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【北京日报】“以步识人”二十年磨一剑

  • 发表日期:2019-04-30 【 【打印】【关闭】
  •   (北京日报记者 骆倩雯) 

      试想一下,迎面走来一个被遮住了面容的人,你能凭走路的姿势认出是谁吗? 

      步态识别技术,让步态识人变成了现实,它可以通过步态迅速找到目标人物并持续锁定。这项在中国研究了近20年的技术,目前已达到世界最先进水平,并通过黄永祯团队一步步“把论文写在大地上”,转化落地,服务社会。 

      一封离岗创业邮件 

      “科研是这个世界上最有意义的工作!”提到科研,36岁的黄永祯双眼放光。从2006年至2016年,黄永祯在大发龙虎大发龙虎研究了11年的人工智能,如今他的身份已经变成了银河水滴科技(北京)有限公司(以下简称“银河水滴”)的创始人兼CEO。 

      从做科研改行开公司,为什么?黄永祯说,人工智能是一个偏技术型的研究,最终的目标、最大的成就,是要把技术应用在国家治理、社会发展和人民生活中。“习近平总书记指出,广大科技工作者要把论文写在祖国的大地上。对我们科研工作者来说,我的理解就是要把科研成果转化应用。” 

      2015年底的一个夜晚,黄永祯把自己认真写好的一封邮件发给他的老师、著名计算机视觉专家谭铁牛院士——“我想创办一家人工智能公司,把科研成果变成产品。” 

      谭铁牛从2000年就开始研究步态识别,他本人也是中国研究步态的第一人。因为难度太大,国外很多做步态研究的团队都中断了研究,但谭铁牛坚持了近20年。 

      2013年,黄永祯正式加入到谭铁牛的步态识别研究中。他说,一个人的步态其实是很有辨识度的,如果是身边熟悉的人,我们通过对方走路的姿势,就可以认出这个人来。那换成陌生人呢?黄永祯和老师谭铁牛都坚信同样可以,沿着这个方向研究,这条路肯定能成功! 

      研究步态识别的时间虽然并不长,但黄永祯就像是为科研而生的。研究的道路困难重重,这条路行不通,就换另外一条,每天都有新的尝试,“对我来说,生命的意义就在于不断探索人类边界。” 

      一语不能践,万卷徒空虚。谭铁牛明白黄永祯义无反顾的决心,对他要创办公司的想法十分支持,很高兴地给黄永祯送上祝福。2016年6月,黄永祯正式向中科院提交了离岗创业申请。 

      恰逢此时,国务院和中科院先后出台了关于鼓励科研人员带着成果去创业的利好政策。天时地利人和,黄永祯更加坚定了信念,“这一切似乎冥冥之中自有安排。” 

      做研究,黄永祯可以说做得顺风顺水,他2015年就成为了中科院大发龙虎入选中科院脑科学与智能技术卓越中心最年轻的骨干;但开公司,他一窍不通,就是一张“白纸”。 

      创业的第一道坎儿,是融资。这是黄永祯从来没有接触过的领域。在第一轮的天使投资中,联想创投交给了黄永祯一份近百页的投资协议。对于技术出身的黄永祯来说,这无异于一部天书,“光是搜索我看不懂的专有名词,就花了好几天的时间,而这些词合成一句话后,很多我还是不太懂。”为了这次谈判,黄永祯请了很多顾问来给自己上课。 

      步态识别技术市场估值达到1.5亿元。因为项目好、技术过硬,第一轮的融资可以说非常顺利。公司刚成立4个月,黄永祯就拿到了联想创投和中科智能基金联合投资的6000万元天使轮融资。“很兴奋,感觉可以大干一场了。” 

      “银河水滴”就这么诞生了。老师谭铁牛和黄永祯的两个研究步态识别的师兄,一同加入,成为公司的技术创始人。 

      步态识别技术迈出了“把论文写在大地上”的第一步。 

      世界最先进的步态技术 

      整个团队近20年的技术积累,让黄永祯信心满满。“可以很自豪地说,步态识别,我们做到了世界第一。” 

      团队的研究成果拥有多个之最,其中包括建成了全世界最大的跨视角、跨场景、跨穿着步态数据库。他们分别采集了1000多个人的视频,通过变换场景、视角、穿着等要素,每个人的视频量达到近千个,采集的视频总量达到100万段,为步态识别形成了强大的数据支撑。 

      整个技术团队还拥有很多个第一:在人工智能领域最权威期刊上发表了第一篇关于步态识别研究的论文;撰写了全球首部步态识别专著;研发了全世界精度最高的步态识别技术,精确度高达94%并开始商业化应用;培养了中国首个步态识别博士…… 

      步态识别,顾名思义就是从走路的姿态来识别一个人。这是主要基于人的走路姿态进行身份识别的一种生物识别技术,重点就是从相似的行走行为中寻找和提取个体之间的变化特征。 

      这项技术的可行性来源于人类行走姿态的不同。英国南安普敦大学电子与计算机系的马克·尼克松教授的研究显示,人人都有截然不同的走路姿势,因为人们在肌肉的力量、肌腱和骨骼长度、骨骼密度、视觉的灵敏程度、协调能力、体重、重心、肌肉或骨骼受损的程度、生理条件,以及个人走路的“风格”上都存在细微差异。 

      步态识别分为人形检测、人形分割、身份识别、人形跟踪四个部分。人形检测,是指让计算机程序能够在视频信息中检测并识别出人;人形分割,是指让计算机程序自动将检测到的人从视频信息中单独提取出来;身份识别,就是从提取的人形中通过步态来进行识别、比对出目标;人形跟踪,则是在识别出目标人形后对其进行锁定跟踪。 

      大家比较熟悉的识别有人脸识别、虹膜识别、指纹识别等,这些识别都需要目标对象的主动配合,而且对距离的要求很高。比如虹膜识别,需要目标在30厘米以内;人脸识别,需要目标在5米以内;而步态识别的目标只要在50米以内,就可以被识别出来。 

      也就是说,步态识别不需要目标人物的主动配合与参与,步态是远距离、非受控场景下唯一可清晰成像的生物特征。即便一个人在几十米外戴着面具、背对普通监控摄像头随意走动,步态识别算法也可以对他的身份进行判断。 

      近年来,人工智能受到越来越高的关注,步态识别技术也逐渐走入大众视野。连续两年,黄永祯带着他的技术团队,登上了中央电视台的人工智能现象级节目《机智过人》。 

      在第一季节目中,一名戴着鸭舌帽的“嫌疑人”成为了目标人物,当他走过监控摄像头后,就被步态识别技术录入了。后来当他和其他几人一同上台时,根据他之前的步态记录,一下就被“认”了出来。 

      第二季节目的识别难度更高,要从四胞胎中找出“嫌疑人”。四胞胎除了一人体型略胖外,其他三人的身高、体型都差不太多。在节目中,四人一起跳了一段舞蹈,在舞动的间隙,步态就这么被录入了。也就是通过这段记录,最后很准确地从四胞胎中找出了“嫌疑人”,现场的评委们都对这个技术啧啧称奇。 

      2018年10月26日,黄永祯的梦想有了雏形:全球首款步态识别商用产品——银河水滴步态检索智能一体机“水滴神鉴”正式发布。这是一款集算法、软件和硬件为一体的便携式安防专用设备,以人的步态特征作为注册对象,通过步态识别技术可以在海量视频中快速进行人物检索和身份识别、快速实现目标人物查找。 

      步态识别技术的研究成果,就此真正转化成了产品! 

        服务“顶天立地”的需求 

      有了全球最先进的步态识别技术,加上首款步态识别产品,黄永祯开始琢磨选取什么样的应用领域:公安刑侦、国家反恐、企业安防、石油核电、智能家居、机器人……“很关键的一点,要有一个很大的需求和市场。” 

      科研工作者出身的黄永祯,一直有一个情怀,就是希望研究成果能应用到国家重大需求中。 

      他一直记得中科院导师的教导:做事情要顶天立地。顶天,就是这个行业的国际发展最前沿;立地,就是要符合国家重大需求。 

      慢慢地黄永祯发现,在公安刑侦、国家反恐领域,步态识别技术都可以发挥巨大的作用,“刑侦是保护个人安全,反恐是保护国家安全,其实不光是中国,全世界都有这样的需求。” 

      “顶天立地”——为了做最先进和符合国家重大需求的应用,黄永祯决定瞄准刑侦和反恐领域。 

      黄永祯想到了10多年前轰动全国的周克华杀人案,凶手从重庆到长沙,再到南京后又回重庆,一路作案,枪杀了很多人。此人还具有一定的反侦查意识,经常戴着一顶鸭舌帽作案,逃避监控视线。 

      “如果当时用上步态识别技术,周克华根本跑不了这么远,通过作案现场的步态特征一比对,应该早就被拿下了。”黄永祯说,若当时就有这个技术,长沙根本不需要上千名警察来盯着视频,一帧一帧地寻找周克华的下落。 

      黄永祯做过调查,我国在公共安全领域有超过千万数量的监控摄像机,每个摄像机的成本在5万元左右,也有超过10万元的。 

      “单纯靠人盯,肯定是盯不过来的,耗时又费力。步态识别技术,可以对这些海量的视频进行识别和分析,并将它们有效地利用起来。”步态识别可以快速锁定目标人员,加快案件侦破速度,大大减少人工搜索视频的劳动。 

      目前,步态识别技术已经走进了北京、上海等多个城市,逐步应用于多个行业,也推动了行业的智能升级。石油企业开始引入步态识别技术完善防控网络,防范非法闯入者对油田安全的威胁和对油田经济利益的损害;在智能家居领域,步态识别可很好地区分用户属性,不仅能替代遥控器等传统操作工具,还可以让家电感知更加智能化,服务更加个性化。智能家居领域应该是步态识别更生活化的领域,与普通人的生活息息相关。就拿空调举例,如果用上了步态识别技术,家庭成员把自己的步态录入到空调内嵌的摄像机后,空调就能认识每个人了。如果家庭成员中有老人或者孩子,当这类人群靠近的时候,空调第一时间会识别出来,调高出风口,同时温度也会适当升高。 

      “目前已经有空调厂商跟我们谈合作,希望把步态识别技术应用到产品上。”黄永祯说,让步态识别技术走进人们的生活,这也是他觉得特别自豪的事。 

      未来,步态识别技术还有可能应用到医疗领域,提升精准医疗水平。若一个人的腿摔了,通过步态识别,可以随时关注腿恢复的程度。还可以通过大数据,对有骨质疏松征兆的老年人进行重点关注,让他们提前做好应对。 

      不过,黄永祯最关心的还是刑侦和反恐领域步态识别技术的应用。黄永祯说,北京、上海和重庆警方已经进行了步态识别技术测试,“我们目前正与警方合作开展刑事调查,比如追踪逃离现场的嫌疑人。” 

      黄永祯说:“我们在等待用步态识别技术抓到犯罪嫌疑人的那一天,那将是一个划时代的事件,也是步态识别技术在创新路上迈出的一大步。” 

      项目简介 

      由大发龙虎研究所和银河水滴科技(北京)有限公司完成的“远距离步态识别系统研究与应用”项目获2018年度北京科技奖二等奖。 

      该成果系统研究了步态识别的计算理论和技术方法,形成了全球最高精度的跨视角步态识别技术和最大视频容量的步态数据库,并在北京转化落地,孵化了全球第一家步态识别商业化公司——银河水滴科技(北京)有限公司,还与三星、华为、腾讯等公司合作,推动了人工智能在泛安防智能家居、智能驾驶等领域的应用。 

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