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  • 多模态交互的概念与现状

    万次阅读 2018-10-29 09:54:32
    再比如,语音交互的物联网设备还是缺乏主动服务的能力,只是换了操作方式而已,用户体验没有本质提升。 假如我们把“模态”通俗地理解为感官,那么智能音箱就是只具备听觉模态的物联网设备,而加载A...

    一、多模态概念

        所谓“模态”,英文是modality,用通俗的话说,就是“感官”,多模态即将多种感官融合。
        目前的人机智能交互比如语言控制不如屏幕控制那么精准,很多时候会误判指令和错误唤醒,比较语言充满了不确定性;再比如,语音交互的物联网设备还是缺乏主动服务的能力,只是换了操作方式而已,用户体验没有本质提升。
        假如我们把“模态”通俗地理解为感官,那么智能音箱就是只具备听觉模态的物联网设备,而加载AI分析能力的摄像头可以视为视觉模态的物联网设备。把听觉、视觉甚至更多模态组合到一起,多模态物联网也就诞生了。
        目前的AI设备中感知模态主要有三种:
            1.语音交互,包括语音指令控制、语义理解、多轮对话、NLP、语音精准识别等领域;
            2. 机器视觉,包括自然物体识别、人脸识别、肢体动作识别等;
            3. 传感器智能,包括AI对热量、红外捕捉信号、空间信号的阅读与理解。
        把这三种东西融合在一起,物联网设备就可以在单纯的能听会说之外,同时还用摄像头观察、用传感器判断。而比较前沿的多模态感知还包括机器嗅觉,机器触觉和情绪理解等内容,但目前还没有落地产品。

    二、多模态应用

        目前多模态交互的主要应用场景:
        场景一:多模态AI交互技术投射在物联网设备上,大概就是用机器视觉技术进行嘴唇识别,来分离语音交互指令。尝试通过用机器视觉来读取说话人的唇语和动作,来判断每个声音指令的来源。
         场景二:多模态空调。在一些新的智能空调解决方案中,空调会在语音交互的基础上通过机器视觉来判断用户的位置,提供智能送冷,并且会结合传感器判断屋内温度和湿度,提供更精准的环境方案。
         场景三:多模态电视。今年电视背后的AI平台战打得风生水起,把机器视觉技术引入电视成为了新的趋势。通过机器视觉来让电视观察屋内照明情况、用户与电视的距离,电视可以主动调节屏幕光线强度,输出比较护眼的模式。还有的AI应用是让电视在观察到儿童看电视后主动开启童锁。

    三、多模态交互解决方案

        目前来看,无论是家电还是工业设备,实现多模态混合的主要方式还是把不同的传感源输入到设备处理中心,启动一定程序来开启相应服务。换句话说,AI模型本身是没法理解多模态信号的,只是不同的算法启动不同的开关而已。这种“伪AI多模态”的设备也不是不行,只是在实时化和复杂的推理判断上会有心无力。
        解决方案可能是一种叫做“多模态深度学习”的技术,让AI智能体本身能够理解多模态信号,从算法本身就容纳听觉、视觉、传感信号进行统一思考。这样可以保证设备高度实时化,并且可以让设备进行多模态协同学习,真正地“聪明”起来。

    四、多模态交互产品

        物灵科技 ---- Luka Hero ,Luka Baby机器人(早教机),绘本(定制)阅读
        阿里巴巴 ----AliOS智能车载交互系统:,AliOS对外宣布了人脸识别技术,可以针对不同的驾驶者进行差异化的智能化场景服务。AliOS通过车内摄像头对驾驶员进行面部识别,从而提供播放个人歌单、常用路径、座椅及后视镜角度自适应等个性化服务。

    五、总结

        目前来说,还没有真正意义上的多模态落地产品,多数产品只是打着多模态的旗号进行宣传,实际工作时,各模态之间还是独立运作,即虽然这些产品都有眼、有耳,但眼只做图像处理,耳只做语音识别,运行时并没有进行交差计算。

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  • MITK交互概念

    千次阅读 2015-03-30 10:15:59
    MITK交互的核心基于DataInteractors,它们监听事先定义的事件,并在事件被触发时做出响应(执行actions)。下面介绍交互的几个组成部分。Event Handling & GUI Toolkit Abstraction下图介绍了mitk::DataInteract

    (学习笔记,错误难免,请指正;私人劳动,转载请注明出处)

    MITK有特殊的交互概念,让同样的交互方案可以在不同的情境中使用。MITK交互的核心基于DataInteractors,它们监听事先定义的事件,并在事件被触发时做出响应(执行actions)。

    下面介绍交互的几个组成部分。

    Event Handling & GUI Toolkit Abstraction

    下图介绍了mitk::DataInteractor中创建事件到执行action的过程。该图的前提条件是使用QT框架,同时展示了MITK交互概念是独立于任何图形用户接口工具包的。

    这里写图片描述

    1. 一个用户触发了事件,消息传递给MITK。
    2. 本层作为GUI toolkit(此处指QT)到MITK内部事件(后面称为InteractionEvents)的适配器
    3. 事件经过适配后,发往与渲染窗口连接的mitk::Dispatcher。
    4. 在mitk::Dispatcher层,所有能对事件(mitk::DataInteractor和mitk::InteractionEventObserver实例)进行响应的对象都能被找到。
    5. 一个mitk::DataInteractor被赋予一个事件,然后检查自己的mitk::EventConfig对象,看这个事件自己是否有定义并返回值。
    6. 如果DataInteractor中有定义,则检查其state machine,看当前状态下是否能够做出响应。
    7. 如果检查到与状态变化(transition)相对应的行为,则执行该行为,自此事件被完整处理。

    事件

    事件可以是任何用户输入,例如键盘、鼠标或触摸手势。这些事件从QT这样的UI框架映射到MITK内部(这时候只知道有消息要发送了,但不知道发给谁),而后被发送到mitk::Dispatcher做进一步消息分发(这时候的分发就是具体到发给谁了)。这些事件并不局限于传统输入,用户还可以给比如追踪装置等定义新的类去描述事件(如何创建新事件?)。

    InteractionEventHandler

    描述能够处理事件的对象。这些对象可以被划分为两组:DataInteractors和mitk::InteractionEventObserver。他们间不同之处在于:mitk::DataInteractor实例作用于一个mitk::DataNode。mitk::InteractionEventObserver和DataNode没有关系,因此不能处理数据(mitk::DataNode实例)。

    这里写图片描述

    DataInteractors

    DataInteractors继承了mitk::InteractionEventHandler,且更加具体。它能够通过状态机(state machine)处理与DataNode相关的事件。

    StateMachines

    事件的具体行为响应取决于要操作的数据和交互状态。比如用鼠标画一条线,第一次双击应该是添加一个点,第二次双击应该加一个点并结束交互。这样第三次双击就会无效。诸如相同的用户交互事件,根据目前状态而触发不同的行为这样的事情,状态机(state machine)能够很好地完成。

    DataInteractor通过状态机模式完成事件处理,其基本思想是每次交互都能被描述为state和transition(触发行为)。不同的状态机可以用于同一个mitk::DataInteractor,让DataInteractor执行不同的用户交互。举例来说:

    假设一个mitk::DataInteractor 具有两个功能:
    1.在鼠标所在位置添加点并用直线连接这些点。
    2.检查两个点是否在同一位置。

    在不同的mitk::StateMachine模式下,这个mitk::DataInteractor 能够执行不同的交互方案。

    状态机模式1:我们想让用户画一条直线,一个包含三种状态的状态机如下:

    这里写图片描述

    每次MousePress事件发生时,AddPoint函数被调用,在鼠标位置添加一个点,除非已添加两个点。

    状态机模式2:同样的mitk::DataInteractor可以按如下状态机进行操作,画一个闭合的轮廓。
    mitk::DataInteractor能够在已有的点上检测AddPoint事件,并处罚一个PointsMatch事件。

    这里写图片描述

    这样不同的交互行为可以由状态机来完成,开发者只需更换状态机,而不用修改程序代码。

    定义状态机

    状态机以XML文件的形式存储,它的定义由四部分组成。

    • States:状态,当前交互所处的状态。
    • Transitions:过渡事件,从一个状态过渡到另一个状态所需要的事件。
    • Conditions:过渡条件,在过渡发生前执行,作为是否允许状态过渡的条件。
    • Actions:行为,过渡条件满足,允许状态过渡,触发此行为。

    每个状态机都需要一个初始状态(StartState),即状态机刚被建立时就为这个状态。下面是一个状态机的例子,描述状态机模式2:添加点到轮廓直到PointsMatch事件被触发。

    <statemachine>
        <!-- startstate设为true,表示这是起始状态 -->
        <state name="StartState" startstate="true" >
            <transition event_class="MousePressEvent" event_variant="MousePress" target="StartState">
                <condition name="CheckPoint"/>
                <action name="AddPoint"/>
            </transition>
            <transition event_class="InternalEvent" event_variant="PointsMatch" target="ClosedContour">
                <action name="AddPoint"/>
            </transition>
        </state>
        <state name="ClosedContour"/>
    </statemachine>

    Transitions

    上面代码中可以看到,触发transition的事件由两部分共同决定: event_class和event_variant。event class代表事件类型(查询有哪些事件类型可参考mitk::InteractionEvent)。event variant为更具体的事件描述,且event variant的值来自config文件。比如下面的例子,当StdMousePressPrimaryButton事件触发时(鼠标左键按下),状态机从状态A转换到状态B。

    例子:

    状态机
    <statemachine>
    <state name="A" startstate="true">
    <transition event_class="MousePressEvent" event_variant="StdMousePressPrimaryButton" target="B"/>
    <state/>
    <state name="B" />
    </statemachine>

    config文件
    <!-- Standard left click -->
    <config>
    <event_variant class="MousePressEvent" name="StdMousePressPrimaryButton">
    <attribute name="EventButton" value="LeftMouseButton"/>
    </event_variant>
    <!-- right click with control key pressed-->
    <event_variant class="MousePressEvent" name="RightWithCTRL">
    <attribute name="EventButton" value="RightMouseButton"/>
    <attribute name="Modifiers" value="ctrl"/>
    </event_variant>
    </config>

    InteractionEventObserver

    mitk::InteractionEventObserver实例接收所有用户的输入,且目的在于观察,它不能修改任何DataNode。mitk::InteractionEventObserver可以选择使用或者不使用状态机,默认是不使用。如何使用状态机功能可参考文档mitk::InteractionEventObserver::Notify

    这里写图片描述

    Configuration

    许多情况下,独立于特定事件(如鼠标左击)的交互更为方便,以便能够方便地更换。这就需要InteractionEventHandlers的configuration来完成。它允许运行中更换行为。

    通过载入不同的configuration,mitk::InteractionEventHandler能够非常容易地更换用户输入所应触发的行为。configuration也是用XML文件来描述的。mitk::InteractionEventHandler能够载入这些文件,从而建立起用户输入到行为的映射。

    这里需要区分specific event和event variant。specific event由它自己的类来描述,比如mitk::MousePressEvent,且它的参数保证它的独一无二。event variant是赋予某个特定事件的名字。mitk::InteractionEventHandler监听这些名字。

    例如,下面列出了两个不同的configuration文件。假设 mitk::InteractionEventHandler监听的event variant是 ‘AddPoint’。

    示例2:鼠标左击事件描述

    <config name="one">
     <event_variant name="MousePress" class="MousePressEvent">
      <attribute name="EventButton" value="LeftMouseButton"/>
     </event_variant>
    </config>

    示例3:按住Shift键同时鼠标左击事件描述

    <config name="two">
     <event_variant name="MousePress" class="MousePressEvent">
      <attribute name="EventButton" value="RightMouseButton"/>
      <attribute name="Modifiers" value="shift"/>
     </event_variant>
    </config>

    如果mitk::InteractionEventHandler载入的是第一个configuration,则鼠标左键按下时,event variant “MousePress” 被触发。如果载入的是第二个configuration,按住shift键的同时鼠标右键按下时,”MousePress” 被触发。如此,所有继承自mitk::InteractionEventHandler的对象都可以被configured。如何创建configuration XML文件参考Interaction Concept Implementation

    Dispatcher

    mitk::Dispatcher的实例接收所有事件,并将这些事件转发给相关的mitk::DataInteractor实例。根据DataInteractors对应的mitk::DataNode的layer level,对DataInteractors进行降序排序。事件被分发给第一个mitk::DataInteractor,由其检查自己是否能够处理这个事件。然后是第二个,第三个……DataInteractor,直到有DataInteractor能处理该事件。之后,其他的DataInteractors被跳过,且所有的InteractionEventObservers都会接到通知。

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  • chorale:Chorale是一套用于与概念概念内容进行交互的工具
  • 交互操作 选择 标记区域以查看其特征或变化 通常是一些计算或操作后续步骤。 常见操作:鼠标、悬停、刷选、框选(取决于操作成本) 探索 目标:寻找某种清晰图案 方法:调节绘制、视角位置、大小等参数 重配 通过...

    交互操作

    选择
    标记区域以查看其特征或变化
    通常是一些计算或操作的后续步骤。
    常见操作:鼠标、悬停、刷选、框选(取决于操作成本)
    探索
    目标:寻找某种清晰图案
    方法:调节绘制、视角位置、大小等参数
    重配
    通过显示不同的排列提供不同的角度。
    提供多种合理的布局方式。
    改变编码
    颜色、大小、方向、位置
    抽象/具体
    显示更多或更少的数据细节调整的抽象级别(概览和细节)
    实例:提供互动的方法以展开子类别缩放(缩放几何)
    过滤
    显示符合条件的某些数据子集基于某些特定的条件改变显示的数据集
    实例:动态查询属性浏览器
    链接
    显示相关的项目
    高亮关联和关系显示与特定数据项有关的项
    在这里插入图片描述

    可视化的交互空间

    用户和可视化程序交互时所处的空间或者视窗
    1屏幕空间
    直接控制屏幕上的像素显示所有像素、部分区域、单个像素点
    常见的有:移动、放缩、旋转、、、
    在这里插入图片描述
    2数据值空间
    用户可以对某个或者某些维度指定一个范围,查看该范围内的数据。
    3数据结构空间
    指定可视化中数据的细节层次
    4可视化参数空间
    绘制参数 ,如颜色、大小等
    5可视化结构空间
    关注系统的不同视图将视图位置、大小做成可以调整的,可以更有效地使用有限的屏幕空间。
    6数据/物体空间
    数据直接绘制空间
    7虚拟和现实空间
    将数据和空间更紧密地结合起来

    可视化交互模型

    尺度问题
    数据太大,不能在屏幕上显示完整,可能包含太多的事例或变量
    1、概括+细节模型
    在一个视图想集中显示所有的对象提供整体,再通过刷选、框选等交互在相邻视图中展示它们的细节。
    2、聚焦+上下文
    显示大规模数据中的局部细节
    3、多角度观察数据
    在不同界面中基于数据的不同性质采取不同交互
    4、多种混合交互方式
    5、混合交互设备
    兼顾好的观感体验和便携性
    在这里插入图片描述

    可视化交互设备

    世界上第一个真正意义上的交互式图形系统——Sketchpad
    触屏设备:手机、平板电脑
    通过触摸屏幕直接完成与可视化系统之间的交互
    Phantom触觉设备
    选择三维数据
    智能手表
    兼顾触摸功能和体感功能。
    交互方式:水平滑动、垂直滑动、旋转表盘或旁边的旋钮、移动手臂
    虚拟现实设备
    配备游戏杆用于交互
    增强现实设备
    通过摄像头捕捉用户手势并翻译为交互语言
    目光捕捉器
    通过捕捉用户的目光了解用户的兴趣,自动增强部分数据的绘制细节。
    总结
    分类

    可视化的价值和评估

    可视化的主要价值
    帮助用户从数据中回去新的知识
    影响因素:用户已有的专业知识和技能,用户需要的知识、、、
    用户是可视化价值的体现者

    可视化评估
    帮助用户认识到可视化的作用,在专业领域或其他使用场景中接受使用可视化
    定量评估
    列出假设——设计实验——完成实验——分析结果

    可视化评估设计到的任务要简单
    在这里插入图片描述
    定性评估
    优点:更加灵活
    方法:观察、采访
    总结
    在这里插入图片描述

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  • 语音交互一些技术概念

    千次阅读 2018-01-09 18:46:47
    科普:语音交互的过程 A)语音识别(Automatic Speech Recognition),一般简称ASR;是将声音转化为文字的过程,相当于人类的耳朵。 B)自然语言处理(Natural Language Processing),一般简称NLP;是理解和...

    1、语音交互-示意图1(最简版)
    科普:语音交互的过程
    这里写图片描述

    A)语音识别Automatic Speech Recognition),一般简称ASR;是将声音转化为文字的过程,相当于人类的耳朵。

    B)自然语言处理Natural Language Processing),一般简称NLP;是理解和处理文字的过程,相当于人类的大脑。

    上图中,写的是“语义理解”(Semantic understanding,行业提到时,也会简称为“语义”),广义来说,也行,因为行业内有时也这么用。

    有时“语音”和“语义”会成对出现。比如说“讯飞的核心技术积累在语音,图灵机器人的核心技术积累在语义”。当然,这时也可以用“语音识别”和“自然语言处理”来成对出现,不能说错,只不过比“语音”+“语义”要繁琐和绕口一点。

    C)语音合成Text-To-Speech),一般简称TTS;是将文字转化为语音(朗读出来)的过程,相当于人类的嘴巴(和ASR是相反的)。

    D)语音交互,一般英文说Speech interaction(优先于Voice interaction),但如果说产品形态的语音助手,英文是Voice Assistant。

    E)非专业表达/理解:
    a)认为“NLP和NLU是一样的意思”——其实,NLU是NLP的子集。
    b)语音识别、语义理解,都是OK的;但说“语义识别”,虽然不能说完全错误,但有点怪(至少不常用),会让人觉得你不是特别专业。

    2、语音交互-示意图2(复杂版)

    这里写图片描述

    这里,多了自然语言生成(Natural Language Generation,NLG)、语义表示、对话管理(Dialogue Management)等概念。后两个大家可以先不用管,只需要知道“自然语言生成”是目前NLP最前沿的研究领域就可以了。

    3、语音交互-示意图3(APP交互版)
    这里写图片描述

    4、CUIConversational User Interaction对话式交互
    1)跟语音交互相比,CUI的范畴更宽泛——没有语音过程、只有文字的对话交互流程,可以称为CUI,但是不能称为“语音”交互。

    2)提到CUI,很多时候会和互联网/移动互联网时代的“GUI”一起出现:GUI,Graphical User Interface,图形化交互。

    二、当前技术边界
    ASR、NLP、TTS等单个技术点的边界,后面几天咱们再具体分析;这里只说一个认知:

    要想在APP或硬件产品中,添加语音交互体验——实现demo很容易,各方面都有API可以用【比如ASR、TTS用讯飞,NLP(聊天/知识库等)用图灵机器人。】但是,要想实现非常好的整体产品体验,距离还非常远。(这个我曾经写了一个测试的iOS的demo App,实用第三方API实现只能客服,要提前预置关键词进去)

    既可能有产品feature方面的定制化需求,还有整合工程化方面的问题。可以说,如果是将这些AI技术体验仅仅当成产品的加分项,也许还可行,而一旦要将其作为产品的核心价值,特别是要实现真正好的产品体验,很多时候不得不自己去研发——这方面,大家可以看看傅盛他们,花了多大力气来做一款智能音箱《傅盛:人工智能的破局点是技术和产品结合 | 猎户星空发布小雅语音》http://t.cn/Ro61HkJ

    三、瓶颈和机会
    1、不论为了是单个技术点,还是整体体验,要想直接创造一个完美的技术架构,是不现实的。反而需要我们AI产品经理们,从实际场景的用户/客户反馈出发,倒逼技术方面的模型/算法/数据的优化。

    2、场景很重要。特别要选细分场景,并且需要有对应的产品技术优化方案。
    1)手机场景,几乎被行业放弃了(之前火了一阵的语音助手,被证明难以形成用户粘性),具体原因,以后专题再说。
    2)车载场景,目前车内降噪的问题很大,导致整个语音交互体验不好。
    3)室内-智能音箱,也是做了很多的专门优化,比如远场识别、降噪等(在后续ASR小节再说)。

    3、交互标准很重要。

    行业内,有的人认为,Speech interaction**语音交互**会是未来的交互标准形式;

    也有人认为,CUI (Conversational User Interface) 对话交互是未来的交互标准形式;

    但我个人认为,两者都有漏洞,具体原因及“什么可能是对的”,以后再专题讨论。

    注:数据、算法、算力等方面,可以说是必要条件,但不是充分条件——特别是,如果希望做出2C爆款产品的话。

    附:相关资料
    1、文章
    略。目前大多数文章,都太技术化了。以后有合适的文章再分享给大家。

    2、产品或视频
    《搞笑AI相关视频:智能电梯,惊现老外满级中文》,http://fantuan.guokr.net/web?url=%2Ftopics%2F6569

    以上内容,来自饭团“转型人工智能”,点击这里可关注:http://fantuan.guokr.net/groups/219/


    作者:黄钊,5年AI实战经验(图灵机器人),8年互联网背景(前腾讯QQ产品经理),微信公众号/知乎/在行/饭团ID“hanniman”,持续3年分享人工智能相关原创干货,关注者1.2万+,200页PPT《人工智能产品经理的新起点》被业内广泛好评,下载量1w+。

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    千次阅读 2012-07-14 09:53:03
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  • 一、交互概念交互式” TCP连接是指,该连接需要在客户端和服务器之间传输用户输人信息,如接键操作、短消息、操作杆或鼠标动作等 如果采用较小报文段来承载这些用户信息,那么传输协议需要耗费很高代价...

空空如也

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交互的概念