一种基于语音识别技术的教学系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于语音识别技术的教学系统，其特征在于，所述系统包括：语音识别单元、声强检测单元、语音合成单元、面板控制单元、面板、主控器和上位机；所述主控制器分别信号连接于语音识别单元、声强检测单元、语音合成单元、面板控制单元和上位机；所述面板控制单元信号连接于面板。本发明专利技术具有教学效果好、自我校验、模拟多种声音和不易受干扰等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及语音识别
，特别涉及一种基于语音识别技术的教学系统及方法。
技术介绍
在实际生活过程中，不管是学习还是工作，我们都需要进行训练，以便适应实际过程中面临的问题。虚拟教学系统就应运而生，而在虚拟教学系统中，又具备多种形式，包括视频教学和语音教学。视频教学由于生动形象，受到很多人的追捧，但整个系统的造价较为高昂。但是实际过程中，语音教学由于较为廉价，而且具备不输于视频教学的效果，其普及率更高。而现有的语音教学系统还存在以下的问题：1、无法模拟多种声音：由于现有的教学系统多采用固定的机械式声音进行教学，无法模拟更多的声音类型。2、容易受干扰：无法识别操控者的声音和外部的干扰声音，导致教学过程中系统的运行错误。3、教学效果较差：对于操控者的声音的识别和对声音的预处理方式较为落后，很多时候会导致误操作，进行错误教学。4、和上位机的通信效果较差：和上位机进行通信的时候未对通信过程进行校验，导致通信错误。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术提供了一种基于语音识别技术的教学系统及方法，本专利技术具有教学效果好、自我校验、模拟多种声音和不易受干扰等优点。本专利技术采用的技术方案如下：一种基于语音识别技术的教学系统，其特征在于，所述系统包括：语音识别单元、声强检测单元、语音合成单元、面板控制单元、面板、主控器和上位机；所述主控制器分别信号连接于语音识别单元、声强检测单元、语音合成单元、面板控制单元和上位机；所述面板控制单元信号连接于面板。采用上述技术方案，操作人员可以在面板上对整个系统进行操作，面板控制单元根据操作人员的操作发送控制命令道控制器从而对整个系统进行控制。所述语音识别单元，用于识别操作人员的口令；它包括：声音输入模块、频谱分析模块、特征提取模块、语音识别模块、语音识别器、关键词列表、拼音串和MCU处理器；所述声音输入模块信号连接于频谱分析模块；所述频谱分析模块信号连接于特征提取模块；所述特征提取模块信号连接于语音识别器；所述语音识别器分别信号连接于MCU处理器和关键词列表；所述关键词列表信号连接于拼音串；所述MCU处理器信号连接于拼音串。所述声音输入模块，用于接收来自于主控制器处理后的声音信号；所述频谱分析模块，用于对获取的声音信号进行频谱分析，将分析后的声音信号发送至特征提取模块；所述特征提取模块，对声音信号进行特征提取，将处理后的信号发送至语音识别模块；所述语音识别模块，用于根据关键词列表中的关键词对语音信号进行识别，将识别后的语音信号发送至；所述MCU处理器，用于处理用户输入的关键词，将处理后的关键词发送至拼音串；所述拼音串，用于将处理后的关键词转换为拼音串，将拼音串发送至关键词列表进行存储，从而更新关键词列表。采用上述技术方案，语音识别单元所处理的声音信号是经过声强监测单元预处理后的信号。所述声强检测单元，用于检测接收到的声音信号是否是对该设备进行控制的口令；所述声强检测单元包括：声音采集模块、数模转换模块、声强判断模块、信号放大模块和信号采样模块；所述声音采集模块，用于对外部声音信号进行采集；所述数模转换模块，用于将采集到的声音信号转换为电信号；所述声强判断模块，用于接收到的信号强度进行判断，若声强超过设定的阈值则将信号发送至信号放大模块，若声强未超过设定的阈值，则将接收到的信号进行删除；所述信号放大模块，用于将信号进行放大；所述信号采样模块，用于对信号进行采样，将采样后的声音信号发送至控制器。进一步的，声强检测单元中的阈值可以通过面板进行设置，同时也可以通过程序进行预设。所述语音合成单元，包括发音人选择单元、语速调节单元、语调调节单元、音量调节单元和合成单元；所述发音人选择单元分别信号连接于语速调节单元、语调调节单元和音量调节单元，用于根据控制器发送过来的经语音识别信号识别后的语音信号随机选择不同的发音人，将该发音人对应的语音特征分别发送至语速调节单元、语调调节单元和音量调节单元；所述语速调节单元，用于根据接收到的发音人特征，生成对应的语速特征；所述语调调节单元，用于根据接收到的发音人特征，生成对应的语调特征；所述音量调节单元，用于根据接收到的发音人特征，生成对应的音量特征；所述合成单元分别信号连接于语速调节单元、语调调节单元和音量调节单元，用于根据接收到的语速特征、语调特征和音量特征合成最终的声音信号。进一步的，语音特征、语速特征、语调特征和音量特征都是一个参数，合成单元根据获取的参数和语音识别单元的识别结果，进行合成，生成最终的声音信号。一种基于语音识别技术的教学方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：声强检测单元对接收到的声音信号进行声强检测，若声强超过了设定的阈值则对声音信号进行预处理，然后发送至控制器，执行步骤2；若声强未超过设定的阈值，则将接收到的信号删除；步骤2：控制器将预处理后的声音信号发送至语音识别单元；语音识别单元对接收到的声音信号进行语音识别处理，将处理后的声音信号发送至控制器；步骤3：控制器将语音识别处理后的声音信号发送至语音合成单元；语音合成单元对接收到的经语音识别单元识别后的声音信号进行合成，生成最终的语音信号。所述上位机对声音信号进行回放的方法包括以下步骤：步骤1：上位机发送串口命令至控制器；控制器监测串口0是否终端，如果终端则执行步骤2，如果未终端则不进行处理；步骤2：控制器接收上位机的控制命令，判断接收到的数据中是否存在本机地址，如果存在，则执行步骤3，如果不存在则跳回继续执行步骤1；步骤3：控制器将地址存入缓冲区，判断地址是否接收完整，如果是则执行步骤4，如果不是则继续执行步骤1；步骤4：控制器开始进行CRC校验，如果校验正确，则执行步骤5，如果校验不正确则跳回执行步骤1；步骤5：执行信号回传，将声音信号发送至上位机。采用上述技术方案，可以保证控制器准确获取上位机的控制命令，避免了误操作。采用以上技术方案，本专利技术产生了以下有益效果：1、可合成不同的声音：本专利技术的教学系统可以合成不同的类型的声音信号，可以使得被训练者可以接受不同类型声音的训练，提升教学的效果。2、不易受干扰：本专利技术的教学系统通过对声音强度的识别可以判别是操控者的声音还是环境的干扰声音，避免了部分干扰。3、教学效果好：本专利技术的教学系统通过对声音的准确识别和合成不同类型的声音，提升了教学的效果。。4、通信效果好：本专利技术的上位机和控制器的通信过程中进行了多重验证，保证了通信过程的稳定和准确。附图说明图1是本专利技术的一种基于语音识别技术的教学系统及方法的系统结构示意图。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。本专利技术实施例1中提供了一种基于语音识别技术的教学系统，系统结构如图1所示：一种基于语音识别技术的教学系统，其特征在于，所述系统包括：语音识别单元、声强检测单元、语音合成单元、面板控制单元、面板、主控器和上位机；所述主控制器分别信号连接于语音识别单元、声强检测单元、语音合成单元、面板控制单元和上位机；所述面板控制单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于语音识别技术的教学系统，其特征在于，所述系统包括：语音识别单元、声强检测单元、语音合成单元、面板控制单元、面板、主控器和上位机；所述主控制器分别信号连接于语音识别单元、声强检测单元、语音合成单元、面板控制单元和上位机；所述面板控制单元信号连接于面板。

【技术特征摘要】
1.一种基于语音识别技术的教学系统，其特征在于，所述系统包括：语音识别单元、声强检测单元、语音合成单元、面板控制单元、面板、主控器和上位机；所述主控制器分别信号连接于语音识别单元、声强检测单元、语音合成单元、面板控制单元和上位机；所述面板控制单元信号连接于面板。2.如权利要求1所述的基于语音识别技术的教学系统，其特征在于，所述语音识别单元，用于识别操作人员的口令；它包括：声音输入模块、频谱分析模块、特征提取模块、语音识别模块、语音识别器、关键词列表、拼音串和MCU处理器；所述声音输入模块信号连接于频谱分析模块；所述频谱分析模块信号连接于特征提取模块；所述特征提取模块信号连接于语音识别器；所述语音识别器分别信号连接于MCU处理器和关键词列表；所述关键词列表信号连接于拼音串；所述MCU处理器信号连接于拼音串。3.如权利要求2所述的基于语音识别技术的教学系统，其特征在于，所述声音输入模块，用于接收来自于主控制器处理后的声音信号；所述频谱分析模块，用于对获取的声音信号进行频谱分析，将分析后的声音信号发送至特征提取模块；所述特征提取模块，对声音信号进行特征提取，将处理后的信号发送至语音识别模块；所述语音识别模块，用于根据关键词列表中的关键词对语音信号进行识别，将识别后的语音信号发送至；所述MCU处理器，用于处理用户输入的关键词，将处理后的关键词发送至拼音串；所述拼音串，用于将处理后的关键词转换为拼音串，将拼音串发送至关键词列表进行存储，从而更新关键词列表。4.如权利要求3所述的基于语音识别技术的教学系统，其特征在于，所述声强检测单元，用于检测接收到的声音信号是否是对该设备进行控制的口令；所述声强检测单元包括：声音采集模块、数模转换模块、声强判断模块、信号放大模块和信号采样模块；所述声音采集模块，用于对外部声音信号进行采集；所述数模转换模块，用于将采集到的声音信号转换为电信号；所述声强判断模块，用于接收到的信号强度进行判断，若声强超过设定的阈值则将信号发送至信号放大模块，若声强未超过设定的阈值，则将接收到的信号进行删除；所述信号放大模块，用于将信号进行放大；所述信号采样模块，用于对信号进行采样，将采样后的声音信号发送至控制器。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢敏，
申请(专利权)人：成都市和平科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51