1T/XJBX0066—2025多模態(tài)數字媒體智能交互設計技術規(guī)范本文件規(guī)定了多模態(tài)數字媒體智能交互系統(tǒng)在設計、開發(fā)、實施及評價過程中所需遵循的總體設計原則、功能結構與模塊劃分、數據處理與融合方法、交互邏輯設計、用戶體驗優(yōu)化、安全與隱私保護、性能測試與評價及實施與維護等方面的技術要求。本文件適用于涉及視覺、聽覺、觸覺、語言、姿態(tài)、環(huán)境感知等兩種及以上模態(tài)信息的數字媒體交互系統(tǒng)的設計與實現，包括但不限于虛擬現實（VR）、增強現實（AR）、混合現實（MR）、全息影像、智能終端交互平臺、智慧教室、沉浸式展覽、智能客服等應用場景。本文件可為多模態(tài)交互相關的研發(fā)單位、設計機構、集成商、測試與評價機構在產品設計、系統(tǒng)開發(fā)、工程實施及成果驗收等環(huán)節(jié)提供參考，也可供行業(yè)管理部門、標準化組織和科研機構在相關標準制修訂及技術研究中使用。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T2887—2011計算機場地通用規(guī)范GB/T35273—2020信息安全技術個人信息安全規(guī)范GB/T38247—2019信息技術增強現實術語GB/T25000.51系統(tǒng)與軟件工程系統(tǒng)與軟件質量要求和評價（SQuaRE）第51部分：就緒可用軟件產品（RUSP）的質量要求和測試細則3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1多模態(tài)交互multimodalinteraction基于兩種及以上感知模態(tài)（如視覺、聽覺、觸覺、語言、姿態(tài)等）的信息輸入與輸出，實現用戶與系統(tǒng)之間信息交換與反饋的人機交互方式。2T/XJBX0066—20253.2數字媒體digitalmedia以數字化形式存儲、處理和傳播的文本、圖像、音頻、視頻及其他多媒體內容的總稱。3.3智能交互intelligentinteraction利用人工智能技術對用戶輸入信息進行感知、理解、推理與決策，并生成符合語境和用戶需求的交互反饋的過程。3.4模態(tài)modality人機交互中信息傳遞所依賴的感知通道或表現形式，如視覺模態(tài)、聽覺模態(tài)、觸覺模態(tài)、語言模態(tài)、嗅覺模態(tài)等。3.5多模態(tài)數據融合multimodaldatafusion將來自不同模態(tài)的信息源進行同步處理、特征提取與優(yōu)化整合，以提高交互系統(tǒng)感知精度、理解能力和響應質量的技術方法。3.6用戶體驗userexperience,UX用戶在使用產品或系統(tǒng)過程中所形成的全部主觀感受與評價，包括可用性、易用性、沉浸感、滿意度等方面。3.7沉浸感immersion用戶在虛擬或增強環(huán)境中產生的深度參與和臨場感受，通常由視覺、聽覺、觸覺等多模態(tài)感知的協(xié)調一致性和交互自然性決定。4總體設計原則多模態(tài)數字媒體智能交互系統(tǒng)的設計應遵循以下原則，以確保系統(tǒng)的功能性、兼容性、安全性及用戶體驗的整體優(yōu)化。4.1用戶中心原則系統(tǒng)設計應以用戶需求為導向，充分考慮目標用戶群體的特征、使用習慣及交互偏好，通過需求分析和用戶研究確保設計成果與用戶期望高度契合。4.2多模態(tài)協(xié)同原則T/XJBX0066—20253應實現各模態(tài)信息的有機融合與互補優(yōu)勢發(fā)揮，確保視覺、聽覺、觸覺等信息在時間、空間及語義上的一致性，減少多模態(tài)沖突，提高交互的自然性與流暢度。4.3兼容性與可擴展性原則系統(tǒng)設計應具備良好的軟硬件兼容性和接口標準化能力，支持不同設備、平臺與應用場景的無縫對接，同時便于后續(xù)功能擴展與升級。4.4安全與隱私保護原則應在數據采集、傳輸、存儲及處理的全過程中落實信息安全與隱私保護措施，防止數據泄露、濫用與非法訪問，符合相關法律法規(guī)及行業(yè)標準要求。4.5高可用性與可訪問性原則系統(tǒng)應保持穩(wěn)定性與可靠性，具備容錯與冗余設計，保障在多種網絡與硬件環(huán)境下的連續(xù)可用性。同時，應為不同年齡、能力與背景的用戶提供無障礙交互支持。4.6低延遲與高性能原則應優(yōu)化交互鏈路與數據處理流程，降低響應延遲，提高渲染與計算性能，以提升實時交互的流暢度與沉浸體驗。4.7可持續(xù)發(fā)展原則應優(yōu)先采用綠色節(jié)能的硬件方案與高效算法，減少能耗與碳排放，支持可持續(xù)的數字化建設與運營。5功能結構與模塊劃分5.1感知與采集模塊負責對不同模態(tài)的信息進行實時感知與采集，包括視覺采集（攝像頭、深度相機）、聽覺采集（麥克風陣列）、觸覺采集（力反饋裝置、觸摸傳感器）、姿態(tài)采集（慣性測量單元）、環(huán)境感知（溫濕度傳感器、光照傳感器等）。該模塊應具備多源同步采集能力和初步信號處理能力，確保數據質量與時序一致性。5.2數據處理與融合模塊對采集到的多模態(tài)數據進行特征提取、數據清洗、時間同步、格式轉換及多模態(tài)融合處理，生成統(tǒng)一的特征表示。融合方式可包括特征級融合、決策級融合及混合融合，應根據應用場景選擇適合的融合策略，以提高感知精度與交互效率。5.3語義理解與決策模塊T/XJBX0066—20254利用自然語言處理、計算機視覺、情感計算、知識圖譜等人工智能技術，對多模態(tài)數據進行語義理解、情境推理與意圖識別，并基于規(guī)則或機器學習模型進行決策生成。5.4輸出與反饋模塊將系統(tǒng)決策結果通過多種模態(tài)輸出方式反饋給用戶，包括視覺輸出（屏幕顯示、全息影像）、聽覺輸出（語音播報、音效提示）、觸覺輸出（震動反饋、力反饋）等，確保反饋的及時性與可感知性。5.5用戶交互與界面模塊負責構建直觀、易用、可定制的用戶界面和交互邏輯，包括交互流程管理、界面布局、自適應顯示與多語言支持，提升用戶體驗與操作效率。5.6系統(tǒng)管理與安全模塊實現對硬件設備、軟件服務及網絡資源的統(tǒng)一管理，包含權限控制、數據加密、日志記錄、異常監(jiān)測與恢復機制，確保系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與安全性。6數據處理與融合方法6.1數據預處理數據預處理應在采集后立即進行，包括噪聲抑制、缺失值填補、畸變校正、信號增強、時間同步等步驟。處理包含以下內容：——對視覺數據應進行去噪、色彩校正、畸變矯正及分辨率調整；——對音頻數據應進行濾波、語音增強、回聲消除等處理；——對觸覺及環(huán)境傳感數據應進行異常值檢測與平滑處理。6.2特征提取與表示應針對不同模態(tài)采用適配的特征提取方法，將原始數據轉化為可用于融合的高質量特征表示：——視覺模態(tài)可采用卷積神經網絡（CNN）等深度學習模型提取空間特征；——聽覺模態(tài)可采用梅爾頻率倒譜系數（MFCC）、聲學特征向量等；——語言模態(tài)可采用詞向量、上下文嵌入（BERT等）；——觸覺模態(tài)可提取壓力強度、震動頻譜等參數。6.3融合策略多模態(tài)融合應根據任務需求與系統(tǒng)架構選擇合適的策略：——特征級融合：在特征提取后對不同模態(tài)的特征進行拼接、加權或降維處理；——決策級融合：在各模態(tài)獨立處理后對輸出結果進行加權投票、置信度融合等；——混合融合：結合特征級與決策級融合方法，兼顧數據層與結果層的優(yōu)勢。T/XJBX0066—202556.4同步與對齊應確保多模態(tài)數據在時間、空間及語義上的同步與對齊，避免因時序錯位或語義不匹配導致交互性能下降?？刹捎脮r間戳同步、空間坐標映射、語義匹配等技術手段。6.5數據質量評估與優(yōu)化應建立多模態(tài)數據質量評估機制，包括數據完整性、精度、延遲、同步性等指標，并根據評估結果動態(tài)優(yōu)化采集與融合策略。7交互邏輯設計多模態(tài)數字媒體智能交互系統(tǒng)的交互邏輯設計應在保證功能完整性與響應及時性的基礎上，兼顧自然性、可理解性與用戶體驗的一致性。7.1交互流程規(guī)劃應根據應用場景和任務需求設計多模態(tài)交互流程，明確用戶輸入、系統(tǒng)處理、反饋輸出的步驟與順序，確保各環(huán)節(jié)信息傳遞流暢、銜接自然。對任務驅動型交互，應優(yōu)化任務分解與多模態(tài)信息互補的協(xié)作方式；對體驗驅動型交互，應突出沉浸感與情感化反饋的連貫性。7.2多模態(tài)優(yōu)先級與切換策略在多模態(tài)并行輸入或輸出的情況下，應設定模態(tài)優(yōu)先級與沖突處理機制。優(yōu)先級設定應結合模態(tài)的準確性、響應速度及用戶習慣，切換策略應在主模態(tài)失效、環(huán)境變化或用戶意圖變化時實現平滑過渡，避免交互中斷。7.3語義一致性與上下文管理應保證不同模態(tài)輸入輸出在語義上的一致性，通過上下文管理機制維持交互狀態(tài)的連續(xù)性與邏輯一致性。上下文信息應涵蓋用戶歷史操作、環(huán)境狀態(tài)、任務進度等，系統(tǒng)應具備跨模態(tài)信息關聯與語境理解能力。7.4用戶反饋與確認機制在關鍵交互節(jié)點，應提供多模態(tài)反饋確認機制，確保用戶理解系統(tǒng)響應結果。反饋可包括視覺提示、語音播報、觸覺震動等，并可結合任務重要性調整反饋強度與形式。7.5容錯與自適應設計應考慮用戶輸入錯誤、環(huán)境噪聲干擾等情況，設計容錯機制與自適應調整策略。T/XJBX0066—20256容錯機制可包括冗余模態(tài)輸入、錯誤提示與糾正建議，自適應策略應根據用戶行為模式和環(huán)境變化動態(tài)優(yōu)化交互邏輯。8用戶體驗優(yōu)化多模態(tài)數字媒體智能交互系統(tǒng)的用戶體驗優(yōu)化應在系統(tǒng)設計、開發(fā)與運行全過程中持續(xù)進行，以確保交互的自然性、舒適性和滿意度。8.1可用性優(yōu)化應通過交互界面簡化、功能布局合理化及交互路徑優(yōu)化，降低用戶學習成本和操作負擔。優(yōu)化界面信息層級，減少不必要的視覺干擾，設計直觀的交互提示與引導，提升用戶的操作信心。8.2沉浸感與臨場感提升應通過多模態(tài)信息的高同步性與高一致性來增強用戶沉浸感。保證視覺、聽覺、觸覺等輸出的時間延遲在可接受范圍內，利用空間音效、立體影像、觸覺反饋等技術增強臨場體驗。8.3情感化交互設計應在系統(tǒng)輸出中引入情感計算與情緒識別機制，使交互更加人性化。根據用戶情緒狀態(tài)動態(tài)調整交互語調、節(jié)奏與內容，在特定場景下提供情感激勵或安撫性反饋。8.4個性化與自適應體驗應根據用戶歷史行為、偏好數據及當前環(huán)境進行個性化配置。提供模態(tài)選擇與布局自定義功能，實現基于AI的自適應優(yōu)化，使系統(tǒng)行為與用戶習慣逐步匹配。8.5可訪問性支持應保障不同能力水平、不同文化背景用戶的平等使用權利。提供輔助功能，如語音朗讀、字幕、手勢替代輸入等，支持多語言、多文化內容適配，降低語言和文化障礙。8.6持續(xù)測試與反饋機制應建立用戶體驗測試與反饋收集的長期機制，結合可用性測試、A/B測試及問卷調查等方法，持續(xù)優(yōu)化交互體驗。9安全與隱私保護9.1數據安全管理T/XJBX0066—20257多模態(tài)數字媒體智能交互系統(tǒng)在數據采集、處理、傳輸、存儲和輸出等環(huán)節(jié)，應采取全面的安全與隱私保護措施，確保用戶數據與系統(tǒng)運行的安全性。系統(tǒng)應建立數據安全管理制度，對多模態(tài)數據全生命周期進行安全管控：——數據采集環(huán)節(jié)應通過訪問控制、授權管理等手段防止非法獲?。弧獢祿鎯捎眉用芗夹g、防篡改機制和定期備份策略；——數據傳輸應使用安全通信協(xié)議（如TLS/SSL）確保信息保密性和完整性。9.2用戶隱私保護系統(tǒng)應遵循最小化原則，僅采集完成交互功能所必需的數據，并在采集前明確告知用戶數據用途、范圍與保存期限。應提供用戶自主管理數據的功能，包括數據查詢、導出與刪除。應支持匿名化和去標識化處理，降低隱私泄露風險。9.3身份認證與權限控制系統(tǒng)應建立多層次身份認證機制，并對不同角色用戶實行分級權限管理，防止越權訪問。9.4安全防護與入侵檢測應部署防火墻、入侵檢測系統(tǒng)（IDS）和惡意代碼防護機制，實時監(jiān)測系統(tǒng)運行狀態(tài)，及時發(fā)現并響應安全威脅。9.5合規(guī)性與審計系統(tǒng)應符合相關法律法規(guī)及行業(yè)標準的要求，建立安全審計與追溯機制，定期開展安全評估與滲透測試，確保持續(xù)符合安全與隱私保護規(guī)范。10性能測試與評價多模態(tài)數字媒體智能交互系統(tǒng)的性能測試與評價應在系統(tǒng)開發(fā)完成后及運行過程中定期進行，以驗證系統(tǒng)是否滿足設計要求，并為優(yōu)化升級提供依據。10.1測試原則性能測試應遵循全面性、客觀性、可重復性原則，確保測試結果準確反映系統(tǒng)在實際應用環(huán)境中的表現。10.2測試環(huán)境應在與目標應用場景高度一致的環(huán)境中進行測試，包括硬件配置、網絡條件、環(huán)境噪聲、光照條件等，確保測試結果的有效性。T/XJBX0066—2025810.3測試指標性能測試應包括但不限于以下指標：——響應時間：從用戶輸入到系統(tǒng)輸出的時間延遲；——準確率：系統(tǒng)對多模態(tài)輸入的識別與理解正確率；——同步性：多模態(tài)輸出在時間上的一致性；——穩(wěn)定性：系統(tǒng)在長時間運行下的故障率與恢復能力；——資源占用：CPU、內存、網絡帶寬等資源的使用情況；——可用性評分：基于用戶可用性測試的綜合得分。10.4測試方法可采用自動化測試與人工測試結合的方法：——自動化測試適用于響應時間、同步性、資源占用等指標；——人工測試適用于準確率、可用性評分等需要主觀評估的指標。10.5評價標準應根據系統(tǒng)設計目標、行業(yè)標準及用戶需求制定性能評價標準。對于不符合評價標準的指標，應進行針對性優(yōu)化并復測，直至滿足要求。10.6測試報告測試完成后，應形成完整的測試報告，包括測試目的、方法、環(huán)境、數據、分析結果及改進建議，并作為系統(tǒng)驗收與后續(xù)優(yōu)化的重要依據