人工智能通识课件 第8章 数字人生产应用（8.1 AI数字人概述）

选用《信息技术课程标准（2021年版）》新型活页式教材我们毕业啦其实是答辩的标题地方AI数字人概述第8章数字人生产应用数字人的定义、发展历程、核心特征课前答题1。。。。。2。。。。。3。。。。。4。。。。。教学重点：1.数字人的定义；2.数字人技术发展历程;3.数字人在现代社会中的角色与意义。教学重点：1.数字人技术的核心特征；2.数据采集和处理。课前答题1。。。。。2。。。。。3。。。。。4。。。。。虚拟偶像与娱乐直播虚拟偶像塑造通过数字人技术创建虚拟偶像，实现个性化形象设计和情感表达。数字人可作为虚拟主播进行直播互动，提升观众参与度和娱乐体验。娱乐直播互动虚拟偶像通过数字人技术实现与粉丝的互动，增强粉丝粘性。粉丝运营与维护数字人定义03数字人的应用领域数字人可应用于娱乐、教育、医疗、商业等多个领域。01数字人的定义数字人是一种通过高级计算机图形学、人工智能、深度学习、

自然语言处理、计算机视觉等尖端技术创建的虚拟实体。02数字人的特点数字人不仅在外貌、行为、语言乃至情感上高度仿真人类，还能与人类进行自然交互，并在特定场景下模拟人类思维，执行复杂任务。技术发展历程萌芽期（20世纪80年代）计算机图形学的初步发展为数字人的诞生奠定了基础。数字人主要以简单的二维动画形式出现，如早期的电子游戏角色。探索期（21世纪初至2010年前）随着三维建模、渲染技术的日益成熟，数字人展现出更为细腻、逼真的视觉效果。同时，人工智能技术的初步探索也为数字人赋予了一定的交互能力。成长阶段（当前）随着自然语言处理、计算机视觉等技术的不断进步，数字人不仅具备高度逼真的外观和智能交互能力，还能在多个领域发挥重要作用，如在线教育、虚拟客服、智能导购等。初级阶段（2010年至近几年）21世纪后，计算机性能的显著提升和人工智能技术的快速发展推动了数字人技术的质的飞跃。深度学习的兴起，为数字人带来了更强的智能性和交互性。数字人在现代社会中的角色与意义数字人可以作为虚拟教师和助教，为学生提供个性化的学习辅导和答疑服务。教育领域医疗领域娱乐领域商业领域数字人可以作为虚拟患者和医学模型，辅助医生进行诊断和治疗方案的制定。数字人在电影、游戏、虚拟主播等领域具有广泛的应用，为用户带来丰富的娱乐体验。数字人可以作为虚拟客服和销售，为企业提供在线服务和营销支持，降低成本。数字人技术：探索应用边界，坚守社会责任（1）不得传播错误价值观：数字人应成为正能量的传播者，而非错误价值观的推手。（2）不得侵犯用户隐私：在数据采集、处理及应用过程中，数字人必须严格遵守隐私保护法规，不得非法收集、使用或泄露用户个人信息。（3）不得误导用户决策：数字人在提供信息、建议或服务时，应确保内容的真实性与准确性，避免夸大其词或提供虚假信息，以免误导用户做出错误决策。（4）不得违反伦理规范：数字人在与人类交互的过程中，应尊重人类的尊严和权利，不得进行任何形式的侮辱、歧视或滥用。（5）不得违反法律法规：数字人的所有行为都应遵守国家法律法规，不得参与任何违法活动，如网络诈骗、侵犯知识产权等。人工智能技术的融合自然语言处理技术通过自然语言处理技术，数字人能够与人类进行流畅的对话交流，理解人类的意图和需求，并给出相应的回复和建议。计算机视觉技术计算机视觉技术让数字人能够识别和理解图像和视频中的物体、人脸、动作等信息，使得数字人能够在虚拟环境中与人类进行更加自然的交互。深度学习技术深度学习技术使数字人能从海量数据中学习并提取有用信息，通过不断学习，数字人能够优化自身表现，为数字人提供强大的智能支持。高度逼真的外观与行为模拟外观模拟：三维建模技术使数字人具备精细的外观特征，如皮肤纹理、面部轮廓、眼睛神态等。而渲染技术则使这些特征更加逼真生动。动作模拟：动作捕捉技术能够实时记录人类的运动轨迹和姿态变化，基于人类行为数据和机器学习算法，实现数字人行为的高度模拟，如行走、跑步、跳跃等运动姿态。交互性的深度与广度交互深度：数字人能够识别并回应用户的情感状态，如通过语气、语调、面部表情或文字中的情感词汇来感知用户的喜怒哀乐。这种情感交互使得对话更加自然和富有同情心，增强了用户的情感共鸣。交互广度:数字人支持多种交互方式，如语音、文字、图像等，并能够根据对话的上下文和当前的场景信息，做出更加贴合实际的回应，满足不同场景下的交互需求。个性化定制的深层次应用①行为逻辑定制：用户可以根据个人偏好或特定应用场景的需求，为数字人设定独特的行为模式。②知识库定制：数字人的知识库可以根据用户的行业或兴趣领域进行定制，确保提供的信息更加专业和准确。③服务流程定制：在客户服务、酒店管理、银行服务等行业中，数字人的服务流程可以根据企业的业务流程和客户需求进行定制，实现更加高效和个性化的服务体验。④持续学习与进化：通过不断收集用户反馈和交互数据，数字人能够自我优化，更好地适应用户的需求变化，实现长期的个性化服务。应用实践任务一：数据采集和处理任务目标：(1)学习如何准备和录制高质量的音频内容，包括文本准备和声音采集。(2)掌握使用AdobeAudition软件进行音频录制、检查和预处理的基本技巧。(3)学习如何设计并拍摄教师形象动作视频，包括动作设计、拍摄前准备和拍摄过程。(4)掌握使用AdobePremiere软件进行视频编辑和导出的基本操作。数据采集和处理---准备音频录制文本（1）音频录制包含90分钟的纯中文内容和一段纯英文内容。（2）中文部分的语速大约为每分钟200字。（3）中文文本的字数约为1.8万字。（4）了解数字人声音模型训练的整个流程，并能够在不同的训练平台上进行操作。（5）纯英文部分精选自课程中的关键英文字词。数据采集和处理---采集教师声音录音设备的组成部分为：麦克风、声卡和耳机。连接步骤如下：首先，将声卡与计算机连接；然后，通过声卡的输入端口将麦克风接入；最后，通过声卡的输出端口连接监听耳机。（1）启动AdobeAudition软件。在“音频硬件”选项中，选择与录音设备相对应的声卡输入如图所示。数据采集和处理---采集教师声音（2）新建音频文件创建一个新的音频文件，并为其命名。接着，设置采样率为48KHz，并选择单声道配置如图所示。数据采集和处理---采集教师声音为了测试录音环境并观察底噪水平，请使用AdobeAudition（AU）软件。点击编辑器上的红色录制按钮即可启动录音过程。在开始录音后，请保持环境安静，不要说话，持续录制数秒钟。之后，再次点击红色按钮以停止录音。此时，您将能够观察到底噪的波形图。通过点击编辑器右侧的振幅数值，可以使用鼠标滚轮来放大波形查看。参照图所示红框内所示的数值，确保背景噪声低于-35dBFS，数值越小表示环境越理想。若背景噪声过高，则该环境不适宜进行录音工作。数据采集和处理---采集教师声音（3）模型准确度以及特征重要性打开音频录制文档，可以在电脑上进行操作，或者选择将其打印出来。尝试录制三分钟的音频。录制时，确保语音保持平稳，且语音振幅不超过-3dBFS，不低于-9dBFS。可以参考软件显示区域的电平指示，如图所示，录制完成后，保存文件，并选择WAV格式进行保存。

数据采集和处理---采集教师声音（4）检查音频请打开您需要检查的音频文件。点击“打开”按钮后，请注意观察音频的波形振幅，它应该介于-3dBFS至-9dBFS之间，如图所示。检查音频波形的峰值：未发现峰值失真现象。数据采集和处理---采集教师声音利用鼠标滚轮或编辑器右下角的按钮放大波形，以观察峰值是否遭受削波处理。若波形出现峰值失真，其顶部将呈现削波效果，看起来像是被切割过，具体可见如图所示。观察音频波形的形状：波形呈现出对称性，没有发现不对称的问题。波形不对称的问题，如图所示。聆听音频：音频清晰无杂音，无喷麦现象。

数据采集和处理---采集教师声音（5）采集声音注意事项：为了确保录音质量，建议将正式录音分为四个部分进行。前三部分应使用纯中文，每部分时长约半小时。在完成每部分录音后，建议休息几分钟以放松身心。最后一部分应使用纯英文，确保在每个英文单词之间留有0.5至1秒的间隔。在录音过程中，请尽量避免产生任何噪音，并减少不必要的动作，如衣物间的摩擦，以保持录音的清晰度。如果需要使用手机、调整坐姿或饮水，请先暂停录音。若在录音过程中出现口误或读错，不必紧张，也不必中断录音。只需简单地重新朗读错误的部分即可。正式录音流程如下：请创建四个新的音频文件。前三段应为纯中文内容，每段时长约半小时。最后一段音频则需录制英文内容。请确保所有音频文件均以WAV格式保存。数据采集和处理---音频处理（1）预处理波形（波峰）检查音频顶部失真：打开音频文件，观察波形顶部是否出现削波现象，这表明存在顶点失真。截除顶部失真部分：使用鼠标拖拽以选中具体的失真区域，随后按Delete键将其移除。数据采集和处理---音频处理（2）清洗音频数据：降噪选择噪声样本：在“编辑器”面板中，选取一段无声的区域如图所示。（注意，即使在静默状态下，波形图和频谱图仍会显示出一定的波动，这些波动即代表噪声。）首先，捕获噪声样本的相关信息，接着执行“降噪（处理）”命令，选择整个文件，最后点击“应用”按钮完成操作。数据采集和处理---音频处理（3）清洗音频数据：去杂音除了人声之外的所有杂音都应当被选中，并通过按Delete键进行删除。这些杂音包括咳嗽声、换气声、口水声、鼠标和键盘的点击声等。此外，习惯性的口头禅、读错的词句或含糊不清的发音也需要被修正。在波形图上，还应去除那些类似毛刺的部分（如图所示的红框区域）。数据采集和处理---音频处理（4）压限选中整段音频后，执行“振幅与压限”命令，确保振幅压限不超过-3dBFS。这样可以将过大的声音降低，实现声音整体音量的均衡一致，如图所示。数据采集和处理---音频处理（5）视频处理启动AdobePremiere软件，并点击创建新项目。挑选需要编辑的人像视频文件，将其导入软件中，并将其拖拽至时间线窗口如图所示。数据采集和处理---音频处理点击播放按钮，核查是否有肢体动作遮挡脸部或颈部的画面。若存在遮挡画面的视频部分，应予以剪切。将时间轴上的播放指示器拖拽至需剪切的位置，使用工具箱面板中的“剃刀工具”来裁剪出需删除的片段。接着，使用工具箱面板的“选择工具”选中要删除的片段，并按