[发明专利]一种口型示教系统与示教方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种口型示教系统和示教方法，特别设计一种基于弹性空间动力学演化的人体口型示教系统和示教方法。 

背景技术

口型示教与我们的生活息息相关，尤其是在语言学习的过程中更是极为重要的一环。无论是对于刚开始学习母语的儿童，还是对于广大学习外语的学生，乃至部分需要学习识别唇语的特殊群体，掌握发音时相对应的口型都是非常重要的。当前，相关语言学习的培训费用高，且传统的教学模式效率相对低下，因此有必要开发智能高效的口型示教系统。随着计算机技术的发展和日趋完善，人脸的造型和动画作为计算机图形学中的一个独特分支也越来越受到人们的关注，其中针对视频、图像中人体口型的变化更是有广泛的应用。目前现有的口型示教系统中常规的方法一般都是通过对已有的视频图像加以分析处理，建立标准的口型数据库，再针对具体问题进行分析匹配。显然，这样的技术手段虽然能够较为准确地对视频和图像中的人脸口型进行重构变换，但是它也有一定的局限性。一方面，这个系统必须事先构建好庞大的标准口型数据库，需要庞大规模的口型数据样本；另一方面，匹配算法的实现涉及大量的计算分析，计算复杂度很高，相对应的硬件要求较高，不能较为普遍的应用。 

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高效、便捷、可扩展性强的口型示教系统，并给出基于该系统的口型示教方法。传统的口型示教系统中，所需示教的口型都呈现在他人的脸上。因为不同人的脸部、口部差异较大，这样的口型示教难以给用户提供直观的体验，教学效果并不理想。本发明系统和方法突破了这样的限制，可以实现所需示教的口型信息在用户脸部照片上的演化，准确、高效地生成示教口型视频，让所需示教的口型呈现在用户自己的脸上。同时，本发明系统和方法还可以根据用户的学习情况对示教的效果给出评价，以助于用户改进。本发明所述的口型示教指包括说话、歌唱、唇形模仿在内的一切涉及口型变化的教学。 

本发明采用的技术方案如下： 

一种口型示教系统，包括信息输入模块、视频采集模块、口型变换模块、对比评价模块、信息显示模块和数据存储模块，其中：

所述的信息输入模块用于录入用户信息和每次示教的示教匹配内容，所述的用户信息包括用户名和用户脸部照片；

所述的视频采集模块用于在示教前采集样例口型视频以及在示教过程中采集用户的模仿口型视频； 

所述的口型变换模块用于根据用户脸部照片对每次采集到的样例口型视频进行基于环形弹性空间的动力学时间演化，生成示教口型视频；

所述的对比评价模块用于将示教过程中用户的模仿口型视频和样例口型视频进行基于环形弹性空间的动力学时间分析，得出对比评价结果，所述的对比评价结果包括用户学习效果评价和改进建议，可以是文字或图片或文字和图片的组合；

所述的信息显示模块用于实时显示示教过程中的所有信息，包括用户信息、每次示教的示教匹配内容、示教口型视频和对比评价结果；

所述的数据存储模块用于存储用户数据，所述的用户数据包括用户信息、每次示教的示教匹配内容、样例口型视频、模仿口型视频、示教口型视频和对比评价结果。

本发明的口型示教系统可以运用基于环形弹性空间的动力学时间演化将所需示教的口型信息反演在用户自己的脸部照片上，准确、高效地生成示教口型视频以供示教。此外，本发明系统还能录入用户学习时的模仿口型视频和示教口型视频进行基于环形弹性空间的动力学时间分析，给出对示教效果的评价和建议，以助于用户改进。 

各个模块的连接方式如图1所示。其中，所述的信息输入模块与数据存储模块之间、视频采集模块与数据存储模块之间、口型变换模块与数据存储模块之间、信息显示模块与视频采集模块之间、信息显示模块和数据存储模块之间、对比评价模块和数据存储模块之间、对比评价模块和信息显示模块之间可部分或全部通过有线或无线方式进行连接，以保证数据的有效传输。可以根据实际需要，全部采用有线方式连接，全部采用无线方式连接，或部分采用有线方式连接、部分采用无线方式连接。 

所述的示教匹配内容是与待示教的口型图像信息相匹配的文字信息，用于在实时示教过程中显示给用户进行参照。例如，针对一篇文章进行口型示教时，示教匹配内容即为该文章的文字信息。 

所述的样例口型视频为每次示教中作为标准进行示教的他人的口型视频。 

所述的示教口型视频为每次示教中实时显示在信息显示模块用以示教的口型视频，由口型变换模块利用样例口型视频在用户脸部照片的基础上通过基于环形弹性空间的动力学时间演化生成。