X带来的“一看”面部识别解锁热潮尚未过去,“两步”识别已经到来。
文字| 杨杰
编辑| 黑纸
9月15日,这样的技术在姚期智(图灵奖获得者)、撒贝宁、江一燕、徐莹等组成的嘉宾组现场进行了鉴定。“最强大脑”记忆大师袁猛PK:穿越对10名身高体型相似的“嫌疑人”、21只体型和颜色相似的金毛犬以及金毛剪影的步态识别,最终机器再次超越了人类。
在《非凡机智》节目中,银河水滴科技通过步态成功识别现场“嫌疑人”
《非凡机智》中出现的是来自国内创业公司银河水滴的步态识别技术,可以通过人的行走姿势来识别人。 与人脸识别、指纹、虹膜等生物识别技术相比,步态是唯一能够在远距离复杂场景下清晰成像的生物识别特征。 也就是说,即使不是正面、没有戴口罩、遮住脸部,步态识别算法在普通摄像头下也能确定对面人的身份。
或许你还记得《碟中谍5》中汤姆·克鲁斯等人面临的终极挑战:在破解三连屋的指纹解锁和旋转密码锁后,最终在步态识别锁面前功亏一篑。 步态识别的技术优势由此可见一斑。 一旦商业化,步态识别将为我们的未来打开更多想象之门。
《碟中谍5》中的步态识别系统
银河水滴成立于2016年,致力于推动步态识别技术的商业化,目前正准备将其应用于安防、公共安全、智能家居、机器人等场景。 目前,银河水滴已完成6000万元天使轮融资,由联想创投、中科智能共同投资。
步态识别技术商业化“独特分享”
央视选《非凡机智》对象时,银河水滴是首批确定的两个参赛项目之一。 同时,它也是中科院推动的项目中唯一入选保留的项目。
这是因为识别人行走的“姿势”听起来很容易理解,看起来也很简单。 事实上,准确识别人类这种复杂的行为特征是极其困难的。 这是一项很难稳定提取特征的识别技术,技术门槛非常高。 全球范围内,能够投入商业应用的步态识别系统非常少。
在国内,银河水滴是唯一能够实现步态识别技术商用的。
“非凡机智”:步态识别 vs 记忆大师,识别金毛
“智能”让事情变得更难:银河水滴技术成功通过步态识别狗剪影
在我国,中科院谭铁牛院士是步态识别研究的先驱,模式识别国家重点实验室副主任王亮研究员是该方向国内第一位博士。 银河水滴基于中科院17年的技术积累。
银河水滴创始人黄永真,2006年毕业于华中科技大学,2011年获得中科院自动化研究所博士学位,此后一直留在中科院工作。参与科研工作,担任自动化研究所智能感知与计算研究中心副研究员。 博士期间,黄永振的主要研究领域是图像中的物体分类与检测,随后在谭铁牛院士的指导下,与王亮等人继续推进步态识别技术的研究。
黄永真 银河水滴科技创始人兼CEO
2016年,中科院自动化研究所发布了技术团队离职创业的意见,以促进科技成果转化。 当年6月,银河水滴成立,成为首批按照脱产创业政策走出所的创业公司,中科院自动化所参股。 作为银河水滴背后的技术支撑力量,谭铁牛院士也参与指导公司发展,王亮研究员为公司提供技术顾问。
除了政策支持,黄永真出来创业的另一个重要原因是“整个人工智能领域也开始快速进入产业化阶段”。 生物识别技术正从实验室进入商业化阶段,并面临快速增长。 预计2023年全球生物识别市场规模将达到250亿美元。
中科院步态识别的研发也使得步态识别技术从实验室环境走向实现户外不受控状态下的步态识别。 识别准确率大幅提升,已逐渐接近商用水平。
黄永珍向黑智解释,最基本的步态识别步骤分为四个部分:人体检测、分割、识别、跟踪。 通过摄像头采集不同物体的步态,通过处理分析提取其步态特征,包括运动检测、运动分割、特征提取等; 并将其处理成与数据库中的步态数据相同的方式; 最后,通过比较来识别和追踪。 其中,快速人形检测和高精度人形分割是最基本的环节,但也是最具挑战性的环节之一。
“在识别之前,必须对目标进行检测、分割,然后进行分类。只有这些问题解决到一定程度,才能解决步态识别的产业化问题。” 黄永振说,“我读博士时的研究方向是目标检测和分割的基础环节。”
目前,在全球范围内,即使是专业的科研机构,通常也只是直接根据少量已粗略划分为人体的步态数据库进行“单人识别”; 至于步态视频数据的商业化机构,只有银河水滴科技一家。
银河水滴科技步态识别流程示意图
千万人中,“两步”精准找到你
X的人脸识别引发了普通用户的一系列猜测:化妆后的脸会影响解锁效果吗? 整形手术呢? 戴口罩、墨镜等怎么样? 双胞胎的同一张脸能被成功识别吗?
没有一种识别方法可以称得上100%准确、绝对安全,但公众感兴趣的始终是在极端假设下,或者在低概率事件下是否会出现问题。 这也是人面对新事物时的心理感受。
步态识别的基础是人运动时的姿势。 由于每个人生理结果和行为习惯的差异,有其独特性,独一无二。 这在理论上是成立的,但也会引发人们更多的想象:如果接受过统一、严格训练的人,是否会保持步态的一致性? 如果你换了衣服或者刻意改变走路姿势,能躲过识别算法吗? 不同的环境、不同的光线可以欺骗人脸识别,那么会不会造成步态识别困难呢?
“步态利用了目标物体的全身特征,包括静态体形和动态行走规律信息。” 黄永振说,“比如人体骨骼、头型、体型、肌肉力量特征、运动神经敏感度、行走姿势等特征因素共同决定了步态识别的准确性。”
与指纹、虹膜等生物识别技术相比,步态识别具有更独特的优势:采集目标大,可远距离采集识别; 而且它是不受控制的。 “指纹必须与采集目标接触;对于虹膜,识别精度一般需要在30厘米以内;人脸识别的距离在5米左右。而步态识别目标只需在50米以内.识别。这使得它在物理空间中的应用范围更大。” 黄永振表示,“其次,步态识别是非受控的识别,不需要识别对象的主动配合和参与。这两方面使其应用场景更广、更灵活。” 因此,即使一个人戴着口罩、背对着普通监控摄像头走到几十米外,步态识别算法也能判断出他的身份。 即使刻意伪装或逃避,也很难欺骗。
此前,跨视角步态识别准确率国际最高水平为65%。 银河水滴团队的技术研发提升至94%。 据黄永振介绍,普通2K摄像机50米外的人实时步态识别,360度视角、交叉佩戴、交叉姿势,准确率可以达到90%以上。 普通2K摄像机100米外,1000平米1000人实现规模实时计数。
银河水滴科技远距离多特征生物特征识别应用场景之一:人群密度测量
在千万人中,“走两步”就能准确找到你,这并不是神话。
要解决各种复杂情况下的步态识别问题,首要因素是足够大的数据库。 目前,银河水滴已经建立了全球最大的户外步态数据库。 据黄永珍介绍,即将公开的数据库包含近100万条视频。 “这个数据库的规模远远超过世界上其他数据库,第二名可能只有我们规模的1%。”
而这种远距离、不受控制的识别技术也将在各种应用场景中开启新的想象。 例如,在公安场景中,在各种监控摄像头拍摄的视频中,搜索视频中的人出现在哪里; 或识别某个视频中某个人的身份。
在安防场景中,步态识别技术可以识别出入企业、园区的人员身份,在进行考勤管理的同时实现安全管理。
在机器人、智能家居、家电等应用场景中,步态识别也能发挥巨大作用。 例如,机器不需要面对人脸来进行身份识别; 但当侧面、背面或非身体进入摄像头时,它可以识别对方的身份并提供交互。 这或许是高级交互的发展趋势之一。
想象一下,主人一进屋,智能空调就能根据你的身份调节温度、送风; 智能冰箱为不同的家庭成员解锁不同的层次,提供食物……这是否也让你对未来的生活充满期待呢?
目前,银河水滴科技也在打造基于深度学习算法的人工智能主导的工业检测平台。 通过建立检测对象的视觉模型,结合人工智能芯片的计算能力,可以对肉眼无法检测到的微小缺陷或微米级缝隙实现毫秒级的实时检测,并且解决依靠人工的效率低、成本高、不稳定的问题。 目前已形成表面检测、装配检测、精密测量、工件定位等工业质量检测环节的完整解决方案,并应用于汽车、手机、纺织面料、木材等生产的检测。 银河水滴表示,工业视觉检测的精度“介于专家和普通人之间”,但检测速度却远胜于人类。
据黄永振介绍,目前银河水滴已与当地公安局合作,为其开发公安系统平台; 并与多家家电厂商合作。 同时,银河水滴的技术也被华为购买。
银河水滴科技为公安系统开发的智能识别平台
银河水滴的团队已经从最初的十几人扩大到50多人,主要是研发人员。 黄永振表示,天使轮融资也主要用于技术研发。 银河水滴目前的主要工作仍然集中在技术和产品打磨上,以满足更多商业场景的需求。
在远距离、不受控制的识别技术方面,银河水滴不仅仅局限于步态识别。 “步态识别还包括面部和头部形状等静态特征。面部甚至虹膜等生物识别技术可以结合起来创建集成的多模态。” 黄永振表示,“或许,我们最乐观的估计是,这将是生物识别的‘终极形态’,表达全身识别的理念。”
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