陳彬

摘? 要：近幾年隨著大屏智能手機的快速發(fā)展及消費類小尺寸平板電腦市場的趨近飽和，消費類小尺寸平板電腦逐漸被大屏智能手機所替代。而大尺寸（10英寸及以上尺寸屏幕）平板電腦將廣泛應(yīng)用于設(shè)備自動化、智能醫(yī)療、智能零售、智能樓宇、智能家居、戶外廣告、智能健身、智能教育、智能會議、智能物流等行業(yè)。文章介紹大尺寸平板電腦如何結(jié)合人工智能關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)大尺寸平板電腦在以上各行業(yè)的智能化廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：大尺寸平板電腦;人工智能;行業(yè)應(yīng)用

中圖分類號：TP18 文獻標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）36-0041-02

Abstract： In recent years， with the rapid development of large-screen smart phones and the saturation of the consumer small-size tablet market， consumer small-size tablets are gradually replaced by large-screen smartphones. And large-size （screen of 10inches and above） tablet computers will be widely used in equipment automation， intelligent medical care， intelligent retail， intelligent buildings， smart home， outdoor advertising， intelligent fitness， intelligent education， intelligent conference， intelligent logistics and other industries. This paper introduces how to combine the key technologies of artificial intelligence to realize the intelligent application of large-size tablet computers in the above industries.

Keywords： large size tablet; artificial intelligence; industry application

引言

《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》提出發(fā)展自然人機交互技術(shù)，重點是智能感知與認(rèn)知、虛擬融合與自然交互、語義理解和智慧決策、云端融合交互等技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用。伴隨著寬帶無線接入技術(shù)、移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)、NFC近場感應(yīng)技術(shù)、AI人工智能技術(shù)和5G移動通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，大尺寸平板電腦智能終端綜合以上技術(shù)將成為移動互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容和應(yīng)用的重要載體，有著廣闊的發(fā)展前景。

1 平臺設(shè)計

本文將充分利用智能語音識別技術(shù)、智能視覺識別技術(shù)、高性能移動通訊技術(shù)、對大尺寸平板電腦主體控制系統(tǒng)及配套硬件平臺、軟件系統(tǒng)研發(fā)、整機穩(wěn)定性可靠性、智能制造等方面開展研究。最終實現(xiàn)大尺寸平板電腦主體控制系統(tǒng)對智能語音識別系統(tǒng)、視覺識別系統(tǒng)、顯示觸控系統(tǒng)、無線通訊系統(tǒng)、音頻系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、跑步機電機控制系統(tǒng)的良好控制。

2 大尺寸平板電腦市場需求調(diào)查分析

系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計（見圖1）。

2.1 智能語音識別技術(shù)及其終端集成研究

（1）進行智能語音識別聲學(xué)研究：包括麥克風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計（麥克風(fēng)型號選型、麥克風(fēng)拾音孔腔體設(shè)計、麥克風(fēng)陣型選擇），揚聲器系統(tǒng)設(shè)計（揚聲器單體選擇、揚聲器腔體結(jié)構(gòu)），電路系統(tǒng)設(shè)計（回采電路設(shè)計、信號質(zhì)量要求）[1]。

（2）進行智能語音識別消噪算法研究：包括ANC主動噪聲控制技術(shù)、ENC環(huán)境降噪技術(shù)、DSP數(shù)字信號處理降噪技術(shù)、CVC通話軟件降噪技術(shù)。

（3）進行智能語音識別語音模型研究。

（4）進行云端語音識別研究：云端語音識別優(yōu)勢在于它能通過各種復(fù)雜算法提供更高的精度，云端易于獲得大量有標(biāo)簽的訓(xùn)練樣本、語音數(shù)據(jù)、模型數(shù)據(jù)，云端可以提供實時的互聯(lián)網(wǎng)信息。

2.2 智能視覺識別技術(shù)其終端集成研究

（1）研究智能視覺識別技術(shù)硬件系統(tǒng)：適用視覺識別的攝像頭選型、AI NPU嵌入式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器芯片選型、攝像頭安裝結(jié)構(gòu)設(shè)計、電路系統(tǒng)設(shè)計（電源供電系統(tǒng)、信號采集處理系統(tǒng)）。

（2）人臉識別算法研究：包括基于幾何特征的方法、局部特征分析方法、特征臉方法、基于彈性模型的方法、CNN卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、深度學(xué)習(xí)方法。

（3）人臉識別模型研究：在消費市場已經(jīng)出現(xiàn)需求減少情況的背景下，大尺寸平板電腦可以將增長點放眼于商用市場，充分發(fā)揮其在安裝簡單方便、高清的優(yōu)勢?，F(xiàn)如今，無論是對數(shù)字化、系統(tǒng)化趨勢發(fā)展的政府機關(guān)、事業(yè)單位而言，還是對無紙化、信息化發(fā)展的醫(yī)療與金融行業(yè)而言，或者是其他在大數(shù)據(jù)、信息時代發(fā)展的行業(yè)中，大尺寸平板的應(yīng)用優(yōu)勢都非常明顯，可以提高該行業(yè)的發(fā)展速度。

在人們生活水平日益提升的今天，各種智能設(shè)備、電子設(shè)備廣泛分布且被應(yīng)用于人們生活，對這些設(shè)備進行統(tǒng)一控制是非常必要的舉措。大尺寸電腦不僅可以與智能音箱連用，也可以充分發(fā)揮顯示優(yōu)勢，有利于“懶人生活”的實現(xiàn)，方便語音控制。

可識別不同的音色，在人發(fā)出的語音依據(jù)時間的變化對其特征進行提取;按照聲學(xué)模型、模式進行匹配，通過學(xué)習(xí)算法對發(fā)出的語音特征進行獲取，再通過與聲學(xué)模型進行匹配、分析，識別出最佳語音特征。

（采取大量數(shù)據(jù)訓(xùn)練的方式，通過分析變化的訓(xùn)練數(shù)據(jù)來了解人臉表征）。

對人的面部特征進行數(shù)學(xué)模型建立，得到眼耳口鼻的模型，在對各個面部特征的間距進行數(shù)值分析，從而做出對應(yīng)調(diào)整。在與圖像相互作用的情況下，可調(diào)整上述特征動態(tài)參數(shù)，取出最小函數(shù)值，可得出特征參數(shù)值。

第一步是先將處理過的圖片用訓(xùn)練分類器進行分類，識別出各種姿態(tài)下的人臉變化。第二步是將識別出的結(jié)果向中心系統(tǒng)發(fā)送，從而得到識別指令。

（4）人體姿態(tài)識別研究：包括人體骨骼關(guān)鍵點檢測、靜態(tài)幀特征提取、幀間特征提取、特征編碼、特征分類、姿態(tài)識別[2]。姿態(tài)識別依據(jù)模式識別技術(shù)，視頻逐幀分析，采用連續(xù)的動作識別出人物動作，如走路、跑步、蹲下等。

2.3 大尺寸平板電腦高品質(zhì)液晶顯示屏集成技術(shù)

大尺寸平板電腦采用MiniLED實現(xiàn)超多分區(qū)局部動態(tài)調(diào)光，在保證背光模組出光效果合格的情況下，為了獲得大面積、高動態(tài)對比度的2D Dimming區(qū)域動態(tài)調(diào)光的背光模組，通過光學(xué)仿真軟件TracePro或Lighttools對大面積、高密度的MiniLED陣列進行光學(xué)特性的分析（如出光亮度、出光照度、出光均勻性、色溫、色坐標(biāo)以及光效利用率等），并且仿真其通過光學(xué)膜片調(diào)制后的光傳輸過程?；诠鈱W(xué)特性的綜合評價，分析Dimming區(qū)域個數(shù)增多對光效利用率的影響、對出光均勻性的影響、對出光亮度的影響;同時在保證光效利用率和出光均勻性以及出光亮度的情況下，研究區(qū)域個數(shù)和背光模組膜片間的內(nèi)在關(guān)系。根據(jù)LED的分區(qū)數(shù)量和大小能夠分別調(diào)節(jié)對應(yīng)區(qū)域的背光亮度變化，實現(xiàn)比高畫質(zhì)和低動態(tài)功耗。進一步研究3D Dimming區(qū)域動態(tài)調(diào)光的方法，采用MiniLED背光照明灰階Cell的方法組成3D Dimming背光模組，實現(xiàn)超高動態(tài)對比度的顯示，3D Dimming在空間維度對LCD背光源作不同區(qū)域、不同深度的明暗變化調(diào)節(jié)，進一步可大幅降低耗電量，提高顯示畫面對比度，增加灰階數(shù)，減少殘影，提升LCD顯示器畫質(zhì)[3]。

2.4 大尺寸平板電腦高靈敏度電容式觸摸技術(shù)

大尺寸平板電腦LCD屏功耗大、發(fā)熱量大、干擾大，對電容式觸摸屏觸摸產(chǎn)生嚴(yán)重影響，如影響觸摸屏的觸摸靈敏度，影響觸控體驗，如LCD屏發(fā)熱大，梅雨天氣，LCD屏與電容屏間隙間產(chǎn)生的含水分子熱氣冷凝在電容屏內(nèi)側(cè)產(chǎn)生水霧，影響終端使用，高靈敏度、低水霧聚集的電容屏是系統(tǒng)研究重點。

2.5 大尺寸平板電腦主體控制系統(tǒng)及配套硬件平臺研究

研究基于高性能嵌入式四核處理器的主體控制系統(tǒng)，實現(xiàn)各指令集及數(shù)據(jù)流的高速處理，實現(xiàn)主體控制系統(tǒng)對智能語音識別系統(tǒng)、視覺識別系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的高效處理。大尺寸平板電腦集成21英寸LED背光IPS LCD液晶屏，分辨率1920*1080;采用高靈敏度觸控技術(shù)的21英寸電容式電容屏。機器內(nèi)置2GB DDR3內(nèi)存和32GB eMMC ROM存儲器;內(nèi)置802.11a/b/g/n WIFI無線通訊系統(tǒng)、RJ45以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通訊接口、BT4.2藍(lán)牙通訊系統(tǒng);內(nèi)置GPS全球定位接收系統(tǒng)、北斗全球定位接收系統(tǒng)、NFC近場通訊系統(tǒng);內(nèi)置2×5W高保真揚聲器、跑步機電機控制系統(tǒng);內(nèi)置智能語音識別系統(tǒng)、智能視覺識別系統(tǒng)。

2.6 大尺寸平板電腦智能制造技術(shù)研究

研究通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)采集數(shù)據(jù)并通過人工智能算法處理數(shù)據(jù)的智能化制造技術(shù)在大尺寸平板電腦上的應(yīng)用。研究智能質(zhì)檢，借助機器視覺識別，快速掃描產(chǎn)品外觀，檢出產(chǎn)品缺陷。通過以上研究開發(fā)實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，從而全面提升生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品品質(zhì)。

（1）工裝測試點設(shè)計：PCBA采用工裝測試治具，具有測試時間短、測試精度高、測試范圍全面等優(yōu)點，在提高工作效率的同時又能降低人力和時間成本。

（2）工裝夾具設(shè)計：工裝夾具的測試判定標(biāo)準(zhǔn)是通過設(shè)定條件來判定，不存在人為干擾因素，能夠保證產(chǎn)品的一致性。如大尺寸平板電腦液晶屏、觸摸屏通過工裝夾具貼合可以提高貼合精度。

（3）自動化測試設(shè)計：基于工裝測試點、自動化測試工裝夾具設(shè)計自動化測試軟件，實現(xiàn)對PCBA進行自動化功能測試。借助機器視覺識別，快速掃描產(chǎn)品外觀，檢出產(chǎn)品外觀缺陷。

（4）MES系統(tǒng)應(yīng)用：充分利用MES系統(tǒng)，正確掌握在制品數(shù)量、不良品的追蹤，及時反映產(chǎn)品質(zhì)量問題，追溯品質(zhì)歷史，提高產(chǎn)品品質(zhì)。

參考文獻：

[1]盧文成.基于大數(shù)據(jù)背景下人工智能與計算機應(yīng)用研究[J].中國科技縱橫，2019（05）：30-31.

[2]唐仕超，于觀貞，姜磊.人工智能技術(shù)在基于電子病歷研究中的應(yīng)用與展望[J].第二軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報，2018，39（08）：928-934.

[3]聶芬.基于人工智能的計算機離線編程系統(tǒng)開發(fā)研究[J].電腦編程技巧與維護，2018（01）：43-44.