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文檔簡介
No.202212
人工智能生成內(nèi)容(AIGC)
白皮書
(2022年)
中國信息通信研究院
京東探索研究院
2022年9月
前言
習近平總書記曾指出,“數(shù)字技術正以新理念、新業(yè)態(tài)、新模式
全面融入人類經(jīng)濟、政治、文化、社會、生態(tài)文明建設各領域和全過
程”。在當前數(shù)字世界和物理世界加速融合的大背景下,人工智能生
成內(nèi)容(ArtificialIntelligenceGeneratedContent,簡稱AIGC)正在悄
然引導著一場深刻的變革,重塑甚至顛覆數(shù)字內(nèi)容的生產(chǎn)方式和消費
模式,將極大地豐富人們的數(shù)字生活,是未來全面邁向數(shù)字文明新時
代不可或缺的支撐力量。
本白皮書重點從AIGC技術、應用和治理等維度進行了闡述。在
技術層面,梳理提出了AIGC技術體系,既涵蓋了對現(xiàn)實世界各種內(nèi)
容的數(shù)字化呈現(xiàn)和增強,也包括了基于人工智能的自主內(nèi)容創(chuàng)作。在
應用層面,重點分析了AIGC在傳媒、電商、影視等行業(yè)和場景的應
用情況,探討了以虛擬數(shù)字人、寫作機器人等為代表的新業(yè)態(tài)和新應
用。在治理層面,從政策監(jiān)管、技術能力、企業(yè)應用等視角,分析了
AIGC所暴露出的版權糾紛、虛假信息傳播等各種問題。最后,從政
府、行業(yè)、企業(yè)、社會等層面,給出了AIGC發(fā)展和治理建議。由于
人工智能仍處于飛速發(fā)展階段,我們對AIGC的認識還有待進一步深
化,白皮書中存在不足之處,敬請大家批評指正。
人工智能生成內(nèi)容(AIGC)白皮書
一、人工智能生成內(nèi)容的發(fā)展歷程與概念
1950年,艾倫·圖靈(AlanTuring)在其論文《計算機器與智能
(ComputingMachineryandIntelligence)》中提出了著名的“圖靈測
試”,給出了判定機器是否具有“智能”的試驗方法,即機器是否能
夠模仿人類的思維方式來“生成”內(nèi)容繼而與人交互。某種程度上來
說,人工智能從那時起就被寄予了用于內(nèi)容創(chuàng)造的期許。經(jīng)過半個多
世紀的發(fā)展,隨著數(shù)據(jù)快速積累、算力性能提升和算法效力增強,今
天的人工智能不僅能夠與人類進行互動,還可以進行寫作、編曲、繪
畫、視頻制作等創(chuàng)意工作。2018年,人工智能生成的畫作在佳士得拍
賣行以43.25萬美元成交,成為世界上首個出售的人工智能藝術品,
引發(fā)各界關注。隨著人工智能越來越多地被應用于內(nèi)容創(chuàng)作,人工智
能生成內(nèi)容(ArtificialIntelligenceGeneratedContent,簡稱AIGC)的
概念悄然興起。
(一)AIGC歷史沿革
結合人工智能的演進歷程,AIGC的發(fā)展大致可以分為三個階段,
即:早期萌芽階段(20世紀50年代至90年代中期)、沉淀積累階段
(20世紀90年代中期至21世紀10年代中期),以及快速發(fā)展階段
(21世紀10年代中期至今)。
早期萌芽階段(1950s-1990s),受限于當時的科技水平,AIGC
僅限于小范圍實驗。1957年,萊杰倫·希勒(LejarenHiller)和倫納
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人工智能生成內(nèi)容(AIGC)白皮書
德·艾薩克森(LeonardIsaacson)通過將計算機程序中的控制變量換成
音符完成了歷史上第一支由計算機創(chuàng)作的音樂作品——弦樂四重奏
《依利亞克組曲(IlliacSuite)》。1966年,約瑟夫·魏岑鮑姆(Joseph
Weizenbaum)和肯尼斯·科爾比(KennethColby)共同開發(fā)了世界第
一款可人機對話的機器人“伊莉莎(Eliza)”,其通過關鍵字掃描和
重組完成交互任務。80年代中期,IBM基于隱形馬爾科夫鏈模型
(HiddenMarkovModel,HMM)創(chuàng)造了語音控制打字機“坦戈拉
(Tangora)”,能夠處理約20000個單詞。80年代末至90年代中,
由于高昂的系統(tǒng)成本無法帶來可觀的商業(yè)變現(xiàn),各國政府紛紛減少了
在人工智能領域的投入,AIGC沒有取得重大突破。
沉淀積累階段(1990s-2010s),AIGC從實驗性向?qū)嵱眯灾饾u轉(zhuǎn)
變。2006年,深度學習算法取得重大突破,同時期圖形處理器
(GraphicsProcessingUnit,GPU)、張量處理器(TensorProcessingUnit,
TPU)等算力設備性能不斷提升,互聯(lián)網(wǎng)使數(shù)據(jù)規(guī)模快速膨脹并為各
類人工智能算法提供了海量訓練數(shù)據(jù),使人工智能發(fā)展取得了顯著的
進步。但是AIGC依然受限于算法瓶頸,無法較好地完成創(chuàng)作任務,
應用仍然有限,效果有待提升。2007年,紐約大學人工智能研究員羅
斯·古德溫裝配的人工智能系統(tǒng)通過對公路旅行中的一切所見所聞進
行記錄和感知,撰寫出小說《1TheRoad》。作為世界第一部完全由
人工智能創(chuàng)作的小說,其象征意義遠大于實際意義,整體可讀性不強,
拼寫錯誤、辭藻空洞、缺乏邏輯等缺點明顯。2012年,微軟公開展示
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人工智能生成內(nèi)容(AIGC)白皮書
了一個全自動同聲傳譯系統(tǒng),基于深層神經(jīng)網(wǎng)絡(DeepNeural
Network,DNN)可以自動將英文演講者的內(nèi)容通過語音識別、語言翻
譯、語音合成等技術生成中文語音。
快速發(fā)展階段(2010s-至今),自2014年起,隨著以生成式對抗
網(wǎng)絡(GenerativeAdversarialNetwork,GAN)為代表的深度學習算法
的提出和迭代更新,AIGC迎來了新時代,生成內(nèi)容百花齊放,效果
逐漸逼真直至人類難以分辨。2017年,微軟人工智能少女“小冰”推
出了世界首部100%由人工智能創(chuàng)作的詩集《陽光失了玻璃窗》。2018
年,英偉達發(fā)布的StyleGAN模型可以自動生成圖片,目前已升級到
第四代模型StyleGAN-XL,其生成的高分辨率圖片人眼難以分辨真假。
2019年,DeepMind發(fā)布了DVD-GAN模型用以生成連續(xù)視頻,在草
地、廣場等明確場景下表現(xiàn)突出。2021年,OpenAI推出了DALL-E
并于一年后推出了升級版本DALL-E-2,主要應用于文本與圖像的交
互生成內(nèi)容,用戶只需輸入簡短的描述性文字,DALL-E-2即可創(chuàng)作
出相應極高質(zhì)量的卡通、寫實、抽象等風格的繪畫作品。
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人工智能生成內(nèi)容(AIGC)白皮書
來源:中國信息通信研究院
圖1AIGC發(fā)展歷程
(二)AIGC的概念與內(nèi)涵
目前,對AIGC這一概念的界定,尚無統(tǒng)一規(guī)范的定義。國內(nèi)產(chǎn)
學研各界對于AIGC的理解是“繼專業(yè)生成內(nèi)容(Professional
GeneratedContent,PGC)和用戶生成內(nèi)容(UserGeneratedContent,
UGC)之后,利用人工智能技術自動生成內(nèi)容的新型生產(chǎn)方式”。在
國際上對應的術語是“人工智能合成媒體(AI-generatedMedia或
SyntheticMedia)”1,其定義是“通過人工智能算法對數(shù)據(jù)或媒體進
行生產(chǎn)、操控和修改的統(tǒng)稱”。綜上所述,我們認為AIGC既是從內(nèi)
容生產(chǎn)者視角進行分類的一類內(nèi)容,又是一種內(nèi)容生產(chǎn)方式,還是用
于內(nèi)容自動化生成的一類技術集合。本白皮書主要聚焦于AIGC含義
1維基百科:“人工智能合成媒體(AI-generatedMedia或SyntheticMedia)”
/wiki/Synthetic_media
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人工智能生成內(nèi)容(AIGC)白皮書
中的技術部分。
為了幫助不同領域的受眾群體更好的理解AIGC,我們從發(fā)展背
景、技術能力、應用價值三個方面對其概念進行深入剖析。
從發(fā)展背景方面來看,AIGC的興起源于深度學習技術的快速突
破和日益增長的數(shù)字內(nèi)容供給需求。一方面,技術進步驅(qū)動AIGC可
用性不斷增強。在人工智能發(fā)展初期,雖然對AIGC進行了一些初步
嘗試,但受限各種因素,相關算法多基于預先定義的規(guī)則或者模板,
還遠遠算不上是智能創(chuàng)作內(nèi)容的程度。近年來,基于深度學習算法的
AIGC技術快速迭代,徹底打破了原先模板化、公式化、小范圍的局
限,可以快速、靈活地生成不同模態(tài)的數(shù)據(jù)內(nèi)容。另一方面,海量需
求牽引AIGC應用落地。隨著數(shù)字經(jīng)濟與實體經(jīng)濟融合程度不斷加深,
以及Meta、微軟、字節(jié)跳動等平臺型巨頭的數(shù)字化場景向元宇宙轉(zhuǎn)
型,人類對數(shù)字內(nèi)容總量和豐富程度的整體需求不斷提高。數(shù)字內(nèi)容
的生產(chǎn)取決于想象能力、制造能力和知識水平;傳統(tǒng)內(nèi)容生產(chǎn)手段受
限于人力有限的制造能力,逐漸無法滿足消費者對于數(shù)字內(nèi)容的消費
需求,供給側產(chǎn)能瓶頸日益凸顯?;谝陨显颍珹IGC在各行業(yè)中
得到越來越廣泛的應用,市場潛力逐漸顯現(xiàn)。
從技術能力方面來看,AIGC根據(jù)面向?qū)ο蟆崿F(xiàn)功能的不同可
分為三個層次。一是智能數(shù)字內(nèi)容孿生,其主要目標是建立現(xiàn)實世界
到數(shù)字世界的映射,將現(xiàn)實世界中的物理屬性(如物體的大小、紋理、
顏色等)和社會屬性(如主體行為、主體關系等)高效、可感知地進
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行數(shù)字化。二是智能數(shù)字內(nèi)容編輯,其主要目的是建立數(shù)字世界與現(xiàn)
實世界的雙向交互。在數(shù)字內(nèi)容孿生的基礎上,從現(xiàn)實世界實現(xiàn)對虛
擬數(shù)字世界中內(nèi)容的控制和修改,同時利用數(shù)字世界高效率仿真和低
成本試錯的優(yōu)勢,為現(xiàn)實世界的應用提供快速迭代能力。三是智能數(shù)
字內(nèi)容創(chuàng)作,其主要目標是讓人工智能算法具備內(nèi)容創(chuàng)作和自我演化
的能力,形成的AIGC產(chǎn)品具備類似甚至超越人的創(chuàng)作能力。以上三
個層面的能力共同構成AIGC的能力閉環(huán)。
從應用價值方面來看,AIGC將有望成為數(shù)字內(nèi)容創(chuàng)新發(fā)展的新
引擎,為數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展注入全新動能。一方面,AIGC能夠以優(yōu)于人
類的制造能力和知識水平承擔信息挖掘、素材調(diào)用、復刻編輯等基礎
性機械勞動,從技術層面實現(xiàn)以低邊際成本、高效率的方式滿足海量
個性化需求;同時能夠創(chuàng)新內(nèi)容生產(chǎn)的流程和范式,為更具想象力的
內(nèi)容、更加多樣化的傳播方式提供可能性,推動內(nèi)容生產(chǎn)向更有創(chuàng)造
力的方向發(fā)展。另一方面,AIGC能夠通過支持數(shù)字內(nèi)容與其他產(chǎn)業(yè)
的多維互動、融合滲透從而孕育新業(yè)態(tài)新模式,打造經(jīng)濟發(fā)展新增長
點,為千行百業(yè)發(fā)展提供新動能。此外,2021年以來,“元宇宙”呈
現(xiàn)出超出想象的發(fā)展爆發(fā)力;作為數(shù)實融合的“終極”數(shù)字載體,元
宇宙將具備持續(xù)性、實時性、可創(chuàng)造性等特征,也將通過AIGC加速
復刻物理世界、進行無限內(nèi)容創(chuàng)作,從而實現(xiàn)自發(fā)有機生長。
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人工智能生成內(nèi)容(AIGC)白皮書
二、人工智能生成內(nèi)容的技術體系及其演進方向
AIGC作為人工智能技術和產(chǎn)業(yè)應用的要素之一,隨著技術能
力的不斷迭代升級,正在降低內(nèi)容創(chuàng)作門檻、釋放創(chuàng)作能力,未來
將推動數(shù)實融合趨勢下內(nèi)容創(chuàng)作的范式轉(zhuǎn)變。探討其能力體系的構
成,即賦能內(nèi)容創(chuàng)作的技術路徑,對制定領域內(nèi)標準、建立行業(yè)生
態(tài)、爭取更加廣泛的開發(fā)者和應用場景具有十分重要的意義。
本部分從技術驅(qū)動的視角出發(fā),對AIGC的能力體系進行歸納
和推理,展示現(xiàn)有技術應用和其背后技術演化整體進程。第一節(jié)首
先從技術趨勢的角度,提出AIGC的技術創(chuàng)新已經(jīng)完成由傳統(tǒng)方法
向深度學習過渡的應用創(chuàng)新階段,并逐步深化到學習范式和網(wǎng)絡結
構方面的理論創(chuàng)新階段。第二節(jié)則重點分析前沿理論多模態(tài)大模型
方面的突破,讓AIGC進行跨模態(tài)融合性創(chuàng)新成為可能,也給予了
AIGC前所未有的產(chǎn)業(yè)空間與實踐潛力。第三節(jié)進一步歸納總結在
前沿技術驅(qū)動下,AIGC賦能內(nèi)容創(chuàng)作的三大能力,并對三大能力
的技術演化路徑進行展望。
(一)AIGC技術升級步入深化階段
人工智能算法的不斷迭代是AIGC發(fā)展進步的源動力,從技術演
進的角度出發(fā),可將AIGC技術可大致劃分為傳統(tǒng)基于模板或規(guī)則的
前深度學習階段和深度神經(jīng)網(wǎng)絡快速發(fā)展的深度學習階段。
早期的AIGC技術主要依據(jù)事先指定的模板或者規(guī)則,進行簡單
的內(nèi)容制作與輸出,與靈活且真實的內(nèi)容生成有較大的差距。該時期
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的人工智能算法并不具備強大的學習能力,而是大多依賴于預先定義
的統(tǒng)計模型或?qū)<蚁到y(tǒng)執(zhí)行特定的任務。通過巧妙地規(guī)則設計,早期
AIGC技術可以完成簡單線條、文本和旋律的生成。例如,通過定義
復雜的函數(shù)方程組,計算機所繪出的函數(shù)曲線具備某種美學圖樣;通
過記錄大量的問答文本,在面對新的問題時,計算機可以通過檢索和
匹配的方式生成簡單的答案,甚至于改寫故事。但是由于缺乏對客觀
世界的深入感知和對人類語言文字等知識的認知能力,早期的AIGC
技術普遍面臨所生成的內(nèi)容空洞、刻板、文不對題等問題。參考人類
的內(nèi)容創(chuàng)作過程,研究人員們提出,理想的AIGC算法需要具備對數(shù)
據(jù)內(nèi)容的學習能力,在理解數(shù)據(jù)的基礎上進行知識與分布的學習,最
終實現(xiàn)高質(zhì)量的內(nèi)容創(chuàng)作。
深度神經(jīng)網(wǎng)絡在學習范式2和網(wǎng)絡結構上的不斷迭代極大的提升
了人工智能算法的學習能力,從而推動了AIGC技術的快速發(fā)展。不
同于傳統(tǒng)人工智能算法,深度學習中的損失函數(shù)和梯度下降算法可以
靈活快速的調(diào)整深度神經(jīng)網(wǎng)絡中的參數(shù),從而實現(xiàn)從數(shù)據(jù)中進行學習
功能。2012年,卷積神經(jīng)網(wǎng)絡AlexNet[1]憑借優(yōu)秀的學習能力,在當
年的ImageNet大規(guī)模視覺識別挑戰(zhàn)賽中一舉奪魁,比第二名傳統(tǒng)機
器學習算法的錯誤率提升10.8個百分點,開啟了深度學習時代的序
幕。就在緊隨其后的2013年,深度變分自編碼器[2]的提出讓AIGC技
術能力有了極大的進步。對于給定的神經(jīng)網(wǎng)絡,深度變分自編碼器要
2人工智能的學習范式是指人工智能模型從數(shù)據(jù)中進行學習的方法。
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求網(wǎng)絡的輸出是對于輸入內(nèi)容的重建,通過重參數(shù)化等技巧,網(wǎng)絡在
重建過程中學習訓練數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分布。在測試階段,變分自編碼器通
過在學習到的統(tǒng)計分布中進行采樣,首次能比穩(wěn)定的生成從未觀測過
的低分辨率圖像。2014年,一種新的博弈學習范式伴隨著生成對抗網(wǎng)
絡[3]被提出。生成對抗網(wǎng)絡由一個生成器和一個判別器組成,判別器
致力于不斷尋找生成數(shù)據(jù)和真實數(shù)據(jù)間的不同,生成器根據(jù)判別器的
反饋不斷完善自身,以求生成真假難辨的內(nèi)容。得益于雙方博弈的學
習策略,生成內(nèi)容的真實性和清晰度都得到了極大的提升,生成對抗
網(wǎng)絡也被應用于很多內(nèi)容生成的具體應用。除了變分自編碼器和生成
對抗網(wǎng)絡,強化學習[4]、流模型[5]、擴散模型[6]等學習范式均取得了喜
人的進展,這些模型范式在不同場景中各有優(yōu)勢,讓AIGC技術可以
快速地應用到不同的場景和任務中。
深度神經(jīng)網(wǎng)絡的結構升級是推動AIGC快速發(fā)展的另一主要因
素。一方面,實驗證明,深度神經(jīng)網(wǎng)絡的學習能力和模型大小呈正相
關,伴隨著模型參數(shù)量的增加,相對應深度神經(jīng)網(wǎng)絡的能力一般會取
得大幅提升。但是,隨意地增加神經(jīng)網(wǎng)絡規(guī)模是行不通的,越大規(guī)模
神經(jīng)網(wǎng)絡往往意味著更大的訓練難度,因此深度神經(jīng)網(wǎng)絡的結構設計
顯得尤為關鍵。從早期的玻爾茲曼機,多層感知機,卷積神經(jīng)網(wǎng)絡,
到深度殘差網(wǎng)絡和Transformer大模型,網(wǎng)絡結構進化帶來了深度學
習模型參數(shù)量從幾萬到數(shù)千億躍升,模型層數(shù)也從開始的個位數(shù)逐步
發(fā)展到成百上千。深度學習模型規(guī)模上的量變引起了AIGC技術能力
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人工智能生成內(nèi)容(AIGC)白皮書
的質(zhì)變,在新型網(wǎng)絡結構的加持下,上述的生成對抗網(wǎng)絡等算法開始
能生成超高清晰度的視頻,高質(zhì)量的文本段落和優(yōu)美靈動的樂曲旋律。
另一方面,研究者們在深度神經(jīng)網(wǎng)絡結構的設計中引入包含語義的隱
式表達和物理知識,以降低模型的訓練難度、增強生成內(nèi)容的豐富程
度。例如,研究者發(fā)現(xiàn)通過在神經(jīng)網(wǎng)絡的每一層引入隱式表達,能夠
極大地提升內(nèi)容生成算法的可控性和生成效果[7]。另外,在三維數(shù)據(jù)
的生成任務中,神經(jīng)輻射場[8]在網(wǎng)絡結構設計時充分考慮了物理世界
的固有約束,極大提升了三維渲染效率和效果。
AIGC要真正發(fā)揮對不同行業(yè)的驅(qū)動作用,需要與各行各業(yè)的特
異性場景深度融合。在處理這些實際應用中,深度學習算法在感知、
認知、模仿、生成等方向的基礎能力決定了AIGC技術所能創(chuàng)作的生
產(chǎn)力。近些年中,這些算法技術齊頭并進、百花齊放,并最終形成了
AIGC應用于不同場景的底層支撐。通過人工智能支撐技術的不斷升
級,AIGC技術將持續(xù)賦能各類文化創(chuàng)意、生產(chǎn)生活、科學發(fā)現(xiàn)[9,10]等
各種場景。
(二)AIGC大模型架構潛力凸顯
超級深度學習近年來的快速發(fā)展帶來了深度神經(jīng)網(wǎng)絡技術在大
模型和多模態(tài)兩個方向上的不斷突破,并為AIGC技術能力的升級提
供了強力的支撐和全新的可能性。當前AIGC技術已經(jīng)從最初追求生
成內(nèi)容的真實性的基本要求,發(fā)展到滿足生成內(nèi)容多樣性、可控性的
進階需求,并開始追求生成內(nèi)容的組合性。數(shù)字內(nèi)容的組合性一方面
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人工智能生成內(nèi)容(AIGC)白皮書
關注復雜場景、長文本等內(nèi)容中各個元素的組合,例如虛擬數(shù)字世界
中人、物和環(huán)境間的交互并組合生成為整體場景;長篇文字內(nèi)容用詞、
語句、段落間的相互呼應和組合。另一方面,組合性追求概念、規(guī)則
等抽象表達的組合,以此完成更加豐富和生動的數(shù)字內(nèi)容生成,這些
新出現(xiàn)的需求對傳統(tǒng)單一模態(tài)的人工智能算法框架提出了新的挑戰(zhàn)。
近年來,研究界在大規(guī)模深度網(wǎng)絡、多模態(tài)人工智能方面的探索表明
大模型具備易擴展性,能夠?qū)崿F(xiàn)跨模態(tài)的知識沉淀,以大模型為基礎
模型,通過大模型小型化技術使得人工智能在小數(shù)據(jù)集場景下也能具
備優(yōu)秀的理解、生成和泛化能力,具有超大規(guī)模、超多參數(shù)量的多模
態(tài)大型神經(jīng)網(wǎng)絡將引領AIGC技術升級正在成為學界、產(chǎn)業(yè)界共識3。
1.視覺大模型提升AIGC感知能力
以圖像、視頻為代表的視覺數(shù)據(jù)是互聯(lián)網(wǎng)時代信息的主要載體之
一,這些視覺信息時刻記錄著物理世界的狀態(tài),并在不斷傳播和再創(chuàng)
作的過程中,反映人的想法、觀念和價值主張。賦以人工智能模型感
知并理解這些海量的視覺數(shù)據(jù)的能力[11],是實現(xiàn)人工智能生成數(shù)字內(nèi)
容、數(shù)字孿生的基礎;感知能力的提升,是實現(xiàn)生成視覺內(nèi)容語義明
確、內(nèi)涵豐富、效果逼真的前提。
針對視覺信息的感知研究,在傳統(tǒng)機器學習時代主要基于科研人
員手動建模的特征和基于統(tǒng)計學習理論構建的樸素分類器,例如支持
3百度文心大模型:/;OpenAIDALL·E2大模型:/dall-e-2/;智
源研究院大模型:/s/j8q018Lck1TWHO3NxQDiJQ
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人工智能生成內(nèi)容(AIGC)白皮書
向量機模型(SVM),其能完成的任務類型和感知能力都非常有限;
在深度學習時代,主要基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡模型,例如深度殘差網(wǎng)絡
(ResNet),其數(shù)據(jù)驅(qū)動的端到端學習范式使得模型的感知能力有了
顯著提升,在工業(yè)界也得到廣泛的應用。但是,這類模型往往針對單
一感知任務進行設計,很難同時完成多種視覺感知任務。如何解決不
同場景、環(huán)境和條件下的視覺感知問題,并實現(xiàn)魯棒、準確、高效的
視覺理解,是AIGC技術必須要解決的挑戰(zhàn)。
以視覺Transformer(ViT,一種神經(jīng)網(wǎng)絡模型)[12]為代表的新
型神經(jīng)網(wǎng)絡,因其優(yōu)異的性能、模型的易擴展性、計算的高并行性,
正在成為視覺領域的基礎網(wǎng)絡架構,并且逐漸發(fā)展出來十億甚至百億
參數(shù)規(guī)模的模型。在過去的2-3年間,視覺感知和理解技術正迎來突
飛猛進的發(fā)展。無監(jiān)督學習技術,包括對比式自監(jiān)督學習(例如
SimCLR和MoCo系列技術)和生成式自監(jiān)督學習(例如MAE技術),
能夠大幅降低訓練模型所需的有標注數(shù)據(jù)的數(shù)量。經(jīng)過無監(jiān)督預訓練
的深度神經(jīng)網(wǎng)絡模型,僅需要在少量的有標注樣本上經(jīng)過微調(diào)學習,
即可在多種場景,線上線下均取得優(yōu)異的性能。近年來基于
Transformer衍生出來一系列網(wǎng)絡結構,例如SwinTransformer[13]、
ViTAETransformer[14,15]。通過將人類先驗知識引入網(wǎng)絡結構設計,使
得這些模型具有了更快的收斂速度、更低的計算代價、更多的特征尺
度、更強的泛化能力,從而能更好地學習和編碼海量數(shù)據(jù)中蘊含的知
識。這些新型的大模型架構,通過無監(jiān)督預訓練和微調(diào)學習的范式,
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人工智能生成內(nèi)容(AIGC)白皮書
在圖像分類、目標檢測、語義分割、姿態(tài)估計、圖像編輯以及遙感圖
像解譯等多個感知任務上取得了相比于過去精心設計的多種算法模
型更加優(yōu)異的性能和表現(xiàn)[16,17],有望成為基礎視覺模型(Foundation
VisionModel),顯著提升場景感知能力,助力AIGC領域的發(fā)展。
基于視覺Transformer完成多種感知任務的聯(lián)合學習是目前的研
究熱點。通過探索不同任務關聯(lián)關系,挖掘豐富的監(jiān)督信號,能夠促
使模型學習到更具泛化能力和可被理解的特征表示。此外,聯(lián)合文本、
語音等不同模態(tài)數(shù)據(jù)進行聯(lián)合學習,探索不同模態(tài)數(shù)據(jù)的語義關聯(lián)和
信息互補,也是訓練視覺大模型的重要路徑。由此得到的視覺基礎大
模型在環(huán)境感知、內(nèi)容檢索、語義理解、模態(tài)對齊等任務上具備先天
的優(yōu)勢,對于提升AIGC基礎環(huán)境孿生能力、豐富AIGC應用場景具
有重要價值。
2.語言大模型增強AIGC認知能力
作為人類文明的重要記錄方式,語言和文字記錄了人類社會的歷
史變遷、科學技術和知識文化等。利用人工智能技術對海量語言、文
本數(shù)據(jù)進行信息挖掘和內(nèi)容理解是AIGC技術的關鍵一環(huán)。一方面,
語言模型的訓練和學習是進行文本生成的核心基礎;另一方面,學習
并理解人類語言將大幅豐富數(shù)字內(nèi)容的生產(chǎn)能力,創(chuàng)新、豐富數(shù)字內(nèi)
容的生產(chǎn)方式,例如構建低門檻創(chuàng)作工具,使用戶通過語言描述就能
完成例如語言定位、語言編輯等高階編輯操作。
在如今信息復雜的場景中,數(shù)據(jù)質(zhì)量參差不齊、任務種類多,導
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人工智能生成內(nèi)容(AIGC)白皮書
致數(shù)據(jù)孤島和模型孤島的存在,傳統(tǒng)自然語言處理技術的不足尤為明
顯:模型設計、部署困難;數(shù)據(jù)難以復用;難以學習海量無標簽數(shù)據(jù)
挖掘、知識提取的共性能力。
對于傳統(tǒng)自然語言處理技術的普遍問題,基于語言的大模型技術
可以充分利用海量無標注文本進行預訓練,從而賦予文本大模型在小
數(shù)據(jù)集、零數(shù)據(jù)集場景下的理解和生成能力?;诖笠?guī)模預訓練的語
言模型不僅能夠在情感分析、語音識別、信息抽取、閱讀理解等文本
理解場景中表現(xiàn)出色,而且同樣適用于圖片描述生成、廣告生成、書
稿生成、對話生成等文本生成場景。這些復雜的功能往往只需要通過
簡單的無標注文本數(shù)據(jù)收集,訓練部署一個通用的大規(guī)模預訓練模型
即可實現(xiàn)。研究者們相信基于語言的認知智能可以更快的加速通用人
工智能的到來。例如,谷歌和OpenAI分別提出大規(guī)模預訓練模型
BERT[18]和GPT[19],在諸多自然語言理解和生成任務上取得了突破性
的性能提升,驗證了大模型在零資源、小樣本、中低資源場景的優(yōu)越
性。緊隨其后,國內(nèi)外知名企業(yè)和高校均投入非常大的人力、算力、
數(shù)據(jù)于自然語言處理大模型的研發(fā),包括谷歌、微軟、Meta、清華大
學、斯坦福大學、華盛頓大學、卡內(nèi)基·梅隆大學、京東、華為、百度
等等。模型參數(shù)量也從最初的千萬級發(fā)展到了千億級別[20],訓練代價
也從數(shù)十天增長到了不容忽略的幾十萬天(按在單張V100上計算)。
顯然,指數(shù)級增長的成本換取的微弱增益讓人們意識到,如何設
計更高效率的自監(jiān)督學習方法、更高參數(shù)效用比的模型架構、更綠色
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人工智能生成內(nèi)容(AIGC)白皮書
節(jié)能的訓練框架成為了大模型未來方向之一。在這個方向上,諸多機
構開始了高效綠色的大模型探索之路,并且取得了顯著的效果,如通
用語言理解評估基準(GLUE)目前(2022年6月)在榜第一名的是
由京東探索研究院研發(fā)的Vegav1織女模型4,依托于預訓練階段多種
文本粒度、語種類型、負采樣方式上的自監(jiān)督學習創(chuàng)新,實現(xiàn)了高效
的數(shù)據(jù)知識提取,并采用了有理論支撐的更快捷的分布式優(yōu)化器。此
外,超級深度學習模型可以通過非常低成本的微調(diào)快速適應新的產(chǎn)業(yè)、
領域、行業(yè),實現(xiàn)跨模態(tài)、全鏈路的知識積累、沉淀、傳播、復用。
基于語言的超級深度學習技術的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在訓練模型
的數(shù)據(jù)量日益增大、數(shù)據(jù)種類也更加豐富,模型規(guī)模增大、參數(shù)量以
指數(shù)倍增加。通過不斷構建語義理解能力增強、邏輯知識可抽象學習、
同時適用于多種任務的語言大模型,將會對AIGC場景中的各項認知
應用產(chǎn)生極大價值。
3.多模態(tài)大模型升級AIGC內(nèi)容創(chuàng)作能力
在日常生活中,視覺和語言是最常見且重要的兩種模態(tài)[21],上述
的視覺大模型可以構建出人工智能更加強大的環(huán)境感知能力,而語言
大模型則可以學習到人類文明的抽象概念以及認知的能力。然而
AIGC技術如果只能生成單一模態(tài)的內(nèi)容,那么AIGC的應用場景將
極為有限、不足以推動內(nèi)容生產(chǎn)方式的革新。多模態(tài)大模型的出現(xiàn),
4/leaderboard
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人工智能生成內(nèi)容(AIGC)白皮書
則讓融合性創(chuàng)新成為可能,極大豐富了AIGC技術可應用的廣度。對
于包含多個模態(tài)的信息,多模態(tài)大模型則致力于處理不同模態(tài)、不同
來源、不同任務的數(shù)據(jù)和信息,從而滿足AIGC場景下新的創(chuàng)作需求
和應用場景。
多模態(tài)大模型擁有兩種能力,一個是尋找到不同模態(tài)數(shù)據(jù)之間的
對應關系,例如將一段文本和與之對應的圖片聯(lián)系起來;另一個是實
現(xiàn)不同模態(tài)數(shù)據(jù)間的相互轉(zhuǎn)化與生成,比如根據(jù)一張圖片生成對應的
語言描述。為了尋找到不同模態(tài)數(shù)據(jù)之間的對應關系,多模態(tài)大模型
將不同模態(tài)的原始數(shù)據(jù)映射到統(tǒng)一或相似語義空間當中,從而實現(xiàn)不
同模態(tài)的信號之間的相互理解與對齊,這一能力最常見的例子就是互
聯(lián)網(wǎng)中使用文字搜索與之相關圖片的圖文搜索引擎。在此基礎上,多
模態(tài)大模型可以進一步實現(xiàn)不同模態(tài)數(shù)據(jù)間的相互轉(zhuǎn)化與生成,這一
能力是進行AIGC原生創(chuàng)作的關鍵。
來源:京東探索研究院
圖2AIGC多模態(tài)大模型生成結果圖
如圖2所示,只需給定用戶簡單手繪的語義圖或是素描圖,多模
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人工智能生成內(nèi)容(AIGC)白皮書
態(tài)大模型學習模型便能夠創(chuàng)作出逼真的風景圖像,同時,當給定具體
文本語義時,圖像中的內(nèi)容也將隨之改變,展現(xiàn)出不同的季節(jié)亦或是
“黃昏時河道干涸”的場景。再以OpenAI最新提出的多模態(tài)大模型
DALL-E2為例,給定一個已有的場景圖像,該模型能夠在指定位置
添加指定的目標主體,如圖3所示,當要求在沙發(fā)上(位置3處)添
加一只柯基狗時,算法可以在指定位置添加不同形態(tài)的真實的柯基;
當要求在左側畫框中(位置1處)添加一只柯基時,算法先是成功的
識別出該位置是一幅畫,并創(chuàng)作了符合相應畫風的柯基狗5。基于多模
態(tài)大模型,AIGC具備了更加接近于人類的創(chuàng)作能力,并真正的開始
展示出代替人類進行內(nèi)容創(chuàng)作,進一步解放生產(chǎn)力的潛力。
來源:OpenAI
圖3OpenAIAIGC多模態(tài)大模型DALLE2生成結果圖
對于人工智能而言,能夠高質(zhì)量的完成多模態(tài)數(shù)據(jù)的對齊、轉(zhuǎn)換
5/dall-e-2/
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人工智能生成內(nèi)容(AIGC)白皮書
和生成任務意味著模型對物理世界具備了極為深刻的理解。從某種程
度而言,基于多模態(tài)大模型的AIGC是人工智能算法邁向通用人工智
能的重要一步。就好像人類通過不斷的對比試錯、總結歸納來了解我
們身處的物理世界一樣,多模態(tài)AIGC大模型也有希望能夠自行總結
客觀規(guī)律,發(fā)展出認知與常識,進而幫助人類創(chuàng)造出新的數(shù)字世界。
(三)AIGC技術演化出三大前沿能力
AIGC技術被廣泛應用于音頻、文本、視覺等不同模態(tài)數(shù)據(jù),并
構成了豐富多樣的技術應用。本節(jié)歸納AIGC變革內(nèi)容創(chuàng)作方式的三
大前沿能力(如圖4所示),分別是智能數(shù)字內(nèi)容孿生能力,智能數(shù)
字內(nèi)容編輯能力和智能數(shù)字內(nèi)容創(chuàng)作能力。
來源:京東探索研究院
圖4AIGC的三大前沿能力
1.增強與轉(zhuǎn)譯構建數(shù)字內(nèi)容孿生能力
內(nèi)容數(shù)字化是現(xiàn)今所有數(shù)字系統(tǒng)得以存在和運轉(zhuǎn)的前提,其過程
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人工智能生成內(nèi)容(AIGC)白皮書
是指將視覺、聲音、文本等信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字格式。傳統(tǒng)的數(shù)字化主要
關注對傳感器所采集數(shù)據(jù)的客觀記錄和儲存,但容易忽略所記錄的內(nèi)
容本身的完整性和相關語義。相比于傳統(tǒng)的內(nèi)容數(shù)字化,智能數(shù)字內(nèi)
容孿生技術致力于進一步挖掘數(shù)據(jù)中的有效信息,在深入理解數(shù)據(jù)內(nèi)
容的基礎上,實現(xiàn)一系列高效、準確、智能的數(shù)字內(nèi)容孿生任務。作
為傳統(tǒng)數(shù)字化的擴充和升級,數(shù)字內(nèi)容的孿生技術受到了持續(xù)且廣泛
的研究。
智能數(shù)字內(nèi)容孿生可大致分為智能增強技術和智能轉(zhuǎn)譯技術兩
個主要分支??紤]現(xiàn)實場景中數(shù)據(jù)采集、傳輸和儲存中可能遇到的多
種限制,原始的數(shù)字內(nèi)容經(jīng)常會存在缺失或者損壞等問題。智能增強
技術旨在消除上述過程中的干擾和缺失問題,根據(jù)給定的低質(zhì)量原始
數(shù)據(jù)生成經(jīng)過增強后的高質(zhì)量數(shù)字內(nèi)容,力求在數(shù)字世界中孿生并重
構完整逼真的客觀世界。在計算機視覺任務中,智能增強技術多被用
于修復并增強由采集設備或環(huán)境因素引起的視覺內(nèi)容受損,例如低分
辨率、模糊、像素缺失等。同理,對于有缺陷的文本和音頻數(shù)據(jù),相
關的智能增強技術被用于解決片段缺失、脈沖干擾和音頻失真等問題,
在實際生產(chǎn)生活中為相關應用生成復原高質(zhì)量的數(shù)字內(nèi)容。
除了對各種模態(tài)數(shù)據(jù)內(nèi)容的修復和增強,近年間,數(shù)字內(nèi)容孿生
中智能增強技術在三維視覺領域取得了快速地發(fā)展。具體來說,數(shù)字
圖像是三維世界在攝影設備上的二維投影,傳統(tǒng)的數(shù)字化記錄了拍攝
影像的色彩信息,但卻無法保留三維世界中的深度、材質(zhì)和光照等信
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人工智能生成內(nèi)容(AIGC)白皮書
息?,F(xiàn)有的數(shù)字孿生技術,可以利用對同一場景拍攝的多張照片,重
構并生成相應的三維內(nèi)容。最近,谷歌等多家國內(nèi)外科技公司正探索
使用互聯(lián)網(wǎng)上商家和用戶上傳的照片,生成并渲染不同餐廳、街道和
景點的三維全景。通過數(shù)字內(nèi)容孿生中的智能增強技術,算法可以過
濾剔除不同照片中天氣、時間、行人等擾動信息,專注于生成并渲染
不同場所的全時間段三維全景[22]。
數(shù)字內(nèi)容孿生中的智能轉(zhuǎn)譯技術是建立在對客觀世界內(nèi)容感知
的基礎上,進一步理解孿生后的數(shù)字內(nèi)容,從而實現(xiàn)多樣化的內(nèi)容呈
現(xiàn)的一類技術集合?,F(xiàn)階段比較成熟的智能轉(zhuǎn)譯技術包括給定語音信
號進行字幕合成,依據(jù)文字進行語音生成等。對于智能轉(zhuǎn)譯技術,放
在第一位的是生成內(nèi)容的準確性,無論是語音到文本還是文本生成語
音,準確地呈現(xiàn)原始信息是該類技術走向?qū)嶋H應用的基礎。在準確的
基礎上,為應對不同的使用場景,相關算法、工程人員還在不斷地提
高轉(zhuǎn)譯算法的實時性和生成語音的真實性。近些年間,智能轉(zhuǎn)譯技術
已被越來越多地應用于社交、傳媒、協(xié)同辦公、殘疾人輔助等實際場
景中,為人們的生成生活帶來更多的便利。
相比于較為成熟的語音/字幕合成,視覺內(nèi)容描述[23]是近年間學
術領域的熱點研究課題之一。視覺描述技術致力于生成能夠準確描述
給定視覺內(nèi)容(例如圖像、視頻等)的文本和語音。視覺內(nèi)容描述技
術可以被廣泛地應用于賽事轉(zhuǎn)播、智慧交通、影視娛樂等各類應用場
景中。雖然現(xiàn)階段的智能轉(zhuǎn)譯技術已經(jīng)可以初步的描述圖像(或視頻)
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人工智能生成內(nèi)容(AIGC)白皮書
中的人物、物體和環(huán)境信息,但如何能夠準確地生成有關人物行為和
主體關系的描述仍是現(xiàn)有技術亟需突破的問題。相比于智能增強技術,
智能轉(zhuǎn)譯技術更加關注數(shù)字世界中不同模態(tài)的數(shù)字內(nèi)容間相互理解、
融合和轉(zhuǎn)換的能力,從而豐富智能數(shù)字內(nèi)容孿生技術的應用范圍和靈
活性。
數(shù)字內(nèi)容孿生技術通過對真實世界中內(nèi)容的智能增強和轉(zhuǎn)譯,將
現(xiàn)實世界的物理屬性(如物體的大小、紋理、顏色等)和社會屬性(如
主體行為、主體關系等)高效、可感知地進行數(shù)字化,實現(xiàn)現(xiàn)實世界
到數(shù)字世界的映射,構建了在數(shù)字世界中重現(xiàn)現(xiàn)實場景的能力。通過
數(shù)字內(nèi)容孿生技術,不同行業(yè)的從業(yè)者可以更好地在數(shù)字世界中進行
內(nèi)容的組織和展示。
2.理解與控制組成內(nèi)容編輯能力
在數(shù)字內(nèi)容孿生技術的基礎上,智能數(shù)字內(nèi)容編輯的相關技術構
建了虛擬數(shù)字世界與現(xiàn)實物理世界間的交互通道。一方面,對數(shù)字內(nèi)
容的編輯和控制,例如數(shù)字人技術,可以直接作用于物理世界,實現(xiàn)
實時的反饋和互動,起到對現(xiàn)實世界中主體陪伴或服務等功能;另一
方面,數(shù)字內(nèi)容編輯技術是實現(xiàn)數(shù)字仿真的基礎。例如在自動駕駛仿
真場景中,通過智能編輯,可以實現(xiàn)對同一道路上不同車況和天氣狀
況的控制?;跀?shù)字內(nèi)容仿真,算法模型可以在數(shù)字世界中學習到相
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人工智能生成內(nèi)容(AIGC)白皮書
應的知識和技能,這些知識可以被用來反哺解決現(xiàn)實世界中的問題6。
從技術角度看,智能數(shù)字內(nèi)容編輯主要通過數(shù)字內(nèi)容的語義理解
和屬性控制兩類技術來實現(xiàn)對內(nèi)容的修改和控制。首先,理解數(shù)字內(nèi)
容是對其進行編輯和修改的必要前提。例如,在處理音頻數(shù)據(jù)進行人
聲分離時,算法模型需要先理解輸入的原始聲音信號,才能進一步分
離其中的人聲信號和背景音,生成兩段獨立的音頻內(nèi)容。同理,對于
計算機視覺中的圖片、視頻剪輯和自然語言處理中的摘要生成任務,
都需要數(shù)字內(nèi)容的語義理解技術進行相關語義的理解和概括,繼而修
改輸入的原始數(shù)據(jù)以得到最終的生成結果。
值得注意的是,現(xiàn)實世界中的內(nèi)容大多是由多種不同的語義信息
組成的。例如,一張人臉照片實際上是由人物的身份信息、面部動作、
拍攝視角、攝影設備和光照條件等許多語義信息一同決定的。早期的
語義理解技術更多的是將某個內(nèi)容當做一個整體進行理解,在學習到
的數(shù)字表征中不同類別的語義信息往往是糾纏在一起的。雖然可以應
用于解決某些數(shù)字內(nèi)容編輯任務,但卻難以對不同的語義進行精確的
理解和修改?;谏赡P偷目山怦钫Z義學習技術是解決語義糾纏問
題的可行解決方案之一,并在近些年間取得了快速的發(fā)展。通過理解
并學習不同語義成分的變化,可解耦語義學習技術對數(shù)據(jù)內(nèi)容具有更
深刻的理解,并逐漸開始服務于人工智能試妝、試衣、生成同一個人
6/omniverse/media-entertainment/
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人工智能生成內(nèi)容(AIGC)白皮書
不同年齡照片等新興應用程序。
在充分理解數(shù)字內(nèi)容語義的基礎上,屬性控制技術構成了數(shù)字內(nèi)
容編輯的另一主要分支。在語義理解的基礎上,數(shù)字內(nèi)容的智能屬性
控制技術將直接根據(jù)用戶指定的屬性,對原有的內(nèi)容進行精確地修改、
編輯和二次生成。常用的屬性控制技術已經(jīng)廣泛地應用于智能圖像編
輯、文本情感改寫和智能調(diào)音等多項應用中,并潛移默化地服務人們
的生活,作為輔助功能提升內(nèi)容創(chuàng)作者的效率。此外,先進的智能內(nèi)
容編輯技術結合了語義理解技術和屬性控制技術,在處理三維動畫內(nèi)
容時,在學習可解耦的視角、光照和角色等語義特征的基礎上,智能
屬性控制技術以比傳統(tǒng)算法更加高效且穩(wěn)定的方式完成虛擬現(xiàn)實、游
戲、電影中的渲染和操控[24];在構造數(shù)字人時,屬性控制能力可以根
據(jù)實際需要快速地編輯數(shù)字人的外貌、音色、感情、表情等屬性,以
完成數(shù)字人技術在不同場合環(huán)境中的應用。
數(shù)字內(nèi)容編輯技術在內(nèi)容孿生技術的基礎上,具備了對現(xiàn)實世界
內(nèi)容進行語義理解和屬性操控的能力,從而構建了數(shù)字世界對現(xiàn)實世
界內(nèi)容的影響和反饋。在數(shù)字世界中的操作和嘗試將不受限于場地、
成本、資源消耗等客觀約束,所得到的經(jīng)驗知識也能夠更好地反饋給
現(xiàn)實世界,提升生產(chǎn)生活的效率。
3.模仿與概念學習造就內(nèi)容創(chuàng)作能力
上述的數(shù)字內(nèi)容的孿生和編輯能力主要面向客觀世界中的真實
內(nèi)容,通過對現(xiàn)實內(nèi)容的智能孿生、理解、控制和編輯,AIGC算法
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人工智能生成內(nèi)容(AIGC)白皮書
可以快速準確地將現(xiàn)實世界的內(nèi)容映射到虛擬世界中,并通過控制仿
真等方法,對現(xiàn)實世界產(chǎn)生正向的反饋和幫助。更進一步,數(shù)字內(nèi)容
的智能創(chuàng)作旨在讓人工智能算法具備類似甚至超越人的創(chuàng)作能力。
1968年,畢加索曾這樣評價計算機技術:“它們是沒用的,只能簡單
的給出答案。”但在54年后的今天,百度已經(jīng)可以通過人工智能模
型進行繪畫創(chuàng)作,并被西安美院的教授評價為具有“美院畢業(yè)生水平”,
在短短24小時內(nèi)就售出了8700多份,銷售額超過17萬元7。無需基
于任何現(xiàn)實世界中存在的內(nèi)容主體,基于人工智能算法的內(nèi)容創(chuàng)作能
力有望生成海量的原創(chuàng)數(shù)字內(nèi)容。
按照技術的發(fā)展進程和實際應用的形態(tài),數(shù)字內(nèi)容的創(chuàng)作能力可
劃分為基于模仿的創(chuàng)作和基于概念的創(chuàng)作兩類?;谀7碌膭?chuàng)作需要
人工智能模型首先觀察人類的作品,通過學習某一類作品的分布特性,
人工智能生成模型可以進行模仿式的新創(chuàng)作。以前文中提到的佳士得
拍賣的肖像畫為例,人工智能算法利用大約15000張創(chuàng)作于14世紀
到20世紀的肖像畫,從中學習作畫的筆法、內(nèi)容、藝術風格等。最
終,人工智能內(nèi)容生成模型所創(chuàng)作的肖像畫通過了視覺圖靈測試,讓
絕大部分人類都難以區(qū)分這幅畫是藝術家創(chuàng)作的,還是人工智能的作
品。不僅僅局限于智能作畫,基于模仿的人工智能生成模型在旋律創(chuàng)
作、文本寫作和詩詞創(chuàng)作等具體任務中都取得了不錯的表現(xiàn)。對于某
一類具體的內(nèi)容,例如人物畫像、押韻詩歌或樂曲旋律,現(xiàn)有的人工
7/a/557118794_362042
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人工智能生成內(nèi)容(AIGC)白皮書
智能技術基本可以創(chuàng)作出讓人真假難辨的數(shù)字內(nèi)容。但同時,面對更
加復雜的數(shù)據(jù)內(nèi)容,例如三維數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)等,現(xiàn)有的技術所創(chuàng)作
的內(nèi)容相比于真實內(nèi)容仍有一定差距,需要算法模型的不斷完善來縮
小這些內(nèi)容的創(chuàng)作難度。
基于概念的創(chuàng)作不再簡單的對固定種類的數(shù)據(jù)進行觀察和模仿,
而是致力于在海量的數(shù)據(jù)中學習抽象的概念,進而通過對不同概念的
組合進行全新的創(chuàng)作。以文本到圖像的生成為例,給定的文本不僅可
以描述生成內(nèi)容中需要包含的主體內(nèi)容、數(shù)量和關系,還可以指定生
成圖像的風格、年代等屬性。在現(xiàn)實世界中,人們可能只能見到“木
頭制作的椅子”,“獅子在捕獵獾鼠”等內(nèi)容,但是通過文本描述,
基于概念的創(chuàng)作技術可以創(chuàng)作出“牛油果制作的椅子”,“在獵捕獅
子的獾鼠”等視覺內(nèi)容[25]。在更進一步理解不同主體間動作、行為、
和關系基礎上,已經(jīng)有相關的前沿研究開始嘗試通過故事或者劇本描
述,創(chuàng)作影視短片。總體來說,基于概念的智能創(chuàng)作與上述智能孿生
中的轉(zhuǎn)譯技術不同,智能轉(zhuǎn)譯更關注對已有內(nèi)容的精確表達和轉(zhuǎn)換,
而基于概念的智能創(chuàng)作是在給定模糊概念的基礎上,進行自由生成和
創(chuàng)作。數(shù)字內(nèi)容基于概念的創(chuàng)作很大程度上依賴于算法模型對多模態(tài)
數(shù)據(jù)的理解、對齊、融合和生成,依賴于人類社會中海量的數(shù)據(jù)以及
相關的描述?;诟拍畹膭?chuàng)作擺脫了對簡單學習紋理、形狀、顏色的
模仿,進一步像人類一樣開始學習和總結創(chuàng)作中包含的概念元素,實
現(xiàn)更通用、更高效、更智能的AIGC應用。
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人工智能生成內(nèi)容(AIGC)白皮書
伴隨著深度神經(jīng)網(wǎng)絡的快速發(fā)展,人工智能模型的規(guī)模和能力都
在不斷被刷新,憑借著數(shù)據(jù)內(nèi)容的快速增長,算力的爆發(fā)以及算法模
型的不斷迭代,數(shù)字內(nèi)容創(chuàng)作技術突破到了一個新的高度,規(guī)模上不
斷變大,逐步趨近并開始超過人腦的神經(jīng)元個數(shù),能力上不斷增強,
展現(xiàn)出強大的多模態(tài)理解和生成能力。
三、人工智能生成內(nèi)容的應用場景
在全球新冠肺炎疫情延宕反復的背景下,各行業(yè)對于數(shù)字內(nèi)容的
需求呈現(xiàn)井噴態(tài)勢,數(shù)字世界內(nèi)容消耗與供給的缺口亟待彌合。AIGC
以其真實性、多樣性、可控性、組合性的特征,有望幫助企業(yè)提高內(nèi)
容生產(chǎn)的效率,以及為其提供更加豐富多元、動態(tài)且可交互的內(nèi)容,
或?qū)⒙氏仍趥髅?、電商、影視、娛樂等?shù)字化程度高、內(nèi)容需求豐富
的行業(yè)取得重大創(chuàng)新發(fā)展。
來源:中國信息通信研究院
圖2AIGC應用視圖
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人工智能生成內(nèi)容(AIGC)白皮書
(一)AIGC+傳媒:人機協(xié)同生產(chǎn),推動媒體融合
近年來,隨著全球信息化水平的加速提升,人工智能與傳媒業(yè)的
融合發(fā)展不斷升級。AIGC作為當前新型的內(nèi)容生產(chǎn)方式,為媒體的
內(nèi)容生產(chǎn)全面賦能。寫稿機器人、采訪助手、視頻字幕生成、語音播
報、視頻錦集、人工智能合成主播等相關應用不斷涌現(xiàn),并滲透到采
集、編輯、傳播等各個環(huán)節(jié),深刻地改變了媒體的內(nèi)容生產(chǎn)模式,成
為推動媒體融合發(fā)展的重要力量。
在采編環(huán)節(jié),一是實現(xiàn)采訪錄音語音轉(zhuǎn)寫,提升傳媒工作者的工
作體驗。借助語音識別技術將錄音語音轉(zhuǎn)寫成文字,有效壓縮稿件生
產(chǎn)過程中錄音整理方面的重復工作,進一步保障了新聞的時效性。
2022年冬奧會期間,科大訊飛的智能錄音筆通過跨語種的語音轉(zhuǎn)寫
助力記者2分鐘快速出稿。二是實現(xiàn)智能新聞寫作,提升新聞資訊的
時效。基于算法自動編寫新聞,將部分勞動性的采編工作自動化,幫
助媒體更快、更準、更智能化地生產(chǎn)內(nèi)容。比如2014年3月,美國
洛杉磯時報網(wǎng)站的機器人記者Quakebot,在洛杉磯地震發(fā)生后僅3
分鐘,就寫出相關消息并進行發(fā)布;美聯(lián)社使用的智能寫稿平臺
Wordsmith可以每秒寫2000篇報道;中國地震臺網(wǎng)的寫稿機器人在
九寨溝地震發(fā)生后7秒內(nèi)就完成了相關消息的編發(fā);第一財經(jīng)“DT
稿王”一分鐘可寫出1680字[26]。三是實現(xiàn)智能視頻剪輯,提升視頻
內(nèi)容的價值。通過使用視頻字幕生成、視頻錦集、視頻拆條、視頻超
分等視頻智能化剪輯工具,高效節(jié)省人力時間成本,最大化版權內(nèi)容
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人工智能生成內(nèi)容(AIGC)白皮書
價值。2020年全國兩會期間,人民日報社利用“智能云剪輯師”快速
生成視頻,并能夠?qū)崿F(xiàn)自動匹配字幕、人物實時追蹤、畫面抖動修復、
橫屏速轉(zhuǎn)豎屏等技術操作,以適應多平臺分發(fā)要求[27]。2022年冬奧會
期間,央視視頻通過使用AI智能內(nèi)容生產(chǎn)剪輯系統(tǒng),高效生產(chǎn)與發(fā)
布冬奧冰雪項目的視頻集錦內(nèi)容,為深度開發(fā)體育媒體版權內(nèi)容價值,
創(chuàng)造了更多的可能性。
在傳播環(huán)節(jié),AIGC應用主要集中于以AI合成主播為核心的新
聞播報等領域。AI合成主播開創(chuàng)了新聞領域?qū)崟r語音及人物動畫合
成的先河,只需要輸入所需要播發(fā)的文本內(nèi)容,計算機就會生成相應
的AI合成主播播報的新聞視頻,并確保視頻中人物音頻和表情、唇
動保持自然一致,展現(xiàn)與真人主播無異的信息傳達效果??v觀AI合
成主播在傳媒領域的應用,呈現(xiàn)三方面的特點。一是應用范圍不斷拓
展。目前新華社、中央廣播電視總臺、人民日報社等國家級媒體及湖
南衛(wèi)視等省市媒體都開始積極布局應用AI合成主播,先后推出“新
小微”、“小C”等虛擬新聞主持人,并推動其從新聞播報向晚會主
持、記者報道、天氣預報等更廣泛的場景應用,為全國兩會、冬奧會、
冬殘奧會等重大活動傳播深度賦能。二是應用場景不斷升級。除了常
規(guī)的新聞播報,AI合成主播開始陸續(xù)支持多語種播報和手語播報。
2020年全國兩會期間,多語種虛擬主播采用中、韓、日、英等多種語
言進行新聞報道,實現(xiàn)了一音多語的播報,將中國新聞傳遞給世界,
順應了信息化時代信息共享的發(fā)展潮流[28]。2022年冬奧會期間,百
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人工智能生成內(nèi)容(AIGC)白皮書
度、騰訊等企業(yè)推出手語播報數(shù)字人,為千萬聽障用戶提供手語解說,
進一步推動觀賽的無障礙進程。三是應用形態(tài)日趨完善。在形象方面,
逐步從2D向3D拓展;在驅(qū)動范圍上,開始從口型向面部表情、肢
體、手指、背景內(nèi)容素材延伸;在內(nèi)容構建上,從支持SaaS化平臺
工具構建向智能化生產(chǎn)探索。例如騰訊3D手語數(shù)智人“聆語”,實
現(xiàn)了唇動、面部表情、肢體動作、手指動作等內(nèi)容的生成,并配套可
視化動作編輯平臺,支持對手語動作進行精修。
AIGC對傳媒機構、傳媒從業(yè)者和傳媒受眾都產(chǎn)生深刻影響。對
傳媒機構來說,AIGC通過參與新聞產(chǎn)品的生產(chǎn)過程,大幅提高生產(chǎn)
效率,并帶來新的視覺化、互動化體驗;豐富了新聞報道的形式,加
速了媒體的數(shù)字化轉(zhuǎn)型,推動傳媒向智媒轉(zhuǎn)變。對傳媒從業(yè)者來說,
AIGC可助力生產(chǎn)更具人文關懷、社會意義和經(jīng)濟價值的新聞作品;
將部分勞動性的采編播工作自動化,讓其更加專注于需要深入思考和
創(chuàng)造力的工作內(nèi)容,如新聞特稿、深度報道和專題報道等此類更需發(fā)
揮人類在精準分析事物、妥善處理情感元素等方面優(yōu)勢的細分領域。
對傳媒受眾來說,AIGC的應用可使其在更短時間內(nèi)獲得以更豐富多
元的形態(tài)呈現(xiàn)的新聞內(nèi)容,提高了其獲取新聞信息的及時性和便捷性;
降低了傳媒行業(yè)的技術門檻,促使傳媒受眾具有更多參與內(nèi)容生產(chǎn)的
機會,極大增強其參與感。
(二)AIGC+電商:推進虛實交融,營造沉浸體驗
隨著數(shù)字技術的發(fā)展和應用、消費的升級和加快,購物體驗沉浸
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人工智能生成內(nèi)容(AIGC)白皮書
化成為電商領域發(fā)展的方向。AIGC正加速商品3D模型、虛擬主播
乃至虛擬貨場的構建,通過和AR、VR等新技術的結合,實現(xiàn)視聽等
多感官交互的沉浸式購物體驗。
生成商品3D模型用于商品展示和虛擬試用,提升線上購物體驗。
基于不同角度的商品圖像,借助視覺生成算法自動化生成商品的3D
幾何模型和紋理,輔以線上虛擬“看、試、穿、戴”,提供接近實物
的差異化網(wǎng)購體驗,助力高效提升用戶轉(zhuǎn)化。百度、華為等企業(yè)都推
出商品自動化3D建模服務,支持在分鐘級的時間內(nèi)完成商品的3D
拍攝和生成,精度可達到毫米級。相較于傳統(tǒng)2D展示,3D模型可
720°全方位展示商品主體外觀,可大幅度降低用戶選品和溝通時間,
提升用戶體驗感,快速促成商品成交。同時生成出的3D商品模型還
可用于在線試穿,高度還原商品或服務試用的體驗感,讓消費者有更
多機會接觸到產(chǎn)品或服務的絕對價值。如阿里于2021年4月上線3D
版天貓家裝城,通過為商家提供3D設計工具及商品3D模型AI生成
服務,幫助商家快速構建3D購物空間,支持消費者自己動手做家裝
搭配,為消費者提供沉浸式的“云逛街”體驗。數(shù)據(jù)顯示,3D購物的
轉(zhuǎn)化率平均值為70%,較行業(yè)平均水平提升了9倍,同比正常引導成
交客單價提升超200%,同時商品退換貨率明顯降低。此外,不少品
牌企業(yè)也開始在虛擬試用方向上開展探索和嘗試,如優(yōu)衣庫虛擬試衣、
阿迪達斯虛擬試鞋、周大福虛擬試珠寶、Gucci虛擬試戴手表和眼鏡、
宜家虛擬家具搭配、保時捷虛擬試駕等[29]。盡管目前還是采用的傳統(tǒng)
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人工智能生成內(nèi)容(AIGC)白皮書
手動建模方式,但隨著AIGC技術的不斷進步,未來有望涌現(xiàn)更多消
費級工具,從而逐步降低3D建模的門檻和成本,助力虛擬試穿應用
大規(guī)模商用。
打造虛擬主播,賦能直播帶貨?;谝曈X、語音、文本生成技術,
打造虛擬主播為觀眾提供24小時不間斷的貨品推薦介紹以及在線服
務能力,為商戶直播降低門檻。相比真人直播間帶貨,虛擬主播具備
三大優(yōu)勢:一是虛擬主播能夠填補真人主播的直播間隙,使直播間能
不停輪播,既為用戶提供更靈活的觀看時間和更方便的購物體驗,也
為合作商家創(chuàng)造更大的生意增量。如歐萊雅、飛利浦、完美日記等品
牌的虛擬主播一般會在凌晨0點上線,并進行近9個小時的直播,與
真人主播形成了24小時無縫對接的直播服務。二是虛擬化的品牌主
播更能加速店鋪或品牌年輕化進程,拉近與新消費人群的距離,塑造
元宇宙時代的店鋪形象,未來可通過延展應用到元宇宙中更多元的虛
擬場景,實現(xiàn)多圈層傳播。如彩妝品牌“卡姿蘭”推出自己的品牌虛
擬形象,并將其引入直播間作為其天貓旗艦店日常的虛擬主播導購。
同時對于已具備虛擬品牌IP形象的傳統(tǒng)企業(yè),可直接利用已有形象
快速轉(zhuǎn)化形成虛擬品牌主播。如在2020年5月海爾直播大促活動中,
大家所熟知的海爾兄弟虛擬IP來到直播間,并同主持人和粉絲一起
互動,高達千萬播放量。三是虛擬主播人設更穩(wěn)定可控。在頭部主播
有限并且可能“人設崩塌”的情況下,虛擬主播人設、言行等由品牌
方掌握,比真人明星的可控性、安全性更強。品牌不必擔心虛擬形象
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人工智能生成內(nèi)容(AIGC)白皮書
人設崩塌,為品牌帶來負面新聞、差評及資金損失。
賦能線上商城和線下秀場加速演變,為消費者提供全新的購物場
景。通過從二維圖像中重建場景的三維幾何結構,實現(xiàn)虛擬貨場快速、
低成本、大批量的構建,將有效降低商家搭建3D購物空間的門檻及
成本,為一些原本高度倚重線下門店的行業(yè)打開了線上線下融合的想
象空間,同時為消費者提供線上線下融合的新消費體驗。目前一些品
牌已經(jīng)開始嘗試打造虛擬空間。例如奢侈品商Gucci在一百周年品牌
慶典時,把線下的GucciGardenArchetypes展覽搬到了游戲Roblox
上,推出了為期兩周的虛擬展,5個主題展廳的內(nèi)容與現(xiàn)實展覽相互
對應。2021年7月,阿里巴巴首次展示了其虛擬現(xiàn)實計劃“Buy+”,
并提供360°虛擬的購物現(xiàn)場開放購物體驗。2021年11月,Nike和
Roblox合作,推出虛擬世界Nikeland,并向所有Roblox用戶開放。
隨著基于圖像的3D重建技術在谷歌地圖沉浸式視圖功能中的成功應
用,虛擬貨場的自動化構建未來將得到更好的應用和發(fā)展。
(三)AIGC+影視:拓展創(chuàng)作空間,提升作品質(zhì)量
隨著影視行業(yè)的快速發(fā)展,從前期創(chuàng)作、中期拍攝到后期制作的
過程性問題也隨之顯露,存在高質(zhì)量劇本相對缺乏、制作成本高昂以
及部分作品質(zhì)量有待提升等發(fā)展痛點,亟待進行結構升級。運用AIGC
技術能激發(fā)影視劇本創(chuàng)作思路,擴展影視角色和場景創(chuàng)作空間,極大
地提升影視產(chǎn)品的后期制作質(zhì)量,幫助實現(xiàn)影視作品的文化價值與經(jīng)
濟價值最大化。
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人工智能生成內(nèi)容(AIGC)白皮書
AIGC為劇本創(chuàng)作提供新思路。通過對海量劇本數(shù)據(jù)進行分析歸
納,并按照預設風格快速生產(chǎn)劇本,創(chuàng)作者再進行篩選和二次加工,
以此激發(fā)創(chuàng)作者的靈感,開闊創(chuàng)作思路,縮短創(chuàng)作周期。國外率先開
展相關嘗試,早在2016年6月,紐約大學利用人工智能編寫的電影
劇本《Sunspring》,經(jīng)拍攝制作后入圍倫敦科幻電影(Sci-FiLondon)
48小時挑戰(zhàn)前十強[30]。2020年,美國查普曼大學的學生利用OpenAI
的大模型GPT-3創(chuàng)作劇本并制作短片《律師》。國內(nèi)部分垂直領域的
科技公司開始提供智能劇本生產(chǎn)相關的服務,如海馬輕帆推出的“小
說轉(zhuǎn)劇本”智能寫作功能,服務了包括《你好,李煥英》《流浪地球》
等爆款作品在內(nèi)的劇集劇本30000多集、電影/網(wǎng)絡電影劇本8000多
部、網(wǎng)絡小說超過500萬部。
AIGC擴展角色和場景創(chuàng)作空間。一是通過人工智能合成人臉、
聲音等相關內(nèi)容,實現(xiàn)“數(shù)字復活”已故演員、替換“劣跡藝人”、
多語言譯制片音畫同步、演員角色年齡的跨越、高難度動作合成等,
減少由于演員自身局限對影視作品的影響。如央視紀錄片《創(chuàng)新中國》
中,央視和科大訊飛利用人工智能算法學習已故配音員李易過往紀錄
片的聲音資料,并根據(jù)紀錄片的文稿合成配音,配合后期的剪輯優(yōu)化,
最終讓李易的聲音重現(xiàn)。在2020年播出的《了不起的兒科醫(yī)生》中,
主角人物的學歷事件影響了影視作品的宣傳與發(fā)行,該作品便采用了
智能影視換臉技術將主角人物進行替換,從而減少影視作品創(chuàng)作過程
中的損失。2021年,英國公司Flawless針對多語言譯制片中角色唇形
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人工智能生成內(nèi)容(AIGC)白皮書
不同步的問題推出了可視化工具TrueSync,能通過AI深度視頻合成
技術精準調(diào)整演員的面部特征,讓演員的口型和不同語種的配音或字
幕相匹配。二是通過人工智能合成虛擬物理場景,將無法實拍或成本
過高的場景生成出來,大大拓寬了影視作品想象力的邊界,給觀眾帶
來更優(yōu)質(zhì)的視覺效果和聽覺體驗。如2017年熱播的《熱血長安》,
劇中的大量場景便是通過人工智能技術虛擬生成。工作人員在前期進
行大量的場景資料采集,經(jīng)由特效人員進行數(shù)字建模,制作出仿真的
拍攝場景,演員則在綠幕影棚進行表演,結合實時摳像技術,將演員
動作與虛擬場景進行融合,最終生成視頻[31]。
AIGC賦能影視剪輯,升級后期制作。一是實現(xiàn)對影視圖像進行
修復、還原,提升影像資料的清晰度,保障影視作品的畫面質(zhì)量。例
如中影數(shù)字制作基地和中國科技大學共同研發(fā)的基于AI的圖像處理
系統(tǒng)“中影·神思”,成功修復《厲害了,我的國》《馬路天使》等多
部影視劇。利用AI神思系統(tǒng),修復一部電影的時間可以縮短四分之
三,成本可以減少一半。同時,愛奇藝、優(yōu)酷、西瓜視頻等流媒體平
臺都開始將AI修復經(jīng)典影視作品作為新的增長領域開拓。二是實現(xiàn)
影視預告片生成。IBM旗下的人工智能系統(tǒng)Watson在學習了上百部
驚悚預告片的視聽手法后,從90分鐘的《Morgan》影片中挑選出符
合驚悚預告片特點的電影鏡頭,并制作出一段6分鐘的預告片。盡管
這部預告片需要在制作人員的重新修改下才能最終完成,但卻將預告
片的制作周期從一個月左右縮減到24小時。三是實現(xiàn)將影視內(nèi)容從
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人工智能生成內(nèi)容(AIGC)白皮書
2D向3D自動轉(zhuǎn)制。聚力維度推出的人工智能3D內(nèi)容自動制作平臺
“崢嶸”支持對影視作品進行維度轉(zhuǎn)換,將院線級3D轉(zhuǎn)制效率提升
1000多倍。
(四)AIGC+娛樂:擴
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