谷歌人工智慧唇讀術完虐人類，僅憑5千小時電視節目

編者註：人工智慧搶人類飯碗的趨勢越來越明顯了，最近，它又瞄準了一個新行業，而且一出手就比該行業專家們做的好。

主角還是 AI 大咖谷歌DeepMind，這次他們與英國牛津大學合作，通過機器學習大量的 BBC 節目，來學習一項全新的技能：唇讀術。可怕的是，人工智慧不僅學會了，而且讓唇讀專家們自愧不如。

唇讀是人類一項獨特的技藝，也是非常困難的一件事，它對於語言語境和知識理解的要求並不亞於視覺上的線索，然而 AI 又做到了。

AI 系統的學習對象是近 5000 小時的 BBC 各類節目，包括 Newsnight、BBC Breakfast、Question Time 等，所有視頻資料加起來約有 11.8 萬句話。

谷歌DeepMind 和牛津大學的聯合研究團隊使用了 2010 年 1 月至 2015 年 12 月間的電視節目素材對 AI 系統進行訓練，然後使用 2016 年 3 月- 9 月間播出的節目進行 AI 性能測試。

BBC節目資料庫。從左至右分別為：頻道、節目名稱、小時數、句數

通過觀察節目中說話者的唇形，AI 系統可以準確解讀出文字，比如下面這些比較「拗口」的句子：「我們知道也將有上百位記者會出席」（We know there will be hundreds of journalists here as well），以及「根據國家統計局的最新統計數據」（According to thelatest figures from the Office of National Statistics）。

DT 君試讀了以上英文語句，發現唇形變化其實並不明顯，而且電視節目中的語速是非常快的，難度可想而知。

BBC節目資料庫中無字幕原片

由谷歌DeepMind AI系統通過唇讀同步的字幕

AI能力再升級

測試結果的具體數據可能更能說明問題：在 2016 年 3 月-9 月的節目庫中隨機選取的 200 個說話場景唇讀對比測試中，人類專家的完全準確率為12.4%，而AI的完全準確率為46.8%。

而且 AI 所犯錯誤中有很多其實無關緊要，比如在複數後面漏掉一個「s」之類。不過哪怕是這樣，AI 還是完虐了人類唇讀專家。

人工智慧業內專家稱，「這絕對是建構全自動唇讀系統的第一步！現有的各類龐大資料庫完全可以支持深度學習技術的發展。」

上方彩色圖片為BBC節目資料庫原始靜態圖片，下方黑白圖片為兩個不同的人說出「afternoon」（下午）這個單詞時的唇型

兩周前，牛津大學曾開發了一個類似的深度學習系統LipNet，這套系統當時就已93.4%對52.3%大比分擊敗了人類唇讀專家，但還不太說明問題，畢竟，LipNet和人類的競賽是基於GRID語料庫，這個資料庫只包含51個特殊辭彙。

而DeepMind這次選取的BBC節目資料庫卻包含了驚人的17500個特殊辭彙，對人工智慧來說，這無疑是艱巨的挑戰。

GRID語料庫中的音視頻數據相對簡單得多

除此之外，BBC節目資料庫中包含了人類在正常說話時使用的各種語法，而GRID語料庫的33000個句子都採用相同表達，這使得句子很容易被預測，難度也相對低得多。

DeepMind和牛津大學的研究團隊將開放BBC節目資料庫供同行使用。來自LipNet的 Yannis Assael 表示將率先使用這一資料庫來訓練自己的唇讀AI系統。

把嘴唇排列起來

如果要通過 BBC 節目這一類的視頻資料庫來訓練自動唇讀系統，必須要讓機器預先學習每一個視頻片段。可問題是，節目中的視頻流與音頻流往往不是完全同步的，甚至會出現多達1秒左右的時間差。

簡單地說，這會讓機器徹底蒙圈，因為視頻里出現的唇形沒辦法和音頻完美貼合，機器就無法將某一特定唇形和其發音對號入座。這樣看來，AI 學習唇讀術好像是不可能的。

解決這一問題的方案是讓計算機先學會那些完全同步的音視頻流，掌握髮音與唇形間的關聯，然後自行推斷音視頻流中那些畫面是不同步的，再進行自動修正。DeepMind的 AI 系統自動處理的 5000 小時音視頻流就是採用的這種方法。如果完全使用人工來進行同步校準，工作量簡直大到不可想像。

DeepMind採用的「看、聽、嘗試、拼寫」架構。首先解碼出一個特徵yi及兩個向量，再通過向量去定位對應的輸入音頻視頻流序列

好了，問題來了，AI 唇讀本事這麼大，到底會被用來幹嘛？DT 君腦子裡首先出現的畫面就是：「天網」默默監視著全人類的談話，只要看看嘴型就知道你在說什麼……

雖然細思恐極，但專家說了，說到監聽這事兒，與其如此大動干戈，還不如超遠程監聽麥克風來得簡單直接效果好。所以，目前來看，沒什麼好害怕的。

相比之下，AI 唇讀技術更可能的應用方向是消費類電子設備，可以讓設備知道用戶想要說什麼，哪怕不發出聲音。「動動嘴皮子」這種事兒搞不好會成為未來人機交互的常態。

來自牛津大學 LipNet 研究團隊的Yannis Assael對此技術的評價是：「我們相信AI唇讀技術是一種非常實用的輔助性技術，比如更智能的助聽器、不便出聲的公共場合（Siri再也不用聽見你的聲音了），以及在嘈雜環境下精準的語音識別等。」

最後，小編拿出彩蛋一枚，供各位測試唇讀之用。

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