一种基于智能终端的手写识别儿童智能学习系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于智能终端的手写识别儿童智能学习系统，包括具有触摸屏的智能终端、设在智能终端内的特征提取模块、字符知识库、字符识别模块、学习模式选择模块和语音输出模块，所述的特征提取模块分别连接触摸屏和字符识别模块，所述的字符知识库分别连接字符识别模块和学习模式选择模块，所述的语音输出模块分别连接字符识别模块和学习模式选择模块。与现有技术相比，本发明利用平板电脑和智能手机等智能终端的手写输入功能，解决了家长没有时间辅导孩子学习或辅导时间不够的问题，具有学习时间、地点不受限制，经济负担大幅降低的优点。
【专利说明】—种基于智能终端的手写识别儿童智能学习系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及模式识别技术、手写在线识别技术，尤其是涉及一种基于智能终端的手写识别儿童智能学习系统。
【背景技术】
[0002]近年来平板电脑、智能手机等智能终端迅猛发展，其硬件性能不断提高，而其价格不断下降。硬件的运算能力及存储空间已足够进行较为复杂的运算和大量信息的储存，使得利用平板电脑和智能手机平台开发儿童自学习智能系统成为可能；同时，价格的下降使得普通家庭能够负担。
[0003]由于现代生活节奏加快，家长普遍很忙，辅导孩子学习的时间往往不够，而请家教也存在时间安排及经济负担的问题。而且，目前的语言学习机尚存在一些不足之处，如点了才会读，会读却又不能写，重复操作多，功能不够强大，不具有手写和语音识别功能，不能纠正学习者在学习过程中的错误，使学习者的学习变得枯燥乏味，学习效率低。基于平板电脑和智能手机平台的儿童自学习智能系统，通过手写识别的实时交互，使得学习过程自然而充满乐趣，没有时间的限制，也不需要辅导教师，对儿童学习和巩固知识有重要的帮助作用。同时价格上也相当于买了一个玩具，可以大量普及。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于智能终端的手写识别儿童智能学习系统。
[0005]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0006]一种基于智能终端的手写识别儿童智能学习系统，包括具有触摸屏的智能终端、设在智能终端内的特征提取模块、字符知识库、字符识别模块、学习模式选择模块和语音输出模块，所述的特征提取模块分别连接触摸屏和字符识别模块，所述的字符知识库分别连接字符识别模块和学习模式选择模块，所述的语音输出模块分别连接字符识别模块和学习模式选择模块；
[0007]学习模式选择模块根据触摸屏输入的指令信息选择相应的学习模式，在当前学习模式下，触摸屏接收手写字符传输给特征提取模块，字符识别模块将特征提取模块提取出的特征信息与字符知识库进行比对识别，判断输入的手写字符是否正确，或将识别结果发送给语音输出模块，语音输出模块输出与识别结果相应的语音信息。
[0008]所述的智能终端包括平板电脑或智能手机。
[0009]所述的手写字符包括中文文字、英文文字、数字和数学符号。
[0010]所述的学习模式包括语文学习模式、数学学习模式和英语学习模式，其中:
[0011]在语文学习模式下，触摸屏接收手写输入的中文文字，经特征提取后，通过字符识别模块识别中文文字的笔划顺序、文字结构、文字的正确性；
[0012]在数学学习模式下，触摸屏接收手写输入的数学计算式，经特征提取后，通过字符识别模块识别算式中的每一项，并判断运算结果是否正确；
[0013]在英文学习模式下，触摸屏接收手写输入的英文文字，经特征提取后，通过字符识别模块识别英文文字的字母或单词书写是否正确。
[0014]在语文学习模式或英文学习模式下，还包括:
[0015]语音输出模块输出中文文字或英文文字的语音信息，触摸屏接收手写输入字符，通过字符识别模块检查输入字符是否正确的默写功能；
[0016]触摸屏接收手写输入的中文文字或英文文字，语音输出模块输出相应语音信息的读音功能。
[0017]所述的特征提取具体为:将接收到的手写字符分割为基本几何形状，对基本几何形状的笔画进行分解提取，获得这些基本几何形状的拓扑关系图。
[0018]所述的基本几何形状包括直线、曲线、多边形或圆。
[0019]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0020]I)利用平板电脑和智能手机等智能终端的手写输入功能，将手写识别技术应用于儿童自学习中，解决了家长没有时间辅导孩子学习或辅导时间不够的问题。
[0021]2)本发明可通过实时和有趣的交互提高孩子的学习兴趣。
[0022]3)对比于请家教辅导孩子，本发明具有学习时间、地点不受限制，经济负担大幅降低的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本发明的结构示意图；
[0024]图2为本发明的学习流程示意图；
[0025]图3为本发明实施例的一种语文学习书写笔划顺序示意图；
[0026]图中，(3a)、(3b)表示从左往右的笔划顺序；
[0027]图4为本发明实施例的另一种语文学习书写笔划顺序示意图；
[0028]图中，(4a)?(4c)表示先中间后两边的笔划顺序；
[0029]图5为本发明实施例的语文学习书写成语示意图；
[0030]图6为本发明实施例的数学计算减法示意图；
[0031]图7为本发明实施例的数学计算除法示意图；
[0032]图8为本发明实施例的英语学习单词示意图；
[0033]图9为本发明实施例的英语学习简单句子示意图。
【具体实施方式】
[0034]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0035]如图1所示，一种基于智能终端的手写识别儿童智能学习系统，包括具有触摸屏I的智能终端、设在智能终端内的特征提取模块2、字符知识库3、字符识别模块4、学习模式选择模块5和语音输出模块6，所述的特征提取模块2分别连接触摸屏I和字符识别模块4，所述的字符知识库3分别连接字符识别模块4和学习模式选择模块5，所述的语音输出模块6分别连接字符识别模块4和学习模式选择模块5。所述的智能终端包括平板电脑或智能手机。
[0036]如图2所示，上述智能学习系统的学习过程为:
[0037]I)学习模式选择模块根据触摸屏输入的指令信息选择相应的学习模式，所述的学习模式包括语文学习模式、数学学习模式和英语学习模式。在当前学习模式下，触摸屏接收手写字符传输给特征提取模块，所述的手写字符包括中文文字、英文文字、数字和数学符号。
[0038]2)特征提取模块对输入的手写字符进行特征提取，具体为:将接收到的手写字符分割为直线、曲线、多边形、圆等基本几何形状，对基本几何形状的笔画进行分解提取，获得这些基本几何形状的拓扑关系图。
[0039]3)字符识别模块将特征提取模块提取出的特征信息与字符知识库进行比对识别，判断输入的手写字符是否正确，或将识别结果发送给语音输出模块，语音输出模块输出与识别结果相应的语音信息。
[0040]在各学习模式下的学习流程分别为:
[0041](I)在语文学习模式下，触摸屏接收手写输入的中文文字，经特征提取后，通过字符识别模块识别中文文字的笔划顺序、文字结构、文字的正确性。图3的(3a)和(3b)给出了笔划顺序是先左后右，先上后下的汉字“语”的写法；图4的(4a)?(4c)给出了笔划顺序是先中间后两边的汉字“小”的写法。除单个汉字外，还可识别汉语词语及汉语成语，如图5所示的“春暖花开”。
[0042](2)在数学学习模式下，触摸屏接收手写输入的数学计算式，经特征提取后，通过字符识别模块识别算式中的每一项，并判断运算结果是否正确。图6是一个减法运算算式，图7是一个除法运算算式。
[0043](3)在英文学习模式下，触摸屏接收手写输入的英文文字，经特征提取后，通过字符识别模块识别英文文字的字母或单词书写是否正确。图8给出了输入英文单词“student”的例子，同时给出读音和中文意思。除学习单词的功能外，还可以进行简单的句子学习，按一定的句型造句，如图9所示。
[0044]在语文学习模式或英文学习模式下，可利用语音进行双向练习:
[0045]语音输出模块输出中文文字或英文文字的语音信息，触摸屏接收手写输入字符，通过字符识别模块检查输入字符是否正确的默写功能；
[0046]触摸屏接收手写输入的中文文字或英文文字，语音输出模块输出相应语音信息的读音功能。
【权利要求】
1.一种基于智能终端的手写识别儿童智能学习系统，其特征在于，包括具有触摸屏的智能终端、设在智能终端内的特征提取模块、字符知识库、字符识别模块、学习模式选择模块和语音输出模块，所述的特征提取模块分别连接触摸屏和字符识别模块，所述的字符知识库分别连接字符识别模块和学习模式选择模块，所述的语音输出模块分别连接字符识别模块和学习模式选择模块； 学习模式选择模块根据触摸屏输入的指令信息选择相应的学习模式，在当前学习模式下，触摸屏接收手写字符传输给特征提取模块，字符识别模块将特征提取模块提取出的特征信息与字符知识库进行比对识别，判断输入的手写字符是否正确，或将识别结果发送给语音输出模块，语音输出模块输出与识别结果相应的语音信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于智能终端的手写识别儿童智能学习系统，其特征在于，所述的智能终端包括平板电脑或智能手机。
3.根据权利要求1所述的一种基于智能终端的手写识别儿童智能学习系统，其特征在于，所述的手写字符包括中文文字、英文文字、数字和数学符号。
4.根据权利要求3所述的一种基于智能终端的手写识别儿童智能学习系统，其特征在于，所述的学习模式包括语文学习模式、数学学习模式和英语学习模式，其中: 在语文学习模式下，触摸屏接收手写输入的中文文字，经特征提取后，通过字符识别模块识别中文文字的笔划顺序、文字结构、文字的正确性； 在数学学习模式下，触摸屏接收手写输入的数学计算式，经特征提取后，通过字符识别模块识别算式中的每一项，并判断运算结果是否正确； 在英文学习模式下，触摸屏接收手写输入的英文文字，经特征提取后，通过字符识别模块识别英文文字的字母或单词书写是否正确。
5.根据权利要求4所述的一种基于智能终端的手写识别儿童智能学习系统，其特征在于，在语文学习模式或英文学习模式下，还包括: 语音输出模块输出中文文字或英文文字的语音信息，触摸屏接收手写输入字符，通过字符识别模块检查输入字符是否正确的默写功能； 触摸屏接收手写输入的中文文字或英文文字，语音输出模块输出相应语音信息的读音功能。
6.根据权利要求1所述的一种基于智能终端的手写识别儿童智能学习系统，其特征在于，所述的特征提取具体为:将接收到的手写字符分割为基本几何形状，对基本几何形状的笔画进行分解提取，获得这些基本几何形状的拓扑关系图。
7.根据权利要求6所述的一种基于智能终端的手写识别儿童智能学习系统，其特征在于，所述的基本几何形状包括直线、曲线、多边形或圆。
【文档编号】G06K9/62GK103809694SQ201410060612
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年2月21日 优先权日:2014年2月21日
【发明者】胡建明 申请人:上海分维智能科技有限公司