曾经最没落的识别技术?中国团队转身就搞成了全球领先

摘要: 他们在科研路上行进的脚印,\x0a注定他们将成为技术创新的先行者。

12-11 06:15 首页 超级数学建模

他们在科研路上行进的脚印

注定他们将成为技术创新的先行者


放完假的超模君,回到办公室,苦恼该码一篇什么文章,来给各位模友送上“节后的祝福”。


这么想着,超模君便开始浏览最新的科技报道:


什么鬼!这难道是什么新兴的黑科技吗?!


超模君赶紧查了下资料,发现这项默默无闻的技术竟然与虹膜识别、人脸识别同为三大识别技术。更重要的是,这项前沿技术背后的科研团队来自中国。


厉害了,我的国!


1、什么是“步态识别”技术?为何成为中国式创新


乍一听上去,“步态识别”技术好像是什么特别不得了的技术,但生活中就有“步态识别”的影子。


各位模友们可以留意一下,当你在走动的人群中寻找你的亲朋好友时,你往往不需要看清楚每个人的脸,只需要根据走路的姿势,就可以辨别出你的亲朋好友。近视的模友也可以摘下眼镜试试,尽管你看不清楚对方的脸,但你只要看清对方走路的姿势,同样可以认人。


没错,这就是人脑中的“步态识别”技术


而之前提到的“步态识别”技术,则是将判断识别的主体变成了机器。


通过对同一个人走路姿势的数据收集,形成一个庞大的数据库。当需要识别时,只需要将现场的数据与数据库中的数据进行比对,就能够确定一个人的身份。


相比起前段时间因为iPhone X而受到热议的人脸识别技术“步态识别”技术具有可进行长距离识别、不需要识别目标配合步态难以被伪装这三个优点。


长距离识别,指的是即便识别目标离识别终端(摄像头)有相当距离(比如50米),系统依旧可以对目标进行身份识别。


不需要识别目标配合,指的是可以随时对画面内任何人进行识别,而识别目标并不会知道自己正在被进行识别。


由于医学已经确定,每个人行走的姿势是不相同且难以伪装的,所以一旦建立识别数据库,无论外形如何变化,都不可能“瞒骗”得了步态识别系统。


不知道模友还记不记得《碟中谍5》中有这样一个场景:黑客班吉起初并未把门禁放在眼里,但是当他知道门禁中含有步态识别的时候,只能够求助于阿汤哥从后台破坏数据,才能够顺利进入大厦。

《碟中谍5》中展示的步态识别系统


这么厉害的识别系统,到底和我们中国有什么渊源呢?


2、“0”的开始:前无古人,一无所有


谈到“步态识别”技术的开发,就不得不提到一个人——现模式识别国家重点研究室副主任王亮博士。


2000年,刚从安徽大学硕士毕业的王亮,进入了谭铁牛院士的课题组攻读博士学位。开学后不久,谭院士就让自己的学生选择博士开题的研究方向。

谭铁牛,1964年出生,湖南人,中国科学院院士,英国帝国理工学院博士,英国皇家工程院外籍院士,国际电子电气工程师学会(IEEE)和国际模式识别学会成员。


虽然王亮的兴趣是人脸识别技术,但在老师的建议下,王亮选择了研究视频中人的运动分析,并且很快写出了一篇综述性的论文,发表在国际模式识别期刊上。


在论文发表后不久,谭院士带来了一个消息:美国国防高级研究计划局(DARPA)资助了一项远距离身份识别项目,该项目聚集了来自麻省理工学院、佐治亚理工学院、马里兰大学、南安普顿大学等科研单位参与,重点攻关远距离虹膜、人脸、步态识别研究。谭院士希望,王亮能够选择步态识别来作为他的研究方向。


这下子王亮就犯难了:该选择哪个方向?


一边是自己感兴趣的、且当时已经有相当研究成果的人脸识别技术,一边是老师建议、没有资料却有可能做出大成果的步态识别技术。


王亮的选择是:步态识别技术!既然没有成果,我就自己弄成果出来!

面对一无所有的状况,王亮对自己说的话是:“没有跨视角的步态数据库就自己建;师兄师姐没有可以传授的经验,那就自己钻研。


就这样,王亮十余年的“步态识别”研究之旅,就此启程。


3、“1”的成功:六个“第一”,震惊世界


十余年的奋斗,王亮和他的团队获得的,是六个震惊世界的“第一”


发表了第一篇刊登在国际模式识别期刊上的、有关步态识别研究的文章。


创建了国际上第一个多视角步态识别数据库(CASIA-A)。


出版了第一部步态识别专著。


创立了第一间步态识别公司(银河水滴)。


第一次在模式识别国际大会(ICPR,2017)上举办步态识别讲习班。


培养了中国第一位步态识别博士。


这六个“第一”,从算法、数据库、产业应用三个层面,全方位地打造出步态识别技术这一新兴科技,同时让中国成为了这项技术国际级别的“大腿”。


在算法层面上,王亮提出的基于人体剪影分析的步态识别方法等一系列理论,率先为如何识别运动中的人体、区分不同人体等问题提供了可行的答案,填补了步态识别技术的理论空白。这些理论都被刊登在国际级别的学术期刊上,并被引为经典。


在数据库建设上,面对原本规模小、数量少、多样性少的步态识别数据库,王亮团队倾尽心血,在2001年打造了国际上第一个多视角步态识别数据库(CASIA-A)


在接下来的十余年里,为了满足不同需求,团队陆续打造了CASIA-C(夜间红外步态数据库)、CASIA-D(步态与足印关系分析数据库),以及在2016年刚刚完工的超大规模室外步态数据库CASIA-E,成为了世界第一个完成此工作的技术团队。

CASIA-E是一个跨视角、着装、场景、行走状态的超大规模室外步态识别数据库。

里面包含了1041人在3种不同场景中,在26个视角下变换3种着装的70万余段行走视频。


此外,基于此技术所创建的银河水滴公司已经将步态识别技术部署到安防刑侦第一线。在9月15号CCTV1上播出的大型科技挑战节目《机智过人》中,该公司的步态识别技术团队与国际记忆大师袁梦同台竞技,挑战识别人体和动物。


最终,该公司团队成功在10位身形相同的蒙面“犯罪嫌疑人”,和21只体型相近的金毛犬中,准确识别出给定的人体和金毛犬,击败了国际记忆大师袁梦,技术再一次从人类手中夺取了胜利。

《机智过人》中,识别金毛犬的挑战


可以说,“步态识别”技术是中国少有的,从一开始就处于国际前沿的识别技术。王亮博士和他的技术团队,并没有因为缺少前人的研究经验而裹足不前,而是一步步努力开拓,终于为祖国献上了这一举世瞩目的技术成果。


在构建步态识别算法的初期,面对匮乏的理论成果,王亮的看法是:

现有方法少、资料少、数据少不只是障碍,更是机遇,这恰好可以释放自己的创造力,以更加开阔的思维去解决问题


同样,现在步态识别依旧有许多问题等待去解决,例如:

在人群密集场所,如何在目标身体被遮挡的情况下进行识别?

在着装随季节变化很大的情况下,如何保持高准确度的识别?


这些问题,一如刚开始创造步态识别技术一样,都是没有任何现成答案的问题。

但是超模君相信,只要抱着一颗无所畏惧、勇于开拓的心,所有难题,都将是崭新的机遇。


而像王亮这样的中国科研工作者,他们在科研路上行进的脚印,注定他们将成为技术创新的先行者。



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