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微软亚洲研究院的研究团队其研究领域涵盖五大研究方向：
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自然用户界面
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多媒体计算组
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多媒体计算组致力于研究以数据为中心的多媒体计算平台，用来采集、寻找、综合和理解多媒体及相关数据，以提供用户崭新的多媒体体验。主要解决以下问题：怎样构建多媒体数据的采集、搜索、挖掘以及进一步搜索的循环；怎样增强用户在内容创建、编辑、混合、分享、推荐、数据和隐私保护的体验；怎样将多媒体商业化等等。同时也解决如何把多媒体技术推广到新的数据类型、例如数字医学健康中的传感器数据等。其目标是创建一个智能的多媒体计算平台，以新型的服务拓展用户能力，用提炼的知识增强用户才能。
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软件分析组
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软件生命周期中产生出大量各种类型的数据，包括源代码、需求文档、错误报告、测试用例、运行日志、用户反馈等。从数据中可以提取出关于软件/服务的质量和开发动态的重要信息， 因此数据对于现代软件开发至关重要。软件分析运用诸如模式识别、机器学习、数据挖掘、信息可视化以及大规模数据处理等技术，旨在帮助软件参与者以数据驱动的方式进行软件/服务的开发活动，有效处理和分析数据，从中提取有用信息，做出正确决策。微软亚洲研究院软件分析组致力于软件分析领域的前沿研究，并运用相关技术帮助提高微软乃至信息工业界的软件/服务产品的质量和开发生产率。我们着重于三个方向的研究：" ->"我们从软件系统、软件用户、软件开发过程等三个方向进行研究。
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自然语言计算组
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信息时代带来了海量的数字化文本。每一天，这些海量的文本通过互联网生成、传播、交换、储存和访问，进入位于世界各地的人们日常生活中。日益累积的数据使得信息的获取越来越困难，同时语言的障碍也变得越来越严重。为了克服这些困难，自然语言计算组正集中精力于相关的研究课题上，其中包括多国语言文本分析、中日文输入法、机器翻译、跨语言信息检索、自动问答、聊天机器人、中文对联、英语写作搜索、新一代新闻检索系统等。多年来，自然语言计算组对微软的产品做出了重大贡献，其中包括日本和中文输入法（IME ），用于Office 2007 的英文写作助理，进入到Windows Live 和Bing 搜索引擎中的中国对联游戏、中文分词系统、拼音搜索、搜索引擎speller ，用于SQL Server 2005 和SharePoint 的文本挖掘技术，以及最近完成的英语写作垂直搜索英库（www.engkoo.com ）等。
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人机交互组
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微软亚洲研究院人机交互组采用基础研究与易用性、用户体验、交互设计实践相结合的研究模式，旨在推动人机交互学科的发展。作为一个多学科的团队，我们利用计算机科学、行为科学、交互设计的综合背景来从事众多类型的项目，从而创想，构建和评估新交互界面和技术。从概念设计草图到孵化新产品，我们的目标是让技术成为促进人和信息交互的媒介，平衡用户在强大功能和简洁界面间的需求，从而扩展人机交互的潜能。
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语音组
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语音是人与人之间最自然、最便捷的沟通方式。然而当人要和电脑对话时，事情就不是那么简单了。我们语音组的工作是把人机语音互动变得更为人性化，加快反应速度，机器说话更自然与降低识别的错误率。我们研究工作集中在口语识别与合成技术、人机间的语音互动、利用电脑提高音频检索的效率,更用以辅助改进人与人之间的沟通与互动。
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