一種人機互動的外語學習系統和方法
【專利摘要】本發明一種適用于外語學習的人機互動的學習系統和方法。該系統由人機交互模塊、語音采集模塊、語音識別模塊、命令分析模塊和數據存儲模塊組成。該學習方法的步驟為：（1）啟動該學習系統，設定系統的基本參數；（2）用標準的語言輸入需要學習或者互動的內容；（3）系統開始進行音頻采集；（4）進行語音識別和命令分析；（5）系統對用戶輸入的內容做出回應；（6）播報完畢之后用戶馬上對所輸出的結果有了自己的評價，然后決定繼續學習還是結束學習。本發明克服以往的各種電子詞典攜帶不方便的缺點，系統操作方便，使用語音識別技術，能夠解決單詞釋義、雙語翻譯、英語問答三方面的功能要求，讓我們能夠在生活工作中隨時隨地學習英語。
【專利說明】一種人機互動的外語學習系統和方法
【技術領域】
[0001]本發明是涉及一種外語學習方法，具體地說是涉及一種人機互動的外語學習系統和方法。
【背景技術】
[0002]隨著現代科技發展，與原來只能藉由書本、口述或者學校上課的形式學習的方式大不相同，我們多了很多其他選擇，最突出的就是計算機的普及和互聯網技術的發展。現在，電腦網絡和電子產品都具有多樣化功能，人們可以在其的幫助下，采用生動活潑的多媒體教學方法。豐富的學習內容、互動的交互方式、個性化的課程、便于操作等方面已經是語言學習系統的發展的必然趨勢。
[0003]后來技術不斷更新，有了一些互動式的多媒體學習方式，人們不再局限于單方面接收學習內容，還能在網絡或電子產品上進行授課者(如:老師)和互動者(如:學生)之間的討論、對話、請教，完成有效的學習，這些在一定程度上對外語聽說讀寫具有一定的促進作用，補充僅僅靠字典學習外語造成的啞巴外語的缺陷。還有一些學習外語的電子產品。例如電子詞典、復讀機、點讀機等，使得學習輔助系統的形式和功能逐漸豐富了起來。
[0004]雖然現在的外語學習已經具備很好的條件和設備支持，但是目前還是多實現聽說讀寫某方面的功能支持，沒有把語言學習的各個環節有機地結合起來，成為一個系統。現在非常需要有一套人機互動的學習外語的系統和方法，能夠同時滿足聽說讀寫這幾個方面的需求。

【發明內容】

[0005]本發明的目的是克服了現有技術中的不足，提供了一種人機互動的外語學習系統和方法，這套系統操作方便，使用語音識別技術，能夠解決單詞釋義、雙語翻譯、英語問答三方面的功能要求，讓我們能夠在生活工作中隨時隨地學習英語。
[0006]為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現:
這種人機互動的外語學習系統由人機交互模塊、語音采集模塊、語音識別模塊、命令分析模塊和數據存儲模塊組成。其中，人機交互模塊包括用戶界面、麥克風、音響等，主要提供用戶和系統交流的界面，用麥克風輸入信息，音響輸出信息，而用戶界面還包括各種參數的設定，包括語種、語速、發音的聲音類型等。語音采集系統主要的作用是音頻采集并將其錄制音頻文件到緩存區，這個現有的很多設備都可完成。語音識別系統主要的作用是根據數據庫的內容，通過特征分析的方法，弄清所輸入內容的語義、語種等。命令分析模塊是比較復雜的一個模塊，它的功能主要是通過分析，弄清楚用戶所輸入語句發出的指令是什么，是本系統單詞釋義、雙語翻譯、情景對話三大功能的哪一個。數據存儲模塊的作用一是作為系統的數據庫，二是存儲學習的過程，以備之后調取查看，當然這個有一定的時間限制。
[0007]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
這種人機交互的外語學習系統和方法，克服以往的各種電子詞典的手動輸入和語音系統的攜帶不方便的缺點，系統操作方便，使用語音識別技術，能夠解決單詞釋義、雙語翻譯、英語問答三方面的功能要求，形成一種交互式的方式，提高英語學習效率，讓我們能夠在生活工作中隨時隨地學習英語。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本發明學習系統的模塊組成圖 圖2是本發明學習方法的流程示意圖
【具體實施方式】
[0009]下面結合附圖與【具體實施方式】對本發明作進一步詳細描述:
這種人機互動的外語學習系統由人機交互模塊、語音采集模塊、語音識別模塊、命令分析模塊和數據存儲模塊組成(如圖1)。其中，人機交互模塊包括用戶界面、麥克風、音響等，主要提供用戶和系統交流的界面，用麥克風輸入信息，音響輸出信息，而用戶界面還包括各種參數的設定，包括語種、語速、發音的聲音類型等。語音采集系統主要的作用是音頻采集并將其錄制音頻文件到緩存區，這個現有的很多設備都可完成。語音識別系統主要的作用是根據數據庫的內容，通過特征分析的方法，清所輸入內容的語義、語種等。命令分析模塊是比較復雜的一個模塊，它的功能主要是通過分析，弄清楚用戶所輸入語句發出的指令是什么，是本系統單詞釋義、雙語翻譯、情景對話三大功能的哪一個。數據存儲模塊的作用一是作為系統的數據庫，而是存儲學習的過程，以備之后調取查看，當然這個有一定的時間限制。
[0010]這種人機互動的學習方法與系統配合，實施例進行英語學習的步驟為(如圖2):
(I)啟動該學習系統，打開用戶界面，設定系統的基本參數，包括所使用的語種、合適的
語速以及自己喜歡的發音的聲音類型等。現在我們決定英文學習，那么我們選擇中文和英文即可；發音的聲音的類型的話，選擇動物類型，例如會說話的TOM貓那種經過變聲處理的聲音。
[0011](2)對著用戶界面內置的麥克風，用標準的語言輸入需要學習或者互動的內容。這里，我們提過該系統能夠實現單詞釋義、雙語翻譯、情景對話三種功能，所以我們可以自由輸入想要了解的內容。例如，在寫一篇英語作文時，有個句子不會翻譯:“上海是世界第二大城市”，那么直接用中文輸入這句話即可。
[0012](3)系統自動進行音頻采集，用配置的錄音系統將用戶輸入的內容錄制音頻文件并存入緩存區。剛才我所說的這句話一杯錄制存到緩存區。
[0013](4)進行語音識別和命令分析。首先對所輸入的內容，進行特征提取，然后通過各種方法，識別輸入內容的語種、語義、語氣等；然后深層次繼續分析，搞清楚用戶輸入該內容的意圖，是希望翻譯、解釋還是進行情景對話。經過分析，系統明確了一下幾點:我輸入的中文、我話的意思是“上海是世界第二大城市”、語氣是陳述語氣、我的意思是想要對這句話進行“中譯英”的翻譯。
[0014](5)系統根據判斷反饋的信息，明確用戶的意圖，對用戶輸入的內容做出回應。若判斷為單詞釋義，則將該單詞正確的讀音還有意義播報出來；若判斷是雙語互譯，則將該句子的翻譯播報出來；如判斷是情景問答，則根據數據庫的內容，對輸入的語言，進行回答，開始情景互動中的問答環節。系統明確了我的指令是翻譯，它做出的回應的輸出:“Shanghaiis the world’s second largest city”,標準翻譯,動物式聲音。
[0015](6)播報完畢之后用戶馬上對所輸出的結果有了自己的評價，政務優劣，然后決定繼續學習還是結束學習。如果繼續學習的話，那么重新輸入:如果是單詞釋義或雙語互譯，則系統開始重新執行流程；如果是情景對話，系統將順著剛才的對話執行流程。此刻，翻譯正確，我的目的達成，結束本次學習。
[0016]其中，所述系統的交互模塊的發音的聲音類型或采用參考發音，該才考發音是目標語言國家的人所發的標準語音；或采用發音情景，即根據情景自動采取某種語音；或采用個性設置的語音，可以為動物、童音等。
[0017]其中，所述系統的交互模式還用于展示一組人物形式的對話場景，通過該交互模式選擇某個對話場景后，將會出現學習任務，學習者根據所提供信息進行情景對話的任務練習。
[0018]其中，所述人機互動的外語學習系統的實現方式是客戶端\服務器方式、瀏覽器\服務器方式、基于嵌入式系統的單機模式中的一種。
[0019]本發明中涉及的未說明部分與現有技術相同或采用現有技術加以實現。
【權利要求】
1.一種人機互動的外語學習系統及其方法，包括這種人機互動的學習系統以及學習方法兩部分內容，其特征是:所述學習系統和學習方法配合使用；所述系統由人機交互模塊、語音采集模塊、語音識別模塊、命令分析模塊和數據存儲模塊幾部分組成組成。
2.根據權利要求1所述的人機互動的外語學習系統及其方法，其特征是:所述人機交互模塊包括用戶界面、麥克風、音響等，主要提供用戶和系統交流的界面，用麥克風輸入信息，音響輸出信息，而用戶界面還包括各種參數的設定，包括語種、語速、發音的聲音類型；所述命令分析模塊是比較復雜的一個模塊，它的功能主要是通過分析，弄清楚用戶所輸入語句發出的指令是什么，是本系統單詞釋義、雙語翻譯、情景對話三大功能的哪一個。
3.根據權利要求1所述的人機互動的外語學習系統及其方法，其特征是:所述語音采集系統主要的作用是音頻采集并將其錄制音頻文件到緩存區；所述語音識別系統主要的作用是根據數據庫的內容，通過特征分析的方法，清所輸入內容的語義、語種等。
4.根據權利要求1所述的人機互動的外語學習系統及其方法，其特征是:所述人機互動的學習方法的步驟為:(1)啟動該學習系統，打開用戶界面，設定系統的基本參數，包括所使用的語種、合適的語速以及自己喜歡的發音的聲音類型等，語種的話，一般選擇兩種語言，例如中文和英文、中文和日語這樣，需要學習的兩種語言組合；聲音類型可以選擇可愛的動物聲音、標準的主播聲音等；(2)對著用戶界面內置的麥克風，用標準的語言輸入需要學習或者互動的內容，這里，我們提過該系統能夠實現單詞釋義、雙語翻譯、情景對話三種功能，所以我們可以自由輸入想要了解的內容；(3)系統開始進行音頻采集，用配置的錄音系統將用戶輸入的內容錄制音頻文件并存入緩存區；(4)進行語音識別和命令分析，首先對所輸入的內容，進行特征提取，然后通過各種方法，識別輸入內容的語種、語義、語氣等；然后深層次繼續分析，搞清楚用戶輸入該內容的意圖，是希望翻譯、解釋還是進行情景對話；(5)回應，若判斷為單詞釋義，則將該單詞正確的讀音還有意義播報出來；若判斷是雙語互譯，則將該句子的翻譯播報出來；如判斷是情景問答，則根據數據庫的內容，對輸入的語言，進行回答，開始情景互動中的問答環節；(6)播報完畢之后用戶馬上對所輸出的結果有了自己的評價，然后決定繼續學習還是結束學習，如果繼續學習的話，那么重新輸入:如果是單詞釋義或雙語互譯，則系統開始重新執行流程；如果是情景對話，系統將順著剛才的對話執行流程。
5.統的交互模式還用于展示一組人物形式的對話場景，通過該交互模式選擇某個對話場景后，將會出現學習任務，學習者根據所提供信息進行情景對話的任務練習。
6.根據權利要求1所述的人機互動的外語學習系統及其方法，其特征是:所述所述人機互動的外語學習系統的實現方式是客戶端服務器方式、瀏覽器\服務器方式、基于嵌入式系統的單機模式中的一種。
【文檔編號】G09B7/00GK103714727SQ201210377966
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年10月6日 優先權日:2012年10月6日
【發明者】高蓉 申請人:南京大五教育科技有限公司