潘雲(yun) 鶴

■本報記者 韓揚眉

近年來，圖像識別水平的快速提升推動了人工智能熱潮。圖像識別技術的突破不僅(jin) 提高了計算機對人臉、文字、指紋及生物特征、醫學圖片等識別的準確率，而且進一步推動了安全監控、智能交通、無人機、智能製造等多領域的發展，但其進一步發展也遇到了諸如可解釋、可分析綜合、可設計仿真等方麵的挑戰。

對此，在《信息與(yu) 電子工程前沿》上，中國工程院院士、浙江大學教授潘雲(yun) 鶴提出了“視覺星空体育官网入口网站”概念。他認為(wei) ，實現視覺星空体育官网入口网站表達、推理、學習(xi) 和應用技術將是人工智能2.0取得突破的關(guan) 鍵所在。近日，潘雲(yun) 鶴在接受《中國科學報》專(zhuan) 訪時，詳細闡述了視覺星空体育官网入口网站發展麵臨(lin) 的5個(ge) 基本問題。

“認知心理學早已指出，心象是人類星空体育官网入口网站記憶的重要部分，被用來進行形象思維。視覺星空体育官网入口网站就是計算機對心象的模擬。”潘雲(yun) 鶴指出。

潘雲(yun) 鶴認為(wei) ，視覺星空体育官网入口网站表達是第一大問題。與(yu) 當今人工智能所用的星空体育官网入口网站表達方式不同，視覺星空体育官网入口网站概念具有典型與(yu) 範疇結構、層次結構與(yu) 動作結構等要素。視覺概念能構成視覺命題，包括場景結構與(yu) 動態結構；視覺命題能構成視覺敘事，例如無聲電影就是視覺敘事的顯示形式。

不同於(yu) 言語星空体育官网入口网站，視覺星空体育官网入口网站的特征是能表達對象的大小、色彩、紋理、空間形狀及關(guan) 係；能表達對象的動作、速度及時間關(guan) 係；能進行對象的時空變換、操作與(yu) 推理等。事實上，人類記憶中儲(chu) 存的視覺星空体育官网入口网站遠多於(yu) 言語星空体育官网入口网站。

視覺識別是第二個(ge) 問題。“從(cong) 人工智能早期開始，模式識別便是最重要的研究領域，其中圖象和視頻識別是發展最快的方向。”潘雲(yun) 鶴表示，近年來，深度學習(xi) 提供的方法是，用大量標識的圖像訓練出深度神經網絡模型用於(yu) 圖像識別，顯著提高了正確率，已獲廣泛應用。

但與(yu) 深度神經網絡模型方法不盡相同，人類在工作記憶中進行視覺識別時，不僅(jin) 分析視網膜即時感知後傳(chuan) 入短期記憶中的數據，而且激活了長期記憶中過去學到的並記住的相關(guan) 心象，即視覺星空体育官网入口网站。因此，人類在完成視覺識別任務時往往隻需少量數據，而且可解釋也可推理。

潘雲(yun) 鶴說，在視覺識別中，協同使用數據和視覺星空体育官网入口网站，形成數據驅動和視覺星空体育官网入口网站指導的協同計算範式是視覺識別的重要研究方向。

第三、四個(ge) 問題分別是視覺形象思維模擬、視覺星空体育官网入口网站學習(xi) 。潘雲(yun) 鶴指出，視覺形象思維模擬在計算機輔助設計和仿真、計算機動畫、遊戲、兒(er) 童教育和數字媒體(ti) 創意等領域應用十分廣泛，計算機圖形學已儲(chu) 備很多基礎技術，但有待與(yu) 人工智能打通。

“視覺星空体育官网入口网站學習(xi) 則要將目標從(cong) 三維（3D）形狀的重建提升到視覺星空体育官网入口网站概念和命題的重建。”潘雲(yun) 鶴指出，這就需要對現有計算機視覺技術做進一步研究——不僅(jin) 要重建3D形狀，而且要重構3D形狀的概念結構與(yu) 層次結構。在此基礎上，有望發展出視覺星空体育官网入口网站的自動學習(xi) 手段。“當前的場景圖研究是向視覺星空体育官网入口网站自動學習(xi) 前進的一個(ge) 合適的中間方法。當今，特別需要人工智能、計算機圖形學和計算機視覺3個(ge) 領域的研究者聯手研究。”

多重星空体育官网入口网站表達是第五大問題。潘雲(yun) 鶴認為(wei) ，人腦中的星空体育官网入口网站往往通過多重表達來描述，因此，人工智能2.0的星空体育官网入口网站應有多種表達方式，包括星空体育官网入口网站的言語表達、深度神經網絡表達、形象表達等，多重星空体育官网入口网站表達將形成跨媒體(ti) 智能和大數據智能新的技術理論和模型。

“視覺星空体育官网入口网站和多重星空体育官网入口网站表達的研究是發展新的視覺智能的關(guan) 鍵，也是促進人工智能2.0取得重要突破的關(guan) 鍵理論與(yu) 技術。”潘雲(yun) 鶴表示，視覺星空体育官网入口网站的獨特優(you) 點是具有形象的綜合生成能力、時空演化能力和形象顯示能力。人工智能與(yu) 計算機視覺、計算機輔助設計、計算機圖形學技術聯合，將為(wei) 人工智能在創造、預測和人機融合等方麵的新發展提供重要的新基礎、新動力。

“視覺星空体育官网入口网站是一塊寒濕而肥沃的人工智能的‘北大荒’，也是一塊充滿希望、值得多學科合作勇探的‘無人區’。”潘雲(yun) 鶴呼籲道。