CN111090704A - 一种基于区块链技术的语言口语自助学习系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于区块链技术的语言口语自助学习系统，其特征在于，通过区块链技术构建语言口语标准发音库，学习者同步模仿学习，并收录至包括我的标准发音库和我的场景语言系统的个人语音区块链系统；通过构建标准发音库比对协议识别发音差距，对比标准发音，强化学习者趋向标准发音，当学习者发音符合标准发音范畴后，系统自动收录，形成具有学习者口语特点的我的标准发音库；借助我的标准发音库和/或公共标准发音库中的某个人标准发音形成具有学习者口语特点的我的场景语言系统；学习者再与个人语音区块链系统进行互动语言沉浸式自学训练并动态扩充及交互提高，个人语音区块链系统同时参与构建标准发音库，权限采用开放式或有权限式。

Description

一种基于区块链技术的语言口语自助学习系统

技术领域

本发明涉及一种基于区块链技术的语言口语自助学习系统，属于区块链应用技术领域。

背景技术

区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。

区块链技术用于语言学习的发明在近年来正在形成热点。

如CN108810187A（CN201810568477.8） 《一种通过区块链对接语音服务的网络系统》，包括：至少一个区块链语音DNS单元，用于注册至少一个聊天机器人的网址，并能够进行聊天机器人域名查询，返回该聊天机器人的地址；至少一个语音浏览器，能够和所述区块链语音DNS单元通讯，利用聊天机器人的名称进行域名查询，获得该聊天机器人的网址，并进行通信。

国际商业机器公司（美国纽约阿芒克）的CN110019751A（CN201910012993.7） 《机器学习模型修改和自然语言处理》，用于使基于知识图的数据持久性的框架自动化，并且解决知识图中的时间变化和不确定性。自然语言理解与一个或多个机器学习模型(MLM)一起用于从非结构化信息中提取数据，包括实体和实体关系。提取的数据被填充到知识图中。由于KG可能会发生变化，因此KG用于创建新的以及重新训练现有的机器学习模型(MLM)。加权以准确度值的形式应用到填充的数据。区块链技术被用于填充数据，以确保数据的可靠性，并提供可审计性以评估数据的变化。

SecureWorks Corp ，US2019132131(A1)（US201715795804）《用于块链认证的系统和方法》（《SYSTEMS AND METHODS FOR BLOCK CHAIN AUTHENTICATION》），A system forproviding secure authentication between a service provider and at least oneuser device having a storage. The system having a processor managed by theservice provider, which processor manages authentication between the at leastone device and the service provider. The processor is configured to generatea block including at least user account information upon receipt of anauthentication request from the at least one device; apply a cryptographichash function to the block to create a hashed block; transmit the hashedblock to the at least one device for storage in the memory of the at leastone device; and upon receipt of the hashed block, validate the hashed blockprior to providing access to the service provider。

其它相关技术用于语言学习的也有不少如：

CN205508203U（ CN201620136999.7）《一种普通话语音矫正仪》，包括声音采集/输出模块、声音去噪模块、普通话国家级标准语音库模块、语音数字化模块、比较分析模块、显示模块和电源。能够解决语言学习者随时随地学习普通话的问题。同时，可以判断语言学习者的发音与普通话国家级标准语音的差别，了解语言学习者对汉语标准发音的掌握情况。

CN101661675A （CN200910186154.3）《一种错误自感知的声调发音学习方法和系统》，首先建立标准发音语音库，训练得到上下文相关的三元声调模型和音素模型；从学习者语音中提取语谱和基频特征，并对基频特征进行后处理；利用三元声调模型计算反映声调质量的评分参数，得到声调评价得分、声调后验概率；基于源一滤波器模型合成具有标准目标声调和用户语音频谱特征的语音，并采用声调后验概率加权平均的二次函数绘制声调曲线；最后将目标声调语音和实际发音的声调曲线反馈给学习者。

安徽科大讯飞信息科技股份有限公司的CN101105939A（CN200710145859.1）《发音指导方法》，包括建立标准和非标准语音库；对非标准语音库中的各音素以及语音片段提供发音评价标注和语音评分标注；通过标准和非标准语音库获得非标准语音库中各音素的第一声学后验概率和音素检错阀值以及各语音片段的第一语音特征与语音评分标注之间的映射模型；获取用户发音，并根据该发音获得其各音素的第二声学后验概率以及语音片段的第二语音特征；根据该第二声学后验概率与该音素检错阀值的比较以及该第二语音特征与第一语音特征与语音评分间映射模型进行匹配，向该用户提供对其发音各音素的发音评价标注的评价内容以及语音片段的语音评分标注，让用户得知其发音中各个音素的发音是否标准以及发音中各语音片段的标准程度。

上述技术中，CN108810187A能够为多个聊天机器人解析域名，并能够接入多个智能音箱，综合了聊天机器人与传统WEB服务，域名可以采用自然语言的形式，便于呼叫和解析，在DNS单元中按照不同的语言建立了域名树，使得同种语言发音得到同种语言的网址，提高了用户使用的便利，具有本地域名学习及解析单元，提高域名解析的效率。CN110019751A为自然语言处理中传达和利用记忆的人工智能平台。其它技术有的是用于块链认证的系统和方法（US2019132131(A1)），系统具有由服务提供商管理的处理器，该处理器管理至少一个设备与服务提供商之间的认证；有的是采用某些技术特征解决具体技术问题，如CN205508203U判断语言学习者的发音与普通话国家级标准语音的差别、CN101661675A 该发明通过声音和图像两种方式来直接反映声调发音质量，能够提供形象、直观的反馈信息，使学习者可以自发地感知声调发音错误并进行校正，并增加了学习的娱乐性和趣味性，提高学习效率、CN101105939A建立标准和非标准语音库等，通过语音评分标注，让用户得知其发音中各个音素的发音是否标准以及发音中各语音片段的标准程度。

本发明创造依始至得到本发明阶段（至中国申请日之前），尚未发现一种学习者通过模仿学习、自身语音修正、形成我的标准发音库、我的场景语言系统，再利用我的场景语言系统陪伴自己或亲人或爱人或朋友一起提高语音表达能力的学习系统。

发明内容

本发明的目的在于创造通过模仿学习、自身语音修正、形成我的标准发音库、我的场景语言系统，再利用我的场景语言系统陪伴自己或亲人或爱人或朋友一起提高语音表达能力的学习系统。从而提供一种基于区块链技术的语言口语自助学习系统。

本发明采用如下技术方案之一实现：

一种基于区块链技术的语言口语自助学习系统，通过区块链技术构建语言口语标准发音库，学习者同步模仿学习，并收录至个人语音区块链系统，个人语音区块链系统包括我的标准发音库和我的场景语言系统；通过构建语言口语标准发音库比对协议识别发音差距，对比标准发音，强化学习者趋向标准发音，当学习者发音符合标准发音范畴后，系统自动收录存入个人语音区块链系统，形成具有学习者口语特点的我的标准发音库；借助我的标准发音库和/或公共标准发音库中的某个人标准发音形成具有学习者口语特点的我的场景语言系统；学习者再与我的标准发音库和/或我的场景语言系统进行互动语言沉浸式自学训练并动态扩充及交互提高，个人语音区块链系统同时参与构建语言口语标准发音库，个人语音区块链系统使用权限采用开放式或有权限式。

进一步，

（1）通过区块链技术构建语言口语标准发音库，收集某一个国家、某一个地区和/或某一个城市人群的标准发音；

（2）学习者选定任一种标准发音，同步模仿学习，并收录至系统，系统发现学习者模仿学习中存在的差异时，通过区块链智能合约的标准发音比对协议识别发音差距，强化学习者趋向标准发音，当学习者某一单词或某一句子的发音达到标准发音后，系统自动收录构建区块数据给出奖励分值；或系统随机调配出不同人的同标准发音，强化学习者趋向标准发音，当学习者某一单词或某一句子的发音达到标准发音后，系统自动收录构建区块数据给出奖励分值；

（3）当学习者单词达到标准发音数量达到一定的时候，通过区块链智能合约的个人语音成果验证协议，一旦通过，将被公共口语标准发音库区块链收录为标准发音库，成为公共语音库区块链贡献一员；

（4）学习者再通过与我的标准发音库对比学习，强化学习者的单词或句子的标准发音；同时，进一步收集学习者新增单词或句子的标准发音；再扩充我的标准发音库；

（5）当我的标准发音库区块链接到公共口语标准发音库后，再通过语音合成算法技术，形成具有学习者口音特点的我的场景语言系统；

（6）学习者再与我的标准发音库和/或我的场景语言系统进行互动语言的沉浸式自学训练，学习者、我的标准发音库和/或我的场景语言系统动态扩充及交互提高并趋向标准口语，达到最优的体验和校正效果，增强学习乐趣的同时提高至能够自动使用该标准发音的水平。

进一步，步骤（1），构建语言口语标准发音库时，采用POA共识机制中专用节点为应用提供标准发音采集数据的存储能力。

进一步，步骤（4），通过区块链数据存储和Hash映射实现语音区块数据单元制作，扩充我的标准发音库。

进一步，我的场景语言系统形成一个语言口语的我的标准语音区块链。

进一步，我的场景语言系统形成语音控制或对话场景语言。

进一步，我的场景语言系统形成包括老人陪护类机器人的对话场景语言；我的场景语言系统包括自己或亲人或爱人或朋友的场景语言。

技术方案之二：

一种基于区块链技术的语言口语自助学习系统，参与者通过区块链技术构建语言口语标准发音库，并收录至个人语音区块链系统，个人语音区块链系统包括我的标准发音库和我的场景语言系统；系统自动收录存入个人语音区块链系统，形成具有参与者口语特点的我的标准发音库；借助我的标准发音库形成具有学习者口语特点的我的场景语言系统；参与者再与我的标准发音库和/或我的场景语言系统进行互动语言的沉浸式自学训练、自身语音修正和同步完善，个人语音区块链系统同时参与构建语言口语标准发音库，个人语音区块链系统使用权限采用开放式或有权限式。

本发明具有如下特性：（1）去中心化公正性。系统由于和标准发音对比后形成客观评价，不需要专家评委评判，具有去权威中心化的公正性。（2）语音数据可信及版权安全。分布式语音账本保障个人语音数据及版权安全和未来可能收益。（3）自组织激励机制增强自主性参与度降低建库难度。由于采用自组织激励方式完善发音库，解决标准语音库建设难题。

本发明突破性地提出了一种新的语言口语（语音）自助学习系统，达到自我自助式教学方式，增加学习的信心和兴趣，特别是通过区块链智能合约技术能迅速扩充我的标准发音库，快速形成我的场景语言系统。

本发明实施后，意味着会同时打造一个语言口语（语音）的标准语音区块链。这条链不只是一个地区的人，可能一个国家的，甚至全世界的人，每一个人都通过练习形成个性语音标准库。假设你有一个您自己（或亲人或爱人或朋友）的标准的库，口语单词常用的有五六千，你也读了五六千个，然后挂接到这个区块链当中来，未来导航就用您自己或亲人或爱人或朋友的声音了。实现过程仅仅需要通过跟您这个区块链系统已对接，就能换成各种人，各种各式的声音。当然除了语音导航之外，包括我们生活当中很多的声音和场景，也可以换，譬如我们回家有自己或亲人或爱人或朋友的提醒，闹钟，电影自动翻译语音，都可以换成自己或亲人或爱人或朋友的声音或者想要的声音了。再拓展为语音控制或对话，特别包括老人陪护类机器人的对话（自己或亲人或爱人或朋友的声音）。

本发明包括口语标准发音库供使用者模仿学习，学习者发音符合要求后收录入个人语音区块链系统，形成用户标准发音库并扩充至公共标准发音库，学习者在与自己的场景语言系统进行互动式训练。现有技术未公开这一技术特征，因此本发明具备新颖性。

同时，上述区别特征也未被检索到在其他对比文件中公开，也不属于本领域的公知常识，本领域技术人员在没有本发明的启示、不付出创造性劳动的情况下难以获得具有上述特征的技术方案，因此，本发明具有突出的实质性特点和显著的进步，具有创造性。未来我的标准语音区块链、我的场景语言系统可拓展的场景还有很多，实现之后具有重大价值。

附图说明

图1是本发明技术架构方框图；

图2是本发明系统区块链技术框架图；

图3是本发明系统应用流程图；

图4是本发明比对协议识别发音差距示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案做详细说明。

实施例1

一种基于区块链技术的语言口语（语音）自助学习系统，图1所示：

（1）通过区块链技术构建语言口语（语音）标准发音库/采用POA共识机制中专用节点为应用提供标准发音数据存储能力，收集某一个国家、某一个地区和/或某一个城市人群的标准发音；

（2）学习者选定一种标准发音，同步模仿学习，并收录至系统，系统发现学习者模仿学习中存在的差异时，通过区块链智能合约的标准发音比对协议识别发音差距，系统随机调配出不同人的同标准发音，强化学习者趋向标准发音，当学习者某一单词或某一句子的发音达到标准发音后，系统自动收录构建区块数据给出奖励分值；

（3）当学习者单词或句子达到标准发音数量达到一定的时候，通过区块链智能合约的个人语音成果验证协议，一旦通过将被语言口语（语音）标准发音库区块链收录为我的标准发音库，成为区块链贡献一员;

（4）学习者再通过与我的标准发音库对比学习，强化学习者的单词或句子的标准发音；同时，进一步收集学习者新增单词或句子的标准发音；再通过区块链数据存储和Hash映射实现区块数据单元制作，扩充我的标准发音库；

（5）当我的标准发音库区块链接到语言口语（语音）标准发音库后，再通过语音合成算法技术，形成具有学习者口语特点的我的场景语言系统；

（6）学习者再与我的场景语言系统进行互动语言的沉浸式自学训练，达到最优的体验和校正效果，增强学习乐趣的同时提高至能够自动使用该标准发音的水平。

图2所示，语言口语（语音）自助学习系统，是一种基于以太坊区块链技术支撑的系统，技术体系分为五个层级，从基础层、网络层、核心层、拓展层到应用层，其中基础层主要是基础的数据结构及基本算法支撑，侧重数据区块的数据存储及基本数据结构；网络服务层侧重P2P网络支撑框架；核心层是区块链技术的核心部分包括区块链基本操作、EVM、及共识激励机制；拓展层是智能合约及API接口处理层；应用包括发音、比对、合成等面向用户使用的功能模块。

图3所示，个人口语阅读练习，发音的单词通过比对算法进行打分，达标且为最高分时通知智能合约存入个人语音库，不达标提示继续学习和努力；当积累的标准语音库语音不断增多，达到智能合约约定的标准后，即挖矿成功生成新区块，挂链接受奖励，发布个人标准语音库到英语自助口语区块链中对外发布公开。

通过区块链技术构建语言口语（语音）标准发音库，日常学习过程中学习者不断和标准发音比对算法对照，当单词达标后计入个人标准语音库，随着学习的持续，库中的达标语音数量越来越丰富，当满足智能合约中约定的标准，自动通过PoA授权的节点生成个人标准语音新区块，即代表挖矿成功生成新区块并获得相关奖励。随着参与人数的增多发音库也将逐渐丰富趋于完善，从而构建出一套基于区块链的语言口语（语音）标准发音库。

比对协议识别发音差距，如下图4所示，练习语音和标准语音分别进行电平对齐、IRS滤波、时延线性频率补偿、扰动失真、不对称等几步处理后进行相似度百分制打分，分数超过90分以上认为达标，比对协议通过通知智能合约，相反不通过，提醒练习者继续加油学习。

构建区块数据给出奖励分值，在个人标准语音库未正式提交区块链之前，区块数据由个人每次练习达标的语音组成，个人一个单词发音取最高的语音评分数据进行存储，且每个存储都给予口语学习奖励分值，一旦入链形成新区块后结合现有奖励分值兑换出相应的口语学习币。

区块链智能合约的个人语音成果验证协议是；个人语音成果随着达标语音单词量增加而越来越丰富，当数量达到智能合约约定的标准后，个人语音成果将会量变发生质变，挖掘出个人标准语言口语（语音）库并打包生成区块并挂链，这时候个人特征语音库作为新增区块，将可以被外界应用在相关场景，创造使用价值进行收益转化。

通过区块链数据存储和Hash映射实现区块数据单元制作，由于和文字相比语音数据量较大，区块链采用分布式账本存储成本偏高，故我们账本中只存有代表音频数据存储地址的Hash值，当打包数据单元区块时，只需将Hash值代表语音数据打包入链即可，节省了大量区块链存储空间降低账本存储压力，当使用时通过Hash地址找到存储地址提取即可。

语音合成是指个人学习者通过单词或词组口语练习，系统进行有效的语音数据存储后，在使用时可以通过文字剧本，自动索引到音频并进而合成为语音剧本，生成具有学习者口语特点的语言场景。

我的场景语言系统：个人标准语音库形成之后，将具有实用拓展价值，譬如通过文字剧本可以给电影进行自动个性化配音，学习者可以看到自己或亲人或爱人或朋友配音的电影从而增加学习兴趣和形成优化完善口语发音的学习冲动，即场景语言系统就是个人标准语音库沉浸式再利用系统。

本发明实施例语言口语（语音），即包括国家语言如中、俄、英（美式）、德、法、西、葡、日、韩等；也包括地区语言、地区方言、次方言，如少数民族语言；官话方言、吴方言、湘方言、客家方言、闽方言、粤方言、赣方言等等；还包括以腔调划分的，如伦敦腔、贵族腔等等。

本发明实施例基于以太坊区块链技术基础，选择较为成熟的语音比对算法和常用的语音合成算法，属于相对成熟的技术栈群。创新结合了区块链去中心化、语音安全可信、激励机制等优势，又创新地构建了更加优越的语言口语（语音）沉浸式学习环境，从而激发学生学习兴趣是一个较大的应用创新。总而言之是一次技术创新和应用创新糅合的产物，技术可行思路有新意。

本发明实施例个人语音系统挂载到公共语音库后形成未来的沉浸式场景中或其他场景中。未来所有应用都是基于公共语音库的，我的个人语音库挂载到公共库后正式进行扩展应用，否则只能自学自我调整，若为其他人所用，必须得到公共语音链的认可才行。

基于本发明的构思，随着新技术的发展，涉及的选项将会不断增加或扩展，学习或使用者选择的内容会越来越多。

上述实施例仅用以说明本发明的一种实施技术方案，而非对本发明的构思和保护范围进行限定，本发明的普通技术人员对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，特别是以更好更先进的系统实施技术或单个实施技术来实现本发明的主要构思，如涉及到语音识别新技术、语音合成新技术、包括算法的一个相对复杂技术系统的更新或突破，而不脱离本发明的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种基于区块链技术的语言口语自助学习系统，其特征在于，通过区块链技术构建语言口语标准发音库，学习者同步模仿学习，并收录至个人语音区块链系统，个人语音区块链系统包括我的标准发音库和我的场景语言系统；通过构建语言口语标准发音库比对协议识别发音差距，对比标准发音，强化学习者趋向标准发音，当学习者发音符合标准发音范畴后，系统自动收录存入个人语音区块链系统，形成具有学习者口语特点的我的标准发音库；借助我的标准发音库和/或公共标准发音库中的某个人标准发音形成具有学习者口语特点的我的场景语言系统；学习者再与我的标准发音库和/或我的场景语言系统进行互动语言沉浸式自学训练并动态扩充及交互提高，个人语音区块链系统同时参与构建语言口语标准发音库，个人语音区块链系统使用权限采用开放式或有权限式。

2.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术的语言口语自助学习系统，其特征在于，

（1）通过区块链技术构建语言口语标准发音库，收集某一个国家、某一个地区和/或某一个城市人群的标准发音；

（2）学习者选定任一种标准发音，同步模仿学习，并收录至系统，系统发现学习者模仿学习中存在的差异时，通过区块链智能合约的标准发音比对协议识别发音差距，强化学习者趋向标准发音，当学习者某一单词或某一句子的发音达到标准发音后，系统自动收录构建区块数据给出奖励分值；或系统随机调配出不同人的同标准发音，强化学习者趋向标准发音，当学习者某一单词或某一句子的发音达到标准发音后，系统自动收录构建区块数据给出奖励分值；

（3）当学习者单词达到标准发音数量达到一定的时候，通过区块链智能合约的个人语音成果验证协议，一旦通过，将被公共口语标准发音库区块链收录为标准发音库，成为公共语音库区块链贡献一员；

（4）学习者再通过与我的标准发音库对比学习，强化学习者的单词或句子的标准发音；同时，进一步收集学习者新增单词或句子的标准发音；再扩充我的标准发音库；

（5）当我的标准发音库区块链接到公共口语标准发音库后，再通过语音合成算法技术，形成具有学习者口音特点的我的场景语言系统；

（6）学习者再与我的标准发音库和/或我的场景语言系统进行互动语言的沉浸式自学训练，学习者、我的标准发音库和/或我的场景语言系统动态扩充及交互提高并趋向标准口语，达到最优的体验和校正效果，增强学习乐趣的同时提高至能够自动使用该标准发音的水平。

3.根据权利要求2所述的一种基于区块链技术的语言口语自助学习系统，其特征在于，步骤（1），构建语言口语标准发音库时，采用POA共识机制中专用节点为应用提供标准发音采集数据的存储能力。

4.根据权利要求2所述的一种基于区块链技术的语言口语自助学习系统，其特征在于，步骤（4），通过区块链数据存储和Hash映射实现语音区块数据单元制作，扩充我的标准发音库。

5.根据权利要求2所述的一种基于区块链技术的语言口语自助学习系统，其特征在于，我的场景语言系统形成一个语言口语的我的标准语音区块链。

6.根据权利要求2所述的一种基于区块链技术的语言口语自助学习系统，其特征在于，我的场景语言系统形成语音控制或对话场景语言。

7.根据权利要求2或6所述的一种基于区块链技术的语言口语自助学习系统，其特征在于，我的场景语言系统形成包括老人陪护类机器人的对话场景语言；我的场景语言系统包括自己或亲人或爱人或朋友的场景语言。

8.一种基于区块链技术的语言口语自助学习系统，其特征在于，参与者通过区块链技术构建语言口语标准发音库，并收录至个人语音区块链系统，个人语音区块链系统包括我的标准发音库和我的场景语言系统；系统自动收录存入个人语音区块链系统，形成具有参与者口语特点的我的标准发音库；借助我的标准发音库形成具有学习者口语特点的我的场景语言系统；参与者再与我的标准发音库和/或我的场景语言系统进行互动语言的沉浸式自学训练、自身语音修正和同步完善，个人语音区块链系统同时参与构建语言口语标准发音库，个人语音区块链系统使用权限采用开放式或有权限式。

9.根据权利要求8所述的一种基于区块链技术的语言口语自助学习系统，其特征在于，我的场景语言系统形成一个语言口语的我的标准语音区块链。

10.根据权利要求8所述的一种基于区块链技术的语言口语自助学习系统，其特征在于，我的场景语言系统形成语音控制或对话场景语言；我的场景语言系统形成包括老人陪护类机器人的对话场景语言；我的场景语言系统包括自己或亲人或爱人或朋友的场景语言。

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