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【科技进步特等奖】精准识别:复杂场景的人物视觉理解技术
《华东科技》     发布时间:2021-10-12 09:57    

支付、健康码、门禁、取快递......随着人脸识别技术的日趋成熟和落地,“刷脸”在越来越多的生活场景里渐渐变成一种“习以为常”。也许我们会感到疑惑,支撑人脸识别技术的科学原理到底是什么?它的应用只是仅限于此吗?它又能不能保障我们的个人信息安全?

由上海交通大学特聘教授马利庄教授主持,联合华东师范大学、上海计算机软件技术开发中心等单位开展的“面向复杂场景的人物视觉理解技术及应用”项目,其核心技术应用于健康码,助力数亿国民健康安全出行,获得2020年度上海市科技进步特等奖。这项历时近10年的研究,构建了复杂场景下的人物视觉理解创新应用平台,让人脸识别在一些复杂场景中大有作为。


首创光线活体认证,助力复工复产

2020年,一场突如其来的疫情彻底打乱了人们的生活节奏,而一个小小的健康码的出现,逐步让生活恢复正常。

马利庄教授领衔的团队积极响应疫情期间防控需求,在国家和上海市科委项目支持下,将远程身份核实技术“火速”应用到腾讯健康码项目中,助力复工复产。截至2020年12月18日,健康码在全国超过100个城市逐步落地,累计亮码超200亿人次,覆盖10亿人口,累计访问量突破500亿,彰显疫情防控的“上海担当”。

健康码的核心难点在于使用人数太多、场景太复杂。马利庄教授介绍,腾讯健康码应用了该项目的核心技术——基于光线活体的远程身份核实。

“用户登录验证时,需进行光线活体检测和人脸比对,通过后才能获得健康码,以此保障用户身份真实性。以前活体认证需要用户做很多配合动作,现在用随机光线进行检测,用户不需要摇头、张嘴,只需对着屏幕就可以了,这也是国际首创的活体认证。”该项目负责人,上海交通大学人工智能研究院副院长马利庄教授介绍道。

许多人感叹于快速响应疫情的“出码”速度,但这一惊艳亮相的产品背后,是整个研发团队潜心10年的默默耕耘。

“最早的人工智能研究团队不超过10人,交大包括我在内5人。”马利庄教授说道。2010年上海世博会“城市,让生活更美好”的主题给马利庄教授留下了深刻的印象。他认为,科技发展的目的最终也应该是服务于人类社会经济活动,创造更美好的生活,这也成为他研究的初心。

科研工作不存在弯道超车,而是一步步爬坡过坎,攀上高峰。当时,因为缺少大数据、强算力,人工智能还不是一个热门的领域。马利庄教授带领团队更是在相对冷门的“图像和几何识别建模”领域埋头耕耘。2013年,在上海市科委支持下,他的团队成功申请到了上海市科委的资助,开展了基于人工智能的大数据人脸技术研究,并由此开启了这一研究的超前布局。

起初,项目组开发的人脸识别技术精度只有60%多。随后不断展开深度产学研合作,不断突破人脸表情理解、活体检测、跨年龄人脸识别等技术瓶颈,识别准确率从60%一路飙升到97%,而今,在人工智能的进一步加持下,人脸识别准确率提升至99.8%。


应用多点开花,“大海捞针”比对更精准

如果说单个个体的识别相对比较简单,那么跨年龄人脸识别技术以及“大海捞针”式的比对则更考验人脸识别的“智商”。

跨年龄人脸识别技术,是寻回失踪人员与被拐卖人口的关键技术。尤其婴幼儿脸型随着年龄增长变化显著,特别是10多年后面容发生剧变,对跨年龄人脸识别提出了重大挑战。项目组构建的跨时域人脸检索与分析系统,寻回各类失踪或被拐卖人口共1706人,拯救数千个家庭。针对寻人场景中婴幼儿被拐,在仅有几张婴幼儿阶段的模糊照片的情况下,项目组利用首创的跨年龄人脸识别技术,协助寻回15名被拐10年以上儿童,真正体现科技为民,以人为本的社会责任。

过去,很少有银行支持远程开户。项目组构建了国际首个在银行系统商用的人脸远程核身系统,在国内首次将人脸核身技术应用于银行的远程开户中。一位出租车司机通过远程人脸识别获得了第一笔来自联网银行——微众银行的3.5万元的贷款,这也意味着,人脸远程核身技术达到金融级的安全要求。目前,人脸远程核身系统已广泛应用于微信支付、微众银行等众多应用场景,通过率超过99%。

此外,项目组还推出了众多潜力无限的智能应用,在刷脸支付、娱乐产品链、门禁闸机等一系列重大场景落地。金融支付级可信身份验证,错误接受率在万亿分之一,通过率近99%;构建的表情与姿态一体化娱乐平台,服务广大用户。

马利庄教授带领团队先后承担了国家杰出青年基金、国家自然科学基金重点和863目标导向各1项、国家自然科学基金20余项、上海市科技创新重点项目3项等科研项目,并围绕人脸识别、人体姿态估计、复杂场景理解等技术展开研究。

在荣誉面前,马利庄教授显得十分淡然,他更感慨于上海对于前沿技术富有预见性的前瞻布局,对科研人员尝试“冷门”技术的大胆鼓励。他表示,面向复杂场景的人物视觉理解技术对于未来推动人工智能行业的发展、进一步加快智慧城市建设尤为重要。

对于未来人物视觉理解技术的发展方向,马利庄教授表示,人工智能技术的迅猛发展给予了智慧城市建设强大的技术推动力,建设“以人为中心”的智慧城市离不开人物视觉理解技术。眼下,上海正在全面推进城市数字化转型,他希望这一技术能为上海智慧城市建设与管理提供强有力的支撑。


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