近期的很多熱播劇都和心理咨詢相關(guān)，在《女心理師》中，有這樣一個(gè)數(shù)據(jù)智能應(yīng)用，吸引了Mr.Tech的目光。

▲圖片來(lái)源：優(yōu)酷網(wǎng)劇《女心理師》

在女主工作的心理救援中心，不僅有酷炫的可視化數(shù)據(jù)大屏，還有看起來(lái)非常高級(jí)的智能語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)。這個(gè)智能語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)不僅能實(shí)時(shí)將通話雙方的語(yǔ)音內(nèi)容轉(zhuǎn)譯成文本，還能根據(jù)通話內(nèi)容做出預(yù)警，幫助心理咨詢師做判斷和決策，從而更好地實(shí)施援助。

這樣的“黑科技”具體如何實(shí)現(xiàn)呢？接下來(lái)，Mr.Tech就為大家圖文并茂做深入解讀。

第一步：用傅里葉變換將聲音信號(hào)處理成波數(shù)據(jù)

眾所周知，計(jì)算機(jī)不能直接對(duì)聲音文件進(jìn)行計(jì)算和機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練。算法工程師需要對(duì)聲音文件進(jìn)行處理，把MP3、MP4等聲音文件轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)擅長(zhǎng)解決的數(shù)學(xué)問(wèn)題。

學(xué)過(guò)中學(xué)物理課，我們都知道，聲音的本質(zhì)是波，頻率和振幅是描述聲波的兩個(gè)重要屬性。我們將一定時(shí)間內(nèi)聲音的振幅和頻率做成可視化圖表，就能得到聲波圖。

看到以上的聲波圖，你想到了什么？是不是和數(shù)學(xué)里的正弦函數(shù)圖像長(zhǎng)得特別像呢？

Bingo！

智能語(yǔ)音識(shí)別第一步要做的，就是選擇正確類型的函數(shù)來(lái)描述不同的聲波，然后再將數(shù)據(jù)交給機(jī)器去學(xué)習(xí)和計(jì)算。

理解了這點(diǎn)，你的右腳就已經(jīng)踏進(jìn)了智能語(yǔ)音識(shí)別科學(xué)的大門！

但是，聲波是很復(fù)雜的。聲波是不同頻率、不同強(qiáng)度的正弦波的疊加。我們?cè)趯⒙曇艨梢暬瘯r(shí)，得到的僅僅是疊加合成后的聲波圖。為了更好地理解聲音信號(hào)，算法工程師還需要將聲波圖進(jìn)行分解。

如下圖：

這個(gè)將聲音信號(hào)進(jìn)行分解（變換）的過(guò)程，就是機(jī)器學(xué)習(xí)里經(jīng)常提到的“傅里葉變換”。

傅里葉變換（Fourier?Transform，簡(jiǎn)稱“FT”）是機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域一個(gè)很常用的算法，它的作用是對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解析，以方便后續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

第二步：對(duì)聲音進(jìn)行基礎(chǔ)的特征識(shí)別

將聲音文件解析成聲譜圖之后，機(jī)器就可以對(duì)聲音進(jìn)行簡(jiǎn)單的特征識(shí)別和判斷，比如發(fā)聲人的性別、年齡層次等。

我們知道，男性和女性的聲音具有非常明顯的區(qū)別。一般來(lái)說(shuō)，男性聲音洪亮，振幅較高，頻率較低；女性聲音尖細(xì)，頻率較高，振幅較低。同時(shí)，還有一些異常情況，比如大聲的呼救、病痛時(shí)的呻吟等，也都可以通過(guò)頻率和振幅來(lái)進(jìn)行刻畫描述。

第三步：將語(yǔ)音轉(zhuǎn)化成文本，便于機(jī)器學(xué)習(xí)

《女心理師》中的智能語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)還能將語(yǔ)音內(nèi)容實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)譯成文本，并根據(jù)語(yǔ)音內(nèi)容做出預(yù)警提醒。

計(jì)算機(jī)是如何聽懂人類語(yǔ)言的呢？

所謂“人工智能”，其中離不開“人工”的作用。實(shí)現(xiàn)智能語(yǔ)音識(shí)別的本質(zhì)其實(shí)是將聲音波形特征和特定文字一一匹配。這就需要在前期構(gòu)建語(yǔ)音樣本庫(kù)，由人工對(duì)語(yǔ)音樣本進(jìn)行標(biāo)注，然后抽取出聲音波形特征和文字的對(duì)應(yīng)關(guān)系，讓機(jī)器去學(xué)習(xí)。通過(guò)大量的訓(xùn)練、學(xué)習(xí)，計(jì)算機(jī)便擁有了將語(yǔ)音轉(zhuǎn)化成文字的能力。

不過(guò)，在該階段，轉(zhuǎn)譯后的文字對(duì)于計(jì)算機(jī)而言，就如同“天書”，計(jì)算機(jī)并不能理解文字中蘊(yùn)含的涵義，更不能Get到文字中說(shuō)話人所要表達(dá)的情感。

因此，還需要教會(huì)計(jì)算機(jī)聽“懂”人話，并使其擁有一定程度的專業(yè)知識(shí)水平，能夠?qū)ξ谋緝?nèi)容進(jìn)行情感分析和自主推理，從而實(shí)現(xiàn)智能預(yù)警，更好地輔助研判。

具體如何實(shí)現(xiàn)呢？一起來(lái)看第四步。

第四步：對(duì)文本內(nèi)容進(jìn)行情感分析

我們知道，句子由詞匯組成，包括停頓詞（的、和、地、得、之間……），正面評(píng)價(jià)詞（價(jià)格便宜、干凈、美麗、物美價(jià)廉......），負(fù)面評(píng)價(jià)詞（埋汰、臟、差、壞……），程度詞（還行、非常好、湊合、一般、特別......），疑問(wèn)詞（難道、豈、居然、竟然、究竟、簡(jiǎn)直、難道、反倒、何嘗、何必......）以及否定詞（不、莫、無(wú)、弗、非、否......）等等。要理解一句話的情感和態(tài)度，就需要對(duì)句子中各個(gè)詞匯的詞性進(jìn)行分析。所以我們需要對(duì)上階段轉(zhuǎn)譯好的文本進(jìn)行分詞處理，然后綜合每個(gè)詞的情感傾向最終得出該語(yǔ)句整體的情感態(tài)度。

計(jì)算機(jī)在進(jìn)行文本的情感分析時(shí)，還是要先將其轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題才能解決。

計(jì)算機(jī)一般采用如下類型的數(shù)學(xué)表達(dá)式來(lái)計(jì)算一句話的情感態(tài)度：

舉個(gè)例子，比如在“難道非得讓我說(shuō)差么？”?(疑問(wèn)詞“難道”往往和否定詞結(jié)合起到雙重否定的作用，有時(shí)人們也會(huì)把“難道”單獨(dú)當(dāng)成否定詞來(lái)使用)?這樣一句話中，“難道”和“非”都是否定詞，所以該句話的整體分值就可以計(jì)算出來(lái)了，是(-1)^2*1*-1?=?-1，那么這句話要表達(dá)的就是偏負(fù)面的態(tài)度。

再比如“難道這樣不好嗎?”中，“難道”和“不”都是否定詞，分值為(-1)^2*1*1=1，那這句話的情感就是偏正面的。

一般來(lái)說(shuō)，詞匯的情感是偏正面還是負(fù)面，在不同的領(lǐng)域有不同的標(biāo)準(zhǔn)和說(shuō)法。比如，“聲音大”，在音響行業(yè)，其實(shí)就是非常正向的的詞匯，但是在家電行業(yè)，說(shuō)一個(gè)洗衣機(jī)“聲音大”，其實(shí)表達(dá)的是負(fù)向的態(tài)度。所以，不同行業(yè)的算法工程師，都需要構(gòu)建所屬行業(yè)或領(lǐng)域的特色詞庫(kù)。

此時(shí)再看《女心理師》劇中的智能語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)，就很好理解它的“聰明”所在了。在心理咨詢或救援領(lǐng)域，“跳樓”“自殺”這些都是負(fù)向詞匯，“不用來(lái)找我了”這句話中也有否定詞“不”。因此當(dāng)系統(tǒng)判斷語(yǔ)音內(nèi)容非常消極和負(fù)面時(shí)，就會(huì)自動(dòng)彈出相應(yīng)警報(bào)。

▲圖片來(lái)源：優(yōu)酷網(wǎng)劇《女心理師》

看到這步，恭喜你把左腳也踏進(jìn)了智能語(yǔ)音識(shí)別科學(xué)的大門！

第五步：構(gòu)建行業(yè)知識(shí)圖譜

可以看到，上圖中的警報(bào)彈框中，還有“需要專業(yè)支持”的提醒，智能水平較高。其實(shí)，在實(shí)際生活場(chǎng)景中，很多電商、互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療等行業(yè)的企業(yè)所建設(shè)的智能客服系統(tǒng)，也已經(jīng)進(jìn)化到非常高的智能水平了，它們不僅能夠理解文本內(nèi)容，還能自主做推理、聯(lián)想，提出相關(guān)專業(yè)建議，輔助決策。

而這個(gè)程度的“腦力”實(shí)現(xiàn)，使用到的正是知識(shí)圖譜（Knowledge?Graph）的技術(shù)。

知識(shí)圖譜，本質(zhì)上是一種揭示實(shí)體之間關(guān)系的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)，在搜索引擎、文本挖掘等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。比如，當(dāng)用戶使用搜索引擎搜索“水果”時(shí)，會(huì)出現(xiàn)“水果的分類”“水果的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值”“最近的水果店在哪里”等關(guān)聯(lián)詞條，其背后使用的就是“水果”領(lǐng)域的知識(shí)圖譜。

我們?cè)趯?shí)際生活中使用到的智能客服系統(tǒng)，其“智力”也正是來(lái)自于對(duì)特定行業(yè)知識(shí)圖譜的不斷學(xué)習(xí)。比如，電商平臺(tái)的智能客服，背后依托的就是商品、訂單、物流等方面的知識(shí)圖譜。當(dāng)用戶咨詢某個(gè)商品時(shí)，智能客服就會(huì)調(diào)用相關(guān)圖譜，為用戶提供商品詳情、訂單狀態(tài)、物流狀態(tài)、商品歷史價(jià)格走勢(shì)、商品使用方式等相關(guān)信息和建議。

看完本文，相信大家已經(jīng)比較深刻理解智能語(yǔ)音識(shí)別、知識(shí)圖譜等的技術(shù)原理了。技術(shù)不僅是生產(chǎn)力，更是有溫度的。在正確的應(yīng)用姿勢(shì)下，大數(shù)據(jù)和人工智能在各行各業(yè)都能發(fā)揮出巨大的正向價(jià)值。

個(gè)推的圖挖掘?qū)嵺`

作為一家數(shù)據(jù)智能公司，個(gè)推在知識(shí)圖譜、圖挖掘等方面的實(shí)踐也非常豐富。比如，個(gè)推在開展大數(shù)據(jù)抗疫時(shí)，正是基于萬(wàn)億級(jí)圖的構(gòu)建和挖掘，實(shí)現(xiàn)了疫情態(tài)勢(shì)研判、傳播路徑分析等場(chǎng)景應(yīng)用。詳情查看>>?https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU2MDc1MjcyMQ==&mid=2247487474&idx=1&sn=00e008d59d7ff87802963aa2f67814c7&chksm=fc027ecccb75f7da63028b9bc31226a16d58507578951512caefd99a3e2a908b81763d6d9107&scene=21#wechat_redirect