人工智能通识教程

1 什么是AIGC

AIGC被认为是继专业生成内容(Professional Generated Content,PGC)、用户生成内容(User Generated Content,UGC)之后的新型内容创作方式。AIGC让内容创作者由人变成了人工智能,是人工智能从1.0时代进入2.0时代的重要标志,其核心思想是利用人工智能模型,根据给定的主题、关键词、格式、风格等条件,自动生成各种类型的文本、图像、音频、视频等内容。AIGC可以广泛应用于媒体、教育、娱乐、营销、科研等领域,为用户提供高质量、高效率、个性化的内容服务。

AIGC是一种前沿和创新的人工智能技术,正在不断发展和进步。随着人工智能模型的改进和优化,以及数据资源的丰富和完善,AIGC将能够生成更高质量、更多样化、更个性化的内容,满足用户的各种需求和场景。此外,AIGC还将与其他人工智能技术相结合,实现更强大和更智能的内容服务。例如,AIGC可以与自然语言处理、计算机视觉、语音识别、语音合成等技术相结合,实现文本到图像、图像到文本、文本到语音、语音到文本等跨媒体内容生成。AIGC也可以与机器学习、深度学习、强化学习、生成对抗网络等技术相结合,实现更自主和更灵活的内容生成。


2 AIGC的分类
AIGC在生成内容层面可分为四方面:语言生成、图像生成、音频生成、视频生成。

(1)语言生成
语言生成指神经网络所掌握的语义概率模型,根据任务需求来创造和输出语言文本。

语言生成已在多个行业中得到广泛应用,代表应用如图所示。金融业利用语言生成应用来分析财务报告、企业定期报告等金融材料,以生成关键信息摘要与投资策略建议。电商利用语言生成应用来生成商品描述、商品评价、商品推荐等内容。新闻与媒体利用语言生成应用来生成新闻报道,或进行内容创作。教育行业利用语言生成应用来协助教师生成教学计划与教学方案,辅助教师批改作业,为学生提供学习辅导。医疗行业利用语言生成应用来协助医生撰写医疗方案与病例,帮助病患匹配医疗资源等。
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(2)图像生成
图像生成指运用人工智能技术,根据给定的数据进行单模态或跨模态生成图像的过程。根据任务目标和输入模态的不同,图像生成主要包括图像合成、根据现有图像生成新图像,以及根据文本描述生成符合语义的图像等。图像生成典型应用场景如图所示。
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(3)音频生成
音频生成指根据所输入的数据合成对应的声音波形的过程,主要包括根据文本合成语音、进行不同语言之间的语音转换、根据视觉内容(图像或视频)进行语音描述,以及生成旋律、音乐等。国内外音频生成的代表模型如图所示。

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按照输入数据类型的不同,音频生成可以分为根据文字、音频、肌肉震动、视觉内容等信息进行的声音合成。按照场景的不同,音频生成又可以分为非流式音频生成和流式音频生成,其中,非流式音频可进行一次性输入和输出,适合应用在以语音输出为主的相关场景;流式音频则可以对输入数据进行分段合成,响应时间短,适合应用在语音交互相关场景中,能够带来更好的体验。


(4)视频生成
视频生成指通过对人工智能模型的训练,使模型能够根据给定的文本、图像、视频等单模态或多模态数据,自动生成符合描述的、高保真的视频内容。与视频生成相关的典型应用场景包括视频内容识别、视频编辑、视频制作、视频增强、视频风格迁移等。目前与视频编辑相关的视频生成应用逐渐成熟,但与精细化控制还存在一定差距,尚未形成产业规模化应用的能力。未来,随着生成效果的提升,视频生成在很多行业将具备广阔的应用前景,其典型产业应用场景如图所示。

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3 AIGC的关键技术
AIGC涉及多种技术,其中包括机器学习、计算机视觉、自然语言处理、优化算法等。下面将以游戏应用场景为例,对这几种技术进行简要介绍。
(1)机器学习
机器学习是AIGC的核心技术之一,是一种通过数据训练模型来实现自主学习和智能决策的方法。在AIGC中,机器学习可以用于创建智能代理,例如游戏角色、机器人等,使它们能够根据不同的游戏状态和用户输入内容自动进行决策和行动。机器学习的主要方法包括监督学习、无监督学习、半监督学习和强化学习。
(2)计算机视觉
计算机视觉也是AIGC的核心技术,可以使计算机理解和解释视觉信息,例如图像和视频。在AIGC中,计算机视觉可以用于游戏中的自适应图形、虚拟现实、增强
现实等方面,以及对玩家的行为进行跟踪和分析。计算机视觉的主要方法包括特征提取、图像分类、目标检测和语义分割。
(3)自然语言处理
自然语言处理是AIGC涉及的技术,使计算机能够理解和生成自然语言。在AIGC中,自然语言处理可以用于游戏中的对话系统、自动生成任务和剧情等应用,以及对玩家输入的语言进行分析和处理。自然语言处理的主要方法包括语音识别、文本分类、情感分析和文本生成。
(4)优化算法
优化算法是AIGC技术的重要组成部分,可以使计算机自动优化策略和行动,从而提高游戏和计算系统的效率和性能。在AIGC中,优化算法可以用于解决强化学习中的探索与利用、高维状态空间等问题,以及在数据分析和决策中进行优化和搜索。优化算法的主要方法包括遗传算法、粒子群算法、蚁群算法和模拟退火算法。

AIGC的关键因素有数据、算力和算法,如图所示。在这三要素中,算法是直接决定生成效果的关键,数据直接影响生成结果的准确性,算力是生成效率的加速器,三者相辅相成、互为前提。
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