本发明涉及智能台灯技术领域，具体涉及一种基于智能台灯的学习互动方法及智能台灯。
背景技术
台灯作为一种常用的照明工具，对中小学生的用处非常大。传统的台灯通常只包括底座、支架以及灯罩等部件，其功能单一，只提供照明功能。在实践中发现，中小学生在传统的台灯的照明下学习时，经常会使用各种工具书或者搜索软件来辅助学习，然而使用各种工具书或者搜索软件时不仅花费大量时间，而且还容易分散学习的注意力，从而会降低学习效率。
技术实现要素：
本发明实施例公开了一种基于智能台灯的学习互动方法及智能台灯，能够提升学生的学习效率。
本发明实施例第一方面公开一种基于智能台灯的学习互动方法，所述智能台灯固定放置在某一桌面上，所述方法包括：
所述智能台灯控制智能台灯的摄像头获取所述桌面的桌面范围；
所述智能台灯从所述桌面范围内识别各个书本的摆放位置；
所述智能台灯根据所述各个书本的摆放位置，从所述各个书本中确定出当前使用书本，并确定出所述当前使用书本的书本特征；其中，所述书本特征至少包括所述当前使用书本的书本id和当前使用书本页的页码；
所述智能台灯确定所述当前使用书本页中被手指或学习笔指向的目标位置；以及，以所述当前使用书本的书本id和当前使用书本页的页码为依据，确定出所述当前使用书本页中的所述目标位置对应的目标区域；
所述智能台灯判断所述智能台灯的当前学习模式，若所述当前学习模式为点问模式，所述智能台灯控制所述智能台灯的麦克风检测外界发出的提问语音；
所述智能台灯确定出所述提问语音对应的与所述目标区域内的学习内容相关的回答结果；
所述智能台灯控制所述智能台灯的扬声器播放所述回答结果，和/或控制所述智能台灯的显示屏显示所述回答结果。
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：
若所述当前学习模式为点读模式，所述智能台灯获取所述目标区域内的学习内容；
所述智能台灯控制所述智能台灯的扬声器播放所述学习内容。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述智能台灯控制智能台灯的摄像头获取所述桌面的桌面范围，包括：
所述智能台灯控制智能台灯的摄像头以边缘检测方式获取位于所述桌面上的所述智能台灯的灯光中心区域所在的规则区域，作为桌面范围；其中，所述桌面范围采用桌面范围数据进行表示。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述智能台灯从所述桌面范围内识别各个书本的摆放位置，包括：
所述智能台灯通过运动检测，判断活动区域是否在所述桌面范围内，如果在所述桌面范围内，则继续检测所述桌面范围内形状为方形形状的物体，并将所有方形形状的物体的范围记录，并选取离所述桌面范围数据所表示的边缘的距离小于指定阈值的各个物体的范围各个书本的摆放位置；
所述智能台灯根据所述各个书本的摆放位置，从所述各个书本中确定出当前使用书本，包括：
所述智能台灯检测所述各个书本的摆放位置内的运动数据，并通过每一帧的书本范围内像素的减法，以变化最大的某一摆放位置对应的书本作为当前使用书本；
所述智能台灯以所述当前使用书本的书本id和当前使用书本页的页码为依据，确定出所述当前使用书本页中的所述目标位置对应的目标区域，包括：
所述智能台灯以所述当前使用书本的书本id和当前使用书本页的页码为依据，确定出所述当前使用书本的所述当前使用书本页中的自上而下分布多个内容区域；
所述智能台灯从所述多个内容区域中选取出区域上边缘最接近所述目标位置的某一内容区域作为所述当前使用书本页中的所述目标位置对应的目标区域。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，当所述目标区域内的学习内容属于所述智能台灯的内置数据时，所述目标区域内的学习内容基于所述当前使用书本的书本id、所述当前使用书本页的页码以及所述当前使用书本页中被手指或学习笔指向的目标位置三者组合成的索引而获得；当所述目标区域内的学习内容不属于所述智能台灯的内置数据时，所述目标区域内的学习内容基于对所述目标区域对应的截图进行实时识别而获得。
本发明实施例第二方面公开一种智能台灯，所述智能台灯固定放置在某一桌面上，所述智能台灯包括：
第一控制单元，用于控制所述智能台灯的摄像头获取所述桌面的桌面范围；
第一识别单元，用于从所述桌面范围内识别各个书本的摆放位置；
第一确定单元，用于根据所述各个书本的摆放位置，从所述各个书本中确定出当前使用书本，并确定出所述当前使用书本的书本特征；其中，所述书本特征至少包括所述当前使用书本的书本id和当前使用书本页的页码；
第二确定单元，用于确定所述当前使用书本页中被手指或学习笔指向的目标位置；以及，以所述当前使用书本的书本id和当前使用书本页的页码为依据，确定出所述当前使用书本页中的所述目标位置对应的目标区域；
判断单元，用于判断所述智能台灯的当前学习模式；
第二控制单元，用于在所述判断单元判断出所述当前学习模式为点问模式时，控制所述智能台灯的麦克风检测外界发出的提问语音；
第三确定单元，用于确定出所述提问语音对应的与所述目标区域内的学习内容相关的回答结果；
第三控制单元，用于控制所述智能台灯的扬声器播放所述回答结果，和/或控制所述智能台灯的显示屏显示所述回答结果。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述智能台灯还包括：
获取单元，用于在所述判断单元判断出所述当前学习模式为点读模式时，获取所述目标区域内的学习内容；
所述第三控制单元，还用于控制所述智能台灯的扬声器播放所述学习内容。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述第一控制单元，具体用于控制智能台灯的摄像头以边缘检测方式获取位于所述桌面上的所述智能台灯的灯光中心区域所在的规则区域，作为桌面范围；其中，所述桌面范围采用桌面范围数据进行表示。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中：
所述第一识别单元，具体用于通过运动检测，判断活动区域是否在所述桌面范围内，如果在所述桌面范围内，则继续检测所述桌面范围内形状为方形形状的物体，并将所有方形形状的物体的范围记录，并选取离所述桌面范围数据所表示的边缘的距离小于指定阈值的各个物体的范围各个书本的摆放位置；
所述第一确定单元根据所述各个书本的摆放位置，从所述各个书本中确定出当前使用书本的方式为：
所述第一确定单元检测所述各个书本的摆放位置内的运动数据，并通过每一帧的书本范围内像素的减法，以变化最大的某一摆放位置对应的书本作为当前使用书本；
所述第二确定单元以所述当前使用书本的书本id和当前使用书本页的页码为依据，确定出所述当前使用书本页中的所述目标位置对应的目标区域的方式为：
所述第二确定单元以所述当前使用书本的书本id和当前使用书本页的页码为依据，确定出所述当前使用书本的所述当前使用书本页中的自上而下分布多个内容区域；以及，从所述多个内容区域中选取出区域上边缘最接近所述目标位置的某一内容区域作为所述当前使用书本页中的所述目标位置对应的目标区域。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，当所述目标区域内的学习内容属于所述智能台灯的内置数据时，所述目标区域内的学习内容基于所述当前使用书本的书本id、所述当前使用书本页的页码以及所述当前使用书本页中被手指或学习笔指向的目标位置三者组合成的索引而获得；当所述目标区域内的学习内容不属于所述智能台灯的内置数据时，所述目标区域内的学习内容基于对所述目标区域对应的截图进行实时识别而获得。
本发明实施例第三方面公开一种智能台灯，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基于智能台灯的学习互动方法。
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基于智能台灯的学习互动方法。
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，智能台灯可以从智能台灯的摄像头获取的桌面范围内识别各个书本的摆放位置，并根据各个书本的摆放位置，从各个书本中确定出当前使用书本，并确定出当前使用书本的书本特征，其中，书本特征至少包括当前使用书本的书本id和当前使用书本页的页码；进一步地，智能台灯可以确定当前使用书本页中被手指或学习笔指向的目标位置，并以当前使用书本的书本id和当前使用书本页的页码为依据，确定出当前使用书本页中的该目标位置对应的目标区域；在智能台灯的当前学习模式为点问模式时，智能台灯可以控制智能台灯的麦克风检测外界发出的提问语音，并确定出提问语音对应的与该目标区域内的学习内容相关的回答结果，并控制智能台灯的扬声器播放回答结果，和/或控制智能台灯的显示屏显示回答结果。可见，实施本发明实施例，能够为中小学生用户提供在真实书本上点选和发问的操作体验，具有极大的便利性，对于学习时遇到的生僻内容，可以及时提问，并获得相应的回答结果，从而可以有效的提升学生的学习效率。
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基于智能台灯的学习互动方法的流程示意图；
图2是本发明实施例公开的另一种基于智能台灯的学习互动方法的流程示意图；
图3是本发明实施例公开的一种智能台灯的结构示意图；
图4是本发明实施例公开的另一种智能台灯的结构示意图。
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基于智能台灯的学习互动方法及智能台灯，能够提升学生的学习效率。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基于智能台灯的学习互动方法的流程示意图。在图1所描述的基于智能台灯的学习互动方法中，智能台灯固定放置在某一桌面上。如图1所示，该基于智能台灯的学习互动方法可以包括以下步骤：
101、智能台灯控制智能台灯的摄像头获取该桌面的桌面范围。
本发明实施例中，智能台灯控制智能台灯的摄像头获取该桌面的桌面范围，包括：
智能台灯控制智能台灯的摄像头以边缘检测方式获取位于该桌面上的智能台灯的灯光中心区域所在的规则区域(如方形、菱形、圆形等)，作为桌面范围；其中，桌面范围采用桌面范围数据进行表示。
其中，智能台灯的灯体可以通过灯杆连接固定放置在桌面上的智能台灯的底座，智能台灯的灯体可以横向设置，并且灯体内发装有光源，包括led光源、oled光源等；其中，灯体使用面光源可以有利于减少中小学生操作时的阴影。
其中，灯体内还安装有摄像头，包括单摄像头和双摄像头两种；其中，摄像头可以安装在灯体上且离灯杆较远的另一端，并且摄像头的拍摄方向朝向该桌面，以获得较佳的视野范围。
其中，智能台灯的底座还可以包括处理器、麦克风、扬声器、通讯模块以及电源模块等组件。
102、智能台灯从该桌面范围内识别各个书本的摆放位置。
本发明实施例中，智能台灯从该桌面范围内识别各个书本的摆放位置，包括：
智能台灯通过运动检测，判断活动区域是否在该桌面范围内，如果在该桌面范围内，则继续检测该桌面范围内形状为方形形状的物体，并将所有方形形状的物体的范围记录，并选取离该桌面范围数据所表示的边缘的距离小于指定阈值的各个物体的范围各个书本的摆放位置。
103、智能台灯根据各个书本的摆放位置，从各个书本中确定出当前使用书本，并确定出当前使用书本的书本特征；其中，书本特征至少包括当前使用书本的书本id和当前使用书本页的页码。
本发明实施例中，智能台灯根据各个书本的摆放位置，从各个书本中确定出当前使用书本，包括：
智能台灯检测各个书本的摆放位置内的运动数据，并通过每一帧的书本范围内像素的减法，以变化最大的某一摆放位置对应的书本作为当前使用书本。
其中，智能台灯可以将当前使用书本所对应位置的彩色图像提取出来，并放转至水平状态，智能台灯以彩色图像为依据，在本地或者服务器上识别当前使用书本的书本特征，其中，书本特征至少包括当前使用书本的书本id(如书名)和当前使用书本页的页码。
104、智能台灯确定当前使用书本页中被手指或学习笔指向的目标位置；以及，以当前使用书本的书本id和当前使用书本页的页码为依据，确定出当前使用书本页中的该目标位置对应的目标区域。
本发明实施例中，智能台灯可以检测当前使用书本页的四周边缘所限定的区域，并将通过对该区域进行阴影检测，以获得当前使用书本页中被手指或学习笔指向的目标位置。
举例来说，智能台灯以当前使用书本的书本id和当前使用书本页的页码为依据，确定出当前使用书本页中的目标位置对应的目标区域，包括：
智能台灯以当前使用书本的书本id和当前使用书本页的页码为依据，确定出当前使用书本的当前使用书本页中的自上而下分布多个内容区域；
以及，智能台灯从多个内容区域中选取出区域上边缘最接近目标位置的某一内容区域作为当前使用书本页中的目标位置对应的目标区域，其中，以像素为单位描述目标区域在当前使用书本页上的相对位置，即距离当前使用书本页上、下、左、右边缘各多少像素。
105、智能台灯判断智能台灯的当前学习模式，若当前学习模式为点问模式，执行步骤106-步骤108；若当前学习模式为点读模式，执行步骤109-步骤110。
106、智能台灯控制智能台灯的麦克风检测外界发出的提问语音。
107、智能台灯确定出提问语音对应的与目标区域内的学习内容相关的回答结果。
本发明实施例中，智能台灯可以通过麦克风和人工智能(artificialintelligence，ai)识别中小学生的主义，而中小学生所询问的目标通常为“这”，询问内容则为兴趣内容，与兴趣内容所表示内容不同，比如图、表和字等，询问内容也有差别，其流程为通过主义解析获得中小学生问什么，再将对应的内容与语义解析的问题组合成为新的关键词。比如中小学生询问“这是什么颜色？”，ai语义解析得到问题是“什么颜色”，再将目标区域与问题合并，即形成新的问题，通过网络的搜索引擎，返回问题的回答结果，比如“蓝色”。比如中小学生询问“这个的反义词是什么”，ai主义解析和目标区域构成新的问题，通过搜索引擎返回回答结果。
108、智能台灯控制智能台灯的扬声器播放回答结果，和/或控制智能台灯的显示屏显示回答结果，结束本流程。
109、智能台灯获取目标区域内的学习内容。
110、智能台灯控制智能台灯的扬声器播放学习内容。
本发明实施例中，当目标区域内的学习内容属于智能台灯的内置数据时，目标区域内的学习内容基于当前使用书本的书本id+当前使用书本页的页码+当前使用书本页中被手指或学习笔指向的目标位置三者组合成的索引而获得，可以极大的降低图像处理和识别的性能要求，减少系统处理的时间。这非常适用于学生的课本，或者特意发行的有智能服务的畅销书。当目标区域内的学习内容不属于智能台灯的内置数据时，目标区域内的学习内容基于对目标区域对应的截图进行实时识别而获得，由于目标区域为较小的截图，因此通常数据量也较小，可以在本地或者服务器对这些截图进行实时识别，获得截图内的学习内容，由搜索引擎针对目标区域+提问语音进行回答结果返回。
可见，实施图1所描述的方法，能够为中小学生用户提供在真实书本上点选和发问的操作体验，具有极大的便利性，对于学习时遇到的生僻内容，可以及时提问，并获得相应的回答结果，从而可以有效的提升学生的学习效率。
实施例二
请参阅图2，图2是本发明实施例公开的另一种基于智能台灯的学习互动方法的流程示意图。在图2所描述的基于智能台灯的学习互动方法中，智能台灯固定放置在某一桌面上。如图2所示，该基于智能台灯的学习互动方法可以包括以下步骤：
201、智能台灯控制智能台灯的摄像头获取该桌面的桌面范围。
本发明实施例中，智能台灯控制智能台灯的摄像头获取该桌面的桌面范围，包括：
智能台灯控制智能台灯的摄像头以边缘检测方式获取位于该桌面上的智能台灯的灯光中心区域所在的规则区域(如方形、菱形、圆形等)，作为桌面范围；其中，桌面范围采用桌面范围数据进行表示。
其中，智能台灯的灯体可以通过灯杆连接固定放置在桌面上的智能台灯的底座，智能台灯的灯体可以横向设置，并且灯体内发装有光源，包括led光源、oled光源等；其中，灯体使用面光源可以有利于减少中小学生操作时的阴影。
其中，灯体内还安装有摄像头，包括单摄像头和双摄像头两种；其中，摄像头可以安装在灯体上且离灯杆较远的另一端，并且摄像头的拍摄方向朝向该桌面，以获得较佳的视野范围。
其中，智能台灯的底座还可以包括处理器、麦克风、扬声器、通讯模块以及电源模块等组件。
202、智能台灯从该桌面范围内识别各个书本的摆放位置。
本发明实施例中，智能台灯从该桌面范围内识别各个书本的摆放位置，包括：
智能台灯通过运动检测，判断活动区域是否在该桌面范围内，如果在该桌面范围内，则继续检测该桌面范围内形状为方形形状的物体，并将所有方形形状的物体的范围记录，并选取离该桌面范围数据所表示的边缘的距离小于指定阈值的各个物体的范围各个书本的摆放位置。
203、智能台灯根据各个书本的摆放位置，从各个书本中确定出当前使用书本，并确定出当前使用书本的书本特征；其中，书本特征至少包括当前使用书本的书本id和当前使用书本页的页码。
本发明实施例中，智能台灯根据各个书本的摆放位置，从各个书本中确定出当前使用书本，包括：
智能台灯检测各个书本的摆放位置内的运动数据，并通过每一帧的书本范围内像素的减法，以变化最大的某一摆放位置对应的书本作为当前使用书本。
其中，智能台灯可以将当前使用书本所对应位置的彩色图像提取出来，并放转至水平状态，智能台灯以彩色图像为依据，在本地或者服务器上识别当前使用书本的书本特征，其中，书本特征至少包括当前使用书本的书本id(如书名)和当前使用书本页的页码。
204、智能台灯确定当前使用书本页中被手指或学习笔指向的目标位置；以及，以当前使用书本的书本id和当前使用书本页的页码为依据，确定出当前使用书本页中的该目标位置对应的目标区域。
本发明实施例中，智能台灯可以检测当前使用书本页的四周边缘所限定的区域，并将通过对该区域进行阴影检测，以获得当前使用书本页中被手指或学习笔指向的目标位置。
举例来说，智能台灯以当前使用书本的书本id和当前使用书本页的页码为依据，确定出当前使用书本页中的目标位置对应的目标区域，包括：
智能台灯以当前使用书本的书本id和当前使用书本页的页码为依据，确定出当前使用书本的当前使用书本页中的自上而下分布多个内容区域；
以及，智能台灯从多个内容区域中选取出区域上边缘最接近目标位置的某一内容区域作为当前使用书本页中的目标位置对应的目标区域，其中，以像素为单位描述目标区域在当前使用书本页上的相对位置，即距离当前使用书本页上、下、左、右边缘各多少像素。
205、智能台灯判断智能台灯的当前学习模式，若当前学习模式为点问模式，执行步骤206-步骤207；若当前学习模式为点读模式，执行步骤213-步骤214。
206、智能台灯控制智能台灯的麦克风检测外界发出的提问语音。
207、智能台灯校验提问语音的声纹特征是否与数据库中的某一学生的声纹特征相匹配，如果相匹配，执行步骤208-步骤212；如果不相匹配，结束本流程。
本发明实施例中，实施上述步骤207，可以提高基于智能台灯的人机交互的合法性和专属性。
208、智能台灯确定出提问语音对应的与目标区域内的学习内容相关的回答结果。
本发明实施例中，智能台灯可以通过麦克风和人工智能(artificialintelligence，ai)识别中小学生的主义，而中小学生所询问的目标通常为“这”，询问内容则为兴趣内容，与兴趣内容所表示内容不同，比如图、表和字等，询问内容也有差别，其流程为通过主义解析获得中小学生问什么，再将对应的内容与语义解析的问题组合成为新的关键词。比如中小学生询问“这是什么颜色？”，ai语义解析得到问题是“什么颜色”，再将目标区域与问题合并，即形成新的问题，通过网络的搜索引擎，返回问题的回答结果，比如“蓝色”。比如中小学生询问“这个的反义词是什么”，ai主义解析和目标区域构成新的问题，通过搜索引擎返回回答结果。
209、智能台灯控制智能台灯的扬声器播放回答结果，和/或控制智能台灯的显示屏显示回答结果。
210、智能台灯以该学生的声纹特征为依据，查询出该学生的声纹特征绑定的该学生的个人属性信息；其中，该学生的个人属性信息至少包括该学生的身份信息和该学生对应的目标课程表，该目标课程表至少包括该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。
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、智能台灯以该学习内容为依据，从该目标课程表中查询出该学习内容对应的目标学习科目；以及，从该目标课程表中查询出该目标学习科目对应的目标教师终端标识。
212、智能台灯将该学生的身份信息、该学习内容以及该目标教师终端标识上报给云平台，以使云平台根据该目标教师终端标识，将该学生的身份信息和该学习内容发送给该目标教师终端标识所属的教师终端，并结束本流程。
本发明实施例中，实施上述步骤210-步骤212，使教师可以收集到某一些学生在该教师所教科目(如语文)上遇到存在问题的学习内容，从而使得该教师可以针对性的向每一个学生进一步讲解该学生遇到存在问题的学习内容，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，图2所描述的方法还可以包括：
智能台灯将该学生的身份信息、该学习内容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，将该学生的身份信息和该学习内容发送给该监护人终端标识所属的监护人终端，使监护人可以收集到其监护的学生遇到存在问题的学习内容，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存在问题的学习内容，从而有利于提升该学生的学习效率。
213、智能台灯获取目标区域内的学习内容。
214、智能台灯控制智能台灯的扬声器播放学习内容。
本发明实施例中，当目标区域内的学习内容属于智能台灯的内置数据时，目标区域内的学习内容基于当前使用书本的书本id+当前使用书本页的页码+当前使用书本页中被手指或学习笔指向的目标位置三者组合成的索引而获得，可以极大的降低图像处理和识别的性能要求，减少系统处理的时间。这非常适用于学生的课本，或者特意发行的有智能服务的畅销书。当目标区域内的学习内容不属于智能台灯的内置数据时，目标区域内的学习内容基于对目标区域对应的截图进行实时识别而获得，由于目标区域为较小的截图，因此通常数据量也较小，可以在本地或者服务器对这些截图进行实时识别，获得截图内的学习内容，由搜索引擎针对目标区域+提问语音进行回答结果返回。
举例来说，本发明实施例中，提问语音可以是学生针对目标区域中的学习内容的提问语音，其中，目标区域中的学习内容可以是一道题、一个字、一个词组或者一句话等等，而提问语音可以是“这题怎么做”、“这词组什么意思”等等。相应地，上述步骤208中，智能台灯确定出的提问语音对应的与目标区域内的学习内容相关的回答结果可以为“这题的做法为……”、“这词组的做法是……”等等。
可见，实施图2所描述的方法，能够为中小学生用户提供在真实书本上点选和发问的操作体验，具有极大的便利性，对于学习时遇到的生僻内容，可以及时提问，并获得相应的回答结果，从而可以有效的提升学生的学习效率。此外，实施图2所描述的方法，使教师可以收集到某一些学生在该教师所教科目(如语文)上遇到存在问题的学习内容，从而使得该教师可以针对性的向每一个学生进一步讲解该学生遇到存在问题的学习内容，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，该学生的个人属性信息还可以包括该学生穿戴的可穿戴设备的标识，相应地，图2所描述的方法还可以包括以下步骤：
智能台灯检测智能台灯当前是否无线连接有可穿戴设备，如果智能台灯当前无线连接有可穿戴设备，那么智能台灯可以识别无线连接的可穿戴设备的标识与该学生穿戴的可穿戴设备的标识是否相同，如果相同，通知该学生穿戴的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。
作为一种可选的实施方式，本发明实施例中，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。
作为一种可选的实施方式，本发明实施例中，如果可穿戴设备校验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不匹配，可穿戴设备可以采集儿童的心电图数据，并对心电图数据进行去噪处理，采用心电图r波提取算法提取经过去噪处理的心电图数据中的r波峰值，以及计算经过去噪处理的心电图数据中相邻r波之间rr间距；以及，可穿戴设备可以计算rr间距的频域指标、时域指标及非线性指标；其中，频域指标包括副交感神经活性指标，时域指标包括短程心率变动性指标；短程心率变动性指标通过获取rr间距差值平方和的均方根来计算；副交感神经活性指标通过快速傅里叶变换来计算；非线性指标通过分形维数计算方法来计算；以及，可穿戴设备根据频域指标、时域指标及非线性指标，分析学生的情绪的活力值；活力值为根据时域指标、频域指标及非线性指标建立的多元线性回归方程计算得到的值；以及，可穿戴设备根据活力值识别佩戴可穿戴设备的学生的情绪是否不稳定，如果不稳定，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。
实施例三
请参阅图3，图3是本发明实施例公开的一种智能台灯的结构示意图。其中，图3所示的智能台灯固定放置在某一桌面上。如图3所示，该智能台灯可以包括：
第一控制单元301，用于控制智能台灯的摄像头获取该桌面的桌面范围；
第一识别单元302，用于从该桌面范围内识别各个书本的摆放位置；
第一确定单元303，用于根据各个书本的摆放位置，从各个书本中确定出当前使用书本，并确定出当前使用书本的书本特征；其中，书本特征至少包括当前使用书本的书本id和当前使用书本页的页码；
第二确定单元304，用于确定当前使用书本页中被手指或学习笔指向的目标位置；以及，以当前使用书本的书本id和当前使用书本页的页码为依据，确定出当前使用书本页中的目标位置对应的目标区域；
判断单元305，用于判断智能台灯的当前学习模式；
第二控制单元306，用于在判断单元305判断出当前学习模式为点问模式时，控制智能台灯的麦克风检测外界发出的提问语音；
第三确定单元307，用于确定出提问语音对应的与目标区域内的学习内容相关的回答结果；
第三控制单元308，用于控制智能台灯的扬声器播放回答结果，和/或控制智能台灯的显示屏显示回答结果。
作为一种可选的实施方式，图3所示的智能台灯还包括：
获取单元309，用于在判断单元305判断出当前学习模式为点读模式时，获取目标区域内的学习内容；
相应地，第三控制单元308还用于控制智能台灯的扬声器播放该学习内容。
本发明实施例中，第一控制单元301具体用于控制智能台灯的摄像头以边缘检测方式获取位于该桌面上的所述智能台灯的灯光中心区域所在的规则区域，作为桌面范围；其中，桌面范围采用桌面范围数据进行表示。
本发明实施例中，第一识别单元302具体用于通过运动检测，判断活动区域是否在桌面范围内，如果在桌面范围内，则继续检测桌面范围内形状为方形形状的物体，并将所有方形形状的物体的范围记录，并选取离桌面范围数据所表示的边缘的距离小于指定阈值的各个物体的范围各个书本的摆放位置；
其中，第一确定单元303根据各个书本的摆放位置，从各个书本中确定出当前使用书本的方式为：
第一确定单元303检测各个书本的摆放位置内的运动数据，并通过每一帧的书本范围内像素的减法，以变化最大的某一摆放位置对应的书本作为当前使用书本；
其中，第二确定单元304以当前使用书本的书本id和当前使用书本页的页码为依据，确定出当前使用书本页中的目标位置对应的目标区域的方式为：
第二确定单元304以当前使用书本的书本id和当前使用书本页的页码为依据，确定出当前使用书本的当前使用书本页中的自上而下分布多个内容区域；以及，从多个内容区域中选取出区域上边缘最接近目标位置的某一内容区域作为当前使用书本页中的目标位置对应的目标区域。
本发明实施例中，当目标区域内的学习内容属于智能台灯的内置数据时，目标区域内的学习内容基于当前使用书本的书本id+当前使用书本页的页码+当前使用书本页中被手指或学习笔指向的目标位置三者组合成的索引而获得，可以极大的降低图像处理和识别的性能要求，减少系统处理的时间。这非常适用于学生的课本，或者特意发行的有智能服务的畅销书。当目标区域内的学习内容不属于智能台灯的内置数据时，目标区域内的学习内容基于对目标区域对应的截图进行实时识别而获得，由于目标区域为较小的截图，因此通常数据量也较小，可以在本地或者服务器对这些截图进行实时识别，获得截图内的学习内容，由搜索引擎针对目标区域+提问语音进行回答结果返回。
可见，实施图3所描述的智能台灯，能够为中小学生用户提供在真实书本上点选和发问的操作体验，具有极大的便利性，对于学习时遇到的生僻内容，可以及时提问，并获得相应的回答结果，从而可以有效的提升学生的学习效率。此外，实施图3所描述的智能台灯，使教师可以收集到某一些学生在该教师所教科目(如语文)上遇到存在问题的学习内容，从而使得该教师可以针对性的向每一个学生进一步讲解该学生遇到存在问题的学习内容，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，第三控制单元308控制智能台灯的扬声器播放回答结果，和/或控制智能台灯的显示屏显示回答结果之后，第三控制单元308以该学生的声纹特征为依据，查询出该学生的声纹特征绑定的该学生的个人属性信息；其中，该学生的个人属性信息至少包括该学生的身份信息和该学生对应的目标课程表，该目标课程表至少包括该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；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；以及，第三控制单元308以该学习内容为依据，从该目标课程表中查询出该学习内容对应的目标学习科目；以及，从该目标课程表中查询出该目标学习科目对应的目标教师终端标识；以及，第三控制单元308将该学生的身份信息、该学习内容以及该目标教师终端标识上报给云平台，以使云平台根据该目标教师终端标识，将该学生的身份信息和该学习内容发送给该目标教师终端标识所属的教师终端，并结束本流程。
其中，，实施上述实施方式，使教师可以收集到某一些学生在该教师所教科目(如语文)上遇到存在问题的学习内容，从而使得该教师可以针对性的向每一个学生进一步讲解该学生遇到存在问题的学习内容，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，第三控制单元308还可以将该学生的身份信息、该学习内容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，将该学生的身份信息和该学习内容发送给该监护人终端标识所属的监护人终端，使监护人可以收集到其监护的学生遇到存在问题的学习内容，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存在问题的学习内容，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，该学生的个人属性信息还可以包括该学生穿戴的可穿戴设备的标识，相应地，第三控制单元308还可以检测智能台灯当前是否无线连接有可穿戴设备，如果智能台灯当前无线连接有可穿戴设备，那么第三控制单元308可以识别无线连接的可穿戴设备的标识与该学生穿戴的可穿戴设备的标识是否相同，如果相同，通知该学生穿戴的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。
作为一种可选的实施方式，本发明实施例中，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。
作为一种可选的实施方式，本发明实施例中，如果可穿戴设备校验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不匹配，可穿戴设备可以采集儿童的心电图数据，并对心电图数据进行去噪处理，采用心电图r波提取算法提取经过去噪处理的心电图数据中的r波峰值，以及计算经过去噪处理的心电图数据中相邻r波之间rr间距；以及，可穿戴设备可以计算rr间距的频域指标、时域指标及非线性指标；其中，频域指标包括副交感神经活性指标，时域指标包括短程心率变动性指标；短程心率变动性指标通过获取rr间距差值平方和的均方根来计算；副交感神经活性指标通过快速傅里叶变换来计算；非线性指标通过分形维数计算方法来计算；以及，可穿戴设备根据频域指标、时域指标及非线性指标，分析学生的情绪的活力值；活力值为根据时域指标、频域指标及非线性指标建立的多元线性回归方程计算得到的值；以及，可穿戴设备根据活力值识别佩戴可穿戴设备的学生的情绪是否不稳定，如果不稳定，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。
实施例四
请参阅图4，图4是本发明实施例公开的另一种智能台灯的结构示意图。如图4所示，该智能台灯可以包括：
底座401、灯杆402以及灯体403；
其中，底座401固定放置在某一桌面上，并且底座401包括处理器4011、存储器4012、麦克风4013、扬声器4014、通讯模块4015以及电源模块4016等组件；其中，存储器4012、麦克风4013、扬声器4014以及通讯模块4015与处理器4011连接；电源模块4016用于向上述各个组件供电；
其中，灯体403可以通过灯杆402连接固定放置在桌面上的底座401，灯体403可以横向设置，并且灯体403内发装有光源，包括led光源、oled光源等；其中，灯体403使用面光源可以有利于减少中小学生操作时的阴影；
其中，灯体403内还安装有连接处理器4011的摄像头4031，包括单摄像头和双摄像头两种；其中，摄像头可以安装在灯体403上且离灯杆402较远的另一端，并且摄像头的拍摄方向朝向该桌面，以获得较佳的视野范围。
其中，存储器4012存储有可执行程序代码，处理器4011调用存储器4012中存储的可执行程序代码，执行图1或图2所描述的方法。
可见，实施图4所描述的智能台灯，能够为中小学生用户提供在真实书本上点选和发问的操作体验，具有极大的便利性，对于学习时遇到的生僻内容，可以及时提问，并获得相应的回答结果，从而可以有效的提升学生的学习效率。
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基于智能台灯的学习互动方法及智能台灯进行了详细介绍，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。