数字语音点播系统及其操作方法以及采用该系统的装置与流程

本发明涉及故事机领域，更具体地说，它涉及一种数字语音点播系统及其操作方法以及采用该系统的装置。

背景技术

故事机是主要用于幼儿教育，一般设有操作按键和微处理器控制的语音电路。由于故事机的适用人群是婴幼儿，婴幼儿的操作能力有限，对于按键操作有难度。如果让父母代为操作，又会影响幼儿的学习体验，不能自己操作，降低积极性。因此，需要有一种便于婴儿操作的故事机来提升幼儿的学习体验。

现有的故事播放机，有带有语音识别功能的，幼儿需要识读书本上的故事文字标题，读出来后，故事机通过语音识别技术识读到标题，对应查找到故事音频进行播放。然而对于幼儿而言，其文字辨识能力有限，操作受限。而且幼儿发音往往不够标准，难以识别。

另外也有通过扫码阅读的故事机，如公开号为cn107808110a的中国专利，公开了一种带视觉识别卡片的讲故事机器人，通过机器人扫描卡片上故事内容专属对应的二维码，采用二维码扫描识别的视觉识别技术，实现了视觉识别，进而进行讲故事。但是如何扫码对幼儿来说也不是一件易事。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种数字语音点播系统，幼儿可以通过简单的发音，故事机就能进行识别对应的故事，从而达到幼儿通过自身操作故事机的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种数字语音点播系统，包括：语音采集单元，用于采集用户的发音并生成声音信号；语音储存单元，与语音采集单元相连，用于储存声音信号；语音识别单元，与语音储存单元相连，用于识别声音信号，并对根据识别结果发出相应指令；控制单元，与语音识别单元相连，用于接收语音识别单元发出的指令并发出控制信号；音频储存单元，与控制单元相连，用于储存待播放的音频信息；音频播放单元，与音频储存单元相连，用于接收控制信号，并根据控制信号调取音频信息进行播放；供电单元，对整个系统进行供电。

使用时，先教会幼儿一些简单的文字发音，并把这些文字或其发音进行预存，与音频信息一一关联；然后在幼儿读物上标注对应的文字信息，幼儿读出读物上的文字信息后，语音采集单元将幼儿的发声采集，生成声音信号；语音识别单元对声音信号进行识别确定是否匹配；如果匹配则发出匹配指令，控制单元接收后给音频播放单元发出控制信号，音频播放单元根据控制信号选择对应的音频信息进行播放，音频信息即为相关读物的内容；如果不匹配，则发出不匹配指令，控制单元接收后给音频播放单元发出控制信号，音频播放单元根据控制信号播放相关提示音，提示幼儿重新发音。

通过上述技术方案，用户购买本发明产品后，只需要先教会幼儿一些简单的发音，并把这些发音对应到相应读物的上；幼儿在使用时，通过识别读物上的简单发音对应的标记，准确读出后，系统机会自动匹配相应的读物进行朗读。操作方便，提升幼儿的学习体验和学习乐趣；同时标准声音信号直接录制幼儿自己的发音，而不是合成音或其他人事先录制，识别更加准确，匹配成功率更高。

优选的，所述的语音识别单元包括文本转换单元，用于将声音信号转换为文字；文字比较单元，用于将语音转换的文字与预设的文字进行比较，判断是否匹配，并根据判断结果生成相应指令；文字信号发送单元，用于将相应指令发送给控制单元。

通过自动语音识别技术，将人的语音转换为文本，并与预设的文字进行比对，根据匹配结果生成相应指令，非常方便。

优选的，所述的声音信号为数字发音产生的信号，预设的文字为数字。

通过上述技术方案，数字发音简单，都是单音节，幼儿更易识别数字并发音，语音识别单元识别数字发音也更加准确，不易出错。

优选的，所述语音储存单元储存的声音信号包括预储存的标准声音信号和临时储存的临时声音信号；所述的语音识别单元包括：语音信号转换单元，用于将声音信号模数转换以生成数字语音信号，预储存的标准声音信号转换为标准数字声音信号，临时储存的临时声音信号转换为临时数字声音信号；语音信号比较单元，用于将临时数字声音信号与标准数字声音信号进行比对，判断是否匹配，并根据判断结果生成相应指令；语音信号发送单元，用于将语音指令发送给控制单元。

使用时，当语音采集单元接收到用户的临时声音信号之后，语音信号转换单元可先对该临时声音信号即模拟语音信号进行调理，模数转换以生成临时数字声音信号；语音信号比较单元对该临时数字声音信号与事先预储存的标准数字声音信号进行比对并生成相应指令；然后，语音信号发送单元就可将对应的语音指令发送给控制单元，控制单元接收到语音指令后根据语音命令生成控制指令，并将控制指令发送到音频播放单元，音频播放单元根据控制指令执行相应的功能。

通过上述技术方案，语音识别单元可以把用户发出的声音转换为数字信号，数字信号抗干扰能力强，失真幅度小，比对的准确率更高，更加容易识别。

优选的，本发明所述的音频储存单元中还设有：音频删除单元，用于删除音频储存单元中的音频信息；匹配单元，用于将音频信息与标准声音信号一一对应匹配。

通过上述技术方案，可对音频进行删除、添加等操作，保持音频库的更新，保持幼儿对学习的新鲜感。

优选的，本发明所述的语音储存单元中还设有声音信号删除单元，用于删除声音信号。

通过上述技术方案，可以对重复的、过时的、出错的等声音信号进行删除、更换，随着幼儿每个阶段发声的不同，及时更换储存的声音信号可以保证匹配的成功率。

优选的，本发明所述的语音采集单元为麦克风。

通过上述技术方案，麦克风对语音采集效果较好，而且更容易吸引幼儿使用。

本发明还提供了一种数字语音点播系统的操作方法，其特征在于：它包括预设步骤和使用步骤，

预设步骤如下：

1）音频储存单元，预储存若干段音频，每段音频对应一本读物；语音识别单元，预存若干文字信息；每个文字信息对应一段音频；

2）教会幼儿对每个文字信息进行发音；

3）在读物的封面出写上文字信息对应的文字标记，并教会幼儿识别；

预设完成后，使用步骤如下：

4）启动系统，幼儿选定读物后，读出封面的文字标记；

5）语音采集单元采集到幼儿的发声后，语音储存单元该发声储存为声音信号；

6）语音识别单元对声音信号进行识别，转换成文字，并将转换的文字与预存的若干文字信息进行匹配；

7）如果匹配成功，语音识别单元根据匹配的文字信息发出匹配指令，控制单元接收后给音频播放单元发出控制信号，音频播放单元根据控制信号选择对应的音频信息进行播放，幼儿即可听到读物的内容，可以根据读物的彩页进行翻看；

8）如果不匹配，语音识别单元则发出不匹配指令，控制单元接收后给音频播放单元发出控制信号，音频播放单元根据控制信号播放相关提示音，提示幼儿重新发音，重复步骤4～6。

通过上述技术方案，用户购买本发明产品后，只需要先教会幼儿一些简单的发音，并把这些发音对应到相应读物的上；幼儿在使用时，通过识别读物上的简单发音对应的标记，准确读出后，系统机会自动匹配相应的读物进行朗读。操作方便，无需幼儿识别复杂的读物标题，只需识别标题对应的简单文字或数字标记即可；幼儿可以独立使用，提升幼儿的学习体验和学习乐趣。

本发明还提供了一种数字语音点播系统的操作方法，它包括预设步骤和使用步骤，预设步骤如下：

1）音频储存单元，预储存若干段音频，每段音频对应一本读物；

2）对每一段音频准备一个简短的声音信号，并教会幼儿发音；

3）在读物的封面出写上声音信号对应的文字标记，并教会幼儿识别；

4）幼儿学会发音后，语音采集单元采集儿的标准发音，形成标准声音信号，存入语音储存单元，每个声音信号都要存入；

5）音频储存单元中，把每个标准声音信号与每段音频信息一一对应匹配。

预设完成后，使用步骤如下：

6）启动系统，幼儿选定读物后，读出封面的文字标记；

7）语音采集单元采集到幼儿的发声后，语音储存单元该发声储存为临时声音信号；

8）语音识别单元将临时声音信号与标准声音信号进行比对并确定是否匹配；

9）如果匹配，语音识别单元则发出匹配指令，控制单元接收后给音频播放单元发出控制信号，音频播放单元根据控制信号选择对应的音频信息进行播放，幼儿即可听到读物的内容，可以根据读物的彩页进行翻看；

10）如果不匹配，语音识别单元则发出不匹配指令，控制单元接收后给音频播放单元发出控制信号，音频播放单元根据控制信号播放相关提示音，提示幼儿重新发音，重复步骤6～8。

通过上述技术方案，用户购买本发明产品后，只需要先教会幼儿一些简单的发音，并把这些发音对应到相应读物的上；幼儿在使用时，通过识别读物上的简单发音对应的标记，准确读出后，系统机会自动匹配相应的读物进行朗读。操作方便，无需幼儿识别复杂的读物标题，只需识别标题对应的简单文字标记即可；幼儿可以独立使用，家长不用在一旁辅助，提升幼儿的学习体验和学习乐趣；同时标准声音信号直接录制幼儿自己的发音，而不是合成音或其他人事先录制，识别更加准确，匹配成功率更高。

优选的，本发明所述的步骤8中，语音识别单元通过语音识别技术，对幼儿发声进行识别比对，具体步骤如下：

8.1）当语音采集单元接收到幼儿的临时声音信号之后，语音信号转换单元先对该临时声音信号进行转换，模数转换后生成临时数字声音信号；

8.2）语音信号比较单元对该临时数字声音信号与事先预储存的标准数字声音信号进行比对并生成相应指令；

8.3）语音信号发送单元将对应的语音指令发送给控制单元，控制单元接收到语音指令后生成控制指令，并将控制指令发送到音频播放单元，音频播放单元根据控制指令执行相应的功能。

通过上述技术方案，对幼儿发声的处理效果更好，把幼儿发出的声音转换为数字信号，数字信号抗干扰能力强，失真幅度小，比对的准确率更高，更加容易识别。

优选的，本发明所述的音频储存单元设有音频操控单元，当用户需要更换、添加、删除储存的音频信息时，通过音频操控单元进行操作，具体步骤如下：

首先，通过音频操控单元控制音频删除单元删除音频储存单元中的音频信息；

重复步骤1～4；

通过音频操控单元控制匹配单元将新的音频信息与新的标准声音信号一一对应匹配。

通过上述技术方案，可对音频进行删除、添加等操作，保持音频库的更新，保持幼儿对学习的新鲜感。用户可以根据需要自行选择新的读物和音频，无需向同一产品买家购买。

优选的，本发明所述的语音储存单元设有语音操控单元，当用户需要更换、添加、删除储存的声音信号时，通过语音操控单元进行操作，具体步骤如下：

首先，通过语音操控单元控制声音信号删除单元删除语音储存单元中的声音信号；然后，重复步骤2～5，对新的声音信号进行匹配。

通过上述技术方案，可以对重复的、过时的、出错的等声音信号进行删除、更换，并添加新的声音信号，随着幼儿每个阶段发声的不同，及时更换储存的声音信号可以保证匹配的成功率。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明的读物由简单的文字标记进行表示，幼儿识别并朗读后，系统即可通过语音识别技术，将幼儿的声音信息与预储存的音频进行匹配，从而实现读物内容的播放；

（2）家长可以根据幼儿的教育情况自行设置读物的内容，可以根据幼儿的实际情况进行调整，更加灵活，更适合自己的孩子；

（3）幼儿在学习过程中完全独立完成，家长不用在一旁辅助，提高了幼儿的独立性和积极性。

附图说明

图1为实施例1的结构框图。

图2为实施例1操作时预设步骤的流程图。

图3为实施例1操作时使用步骤的流程图。

图4为实施例2的结构框图。

图5为实施例2操作时预设步骤的流程图。

图6为实施例2操作时使用步骤的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

一种数字语音点播系统，如图1所示，包括语音采集单元1、语音储存单元2、语音识别单元3、控制单元4、音频储存单元5、音频播放单元6和供电单元7。

语音采集单元1，用于采集用户的发音并生成声音信号。

语音储存单元2，与语音采集单元1相连，用于储存声音信号。

语音识别单元3，与语音储存单元2相连，用于识别声音信号，并对根据识别结果发出相应指令。

所述的语音识别单元3包括文本转换单元34、文字比较单元35和文字信号发送单元36，文本转换单元34用于将声音信号转换为文字；文字比较单元35用于将语音转换的文字与预设的文字进行比较，判断是否匹配，并根据判断结果生成相应指令；文字信号发送单元36用于将相应指令发送给控制单元4。

控制单元4，与语音识别单元3相连，用于接收语音识别单元3发出的指令并发出控制信号。

音频储存单元5，与控制单元4相连，用于储存待播放的音频信息。

音频播放单元6，与音频储存单元5相连，用于接收控制信号，并根据控制信号调取音频信息进行播放。

供电单元7，对整个系统进行供电。

本实施在使用时包括预设步骤和使用步骤，参见图2，预设步骤如下：

1）音频储存单元5，预储存若干段音频，每段音频对应一本读物；语音识别单元3，预存若干文字信息；每个文字信息对应一段音频；

2）教会幼儿对每个文字信息进行发音；

3）在读物的封面出写上文字信息对应的文字标记，并教会幼儿识别；

预设完成后，参见图3，使用步骤如下：

4）启动系统，幼儿选定读物后，读出封面的文字标记；

5）语音采集单元1采集到幼儿的发声后，语音储存单元2该发声储存为声音信号；

6）语音识别单元3对声音信号进行识别，转换成文字，并将转换的文字与预存的若干文字信息进行匹配；

7）如果匹配成功，语音识别单元3根据匹配的文字信息发出匹配指令，控制单元4接收后给音频播放单元6发出控制信号，音频播放单元6根据控制信号选择对应的音频信息进行播放，幼儿即可听到读物的内容，可以根据读物的彩页进行翻看；

8）如果不匹配，语音识别单元3则发出不匹配指令，控制单元4接收后给音频播放单元6发出控制信号，音频播放单元6根据控制信号播放相关提示音，提示幼儿重新发音，重复步骤4～6。

用户购买本实施例的产品后，只需要先教会幼儿一些简单的发音，并把这些发音对应到相应读物的上；幼儿在使用时，通过识别读物上的简单发音对应的标记，准确读出后，系统机会自动匹配相应的读物进行朗读。操作方便，无需幼儿识别复杂的读物标题，只需识别标题对应的简单文字或数字标记即可；幼儿可以独立使用，提升幼儿的学习体验和学习乐趣。

本实施例中，声音信号可以为数字发音产生的信号，预设的文字为数字。数字发音简单，都是单音节，幼儿更易识别数字并发音，语音识别单元识别数字发音也更加准确，不易出错。

本实施例中，控制单元4与各个模块之间的通信，可以通过蓝牙、wifi的方式，如采用ac6905a蓝牙芯片。蓝牙芯片模块集成度高、设计尺寸小，引脚功能齐全。

本实施例中，语音采集单元1为麦克风，麦克风对语音采集效果较好，而且更容易吸引幼儿使用。

实施例2：

一种数字语音点播系统，如图4所示，包括语音采集单元1、语音储存单元2、语音识别单元3、控制单元4、音频储存单元5、音频播放单元6和供电单元7。

语音采集单元1，用于采集用户的发音并生成声音信号。

语音储存单元2，与语音采集单元1相连，用于储存声音信号，包括预储存的标准声音信号和临时储存的临时声音信号。

语音识别单元3，与语音储存单元2相连，用于对所述的标准声音信号与临时声音信号进行比对并确定是否匹配，并对匹配结果发出相应指令。

语音识别单元3包括语音信号转换单元31、语音信号比较单元32和语音信号发送单元33。语音信号转换单元31用于将声音信号模数转换以生成数字语音信号，预储存的标准声音信号转换为标准数字声音信号，临时储存的临时声音信号转换为临时数字声音信号；语音信号比较单元32用于将临时数字声音信号与标准数字声音信号进行比对，判断是否匹配，并根据判断结果生成相应指令；语音信号发送单元33用于将语音指令发送给控制单元4。

控制单元4，与语音识别单元3相连，用于接收语音识别单元3发出的指令并发出控制信号。

音频储存单元5，与控制单元4相连，用于储存待播放的音频信息，并将音频信息与标准声音信号一一对应匹配。

音频播放单元6，与音频储存单元5相连，用于接收控制信号，并根据控制信号调取音频信息进行播放。

供电单元7，对整个系统进行供电。

本实施在使用时包括预设步骤和使用步骤，参见图5，预设步骤如下：

1）音频储存单元5，预储存若干段音频，每段音频对应一本读物；

2）对每一段音频准备一个简短的声音信号，并教会幼儿发音；

3）在读物的封面出写上声音信号对应的文字标记，并教会幼儿识别；

4）幼儿学会发音后，语音采集单元1采集儿的标准发音，形成标准声音信号，存入语音储存单元2，每个声音信号都要存入；

5）音频储存单元5中，把每个标准声音信号与每段音频信息一一对应匹配。

预设完成后，参见图6，使用步骤如下：

6）启动系统，幼儿选定读物后，读出封面的文字标记；

7）语音采集单元1采集到幼儿的发声后，语音储存单元2该发声储存为临时声音信号；

8）语音识别单元3将临时声音信号与标准声音信号进行比对并确定是否匹配；

9）如果匹配，语音识别单元3则发出匹配指令，控制单元4接收后给音频播放单元6发出控制信号，音频播放单元6根据控制信号选择对应的音频信息进行播放，幼儿即可听到读物的内容，可以根据读物的彩页进行翻看；

10）如果不匹配，语音识别单元3则发出不匹配指令，控制单元4接收后给音频播放单元6发出控制信号，音频播放单元6根据控制信号播放相关提示音，提示幼儿重新发音，重复步骤6～8。

家长可以根据幼儿的教育情况自行设置读物的内容，可以根据幼儿的实际情况进行调整，更加灵活，更适合自己的孩子，不像买来的读物千篇一律；幼儿在学习过程中完全独立完成，家长不用在一旁辅助，提高了幼儿的独立性和积极性。

上述步骤8中，语音识别单元3通过语音识别技术，对幼儿发声进行识别比对，具体步骤如下：

8.1）当语音采集单元1接收到幼儿的临时声音信号之后，语音信号转换单元31先对该临时声音信号进行转换，模数转换后生成临时数字声音信号；

8.2）语音信号比较单元32对该临时数字声音信号与事先预储存的标准数字声音信号进行比对并生成相应指令；

8.3）语音信号发送单元33将对应的语音指令发送给控制单元4，控制单元4接收到语音指令后生成控制指令，并将控制指令发送到音频播放单元6，音频播放单元6根据控制指令执行相应的功能。

该方案对幼儿发声的处理效果更好，把幼儿发出的声音转换为数字信号，数字信号抗干扰能力强，失真幅度小，比对的准确率更高，更加容易识别。

本实施例中，标准声音信号可以为数字，幼儿最容易识别、记住并会发声，其次可以是字母，也可以是容易辨认的动植物，把相关的识别标记写在或印在读物的首页，幼儿根据标记识别，然后读出来，比如数字“1”、字母“a”、动物“狗”等等，系统接收到发声后，就可识别匹配，从而自动朗读读物的内容。幼儿无需记忆难记的故事或音乐标题，只需记住替代的标记就好。幼儿对这种方式会比一般的记忆方式更加感兴趣。

本实施例中，语音识别单元3采用特定人语音识别芯片，只针对特定的人声进行识别，幼儿声音录入后，识别率更高。比如，可采用型号为hbr110的特定人语音识别处理器。

本实施例中，控制单元4与各个模块之间的通信，可以通过蓝牙、wifi的方式，如采用ac6905a蓝牙芯片。蓝牙芯片模块集成度高、设计尺寸小，引脚功能齐全。

本实施例中，语音采集单元1为麦克风，麦克风对语音采集效果较好，而且更容易吸引幼儿使用。

实施例3：

如图4所示，本实施例与实施例2的区别在于：音频储存单元5中还设有音频操控单元51、音频删除单元52和匹配单元53，音频删除单元52用于删除音频储存单元5中的音频信息，匹配单元53用于将音频信息与标准声音信号一一对应匹配。

当用户需要更换、添加、删除储存的音频信息时，通过音频操控单元51进行操作，具体步骤如下：

首先，通过音频操控单元51控制音频删除单元52删除音频储存单元5中的音频信息；

重复步骤1～4；

通过音频操控单元51控制匹配单元53将新的音频信息与新的标准声音信号一一对应匹配。

本实施例可对音频进行删除、添加等操作，保持音频库的更新，保持幼儿对学习的新鲜感。用户可以根据需要自行选择新的读物和音频，无需向同一产品买家购买。

实施例4：

如图4所示，本实施例与实施例3的区别在于：语音储存单元2中还设有声音信号删除单元21和语音操控单元22，声音信号删除单元21用于删除声音信号。

当用户需要更换、添加、删除储存的声音信号时，通过语音操控单元22进行操作，具体步骤如下：

首先，通过语音操控单元22控制声音信号删除单元21删除语音储存单元2中的声音信号；然后，重复步骤2～5，对新的声音信号进行匹配。

本实施例可以对重复的、过时的、出错的等声音信号进行删除、更换，并添加新的声音信号，随着幼儿每个阶段发声的不同，及时更换储存的声音信号可以保证匹配的成功率。

实施例5：

一种数字语音点播装置，安装了实施例1～4任一所述的数字语音点播系统。

本实施例的装置具体可见于各种故事机、音乐播放装置等。

以上具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。