性不强的技术问题，本发明提供一种 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。
本发明解决现有的技术问题所釆用的技术方案是提供一种互动式声 控儿童教育学习装置，其包括用于接收第一用户语音信息的语音接收单 元ll;用于进行功能控制和lt据处理的中央处理单元12;用于存储数据的 存储单元13;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，所述中央处理单元12根 据所述语音识别单元16识别的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。
本发明更进一步的改进是，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。
本发明更进一步的改进是，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。
本发明更进一步的改进是，所述存储单元13包括移动式可插拔存储器。
本发明更进一步的改进是，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。
本发明更进一步的改进是，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。
本发明更进一步的改进是，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。
本发明更进一步的改进是，所述教育学习装置用于定时提示；对所述 中央处理单元U进行预设定，当达设定条件时，该教育学习装置有声音提 示。
本发明更进一步的改进是，所述教育学习装置用于互动式问答。 本发明更进一步的改进是，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，本发明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，本发明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。
图l是本发明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3是该教育学习装置又一实施例的工作流程图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
和具体实施方式
对本发明进一步说明。
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)；用于进行功能控制和 数据处理的中央处理单元12;用于存储数据的存储单元13;语音输出单元 14(如扬声器、喇叭)；对语音接收单元ll所接收的第一用户语音信息进 行识别的语音识别单元16，中央处理单元12根据语音识别单元16识别的 第一用户语音信息从存储单元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。
本发明 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。本发明的教育学习装置 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4里电-池。
本发明一优选实施例是存储单元13包括移动式可插拔存储器，当该 存储器插设在教育学习装置上时，可使用其内存信息；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。该存储器 可以是出版发行的学习内M储器，该学习内容以年龄段来分，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。以中文用户要学习英文为例对本发明的教育学习装置的 工作流程进行示范性描述，但是本发明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 4艮据语音识别单元16的识别结果
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，a卯le )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，用户还可才艮据输入/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。以讲故事为例对本发明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发明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》艮游用语词库、商务用语词库、工程用语词库等。对于 初学者翻i,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。本发明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。当釆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別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，不需要引入繁瑣的 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，本发明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。
明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术 领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若 干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1. 一种互动式声控儿童教育学习装置，其包括用于接收第一用户语音信息的语音接收单元(11)；用于进行功能控制和数据处理的中央处理单元(12)；用于存储数据的存储单元(13)；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)，所述中央处理单元(12)根据所述语音识别单元(16)识别的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。
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4定盘、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. 才艮据权利要求l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l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》文信息；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之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l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。
全文摘要
本发明提供一种互动式声控儿童教育学习装置，其包括用于接收第一用户语音信息的语音接收单元；用于进行功能控制和数据处理的中央处理单元；用于存储数据的存储单元；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，中央处理单元根据语音识别单元识别的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所述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，本发明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。
文档编号G09B5/06GK101414412SQ20071012397
公开日2009年4月22日 申请日期2007年10月19日 优先权日2007年10月19日
发明者陈修志 申请人:陈修志
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