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人工智能与智能电视

自从20163月由谷歌旗下DeepMind公司团队研发的AlphaGo击败围棋世界冠军李世石后,人工智能进入了第三个发展高峰。20165月国家三部委与网信办一起制定了《互联网 +”人工智能三年行动实施方案》,大力推进我国人工智能产业发展。20167月,国务院印发《十三五国家科技创新规划》,人工智能作为新一代信息技术中的一项被列入规划。20177月,国务院印发了《新一代人工智能发展规划》,人工智能产业再迎政策利好。

人工智能技术的进步对社会各行各业都带来了巨大的变化,特别是在具备大数据产生能力的行业。我国广电行业具有规模巨大的用户群,近年来广电的智能化工程也取得了重大进展。201312月广电总局发布了智能电视操作系统(Television Operating SystemTVOS1.0版本,两年后的201512月又发布了2.0版本。据估计,到目前为止,采用TVOS的智能电视终端已经超过了500万的装机应用规模。在作为家庭中心的智能电视中应用人工智能技术成为了极具前景的一项研究。

人工智能发展简史

人工智能(Artificial IntelligenceAI)一词诞生于1956年在美国达特玛斯(Dartmoth)大学召开的一次讨论会。从此,AI进入了第一个发展期。这段时期的AI研究主要分为四个方面:纽厄尔(A.Newell)、西蒙(H.Simon)和肖乌(J.C.Shaw)等人领导的小组从心理学的角度展开研究,致力于以计算机来模拟人类思维,并于1956年提出了逻辑理论机(LT)程序,用计算机来证明数学定理;麦卡锡(J.Macarthy)、明斯基(M.Minsky)和赛夫利奇(O.Selfridge)等人领导的麻省理工学院研究小组提出了著名的适用于人工智能的“LISP”语言,并于1958年提出了一种咨询问答系统,这是后来专家系统的雏形;IBM公司的摩尔(T.More)和塞缪尔(A.Samuel)等人研发了一款跳棋程序,并于1962年达到州冠军水平;罗森勃吕特(F.Rosenblatt)于1958年提出了感知机模型,从仿生学的角度研究AI

经过了几年的沉寂之后,20世纪70年代中期AI开始进入了第二个兴旺期。这一时期最突出的特点是各种各样的专家系统如雨后春笋般被研制出来,如1971年费根鲍姆(Feigenbaum)和里得贝莱(Lederbery)提出的可自动分析化合物结构的DENRAL程序系统,1975年狄维斯等三人(DavisBuchanenShorteiffe)提出的可进行细菌性炎症诊断咨询的MYCIN程序系统,1976R.O.Duda等人研制的用于地质勘探的 PROSPECTOR专家系统。

之后,在经过几十年的平稳发展之后,随着大数据和计算机硬件技术的进步,深度学习概念的提出使得AI再次进入了一个高速发展期。2006Hinton提出了深度置信网络(Deep Belief NetworkDBN),将感知机模型从浅层学习带入了深度学习的殿堂。相继,几种核心的深度学习模型被提出来,如受限玻尔兹曼机(Restricted Boltzmann Machines, RBM)、自动编码器(Auto Encoders, AE)以及卷积神经网络(Convolutional Neural Networks, CNN)等。谷歌旗下DeepMind公司团队研发的AlphaGo就是应用了深度学习理论,模拟人类大脑神经元的工作机制,采用多层神经网络来进行落子的选择和棋局的评估。201710AlphaGo的改进版AlphaGo Zero采用对抗机制进行训练,让机器进行自我学习,摆脱了深度学习需要大量数据样本的困境,仅仅训练3天就以100:0的战绩击败了老版本的AlphaGo

人工智能电视

自人工智能火起来之后,各种各样的人工智能电视也相继进入人们的视野。国内海信、长虹、TCL、创维等传统彩电厂商以及小米、微鲸等互联网电视品牌都开始推出人工智能电视新品。但是,这些人工智能电视对人工智能技术的应用都还处于初级阶段,或者是在电视中应用了语音交互技术,给电视加了一个声控功能,或者是将家居电器的控制应用放进电视而已,远远称不上是人工智能电视。笔者认为可以从以下四个方面来展开研究,从而实现真正的人工智能电视。

1. 智能人机交互

纵观人工智能的发展历史,机器视觉及听觉一直是人工智能研究的重点及难点。在电视领域,为了解决交互问题,传统的电视机采用多按键的红外遥控器来实现人与电视的交互。随着电视功能的增多,遥控器上的按键从最开始的十几个增加到现在的几十个,越来越复杂的遥控器使得人们对电视的操控变得越来越繁琐,人机交互变得越来越困难,特别是对于老人而言。

在智能时代,人工智能对于语音的研究有了突破性的进展,语音识别已经进入了实用阶段。在智能电视中引入语音识别技术,研究电视场景的语音控制,使电视具有听觉,是电视智能化的一个重要体现。目前市场上已有部分带有语音遥控器的智能电视问世,这类智能电视通过识别用户语音中的关键字来操控电视。但是语音控制不仅仅是语音识别的问题,还包括语义理解、方言识别等问题,而要实现脱离遥控器实体的语音控制,还需要解决远程语音识别、多用户语音干扰等问题。而这些问题现在并没有一个很好的解决方案,需要进一步的研究。

使电视具有视觉是电视智能化的另一个体现,目前已有相关机构在研究适用于智能电视的体感控制、面部识别等技术,但市场上还并没有此类的智能电视问世。体感控制能实现用户通过手势的变化来操控电视,而面部识别技术则可以让电视区分当前的使用者。相对于使电视具有听觉,使电视具有视觉更困难一些。

2. 智能媒体服务

媒体服务是电视的基本功能,传统的电视采用广播形式向用户提供音视频媒体服务,用户只能在给定的电视频道中选择某个频道来观看音视频,缺少交互及个性化。在智能时代,智能电视需要给用户提供智能化的媒体服务,包括但不限于个性化点播、互动视频、智能搜索、智能推荐等。

个性化点播可以按照用户的需求来播放相应的音视频。依赖于有线电视双向化改造工程,目前大部分有线电视网络已经可以实现点播功能,用户可以按照自己的喜好来观看某些音视频节目。但在卫星等网络环境下还只有单向的广播功能,没有双向的点播功能。

互动视频是另一类媒体服务,用户可以与视频的主播方交互,提出要求,主播方按照用户需求进行相应的反馈。目前在互联网上很火热的个人直播就属于这一类。从广义上讲,视频通话也属于这一类型媒体服务,只不过视频通话属于双向的互动视频。

智能搜索媒体服务可根据用户提供的文字、语音、图像或视频等信息来搜索网络上符合条件的音视频资源。借助于人工智能技术和网络前端的大数据资源,基于语音、图像或视频的智能搜索媒体服务有望在未来几年内进入实用阶段。

智能推荐媒体服务是指根据用户的个人喜好、观看习惯,由智能电视或媒体服务前端系统经过分析后,向用户推荐当前热播或者用户可能感兴趣的音视频媒体资源的服务。依赖于用户的行为习惯数据,借助大数据分析和人工智能技术,智能电视或媒体服务前端系统能感知用户的喜好,从而实现个性化的推荐。

3. 智能家庭管家

作为家庭的媒体中心,智能电视除了可以提供智能化的媒体服务之外,还能作为智能家庭管家提供专家级的咨询服务。

人工智能领域自从20世纪70年代就开始了专家系统的研究,利用特定领域内专家的知识,采用知识推理技术,专家系统能够自动完成某些任务。例如上文提到的医疗咨询系统,探矿系统等。

利用人工智能技术,运营商前端系统可以采录与家庭生活相关的专家知识,构建智能家庭管家,为用户提供诸如天气咨询、寻医问药、知识百科、多样菜谱、穿衣指南、电子购物等与人们生活相关的各种咨询服务,并可以记录家庭成员的生活习惯,给出相应的健康生活建议和提醒。例如定时提醒老人们吃药,监测用户的身高体重血压等基础身体状态等。

4. 智能物联中心

正如某些彩电厂商研究的一样,借助于网络技术,将家庭范畴内的智能设备和系统连接在一起,并由具有更大计算能力的智能电视作为网络中心,构建家庭物联网,从而实现智慧化的家庭综合性服务平台。

智能电视在智慧家庭中担任物联中心,对智能家电进行统一管理和调配,用户只需要通过与智能电视交互就可以管控家庭的所有智能家电。通过人工智能技术,智能电视还可以自动分析智能家电的状态,给用户提供相应的建议。通过用户的授权,智能电视还可以直接操控部分智能家电工作。例如自动启动智能扫地机器人打扫房间,自动在用户到家前煮好饭等。

结语

人工智能技术的进步,带来的将是整个社会的进步。作为家庭必备的智能电视,搭上人工智能这辆高速马车,将迸发出不可想象的能力。在未来,人工智能电视将不仅仅是电视,而是人们生活的好帮手,是具有专业知识的家庭管家。


(来源:国家新闻出版广电总局广播科学研究院 黎政 付瑞 王东飞)