

要智能音箱可以连续对话、应答如流,最简单的办法就是“人工”智能,比如2015年横空出世的某客服机器人,凭借软萌的声音、流畅的反应、高度人性化的对答,几乎可以和钢铁侠的贾维斯媲美,最后却被扒出是“摄像头+变声器+人工客服”。
当然,“人工”智能也只有在演示时骗一骗领导,让几千万台智能音箱、智能家居、智能手机等都能对答如流,又该怎么实现呢?
高亮在百度世界告诉我们,百度的工程师已经想出了一套系统化方案:
1. 语音信号处理
语音激活检测技术已经非常成熟,苹果的“Hey,Siri”、DuerOS的“小度小度”都是案例,一次唤醒多次会话看起来也不复杂,比如设定智能音箱在一定时间内自动收音。难点在于怎么知道用户的话到底有没有说完。
因为我们说话不会永远都是连续不卡壳的,比如我想听一首薛之谦的歌,我可能会说“小度小度,给我播首薛之谦的……”思考1-2秒,然后说“认真的雪”。而这1-2秒间,就可能让智能音箱以为你说完了,从而接收指令给你播起了薛之谦的所有歌曲,甚至停止响应。
百度的工程师们准备了十几万小时的仿真训练数据,数千套房间数万组冲击响应函数,上万小时真实AEC录制数据,以及几十万小时的无监督声音数据,利用云、端语音完整性联动训练的方法,然后基于大数据进行声学建模和尾点检测,打造了全新的语音识别引擎。
当你对智能音箱说话的时候,音箱会立刻感知到,然后持续不断向云端发送语音数据,进行语义分析,监测你说的话是不是完整,然后智能音箱就能判断你的话是否说完了。
上传的语音数据只有几十K大小,整个过程不到一秒钟就能完成。不会出现诸如音箱在放着音乐,你说了一句“暂停”,音箱两三秒才响应,这个时候你可能会觉得音箱没有听见(尤其是音箱播放音量比较大的时候),然后再补一句“暂停”的情况。
就像高亮在现场的举例:“给我放一首刘德华的…呃…忘情水”,这个犹豫发问和提笔忘字一样,是很普遍的场景,需要对声学建模做一些特殊处理,要有非常精准的尾点检测, 让系统能够明白我们什么时候是犹豫,什么时候是说完了话,从而明确用户所表达的意图。
2. 声纹跟踪和决策
成年人的声音可以长期相对稳定不变,就算别人故意模仿你的声音和语气,声纹却始终不会相同。和指纹、虹膜等生物识别一样,声纹也是独一无二且相对稳定的生理特征,这样智能音箱可以拒绝掉不需要的声音。
于是百度的工程师们,根据自然界声音标定的声学置信度,对百万人量级的声纹进行学习建模,并推出了面向智能音箱连续交互场景的语义置信度技术,也是业界首创自动区分语音中不同说话人身份的商用系统。
会对唤醒人的声纹进行注册、跟踪、拒识,和唤醒人方向不一样的声音会被拒绝掉,声纹不同的声音会被拒绝掉,和智能音箱场景不匹配的声音也会拒绝掉。
比如说你和朋友聊天的时候,聊到某首歌时想让智能音箱播放,也可能会聊到一些电视剧和工作上的事情。百度的智能音箱已经达到了这样的聪明程度:自动判断是不是在和它说话,发现命令会立刻执行,不相关的对话绝不插一句嘴。
3. 交互上下文管理
现在的人工智能不是仿生学,而是通过各种各样的算法,毕竟人类连大脑的工作原理都还没有搞清楚,让人工智能像人类一样思考还很遥远。
那么问题就来了:和人工智能进行单次的对话并不难,想要把上下文的信息关联在一起就需要考验工程师们的脑洞了。
百度的工程师们先做了语音语义一体化技术,把声学、声纹、语义置信度和从DuerOS获得到的垂类信息资源融合起来,在深度神经网络的多信息融合技术、高频图和通用图并行解码决策的基础上,对对话的上下文进行跟踪管理:判断了说话对象后,可以知道之前交互的内容,知道对象的角色、喜好,然后综合所有这些信息作出精准决策,这样就解决了上下文关联的问题。
假如你问百度智能音箱明天天气怎么样,下一句问穿什么衣服比较合适,听到的回答会是和明天天气相关的穿衣搭配。不会像一些智能音箱一样,你问穿什么衣服,冷冰冰的来一句:“我找到附近有三家卖衣服的店铺……”
技术可能不是万能的,但没有技术是万万不能的。

三、哪些场景可以用?
一次唤醒多轮对话的能力依赖于多项声纹、语音、语义技术的进步,包括创新的尾点检测技术,其利用云端信号AD技术一边做语音识别一边发给语义VAD,将声学技术与语义技术结合在一起,能够适应用户说话速度,知道用户什么时候说完了,不在中间打断。
鲁棒拒识技术创新了声纹跟踪、语音置信度、声学置信度,可以基于特定说话人的场景化识别,拒绝非音箱交互人声,拒绝聊天内容与场景不一致的对话。
现场,高亮也用一款音箱向大家展示了百度远场语音技术方案——通过一连串流利的交互,在大会会场高噪音的环境下,说话的距离超过1米,音箱的唤醒和识别表现很好。
并且一次唤醒就能多次对话,智能音箱在说话时,也能聆听用户的新命令并且快速执行。从更多的演示deme和视频来看,维纳斯智能音箱也能实现一定的上下文理解。
想要让智能音箱实现连续对话的,不只是百度的工程师们,谷歌、亚马逊等同样在努力。这些个工程师们加班加点,冒着掉头发的风险去做技术研发,仅仅是为了让智能音箱不在角落里吃灰吗?
其实场景还有很多。
王海峰曾在中国图灵大会上展示过百度的智能语音搜索:当用户直接对着手机询问“天气热吗?”,她会回答当地的天气是热还是凉爽,气温如何等情况;当用户接着问“上海呢?”,她能够基于上下文理解技术自动补全用户的问题是上海的天气,从而给出准确的回答。
此外在王海峰在百度AI开发者大会上的那段“花式 RAP”,百度AI也完全不懵逼,妥妥应答如流。
再比如公室里的小组会议总需要安排一个人进行会议纪要,又不是专业的速记员,难免忘了某个问题是谁提的,某个人说了一大对话可能只记了开头几句。
这时候声纹识别技术就可以派上用场了,两人场景中百度的识别准确率为95.2%,三人及以上场景也达到了92.9%,远比普通人的会议纪要靠谱。