在智慧圖書館中融入深度學(xué)習(xí)技術(shù)

袁夢柯

(渤海大學(xué)，遼寧 錦州 121000 )

0 引言

人工智能技術(shù)是深度學(xué)習(xí)技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展的基礎(chǔ)，也是近年來電子技術(shù)研發(fā)、分析和應(yīng)用的熱門技術(shù)，更是人工智能創(chuàng)新的焦點(diǎn)。該技術(shù)主要利用多種線性變換方法對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行有效提取，針對與之相關(guān)的語義特點(diǎn)進(jìn)行提取，以此提升相關(guān)設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和工作效率。為此，在智慧圖書館中應(yīng)用深度學(xué)習(xí)技術(shù)，便于讀者展開深入學(xué)習(xí)，方便圖書館有效管理，為讀者提供更多、更豐富且更有針對性的服務(wù)功能。

1 智慧圖書館與深度學(xué)習(xí)技術(shù)簡要分析

1.1 深度學(xué)習(xí)技術(shù)

2006年，Hinton團(tuán)隊(duì)首次提出深度學(xué)習(xí)技術(shù)，該技術(shù)是一種人工執(zhí)行難度較低，但難以描述工作內(nèi)容。合理應(yīng)用深度學(xué)習(xí)技術(shù)，讓計(jì)算機(jī)借助已具備的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行學(xué)習(xí)，并且在層次化的概念系統(tǒng)中認(rèn)識、理解世界，計(jì)算機(jī)則在該技術(shù)的輔助下進(jìn)行若干層次的“學(xué)習(xí)”，有效利用簡單的方式表述抽象且復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)問題。深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)性能與層數(shù)、結(jié)構(gòu)關(guān)系密切，層數(shù)越多、結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，其性能越好，最終實(shí)現(xiàn)的效果也就越好。該技術(shù)經(jīng)常使用的計(jì)算方法有：循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、深度置信網(wǎng)絡(luò)等。目前該技術(shù)主要被應(yīng)用在智慧城市、人機(jī)對弈、目標(biāo)識別以及語音識別等方面[1]。

1.2 智慧圖書館功能需求

從社會(huì)發(fā)展與人才需求等角度出發(fā)，智慧圖書館功能需求可以從以下方面展開分析：其一，系統(tǒng)面向需要。圖書館是學(xué)習(xí)的主要場所，與教室功能存在很大差異，學(xué)生位置不具有固定性。圖書館屬于公共資源，隨著高校生源不斷增加，圖書館的管理難度加大，學(xué)生使用圖書館的時(shí)間也沒有一定的規(guī)律性。其中比較常見的現(xiàn)象為：每學(xué)期開學(xué)，初期書館使用率明顯低于每個(gè)學(xué)期末；每天不同時(shí)間段使用率也表現(xiàn)出較為明顯的差異性……如果忽視圖書館管理的重要性，可能會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。例如：學(xué)生可以通過查詢直觀看到公共區(qū)域位置使用情況，節(jié)省尋找空位的時(shí)間，還能避免學(xué)生白跑一趟。此外，圖書館的溫度對學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)也會(huì)產(chǎn)生一定影響，智慧圖書館的應(yīng)用能夠?qū)W(xué)生集中在相近的座位上，有利于提高資源的使用效率，減少其浪費(fèi)現(xiàn)象，提高學(xué)生學(xué)習(xí)區(qū)域的舒適度。其二，系統(tǒng)角色。智慧圖書館的目標(biāo)用戶主要為管理員和學(xué)生。管理員可以通過Android端獲取座位信息、風(fēng)扇是否開啟等室內(nèi)信息；學(xué)生可以登錄WEB端獲取室內(nèi)溫度、座位以及光照等信息，為學(xué)生提供準(zhǔn)確的信息，便于學(xué)生決定是否到圖書館學(xué)習(xí)。

1.3 智慧圖書館特色與創(chuàng)新

智慧圖書館特色與創(chuàng)新可以從三個(gè)方面展開簡要分析：第一，Open CV計(jì)算機(jī)視覺。這是一個(gè)能夠滿足跨平臺使用的計(jì)算機(jī)視頻處理庫、視覺庫，用戶能夠利用Python語言編寫的方式對視頻進(jìn)行處理。Open CV視覺庫能夠?yàn)橐曨l圖像處理提供豐富的函數(shù)，故而開發(fā)人員不需要重新編寫代碼，能夠節(jié)省更多的時(shí)間，從而使得軟件開發(fā)效率有所提升。智慧圖書館主要是通過Open CV處理技術(shù)利用攝像頭獲取視頻，在此基礎(chǔ)上利用Ostu技術(shù)處理相關(guān)圖像，以此獲取圖書館中的人數(shù)和座位情況[2]。第二，Tensor Flow深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)屬于機(jī)器學(xué)習(xí)框架。圖像通過Ostu技術(shù)處理之后，運(yùn)用Tensor Flow技術(shù)以預(yù)處理的方法對圖像進(jìn)行有效處理，最大限度上減輕無關(guān)因素對模型造成的不良影響。主要是智慧圖書館在運(yùn)用Tensor Flow技術(shù)之后，在深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的支持下針對圖像展開模型訓(xùn)練，以此獲得具有穩(wěn)定性的訓(xùn)練模型；同時(shí)，該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以對座位情況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，準(zhǔn)確的反映出人數(shù)以及具體的空座信息。第三，智能調(diào)控。主要對室內(nèi)的溫度進(jìn)行自動(dòng)檢測，如果超出設(shè)定的范圍會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，如果溫度過高則可以自動(dòng)打開風(fēng)扇，如果溫度偏低則會(huì)自動(dòng)關(guān)閉風(fēng)扇，這樣有利于圖書館中的溫度保持在比較舒適的范圍內(nèi)，使學(xué)生在舒適的環(huán)境中學(xué)習(xí)。

2 在智慧圖書館中融入深度學(xué)習(xí)技術(shù)的作用

2.1 提高數(shù)字化資源整合效率

傳統(tǒng)的圖書館資源整合通常是利用網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化技術(shù)，資源零散性比較突出，很難真正滿足讀者的需求，無形中增加管理員資源整理難度。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)資源整合工作缺少規(guī)劃性，且部分?jǐn)?shù)據(jù)存在形式具有孤立性特點(diǎn)，知識發(fā)現(xiàn)的難度增加，讀者獲取知識的難度也隨之增加，這樣讀者獲取知識所需的時(shí)間、精力，甚至金錢等成本都會(huì)增加。而在深度學(xué)習(xí)技術(shù)的背景下，能夠在提取相關(guān)特征的過程中進(jìn)行逐層分析和提取，并在描述環(huán)節(jié)采取統(tǒng)一的語義，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)字化資源的高效整合[3]。

2.2 提高知識辨析認(rèn)知層次

深度學(xué)習(xí)技術(shù)在智慧圖書館中應(yīng)用的主要目的是強(qiáng)化信息傳輸性能，取代傳統(tǒng)的線性結(jié)構(gòu)，在學(xué)習(xí)方式和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性進(jìn)行描繪的過程中采取多元化的方式和類型，通過分析不同類型知識達(dá)到構(gòu)建新學(xué)科的目的，有利于知識網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和發(fā)展，發(fā)揮出該技術(shù)本身的價(jià)值。此外，該技術(shù)還能夠有效解決圖書館傳統(tǒng)工作中遇到技術(shù)難題，包括數(shù)據(jù)的傳輸和轉(zhuǎn)化等，提升數(shù)據(jù)傳輸效率以及轉(zhuǎn)化的準(zhǔn)確性，最終提升服務(wù)質(zhì)量，吸引更多讀者[4]。

3 在智慧圖書館中融入深度學(xué)習(xí)技術(shù)的措施

3.1 利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)了解讀者閱讀需求

智慧圖書館需要滿足不同讀者的需求。在筆者的工作中發(fā)現(xiàn)，90后、00后的學(xué)生更習(xí)慣通過微信公眾號等方式進(jìn)行圖書借閱、圖書預(yù)約以及閱讀電子資源等活動(dòng)。但是部分推書館存在館內(nèi)所藏資源同質(zhì)化現(xiàn)象，且讀者提供服務(wù)的觀念比較落后，需要對此進(jìn)行創(chuàng)新。將深度學(xué)習(xí)技術(shù)應(yīng)用在智慧圖書館中，有利于用戶快速獲取準(zhǔn)確的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，通過讀者登錄、人臉識別等技術(shù)了解讀者的個(gè)性化閱讀需求，以便為讀者推薦合適的資源。在深度學(xué)習(xí)技術(shù)的支持下，能夠?qū)⒆x者的數(shù)據(jù)統(tǒng)一進(jìn)行輸入和記錄，構(gòu)建一個(gè)能夠具有跨平臺異構(gòu)特點(diǎn)，使各類型數(shù)據(jù)進(jìn)行融合的網(wǎng)絡(luò)模型，便于讀者進(jìn)行深度學(xué)習(xí)和訓(xùn)練[4]。同時(shí)，對于不同的目標(biāo)任務(wù)以及用戶場景，需要選擇合適的計(jì)算參數(shù)和框架；可以在該技術(shù)的支持下對智慧圖書館的服務(wù)拓展到智能機(jī)器人、移動(dòng)應(yīng)用終端以及微信公眾號等方面，爭取在不同場景下實(shí)現(xiàn)信息的實(shí)時(shí)傳輸、全面采集、檢索反饋以及深度學(xué)習(xí)等。

3.2 利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)提升信息檢索能力

信息檢索是智慧圖書館一項(xiàng)重要的功能，可以在深度學(xué)習(xí)技術(shù)的背景下進(jìn)一步提升檢索能力。智慧圖書館中擁有大量的資源，根據(jù)學(xué)生所反饋的問題，快速查找想要的資源是其主要需求，這就對圖書館提出較高的要求[5]。將深度學(xué)習(xí)技術(shù)應(yīng)用在智慧圖書館中，能夠?qū)υ摷夹g(shù)的特征提取和學(xué)習(xí)功能加以充分利用，挖掘讀者閱讀時(shí)的基本信息以及日常操作等，了解讀者切實(shí)需求，進(jìn)而推斷讀者可能喜歡的信息，根據(jù)讀者需求進(jìn)行智能化檢索，并對檢索內(nèi)容開展有效篩選，使讀者獲取有效信息，進(jìn)而達(dá)到個(gè)性化服務(wù)的目的[6]。

3.3 利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)加強(qiáng)隱私安全保護(hù)

隱私安全保護(hù)始終是智慧圖書館工作的重難點(diǎn)，無法回避。在筆者的工作中發(fā)現(xiàn)，比較常見的隱私安全問題有郵件被侵入、木馬侵入服務(wù)器、讀者密碼被盜等。近年來興起的云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)在建設(shè)智慧圖書館方面發(fā)揮出積極的推動(dòng)作用，尤其是在創(chuàng)新發(fā)展方面的作用非常突出，但不法分子也借此機(jī)會(huì)侵犯圖書館的隱私安全。通常讀者的個(gè)人信息需要上傳，隱私痕跡會(huì)露在移動(dòng)設(shè)備以及個(gè)人電腦端，容易發(fā)生隱私泄露，讀者個(gè)人和圖書館的名譽(yù)都承擔(dān)著風(fēng)險(xiǎn)[7]。此外，電子資源一般存儲(chǔ)在服務(wù)器上，而管理人員的安全技術(shù)能力不足，如果受到黑客攻擊，可能會(huì)發(fā)生電子資源被破壞、盜取以及泄露等情況，如果服務(wù)器發(fā)生故障，相關(guān)的服務(wù)也無法繼續(xù)進(jìn)行，不利于讀者使用。合理應(yīng)用深度學(xué)習(xí)技術(shù)，有助于提高入侵以及惡意軟件的檢測能力，有利于保證圖書館以及讀者個(gè)人的隱私安全。

3.4 利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)提升日常工作效率

智慧圖書館在建設(shè)和投入使用過程中，需要重點(diǎn)考慮日常工作效率的提升。圖書館需要在現(xiàn)有的條件下為讀者提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，也需要重視讀者的創(chuàng)新需求，盡量滿足讀者的需要，進(jìn)而提升工作效率。深度學(xué)習(xí)技術(shù)的應(yīng)用能夠?yàn)樽x者提供24小時(shí)不間斷服務(wù)，充分發(fā)揮出語義理解分析的功能，對讀者的實(shí)際需求進(jìn)行全面分析，快速回復(fù)讀者咨詢的相關(guān)問題。此外，該技術(shù)移植性非常好，不僅促進(jìn)讀者電話咨詢的服務(wù)質(zhì)量和效率的顯著提升，還有助于網(wǎng)站、微信公眾號等多種形式在線服務(wù)工作質(zhì)量和效率也能夠顯著提升[8]。

4 結(jié)論

智慧圖書館的建設(shè)應(yīng)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算以及物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)措施，而深度學(xué)習(xí)技術(shù)具備覆蓋面廣、發(fā)展前景好、可移植性強(qiáng)以及適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，進(jìn)一步解決圖書館日常工作中的編目、讀者需求分析等問題，將其應(yīng)用在智慧圖書館中，有利于提升其工作質(zhì)量和效率；同時(shí)，還能全方位角度滿足讀者的需求。但該術(shù)在實(shí)際使用中還存在諸多不足，需要為智慧圖書館的建設(shè)提供更多的創(chuàng)新思路與場景。