計算機深度學習-人工智能的“神奇魔杖”

深度學習：人工智能的“神奇魔杖”投資評級深度學習：人工智能的“神奇魔杖”投資評級領先大市-A維持評級行業(yè)表現(xiàn) 計算機79%66%53%40%27%14%-12015-092016-01 滬深3002016-05數(shù)據(jù)來源：Wind資訊相關報告速增長大數(shù)據(jù)與人工智能表現(xiàn)突出網(wǎng)絡借貸管理辦法出臺，去偽存真利好“健康中國”里程碑智慧醫(yī)療新起點%解決問題的特征或者總結規(guī)律，能夠從輸入的大量數(shù)據(jù)中自發(fā)的總結出規(guī)外深度學習也推動了無人機的智能飛行、協(xié)同任務等 31.1.人工智能的發(fā)展一直隨同人工神經網(wǎng)絡研究的進展而起伏 31.2.什么是人工神經網(wǎng)絡 31.3.深度學習迅猛發(fā)展的歷史背景 61.4.深度學習技術為何引領這一輪人工智能的浪潮？ 7 82.1.語音識別 82.2.圖像識別 92.2.1.深度學習推動計算機圖像識別率大幅提升 92.2.2.計算機視覺已經成為最吸引投資的人工智能技術方向 92.2.3.深度學習推動多個領域圖像識別廣泛應用 102.3.搜索引擎 122.4.郵件自動回復 132.5.機器翻譯 142.6.殺毒軟件 163.深度學習在視頻行業(yè)的應用 163.1.視頻的智能化處理 163.2.深度學習開創(chuàng)新的商業(yè)模式：視頻電商與新型廣告植入 18 204.1.醫(yī)療行業(yè)數(shù)據(jù)處理要求遠遠超出人類個體信息處理能力 204.2.從IBM沃森系統(tǒng)在醫(yī)療行業(yè)的應用來看，深度學習主要體現(xiàn)在互動、發(fā)現(xiàn)和決策三個方面 22 285.1.金融大數(shù)據(jù)特性決定了引入人工智能技術的必然性 285.2.人工智能投資基金表現(xiàn)優(yōu)異 295.3.機器學習和自然語言處理是目前人工智能投資基金常用技術 295.4.國內以同花順、資配易為代表的人工智能投資機器人已初露鋒芒 305.5.深度學習顯著提升互聯(lián)網(wǎng)金融風控和征信的能力 31 326.1.深度學習在無人駕駛技術中的應用 326.2.深度學習在無人機上的應用 33 357.1.東方網(wǎng)力：攜手商湯科技，打造深度學習專用芯片體系 367.2.同花順：“人工智能+互聯(lián)網(wǎng)金融”核聚變 377.3.科大訊飛：打造中國“最強大腦” 377.4.北部灣旅：收購博康智能，切入“智慧安全、智慧交通”領域 387.5.浙大網(wǎng)新：輕裝上陣，踏上人工智能新征程 397.6.思創(chuàng)醫(yī)惠：人工智能+醫(yī)療新星升起 397.7.和而泰：智能家居入口價值日益凸顯 407.8.漢邦高科：進軍無人駕駛戰(zhàn)略制高點 40 41圖1：人工智能的發(fā)展一直隨同人工神經網(wǎng)絡研究的進展而起伏數(shù)據(jù)來源：艾瑞咨詢，安信證券研究中心體管就能毀掉一塊微處理器，但是大腦的神經元每時每刻都在死亡。過突觸進入神經元細胞，神經細胞利用一種方式把所有從樹突上突觸進來的信號進行相加，圖2：生物神經元的結構圖3：人工神經元數(shù)學模型數(shù)據(jù)來源：CNKI，安信證券研究中心數(shù)據(jù)來源：CNKI，安信證券研究中心定的閾值，就輸出“1”，沒有就輸出“0”。這樣若干個最簡單的神經元輸入輸出相連接，就構圖4：單層人工神經網(wǎng)絡數(shù)據(jù)來源：CNKI，安信證券研究中心圖5：多層（深度）人工神經網(wǎng)絡數(shù)據(jù)來源：CNKI，安信證券研究中心輸出的結果是0，就調節(jié)每個輸入信號的圖6：深度學習實際上是建立輸入和輸出數(shù)據(jù)之間的映射關系數(shù)據(jù)來源：安信證券研究中心整理1、人工神經網(wǎng)絡算法能夠從輸入的大量數(shù)據(jù)中自發(fā)的總結出規(guī)律。人工神經網(wǎng)絡算法與傳圖7：百度深度學習的四大直接應用本質上都是實現(xiàn)分類識別功能數(shù)據(jù)來源：百度，安信證券研究中心3、人工神經網(wǎng)絡從最基本的單元上模擬了人類大腦的結構和運行機制（雖然目前還是低級2、多層更復雜的人工神經網(wǎng)絡當時的計算能力卻無法支撐。圖8：人類視覺從原始信號攝入開始（瞳孔攝入像素接著做初步處理（大腦皮層某些細胞發(fā)現(xiàn)邊緣和方向然后抽象（大腦判定，眼前的物體的形狀然后進一步抽象（大腦進一步判定該物體是人臉）數(shù)據(jù)來源：cnki，安信證券研究中心起步，一開始就取得了非常大的突破（首次應用到語音識別錯誤率就降低了30%更多的圖9：深度學習已經應用到谷歌的各項業(yè)務中去數(shù)據(jù)來源：谷歌，安信證券研究中心優(yōu)異的深度學習算法和人才、豐富的數(shù)據(jù)資源、強圖10：深度學習具備非常好的通用性：基礎模塊、端到端的簡單模型數(shù)據(jù)來源：谷歌，安信證券研究中心圖11：深度學習效果隨著數(shù)據(jù)規(guī)模增加顯著提升數(shù)據(jù)來源：百度，安信證券研究中心再舉一反三應用到其他領域（泛化至其他輸入數(shù)據(jù)這一點跟深度學習的基本功能非常類谷歌內部第一個部署深度神經網(wǎng)絡的小組首先將圖12：谷歌首次引入深度學習語音識別錯誤率就降低30%數(shù)據(jù)來源：谷歌，安信證券研究中心圖13：科大訊飛語音識別近幾年錯誤率明顯降低數(shù)據(jù)來源：科大訊飛，安信證券研究中心圖14：ImageNet是全球最大的計算機視覺圖片庫圖15：Google在ImageNet圖片識別準確率快速提升數(shù)據(jù)來源：imagenet，安信證券研究中心數(shù)據(jù)來源：谷歌，安信證券研究中心圖16：國際權威測試IMAGENET各公司圖像識別錯誤率已圖17：LFW庫中不少公司人臉識別識別錯誤率已經低于人類接近人類肉眼水平肉眼數(shù)據(jù)來源：安信證券研究中心數(shù)據(jù)來源：LFW,安信證券研究中心圖18：55%的人工智能技術類企業(yè)投資集中在計算機視覺領域數(shù)據(jù)來源：艾瑞咨詢，安信證券研究中心圖19：實現(xiàn)任意臉部遮擋及視角下的實時檢測數(shù)據(jù)來源：商湯科技，安信證券研究中心圖20：人臉特征識別數(shù)據(jù)來源：商湯科技，安信證券研究中心2、視頻監(jiān)控領域：基于深度學習的行人檢測算法能在行車場景、交通監(jiān)控場景、卡口場景中檢測多種不同角度的車輛，并同時給出車牌號碼、圖21：行人檢測數(shù)據(jù)來源：商湯科技，安信證券研究中心圖22：車輛檢測數(shù)據(jù)來源：商湯科技，安信證券研究中心3、圖像搜索、場景識別：可以實現(xiàn)語義驅動的互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模圖像搜索及排序、擁有千類物體圖23：語義驅動的互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模圖像搜索及排序數(shù)據(jù)來源：商湯科技，安信證券研究中心圖24：在實用場景中物體識別技術可提供商品搜索、危險物品檢測等多種實用引擎數(shù)據(jù)來源：商湯科技，安信證券研究中心圖25：場景識別在上百類的室內外場景圖像中識別顯著場景元圖26：在自然場景拍攝的圖像中準確地檢測并識別出其中的文字數(shù)據(jù)來源：商湯科技，安信證券研究中心數(shù)據(jù)來源：商湯科技，安信證券研究中心4、圖像及視頻編輯：通過深度學習可以實現(xiàn)實時超分辨率重構、實時降低圖像壓縮噪聲、圖27：基于深度學習實時降低圖像壓縮噪聲數(shù)據(jù)來源：商湯科技，安信證券研究中心圖28：基于暗原色技術實現(xiàn)的圖像去霧數(shù)據(jù)來源：商湯科技，安信證券研究中心圖29：風靡朋友圈的faceu應用人臉技術支持數(shù)據(jù)來源：faceu，安信證券研究中心圖30：寶寶相冊自動識別整理寶寶照片數(shù)據(jù)來源：小米，安信證券研究中心圖31：深度學習搭建了人、信息和廣告服務之間的聯(lián)系圖32：深度學習顯著提升百度搜索滿意度數(shù)據(jù)來源：百度，安信證券研究中心數(shù)據(jù)來源：百度，安信證券研究中心圖33：RankBrain：谷歌的人工智能搜索引擎算法數(shù)據(jù)來源：谷歌，安信證券研究中心Gmail組開發(fā)了一個系統(tǒng)能夠去預測郵件回復的深度圖34：谷歌將深度學習用于郵件自動回復數(shù)據(jù)來源：谷歌，安信證券研究中心表1：傳統(tǒng)機器翻譯和基于深度學習翻譯的區(qū)別基于理性主義研制系統(tǒng)的人工成本高基于經驗主義“梯度爆炸”問題，所以長距離的依賴關系依舊難以Facebook卷積網(wǎng)絡應用在自然語言處理中，神經網(wǎng)絡的深度就會數(shù)據(jù)來源：各公司互聯(lián)網(wǎng)公開資料整理，安信證券研究中心圖35：深度學習推動機器翻譯與視覺結合的新應用數(shù)據(jù)來源：谷歌，安信證券研究中心圖36：引入深度學習的百度4.0殺毒系統(tǒng)：慧眼引擎數(shù)據(jù)來源：百度，安信證券研究中心度跟不上產生的速度。以愛奇藝為例，每天都有這些視頻進行審核、標注，那將花費巨大的人力，并表3：視頻生產的變化 圖37：人工智能提升視頻生產效率數(shù)據(jù)來源：愛奇藝，安信證券研究中心是一項重要且艱巨的任務，人工審核黃色、暴力度學習的視頻大數(shù)據(jù)技術，可以精準識別出這些圖38：圖普科技智能審核解決方案數(shù)據(jù)來源：圖普科技，安信證券研究中心表4：圖普科技典型案例迅雷是國內知名下載引擎、云存儲、資商，平臺流量極其巨大，通過接入圖普科技的圖像識別云平臺，由平臺提供智能機器審核服務，后期數(shù)據(jù)反饋，超過98%的色情視頻被機器過濾，復審量低于總量2%，節(jié)省了超過98%的人力成本。一下科技是移動短視頻娛樂分享應用和移動視頻技術服務提供商，旗下?lián)碛小懊肱摹焙汀靶】恪眱煽顦I(yè)界領先的視頻應用產品。目前秒拍和小咖秀已經采用了機器+人工相結合的審核方式，極大地提高了視頻審核的效率，通過圖普系統(tǒng)有效過濾99%的違規(guī)視頻。圖普科技與七牛合作，為七牛云存儲的客戶提供圖片鑒黃功能，有效判斷保存在七牛云的圖片是屬于色情、性感還是正常。通過高效準確的自動化鑒黃服務，降低企業(yè)使用鑒黃服務的技術門檻，從而很大程度上幫助企業(yè)減少相關人力成本的投入。數(shù)據(jù)來源：圖普科技，安信證券研究中心告投放最終實現(xiàn)將流量轉換成營收的目標。同時還可以進行廣告效果的監(jiān)測，獲得視頻圖39：優(yōu)酷邊看邊買數(shù)據(jù)來源：優(yōu)酷，安信證券研究中心out技術的全面使用，能夠幫助識別用戶觀看的場景，從而針對性推送強關聯(lián)的同款產品或圖40：愛奇藝隨視購流程數(shù)據(jù)來源：愛奇藝，安信證券研究中心圖41：與明星互動數(shù)據(jù)來源：愛奇藝，安信證券研究中心將用戶體驗與商業(yè)價值充分融合，真正實現(xiàn)了平臺、內圖42：后期植入廣告數(shù)據(jù)來源：愛奇藝。安信證券研究中心表5：傳統(tǒng)廣告植入VSVideoin廣告植入數(shù)據(jù)來源：安信證券研究中心整理圖43：醫(yī)療行業(yè)圍繞大數(shù)據(jù)的行業(yè)生態(tài)數(shù)據(jù)來源：IBM商業(yè)價值研究院，安信證券研究中心圖44：IBM2015年以來的并購案數(shù)據(jù)來源：IBMFilings，安信證券研究中心醫(yī)療和藥物的療效證明數(shù)據(jù)指標變得越加重要。10億美元收購醫(yī)學圖像軟件公司MergeHealthcare，給沃森和分析部門帶來醫(yī)療保統(tǒng)中的任何圖像。有了大量的醫(yī)療影像圖片數(shù)據(jù)訓練圖45：MergeHealthcare旗下產品eFilm的軟件界面數(shù)據(jù)來源：MergeHealthcare，安信證券研究中心圖46：IBM沃森在醫(yī)療行業(yè)體現(xiàn)出互動、發(fā)現(xiàn)、決策三個能力數(shù)據(jù)來源：IBM,商業(yè)價值研究院，安信證券研究中心Sense.ly是一家提供醫(yī)療保健服務的初創(chuàng)企業(yè)，其為用戶提供了一位私人助理，她的名字叫做Molly。這是一位專職的虛擬私人護士，可以充當醫(yī)療服務提供商與病人的接觸點療傳感、遠程醫(yī)療、語音識別、增強現(xiàn)實等技術?；颊哂脩艨梢栽赑C、平板或智能手機上圖47：虛擬護士的工作流程數(shù)據(jù)來源：Ssense.ly，安信證券研究中心醫(yī)學影像。醫(yī)學影像產業(yè)整體市場有著相當客觀的需的流程十分缺乏靈活性和擴展性。模型往往過度簡化，導致程序的診斷表現(xiàn)不能讓人滿意。圖21：傳統(tǒng)CAD基本步驟（以肺部為例）張病人的匿名掃描圖。圖21：DeepMind的三維視網(wǎng)膜OCT圖像Free的病人信息。DeepMind將醫(yī)療應用于腦影像的定量分析，未來應用范圍擴展到肺部、甲圖21：CFDA各級分類及相關系統(tǒng)圖13：推想科技深度學習識別模式數(shù)據(jù)來源：公司網(wǎng)站，安信證券研究中心Enlitic：教計算機如何根據(jù)醫(yī)療影圖48：醫(yī)療數(shù)據(jù)量增長情況，其中大部分來自于醫(yī)療影像圖49：使用Enlitic的系統(tǒng)檢測惡性腫瘤的示意圖數(shù)據(jù)（單位：PB）數(shù)據(jù)來源：Enlitic，安信證券研究中心數(shù)據(jù)來源：Enlitic，安信證券研究中心Atomwise：利用深度學習做藥物研發(fā)圖50：Atomwise利用人工智能來模擬藥品研發(fā)的過程,以此降低研發(fā)成本數(shù)據(jù)來源：Atomwise，安信證券研究中心表5：相關公司資料一覽公司名稱成立時間最新融資額及其時間歷史投資方目前可針對部位/病種Enlitic2014年DataCollectiveVC，CapitalHealth、SevenPeaksVentures肺部、骨折Deepcare2016年2016年6月峰瑞資本子宮頸癌、肺癌、乳腺癌推想科技2016年英諾天使基金、臻云創(chuàng)投心肺相關2016年2月ZebraMedicalVision2014年2016年5月DeepForkCapital、DolbyFamilyVentures、IntermountainHealthcare、KhoslaVentures、MarcBenioff、OurCrowd、心血管、肺、肝、腦、骨骼DeepMindHealth小組2016年DeepMind被GoogleElonMask等急性腎病，眼部掃描數(shù)據(jù)來源：各公司互聯(lián)網(wǎng)公開融資資料，安信證券研究中心圖51：沃森醫(yī)生的診斷過程數(shù)據(jù)來源：IBM,安信證券研究中心5.1.金融大數(shù)據(jù)特性決定了引入人工智前已經投入實際運用的證券投資人工智能已經可以取代大部分以往由人力進行的投資分析圖52：Rebellion人工智能驅動基金收益率數(shù)據(jù)來源：Rebellion，安信證券研究中心圖53：Rebellion基金投資分布數(shù)據(jù)來源：Rebellion安信證券研究中心變動的線索。典型代表是坐落在香港的人工智能投資機構Aidy括新聞和社會媒體在內的多個渠道攝取大量的圖54：計算機輔助的投資基金總體收益波動率相對人類基金經圖55：人工智能對沖基金回報率與其他指數(shù)對比理要低數(shù)據(jù)來源：Preqin，安信證券研究中心數(shù)據(jù)來源：quartz，安信證券研究中心摸索與精進，已研制出一個金融界的“AlphaGo”—同花順投資機器人。根據(jù)公司數(shù)據(jù)，其機圖56：同花順人工智能機器人實盤收益率情況圖57：同花順人工智能投資機器趨勢研判數(shù)據(jù)來源：同花順，安信證券研究中心數(shù)據(jù)來源：同花順，安信證券研究中心擁有的智能交易代理(AI)，這個智能交易代理完全在客戶的授權范圍內執(zhí)行交易。交易需要4.風險管理:采取不間斷盯市的策略，能夠依據(jù)預先與客戶商定(或資配易公司推薦)的風險管圖58：資配易證券投資人工智能系統(tǒng)示意圖圖59：資配易的不同人工智能投資策略數(shù)據(jù)來源：資配易，安信證券研究中心數(shù)據(jù)來源：資配易，安信證券研究中心表6：資配易人工智能投資機器人的子系統(tǒng)構成數(shù)據(jù)&信號獲取外部環(huán)境的元數(shù)據(jù)、信號采集。包括證券的行情數(shù)據(jù)、基本面數(shù)據(jù)以及其他數(shù)據(jù)集。機器學習系統(tǒng)包括投資規(guī)劃、投資組合選擇以及風險管理的模型選擇、參數(shù)尋優(yōu)等。知識庫由以往機器學習系統(tǒng)學習到的一些可重用的規(guī)則庫、模型以及事件。決策系統(tǒng)對于證券買賣、投資組合選擇和風險管理規(guī)則運用的決策。交易執(zhí)行系統(tǒng)按照決策系統(tǒng)的輸出，生成交易指令或交易建議的系統(tǒng)。業(yè)績評價系統(tǒng)對每個決策的事后分析、行為評價系統(tǒng)。激勵機制由用戶自定義的一些懲罰、激勵函數(shù)指標，指導機器學習系統(tǒng)的“方向”的一種負反饋機制。數(shù)據(jù)來源：資配易，安信證券研究中心圖60：完全由大數(shù)據(jù)和人工智能算法驅動的螞蟻微貸數(shù)據(jù)來源：螞蟻金服，安信證券研究中心圖61：基于機器學習模型的螞蟻金服風險識別系統(tǒng)數(shù)據(jù)來源：螞蟻金服，安信證券研究中心表7：無人駕駛系統(tǒng)結構主控模塊決策模塊規(guī)劃與導航模塊車控模塊環(huán)境感知模塊車道感知模塊路面感知模塊車輛與障礙物感知模塊交通標志感知模塊典型路口感知模塊電源系統(tǒng)電源系統(tǒng)映射到一個統(tǒng)一的坐標系中，這些圖像信息需要進行物體的識別和分類，比如車道、路肩、物體都會被識別并理解。車內環(huán)境指對車內駕駛員的感知，包括其疲勞程度、駕駛意圖等，2)局部路徑規(guī)劃路徑規(guī)劃需要對車外環(huán)境中車輛、交通狀況和進行操作、保持合理的車距等。深度學習在復在深度學習技術引入之前，數(shù)據(jù)處理采用傳統(tǒng)的機習在無人機上主要體現(xiàn)在圖像識別技術、語音識別技無人機對非結構化環(huán)境的適應能力和任務執(zhí)行能力；助無人機穿過森林小道，第一次實現(xiàn)了基于機載硬件在真實林間小路上實時地規(guī)劃和控制。圖62：運用深度學習技術使得無人機實現(xiàn)智能飛行數(shù)據(jù)來源：AAAI2016會議報告，安信證券研究中心圖63：美國空軍戰(zhàn)機協(xié)同作業(yè)數(shù)據(jù)來源：新浪，安信證券研究中心圖64：福建電網(wǎng)首例直升機無人機協(xié)同作業(yè)數(shù)據(jù)來源：新浪，安信證券研究中心3、智能任務作，因此未來智能化無人機將運用到作戰(zhàn)空襲，作戰(zhàn)檢測，地質勘探和無人機快遞等領域。表8：科技巨頭涉足無人機快遞業(yè)務，深度學習路徑規(guī)劃成發(fā)展重點公司研究進展Google谷歌的PlaNet程序可以通過照片的內容判斷拍攝地點，通過訓練，憑借照片中的細節(jié)識別圖中的地理位臵。該技術用在谷歌無人機送貨項ProjectWing中，該計劃目標是解決在商業(yè)性航班空域開展大規(guī)模無人機送貨服務的問題。AmazonAmazon2013年首次推出無人機產品PrimeAir，目標是使用無人機在30分鐘甚至更短時間內把貨物送達上門。PrimeAir運用“感知躲避技術”，能自動躲避空中和地面的障礙。亞馬遜PrimeAir無人機測試計劃正在積極向英國、荷蘭、日本、加拿大和愛爾蘭等海外國家加速推進。數(shù)據(jù)來源：各公司公告，安信證券研究中心整理表9：Phantom4具有智能化的功能精準懸停在室內或GPS信號被樓宇遮擋的環(huán)境下具備精確的視覺懸停輔助功能，在受到外力干擾的情況下，也能迅速恢復原位。指點飛行在選擇的方向上自主規(guī)劃路徑自主飛行，并自動繞開障礙。視覺追蹤識別和追蹤相機畫面中的拍攝對象，并將其鎖定在畫面中央，輕推搖桿，即可進行環(huán)繞拍攝，或調整跟隨高度與距離。在智能跟隨中，飛行器還能感知前方障礙物，并自動選擇懸?；蚶@行。環(huán)境感知與避障前視障礙物感知系統(tǒng)集成先進的傳感器與計算機視覺技術，在室內等無GPS信號的環(huán)境下也能精準懸停、穩(wěn)定飛行。表10：DOBBY具有智能化的功能FOLLOWSNAP2.0技術，對運動狀態(tài)中對人體、物體同樣可以進行跟隨拍攝。人臉識別FACETRACK算法，能夠快速掃描并記憶人臉面部特征，自主跟隨運動中的攝錄對象。手勢交互可用手勢交互來下達操作指令，趣味性與易用性共存。能辨識手掌的形狀，自動降落在手掌上。語音辨識語音控制達成起飛、降落、拍照三個主要的功能深度學習加速推動了人工智能在各個領域的廣泛應用，我們建議從以下三個方向前關注教育、金融、醫(yī)療、工業(yè)、汽車、家居等重要行業(yè)具備卡口視覺感知服務機器人具備卡口地位的行業(yè)信息化公司數(shù)據(jù)來源：安信證券研究中心整理之一，不但自主研發(fā)深度學習核心芯片，同時也在打造包括深度學習平臺操作系統(tǒng)Parrots儲、處理技術和實務經驗，具備了視頻大數(shù)據(jù)的堅實基頻服務、城市智能交通、海外安防和行車記錄儀領域。公頻大數(shù)據(jù)綜合生態(tài)圈。未來將從安防領域逐漸延伸至智慧城市、家庭等領域，前景廣闊。家庭機器人的研發(fā)與運營；參股美國Knightscope公司在2016年證券市場由牛轉熊的背景下，超大智慧（1.1%）和東方財富（1%移動端市場滲透率提升空間還很大。公司金融資訊增加前沿行業(yè)的產業(yè)鏈數(shù)據(jù)，為產業(yè)資本、資本市場提供行加碼Fintech，智能投顧或將改變理財格局。公如高盛收購理財平臺HonestDollar，投資建議：公司的預收賬款基本保持穩(wěn)定，短期將持續(xù)助力營收和凈利增長。7.3.科大訊飛：打造中國“最強大腦”億元收購博康智能100%股權；并以同樣價格向新奧控股、新毅德輝以及張?zhí)习l(fā)