一种人机互动的外语学习系统和方法
【专利摘要】本发明一种适用于外语学习的人机互动的学习系统和方法。该系统由人机交互模块、语音采集模块、语音识别模块、命令分析模块和数据存储模块组成。该学习方法的步骤为：（1）启动该学习系统，设定系统的基本参数；（2）用标准的语言输入需要学习或者互动的内容；（3）系统开始进行音频采集；（4）进行语音识别和命令分析；（5）系统对用户输入的内容做出回应；（6）播报完毕之后用户马上对所输出的结果有了自己的评价，然后决定继续学习还是结束学习。本发明克服以往的各种电子词典携带不方便的缺点，系统操作方便，使用语音识别技术，能够解决单词释义、双语翻译、英语问答三方面的功能要求，让我们能够在生活工作中随时随地学习英语。
【专利说明】一种人机互动的外语学习系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明是涉及一种外语学习方法，具体地说是涉及一种人机互动的外语学习系统和方法。
【背景技术】
[0002]随着现代科技发展，与原来只能藉由书本、口述或者学校上课的形式学习的方式大不相同，我们多了很多其他选择，最突出的就是计算机的普及和互联网技术的发展。现在，电脑网络和电子产品都具有多样化功能，人们可以在其的帮助下，采用生动活泼的多媒体教学方法。丰富的学习内容、互动的交互方式、个性化的课程、便于操作等方面已经是语言学习系统的发展的必然趋势。
[0003]后来技术不断更新，有了一些互动式的多媒体学习方式，人们不再局限于单方面接收学习内容，还能在网络或电子产品上进行授课者(如:老师)和互动者(如:学生)之间的讨论、对话、请教，完成有效的学习，这些在一定程度上对外语听说读写具有一定的促进作用，补充仅仅靠字典学习外语造成的哑巴外语的缺陷。还有一些学习外语的电子产品。例如电子词典、复读机、点读机等，使得学习辅助系统的形式和功能逐渐丰富了起来。
[0004]虽然现在的外语学习已经具备很好的条件和设备支持，但是目前还是多实现听说读写某方面的功能支持，没有把语言学习的各个环节有机地结合起来，成为一个系统。现在非常需要有一套人机互动的学习外语的系统和方法，能够同时满足听说读写这几个方面的需求。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是克服了现有技术中的不足，提供了一种人机互动的外语学习系统和方法，这套系统操作方便，使用语音识别技术，能够解决单词释义、双语翻译、英语问答三方面的功能要求，让我们能够在生活工作中随时随地学习英语。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现:
这种人机互动的外语学习系统由人机交互模块、语音采集模块、语音识别模块、命令分析模块和数据存储模块组成。其中，人机交互模块包括用户界面、麦克风、音响等，主要提供用户和系统交流的界面，用麦克风输入信息，音响输出信息，而用户界面还包括各种参数的设定，包括语种、语速、发音的声音类型等。语音采集系统主要的作用是音频采集并将其录制音频文件到缓存区，这个现有的很多设备都可完成。语音识别系统主要的作用是根据数据库的内容，通过特征分析的方法，弄清所输入内容的语义、语种等。命令分析模块是比较复杂的一个模块，它的功能主要是通过分析，弄清楚用户所输入语句发出的指令是什么，是本系统单词释义、双语翻译、情景对话三大功能的哪一个。数据存储模块的作用一是作为系统的数据库，二是存储学习的过程，以备之后调取查看，当然这个有一定的时间限制。
[0007]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
这种人机交互的外语学习系统和方法，克服以往的各种电子词典的手动输入和语音系统的携带不方便的缺点，系统操作方便，使用语音识别技术，能够解决单词释义、双语翻译、英语问答三方面的功能要求，形成一种交互式的方式，提高英语学习效率，让我们能够在生活工作中随时随地学习英语。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是本发明学习系统的模块组成图 图2是本发明学习方法的流程示意图
【具体实施方式】
[0009]下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述:
这种人机互动的外语学习系统由人机交互模块、语音采集模块、语音识别模块、命令分析模块和数据存储模块组成(如图1)。其中，人机交互模块包括用户界面、麦克风、音响等，主要提供用户和系统交流的界面，用麦克风输入信息，音响输出信息，而用户界面还包括各种参数的设定，包括语种、语速、发音的声音类型等。语音采集系统主要的作用是音频采集并将其录制音频文件到缓存区，这个现有的很多设备都可完成。语音识别系统主要的作用是根据数据库的内容，通过特征分析的方法，清所输入内容的语义、语种等。命令分析模块是比较复杂的一个模块，它的功能主要是通过分析，弄清楚用户所输入语句发出的指令是什么，是本系统单词释义、双语翻译、情景对话三大功能的哪一个。数据存储模块的作用一是作为系统的数据库，而是存储学习的过程，以备之后调取查看，当然这个有一定的时间限制。
[0010]这种人机互动的学习方法与系统配合，实施例进行英语学习的步骤为(如图2):
(I)启动该学习系统，打开用户界面，设定系统的基本参数，包括所使用的语种、合适的
语速以及自己喜欢的发音的声音类型等。现在我们决定英文学习，那么我们选择中文和英文即可；发音的声音的类型的话，选择动物类型，例如会说话的TOM猫那种经过变声处理的声音。
[0011](2)对着用户界面内置的麦克风，用标准的语言输入需要学习或者互动的内容。这里，我们提过该系统能够实现单词释义、双语翻译、情景对话三种功能，所以我们可以自由输入想要了解的内容。例如，在写一篇英语作文时，有个句子不会翻译:“上海是世界第二大城市”，那么直接用中文输入这句话即可。
[0012](3)系统自动进行音频采集，用配置的录音系统将用户输入的内容录制音频文件并存入缓存区。刚才我所说的这句话一杯录制存到缓存区。
[0013](4)进行语音识别和命令分析。首先对所输入的内容，进行特征提取，然后通过各种方法，识别输入内容的语种、语义、语气等；然后深层次继续分析，搞清楚用户输入该内容的意图，是希望翻译、解释还是进行情景对话。经过分析，系统明确了一下几点:我输入的中文、我话的意思是“上海是世界第二大城市”、语气是陈述语气、我的意思是想要对这句话进行“中译英”的翻译。
[0014](5)系统根据判断反馈的信息，明确用户的意图，对用户输入的内容做出回应。若判断为单词释义，则将该单词正确的读音还有意义播报出来；若判断是双语互译，则将该句子的翻译播报出来；如判断是情景问答，则根据数据库的内容，对输入的语言，进行回答，开始情景互动中的问答环节。系统明确了我的指令是翻译，它做出的回应的输出:“Shanghaiis the world’s second largest city”,标准翻译,动物式声音。
[0015](6)播报完毕之后用户马上对所输出的结果有了自己的评价，政务优劣，然后决定继续学习还是结束学习。如果继续学习的话，那么重新输入:如果是单词释义或双语互译，则系统开始重新执行流程；如果是情景对话，系统将顺着刚才的对话执行流程。此刻，翻译正确，我的目的达成，结束本次学习。
[0016]其中，所述系统的交互模块的发音的声音类型或采用参考发音，该才考发音是目标语言国家的人所发的标准语音；或采用发音情景，即根据情景自动采取某种语音；或采用个性设置的语音，可以为动物、童音等。
[0017]其中，所述系统的交互模式还用于展示一组人物形式的对话场景，通过该交互模式选择某个对话场景后，将会出现学习任务，学习者根据所提供信息进行情景对话的任务练习。
[0018]其中，所述人机互动的外语学习系统的实现方式是客户端\服务器方式、浏览器\服务器方式、基于嵌入式系统的单机模式中的一种。
[0019]本发明中涉及的未说明部分与现有技术相同或采用现有技术加以实现。
【权利要求】
1.一种人机互动的外语学习系统及其方法，包括这种人机互动的学习系统以及学习方法两部分内容，其特征是:所述学习系统和学习方法配合使用；所述系统由人机交互模块、语音采集模块、语音识别模块、命令分析模块和数据存储模块几部分组成组成。
2.根据权利要求1所述的人机互动的外语学习系统及其方法，其特征是:所述人机交互模块包括用户界面、麦克风、音响等，主要提供用户和系统交流的界面，用麦克风输入信息，音响输出信息，而用户界面还包括各种参数的设定，包括语种、语速、发音的声音类型；所述命令分析模块是比较复杂的一个模块，它的功能主要是通过分析，弄清楚用户所输入语句发出的指令是什么，是本系统单词释义、双语翻译、情景对话三大功能的哪一个。
3.根据权利要求1所述的人机互动的外语学习系统及其方法，其特征是:所述语音采集系统主要的作用是音频采集并将其录制音频文件到缓存区；所述语音识别系统主要的作用是根据数据库的内容，通过特征分析的方法，清所输入内容的语义、语种等。
4.根据权利要求1所述的人机互动的外语学习系统及其方法，其特征是:所述人机互动的学习方法的步骤为:(1)启动该学习系统，打开用户界面，设定系统的基本参数，包括所使用的语种、合适的语速以及自己喜欢的发音的声音类型等，语种的话，一般选择两种语言，例如中文和英文、中文和日语这样，需要学习的两种语言组合；声音类型可以选择可爱的动物声音、标准的主播声音等；(2)对着用户界面内置的麦克风，用标准的语言输入需要学习或者互动的内容，这里，我们提过该系统能够实现单词释义、双语翻译、情景对话三种功能，所以我们可以自由输入想要了解的内容；(3)系统开始进行音频采集，用配置的录音系统将用户输入的内容录制音频文件并存入缓存区；(4)进行语音识别和命令分析，首先对所输入的内容，进行特征提取，然后通过各种方法，识别输入内容的语种、语义、语气等；然后深层次继续分析，搞清楚用户输入该内容的意图，是希望翻译、解释还是进行情景对话；(5)回应，若判断为单词释义，则将该单词正确的读音还有意义播报出来；若判断是双语互译，则将该句子的翻译播报出来；如判断是情景问答，则根据数据库的内容，对输入的语言，进行回答，开始情景互动中的问答环节；(6)播报完毕之后用户马上对所输出的结果有了自己的评价，然后决定继续学习还是结束学习，如果继续学习的话，那么重新输入:如果是单词释义或双语互译，则系统开始重新执行流程；如果是情景对话，系统将顺着刚才的对话执行流程。
5.统的交互模式还用于展示一组人物形式的对话场景，通过该交互模式选择某个对话场景后，将会出现学习任务，学习者根据所提供信息进行情景对话的任务练习。
6.根据权利要求1所述的人机互动的外语学习系统及其方法，其特征是:所述所述人机互动的外语学习系统的实现方式是客户端服务器方式、浏览器\服务器方式、基于嵌入式系统的单机模式中的一种。
【文档编号】G09B7/00GK103714727SQ201210377966
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2012年10月6日 优先权日:2012年10月6日
【发明者】高蓉 申请人:南京大五教育科技有限公司