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    让福娃开口说话

    日期 2008-07-14   来源:科学时报   作者:刘淑  【 】   【打印】   【关闭

      2005年11月11日,距北京奥运会举行还有1000天时,奥运会吉祥物福娃在北京工人体育馆亮相。在奥运会的历史上,吉祥物首次由一个变为5个,创造了奥运会吉祥物数量之最。在这之后,清华大学电子工程系教授刘加研发的语音识别芯片系统又让福娃实现了另一个“史上首次”——让福娃开口说话,福娃由此成为历届奥运会上第一个能与人对话的智能吉祥物。

      用中英文和福娃对话

      ——你好!

      ——你好!我是第29届北京奥运会吉祥物福娃,2008,北京欢迎你。

      ——讲个故事吧。

      ——好吧,我给你讲我们福娃的故事……

      ——唱支歌吧。

      ——好,给你唱《中国福娃》吧……

      ——再见。

      ——再见,朋友,我们奥运会上见。

      打开福娃身上的开关,你就可以跟福娃进行如上的对话了。

      每个能够说话的福娃胸前会有一个类似金牌的小卡片,上面书写有与福娃进行对话时的语音命令。当人们按照卡片上的问题提问时,福娃会作出相应的回答。

      为福娃设计的情境对话内容是在北京奥组委的指导下完成的。5个福娃胸前的问句有中文和英文两种语言。并且,福娃汉语回答语音是一位专业动画片配音演员的声音,英语回答语音来自一个外国小朋友。

      为了迎接奥运会,北京掀起了一股学英语热潮,福娃也不甘落后,除了能用中文与人打招呼、唱歌、讲故事以外,还可以用英文进行对话。

      福娃更为聪明的地方体现在它学会了说“不”。如果你问的问题不是卡片上所规定的,或者表达不清楚,福娃并不会答非所问,它会告诉你它没听清楚,让你再说一遍!

      2007年底,中英文智能对话福娃通过了奥组委专家组的审批,有60厘米和36厘米两种型号的福娃进行批量生产。

      小小芯片的魔力

      福娃智能对话功能的实现,依靠了具有自主知识产权和国际先进水平的语音识别芯片系统,而该系统的语音识别核心技术来自于刘加。

      50多岁的刘加从事语音技术研究已有30多年,“语音识别技术就是让机器通过识别和理解过程把语音信号转变为相应的文本或命令的高技术。”刘加说,“语音信号本身的多变性、动态性、瞬间性和连续性的特点造成了机器识别语音的困难。这就像让一个外语不好的人去听外国人讲话,它和不同的说话人、不同的语速、不同的说话内容以及不同的环境条件有关。”

      “语音识别系统的基本流程是这样的:语音信号输入后首先经过滤波器,去除干扰及可能造成混淆的成分,然后由前端处理模块提取语音识别所需的特征参数,然后语音识别模块将所提取的特征参数与模板库中已经训练好的语音模板进行比较识别,找到最好的识别结果。”

      我国语音识别研究工作起步于上世纪50年代,从1987年开始执行国家“863”计划后,国家“863”智能计算机专家组为语音识别技术研究专门立项,每两年滚动一次。2001年7月,北京自然博物馆展出了具有语音识别口语对话功能的熊猫,当时即采用了清华大学电子工程系研发的非特定人连续语音识别系统,在展馆高噪声的环境下,识别率也超过了98%。很多专家都认为,语音识别技术是2000年至2010年间信息技术领域十大重要的科技发展技术之一。

      事隔7年,今天的刘加再回头去看当时的智能对话熊猫,觉得它有些不够“智能”,而且整个语音识别系统需要采用计算机来实现,其价格昂贵。今天,整个语音识别系统可以用一个低价位芯片实现,构成一个语音识别片上系统,并批量生产。当时的智能对话熊猫与人进行对话时,没能将说话时要表达的感情表现出来,显得有点机械。而现在的福娃不仅仅能够进行对话,还能在对话中传达出相应的感情,并且可以进行多种语言的语音识别。

      当时的智能对话熊猫还不具备说“不”的能力。也就是说,只要人们对着熊猫说话,它就会将接收到的语音与自己语音库中的对话模型进行对比,找出最接近的那一句,并按照事先设定的答案进行回答。比方说,你对着它说:“你是傻瓜,你是笨蛋。”它也会作出回答。“这就让人觉得它很愚笨。”刘加说,“而福娃就不会再出现这种问题,如果你说它是傻瓜,它就会不回答你的问题,或友好地提示你说正确的对话内容。”

      语音识别芯片技术的研发是在国家自然科学基金委、科技部“863”等多个国家项目的长期支持下取得的创新成果,具有自主知识产权。这些技术已经开始被应用于玩具、语言学习机、电话、手机等消费电子产品中,开始产业化生产。2007年底,通过进一步与企业合作,成功地将语音识别芯片技术应用于奥运吉祥物福娃中,经奥组委审批之后,奥运史上第一个能与人对话的智能吉祥物得以诞生。

      当第一批中英文智能对话福娃作为礼物送到联合国总部时,联合国的各级官员和工作人员对会说话的福娃喜爱有加,中英文智能对话福娃成为传递友谊与和平信息的使者。