人工智能技術導論 課件 05 自然語言處理與AIGC

第五章

自然語言處理與AIGC本章目標了解自然語言處理的基本概念和典型應用

了解AIGC的定義和關鍵技術熟悉AIGC的典型應用熟悉國內(nèi)外主流AI大模型了解AIGC倫理與安全問題能使用提示詞工程技巧進行創(chuàng)作5.1自然語言處理簡介自然語言處理被譽為“人工智能技術皇冠上的明珠”，一方面表明了它的重要性，另一方面也顯現(xiàn)出了它的技術難度。自然語言處理就是讓計算機理解人類語言，并進行相應的分析。我們所熟知的蘋果Siri、微軟小冰，就是自然語言處理的典型的應用，他們不僅能夠理解我們所說的話，還能夠針對性地做出反饋。5.1.1自然語言處理定義

自然語言處理（NaturalLanguageProcessing，NLP）研究能實現(xiàn)人與計算機之間用自然語言進行有效通信的各種理論和方法，讓計算機能夠理解、處理和生成自然語言，使計算機具有類似人類的語言交互和文本理解能力。它是計算機科學、人工智能和語言學等學科交叉的前沿領域。NLP與前面章節(jié)學習的語音識別、語音合成都是人工智能中與語音相關的重要領域，目標都是讓計算機能夠理解并以與人類幾乎無異的方式生成語言。5.1.2自然語言處理發(fā)展

自然語言處理發(fā)展到現(xiàn)在，主要經(jīng)歷了三個階段：

第一階段是基于規(guī)則的方法，由于其過度依賴人力，發(fā)展緩慢。第二階段是基于統(tǒng)計的方法，放棄讓機器模仿人類智能的思路，這一階段在自然語言處理領域的很多任務上都有不小的突破。第三個階段則是基于深度學習的方法，受益于越來越強大的圖形處理器（GPU）的應用以及互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的爆炸式增長，深度學習方法迅速席卷了自然語言處理領域，并持續(xù)高速發(fā)展。5.1.3自然語言處理基本任務

自然語言處理要解決的是人類和機器的溝通障礙，那它就需要達成兩個目標：其一，讓計算機聽得懂“人話”——即NLU自然語言理解，讓計算機具備人類的語言理解能力；其二，讓計算機能夠“講人話”——即NLG自然語言生成，讓計算機能夠生成人類理解的語言和文本，比如文章、報告、圖表等等。5.1.3自然語言處理基本任務把人類的文本拆解來看，可以理解為詞、句、關系的組合，要讓機器理解人類語言和文本，首先要讓機器對文本進行拆解分析。自然語言處理基本任務包括：1.詞法分析2.自動分詞3.文本組塊分析4.句法及語義結(jié)構(gòu)分析5.語義分析5.1.4自然語言處理流程邏輯與實現(xiàn)方法自然語言處理的流程邏輯通常包括以下幾個步驟：1.數(shù)據(jù)收集和預處理：獲取和清洗原始語言數(shù)據(jù)，包括文本、語料庫或語音數(shù)據(jù)；2.分詞和詞法分析：將原始文本數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為適合模型輸入的格式，如分詞、去除停用詞、詞干提取等。3.特征提?。簩⑽谋巨D(zhuǎn)換為計算機可以處理的向量形式，如詞向量表示、句子向量表示等。常用的特征提取方法包括詞袋模型、TF-IDF、詞嵌入等。4.模型訓練：利用訓練數(shù)據(jù)集，采用機器學習或深度學習方法訓練自然語言處理模型。5.模型評估：使用驗證數(shù)據(jù)集評估模型的性能，如準確率、召回率、F1值等指標。6.模型應用：將訓練好的模型應用于實際問題，如文本分類、情感分析、機器翻譯等任務。5.1.4自然語言處理流程邏輯與實現(xiàn)方法

在實現(xiàn)自然語言處理時，首先需要考慮數(shù)據(jù)集的選擇和預處理。數(shù)據(jù)集的選擇和質(zhì)量對于自然語言處理的效果有著很大的影響，因此需要選擇合適的數(shù)據(jù)集，并進行數(shù)據(jù)清洗和預處理。其次還需要采用一些自然語言處理工具和技術。常用的自然語言處理工具包括NLTK、spaCy、StanfordCoreNLP等。這些工具包提供了很多自然語言處理的功能，如分詞、詞性標注、命名實體識別、句法分析等。最后，還需要選擇合適的算法和模型。常用的算法包括樸素貝葉斯、支持向量機、決策樹、隨機森林等。同時，深度學習也成為自然語言處理中的主流技術，常用的模型包括卷積神經(jīng)網(wǎng)絡（ConvolutionalNeuralNetwork，CNN）、循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡（RecurrentNeuralNetwork，RNN）和Transformer等。5.1.5自然語言處理應用領域

當NLP技術對文本的處理應用綜合在一起，就能幫助解決人們在工作和生活場景中的實際問題，現(xiàn)階段主要的應用領域包括：機器翻譯文本摘要問答系統(tǒng)文本分類等。5.2AIGC簡介2022年11月，OpenAI推出大語言模型ChatGPT，掀起了生成式人工智能的熱潮。短短4天時間，其用戶量到達百萬級，注冊用戶之多導致服務器一度爆滿。ChatGPT的功能是如此強大，以此連馬斯克都認為“我們離強大到危險的AI不遠了”。生成式人工智能AIGC（ArtificialIntelligenceGeneratedContent）是人工智能1.0時代進入2.0時代的重要標志。奧爾特曼做客蓋茨節(jié)目奧爾特曼被譽為“ChatGPT之父”。5.2.1AIGC的定義

生成式人工智能（AIGC），全稱ArtificialIntelligenceGeneratedContent，是一種人工智能技術，用于自動生成內(nèi)容，該內(nèi)容在很大程度上類似于通過訓練數(shù)據(jù)學到的內(nèi)容分布。與傳統(tǒng)的人工智能主要關注數(shù)據(jù)模式的識別和預測不同，AIGC專注于創(chuàng)造新的、富有創(chuàng)意的數(shù)據(jù)。其核心原理在于通過學習和理解數(shù)據(jù)分布，進而生成具有相似特征的新數(shù)據(jù)。5.2.2AIGC的奧秘AIGC的關鍵技術生成算法的不斷創(chuàng)新使得AI能夠生成多種類型的內(nèi)容，如文本、代碼、圖像、語音、視頻等。預訓練模型，即大型模型，極大地提高了AIGC技術的通用性和工業(yè)化水平。多模態(tài)技術使AIGC模型能夠融合處理多種數(shù)據(jù)類型，將文本轉(zhuǎn)化為圖像、視頻等，從而進一步增強了AIGC模型的通用性。AIGC的迅速發(fā)展得益于三個關鍵領域的人工智能技術：5.2.2AIGC的奧秘

大語言模型大型語言模型（LargeLanguageModels，LLMs），是一種基于機器學習和自然語言處理技術的模型，它通過對大量的文本數(shù)據(jù)進行訓練，來學習服務人類語言理解和生成的能力。LLM的核心思想是通過大規(guī)模的無監(jiān)督訓練來學習自然語言的模式和語言結(jié)構(gòu)，這在一定程度上能夠模擬人類的語言認知和生成過程。與傳統(tǒng)的自然語言處理模型（NLP模型）相比，LLM能夠更好地理解和生成自然文本，同時還能夠表現(xiàn)出一定的邏輯思維和推理能力。5.2.2AIGC的奧秘

提示詞工程提示詞（prompt）是指在人工智能場景下給模型的一個初始輸入或提示，用于引導模型生成特定的輸出。提示詞工程（PromptEngineering，PE）是一種人工智能技術，它通過設計和改進AI的prompt來提高AI的表現(xiàn)。PE的目標是創(chuàng)建高度有效和可控的AI系統(tǒng)，使其能夠準確、可靠地執(zhí)行特定任務。5.2.3AIGC產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系5.2.4AIGC典型應用現(xiàn)階段國內(nèi)AIGC多以單模型應用的形式出現(xiàn)，主要分為文本生成、圖像生成、視頻生成、音頻生成，其中文本生成成為其他內(nèi)容生成的基礎。5.2.4AIGC典型應用文本生成人工智能文本生成是使用人工智能(AI)算法和模型文本生成(AITextGeneration)來生成模仿人類書寫內(nèi)容的文本。它涉及在現(xiàn)有文本的大型數(shù)據(jù)集上訓練機器學習模型，以生成在風格、語氣和內(nèi)容上與輸入數(shù)據(jù)相似的新文本。

文本生成5.2.4AIGC典型應用圖像生成(AlImageGeneration)，人工智能(Al)可用于生成非人類藝術家作品的圖像。這種類型的圖像被稱為“人工智能生成的圖像”。人工智能圖像可以是現(xiàn)實的或抽象的，也可以傳達特定的主題或信息。

圖像生成這里區(qū)別于搜索（搜索是別人傳上來，檢索圖片，這里是咒語生成，即使相同咒語生成的也不一樣，是獨一無二的）文生圖圖生圖5.2.4AIGC典型應用語音生成(AIAudioGeneration)，AIGC的音頻生成技術可以分為兩類，分別是文本到語音合成和語音克隆。

語音生成5.2.4AIGC典型應用視頻生成(AIVideoGeneration)，AIGC已被用于視頻剪輯處理以生成預告片和宣傳視頻。工作流程類似于圖像生成，視頻的每一幀都在幀級別進行處理，然后利用AI算法檢測視頻片段。AIGC生成引人入勝且高效的宣傳視頻的能力是通過結(jié)合不同的AI算法實現(xiàn)的。憑借其先進的功能和日益普及，AIGC可能會繼續(xù)革新視頻內(nèi)容的創(chuàng)建和營銷方式。

視頻生成Meta公司在2022年9月推出的Make-A-Video，網(wǎng)頁地址：https://makeavideo.studio一只穿著紅色斗篷超級英雄服裝的狗，在天空中飛翔。5.2.4AIGC典型應用行業(yè)及應用場景5.2.4AIGC典型應用行業(yè)及應用場景5.3國內(nèi)外主流AI大模型5.3.1OpenAI的GPT大模型ChatGPT（全名：ChatGenerativePre-trainedTransformer），美國OpenAI研發(fā)的聊天機器人程序，于2022年11月30日發(fā)布。ChatGPT是人工智能技術驅(qū)動的自然語言處理工具，它能夠通過理解和學習人類的語言來進行對話，還能根據(jù)聊天的上下文進行互動，真正像人類一樣來聊天交流，甚至能完成撰寫郵件、視頻腳本、文案、翻譯、代碼，寫論文等任務。GPT大模型主要產(chǎn)品包括GPT-1、GPT-2、GPT-3和GPT-4。這些產(chǎn)品都是OpenAI公司研發(fā)的大型預訓練語言模型，被廣泛應用于自然語言處理領域。GPT-1和GPT-2主要用于文本生成和對話系統(tǒng)，而GPT-3和GPT-4則可以應用于更加廣泛的領域，包括醫(yī)療、金融、法律等。5.3.2百度的文心大模型百度文心大模型源于產(chǎn)業(yè)、服務于產(chǎn)業(yè)，是產(chǎn)業(yè)級知識增強大模型。文心大模型的一大特色是“知識增強”，即引入知識圖譜，將數(shù)據(jù)與知識融合，提升了學習效率及可解釋性。文心ERNIE自2019年誕生至今，在語言理解、文本生成、跨模態(tài)語義理解等領域取得多項技術突破文心一言（英文名：ERNIEBot）是百度全新一代知識增強大語言模型，文心大模型家族的新成員，能夠與人對話互動、回答問題、協(xié)助創(chuàng)作，高效便捷地幫助人們獲取信息、知識和靈感。文心一言從數(shù)萬億數(shù)據(jù)和數(shù)千億知識中融合學習，得到預訓練大模型，在此基礎上采用有監(jiān)督精調(diào)、人類反饋強化學習、提示等技術，具備知識增強、檢索增強和對話增強的技術優(yōu)勢。5.3.3科大訊飛的訊飛星?認知大模型科?訊?的星?是新一代認知智能大模型，擁有跨領域知識和語言理解能力，能夠基于自然對話方式理解與執(zhí)行任務。5.3.4阿?云的通義大模型阿里通義大模型是阿里云推出的一個超大規(guī)模的語言模型，功能包括多輪對話、文案創(chuàng)作、邏輯推理、多模態(tài)理解、多語言支持。能夠跟人類進行多輪的交互，也融入了多模態(tài)的知識理解，且有文案創(chuàng)作能力，能夠續(xù)寫小說，編寫郵件等。5.4AIGC倫理與安全AIGC是人工智能1.0時代進入2.0時代的重要標志。AIGC對于人類社會、人工智能的意義是里程碑式的。短期來看AIGC改變了基礎的生產(chǎn)力工具，中期來看會改變社會的生產(chǎn)關系，長期來看促使整個社會生產(chǎn)力發(fā)生質(zhì)的突破，在這樣的生產(chǎn)力工具、生產(chǎn)關系、生產(chǎn)力變革中，生產(chǎn)要素——數(shù)據(jù)價值被極度放大。5.4.1AIGC社會影響近年來在創(chuàng)新發(fā)展驅(qū)動下，AIGC開始在新聞、影視、娛樂等多個領域展現(xiàn)出強大的潛力，并逐漸成為內(nèi)容生產(chǎn)的新范式。

1、內(nèi)容生產(chǎn)去中心化2、內(nèi)容消費升級3、商業(yè)模式創(chuàng)新總之，AIGC技術的出現(xiàn)，對于內(nèi)容生產(chǎn)和消費、商業(yè)模式等方面都產(chǎn)生了深遠的影響。未來隨著技術的不斷發(fā)展，AIGC將會在更多領域發(fā)揮出更大的潛力，推動整個社會的進步和發(fā)展。5.4.2AIGC倫理與安全問題日益復雜的生成式人工智能技術的應用將引發(fā)更多的倫理與安全問題。

1、法律法規(guī)完善程度低

2、數(shù)據(jù)要素問題突出

3、技術保密性問題

4、教育問題5.4.2AIGC倫理與安全問題思政小課堂：國內(nèi)AI文生圖著作權(quán)侵權(quán)第一案2023年2月24日，原告李某使用AI圖片生成軟件“StableDiffusion”通過輸入提示詞的方式生成古裝少女的圖片，后將該圖片以“春風送來了溫柔”為名發(fā)布在小紅書平臺，并標注為“AI插畫”。但在3月2日，原告發(fā)現(xiàn)被告劉某通過百家號賬號發(fā)布名為《三月的愛情，在桃花里》的文章，文章里使用了自己先前生成的圖片作為插圖，并且去除了該圖片原有的水印。隨后，李某以侵害作品署名權(quán)和信息網(wǎng)絡傳播權(quán)為由將劉某起訴到北京互聯(lián)網(wǎng)法院，要求被告賠償其經(jīng)濟損失5000元，并賠禮道歉。該案主要涉及三大爭議點：一是“春風送來了溫柔”圖片是否構(gòu)成作品，構(gòu)成何種類型作品；二是原告是否享有涉案圖片的著作權(quán)；三是被訴行為是否構(gòu)成侵權(quán)行為，被告是否應當承擔法律責任。在經(jīng)過了三個多月的等待后，11月27日北京互聯(lián)網(wǎng)法院對上述案件做出一審判決。法院在判決中認定案涉圖片是原告在AI生成圖片初稿基礎上，通過增加提示詞、調(diào)整參數(shù)等方式，經(jīng)過智力投入后，產(chǎn)出的“智力成果”，該創(chuàng)作過程本質(zhì)為人利用工具進行創(chuàng)作。同時，案件中涉及的圖片是原告通過增加提示詞設計出人物和畫面元素，并通過參數(shù)設置方式對畫面不斷調(diào)整、優(yōu)化，此過程可以體現(xiàn)出原告的審美選擇與個性判斷，具備“獨創(chuàng)性”。此外，涉案圖片顯然屬于藝術領域且具有一定表現(xiàn)形式。因此，法院認定案件中涉及的滿足“作品”構(gòu)成的四要件，是著作權(quán)法意義上的“作品”?？紤]到案件具體情況和侵權(quán)情節(jié)，法院最終判決被告向原告賠禮道歉，并向原告賠償經(jīng)濟損失500元。5.4.2AIGC倫理與安全問題5.5AIGC體驗1、推文的編寫：本案例使用文心一