[发明专利]一种基于人工智能的在线教育人机交互方法与系统

说明书

技术领域

本发明涉及电子信息领域的一种数字化视听技术，包括一种能够识别受众情绪的子系统和智能会话子系统，尤其是将其二者与在线教育系统相结合，可以更好向受众呈现个性化的教学内容。

背景技术

在线教育(也称为e-Learning)是通过应用信息科技和互联网技术进行课程内容传播分享和快速学习的方法。在线教育的教学方式以网络为介质，用户与教师通过网络即使相隔万里也可以开展教学活动；此外，借助网络课件，用户还可以随时随地进行学习，真正打破了时间和空间的限制，网络远程教育是最方便不过的学习方式。

现有的在线教育系统，包括教师终端、网关服务器、用户终端等设备、教师终端提供课程的视频信息，然后宽带网关设备通过网关服务器将课程视频信息发送到用户终端，受众通过用户终端即可观看老师的授课内容。然而，在发展的过程中也出现了一些问题：由于虚拟世界的限制，受众与老师交互性不好；每个用户的学习进度不一致，对知识点的掌握程度不一样，而采用统一的课表难以满足受众个性化的需求。

为了解决上述技术问题，专利 CN201320133075.8公开了包括教师终端、服务器和至少一个用户终端的解决方案，所述教师终端和所述至少一个用户终端都借助于无线通信网络连接到所述服务器。专利CN201410132195.5公开了一种在线教育互动的方法及系统，包括由第一客户端获取用户手动书写的信息，响应用户的发送请求，将手动书写的信息发送至目标客户端；目标客户端接收后，将所述信息呈现给目标用户，同时获取目标用户手动书写的反馈信息的方式来实现。专利CN201310567606.9公开发了一种在线教育提问方法及系统，包括服务器，以及与该服务器连接的讲师端和若干用户端，该系统包括：提交模块，设置于讲师端和若干用户端；用于用户端提交问题或者答案至服务器的转发模块；转发模块，设置于服务器中，用于服务器将问题发送至其他用户端和讲师端进行显示，以及所述答案发送至用户端和讲师端。专利CN201610813907.9提供了一种移动互联网的在线教育系统，包括：云存储端、客户端、资料结构化单元、个性化推荐单元、学习评估单元等模块。云存储端用于提供海量数据的云存储，实现数据保存、备份；客户端，该客户端用于上传或下载相应的数据；资料结构化单元用于将数据中的学习资料进行分类并转换成细粒度可考核，形成可评估数据；个性化推荐单元根据学习资料官方定制或用户个性化定制若干课程模板，该模块根据课程模板定制课程顺序实现在线教育；学习评估单元根据练习评测、测验评测、学习过程收集的数据，评估学员学习情况。

总体来看，虽然现有的在线教育系统已经能够在某些方面初步提供个性化的服务，但在交互在线教育方法与系统方面还未见专利报道。本发明以现有流行在线教育平台为基础框架，以情绪识别模块的输出为依据，通过智能会话模块围绕课程内容进行个性化的人机交互。

发明内容

目前的在线教育，向用户直接提供视频，无法根据用户的学习状态适时调整课堂内容，因此，效果并不理想。它对用户的认知水平要求较高；缺乏有效管理；对于系统性和操作性较强的知识的学习缺乏优势，缺乏人机互动交流。本发明公开一种基于人工智能的在线教育人机交互方法与系统，包括在线教育人机交互方法、情绪识别子系统和智能会话子系统。本系统从增强在线学习的人机交互生动性角度出发，情绪识别子系统通过用户观看视频时的表情来判断用户的学习状态。而智能会话子系统会根据不同的情绪来调节相应的课程内容并进行机器问答式的交互，从而起到将传统课堂上的师生交互与反馈搬到线上，赋予在线课堂以更加逼真的拟人互动性。(如图1)

面向在线教育的情绪识别子系统是指，通过用户端摄像头采集的影像信息，利用计算机情绪识别技术分析用户的情绪，进而判断用户的学习状态和接受程度。在此基础上，适时调整在线课程的呈现内容与方式，解决传统在线教育学习效果不佳的问题。

面向在线教育的智能会话子系统是指，通过接收用户的语音输入并将其转换成文字形式，再利用自然语言理解模块对其进行处理。会话管理负责协调以上各部分的调用及维护当前会话状态，选择特定回复方式并交由自然语言生成部分进行处理。自然语言生成部分输出文字形式的回复，作为输入由语音合成部分将文字转换成语音输出给用户。