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1、手机中的人工智能 作者：高智成 来源：中国新通信 2018 年第 24 期 【摘要】本文首先简要介绍了人工智能的相关概念，之后简要阐述了智能手机的发展历史，接着论述了人工智能在手机中的典型应用，包括 AI 美颜，语音助手以及系统优化，最后讨论了 AI 技术在手机及其它领域的未来发展趋势。【关键词】人工智能 手机 美颜 语音助手 系统优化 一、引言 人工智能（Artificial Intelligence）是计算机科学的重要分支，其最终目的是制造出堪比人类智能的智能机器或系统。人工智能的研究领域很广，包括机器人、自然语言处理、计算机视觉、语音识别等。人工智能的概念自诞生以来，相关理论和技术不断发
2、展，已经在许多领域中开始应用1。随着移动互联网的普及以及相关硬件技术的发展，智能手机的功能不断丰富，早已取代功能机成为市场主流。2016 年，中国的手机普及率超 96 部/百人，几何是人手一台，其中近 70%为智能手机。当前，智能手机中的许多功能都集成了人工智能技术，如 AI 美颜、语音助手、系统优化等，本文将此进行详细介绍，并探讨 AI 技术在手机及其它领域的发展趋势。二、智能手机发展概述 人类对“手机”技术的研究开始于 1902 年，一名名叫内森斯塔布菲尔德的美国人制成了第一个无线电话装置。三十多年后的 1938 年，世界上第一部“移动电话”手机在美国贝尔实验室诞生。早期的无线电话都是军事
3、用途，直到 1973 年 4 月，第一部推向民用的手机由摩托罗拉公司工程技术员发明，当时的手机体积笨重，携带十分不便，功能也比较单一。随后出现了摩托罗拉 DynaTAC8000X（大哥大）、诺基亚 6110 等代表性产品，这些手机在外观及功能上都有很大改进。这一时期的手机不再局限于通话、短信，还增加了游戏、音乐等功能，但这些功能只能内置在手机中，用户不能进行随意删除，更不能安装应用，被称为功能机时代2。2007 年，iPhone 问世，其采用触屏+应用的模式开启了智能机新时代。2008 年，首部运行Android 操作系统的智能手机，HTC G1 诞生。不管是 iPhone 还是 Androi
4、d 手机，都具有独立的操作系统，可以由用户自行安装第三方应用的手机，被称为智能手机（Smart Phone）。相比功能机，智能手机的功能更加丰富，且用户能够根据自己的需要下载安装或删除应用程序。智能手机从诞生发展到现在已经超过十年，在此期间，手机的硬件配置不断升级，软件应用层出不穷，甚至出现了应用市场来帮助用户挑选自己喜欢的应用。近年来，手机厂商为提高产品的竞争力，更好地满足用户需求，将 AI 技术与手机有机融合，进一步拓展了手机的功能，提高了系统的运行效率。三、人工智能在手机中的应用 3.1 AI 美颜 所谓 AI 美颜，即是人工智能美颜的简称，就是利用人工智能技术对包含人脸的用户图像进行处
5、理，从而满足用户在审美上的需求。美颜技术发展很快，从传统的只是化妆（磨皮、祛痘、肤色调整）发展到如今几乎可以达到整容的效果（如改变眼睛大小、形状，改变脸型、腿型等）。美颜技术实现的第一步是人脸识别，即从图像中识别出人脸，之后根据人脸的特点定位具体的器官，再进行美化处理。下面以磨皮祛痘为例说明美颜的过程：一张图像可以看作是由一个个像素点组成的二维数据集合，根据图像的色彩差异，像素点会取不同的值。在图像中，“痘”和周围像素点的差异较大。磨皮祛痘，需要在保持原有皮肤细节的同时，平滑掉“痘”与周围像素点的灰度差异，通过一些图像处理算法就可以实现这一目标，如平滑滤波算法。传统的美颜算法，妆容鲁棒性不高，
6、当人脸被光线，五官遮挡的话，美颜效果下降很快；传统美颜算法模糊问题严重，逼真度不高；此外，美颜处理仅仅局限在局部，无法根据用户的特点进行挑战，智能化水平低。为解决这些问题，人们将人工智能技术应用与美颜算法，产生了 AI 美颜。例如 OPPO 就在其旗舰机型中搭载了 AI 美颜功能。通过 OPPO 的自拍大数据库，手机在自拍时，通过性别、年龄、肤质、肤色、表情、状态等多维度进行数据分析，继而利用神经网络算法，实现最适合被摄主体的美颜效果。AI 美颜相比传统美颜技术具有妆容自然，逼真，鲁棒性高，可以针对不同人像照片智能匹配最优妆容等优点。3.2 语音助手 近年来，为丰富智能手机的功能，进一步提高人
7、机交互的便利性，手机厂商基于语言识别技术、自然语言处理技术、语音合成等技术，开发了许多语音助手3。3.2.1 国外知名的语音助手 Siri 是苹果公司研发的一款语音助手，在其产品 iPhone4S，iPad 3 等都有应用。用户打开 Siri 后，可以和其进行对话，例如询问天气、安排日程等，此外，Siri 具有学习声音和语调的能力，能够为用户提供对话式的应答。Siri 强大的功能得益于其背后技术的支撑，特别是其采用的语音合成技术能够使人机对话更加逼真。Google Now 是谷歌在 Android 4.1 系统上首次推出的一款语音助手应用。相比Siri,Google Now 最大的优势在于其结
8、合了 Google 的搜索功能，Google Now 能够智能化读取用户搜索的关键词，为用户提供更精准的服务。Cortana（中文名：微软小娜）是由微软公司研发的个人智能助理。微软小娜是微软在人工智能领域的一次尝试，值得一提的是小娜与用户的交互不是简单地基于存储式的问答，而是基于自然语言处理、语音合成等技术的智能对话。3.2.2 国内知名的语音助手 国内手机厂商根据国人的使用习惯，也纷纷推出了自己的语音助手。比较知名的有小米公司的小爱同学，其功能跟其 Siri 和谷歌助手类似，但它更能贴近中国市场的需求，可以配合着微信以及其他软件使用。vivo 手机中的语音助手名叫 jovi，拥有一个独立按键
9、，长按这颗按钮即可直接唤醒 Jovi 而无需语音唤醒。Jovi 在其内搭载了自然语言的理解技术，能够准确地从自然语言中提取有用信息，理解较为复杂的内在的逻辑关系，并及时作出相应的命令操作。3.3 系统优化 智能手机操作系统，目前比较主流的包括 Android、iOS。由于 Android 操作系统是开源的，因此国内许多手机厂商在其基础上进行二次开发，设计了自己定制 UI 的智能系统，例如 MIUI，Flyme、H2OS 等。为提高系统运行效率，许多手机厂商利用 AI 技术对系统进行优化，提高系统的运行效率4。3.3.1 AI 预加载 为提高智能手机应用的启动效率，部分手机厂商开发出了 AI 预
10、加载技术。通过对用户使用应用的习惯进行记录、分析，确定用户的使用时间，同时，基于对用户的大数据调查，预判出即将被使用的应用并提前在后台进行预加载，从而减少应用的启动时间。3.3.2 AI 智能清理 当前，智能手机的应用不断增多，但用户在使用过程中也会产生大量缓存垃圾，手机的内存压力越来越大，会产生运行缓慢、卡顿等难题。根据 2017 年手机垃圾清理报告显示，用户出于误删文件顾虑，68%用户清理时手动勾选文件。因此，垃圾清理软件应运而生，帮助用户自动对垃圾进行清理，但如何精准识别垃圾文件并防止误删，一直是此类软件面临的问题。为此部分软件公司研发了智能推荐技术，根据用户的操作历史、垃圾缓存情况及使
11、用场景等因素，能够精准识别垃圾文件，为用户提供个性化清理方案。四、讨论 智能手机作为全球第一大消费电子产品，随着功能机存量替换和智能机新机型升级换代的放缓，已进入成熟发展阶段。AI 在手机中的应用已经越来越普遍，有了 AI 技术的帮助，智能手机的功能更加人性化，许多手机厂商都将 AI 技术作为其产品的一大卖点。AI 技术带来的改变不仅在手机领域，在制造、医疗、教育、交通等领域的变革也已经开始。如工业机器人已经在汽车生产中大规模应用，应用 AI 技术的智能影像识别系统已经能够在部分疾病诊断上达到甚至超过人类专家。AI 技术的应用可能导致部分工作岗位以及一些低智能的产业逐渐消失，但人们也不必过于悲观。虽然在 AI 技术发展过程中一些工作将会消失，但同时一些工作又会被创造；另一方面，AI 对人类社会的影响是一个渐进的过程，不会出现突然的过渡，人们将有足够的时间对其发展进行监督、约束，使其向着对人类有益的方向发展。