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主頁  > 時事  > 時事速報 2021 年 12 月 22 日

懂聽能說的人工智能

電腦是只有0和1的世界,卻懂得聽和說複雜的人類語言,這全靠一眾工程師引入語音識別技術,令人類與機器之間的溝通不再困難。

蒙美玲教授研究語音識別多年,她透過引入人工智慧及深度學習等技術,讓電腦學懂分析人類語言,知曉語音背後隱藏的資訊,包括語意、性別、情緒、語言程度,甚至是教育及健康水平等,並研發輔助工具改善人類的生活和學習。


辨識語音中的隱藏資訊 找出認知障礙

如今科技發達,智慧語音助理可以與手機用家交談,幫忙回覆訊息、安排行程甚至推薦電影、聽音樂、買書等。近年,語音識別技術更開始應用於醫療檢測,蒙教授是此領域的先驅。在2019年,她和她的團隊開展了「以人工智慧從口語訊息篩查神經認知障礙」研究,目標是發掘語音中隱藏的認知健康資訊。

「藉着一些語音測試,我們發現認知功能較好的人,能夠順暢的溝通;相反,認知能力比較差的人,溝通能力會下降。我們正在編寫手機應用程式,透過定期收集長者的語音,開發人工智慧技術,分析他們談話的特徵,旨在及早辨識認知障礙症。」

其實,早在2013年蒙教授已經開始探索人工智慧如何能夠應用在醫療相關的課題。她成立了香港中文大學何鴻燊海量數據決策分析研究中心;到2020年參與InnoHK 創新香港研發平台,建立博智感知交互研究中心,目標是以大數據支持機器學習,進行各類具前瞻性的人工智慧研究,造福社會,改善人類生活。

她研究的其他項目包括針對因中風、腦癱等患上構音障礙(Dysarthria)的病人,以電腦模型分析其粵語發音、韻律特質,開發能夠重建障礙語音輸出正常語音的人工智慧技術。「語音障礙人士在日常溝通容易碰壁,語音重建的人工智慧技術,可以方便他們日常溝通」。這項技術獲得了香港SciTech Challenge 2021 公開組的冠軍。


人工智慧糾正發音

在語音識別技術出現前,人類與機器的溝通只限於透過鍵盤、滑鼠、觸控螢幕等,將人類語言轉換成電腦指令或代碼。對電腦而言,語音信號只是一連串數字,而這些數字背後分成三個不同維度——音頻、時間和能量。電腦「聆聽」語音的方法,就是分辨語音在這三個維度的特徵,再加以比對語音資料庫的數據,從而得出答案。

蒙教授表示:「在美國讀書時已在思考人與機器的溝通如何可以變得簡單一點,有如人際溝通般自然。雖然想法看似天方夜譚,但研究本是一場反覆試驗,透過不斷嘗試及突破,我們就會看到成績。」近年,人工智慧和深度學習技術令語音識別變得更快更準,準確度在適當的環境下,可達到人類水平。

蒙教授在美國麻省理工學院畢業之後,除了繼續她的研究,也協助學校撰寫一本名為《Made By Hong Kong》的書,一年回來香港七次,訪問工業家及時任中大校長高錕教授等學者,瞭解他們對香港創科發展的看法,從中發現了香港的機遇,特別是語音研究這一領域。「香港兩文三語的語言背景,加上港式、英式英語的不同口音,是很值得研究的課題。」蒙教授續說。

蒙教授在1997年回港訪問時任中大校長高錕教授及其他學者,這次經歷讓她發現香港的語言環境特別適合研究語音識別技術。 

隨着語音識別技術日漸成熟,蒙教授將研究焦點放在應用層面。當中,「中大人機通訊實驗室」研究電腦語音識別、語音合成、計算機閱讀理解等新技術,並結合來自心理學、語言學、醫學等不同領域的知識,建立龐大的、帶有廣東話口音的英語語音庫,以及能識別和糾正發音錯誤的人工智慧系統。

「我們研發的人工智慧系統可透過對照大量帶有口音的英語 (比如是港式英語),辨識常見的錯誤發音。系統會告知用家錯誤發音的位置,並自動合成正確的語音,方便用家參照及糾正錯誤。」她解釋道。

基於這項技術,蒙教授的學生創立了聲希科技公司,開發一套英語學習系統,用戶可透過手機程式、網頁、小程式等,糾正自己的發音問題,如今每日有近百萬人在使用。

蒙教授的研究團隊開發一款名為CogApp的手機應用程式,利用語音識別技術收集並分析長者談話的特徵,以及早辨識腦退化症。

“人類的說話就如魔法,當中有很多資訊,除了語意,還有情感、健康程度,甚至教育水平,可以讓機器分析。當下,我要做的就是解究這些資訊,讓人工智慧真正造福人類。”

蒙美玲教授
中大禤永明系統工程與工程管理學教授


研究領域:
語音識別系統及多模態系統
主要成就:
● 香港SciTech Challenge 公開組冠軍(2021)
● 傑出女性專業大獎得主(2017)
● 國際語音通訊協會院士(全球81名院士之一)(2016)
● 微軟研究院傑出合作者獎(全球32位學者之一)(2016)
● 電機暨電子工程師學會 (IEEE) 院士(2013)
● 國家教育部高等學校科學研究優秀成果獎 ── 科技進步獎 (2009)