近年来，各种先进技术不断推动在线教育高速发展，成为在线教育企业竞争力“护城河”。技术专利不仅仅体现出了一家企业的技术创新水平，也对企业开拓市场、获得用户认可贡献了巨大能量。截止到2021年4月，在线教育科技企业VIPKID共302件发明专利通过知识产权局初步审查，成为在线教育领域拥有发明专利数量最多的企业之一。
作为一家教育科技公司，VIPKID一直十分重视技术创新，相关发明专利全方位覆盖了教学研究、教学设备课前课中课后的使用、平台运营和AI技术应用等众多环节；涵盖语言理解、图像识别、语音处理、音视频传输、教学监控、自适应系统、知识图谱和用户画像等24个技术领域；并被大范围运用在VIPKID的教、学、练、评、测等多个环节。
此外，VIPKID还致力于将自身的教育资源投入公益教育，通过先进的专利技术推动教育资源平衡。其自研的星云EI平台，深度集成了人工智能AI技术，构建了能真正帮到孩子学习的教育大数据，旨在通过技术赋能教育，为用户提供更好的学习体验。多年来，星云EI平台的一系列经典实践，为行业带来了众多生动的案例。
2018年9月中国高层发展论坛上，甘肃定西山区的男孩王前进出现在演讲视频中。12岁的王前进从没走出过大山，其祖辈都在山区务农，然而他却拥有一位身在美国的外教老师，每周带他了解大山外的世界。持续三年的学习中，王前进有了梦想：要去看看山外的大海，要每周读一本书，学好知识做一名护士。
王前进的故事发生在VIPKID搭建的“世界大课堂”中，在这里，超过5万名的偏远山区学龄儿童，出现在每周的跨国视频直播课堂中，在外教老师的引导下，学语言看世界，并立志要用知识，走出和父母不一样的人生轨迹。
这样的故事每时每刻都在VIPKID的平台上发生着，在过去的七年间，VIPKID搭建和打磨了“星云EI”平台，借此把“世界大课堂”带给全球数百万孩子们，连接优质的教育资源，让他们的未来因科技而更美好。而在这百万孩子的群体中，5万多的山区孩子更是因为“世界大课堂”的创想，面对未来拥有了更大的选择性。
星云EI：基于教育大数据和人工智能的高品质音视频直播平台
据介绍，“星云”寓意让全国每一个孩子都不因地域而落后，无论身处何方都能学习到如星云般璀璨的知识。“EI”代表Education Intelligence，是VIPKID针对教育教育场景开发定制的AI技术。
星云EI的底层是低延迟高稳定的音视频课堂直播技术。星云系统提供核心数据中心分布、保障骨干网络能力，解决了在线课堂的全球网络互通和优化；通过国内外供应商和节点网络，增加国内边缘节点与海外节点的覆盖；借助“边缘----中心”路由优化技术，优化回源网络质量；SDN方案，全链路优化端到端的使用场景。
星云EI还利用自主知识产权的AI以及大数据技术，打通了在线教育大数据与学习效果体系之间的联系。通过AI分析过往数年全部老师和学生的每一节课，自动提取最高效的在线教学动作，实现教学体系高效迭代，形成学生和老师共有的个性化学习图谱。该平台以每节课的学生和老师的视频作为输入，结合业界领先的图像分析算法、音频处理算法以及语义分析算法，通过实时监测在线教育全教学流程中包括课堂表现、课前课后学习行为、LP督学、各阶段学习结果约100项指标。星云EI用分析了80万+学生、8800万节课，处理视频总数1.76亿条，时长超50亿分钟，总计超40亿条指标数据，输出AI指标52.8亿个。AI计算由流式处理架构实现，整体处理时效性在T+1内完成。借助先进的AI技术挖掘学习现象背后的因果逻辑，让教、学、练、测、评每一个环节的优化都有迹可循，也通过AI老师实现了真正的自适应学习。
在星云EI的音视频直播技术保障下，在线一对一课堂实现了高清晰度的视频交互通信，保证网络顺畅稳定与信息安全，在最高达3.5万课程实时并发的环境下，网络延时少于200ms，同时完课率提升到了99.5%，因网络原因而产生的投诉则下降到不足1%，这意味着每年可以为中国孩子多提供超过91万节的优质外教课程。
星云EI实现了真人老师AI分身 ，利用GAN视觉生成算法并结合语音技术，根据自定义的文本内容生成含有自然表情和肢体语言的老师形象。所生成视频逼真程度主观打分超过75%，用于衡量音画同步水平的人脸关键点L2距离仅0.6。真人老师AI分身内置的TTS技术可以在中英双语言自由转换，通过加入guided attention等技巧优化序列对齐信息，同时完成了中英文四级韵律预测，实现了近似人类发音的韵律特征。目前真人老师AI分身已应用在近20%的非1对1教学任务当中，可以实时与孩子产生交互，根据孩子的回答内容给出不一样的反馈，提升互动性。AI老师的出现打破了山区教育“师资成本过高”和“供给稀缺”的瓶颈，可极大地节约运营、助教、销售等金钱成本，以及培训老师所需的时间成本。
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