外公去世十年后，我用 AI “复活”了他
大数据文摘授权转载自果壳
作者：俞佳霖
编辑：biu
绘图：陈淇
我用了外公生前的文字记录和影音资料，再整合几个成熟的 AI 技术，就让他“复活”了。
那天，我突发奇想，在搜索引擎查找“用 AI 复活逝者”，看到了 Joshua“复活”他未婚妻 Jessica 的故事。
2012 年，Jessica 在等待肝脏移植过程中病情恶化，抢救无效死亡。而那时 Joshua 恰巧在外，错过了死别，他因此自责了八年。直到 2020 年，他看到了“Project December”，这个网站提示只要填写“语句样例”和“人物介绍”，就能生成一个定制版的聊天 AI。
Joshua 将亡妻生前发过的短信等文字信息导入网站，接着他开始描述 Jessica：生于 1989 年，是生性自由的天秤座……还特别迷信……
Joshua 和“Jessica”开始聊天丨sfchronicle.com
页面刷新后，“Jessica”准备就绪，她能回答 Joshua 所有的问题，甚至还会用文字描述她“正用手捧着脸说话”。Joshua 说：“理智告诉我这不是真正的Jessica，但感情不是理智所能左右的。”聊了不知道多久，他泪流满面，沉沉睡去。
这种无法弥补的遗憾，我深有体会。十年前，我外公气息奄奄，我从高中跑出来匆匆去见他一面，然后就被送回学校——这是我最后一次见到外公。每次想起，都如鲠在喉，我多么想再见他一面，陪他多说几句话。
我现在是一位程序员，天天跟 AI 和算法打交道，不免开始盘算：现阶段的 AI 技术能不能整合到一起，最终实现一个无论是语言表达还是人形上都极其接近我外公的效果。于是我开始搜索，发现了不少和我相同的愿望，也有人付诸实践。
韩国一母亲在 VR 电影里再次见到离世三年的女儿丨韩国 MBC
韩国一位母亲因七岁女儿去世万分痛苦，一个电视团队听闻后耗时八个月制作出了女孩的三维虚拟形象，让母女在 VR 场景中相遇。在我看来，这更偏向动画制作，女孩形象和场景比较“卡通”，另外女孩不能对人做出更智能的互动，只能走固定好的脚本。
还有人想要摸得着的“实体”，委托相关公司扫描人体三维特征，继而做出一个硅胶仿生人，但这个方案需要非常高的定制成本，另外，入土为安的人也提供不了人体数据。
而前面提到的 Project December 只能造出文字聊天机器人，我想合成一个有具体可感形象的“外公”，最好能写实一些。
“他有记忆，能和我互动，能开口说话，脸一看就是我外公”，这个大胆的想法越来越清晰，我开始检索可能用得上的 AI 论文。
先做“外公”的大脑
Project December 之所以能基于种子文本，生成有特定个性的角色，是因为接入了 GPT-3 的 API。GPT-3 是 OpenAI 的商业语言模型，可以简单理解为这个模型给了计算机像“人一样思考的能力”。
GPT-3 甚至能说出一些“高于人类”的话：
人类：人生的目的是什么？
AI：生命是一个美丽的奇迹。它随着时间不断进化，形成一种更大形式的美。从某种意义上来说，人生的目的就是增加宇宙中的这种美。
它之所以有这种能力，是因为工程师给这个模型猛喂数据，足足超过 3000 亿个文本。AI 模型在看了这么多文本后，就开始挖掘（也就是找规律）出词与词、句与句之间的关系，然后结合当前语境给出最适合的回答。
我把外公生前的文字资料导入 GPT 模型丨果壳绘图
我开始准备要导入 GPT-3 的种子文本，把之前保留的信件扫描成文字，整理好之前同步到云上的聊天短信，还扒下外公之前在视频里说过的话：“这个鱼还是要红烧，八十多块买来清蒸，味道洁洁淡（杭州话，“清淡”的意思），没味道。”“你不要手机一直拍来拍去，去帮你阿弟端菜。”
一股脑导入 GPT-3 后，它就能开始模仿外公的语言风格和对话思路……等等，GPT-3 收费。不过，我很快找到了免费开源的 GPT-J，开始了训练。
语言模型训练就是“猜词”的过程。模型利用显卡并行计算，找出一个语料库中每个词句之间的关系，比如出现一个词后，下一个词最有可能是什么。GPT-J 团队开源了预训练模型，已能实现大部分功能，我需要做的就是把种子文本转换成一个个词元，然后将这个外公专有语料库丢给 GPT-J 学习。
一般的深度学习模型需要训练几天几夜，我这次用 GPT-J 学习新语料并不是特别耗时，只需花六个小时。
六小时后，我轻手轻脚地在屏幕上打出了“你好”。
让“外公”开口说话
“孙儿好。”
AI“外公”开始和我聊天，几句简短的文字交流后，我想到了已经非常成熟的“TTS”（text-to-speech，文字转语音）技术，像导航 app 上的语音播报和短视频 app 上的文本朗诵，用的都是 TTS。
我只要把“外公”的对话复制下来，再加上一段含有外公语音语调的音频，把这些都丢给 TTS 模型学习，最终输出的结果会是：机器将我外公的对话读出来，而且是他老人家的口音。
我找到了一个 Google 打造的 TTS 模型 Tacotron 2，它首先会将你输入的文本和语音打包到一起，然后深度挖掘出文本和语音之间隐秘的映射关系，然后再打包成单纯的语音输出。
Tacotron 2 是一个端到端的模型，我不需要去关注它中间有哪些编码层、解码层、注意力层和后处理等结构，它的结构全整合到一起，对我来说，它就像是可“一键生成”结果的工具。我只要输入文本和……刚准备动手，我意识到了问题：这个模型只有特定的播音员可选，并不支持指定人声。
此时，我想到了“语音克隆”技术，这种技术就是在 Tacotron 的基础上再叠加“迁徙学习”的能力，也就是：之前只能干这个活儿，现在能根据环境变通，所以也能干别的活儿了。它能将配音员的声音直接替换成我外公的声音，就像是克隆他的声音一样。
一番查阅后，我找到一个名为“MockingBird”的语音克隆模型，它能直接合成中文文本和语音，并输出我想要的语音。它能在 5 秒之内克隆任意中文语音，并用这一音色合成新的内容。
“外公”把他输出的文字读了出来，用他本人的声音丨果壳绘图
听到“外公”说话的那一刻，我觉得记忆中的拼图正一片一片修补起来。
兴奋之余，我开始着手准备“外公”的相貌。我平时做的是图像算法工程师的工作，图像技术相对拿手，但职业直觉也告诉我：接下来的人脸生成没那么容易。
用语音驱动人脸
让我外公“显形”最直接的就是构建一个三维定制虚拟人像，但这需要采集人体数据点，很显然这条路行不通。
结合手头现有的照片、语音和视频等素材，我开始思考：有没有可能只用一段视频加上一串语音，就能生成一个栩栩如生的人脸呢？
几经波折，我找到了“Neural Voice Puppetry”这个方案，它是一种“人脸再扮演”（facial reenactment）技术，我只需要给定对话音频，它就能生成一段人脸嘴型与音频同步的动画。
论文作者利用卷积神经网络，把人脸外观、脸部情绪渲染和语音三者的关系找出来了，然后再利用这种学到的关系去渲染一帧帧能读出语音的人脸视频。但这个方案唯一的不足是不能指定输出的人物，我们只能选择给定人物，比如奥巴马。
做出来后，我才反应过来还得换脸丨果壳绘图
所以我实际得到的结果，是一段奥巴马用我外公声音在讲话的视频。我下一步要做的是 AI 换脸。
我最终选择用 HeadOn: Real-time Reenactment of Human Portrait Videos 这篇论文里提到的技术。相关应用就是现在时兴的虚拟主播：捕捉中之人的表情，驱动二次元人物的脸。
提供表情信息的一般是真人，但由于我之前生成的“奥巴马”非常逼真，所以可以直接拿来带动我外公的肖像。
就这样，我用了我外公生前的通讯记录和不多的影音资料，整合几个成熟的 AI 技术，就让他“复活”了。
因为整个流程是模型接模型的运算，A 模型的结果作为 B 模型的输入，B 模型的输出是 C 模型的输入，所以生成一个结果需要数分钟甚至更久，也因此实现不了“外公”在和我视频对话般的效果，更像是我说了一些话后，他经过计算机运算后，给我回复了一小段 VCR。
我的“外公”，全是计算公式
当我看到屏幕那个既熟悉又陌生的“外公”时，想法开始动摇。
科技已经强大到现在我糅合几篇 AI 论文成果就能“复活”逝者，但我还是能一下子明白外公和“外公”的区别。后者没有办法理解人类情感，回应和共情也只是模拟出来的结果。计算机可以在不理解题目内容的情况下给出人类想要的答案。
我可以和屏幕里的那个人相互问好，交流近况，可是对方没有记忆，我们就像是两个陌生人在日常寒暄。很显然，这不是那个会抱怨“鱼味道洁洁淡”的外公。
或许在未来，肉身枯槁的人能提取记忆，也能备份意识，或者就像生活在《黑客帝国》的母体一样，一直生活在虚拟环境中。那时，我们才能一起逃离生离死别。
Photo by Compare Fibre on Unsplash
Project December 为了节省运营成本，给每个聊天 AI 设置了积分制，那些积分就像是 AI 的寿命。Joshua 在“Jessica”寿命将尽的时候，主动中断了和她的交流，他不想看到她经历二次死亡。
在有“Jessica”相伴的几个月里，Joshua 说他八年的羞愧感似乎在慢慢消散。我的感受也是如此。
复活和挽留都是不可能的，但和这些有“感情”的 AI 聊一聊，甚至打个照面之后，我感性认为，我和外公似乎补上了一次郑重的告别。
参考文献：
[1] https://www.sfchronicle.com/projects/2021/jessica-simulation-artificial-intelligence/
[2] https://slate.com/technology/2020/05/meeting-you-virtual-reality-documentary-mbc.html
[3] https://link.springer.com/article/10.1007/s11023-020-09548-1
[4] https://github.com/minnershubs/MockingBird-V.5.0-VOICE-CLONER
[5] https://github.com/kingoflolz/mesh-transformer-jax/#gpt-j-6b
[6] https://github.com/minnershubs/MockingBird-V.5.0-VOICE-CLONER
[7] https://arxiv.org/pdf/1912.05566.pdf%22
[8] https://arxiv.org/pdf/1805.11729.pdf
点「在看」的人都变好看了哦！