[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

本发明属于在线教育技术领域，公开了一种基于人工智能的在线教育人机交互方法与系统，所述基于人工智能的在线教育人机交互系统包括：图像采集模块、语音数据采集模块、手势数据采集模块、动作数据采集模块、数据处理模块、中央控制模块、图像特征提取模块、命令识别模块、命令执行模块、用户学习状态判断模块、知识点提取模块、反馈模块、评价模块、数据存储模块、更新显示模块。本发明提供的基于人工智能的在线教育人机交互方法，能够有利于全面掌握用户的学习状态，同时能够有效对教师的教学质量进行评价与监督；对用户的学习状态进行监测，并及时反馈给老师；本发明还能够自动化的进行命令识别，提高智能化水平，进而提高用户的学习效率。

技术领域

本发明属于在线教育技术领域，尤其涉及一种基于人工智能的在线教育人机交互方法与系统。

背景技术

目前，教育是教育者有目的有计划有组织的对受教育者的心智发展进行教化培育，以现有的经验、学识推敲于人，为其解释各种现象、问题或行为，以增长能力经验，其根本是以人的一种相对成熟或理性的思维来认知对待，让事物得以接近其最根本的存在，人在其中，慢慢的对一种事物由感官触摸而到以认知理解的状态，并形成一种相对完善或理性的自我意识思维，但同时，人有着自我意识上的思维，又有着其自我的感官维度，所以，任何教育性的意识思维都未必能够绝对正确，而应该感性式的理解其思维的方向，只要他不偏差事物的内在；教育又是一种思维的传授，而人因为其自身的意识形态，又有着另样的思维走势，所以，教育当以最客观、最公正的意识思维教化于人，如此，人的思维才不至于过于偏差，并因思维的丰富而逐渐成熟、理性，并由此，走向最理性的自我和拥有最正确的思维认知，这就是教育的根本所在。

在线教育顾名思义，是以网络为介质的教学方式，通过网络，学员与教师即使相隔万里也可以开展教学活动；此外，借助网络课件，学员还可以随时随地进行学习，真正打破了时间和空间的限制，对于工作繁忙，学习时间不固定的职场人而言网络远程教育是最方便不过的学习方式。

然而，现有的在线教育系统老师无法掌握用户的学习状态、无法确定用户是否能够跟上上课进度，同时对于用户有无认真学习无法监测，对于老师的教学质量也不能进行评价；同时现有网课形式的在线教育不能自动进行知识点保存或标记。因此，亟需一种新的在线教育人机交互方法及系统。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的在线教育老师无法掌握用户的学习状态、无法确定用户是否能够跟上上课进度，同时对于用户有无认真学习无法监测，对于老师的教学质量也不能进行评价；同时现有网课形式的在线教育不能自动进行知识点保存或标记。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于人工智能的在线教育人机交互方法与系统。

本发明是这样实现的，一种基于人工智能的在线教育人机交互方法，所述基于人工智能的在线教育人机交互方法包括以下步骤：

步骤一，通过图像采集模块利用摄像设备获取用户的面部图像，并通过语音数据采集模块利用语音采集设备获取用户的语音信息；通过手势数据采集模块对用户的命令手势进行采集，同时通过动作数据采集模块对用户的学习动作进行采集；

步骤二，通过数据处理模块对采集的面部图像、语音信息以及命令手势数据分别进行处理；通过中央控制模块利用单片机或控制器协调控制所述基于人工智能的在线教育人机交互系统各个模块的正常工作；

步骤三，通过图像特征提取模块获取处理后的用户面部图像，对所述用户面部区域图像进行分割，分别得到每种预设面部子区域对应的图像；针对每种预设面部子区域，利用第一卷积神经网络提取该预设面部子区域对应的每张图像中的图像空间特征信息，并按照该预设面部子区域对应的每张图像的时间先后顺序；

步骤四，依次将所述预设面部子区域对应的每张图像的图像空间特征信息输入循环神经网络，利用所述循环神经网络提取输入的图像空间特征信息中时间特征信息，得到该预设面部子区域对应的第一图像时空特征信息；