将跨视角识别精度提至94%,银河水滴科技用步态识别技术实现远距离身份识别

【猎云网(微信:ilieyun)北京】9月28日报道(文/吕梦)

提到“生物识别技术”,人们首先联想到的是面部、指纹、虹膜识别等,因为这些特征对每个人来说都是独一无二的,所以这类“活体密码”在安全性上也会高出许多。

然而,上述几类生物识别技术都需要在相对近距离的范围内才能完成识别,例如人脸,当视频采集设备与待识别目标距离较远时,人脸模糊不清,系统无法识别,指纹、虹膜就更无法采集。

面对这种局限,步态识别以难隐藏性、非接触性非侵入性等特点从众多可选方案中脱颖而出,成为生物识别领域的一匹“黑马”。

《碟中谍5》中惊鸿一瞥的步态识别技术,究其神在哪里?

电影《碟中谍5》中,黑客班吉起初并未把门禁放在眼里,当他得知必须经过“步态识别系统”的监测时,最后只能依靠阿汤哥扮演的伊森·亨特通过潜水强行入侵后台数据才得以攻破。

这套让剧中情报机构都无法正面抗衡的“步态识别”,究竟有哪些神奇之处?

顾名思义,步态也就是人走路的姿态,它由每个时刻身体各部位的相对运动组成。与其他识别技术相比,步态识别技术的优势主要体现在:

一方面,从医学角度来看,不同的腿骨长度、肌肉强度、重心高度以及运动神经灵敏度,决定了步态的唯一性和稳定性,因而短时间内很难被他人模仿。

另一方面,对距离要求不高,即时距离较远,人走路的姿态也清晰可见。一般来说,基于1080p的摄像头,有效识别距离可达50米,识别速度在200ms以内;如果分辨率达到 4K 的高清配置,有效识别距离可扩展至 100 米。

此外,步态特征无需识别者特意配合就能进行采集

事实上,真正利用步态信息进行身份识别却是近些年才发展起来的,其中,凭借在步态识别方面17年的技术积累,来自北京的初创团队银河水滴科技(Watrix Technology)已经开始了步态识别在商业领域的应用。

谈到为什么选择步态识别作为创业的方向,银河水滴科技创始人&CEO黄永祯告诉猎云网(微信:ilieyun),主要是基于技术突破和市场前景来考虑的。

技术上,步态识别对技术的综合性要求较高,需要解决许多底层技术,从人形检测、分割、跟踪到识别,每一个环节都离不开大量数据的积累——对模型精度、速度以及训练样本的分割标注精度都提出了很高的要求。

一旦技术成熟后,则可广泛用于机场、车站、海关出入口等嫌疑人员的排查、为公安部门提供远距离、非受控环境下的视频监控。

跨视角识别精度94%,步态数据库超过第二大数据库100倍

2011年从中科院自动化所研究院博士毕业后,黄永祯便留在中科院师参与科研工作。期间,他曾发表60多篇论文,申请/授权国内外专利30多项,并荣获10多项国内外计算机视觉竞赛冠亚军的荣誉。

尽管殊荣不断,但科研道路并非一帆风顺,“最困难的时候,大概06、07年,我们课题组只有两个人在研究这个方向”,黄永祯说道,与此同时,许多技术环节也始终无法突破,比如跨视角步态识别的精度等。即便如此,数据积累仍在进一步积累和增长中。

如今,在研究团队的努力下,银河水滴科技已经将跨视角识别精度从之前国际最高水平的65%,提高到94%,并经过了计算机视觉、模式识别等领域的高水准国际期刊TPAMI的认可,且该项技术已达到了商业化要求。


黄永祯告诉猎云网(微信:ilieyun),以前做步态识别,都是把人完整地分割开来,也就是说需要采集一个完整周期的生物体的步态图像。但这样一来,一旦部分姿态缺失,就会导致采集不完整,影响识别精度。银河水滴则基于视频采集,无需完整周期的步态即可进行对生物体步态进行身份识别。

此外,在数据积累方面,水滴科技也具有明显的优势。

据黄永祯介绍,中科院自动化所的CASIA步态数据库有三个数据数据集,即Dataset A(小规模库), Dataset B(多视角库)和Dataset C(红外库)。其中,Dataset B是一个大规模、多视角的步态库,世界知名,而银河水滴的步态数据库则已经超过Dataset B近100倍,命名为“CASIA—E”。


这也使得其步态识别的精确度大大提高。在CCTV1大型科技挑战节目《机智过人》(第三期)中,水滴科技的步态识别技术通过与记忆大师袁梦PK,现场成功识别了10个身高体型相似的“嫌疑犯”、21只体型毛色相似的金毛犬、以及金毛犬剪影,最终获得胜利。

有产业价值的科研首先要解决实际需求

先进的科研成果如何转化成商业价值?黄永祯认为,有产业价值的科研首先要解决生活中的实际需求,形成完整的产品或服务,使它能够发挥实际用处,“步态识别有非常大的潜能去开发各种各样的市场,但前期是要把产品体验打磨好”。

目前,在商业化应用方面,水滴科技目前已经基于产品雏形,面向安防、机器人和家电等领域进行推广,寻找更多适合步态识别应用的客户。

前期,团队主要To B为主,为普通客户提供软硬件一体的模组,而对于公安部门则会提供软件平台。

值得关注的是,在当下火热的智能家居这部分,步态识别技术的引入,可以对现有人脸、语音识别等人机交互方式进行补充,通过检测主人步态特征来进行身份识别,也是高级交互的第一步。

现如今,水滴科技有接近40人的团队规模,团队技术成员大都来自中科院、清华、北大等科研机构。正是这群对科技有浓厚兴趣的极客们决定给团队取名为“银河水滴(Watrix)”。

黄永祯说,团队成员很多都是《三体》的粉丝,“水滴”的灵感就来源于此。

《三体》中,“水滴”是一种无坚不摧的宇宙探测器,取名“水滴”既是对小说致敬,同时也寓意步态识别技术领域,经过长达近20年的坚持,最终“水滴”石穿的艰辛历程。

2016年10月,银河水滴科技获得联想创投和中科智能的6000万天使轮融资。

在联想集团高级副总裁、联想创投集团总裁贺志强看来,步态识别技术具有广阔的应用场景,比如安防反恐、智能家居等,其工业视觉技术,还可应用于企业产品检验、检测方面。

联想创投看中的正是银河水滴科技步态识别技术的积累、并能将技术快速产品化且符合市场应用的需求。除了将为银河水滴科技提供全价值链的战略支持外,“银河水滴科技也将和联想多种智能设备进行深度合作”,贺志强表示。

据悉,2017年底,团队也将开启新一轮融资计划。

碾压世界第二30%,让阿汤哥颤抖的世界顶尖技术来自这家中国公司|新芽

新芽NewSeed Mia.Li 2017-09-21 13:26 
步态识别可以根据人身形、姿态、步伐进行远距离身份识别,它的应用可从电影《碟中谍5》中的黑科技窥得一斑:阿汤哥一行人虽然戴上了面具,但还是未能逃脱安保系统的最后一道屏障——步态识别的检测。

如果没有2016年初的事情,黄永祯现在可能还坐在中科院自动化所的实验室里。

“鼓励科研机构转移转化科技成果”,成为黄永祯身份转换的起点,他的title也从博士变成了银河水滴科技的CEO。

不变的依旧是做步态识别领域的研究,但更大的挑战来自于其所不擅长的企业管理。跳出舒适区的黄永祯,在企业第一次融资时,就绊了个趔趄。因为投融资方面法律知识不足,和投资方一连耗了几个月,黄永祯坦言差点“要崩溃”。

不过,凭借快速的学习能力和抗压能力,最终黄永祯还是熬了过来。从2016年6月公司成立,到拿到中科智能基金和联想创投共同出资的6000万元天使轮投资,时间仅过去了四个月。

银河水滴科技CEO黄永祯

科幻走向现实

一副黑框眼镜,白净的衬衫,时刻挂在嘴角礼貌性的微笑,乍看起来,黄永祯比实际年龄要年轻很多,也全然不像传说中不修边幅的“技术宅”。一旦交谈起来,你会发现,在他身上,理工男的特质显而易见:思维严谨,逻辑清晰。

在市场推广的过程中,黄永祯就曾“吃过长相的亏”。因为看起来太年轻,许多人一见面就将黄打发走了。然而,类似“在哪派来的毛头小伙子”这样的嘲讽,并没有让黄永祯打退堂鼓,第二天依旧厚着脸皮敲门,最终黄永祯还是“用实力征服了他们”。

黄永祯确实履历闪闪。

2006年,黄进入中科院自动化所攻读博士。2011年毕业后,留所做助理研究员,两年后,快速晋升为副研究员。在此期间,黄永祯曾获得北京市科技新星,取得近10项国内外计算机视觉竞赛冠亚军,入选中科院青促会,在模式识别与计算机视觉领域申请/授权30项核心专利。

决定创业之时,黄永祯所在的团队,在步态识别领域已经潜心研究了16年;而黄永祯本人,在计算机视觉这个领域,也已经有了10年的积累。

相较于指纹识别、面部识别等技术,步态识别可以根据人身形、姿态、步伐进行远距离身份识别。它的应用可从电影《碟中谍5》中的黑科技窥得一斑:阿汤哥一行人虽然戴上了面具,但还是未能逃脱安保系统的最后一道屏障——步态识别的检测。

《碟中谍5》中的步态识别系统

电影中的黑科技往往超前数十年,而决心将科幻变为现实,还要从黄永祯参加的一个竞赛说起。

2013年,百度举办了一场竞赛。黄永祯团队提交了一段人形分割的代码,拿下百度悬赏的20万奖金。

这一战之后,很多企业找上门来,要跟中科院自动化所合作,随之而来的是“不菲”的收入。身浸其中的黄永祯自然感知到了市场在悄然升温,内心亦是蠢蠢欲动。2015年,黄永祯开始着手研究人工智能的产业化运作。

2016年初,随着“鼓励科研机构转移转化科技成果”政策的出台,所里鼓励科研人员离岗创业,黄永祯第一批报了名,用他的话来讲,“这个政策像是为我量身定做的”。6月,银河水滴科技(北京)有限公司正式注册成立。

业务版图初现

“实际上,叫‘步态识别’会让人产生歧义。”黄永祯参加央视播出的智能科技类节目《机智过人》时说道。

步态识别并不是简单的根据走路姿态进行身份识别,还包括人的体态特征。具体来说,不同的体型、头型、肌肉力量特点、运动神经灵敏度等特征共同决定了步态特征的唯一性。所以,步态识别技术更像是“全身识别”。

由于采集点够多,难以伪装,步态识别更为精准。即使目标人物的穿着发生变化,拍摄角度变化,对识别精度均不会产生有效影响。而其他的生物识别技术,如人脸识别、虹膜识别、指纹识别,都需要识别对象的主动配合,而且对识别的范围也有要求。通常,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,即可识别。

很多人会有疑问,如果识别对象变胖、变瘦或者受伤,识别结果不就会受到影响么?这就依赖于庞大的数据库了。

据了解,银河水滴团队建造世界上最大的户外步态数据库。仅据全世界公开的数据资料显示,银河水滴团队建造的数据库包含近100万段视频,而第二名的数据仅为1万多。“而我们未公开的数据库可能是这个规模(近100万段视频)的100倍”黄永祯告诉新芽NewSeed(ID:pelink)。

基于庞大的数据库和多年的技术积累,黄永祯团队对深度学习算法进行了改进。2017年,黄永祯等人关于跨视角步态识别的综合性研究报告,发表在世界顶级期刊IEEE TPAMI上(注:发表在该期刊的文章需要经过国际专家的严格审查,其地位相当于人工智能领域的sciences/nature),研究报告显示,在相同的视图条件下,银河水滴的识别精度提升到了94%,相比已知的世界第二精度高出了30%。

因远距离、大范围、非配合的技术特点,决定了步态识别技术可以广泛应用在安防反恐、智能家居、机器人等多个领域。

基于核心技术步态识别打造的远距离身份识别系统,银河水滴已与多家省市的公安厅、局洽谈合作事宜,其中一家已经落地使用;基于非受控识别技术,银河水滴已为多家机器人厂商提供了模组,可广泛应用在智能化家电上,目前正处于测试阶段。

银河水滴科技为公安系统开发的智能识别平台

工业检测平台则是银河水滴业务版图上的另一块拼图。

通过对检测对象建立精准的视觉模型,结合人工智能芯片超强的计算能力,对于肉眼无法检测到的微小瑕疵或微米级差距,进行实时检测,解决依靠人工有效率低、成本高、不稳定的问题。

黄永祯表示,银河水滴会选择一两个属于蓝海市场的细分领域深挖下去,只有这样,才有潜力发展成一个超级大市场。

按这个逻辑,黄永祯推导出一套蓝海市场的判断标准:“一、首先可以提高效率;二,技术能够发挥核心优势,建立技术壁垒;三、早期的客户关系一定是可控的;四、产品能够深入进去;五、形成行业标准是最好的。具体行业我们现在基本已经找到了,但可能暂时要保密一段时间。”

银河水滴科技工业检测平台应用场景之一

迎来高光时刻

寻求资本的关注,是初创团队加速奔跑的常规做法。行程一路平稳的水滴科技,在融资时却走得有点颠簸。

虽然仅见了三家投资机构,前两家就立即敲定了融资,但面对投资方递过来的近100页文件,对于之前在所里很少接触商业上的法律知识的黄永祯来说,“确实是一个大挑战”。

“当时跟联想创投的律师团队谈了几个月,谈得很崩溃。光是把里面的法律术语全部看懂,可能几天时间就耗完了。只能通过和顾问讨论、请教专家,快速把自身的短板补齐。当时就是咬着牙坚持,总归是要自己弄明白,不可能不明不白就把字签了”黄永祯坦言。

生性抗压能力强的黄永祯终于迎来高光时刻,2016年10月,银河水滴成功拿到中科智能基金和联想创投共同出资的6000万元天使轮投资。“创业之前没想到会这么快拿到这么多融资。”黄永祯感慨到,“这段经历也提醒我,在创业过程中会不断碰到这样的知识短板,需要快速的学习能力。做好这个准备,不懂就学。”

作为投资方,联想创投集团总裁贺志强对银河水滴的技术给予了高度评价,同时贺志强表示,银河水滴科技将和联想多种智能设备深度合作,联想创投也将为银河水滴科技提供全价值链条的战略支持。

9月15日晚,CCTV-1播出的《机智过人》,银河水滴团队的步态识别技术与《最强大脑》记忆大师袁梦PK,识别21只体型毛色相似的金毛犬。由于银河水滴的数据库只录入过8只狗的识别数据,所以要识别21只金毛犬,挑战并不轻松。但最终银河水滴经受住了考验,根据前期积累的分析“人”的能力和经验,机器的迁移学习能力成功举一反三。

《机智过人》:步态识别对战记忆大师,识别金毛犬

截止目前,银河水滴团队已达40人,约50%的技术成员为中科院博士,80%以上曾工作或毕业于中科院、清华、北大等科研院所和高校。

对于银河水滴的未来规划,科研出身的黄永祯保持严谨态度,“一方面,还是要加强研发力量,不断开创和创新;另一方面,在市场上会找到一个细分行业深挖下去。”

另外,黄永祯向新芽NewSeed透露,“虽然余粮充足,但据投资方建议,目前市场环境很好,企业需要快速增长。2017年底将启动Pre-A 轮融资,此次融资会优先考虑与产业相关,具有国际背景的投资机构合作。”

《财富》评选的2017中国40位40岁以下的商业精英,黄永祯位列其中。背靠前沿的技术、强大的团队,现年34岁的黄永祯多了份从容。

从科研工作者到创业者的转变,需要考虑的事情更多,涉及的事情也更复杂,运营、管理和市场化需求都不能疏忽,“但我觉得这既是一个挑战,也是机遇,这也是人生过得更充实的一种方式。”

原文链接:http://news.newseed.cn/p/1337383

银河水滴CEO黄永祯荣膺《财富》 “40位40岁以下的商界精英”

9月19日晚,《财富》(中文版)揭晓“2017年40位40岁以下的商界精英”榜单。步态识别领导者——银河水滴科技创始人兼CEO黄永祯,与今日头条创始人张一鸣、滴滴出行创始人程维、美团点评CEO王兴、摩拜单车创始人胡玮炜、大疆创新创始人王滔、知乎创始人周源等新生代知名企业家一同上榜。

《财富》(中文版)认为,今年的40位40岁以下的商界精英中,“更多年轻人正在以前所未有的速度赶超他们的前辈,也正是由于这些年轻人的存在,才让商业世界变得更加多元与精彩。”

银河水滴科技创始人兼CEO黄永祯(34岁)

银河水滴科技创始人兼CEO黄永祯博士,毕业于中科院自动化所模式识别国家重点实验室,留所两年后快速晋升为副研究员,曾获得北京市科技新星,获得近10项国内外计算机视觉竞赛冠亚军,入选中科院青促会,在模式识别与计算机视觉领域申请/授权30项核心专利。黄永祯同时担任中国图像与图形学会视觉检测专家委员会(筹)副主任、中国计算机学会计算机视觉专家委员会委员、中国人工智能学会模式识别专家委员会委员。

2016年黄永祯创办银河水滴科技。银河水滴科技,专注于步态识别、工业视觉等人工智能核心技术,2016年由中科院自动化所孵化。团队在步态识别领域已有17年积累,培养了中国第一个步态识别博士、撰写了国际第一部步态识别专著,在步态数据和算法方面处于世界领先的地位:拥有世界上最大的户外步态数据库(超过第二大数据库近100倍);拥有世界上最先进的步态识别技术(在多个数据库上大幅刷新最高水平)。团队曾多次获得PASCAL VOC竞赛、人形图像分割大赛、国际低功耗图像识别竞赛等的冠军。基于步态识别,银河水滴科技已能很好地完成远距离非受控模式识别;未来还将整合多模识别,实现终极生物特征识别(全身识别)。目前,银河水滴科技已在安防、机器人、智能家居等领域拥有数十家合作机构。

附:完整榜单 

张一鸣 34岁 字节跳动 创始人兼首席执行官
程维 34岁 滴滴出行 创始人
王兴 38岁 美团点评 首席执行官
齐笑 35岁 当红齐天 创始人兼首席执行官
胡玮炜 35岁 摩拜单车 创始人
汪滔 37岁 大疆创新 创始人
傅盛 39岁 猎豹移动 创始人兼首席执行官
周源 37岁 知乎 创始人兼首席执行官
张康阳 26岁 国际米兰 足球俱乐部董事
程光煜 36岁 碧桂园集团 副总裁兼营销中心总经理
严昊 31岁 太平洋建设集团 董事局主席
张旭豪 32岁 饿了么 创始人兼首席执行官
戴威 26岁 ofo共享单车 创始人
陈大年 39岁 连尚网络 创始人兼首席执行官
宿华 34岁 快手 创始人兼首席执行官
郝景芳 33岁 童行星球教育科技有限公司 创始人、科幻作家
印奇 30岁 旷视科技 创始人兼首席执行官
徐立 36岁 商汤科技 联合创始人兼首席执行官
祁国晟 33岁 国双科技 创始人兼首席执行官
毛圣博 34岁 熊猫资本 合伙人
吴欣鸿 36岁 美图公司 创始人兼首席执行官
许式伟 39岁 七牛云 创始人
张晖 39岁 运满满 创始人
仇俊 39岁 茄子快传 首席执行官
王国彬 35岁 土巴兔 创始人
钟波 37岁 极米科技 创始人兼首席执行官
黄永祯 34岁 银河水滴科技 创始人兼首席执行官
高扬 37岁 贝瑞和康 创始人兼首席执行官
桂震宇 36岁 南京米漫文化传媒 创始人
曲先洋 34岁 好租 创始人兼首席执行官
陈方毅 31岁 美柚 创始人兼首席执行官
顾嘉唯 31岁 物灵科技 联合创始人
郭亮 34岁 四川傲势科技 创始人兼首席执行官
徐正 36岁 每日优鲜 创始人兼首席执行官
戴文渊 34岁 第四范式 创始人兼首席执行官
戴琨 34岁 优信集团 创始人兼首席执行官
巫天华 33岁 老虎证券 创始人
张凯磊 33岁 学霸君 创始人兼首席执行官
陈敏 36岁 途虎养车网 创始人兼首席执行官
李海燕 35岁 浙江执御信息技术有限公司 创始人

财富榜单:http://www.fortunechina.com/rankings/c/2017-09/18/content_291677.htm

i黑马:“碟中谍”成为现实:刷脸解锁算什么,现在“走两步”就能识别身份了

原载:i黑马网 记者:杨洁

碟中谍5里阿汤哥他们面对的终极黑科技成为了现实……

iPhone X带来的面部识别“看一眼”解锁的热潮还没过去,“走两步”识别身份就来了。

9月15日,央视一套的科技节目《机智过人》中,这样一项技术接受了姚期智(图灵奖得主)、撒贝宁、江一燕、徐颖等组成的嘉宾团现场鉴定,并与《最强大脑》记忆大师袁梦PK:通过步态识别10个身高体型相似的“嫌疑犯”、21只体型毛色相似的金毛犬,以及金毛犬剪影,最终,机器再度胜过人类。

《机智过人》节目中,银河水滴科技成功通过步态识别现场“嫌疑人”

出现在《机智过人》中的,就是来自国内创业公司银河水滴的步态识别技术,可以通过人们走路的姿态进行身份识别。相对于人脸识别和指纹、虹膜等生物识别技术,步态是唯一可以在远距离的复杂场景下清晰成像的生物特征。也即是说,即使非正面、戴着面具、遮挡面部,在普通摄像头下,步态识别的算法也能判断出对面人的身份。

也许你还记得《碟中谍5》中,阿汤哥他们面对的终极挑战:破解指纹解锁、三重屋里旋转密码锁之后,最终他们在步态识别锁面前,功亏一篑。步态识别的技术优势从中可见一斑。而一旦启动商业化,步态识别,将为我们的未来,打开更具想象力的大门。

《碟中谍5》中的步态识别系统

2016年成立的银河水滴正在做的,就是推动步态识别技术的商用,目前正准备应用于安防、公安、智能家居、机器人等场景。目前,银河水滴已经完成6000万元的天使轮融资,由联想创投和中科智能联合投资。

步态识别技术商用“独一份儿”
在央视选择《机智过人》的对象时,银河水滴,是最早确认下来的两家参与项目之一。同时,它也是中科院推送的项目中唯一被选择留用的。
这是因为,识别人行走的“姿态”,听起来容易理解,看起来简单,实际上,要想准确识别这种人类复杂的行为特征,具有极高的难度。这是一种很难稳定提取特征的识别技术,技术门槛很高,在世界范围内,能够商用的步态识别系统,也是凤毛麟角。
而在国内,能够实现步态识别技术商用的,银河水滴是“独一份儿”。

《机智过人》:步态识别对战记忆大师,识别金毛犬

《机智过人》加大难度:银河水滴科技成功靠步态识别狗的剪影

在我国,中科院谭铁牛院士是步态识别研究方向的开创者,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的第一个博士。而银河水滴,就是立足于中科院17年的技术积累。

银河水滴创始人黄永祯2006年本科毕业于华中科技大学,2011年在中科院自动化研究所获得博士学位,此后便留在中科院参与科研工作,担任自动化所智能感知与计算研究中心副研究员。在博士期间,黄永祯的主要研究领域是图像的目标分类和检测,并在之后,在谭铁牛院士的指导下,和王亮等一起,继续推进步态识别技术的研究。

银河水滴科技创始人兼CEO黄永祯

2016年,中科院自动化所出台了关于技术团队离岗创业的意见,以推动科技成果转化。当年6月,银河水滴成立,成为研究所按离岗创业政策走出来的首批创业公司,中科院自动化所参股。

除了政策支持外,推动黄永祯出来创业的另外一个重要原因是,“整个人工智能领域也开始快速进入产业化阶段”。而生物识别技术,正在从实验室迈入商业化阶段,并面临迅速增长。据预测,全球生物识别市场在 2020 年将达 250 亿美元。

而中科院步态识别的研发,也使得步态识别技术从实验室内环境到实现室外非受控状态下的步态识别,识别精度得到了极大提高,开始逐渐接近商用水平。

黄永祯向黑智解释,最基本的步态识别步分为人形检测、分割、识别、跟踪四个部分。通过摄像机采集不同对象的步态,通过处理分析,包括对步态运动进行运动检测、运动分割、特征提取等,提取其步态特征;并将其与数据库中的步态数据处理成同样模式;最终通过比对进行识别并跟踪。其中,快速人形检测和高精度人形分割是最基础的环节,却又是最具挑战的环节之一。

“识别之前,首先要对目标进行检测、分割,然后分类,这些问题的解决达到一定程度才能解决步态识别产业化的问题。”黄永祯说,“我在读博时的研究方向就是目标检测分割这个基础环节。”

目前,全球范围,就连专业的科研机构,通常也只是基于粗略分割好人形的少量步态数据库直接进行“单人识别”;能完全做好步态识别这四个环节并拥有百万规模海量步态视频数据的商业机构,目前只有银河水滴科技一家公司。

银河水滴科技步态识别过程示意图

万人中“走两步”准确找到你

iPhone X的人脸识别引发了普通用户的一系列猜测:化妆后的脸是否会影响解锁效果?整容呢?戴上面具、墨镜等呢?双胞胎一模一样的面孔,又是否会识别成功呢?

没有任何一种识别方式可以称得上是百分百准确以及绝对安全,但是大众感兴趣的,永远是在极端假设下,或者在小概率事件下,是否会出现问题。这也是人在面对新鲜事物时的心理感受。

步态识别立足于的基础,就是人在运动下的姿态,由于每个人生理结果差异和行为习惯,都有自己的独特性、是唯一的。这在理论上是成立的,但是同样,它也会引发人们更多的遐想:假如受过统一严格训练的人,是否会保持步态的一致性?如果更换了服装、刻意改变了行走姿势,是否能够瞒过识别算法?不同的环境、不同的光线,能够骗过人脸识别,那么是否又会造成步态上的难以识别?

“步态采用的是目标对象的全身特征,包括静态的体型,以及动态的行走规律的信息。”黄永祯说,“比如人类的骨骼、头型、身型体态,以及肌肉力量特点、运动神经灵敏度、走路姿态等特征因素,共同决定了步态识别的准确度。”

比起指纹、虹膜等生物识别技术,步态识别有着更加独特的优势:采集目标大,可以远距离采集和识别;以及具有非受控性。“指纹必须要接触到目标才能采集;虹膜的话,一般需要在30厘米以内才会识别精度较高;人脸识别的距离大约是5米左右。而步态识别目标只要在50米以内,即可识别。这使得它在物理空间的适用范围会大很多。”黄永祯表示,“其次,步态识别是非受控识别,不需要识别对象主动配合与参与。这两方面,都使得它的应用场景会更加灵活。”因此,即便一个人在几十米外带面具背对普通监控摄像头随意走动,步态识别算法也可对其进行身份判断。即使特意伪装或躲避,也很难做到欺骗。

之前,跨视角步态识别精度国际最高水平是65%。银河水滴团队的技术研发,提高到94%。据黄永祯介绍,普通2K摄像机50米外人群实时步态识别,360度视角,跨穿着、跨姿态,可实现90%以上的准确率;此外,银河水滴技术还能完成超大范围人群密度测算,对普通2K摄像机100米外、1000平方米1000人实现规模实时计数。

银河水滴科技远距离多特征生物识别应用场景之一:人群密度测算

在万人之中,“走两步”,可以准确找到你,并非神话。

能解决各种复杂情况下的步态识别问题,首要的具备因素,是一个足够庞大的数据库。目前,银河水滴已建立了世界上最大的室外步态数据库,据黄永祯透露,在准备公开的数据库中,包含了近100万段视频。“这个数据库规模远超过国际上其他数据库,第二名可能只有我们1%的规模。”
而这种远距离、非受控的身份识别技术,也将在各种应用场景中,开拓新的想象。例如,在公安场景下,在各种监控摄像头拍摄的视频中,搜索视频里的人都在哪里出现;或者识别某段视频中的某个人的身份。

在安防场景下,步态识别技术可以对出入公司、园区的人员身份进行识别,进行考勤管理的同时实现安全管理。

在机器人和智能化家居、家电的应用场景中,步态识别同样可以发挥巨大作用。例如,机器不需要正对人面部才能进行身份识别;而是当侧面、背面、非全身进入摄像头时,均能识别出对方身份并提供交互,而这,可能就是高级交互的发展趋势之一。

想象一下,当主人一进入家门,智能空调即能根据你的身份调温送风;智能冰箱为不同的家庭成员解锁不同分层提供食品……这是否也会让你对未来生活充满期待?

目前,银河水滴科技也正在基于深度学习的算法,打造人工智能主导的工业检测平台。通过对检测对象建立视觉模型,结合人工智能芯片的计算能力,对于肉眼无法检测到的微小瑕疵或微米级差距,实现毫秒级的实时检测,解决依靠人工有效率低、成本高、不稳定的问题。目前已形成针对表面检测、装配件检测、精准测量、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、纺织布料、木材等生产的检测中。银河水滴方面表示,工业视觉检测的准确率“介于专家和普通人之间”,但是检测速度远远胜于人类。

据黄永祯透露,目前,银河水滴已经和某地公安局合作,为其开发公安系统平台;以及和多家家电厂商实现了合作。同时,银河水滴的技术也已经被华为采购。

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充到现在的超过50人,以研发人员为主。黄永祯表示,天使轮融资也主要用于技术研发方面。而银河水滴目前的主要工作,仍然集中在技术和产品打磨上面,以适应更多的商用场景需求。

在远距离、非受控的身份识别技术方面,银河水滴也并不仅仅局限于步态识别。“步态识别也包括人脸、头型等静态特征,可以将人脸,甚至虹膜等生物识别技术,也结合进来,打造整合多模态。”黄永祯说,“也许,我们最乐观的估计是,这将是生物特征识别的一个‘终极形态’,表达全身识别的概念。”

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36Kr:将《碟中谍5》的科幻场景变成现实

原载于:36kr    作者:希大
银河水滴现在的跨视角步态识别精度可达94%左右,比学术界的识别精度高约30%,达到了商用化要求。

不知道看过《碟中谍5》的伙伴们是否还对一个场景有印象——阿汤哥的搭档在破解了指纹解锁、三重物理旋转密码锁挑战后,迎来了“步态识别锁”。这项挑战顾名思义就是对生物体的身体和步态进行360度的无死角扫描,来判断和识别进入者的身份。

作为压轴挑战,我们可以猜测到步态识别在身份认证上是有一定优势的。资料显示,现有的生物特征包括生理特征和行为特征。生理特征包括人脸、指纹、静脉、虹膜、DNA等,行为特征包括步态、语音、笔迹等,这些生物特征均具备普遍性、稳定性和唯一性,可以用于不同场景下的身份识别与认证。

虽然人脸、指纹、静脉和虹膜的技术相对成熟,并已有商用产品推向市场,不过这些技术的局限性也较为明显——需要较近的采集距离。步态识别作为远距离下唯一可用的生物特征识别技术,具备低分辨率、受环境影响小等优点,而且它和人脸识别技术一样属于被动采集,个体不易察觉。

成立于2016年的银河水滴是一家专注于计算机视觉技术的科技创业公司,它提供可商用的步态识别技术,并广泛用于安防、反控、智能家居、机器人等领域。步态识别技术罕见实用案例,因为识别精度较低,商业化起步较晚。而识别精度低的原因,更多是在于缺乏有效的训练数据以及对跨视角等问题的深入实用研究。

将《碟中谍5》的科幻场景变成现实,「银河水滴」要用步态识别实现身份认证

银河水滴科技步态识别的人形检测、分割、识别、跟踪示意图

银河水滴CEO黄永祯告诉36氪,步态识别的实现大致分为四个主要步骤——人形检测、分割、跟踪和识别,每一个环节都需要投入大量的时间、精力和数据去研发,比如人形分割(主要是通过判断像素点来区分人体和背景)除了对模型精度和速度提出了较高的要求,对训练样本的分割标注精度要求也较高。黄永祯表示,学术界的分割研究大多直接基于公开的数据库,其标注精度不高,直接影响了最终的步态识别精确度。

银河水滴选择组建自己的数据团队,并对约10万张的不同背景下,姿势穿着各异的人形进行了精细分割标注。构建数据库花费的时间和金钱成本都是比较庞大的,不过相比于直接在公开数据库上进行训练,可以大大提升最后识别的精确度。

另外,识别步骤也涉及到训练数据的标注,即在穿着装饰不同的情况下,通过骨骼、体型、肌肉特征等,对生物体的步态进行判断和标注。另外,银河水滴的优势在于他们是基于视频对生物体步态进行身份识别,而学术界大多是基于一个完整周期的步态能量图像进行判断和识别的,即需要采集一个完整周期的生物体步态图像。不过在实用过程中,或多或少会出现无法采集完整,或是动作速度太快,部分姿态缺失的现象。银河水滴则不仅不需要采集完整周期的步态,还不需要进行视频转图像步骤。黄永祯告诉36氪,学术界在做步态识别时通常需要采集的一个完整步态周期(平均会有大约40张图),而银河水滴可用的有效视频最短只需9帧。

黄永祯告诉36氪,基于以上几个方面的核心优势,银河水滴现在的跨视角步态识别精度可达94%左右,比学术界的识别精度高约30%,达到了商用化要求。

现在银河水滴涉猎的应用领域包括安防、机器人和家电。安防拥有较大的市场规模,比如用于嫌犯的抓捕和异常步态的判断等。现在银河水滴也和部分公安部门合作,丰富刑侦部门对嫌疑犯/罪犯的查找手段。在机器人和智能家居方面,步态识别可以对现有的人脸、语音等人机交互方式进行补充,机器通过主动识别生物步态特征来进行身份验证。另外,银河水滴作为一家计算机视觉公司,还在为工业领域的客户提供工业视觉检测解决方案。

银河水滴科技的相关技术已应用于公共安全等领域

市面上另一家拥有步态识别技术的公司是美国FooTek,他主要使用人体步态进行相关疾病的筛查以及发现生物力学异常与肢体关节畸形中可能存在的关联,为接下来要进行的物理矫形康复提供理论支持。

银河水滴曾获得联想创投和中科智能各3000万元的融资,预期今年年底会开启新一轮融资。资金将主要用于技术研发和市场推广。

团队方面,公司创始人兼CEO黄永祯博士为中科院自动化所模式识别国家重点实验室副研究员,发表论文60多篇,申请/授权国内外专利30多项。目前,技术团队约50%为中科院博士,80%以上毕业于中科院、清华、北大等科研院所和高校。