一种基于课堂教学场景下的人工智能助教音箱制造技术

一种基于课堂教学场景下的人工智能助教音箱，还具有声音接受模块、云计算核心处理模块、云端计算模块、音箱发声模块，云端计算模块还具有三个子模块，分别语义理解子模块、知识存储子模块和语音处理子模块，应用中，声音接受模块接收并处理用户发出的各种语音，并经输出至云计算核心处理模块，云计算核心处理模块处理后数据输入至云端计算模块，云端计算模块对用户提问进行回答后，生成回答的语音数据输入至云计算核心处理模块，云计算核心处理模块将语音数据进行处理后回传至音箱发声模块，音箱发声模块进而生成语音播放，最终以语音的形式回答用户问题，以及实现和用户交流。本发明专利技术为教师和学生提供教学帮助，取得更好的教学效果。

An AI teaching assistant speaker based on classroom teaching scene

An AI teaching assistant speaker based on classroom teaching scenario has three sub-modules: voice receiving module, cloud computing core processing module, cloud computing module and voice box pronunciation module. The cloud computing module also has three sub-modules: semantic understanding sub-module, knowledge storage sub-module and voice processing sub-module. In application, voice receiving module receives and processes user's voice. All kinds of voice are output to the core processing module of cloud computing. Data are processed by the core processing module of cloud computing and input to the cloud computing module. After the cloud computing module answers the user's questions, the voice data generated by the answer is input to the core processing module of cloud computing. The core processing module of cloud computing transmits voice data after processing to the voice module of the speaker and the voice of the speaker. The module then generates voice playback, and finally answers users'questions in the form of voice, as well as realizes and communicates with users. The invention provides teaching assistance for teachers and students, and achieves better teaching effect.

【技术实现步骤摘要】
一种基于课堂教学场景下的人工智能助教音箱
本专利技术涉及教育系统互联网应用
，特别是一种基于课堂教学场景下的人工智能助教音箱。
技术介绍
随着科技的发展，人工智能技术越来越多的应用在了人们工作、生活、学习等中。人工智能是计算机科学的一个分支，人工智能技术基于智能的实质，人工智能机器能以与人类智能相似的方式做出反应，并在很多领域优于人类；人工智能
所包含的主要技术要点包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能从诞生以来，理论和技术日益成熟，应用领域也不断扩大，未来人工智能带来的科技产品，将会是人类智慧的“容器”；人工智能可以对人的意识、思维的信息过程进行模拟，因而，人工智能不是人的智能，但能像人那样思考、也可能超过人的智能。智能音箱作为人工智能技术的一个应用，是普通音箱升级的产物，是家庭消费者用语音进行上网的一个工具，能实现比如点播歌曲、上网购物，或是了解天气预报等功能，还可以对智能家居设备进行控制，比如打开窗帘、设置冰箱温度、提前让热水器升温等。现在市场较为常见的智能音箱包括天猫精灵、小度智能音箱、苹果HomePod等。目前市场上的主流智能音箱能够做到的功能主要是个人助理、语音搜索、语音点歌、闲聊等。现有的智能音箱由于功能所限，能够完成的对话主要以闲聊和个人助理性工作为主，难以回答较有难度的专业问题；目前的智能音箱主要应用场景都在于家庭或者个人，还没有应用在教育场景下，担当智能助教功能的智能音箱。人工智能领域中，现有垂直领域的问答机器人多是以文本对话的形式实现的，比较少有基于语音问语音答的对话机器人；且主要实现载体多为网页或者手机app等，少有在音箱等智能硬件上实现的。基于上述，提供一种不但具有普通智能音箱、垂直领域的问答机器人功能，还具有回答用户在特定领域下一些较难以回答的专业问题，能实现基于语音问语音答功能，应用于教学领域，能为教师和学生提供教学帮助的人工智能助教音箱显得尤为必要。
技术实现思路
为了克服现有技术中，智能音箱因功能所限，难以回答较有难度专业问题，没有应用在教育场景下，担当智能助教的功能，现有垂直领域的问答机器人不具有于语音问语音答的功能，且实现功能的载体多为网页或者手机app等，不具有在智能音箱硬件上实现应用功能的弊端，本专利技术提供了不但具有普通智能音箱、垂直领域的问答机器人功能，还具有知识存储子模块，应用中可以回答用户在特定领域下（学习领域）一些较难以回答的专业问题，通过声音接受模块和音箱发声模块以及其余相应模块共同作用下，能实现基于语音问语音答的对话机器人功能，实现了基于音箱作为载体垂直领域问答功能，能有效应用在教育场景下，起到智能助教功能，为教师和学生提供教学帮助，取得更好的教学效果，并填补了现有技术空白的一种基于课堂教学场景下的人工智能助教音箱。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于课堂教学场景下的人工智能助教音箱，包括智能音箱本体，其特征在于还具有声音接受模块、云计算核心处理模块、云端计算模块、音箱发声模块，云端计算模块还具有三个子模块，分别是语义理解子模块、知识存储子模块和语音处理子模块，云计算核心处理模块、声音接受模块、音箱发声模块是安装在智能音箱本体处理系统内的应用软件，应用中，声音接受模块接收并处理用户发出的各种语音，并输出至云计算核心处理模块，云计算核心处理模块处理后数据经网络输入至云端计算模块，云端计算模块对用户提问进行回答后，生成回答的语音数据经网络输入至云计算核心处理模块，云计算核心处理模块将语音数据进行处理后输入至音箱发声模块，音箱发声模块进而生成语音播放，最终以语音的形式回答用户的问题，以及实现和用户交流。所述声音接受模块，主要功能是对用户的提问和聊天语音进行采集记录。所述云计算核心处理模块，主要功能包括三点，第一：对于声音接受模块接收到的声音信号进行压缩，以提高传输和处理速度；第二：将压缩后的声音经网络发至云端计算模块进行处理和计算；第三：接受云端计算模块返回的处理结果，并将结果传输给音箱发声模块。所述云端计算模块主要功能是处理云计算核心处理模块传来的用户提问数据等，对用户的提问进行回答，生成回答的语音，同时返回给云计算核心处理模块。所述云端计算模块的语义理解子模块利用自然语言处理技术，对用户的提问意图进行分析，并根据知识存储子模块的数据给出相应的回答；知识存储子模块使整个系统可以通过知识存储子模块存储的知识内容、经检索和推理来回答用户的专业问题，从而在教学场景中为老师或者学生的提问直接提供高质量的回答提供技术支撑；语音处理子模块主要有两个功能，一是语音识别，将云计算核心处理模块传输过来的音频内容转化为文本以方便语义理解子模块进行处理，二是将知识存储子模块生成的文本利用语音合成技术转化成语音，从而发送给云计算核心处理模块。本专利技术有益效果是：本专利技术应用时，当用户使用中发出教育相关的语音信号后，声音接受模块接收到用户的提问后，初步处理后数据传递给云计算核心处理模块，云计算核心处理模块处理后数据经网络输入至云端计算模块，云端计算模块对用户提问进行回答后，生成回答的语音数据经网络输入至云计算核心处理模块，云计算核心处理模块将语音数据进行处理后传至音箱发声模块，音箱发声模块进而生成语音播放，最终以语音的形式回答用户的问题，以及实现和用户交流。本专利技术中，知识存储子模块，克服了现有技术中，在智能问答环节中，专业领域的知识问答比较难的问题，通过知识存储子模块，使得整个系统可以通过知识存储子模块中存储的知识内容通过检索和推理来回答用户的专业问题，从而在教学场景中为老师或者学生的提问直接提供高质量的回答。本专利技术不但具有普通智能音箱、垂直领域的问答机器人功能，能实现基于语音问语音答的对话机器人功能，实现了基于音箱作为载体垂直领域问答功能，能有效应用在教育场景下，起到智能助教功能，为教师和学生提供教学帮助，能取得更好的教学效果，并填补了现有技术空白。基于上述，所以本专利技术具有极其广泛的应用前景。附图说明以下结合附图和实施例将本专利技术做进一步说明。图1是本专利技术架构框图。具体实施方式图1中所示，一种基于课堂教学场景下的人工智能助教音箱，包括智能音箱本体，还具有声音接受模块、云计算核心处理模块、云端计算模块、音箱发声模块，云端计算模块还具有三个子模块，分别是语义理解子模块、知识存储子模块和语音处理子模块，云计算核心处理模块、声音接受模块、音箱发声模块是安装在智能音箱本体处理系统内的应用软件，应用中，声音接受模块接收并处理用户发出的各种语音，并输出至云计算核心处理模块，云计算核心处理模块处理后数据经网络输入至云端计算模块，云端计算模块对用户提问进行回答后，生成回答的语音数据经网络输入至云计算核心处理模块，云计算核心处理模块将语音数据进行处理后输入至音箱发声模块，音箱发声模块进而生成语音播放，最终以语音的形式回答用户的问题，以及实现和用户交流。图1中所示，声音接受模块，主要功能是对用户的提问和聊天语音进行采集记录。云计算核心处理模块，主要功能包括三点，第一：对于声音接受模块接收到的声音信号进行压缩，以提高传输和处理速度；第二：将压缩后的声音经网络发至云端计算模块进行处理和计算；第三：接受云端计算模块返回的处理结果，并将结果传输给音箱发声模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于课堂教学场景下的人工智能助教音箱，包括智能音箱本体，其特征在于还具有声音接受模块、云计算核心处理模块、云端计算模块、音箱发声模块，云端计算模块还具有三个子模块，分别是语义理解子模块、知识存储子模块和语音处理子模块，云计算核心处理模块、声音接受模块、音箱发声模块是安装在智能音箱本体处理系统内的应用软件，应用中，声音接受模块接收并处理用户发出的各种语音，并输出至云计算核心处理模块，云计算核心处理模块处理后数据经网络输入至云端计算模块，云端计算模块对用户提问进行回答后，生成回答的语音数据经网络输入至云计算核心处理模块，云计算核心处理模块将语音数据进行处理后输入至音箱发声模块，音箱发声模块进而生成语音播放，最终以语音的形式回答用户的问题，以及实现和用户交流。

【技术特征摘要】
1.一种基于课堂教学场景下的人工智能助教音箱，包括智能音箱本体，其特征在于还具有声音接受模块、云计算核心处理模块、云端计算模块、音箱发声模块，云端计算模块还具有三个子模块，分别是语义理解子模块、知识存储子模块和语音处理子模块，云计算核心处理模块、声音接受模块、音箱发声模块是安装在智能音箱本体处理系统内的应用软件，应用中，声音接受模块接收并处理用户发出的各种语音，并输出至云计算核心处理模块，云计算核心处理模块处理后数据经网络输入至云端计算模块，云端计算模块对用户提问进行回答后，生成回答的语音数据经网络输入至云计算核心处理模块，云计算核心处理模块将语音数据进行处理后输入至音箱发声模块，音箱发声模块进而生成语音播放，最终以语音的形式回答用户的问题，以及实现和用户交流。2.根据权利要求1所述的一种基于课堂教学场景下的人工智能助教音箱，其特征在于声音接受模块，主要功能是对用户的提问和聊天语音进行采集记录。3.根据权利要求1所述的一种基于课堂教学场景下的人工智能助教音箱，其特征在于云计算核心处理模块，主要功能包括三点，第一：对于声音接受模块接收...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭红，
申请(专利权)人：上海优谦智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31