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近日，中國電信人工智能研究院撰寫并出版專著《噪聲分析及利用》，重點(diǎn)圍繞噪聲的基礎(chǔ)理論、形成機(jī)制以及在信號處理中的建模方法，從噪聲的“有害性”出發(fā)，進(jìn)一步思其“有益性”，即噪聲如何在特定條件下作為“正激勵”因素，為信號處理提供新途徑與新思路。

在傳統(tǒng)領(lǐng)域被視為干擾的噪聲，正逐漸被理解為一種可以被操控，甚至加以利用的特殊信號。越來越多的研究表明，噪聲并非完全有害。在某些特定條件下，噪聲也可以在增強(qiáng)信號處理性能等方面發(fā)揮積極作用，即“正激勵噪聲”。

此前，中國電信人工智能研究院已在正激勵噪聲方向取得了多項(xiàng)科研進(jìn)展，相關(guān)成果先后發(fā)表在多個國際頂級期刊。

在機(jī)器學(xué)習(xí)、大模型和具身智能等前沿領(lǐng)域，噪聲不再是需要消除的干擾因素，而是可以被利用的特殊信號，推動著技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用拓展。合理利用噪聲的特性，通過特定技術(shù)保留或引入噪聲中的有益分量、有效抑制其有害分量，能提高信號處理系統(tǒng)的可靠性，將為成像探測、圖像表征、多模態(tài)融合等前沿技術(shù)提供全新方向。

例如，在音頻信號處理中，適當(dāng)添加噪聲可有效減少量化失真，提高音頻信號的質(zhì)量。在圖像處理任務(wù)中，適量噪聲能降低量化誤差對圖像質(zhì)量的影響，使圖像更平滑、自然。在通信系統(tǒng)中，正激勵噪聲可以提高數(shù)字信號的傳輸質(zhì)量，減少誤碼率。

在計(jì)算機(jī)視覺中的經(jīng)典任務(wù)“圖像分類”中，引入正激勵噪聲能簡化任務(wù)，提高分類的準(zhǔn)確性等。通過注入正激勵噪聲遮擋無關(guān)的干擾背景，可以增強(qiáng)與任務(wù)相關(guān)的視覺元素，降低其他標(biāo)簽的概率，進(jìn)而減少分類標(biāo)簽的不確定性，降低分類任務(wù)的難度。

此外，正激勵噪聲在具身智能機(jī)器人的應(yīng)用中也將發(fā)揮重要作用。例如在具身動力學(xué)方面，噪聲驅(qū)動的動力學(xué)建模能夠逐步從噪聲恢復(fù)出對智能體下一狀態(tài)的精確預(yù)測。

在臨地安防領(lǐng)域中，噪聲分析為低空安防、水下安防、跨域安防等諸多場景的創(chuàng)新和應(yīng)用帶來了全新的思路和解決方案，為構(gòu)建安全、穩(wěn)定的現(xiàn)代社會環(huán)境帶來有力保障，奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基石。

隨著相關(guān)研究的推進(jìn)，研究者們逐漸認(rèn)識到噪聲并非單純的干擾，它在特定條件下也可以成為提高系統(tǒng)性能的有效資源。未來，噪聲分析將進(jìn)一步拓展其應(yīng)用領(lǐng)域，特別是在人工智能、量子計(jì)算、多模態(tài)學(xué)習(xí)等新興技術(shù)中，噪聲的作用愈加重要。

《噪聲分析及利用》不僅可以作為信息系統(tǒng)科學(xué)與技術(shù)相關(guān)學(xué)科專業(yè)的教學(xué)參考書，也可成為從事智傳網(wǎng)、涉水光學(xué)、臨地安防、機(jī)器學(xué)習(xí)、具身智能相關(guān)科研工作者的實(shí)踐指導(dǎo)書。同時，該書對企業(yè)的技術(shù)管理者、大模型研發(fā)人員也將帶來重要的啟發(fā)和參考價(jià)值。

（受訪單位供圖）