本发明涉及家教设备技术领域，具体涉及一种语音搜题应用的启动控制方法及家教设备。
背景技术
目前，越来越多的中小学生使用家教设备(如家教机)来辅助学习。在家教设备的实际应用中，中小学生可以启动家教设备中的语音搜题应用来进行语音搜题，并通过对搜索到的题目进行作答，以实现辅助学习。在实践中发现，语音搜题应用启动之后，家教设备往往输出比较单调的语音搜题界面以供中小学生进行搜题，不利于激发中小学生的搜题兴趣。
技术实现要素：
本发明实施例公开了一种语音搜题应用的启动控制方法及家教设备，有利于激发中小学生的搜题兴趣。
本发明实施例第一方面公开一种语音搜题应用的启动控制方法，所述方法包括：
家教设备侦听外界发出的语音信号；
所述家教设备检测所述语音信号是否包含用于唤醒所述家教设备的语音搜题应用的唤醒词；
若所述语音信号包含用于唤醒所述家教设备的语音搜题应用的唤醒词，所述家教设备根据所述语音信号，识别出发出所述语音信号的外界用户的用户性别；
所述家教设备获取所述外界用户的即时情绪类型；
所述家教设备显示所述语音搜题应用的语音搜题界面，并在所述语音搜题界面上输出与所述用户性别相匹配的虚拟动物；其中，所述虚拟动物用于按照所述即时情绪类型相匹配的语调输出与所述外界用户发出的搜题语音相对应的回应语音。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述家教设备根据所述语音信号，识别出发出所述语音信号的外界用户的用户性别，包括：
所述家教设备根据所述语音信号，提取所述语音信号的声音特征；
所述家教设备根据所述语音信号的声音特征，识别出发出所述语音信号的外界用户的用户性别。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述家教设备获取所述外界用户的即时情绪类型，包括：
所述家教设备根据所述语音信号的语调，识别出所述外界用户的即时情绪类型；
或者，所述家教设备获取所述外界用户的即时情绪类型，包括：
所述家教设备检测当前是否无线连接有可穿戴设备；
如果所述家教设备当前无线连接有可穿戴设备，所述家教设备获取所述可穿戴设备的佩戴者的声音特征；
所述家教设备验证所述可穿戴设备的佩戴者的声音特征与所述语音信号的声音特征是否匹配；
如果匹配，所述家教设备通知所述可穿戴设备获取所述可穿戴设备的佩戴者的当前心率数据和所述佩戴者的当前血压数据，并由所述可穿戴设备根据所述佩戴者的当前心率数据和所述佩戴者的当前血压数据确定出所述佩戴者的即时情绪类型；
所述家教设备接收所述可穿戴设备发送的所述佩戴者的即时情绪类型，作为外界用户的即时情绪类型。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述方法还包括：
所述家教设备侦听外界用户发出的搜题语音；
所述家教设备获取所述搜题语音对应的搜题结果；
所述家教设备将所述搜题语音对应的搜题结果输出至所述语音搜题界面进行显示；
以及，所述家教设备控制所述虚拟动物按照所述即时情绪类型相匹配的语调输出与所述外界用户发出的所述搜题语音相对应的回应语音。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述方法还包括：
所述家教设备查询是否存储有所述语音信号的声音特征对应的学生个人属性信息；其中，所述学生个人属性信息至少包括学生身份信息和学生对应的目标课程表，所述目标课程表至少包括学生学习的多个不同的学习科目以及每一个所述学习科目对应的教师终端标识；
如果存储有所述语音信号的声音特征对应的学生个人属性信息，所述家教设备以所述搜题结果为依据，从所述目标课程表中查询出所述搜题结果对应的目标学习科目；以及，从所述目标课程表中查询出所述目标学习科目对应的目标教师终端标识；
所述家教设备将所述搜题语音转换成搜题文字，并将所述学生身份信息、所述搜题文字以及所述目标教师终端标识上报给云平台，以使所述云平台根据所述目标教师终端标识，将所述学生身份信息和所述搜题文字发送给所述目标教师终端标识所属的教师终端。
本发明实施例第二方面公开一种家教设备，包括：
侦听单元，用于侦听外界发出的语音信号；
检测单元，用于检测所述语音信号是否包含用于唤醒所述家教设备的语音搜题应用的唤醒词；
识别单元，用于在所述检测单元检测出所述语音信号包含用于唤醒所述家教设备的语音搜题应用的唤醒词时，根据所述语音信号，识别出发出所述语音信号的外界用户的用户性别；
第一获取单元，用于获取所述外界用户的即时情绪类型；
控制单元，用于显示所述语音搜题应用的语音搜题界面，并在所述语音搜题界面上输出与所述用户性别相匹配的虚拟动物；其中，所述虚拟动物用于按照所述即时情绪类型相匹配的语调输出与所述外界用户发出的搜题语音相对应的回应语音。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述识别单元具体用于在所述检测单元检测出所述语音信号包含用于唤醒所述家教设备的语音搜题应用的唤醒词时，根据所述语音信号，提取所述语音信号的声音特征；以及，根据所述语音信号的声音特征，识别出发出所述语音信号的外界用户的用户性别。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述第一获取单元具体用于根据所述语音信号的语调，识别出所述外界用户的即时情绪类型；
或者，所述第一获取单元包括：
检测子单元，用于检测所述家教设备当前是否无线连接有可穿戴设备；
获取子单元，用于在所述检测子单元检测出所述家教设备当前无线连接有可穿戴设备时，获取所述可穿戴设备的佩戴者的声音特征；
验证子单元，用于验证所述可穿戴设备的佩戴者的声音特征与所述语音信号的声音特征是否匹配；
交互子单元，用于在所述验证子单元的验证结果为匹配时，通知所述可穿戴设备获取所述可穿戴设备的佩戴者的当前心率数据和所述佩戴者的当前血压数据，并由所述可穿戴设备根据所述佩戴者的当前心率数据和所述佩戴者的当前血压数据确定出所述佩戴者的即时情绪类型；
所述交互子单元，还用于接收所述可穿戴设备发送的所述佩戴者的即时情绪类型，作为外界用户的即时情绪类型。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中：
所述侦听单元，还用于侦听外界用户发出的搜题语音；
所述家教设备还包括第二获取单元，其中：
所述第二获取单元，用于获取所述搜题语音对应的搜题结果；
所述控制单元，还用于将所述搜题语音对应的搜题结果输出至所述语音搜题界面进行显示；以及，控制所述虚拟动物按照所述即时情绪类型相匹配的语调输出与所述外界用户发出的所述搜题语音相对应的回应语音。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述家教设备还包括：
查询单元，用于查询是否存储有所述语音信号的声音特征对应的学生个人属性信息；其中，所述学生个人属性信息至少包括学生身份信息和学生对应的目标课程表，所述目标课程表至少包括学生学习的多个不同的学习科目以及每一个所述学习科目对应的教师终端标识；以及，如果存储有所述语音信号的声音特征对应的学生个人属性信息，以所述搜题结果为依据，从所述目标课程表中查询出所述搜题结果对应的目标学习科目；以及，从所述目标课程表中查询出所述目标学习科目对应的目标教师终端标识；
转换单元，用于将所述搜题语音转换成搜题文字，并将所述学生身份信息、所述搜题文字以及所述目标教师终端标识上报给云平台，以使所述云平台根据所述目标教师终端标识，将所述学生身份信息和所述搜题文字发送给所述目标教师终端标识所属的教师终端。
本发明实施例第三方面公开一种家教设备，包括：
存储有可执行程序代码的存储器；
与所述存储器耦合的处理器；
所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行本发明实施例第一方面公开的所述语音搜题应用的启动控制方法。
本发明实施例第四方面公开一种计算机可读存储介质，其存储计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行本发明实施例第一方面公开的所述语音搜题应用的启动控制方法。
与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：
本发明实施例中，家教设备检测到外界发出的语音信号包含用于唤醒家教设备的语音搜题应用的唤醒词时，家教设备可以根据该语音信号，识别出发出该语音信号的外界用户的用户性别；进一步地，家教设备该可以获取该外界用户的即时情绪类型，并显示语音搜题应用的语音搜题界面，以及在语音搜题界面上输出与用户性别相匹配的虚拟动物，虚拟动物用于按照该即时情绪类型相匹配的语调输出与该外界用户发出的搜题语音相对应的回应语音。可见，实施本发明实施例，家教设备可以在显示的语音搜题界面上加载外界用户的用户性别相匹配的虚拟动物，以使该虚拟动物可以按照外界用户的即时情绪类型相匹配的语调输出与该外界用户发出的搜题语音相对应的回应语音，从而有利于激发中小学生的搜题兴趣。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例公开的一种语音搜题应用的启动控制方法的流程示意图；
图2是本发明实施例公开的另一种语音搜题应用的启动控制方法的流程示意图；
图3是本发明实施例公开的一种家教设备的结构示意图；
图4是本发明实施例公开的另一种家教设备的结构示意图；
图5是本发明实施例公开的另一种家教设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明实施例及附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明实施例公开了一种语音搜题应用的启动控制方法及家教设备，有利于激发中小学生的搜题兴趣。以下分别进行详细说明。
实施例一
请参阅图1，图1是本发明实施例公开的一种语音搜题应用的启动控制方法的流程示意图。如图1所示，该语音搜题应用的启动控制方法可以包括以下步骤：
101、家教设备侦听外界发出的语音信号。
本发明实施例中，家教设备在开机之后，可以启动家教设备的语音侦听功能，并且家教设备可以通过已启动的家教设备的语音侦听功能实时的侦听外界发出的语音信号。
可选的，本发明实施例中，家教设备在开机之后，可以检测是否收到外界用户在家教设备的显示屏上输入的用于开启语音侦听功能的第一轨迹，如果收到，才启动家教设备的语音侦听功能，从而可以降低家教设备的功耗；相应地，家教设备在开机之后，可以检测是否收到外界用户在家教设备的显示屏上输入的用于关闭语音侦听功能的第二轨迹，如果收到，可以关闭家教设备的语音侦听功能，从而可以降低家教设备的功耗。
102、家教设备检测该语音信号是否包含用于唤醒家教设备的语音搜题应用的唤醒词；若该语音信号包含用于唤醒家教设备的语音搜题应用的唤醒词，执行步骤103-步骤105；若该语音信号未包含用于唤醒家教设备的语音搜题应用的唤醒词，结束本流程。
举例来说，家教设备可以检测该语音信号是否包含用于唤醒家教设备的语音搜题应用的唤醒词“小布小布”；若该语音信号包含用于唤醒家教设备的语音搜题应用的唤醒词“小布小布”，执行步骤103；若该语音信号未包含用于唤醒家教设备的语音搜题应用的唤醒词“小布小布”，结束本流程。
103、家教设备根据该语音信号，识别出发出该语音信号的外界用户的用户性别。
本发明实施例中，家教设备根据该语音信号，可以提取该语音信号的声音特征；以及，家教设备可以根据该语音信号的声音特征，识别出发出该语音信号的外界用户的用户性别。
举例来说，家教设备根据该语音信号，可以提取该语音信号的音调(属于一种声音特征)，并且家教设备可以根据该语音信号的音调，识别出发出该语音信号的外界用户的用户性别。由于男性的声带较长、较宽、较厚，所以振动时频率低，发出的音调低；而女性的声带较短、较薄、较窄，所以振动时频率高，发出的音调高；因此，如果该语音信号的音调较低，家教设备可以出该语音信号的外界用户的用户性别为男性；如果该语音信号的音调较高，家教设备可以出该语音信号的外界用户的用户性别为女性。
104、家教设备获取该外界用户的即时情绪类型。
作为一种可选的实施方式，本发明实施例中，家教设备可以根据该语音信号的语调，识别出外界用户的即时情绪类型；其中，外界用户的即时情绪类型可以包括情绪低落类型和情绪高涨类型。举例来说，当该语音信号的语调为高坑语调时，家教设备可以识别出外界用户的即时情绪类型为情绪高涨类型；当该语音信号的语调为低沉语调时，家教设备可以识别出外界用户的即时情绪类型为情绪低落类型。
作为另一种可选的实施方式，本发明实施例中，家教设备获取该外界用户的即时情绪类型，包括：
家教设备检测当前是否无线连接有可穿戴设备；
如果家教设备当前无线连接有可穿戴设备，家教设备获取可穿戴设备的佩戴者的声音特征；
以及，家教设备验证可穿戴设备的佩戴者的声音特征与该语音信号的声音特征是否匹配；
如果匹配，说明外界用户与可穿戴设备的佩戴者为同一个用户，相应地，家教设备可以通知可穿戴设备获取可穿戴设备的佩戴者的当前心率数据和佩戴者的当前血压数据，并由可穿戴设备根据佩戴者的当前心率数据和佩戴者的当前血压数据确定出佩戴者的即时情绪类型；其中，可穿戴设备在当前心率数据超过指定心率阈值，并且当前血压数据超过指定血压阈值时，识别佩戴者的即时情绪类型为情绪高涨类型；或者，在当前心率数据未超过指定心率阈值，并且当前血压数据未超过指定血压阈值时，识别佩戴者的即时情绪类型为情绪低落类型；
以及，家教设备接收可穿戴设备发送的佩戴者的即时情绪类型，作为外界用户的即时情绪类型。
其中，实施上述实施方式，可以由于外界用户佩戴的可穿戴设备精确的识别出外界用户的即时情绪类型并发送给家教设备，从而使得家教设备可以获得精确的外界用户的即时情绪类型。
105、家教设备显示语音搜题应用的语音搜题界面，并在语音搜题界面上输出与该用户性别相匹配的虚拟动物；其中，虚拟动物用于按照该即时情绪类型相匹配的语调输出与该外界用户发出的搜题语音相对应的回应语音。
举例来说，与该用户性别相匹配的虚拟动物可以是该用户性别所属用户普遍喜爱的虚拟动物。例如，该用户性别为男性时，与该用户性别相匹配的虚拟动物可以是虚拟狗、虚拟乌龟等；该用户性别为女男性时，与该用户性别相匹配的虚拟动物可以是虚拟猫、虚拟鸟等。
需要说明是，与该用户性别相匹配的虚拟动物也可以是家教设备预先为该用户性别配置好的虚拟动物集合中的任一虚拟动物，本发明实施例不作限定。
本发明实施例中，该即时情绪类型相匹配的语调的主要功能是用于改善外界用户的即时情绪。举例来说，该即时情绪类型为情绪低落类型时，虚拟动物可以用于按照情绪低落类型相匹配的欢乐语调输出与该外界用户发出的搜题语音相对应的回应语音；或者，该即时情绪类型为情绪高涨类型时，虚拟动物可以用于按照情绪高涨类型相匹配的平和语调输出与该外界用户发出的搜题语音相对应的回应语音。
本发明实施例中，回应语音可以是该外界用户发出的搜题语音对应的搜题结果进行文字/语音转换得到的输出语音，例如，该外界用户发出的搜题语音为“戴字的部首是什么”时，该外界用户发出的搜题语音对应的搜题结果可以为“戴字的部首是：十”，相应地，回应语音可以是该外界用户发出的搜题语音对应的搜题结果“戴字的部首是：十”进行文字/语音转换得到的输出语音。又例如，该外界用户发出的搜题语音为“推荐一些描写关于春天的好句子，我要写作文”时，该外界用户发出的搜题语音对应的搜题结果可以为“细雨如丝、春雨如油”，相应地，回应语音可以是该外界用户发出的搜题语音对应的搜题结果“细雨如丝、春雨如油”进行文字/语音转换得到的输出语音。
本发明实施例中，回应语音可以是该外界用户发出的搜题语音对应的搜题结果(如知识点视频)的学习鼓励语音，例如，该外界用户发出的搜题语音为“我想看关于有理数的视频”时，该外界用户发出的搜题语音对应的搜题结果可以为有理数的视频，相应地，回应语音可以是该外界用户发出的搜题语音对应的有理数的视频的学习鼓励语音，例如，该学习鼓励语音可以为“以为你找到名师辅导对应的有理数的视频，努力学习哦”。
可见，实施图1所描述的方法，家教设备可以在显示的语音搜题界面上加载外界用户的用户性别相匹配的虚拟动物，以使该虚拟动物可以按照外界用户的即时情绪类型相匹配的语调输出与该外界用户发出的搜题语音相对应的回应语音，从而有利于激发中小学生的搜题兴趣。
实施例二
请参阅图2，图2是本发明实施例公开的另一种语音搜题应用的启动控制方法的流程示意图。如图2所示，该语音搜题应用的启动控制方法可以包括以下步骤：
201、家教设备侦听外界发出的语音信号。
202、家教设备检测该语音信号是否包含用于唤醒家教设备的语音搜题应用的唤醒词；若该语音信号包含用于唤醒家教设备的语音搜题应用的唤醒词，执行步骤203-步骤210；若该语音信号未包含用于唤醒家教设备的语音搜题应用的唤醒词，结束本流程。
203、家教设备根据该语音信号，识别出发出该语音信号的外界用户的用户性别。
本发明实施例中，家教设备根据该语音信号，可以提取该语音信号的声音特征；以及，家教设备可以根据该语音信号的声音特征，识别出发出该语音信号的外界用户的用户性别。
204、家教设备检测当前是否无线连接有可穿戴设备，如果有，获取可穿戴设备的佩戴者的声音特征；验证可穿戴设备的佩戴者的声音特征与该语音信号的声音特征是否匹配，如果匹配，通知可穿戴设备获取可穿戴设备的佩戴者的当前心率数据和佩戴者的当前血压数据，并由可穿戴设备根据佩戴者的当前心率数据和佩戴者的当前血压数据确定出佩戴者的即时情绪类型。
205、家教设备接收可穿戴设备发送的佩戴者的即时情绪类型，作为外界用户的即时情绪类型。
206、家教设备显示语音搜题应用的语音搜题界面，并在语音搜题界面上输出与该用户性别相匹配的虚拟动物；其中，虚拟动物用于按照该即时情绪类型相匹配的语调输出与该外界用户发出的搜题语音相对应的回应语音。
207、家教设备侦听外界用户发出的搜题语音，并获取该搜题语音对应的搜题结果。
208、家教设备将该搜题语音对应的搜题结果输出至语音搜题界面进行显示。
209、家教设备控制虚拟动物按照该即时情绪类型相匹配的语调输出与外界用户发出的该搜题语音相对应的回应语音。
210、家教设备查询是否存储有该语音信号的声音特征对应的学生个人属性信息；其中，学生个人属性信息至少包括学生身份信息和学生对应的目标课程表，目标课程表至少包括学生学习的多个不同的学习科目以及每一个学习科目对应的教师终端标识；如果存储有该语音信号的声音特征对应的学生个人属性信息，执行步骤211；如果未存储有该语音信号的声音特征对应的学生个人属性信息，结束本流程。
其中，教师终端标识可以是教师终端的手机号码或教师终端安装的教学应用的账号信息。
211、家教设备以该搜题结果为依据，从目标课程表中查询出该搜题结果对应的目标学习科目；以及，从目标课程表中查询出目标学习科目对应的目标教师终端标识。
212、家教设备将该搜题语音转换成搜题文字，并将学生身份信息、搜题文字以及目标教师终端标识上报给云平台，以使云平台根据目标教师终端标识，将学生身份信息和搜题文字发送给目标教师终端标识所属的教师终端。
本发明实施例中，实施上述步骤210-步骤212，使教师可以根据收集到的某一些学生在该教师所教科目(如语文)上发出的搜题文字，发现这些学生在该教师所教科目(如语文)上遇到的问题，从而使得该教师可以针对性的向这些学生进一步讲解该学生遇到的问题，从而有利于提升该学生的学习效率。
作为一种可选的实施方式，本发明实施例中，目标教师终端标识所属的教师终端在收到云平台发送的学生身份信息和搜题文字之后，可以提示教师奖励该学生身份信息所属的学生用于鼓励学生学习的虚拟礼物(如虚拟小红花)，并且目标教师终端标识所属的教师终端可以将该虚拟礼物发送给云平台，使云平台可以将该虚拟礼物发送给家教设备，从而实现由教师鼓励学生进行学习，有利于提升学生的学习兴趣和动力。
作为一种可选的实施方式，本发明实施例中，云平台可以检测已推送给家教设备的虚拟礼物的总数量是否超过指定数量，如果超过指定数量，云平台可以确定已推送给家教设备的虚拟礼物的总数量对应的尚未开通的语音搜题应用中的用户功能(如观看虚拟动物执行的动画功能)，并为家教设备开通该用户权限，从而可以丰富语音搜题应用的可使用的用户功能，有利于提升学生的学习兴趣和动力。
作为一种可选的实施方式，本发明实施例中，该学生的个人属性信息还可以包括该学生对应的监护人终端标识。相应地，图2所描述的方法还可以包括：
家教设备将学生身份信息、搜题文字以及该监护人终端标识上报给云平台，以使云平台根据该监护人终端标识，将学生身份信息、搜题文字发送给该监护人终端标识所属的监护人终端，使监护人可以根据收集到的其监护的学生在学习上发出的搜题文字，发现该学生在学习上遇到的问题，从而使得监护人可以针对性的向其监护的学生进一步讲解该学生遇到的问题，从而有利于提升该学生的学习效率。
作为一种可选的实施方式，在图2所描述的方法中，家教设备还可以执行以下操作：
家教设备通知该可穿戴设备启动可穿戴设备的录音咪头对环境音源进行监控，并且可穿戴设备可以校验监控到的环境音源与数据库中的儿童哭泣音源是否相匹配，若匹配，可穿戴设备播放目标音乐，目标音乐用于吸引转移学生的注意力，缓解学生在学习上遇到困难时产生的情绪。
由于录音咪头监控到的环境音源会含有背景噪声，因此，可穿戴设备可以先对含有背景噪声的环境音源进行预离散采样和量化得到数据帧，并对数据帧构建基于morlet小波函数的小波神经网络，对于小波神经网络参数构建粒子群适应度函数，再通过粒子群算法得到小波神经网络的最优参数，将数据帧输入小波神经网络进行滤波，从而去除噪声，提取得到语音信号；进一步地，可穿戴设备可以校验提取出的语音信号的声纹特征是否与数据库中的儿童哭泣音源的声纹特征相匹配，如果相匹配，可穿戴设备播放目标音乐，目标音乐用于吸引转移学生的注意力，缓解学生在学习上遇到困难时产生的情绪。其中，实施上述实施方式，可以提高对不同环境声源的噪声特征的适应度。
其中，可穿戴设备校验提取出的语音信号的声纹特征是否与数据库中的儿童哭泣音源的声纹特征相匹配，包括：
可穿戴设备对提取出的语音信号进行预处理，预处理包括预加重、分帧和加窗处理；
可穿戴设备从预处理后的语音信号中提取声纹特征mfcc、lpcc、△mfcc、△lpcc、能量、能量的一阶差分以及gfcc共同组成第一多维特征向量，其中：mfcc为梅尔频率倒谱系数，lpcc为线性预测倒谱系数，△mfcc为mfcc的一阶差分，△lpcc为lpcc的一阶差分，gfcc为gammatone滤波器倒谱系数；
可穿戴设备判断第一多维特征向量是否与数据库中的儿童哭泣音源的声纹特征对应的第二多维向量完全匹配，如果完全匹配，则准确的校验出提取出的语音信号的声纹特征与数据库中的儿童哭泣音源的声纹特征相匹配。
本发明实施例中，目标音乐可以是可穿戴设备预设的用于吸引转移学生的注意力，缓解学生在学习上遇到困难时产生的情绪的音乐；或者，也可以是可穿戴设备从云端获取的用于吸引转移学生的注意力，缓解学生在学习上遇到困难时产生的情绪的音乐，本发明实施例不作限定。
可见，实施图2所描述的方法，家教设备可以在显示的语音搜题界面上加载外界用户的用户性别相匹配的虚拟动物，以使该虚拟动物可以按照外界用户的即时情绪类型相匹配的语调输出与该外界用户发出的搜题语音相对应的回应语音，从而有利于激发中小学生的搜题兴趣。
此外，实施图2所描述的方法，可以使教师根据收集到的某一些学生在该教师所教科目(如语文)上发出的搜题文字，发现这些学生在该教师所教科目(如语文)上遇到的问题，从而使得该教师可以针对性的向这些学生进一步讲解该学生遇到的问题，从而有利于提升该学生的学习效率。
此外，实施图2所描述的方法，可以缓解学生在学习上遇到困难时产生的情绪。
实施例三
请参阅图3，图3是本发明实施例公开的一种家教设备的结构示意图。如图3所示，该家教设备可以包括：
侦听单元301，用于侦听外界发出的语音信号；
检测单元302，用于检测该语音信号是否包含用于唤醒家教设备的语音搜题应用的唤醒词；
识别单元303，用于在检测单元302检测出该语音信号包含用于唤醒家教设备的语音搜题应用的唤醒词时，根据该语音信号，识别出发出该语音信号的外界用户的用户性别；
第一获取单元304，用于获取外界用户的即时情绪类型；
控制单元305，用于显示语音搜题应用的语音搜题界面，并在语音搜题界面上输出与用户性别相匹配的虚拟动物；其中，虚拟动物用于按照该即时情绪类型相匹配的语调输出与外界用户发出的搜题语音相对应的回应语音。
本发明实施例中，家教设备在开机之后，可以启动家教设备的语音侦听功能，并且侦听单元301可以通过已启动的家教设备的语音侦听功能实时的侦听外界发出的语音信号。
可选的，本发明实施例中，家教设备在开机之后，可以检测是否收到外界用户在家教设备的显示屏上输入的用于开启语音侦听功能的第一轨迹，如果收到，才启动家教设备的语音侦听功能，从而可以降低家教设备的功耗；相应地，家教设备在开机之后，可以检测是否收到外界用户在家教设备的显示屏上输入的用于关闭语音侦听功能的第二轨迹，如果收到，可以关闭家教设备的语音侦听功能，从而可以降低家教设备的功耗。
本发明实施例中，识别单元303具体用于在检测单元302检测出该语音信号包含用于唤醒家教设备的语音搜题应用的唤醒词时，根据该语音信号，提取该语音信号的声音特征；以及，根据该语音信号的声音特征，识别出发出该语音信号的外界用户的用户性别。举例来说，识别单元303根据该语音信号，可以提取该语音信号的音调(属于一种声音特征)，并且识别单元303可以根据该语音信号的音调，识别出发出该语音信号的外界用户的用户性别。
作为一种可选的实施方式，本发明实施例中，第一获取单元304可以根据该语音信号的语调，识别出外界用户的即时情绪类型；其中，外界用户的即时情绪类型可以包括情绪低落类型和情绪高涨类型。举例来说，当该语音信号的语调为高坑语调时，第一获取单元304可以识别出外界用户的即时情绪类型为情绪高涨类型；当该语音信号的语调为低沉语调时，第一获取单元304可以识别出外界用户的即时情绪类型为情绪低落类型。
作为另一种可选的实施方式，如图3所示，第一获取单元304可以包括：
检测子单元3041，用于检测家教设备当前是否无线连接有可穿戴设备；
获取子单元3042，用于在检测子单元3041检测出家教设备当前无线连接有可穿戴设备时，获取可穿戴设备的佩戴者的声音特征；
验证子单元3043，用于验证可穿戴设备的佩戴者的声音特征与该语音信号的声音特征是否匹配；
交互子单元3044，用于在验证子单元3043的验证结果为匹配时，通知可穿戴设备获取可穿戴设备的佩戴者的当前心率数据和佩戴者的当前血压数据，并由可穿戴设备根据佩戴者的当前心率数据和佩戴者的当前血压数据确定出佩戴者的即时情绪类型；其中，可穿戴设备在当前心率数据超过指定心率阈值，并且当前血压数据超过指定血压阈值时，识别佩戴者的即时情绪类型为情绪高涨类型；或者，在当前心率数据未超过指定心率阈值，并且当前血压数据未超过指定血压阈值时，识别佩戴者的即时情绪类型为情绪低落类型；
以及，交互子单元3044还用于接收可穿戴设备发送的佩戴者的即时情绪类型，作为外界用户的即时情绪类型。
其中，实施上述实施方式，可以由于外界用户佩戴的可穿戴设备精确的识别出外界用户的即时情绪类型并发送给家教设备，从而使得家教设备可以获得精确的外界用户的即时情绪类型。
可见，图3所描述的家教设备可以在显示的语音搜题界面上加载外界用户的用户性别相匹配的虚拟动物，以使该虚拟动物可以按照外界用户的即时情绪类型相匹配的语调输出与该外界用户发出的搜题语音相对应的回应语音，从而有利于激发中小学生的搜题兴趣。
实施例四
请参阅图4，图4是本发明实施例公开的另一种家教设备的结构示意图。其中，图4所示的家教设备是由图3所示的家教设备进行优化得到的。图4所示的家教设备除了包括图3所示的家教设备的全部组件之外，还包括第二获取单元306、查询单元307以及转换单元308，其中：
侦听单元301，还用于侦听外界用户发出的搜题语音；
第二获取单元307，用于获取搜题语音对应的搜题结果；
控制单元305，还用于将搜题语音对应的搜题结果输出至语音搜题界面进行显示；以及，控制虚拟动物按照该即时情绪类型相匹配的语调输出与外界用户发出的搜题语音相对应的回应语音。
查询单元306，用于查询是否存储有该语音信号的声音特征对应的学生个人属性信息；其中，学生个人属性信息至少包括学生身份信息和学生对应的目标课程表，目标课程表至少包括学生学习的多个不同的学习科目以及每一个所述学习科目对应的教师终端标识；以及，如果存储有该语音信号的声音特征对应的学生个人属性信息，以搜题结果为依据，从目标课程表中查询出搜题结果对应的目标学习科目；以及，从目标课程表中查询出目标学习科目对应的目标教师终端标识；
转换单元307，用于将搜题语音转换成搜题文字，并将学生身份信息、搜题文字以及目标教师终端标识上报给云平台，以使云平台根据目标教师终端标识，将学生身份信息和搜题文字发送给目标教师终端标识所属的教师终端，使教师可以根据收集到的某一些学生在该教师所教科目(如语文)上发出的搜题文字，发现这些学生在该教师所教科目(如语文)上遇到的问题，从而使得该教师可以针对性的向这些学生进一步讲解该学生遇到的问题，从而有利于提升该学生的学习效率。
作为一种可选的实施方式，本发明实施例中，该学生的个人属性信息还可以包括该学生对应的监护人终端标识。相应地，转换单元307还可以将学生身份信息、搜题文字以及该监护人终端标识上报给云平台，以使云平台根据该监护人终端标识，将学生身份信息、搜题文字发送给该监护人终端标识所属的监护人终端，使监护人可以根据收集到的其监护的学生在学习上发出的搜题文字，发现该学生在学习上遇到的问题，从而使得监护人可以针对性的向其监护的学生进一步讲解该学生遇到的问题，从而有利于提升该学生的学习效率。
作为一种可选的实施方式，本发明实施例中，控制单元305还可以执行以下操作：
控制单元305通知该可穿戴设备启动可穿戴设备的录音咪头对环境音源进行监控，并且可穿戴设备可以校验监控到的环境音源与数据库中的儿童哭泣音源是否相匹配，若匹配，可穿戴设备播放目标音乐，目标音乐用于吸引转移学生的注意力，缓解学生在学习上遇到困难时产生的情绪。
由于录音咪头监控到的环境音源会含有背景噪声，因此，可穿戴设备可以先对含有背景噪声的环境音源进行预离散采样和量化得到数据帧，并对数据帧构建基于morlet小波函数的小波神经网络，对于小波神经网络参数构建粒子群适应度函数，再通过粒子群算法得到小波神经网络的最优参数，将数据帧输入小波神经网络进行滤波，从而去除噪声，提取得到语音信号；进一步地，可穿戴设备可以校验提取出的语音信号的声纹特征是否与数据库中的儿童哭泣音源的声纹特征相匹配，如果相匹配，可穿戴设备播放目标音乐，目标音乐用于吸引转移学生的注意力，缓解学生在学习上遇到困难时产生的情绪。其中，实施上述实施方式，可以提高对不同环境声源的噪声特征的适应度。
其中，可穿戴设备校验提取出的语音信号的声纹特征是否与数据库中的儿童哭泣音源的声纹特征相匹配，包括：
可穿戴设备对提取出的语音信号进行预处理，预处理包括预加重、分帧和加窗处理；
可穿戴设备从预处理后的语音信号中提取声纹特征mfcc、lpcc、△mfcc、△lpcc、能量、能量的一阶差分以及gfcc共同组成第一多维特征向量，其中：mfcc为梅尔频率倒谱系数，lpcc为线性预测倒谱系数，△mfcc为mfcc的一阶差分，△lpcc为lpcc的一阶差分，gfcc为gammatone滤波器倒谱系数；
可穿戴设备判断第一多维特征向量是否与数据库中的儿童哭泣音源的声纹特征对应的第二多维向量完全匹配，如果完全匹配，则准确的校验出提取出的语音信号的声纹特征与数据库中的儿童哭泣音源的声纹特征相匹配。
本发明实施例中，目标音乐可以是可穿戴设备预设的用于吸引转移学生的注意力，缓解学生在学习上遇到困难时产生的情绪的音乐；或者，也可以是可穿戴设备从云端获取的用于吸引转移学生的注意力，缓解学生在学习上遇到困难时产生的情绪的音乐，本发明实施例不作限定。
可见，图4所描述的家教设备可以在显示的语音搜题界面上加载外界用户的用户性别相匹配的虚拟动物，以使该虚拟动物可以按照外界用户的即时情绪类型相匹配的语调输出与该外界用户发出的搜题语音相对应的回应语音，从而有利于激发中小学生的搜题兴趣。
此外，图4所描述的家教设备可以使教师根据收集到的某一些学生在该教师所教科目(如语文)上发出的搜题文字，发现这些学生在该教师所教科目(如语文)上遇到的问题，从而使得该教师可以针对性的向这些学生进一步讲解该学生遇到的问题，从而有利于提升该学生的学习效率。
此外，图4所描述的家教设备可以缓解学生在学习上遇到困难时产生的情绪。
实施例五
请参阅图5，图5是本发明实施例公开的另一种家教设备的结构示意图。如图5所示，该家教设备可以包括：
存储有可执行程序代码的存储器501；
与存储器501耦合的处理器502；
其中，处理器502调用存储器501中存储的可执行程序代码，执行图1或图2所描述的方法。
其中，图5所描述的家教设备可以在显示的语音搜题界面上加载外界用户的用户性别相匹配的虚拟动物，以使该虚拟动物可以按照外界用户的即时情绪类型相匹配的语调输出与该外界用户发出的搜题语音相对应的回应语音，从而有利于激发中小学生的搜题兴趣。
此外，图5所描述的家教设备可以使教师根据收集到的某一些学生在该教师所教科目(如语文)上发出的搜题文字，发现这些学生在该教师所教科目(如语文)上遇到的问题，从而使得该教师可以针对性的向这些学生进一步讲解该学生遇到的问题，从而有利于提升该学生的学习效率。
此外，图5所描述的家教设备可以缓解学生在学习上遇到困难时产生的情绪。
本发明实施例公开一种计算机可读存储介质，其存储计算机程序，其中，该计算机程序使得计算机执行图1或图2所描述的方法。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质包括只读存储器(read-onlymemory，rom)、随机存储器(randomaccessmemory，ram)、可编程只读存储器(programmableread-onlymemory，prom)、可擦除可编程只读存储器(erasableprogrammablereadonlymemory，eprom)、一次可编程只读存储器(one-timeprogrammableread-onlymemory，otprom)、电子抹除式可复写只读存储器(electrically-erasableprogrammableread-onlymemory，eeprom)、只读光盘(compactdiscread-onlymemory，cd-rom)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。
以上对本发明实施例公开的一种语音搜题应用的启动控制方法及家教设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。