CN1488089A - 交互学习***的访问控制 - Google Patents

Abstract

控制对计算机设施处计算机网络资源进行访问的一种技术允许用户通过一个网络的计算机节点与该计算机设施交互作用，这里该用户交互作用包含通过该计算机节点向该计算机设施提交的语言学习响应，并进行用户鉴别过程以确定所允许的用户是否是被授权的。该用户鉴别过程是以该计算机设施在所允许的用户交互作用期间得到的用户鉴别信息以及从该用户语言学习响应中提取的用户鉴别信息来进行的。这样，用户鉴别的发生不会侵扰对该计算机设施的利用。

Description

交互学习***的访问控制

技术领域

本发明一般地涉及对计算机网络资源的访问控制，具体地涉及控制对提供交互学习处理过程的网络位置的访问。

背景技术

随着商业的全球化，对理解第二语言和能以第二语言通信的需求在增长。所以，外语/第二语言训练产业是一个快速扩展的产业，而且现在在研究如何把新的技术，如因特网，应用于这种训练。当前的语言训练产品元素包括印刷品、音频磁带、软件应用、视频磁带以及因特网网络，通过网络提供信息和远程学习课程。对于把各种外语/第二语言训练过程应用于因特网世界，正做过若干尝试，但大多数只是印刷的、音频的和视频的材料向计算机客户机——服务器应用的简单转换，即因特网应用通常未提供超出传统介质所提供的现有特点的新特点。

涉及外语/第二语言训练的出版业容易受到因伪造、出租、照相复制以及二手购买他们的印刷训练材料而造成的收入损失。当某人对原始训练材料进行未被授权的复制，例如非法的照相复制时，便发生了伪造品。这些伪造品可能被作为真正的被授权的材料流传出去。当伪造品被出售时，出版商不会收到补偿，来自伪造品的全部收入为伪造品的出售者所得。发生出租损失是因为原始材料拷贝被出租给第三方，于是他不需要购买原始材料。类似地，未被授权地照相复制原始材料造成对这些材料的需求减少。二手购买剥夺了出版商的收入，因为二手货销售商从这种销售中得利。所有这些对原始材料的使用或者呈未被授权的或者在当前超出了出版商的控制之外，所有这些使出版商的收入减少。如果语言训练材料的出版商能从他们的印刷材料的这种使用中抓到一些失掉的收入，那将是有好处的。

现代计算机技术能提供软件应用的网络实现，以使得可以得到训练材料的在线版本，从而能有更大数量的用户进行访问。计算机技术还能用于补充和增强训练材料的表现力。通过因特网能方便地实现对这种训练材料的网络访问。因为在线访问是如此容易得到，而容易访问也意味着未被授权地使用这种新介质中的应用程序和材料的可能性极大。说话人识别技术是提高通过在线访问进行语言教学的效率、质量和趣味的潜在有力手段。在不同领域(如***交易授权、安全访问以及对计算机化***访问的口令保护等)的许多应用中，说话人识别技术正在被作为安全措施使用，以保证对用户的适当识别。

当前由一些公司提供多样说话人识别产品，如SpeechWorksInternational公司(Boston，Massachusetts，USA)和DialogicCorporation of Parsippany(New Jersey，USA)等公司。当前还由一些公司提供说话人识别技术，如ITT SpeakerKey，Netkey和WEBKey，LucentSpeaker Verification，以及来自T-Netix公司(Englewood，Calorado，USA)的“SpeakEZ”商业应用的一例是由Apple Computer(苹果计算机)公司(Cupertino，California，USA)把说话人识别集成到“Mac OS9”中，用于对访问计算机操作***的用户进行语音认证。在这种***中，在说话人识别过程完成之前访问被拒绝。

对于出版业，照相复制、二手购买、出租和伪造等现象是一个重大问题。由于对先前用过的材料的二手出售显著增加，还由于主要是在教育界购买书籍再出租和照相复制书籍，使出版业遭受潜在收入的损失。有一些司法部门主张颁布出租和照相复制法律。许多这些法律可能对消费者有利但对出版商是高度有害的，因为它们会造成减少从出版商处购买原始材料。此外，在设计师服装业盛行的伪造现象也已渗透到出版业，对出版商造成严重的利润损失。

基于因特网的远程学习技术正在被使用，那里教学提供者维持一个因特网位置，如一个Web站点，而用户访问这一教学网络接受专业指导和技能评估。然而，如前文指出的那样，蒙混使用这类学习网站的机会是很大的。例如，一位被授权的用户可以得到对该Web网站的访问以进行计算机学习课程，但是后来可能离开了该计算机，而不同的学生可能继续，占据了被授权的学生的位置。这种情况是人们不希望的，这至少有两个理由：第一，由服务提供者观察到的表现不是被认为的实际学生的表现；第二，至少两个人在使用该学习网站，尽管只有一个人在提供付费或被收费，造成该Web网站提供者收入损失。

由上文的讨论，应该清楚，需要一种出版产品，它包含印刷的和因特网上的两种材料并且只能由被授权的人们使用。这种访问控制将允许出版商从许可费获益并因此从那些从出版商以外的其他来源得到他们的产品的用户那里赚取收入。本发明满足这一需求。

发明内容

本发明提供一种技术来控制对一计算机设施处的计算机网络资源的访问，其作法是允许用户通过网络的计算机节点与该计算机设施进行交互作用，这里该用户交互作用包含通过该计算机节点向该计算机设施提交语言学习响应，以及进行用户鉴别过程以确定所允许的用户交互作用是否是被授权的，如果确定该用户未被授权，则确定所允许的用户交互作用是否应继续下去，这里以所允许的用户交互作用期间由该计算机设施得到的用户鉴别信息以及从用户的语言学习响应中提取的用户鉴别信息来进行该用户鉴别过程。以这种方式，能够无需利用计算机设施就发生用户鉴别。

用户鉴别能作为说话人识别过程的结果而发生。说话人识别过程利用了从当前访问该计算机设施的用户收集的语音信息。该访问控制特别适于语言训练***，它从用户收集语音信息是作为其正常操作的一部分。以这种方式，本发明允许材料出版商把印刷材料与在计算机设施处的因特网材料结合，并有信心该计算机设施只能由被授权的人们使用。

在本发明的另一方面，由***确定为未被授权用户的用户将被邀请成为被授权用户，例如通过付给补充的登录费。以这种方式，用户不知道进行任何明显的用户识别检验操作，而且一旦未被授权的用户被发现了，他们被邀请为被授权用户并继续他们的学习过程，其交换条件是付费。这样，未被授权的用户不立即被停止使用该***，而代之以作为增加销售的机会对待。

在本发明的又一方面中，能提供输入装置如送话器装置供人购买，这里的送话器装置包括一个代码发生器。它产生代码输出并在送话器装置向用户计算机提供电信号的信道上与用户计算机通信。在本发明的另一方面，由用户使用该送话器装置，使得用户鉴别信息包含由该送话器装置的代码发生器产生的用户代码。

由下文中对优选实施例的描述应清楚看出本发明的其他特点和优点，这些实施例以举例方式说明了本发明的原理。

附图说明

图1是根据本发明构成的网络计算机***的方框图。

图2是流程图，显示根据本发明为提供访问控制由图1所示计算机执行的处理过程。

图3是流程图，显示为完成图2所示用户鉴别处理由图1所示计算机执行的处理过程。

图4是流程图，显示为完成用户声印(voice print)处理由图1所示计算机执行的处理过程。

图5是流程图，显示为完成用户声印验证处理由图1所示计算机执行的处理过程。

图6是流程图，显示为完成用户跟踪处理由图1所示计算机执行的处理过程。

图7是流程图，显示为完成用户技能评估处理由图1所示计算机执行的处理过程。

图8是流程图，显示为完成连续访问决定处理由图1所示计算机执行的处理过程。

图9是根据本发明构成的图1所示***的一台计算机的方框图。

图10是带有附加用户输入设备的用户计算机的示意图。

图11是在用户计算机显示器上显示的示例万维网页的一个表现，显示出用户选择数据模块。

具体实施方式

图1是根据本发明提供网络访问控制的***100的方框图。在个人计算机104处的用户102在计算机网络106(如因特网)上发起一个通信会话(session)，以得到对交互式网络资源108的访问。网络资源108可以包含例如由学习服务器110提供的交互学习计算机设施，学习服务器110与说话人识别处理器112一致行动。学习服务器110接收来自用户102的访问请求并允许用户访问计算机网络设施108，于是该用户利用该设施，当使用该设施时，用户将通过提供语音命令和响应***查询偶尔地提供语音信息。在由用户发起访问之后，计算机设施108等待一段预定的时间，然后确认该用户的语音信息已被送入在计算机设施108处含有的网络授权数据库114。

如果先前未曾送入该用户的语音信息，则在当前的通信会话期间服务器计算机110将从识别出的用户102接收语音数据作为该用户在用户客机节点104说话的结果。服务器计算机响应由使用说话人识别技术确定是否该用户为被授权用户的确定结果，确定是否允许由所识别出的用户继续访问计算机网络设施108。于是本发明通过允许用户访问然后在用户利用该计算机设施的同时以说话人识别技术不引人注目地进行用户鉴别，从而实现对计算机设施在线访问的控制。

在图1所示实施例中，计算机设施108提供语言教导。如果希望的话，该设施可以提供其他类型的信息和服务。在用户与该计算机设施进行在线交互作用期间，用户将在检索课程数据库120之后从该计算机设施接收语言课程。所收到的课程可以包括音频视频、文本和图形信息的组合122。视频单元可在个人计算机104的显示器上观看，音频单元可由用户经个人计算机104的扬声器或耳机或头戴受话器124收听。课程数据库120根据语言教学计划提供课程或数据模块。数据模块可在交互作用基础上被接收，如由Web页传送或通过因特网流技术，或者数据模块可由网络下载接收，如通过文件传输技术，供以后由用户阅读。

用户102通过产生语音126对所收到的学习模块做出反应，语音126将由个人计算机104的送话器装置128接收。此外，用户可以以个人计算机上的键盘和显示鼠标器向计算机设施108提供输入。在与用户的这种计算机交互作用过程中，计算机104将以本领域技术人员都知道的方式把用户的语音转换成语音信息并把这种数据提供给计算机设施108。然后将由说话人识别处理器112将该语音信息与授权数据库114中存储的语音信息加以比较。这种比较技术是本领域技术人员都知道的。说话人识别处理器112和学习服务器110可以包含计算机设施108的单独的计算机，或者它们的功能可以组合到单一计算机中。用户的语音信息还可以称为说话人验证信息或“声印(voiceprint)”信息。根据语音信息比较，学习服务器110将决定是否允许用户继续访问。在图2中对这一处理过程给予了更详细的描述。

用户授权

图2是流程图，显示图1所示***100执行的处理过程以根据本发明提供访问控制和确认用户授权。处理过程以用户请求***进行用户识别开始，如流程图中编号202的方框所示。在这一操作中，用户可能被要求提供他或她的口令或代码以及名字。这种初始自识别可由键盘输入或由语音输入来提供。在语音输入的情况中，用户将以向计算机送话器中说话来响应，从而产生该用户的声印，其输入方式是本领域技术人员都清楚知道的。替代作法是可以通过对用户的语音取样或其他自动获取用户信息手段自动地进行初始识别202。

不论在哪种情况中，用户识别202将确认一个已提供识别参数(如名字和口令)的人在授权数据库中对于所提供的名字和口令有匹配的条目。于是***允许该用户访问该计算机设施。如果在授权数据库中未找到匹配，则***阻止进一步访问或向用户提供一个成为被授权用户的机会，例如通过付费。这样，在该优选实施例中，第一次的用户将被分转到一个登记过程作为用户识别202的一部分。

当收到用户的说话人验证信息时，***将检验确定该用户的声印信息是否已存在于该***中。这由判决框204代表。如果已经收到过该声印，则在判决框204有肯定输出，于是在框206将识别出课程或学习模块供发送给该用户。例如，***可能提供课程计划中的下一个系列课程。如果被检验的声印先前未曾被收到过，则在判决框204有否定输出，这表明一个新用户在试图得到对该计算机设施的访问。用户的声印信息实际上是***用以授权或验证用户的手段。所以，如果该用户是新用户，则在框208将构成该新用户的声印并将其存储于数据库中。下文中将更详细地描述这一过程。

一旦***已经确认该用户的声印信息是可用的，则可以识别出一个课程供发送给该用户，这里在流程图中的编号206的框中进行的。一旦该用户已循环经过全部课程，则将在框210结束这一课程序列。如流程图中编号212的框中指出的那样，课程将从课程数据库中检索出来。在与***交互作用期间，到结束单个课程时，将在用户计算机的显示器上向用户展现一个或多个问题。如框212中指出的那样，这些问题也将从学习设施处的课程数据库中提取供展现给用户。这些问题将要求用户口头回答以记录一个短语214。用户的语音响应也将被记录在声印授权数据库，创建带有相应语音参数的实时声印。在与***交互作用以完成课程的正常过程中收集的这一声印信息将由***用于决定是否继续进行该课程。

更具体地说，优选地，***将允许发生正常的课程操作并将周期性地进行检验以确定正在学习课程的用户是否是先前以前面得到的口令和名字标识的同一个人(框202)。这防止诸如一个人得到一被授权用户的名字和口令并装作那个用户试图继续课程学习的情况。图2显示有三种方式检验用户授权，如在“检验”框216中描述的那样。这三种检验每个提供一个访问参数授权输出。***可以进行用户的声印检验218，***可以针对先前的课程进展来跟踪正在学习的用户的进展220，以及***可以评估正在学习的用户的技能222。应该指出，这三种授权检验218、220、222每种从用户的语言响应中提取信息，无需侵入用户的交互过程而且无需用户知道该授权提取过程。

为实现声印检验218，***使用语音识别技术将被授权用户的记录声印信息与正在学***方面的未预料到的或不寻常的变化(或上升或下降)都可能表明一个被授权的用户已允许另外某人进入该***。一旦以这种方式警告有潜在的问题，***将优选地通过针对存储的用户声印信息再次检验正在学习的用户的声印信息，确定该正在学习的用户实际上是否是被授权用户。为实现对正在学习的用户技能的评估222，***将跟踪课程计划中该用户的技能。未预料到的较低(或较高)技能结果能表明一被授权的用户已允许一未被授权的用户进行访问。在***以这种方式受到潜在问题警告时，***将优选地通过再次检验该用户的声印信息，确定该用户实际上是否是被授权用户。

在进行了必要的用户授权检验之后，***将对正在学习的用户是否是伴有第一次在框202得到的用户名和口令的先前已被授权的用户做出结论。然后在框224，***将决定对用户的识别。即***将决定该用户是否是适当许可的或被授权的用户。然后***将对继续访问和继续课程做出决定，如编号226的继续框指出的那样。如果***对该用户的识别有任何怀疑，则在正在学习的用户的计算机屏幕上出现一条消息并优选地在框228立即停止当前课程。如果***决定继续是适当的，则处理过程返回框206处的课程展现。

用户口令识别

如在上述框202指出的那样，当用户第一次试图使用该***时进行用户识别。图3显示初始用户识别处理的详情，在那里检验用户名和口令。首先，用户被要求提供口令信息，该信息出现在语言训练出版商生产的教科书的用户本中，或者可以由送话器提供，或者由限制访问的输入设备(如下文进一步讨论的送话器装置)提供。例如，可以在用户的计算机屏上出现如下消息“请输入你的口令”。在图3流程图的框302中，用户将输入口令，它能在例如教科书中找到或者附在送话器或输入设备上。然后，在框304***将在授权数据库中搜索该口令并在框306针对数据库中的口令检验由用户输入的口令。如果***确定该口令不存在，则在判决框308给出否定输出，于是在用户的计算机屏上出现警告信息。例如，可以在屏幕上出现如下信息“你提供了错误码的用户口令”，请与我们联系，我们将乐于尽快协助你”。然后***在框310立即停止处理该课程。

如果***确定由用户输入的口令的确存在，则用户将被要求填入他或她的名字。例如，可以在用户计算机屏上出现如下消息“请输入你的名字”。在框312用户将输入他或她的名字。***将检验该用户名并确定该用户是否是新用户，如在判决框314中指出的那样。如果在数据库中未发现该用户的名字，则该用户是一个新用户。在判决框314有一肯定输出，在框316该用户名将被添加到口令授权数据库并在框318将被指出是新用户。优选地，授权数据库包括关于被授权用户的信息，如名字、口令(例如来自伴随的教科书)、用户技能参数(课程水平、技能评估)以及声印样本参数。通过其后使用这些信息，***将防止任何其他用户使用这同一口令。在这一阶段(框318)，当新用户名首次添加到授权数据库时，该用户的所有技能参数将被置为零级。

这样，***已验证了所提供的口令是合法的口令(框308)并已验证了数据库中的用户名(或已把用户名送入数据库(框314)。接下来，***将在口令数据库中搜索该用户以检验确定该用户名是否与该口令匹配，如在判决框320中指出的那样。如果用户不是被授权用户，则在判决框320有否定输出，则***阻止用户继续并将在框322停止。例如，将在屏上出现如下消息“我们无法识别你。请与我们联系，我们将乐于尽快协助你”。然后***将立即停止处理该课程计划。

如果用户名与用户口令匹配，则在编号320的判决框有一肯定输出。则***在流程图中编号324的框中初始化一个错误计数。该错误计数是未被授权用户指示。在预先确定的识别失败次数(由错误计数表示)之后，***将把该用户认作未被授权用户并停止整个过程。然后在框326***从口令授权数据库中检索课程水平并在框328把当前用户的课程水平设成这一搜索出的水平。这一步骤结束用户识别处理过程。

构成用户声印

构成新用户声印作为识别用户手段的过程示于图4。如果***确定对于一个识别出的想要访问学习设施的用户不存在声印信息，则进行这一过程。在由图4流程图的编号402的框代表的第一步骤中，***初始化声印参数。本领域技术人员将会理解，数字形式的语音信息由特定的众所周知的参数代表。框402指出，***把这些参数设为零或其他初始状态，准备接收相应于被识别出的用户的那些参数。

在由流程图中编号404的框代表的下一步骤中，***收集声印信息。如果该声印信息已被成功地存储，则过程在框406结束。如果尚未成功地收集声印信息。意味着它尚未在口令数据库中，于是在框404***通过让用户向用户计算机送话器中说一个短语来收集声印信息。例如，可以让用户回答显示屏上出现的一个问题。优选地，该问题是从课程数据库中随机选出的，如流程图中编号为410的框指出的那样。用户的说话响应由送给器输出信号表示，在流程图的编号412的框处被数字化并记录在用户计算机中。在框414所记录的说话响应信息被处理。这一处理包括以特定数据格式(如称作倒谱(Cepstral)系数的数据格式)表示数字化信息和提供说话音调估计的公知处理技术。这一处理在例如下述文献中描述过：“用于稳健的不依赖文本的说话人识别的非线性鉴别特征提取”，作者Y.Konig，L.Heck，M.Weintraub以及K.Sonmez(1998)，RLA2C-ESCA文集，说话人识别及其商业和法庭应用，72-75页，Avignon，France.

接下来，如流程图中编号416的框指出的那样，***提取声印参数，从而确定将由***用于用户识别的语音信息。提取出的参数允许更紧凑地表示声印信息。这一步骤优选地由用户计算机完成，以减少必须通过计算机网络发送给学习设施的数据量。最后，在框418提取出的声印信息提供给学习设施，并在框420，学习服务器把声印信息存储到授权数据库。

检验语音信息

如上文指出的那样，说话人识别技术用于课程期间比较被授权用户声印与新用户的记录比较，这是产生访问授权输出的三种方式之一。声印比较将在后台发生，正在学习的用户不会知道这一过程，而且既不会干扰用户也不会干扰课程的进展。图5显示该过程的详情。

在由图5流程图编号502的框指出的第一声印检验步骤中，***处理所记录的短语。这一处理是公知的，如能由上述参考文献理解的那样，它提出了一种可能的途径。在上述参考文献(用于稳健的不依赖文本的说话人识别的非线性鉴别特征提取)中描述的过程包括如下处理：

1.对每个语音帧，提取17个倒谱系数和音高估计。

2.把当前帧特征加上4个过去帧加上4个未来帧输入到5层MLP162维矢量中，以产生31个输出。

3.为目标说话人训练GMM。

然后，如编号504的判决框所示，学习设施比较处理过的声印信息和存储在学习设施数据库中的用户声印信息。如果这两个信息不匹配，则判决框504有否定输出。于是在框506将把一个错误加到错误计数上。该错误计数由其他学习设施过程使用，这将在下文中描述。这一比较步骤完成该声印检验过程。

跟踪用户进展

检验用户授权和产生访问授权输出(图2)的另一途径是跟踪被授权用户通过课程计划的进展。***认识到由在学***的任何改变都可能是未被授权的用户使用该产品和访问该学习设施的指示。***对用户进展的跟踪通过在使用期间起动对用户声印信息的再检验帮助防止这种未被授权的使用。用户进展跟踪示于图6。如采用声印比较过程(图5)一样，用户进展跟踪将在后台发生，正在学习的用户不会知道这一过程，而且既不会干扰用户也不会干扰课程的进展。

在用户进展跟踪的第一步骤，***从学***，这在图6的流程图中由编号为602的框指出，并将那个水平与所识别出的用户当前使用的课程水平加以比较，如框604所示。对课程计划的某些重复和复***相比，如果当前课程计划水平有较大的不一致，则可能表明被授权用户以外的某人已得到了对被授权用户的名字和口令的访问。所以，在编号606的判决框，***根据是否大于预定的可接受的差别来确定当前的课程水平是否不同于先前的课程水平。预期的或者说可接受的差别通常是课程计划中的课程总数及课程计划的难度的函数。可接受的差别应由涉及开发该***学习计划的人们提供。

在判决框606，如果与先前通信会话的水平相比，当前课程没有超出可接受的差别范围，则在此判决框有否定输出，于是用户进展跟踪过程完成。如果与先前的课程水平相比当前的课程水平太低或太高，则在框608由***向用户授权错误计数添加一个错误。然后，优选地，该错误计数在框610启动用户声印检验，这是前文联系图5描述的过程。这就完成了用户进展跟踪检验。

用户技能评估

检验用户授权和产生访问授权输出(图2)的另一途径是评估正在学习的用户在课程计划中的技能。***认识到与被授权用户相比正在学习的用户的技能的任何戏剧性(即显著的)变化都可能是未被授权的用户在使用该产品的指示。由***对用户技能的评估通过在使用期间启动对用户声印信息的再检验帮助防止这种未被授权的使用。用户进展跟踪示于图7。如采用声印比较过程(图5)一样，用户技能评估将在后台发生，正在学习的用户不会知道这一过程，而且既不会干扰用户也不会干扰课程的进展。

在用户技能评估的第一步骤，***从授权数据库中搜索被识别出的用户的技能数据，如流程图中编号702的框指出的那样，并针对当前用户的技能对其进行检验，如流程图中编号704的框指出的那样。***将检验以找出太低或太高技能的情况。在编号706的判决框，***检验用户的低技能。如果当前正在学习的用户的技能与先前该用户的技能相比太低，则在判决框706有肯定输出，于是在框708将对错误计数添加一个错误，并在框710再次检验该用户的声印。

应该指出，用户技能可以包含用户适当的发音技能。例如，一个日本人(非本土美国人)用户可能已被训练过适当地发美国英语字母“R”的音。开始时，该用户的发音可能被认作美国英语“L”的发音，经过强化训练，它可以听起来像适当的美国英语“R”的发音。这样的技能(适当地发音美国英语“R”)是上述用户技能的一个例子。

授权决定

在***对用户授权进行随机检验并接收访问授权参数(图2)之后，***将根据该访问授权参数决定是否继续该课程。在上述***中，访问授权参数包含由学习服务器保持的错误计数。访问授权参数示于图8。***在判决框802检验该错误计数。如果该错误计数表明声印检验失败次数少于预先确定的极限数，则在判决框802有肯定输出，于是***将决定当前用户是一个被授权的用户并在框804让课程计划继续。例如，错误计数的最大数可以是三个错误。如果错误计数不少于允许的最大数，则在判决框802有否定输出，并在框806停止课程进行。不论哪种情况，***可以把继续标志设为“Yes(是)”值或“No(否)”值，从而控制课程进行。如果尽管有若干次声印检测失败，但***不能肯定地确定一特定用户是未被授权的，则***将使该用户继续课程。这样，在这种情况下继续标志将被更新为“Yes(是)”值。

计算机构成

如上文联系图1描述的那样，学习服务器110和说话人识别处理课112的功能可以分布在多个计算机上或者可以在单个计算机上实现。实现“计算机设施”处理过程的计算机以及实现用户“个人计算机”处理过程的计算机或该***中的任何其他计算机设备可以包含多种处理设备，如手持计算设备、个人数字助理(PDA)以及适于实现这里所述功能的任何传统的计算机。

图9是示例计算机设备900(如可以包含图1所示PC或服务器计算设备)的方框图，每个计算机900在中央处理单元(CPU)902控制下操作，如来自多家供货商的专用集成电话(ASIC)，或“Pentium(奔腾)”类微处理器及相关联的集成电路芯片，可从Intel(英特尔)公司(Santa Clara，California，USA)买到，命令和数据可从用户控制面板、远程控制设备或键盘与鼠标组合904输入，而输入和输出可在显示906上被看到。显示906通常为视频监视器或平面板显示器。用户PC(图1)是可由声音启动的装置，它能接收来自用户的语音输入，所以，除了键盘和鼠标，用户PC还将包括送话器和声卡接口作为输入***设备904的一部分。

计算机设备900可以包含个人计算机，或在客户机的情况中该计算机设备可以包含万维网设备或其他适当的网络通信和由声音启动的设备。在个人计算机的情况中，设备900优选地包括直接存取存储设备(DASD)908，如固定硬盘驱动器(HDD)。存储器910通常包含易失半导体随机存取存储器(RAM)。如果计算机设备900是个人计算机，优选地，它包括程序产品读出器912，它接受程序产品存储设备914，程序产品读出器能从它读数据(和可选地能向它写数据)。该程序产品读出器能包含例如盘驱动器，而程序产品存储设备能包含可卸存储介质，如软盘、CD-ROM光盘、CD-R盘、CD-RW盘、DVD盘等。用于数据存储的半导体存储器设备及相应的读出器也能使用。计算机设备900能在网络916上(如因特网)通过网络接口918与其他连接的计算机通信，网络接口918使能在网络和计算机设备之间通过连接920进行通信。

CPU902在程序步骤控制下操作，这些程序步骤暂时存储在计算机900的存储器910中。当程序步骤被执行时，相应的***部件完成它的功能。这样，程序步骤实现图1所示***的功能。这些程序步骤能从DASD908接收，通过程序产品914或通过网络连接器920接收，或者能作为计算机设备生产过程的一部分纳入ASIC中。如果计算机设备包括存储驱动器912，则它能接收一个程序产品，读取它上面记录的程序步骤，并把这些程序步骤传送到存储器910供CPU902执行。如上所述，程序产品存储设备能包含多种具有记录的计算机可读指令的可卸介质中的任何一种，包括软磁盘、CD-ROM和DVD存储盘。其他适当的程序产品存储设备可包括磁带和半导体存储芯片。这样，根据本发明的操作所必须的处理步骤能在程序产品上实现。

替代做法是，这些步骤能通过网络916接收到操作的存储器910中。利用网络方法，在通过网络连接器920建立网络通信后，计算机通过网络接口918把包括程序步骤的数据接收到存储器910中，采用的公知的方法将为本领域技术人员理解，不再进一步解释。然后这些程序步骤由CPU902执行以实现该***的处理过程。

如前所述，用户的个人计算机900可以与其他计算设备922通信，那些设备可以提供计算机设施108(图1)的功能。

以代码发生器提供的附加访问授权

除了上述对用户交互输入的分析外，根据本发明构成的语言教学***的一个优选实施例利用一个输入设备，它实现授权操作并投放市场与从计算机设施108(图1)得到的课程模块联合销售。图10是带有这种用户输入设备的用户计算机的示意性展现。在该优选实施例中，除非该用户输入装置与用户计算机相连，否则该用户不能参加到该语言教学节目之中。

用户计算机1002的结构类似于图9所示传统个人计算机(PC)的结构。用户PC1002包括一个模拟输入端口1004用于用户输入设备，如送话器装置1006，它显示为与PC相连。连接线1008把该送话器装置连接到PC，提供了送话器变换器1007(它产生与音频激励对应的电信号)和PC1002之间的通信信道。还可以使用其他手段把送话器连到PC，如红外(IR)端口、射频(无线)连接以及通用串行总线(USB)连接。

开关1010用于触发代码发生器1012的操作，它向模拟输入端口1004产生代码输出信号。如果开关1010未闭合，则电源不向代码发生器供电，于是送话器变换器输出被提供给模拟输入端口1004，电池1014提供电能源以向代码发生器1012供电，于是代码发生器1012产生预先确定的音调序列提供给PC1002的模拟输入端口1004。代码发生器可以包含单音调发生器，那里代码符号0，1，2，……9可由一组相应频率的音调代表，如300Hz，400Hz，500Hz，……，1200Hz，或者该代码发生器可以包含一个调制解调器发射机或产生多音调的其他设备，可对PC1002提供一个处理过程，它能识别在模拟端口1004接收的音调并确定所产生的适当代码(等效的代码符号)。这样的处理过程对于本领域技术人员是显然的。

优选地，开关1010是当一条消息请求时由用户启动的开关，该消息是在PC1002处接收的，并由用户显示在PC显示器上以供观察。通过启动开关1010，用户使代码发生器1012产生预先确定的输出音调序列。这些音调由PC1002接收并由用户计算机分析和转换成数字代码，然后它们被传送给计算机设施。如果被传送的代码与已知代码匹配或证明是有效的，则该用户被确定为被授权的用户。如果所产生的音调不与计算机设施知道的预定代码匹配，则该用户是未被授权用户。于是对语言教学节目的访问能被停止。送话器装置1006可投放市场并与受到上述访问控制的课程模块独立地销售或者该送话器装置投放市场并与对课程模块的受控访问结合在一起销售。

有限访问销售

在本***的优选实施例中，输入设备(如图10中所示送话器装置)被作为一个单元售给用户，该单元与对语言教学节目的访问许可相关联。当一个用户购买该送话器装置时，该用户得到保证，允许访问该语言教学节目的预定数量数据模块或组成部分。例如，该语言教学节目可以包含20个模块。购买送话器装置给予用户选择若干模块的权利，例如两个模块。如果该用户想要利用多于该预定数的模块，则该用户必须额外付费。

作为销售图10所示装有发生器的送话器装置的替代做法，可以销售传统的送话器，它的包装上印有代码。在购买之后，用户被请求通过用户计算机键盘送入所印的代码，送入的代码将受到验证过程的处理。在初始送入该代码时用户将再次被允许有限的访问权利，从而可以选择预定数量的语言教学模块。

在该最佳实施例中，可通过网络(如因特网)得到语言教学节目。图11显示一个示例万维网页1102，它显示在用户计算机的显示器上。该万维网页显示出向用户呈现的选择菜单，如对不同词汇模块的选择，这些模块包含涉及商务词汇1104，医学词汇1106、旅游词汇1108等的教学。用户可以使用例如显示鼠标器游标“点击”选择项1104、1106、1108来进行选择。这样，购买送话器装置的用户把送话器连到计算机上。然后该用户进入语言教学提供者万维网络。在登录和注册过程之后，用户看到如图11所示万维网页并进行选择，该选择可多达语言教学提供者设定的预定限度。该用户还能选择该用户的本国语言和求教的目标语言。

在允许用户访问以进行对模块的初始用户选择之前，该网页将指示用户如前述那样启动送话器装置开关。所产生的代码将通过通信信道从送话器装置代码发生器发送到用户的远程计算机，该信息将从远程计算机发送到语言教学网站。如上所述，如果所产生的代码是适当的，该用户被允许访问选定的模块。

然后，如果用户想要利用额外的语言教学模块，该用户必须请求那些模块而且必须授权付费。在万维网站实施例中，用户可以观看关于在该语言提供者万维网站的额外模块的信息，可以请求访问这些额外的模块，并可以传送付费授权，如***收费授权。这一信息将由语言教学提供者接收和分析，他将允许对所请求模块的访问。如前文指出的那样，这些模块的提供方式可以是人机交互的或在线的，或者这些模块可由网络下载接收到用户计算机。该用户可以由送话器装置产生的代码识别，从而是在其后上课中的登录过程将使已为一额外模块付费的用户能继续这一被授权的模块。

这样，本发明提供了一种控制对网络资源进行访问的技术，其中客户节点处的被识别的用户在能访问计算机网络设施之前要进入网络用户口令数据库以得到验证。然后，***允许用户享受访问并在访问后等待一段预定时间以验证被识别用户的声印数据已被送入网络声印数据库，或者，如果它尚未被送入，则作为用户说出预定短语的结果，从被识别的用户接收声印数据。然后，***响应至少一个访问参数授权输出结果，确定是否允许被识别的用户继续访问该计算机网络设施。任何未被授权的用户可以有利地得到通过付费成为被授权用户的机会。这样，对网络设施的访问受到控制，而且未被授权的用户有可能转换为被授权的用户。

上文已利用当前优选实施例描述了本发明，从而提供了对本发明的理解。然而，这里没有具体描述网络访问控制***的许多配置方式，但本发明可适用于它们。所以，本发明不应被看作局限于这里描述的具体实施例，相反，应该理解，针对一般的网络访问控制，本发明有广泛的可应用性。所以，在所附权利要求范围内的所有修改、变化或等效结构安排都应认为是在本发明范围内。

Claims (38)

1.一种控制对语言学习计算机设施的访问的方法，该方法包含：

允许用户通过网络的计算机节点与计算机设施交互，该用户交互包含通过该计算机节点提交到计算机设施的语言学习响应；

进行用户鉴别过程以确定所允许的用户交互是否是被授权的；以及

如果该用户被确定为未被授权的，则确定是否应继续所允许的交互；

其中是以该计算机设施在所允许的用户交互期间得到的用户鉴别信息以及从该用户语言学习响应中提取的用户鉴别信息来进行用户鉴别过程的。

2.如权利要求1所述的方法，其中所允许的用户交互包括接收用户的说话人验证信息，该信息是响应来自计算机设施的语言学习请求从用户得到的，该方法进一步包含：

分析说话人验证信息以验证该用户是被识别出的说话人。

3.如权利要求2所述的方法，其中确定是否应继续用户交互是在用户开始与计算机设施交互后一个预定时间之后进行的，该预定时间包含预定的计算机设施请求次数。

4.如权利要求2所述的方法，其中该***响应用户说话人验证信息和计算机设施的数据库中该用户的参考说话人验证信息之间的匹配，允许继续进行访问。

5.如权利要求4所述的方法，其中该用户鉴别过程包含验证该用户的说话人验证信息与数据库中一个识别出的用户的参考说话人验证信息足够类似，从而得出该用户是识别出的用户的结论。

6.如权利要求5所述的方法，其中该用户的说话人验证信息是作为用户在计算机节点说一个预定短语的结果从该用户得到的，从而提供一个依赖于文本的验证。

7.如权利要求1所述的方法，其中该用户鉴别信息包含在语言学习用户交互期间得到的学生教学进展信息。

8.如权利要求7所述的方法，该方法进一步包括分析学生教学进展信息，以验证该用户是通过该计算机设施的教学计划已取得进展的学生，并确定标识该用户通过教学计划所取得进展的一个或多个用户输入是否表明该用户的进展与该学生的进展有足够大的差别，以得出结论：该用户不是该学生，因而未被授权。

9.如权利要求1所述的方法，其中该用户鉴别信息包含在语言学习用户交互期间从用户得到的学生教学技能信息。

10.如权利要求9所述的方法，该方法进一步包括分析学生教学技能信息，以确定该用户是否被识别为具有记录的技能数据的学生，这些技能数据是在通过该计算机设施的教学计划取得进展的过程中记录下来的，并确定标识用户通过该教学计划表现出的技能的一个或多个输入是否与该学生的技能有足够大的差别，以得出结论：该用户不是该学生，因而是未被授权的用户。

11.如权利要求9所述的方法，其中该计算机设施在用户交互期间提供口语学习教学，而且该技能信息包含用户与计算机设施交互过程中从该用户得到的用户语音输入信息。

12.如权利要求1所述的方法，其中该用户鉴别过程包含：

请求一个用户标识代码输入；

接收与送话器连接的代码发生器产生的标识代码，该送话器与用户计算机通信并通过它由用户提供语音输入。

13.如权利要求1规定的方法，其中进行用户鉴别过程包含接收多种鉴别信息并根据与下述信息有关的判据确定用户授权，这些信息包括用户说话人验证信息、用户进展信息，用户技能信息以及用户标识代码中的至少两种信息。

14.如权利要求13所述的方法，其中所接收的鉴别信息被分析并与一学生的相应信息作比较，该学生先前已提供了声印信息并通过该计算机设施的教学计划取得了进展，从而在该学生通过该计算机设施的教学计划取得进展的过程中产生由该***收集的技能数据；其中如果包含用户声印信息、用户进展和用户技能的用户输入中有不只一种与该学生先前提供的用户输入足够相似，则得出该用户就是该学生的结论，于是确定该用户为被授权用户。

15.如权利要求1所述的方法，其中该用户计算机节点包含该计算机设施的一个客户机，该用户对来自该计算机设施的语言学习请求做出的响应包含用户语音输入，而且由该计算机设施接收的用户说话人验证信息包含在用户计算机节点处由语音输入处理产生的参数化数据。

16.访问网络计算机设施处语言学习数据的方法，该方法包含：

检测在网络节点的用户正在利用送话器在该网络的计算机节点提供语音输入；

在计算机设施处向该用户提供对预定个数语言学习数据模块的有限访问；

接收用户对可用的额外数据模块的选择，这些模块与访问付费量相关联；

响应对相关付费量的接收，向用户提供对选定数据模块的访问。

17.销售从本地计算机对远程计算机的受控网络访问的方法，该方法包含：

销售一个物品，该物品由本地计算机用户用于响应含有多个数据模块的口语教学节目而使用，其中该物品与一访问许可相关联，以允许用户选择预定数量的口语教学数据模块；

接收来自本地计算机的用户请求，该请求为请求访问对口语教学节目预定数量数据模块的选择，并允许访问由用户选定的数据模块。

18.如权利要求17所述的方法，进一步包括：

接收来自本地计算机的用户请求，该请求为请求访问额外的口语教学模块，其中该用户请求包括对额外模块的付费授权；以及

允许发请求的用户访问口语教学节目的已付费的额外模块。

19.如权利要求17所述的方法，其中允许访问选定的数据模块包括检验从本地计算机收到的标识唯一用户帐号的代码。

20.如权利要求19所述的方法，其中被销售的物品包含与本地计算机通信的送话器装置，检测代码包含接收由送话器装置的代码发生器产生的代码，该代码标识唯一用户帐号。

21.在由本地计算机访问的远程计算机提供对口语技能教学模块的节目的访问的方法，该方法包含：

销售送话器装置并允许本地计算机访问在远程计算机处的一预定数量口语技能教学节目模块，其中预定的数量与所销售的送话器装置相关联；

接收来自本地计算机的用户请求，该请求为请求访问口语教学节目预定数量数据模块的选择，并允许访问由用户选定的数据模块；

接收来自本地计算机的用户请求，该请求为请求访问额外的口语教学模块，其中该用户请求包括对额外模块的付费授权；以及

允许发请求的用户访问口语教学节目的已付费的额外模块。

22.与用户计算机一起使用的送话器装置，该送话器装置包含：

送话器变换器，它把语音信号转换成电信号并在一信道上把此电信号提供给用户计算机；

代码发生器，产生代码输出并在该信道上与用户计算机通信。

23.如权利要求22所述的方法，其中代码发生器包括调制解调发射机。

24.在网络服务器节点的计算机装置，用于控制对该网络的一个计算机设施的访问，该计算机装置包含：

网络通信接口，它允许与该网络客户机节点处的用户通信；以及

说话人识别处理器，它允许用户通过网络的计算机节点与该计算机设施交互，其中该用户交换作用包含通过该计算机节点向该计算机设施提交的语言学习响应，该说话人识别处理器还进行用户鉴别过程以确定所允许的用户交互是否是被授权的，以及如果该用户被确定为未被授权的，则确定所允许的用户交互是否应继续下去；而且其中是以所允许的用户交互期间由计算机设施得到的用户鉴别信息和从用户的语言学习响应中提取出的用户鉴别信息来完成该用户鉴别过程的。

25.如权利要求24所述的计算机装置，其中说话人识别处理器接收说话人响应语言学习请求提交的说话人验证信息并分析该说话人验证信息以验证该用户是一个被识别的说话人。

26.如权利要求25所述的计算机装置，其中说话人处理器确定在用户开始与该计算机设施交互后的一个预定时间是否应继续用互交互，而且其中该预定时间包含预定的计算机设施请求次数。

27.如权利要求25所述的计算机装置，其中该***响应用户说话人验证信息和计算机设施的数据库中该用户的参考说话人验证信息之间的匹配，允许继续进行访问。

28.如权利要求27所述的计算机装置，其中该用户鉴别过程包含验证该用户的说话人验证信息与数据库中一个识别出的用户的参考说话人验证信息足够类似，从而得出该用户是识别出的用户的结论。

29.如权利要求28所述的计算机装置，其中该用户的说话人验证信息是作为用户在计算机节点说一个预定短语的结果从用户得到的，从而提供一个依赖于文本的验证。

30.如权利要求24所述的计算机装置，其中该用户鉴别信息包含在语言学习用户交互期间得到的学生教学进展信息。

31.如权利要求30所述的计算机装置，其中说话人识别处理器分析学生的教学进展信息，以验证该用户是通过该计算机设施的教学计划已取得进展的学生，并确定标识该用户通过教学计划所取得进展的一个或多个用户输入是否表明该用户的进展与该学生的进展有足够大的区别，以得出结论：该用户不是该学生，因而是未被授权的用户。

32.如权利要求24所述的计算机装置，其中该用户鉴别信息包含在语言学习用户交互期间从用户得到的学生教学技能信息。

33.如权利要求32所述的计算机装置，其中说话人识别处理器分析学生教学技能信息，以确定该用户是否被识别为具有记录技能数据的学生，这些技能数据是在通过该计算机设施的教学计划取得进展的过程中记录下来的，并确定标识该用户通过该教学计划表现出的技能的一个或多个输入是否与该学生的技能有足够大的差别，以得出结论：该用户不是该学生，因而是未被授权的用户。

34.如权利要求32所述的计算机装置，其中该计算机设施在用户交互期间提供口语学习教学，而且该技能信息包含用户与计算机设施交互过程中从该用户得到的用户语音输入信息。

35.如权利要求24所述的计算机装置，其中说话人识别处理器通过请求用户标识代码输入和接收与送话器相连的代码发生器产生的标识代码来完成用户鉴别过程，该送话器与用户计算机通信并通过它由用户提供语音输入。

36.如权利要求24所述的计算机装置，其中说话人识别处理器通过接收多种鉴别信息并根据与下述信息有关的判据确定用户授权来完成用户鉴别过程，这些信息包括用户说话人验证信息，用户进展信息，用户技能信息以及用户标识代码中的至少两种信息。

37.如权利要求36所述的计算机装置，其中所接收的鉴别信息被分析并与一个学生的相应信息作比较，该学生先前已提供了声印信息并通过该计算机设施的教学计划取得了进展，从而在该学生通过该计算机设施的教学计划取得进展的过程中产生由该***收集的技能数据；其中如果包含用户声印信息、用户进展和用户技能的用户输入中有不只一种与该学生先前提供的用户输入足够相似。则得出该用户就是该学生的结论，于是确定该用户为被授权用户。

38.如权利要求25所述的计算机装置，其中该用户计算机节点包含该计算机设施的一个客户机，该用户对来自该计算机设施的语言学习请求做出的响应包含用户语音输入，而且由该计算机设施接收的用户说话人验证信息包含在用户计算机节点处由语音输入处理产生的参数化数据。

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