一張口罩「封印」半張臉?百度人臉識別可快速「驗明正身」

2020-12-15 極客公園

當人與人最舒適的距離是「你離我遠點」時，AI正以一種溫暖的方式靠近你們，帶來特殊的安全感。如今，口罩就像外出必備的保護傘，在AI的加持下，它不再是「刷臉」通行的障礙物，能讓你在公司、校園、小區等場景中暢通無阻……

近日，沒有被口罩「蒙蔽雙眼」的百度AI將口罩檢測及戴口罩人臉識別技術應用於百度公司園區的人臉閘機和AI測溫系統中，員工均可在佩戴口罩時刷臉識別身份，保障安全、高效復工。其實早在3月初，百度大腦已面向行業將口罩檢測及戴口罩人臉識別相關AI能力全部開放，覆蓋人臉識別和人體分析的全產品矩陣，同時提供公有雲 API、離線 SDK、私有化部署包等多樣化的產品形態，使開發者在線調用、移動端辦公、落地到門禁閘機等硬體設備中時，都可以輕鬆「複製」，拿來即用。

人臉閘機（GIF）

AI測溫系統（GIF）

科技，讓疫情肆虐的生活更有溫度。但是這看似輕鬆的刷臉動作，背後承載著極為複雜的AI算法。佩戴口罩時，遮擋了大部分的面部特徵，這在人臉識別領域是一個公認的難題。首先，人臉識別算法主要依據人臉面部特徵進行身份判定，佩戴口罩會使下巴、嘴部、鼻子等用於識別的臉部特徵大量丟失。其次，當前人臉識別算法使用的深度學習技術依賴海量的訓練數據，在短期內收集大量佩戴口罩照片，並進行人工標註幾乎是不可能的任務。最後，人臉識別系統一般包含人臉檢測、跟蹤、活體檢測、識別等多個模塊，佩戴口罩對系統中每個模塊都是嚴峻考驗。

針對這三個方面的巨大挑戰，百度視覺算法團隊進行技術攻堅，成功解決了戴口罩人臉識別的難題。關於遮擋帶來的信息丟失問題，百度視覺算法團隊讓算法更加關注口罩遮擋外的部分，加強對眼部區域的特徵學習，將佩戴口罩、帽子等遮擋帶來的信息丟失降到最低。基於此，通過採用基於空間位置的注意力機制特徵學習，充分獲取戴口罩人臉的身份信息。

基於空間位置的注意力機制特徵學習

特徵可視化結果

對於缺乏戴口罩訓練數據的問題，可以通過人工生成的方式解決。百度算法團隊採用基於人臉關鍵點的三維圖像融合技術，以解決人臉姿態變化帶來的口罩形變和遮擋問題，同時生成更加自然、真實的照片，最終通過收集市面上各種顏色、大小和樣式的口罩圖片，與之前積累的未佩戴口罩人臉圖片進行融合，快速合成各種場景、海量真實的戴口罩訓練照片。此外，通過基於百度飛槳獨有的多機多卡大規模分類庫PLSC，可快速對數百萬ID的訓練數據進行訓練，並採用飛槳模型壓縮庫PaddleSlim進行模型搜索與壓縮，產出高性能的人臉識別模型，使用飛槳PaddleLite快速進行雲端和移動端部署。

合成口罩圖片

在人臉識別系統的各個環節，百度算法團隊針對戴口罩問題做出一系列的優化調整。比如檢測算法採用了百度最新的PyramidBox-lite檢測算法，並加入超過10萬張口罩人臉數據訓練，在準確率不變的情況下，召回率提升30%。口罩分類算法基於人臉關鍵點網絡抽取具有豐富面部語義信息的人臉特徵表示，並基於該特徵進行口罩遮擋判斷，並通過PaddleSlim進行模型壓縮，模型大小壓縮超過3倍。此外，早在2月13日，百度就在業內首個宣布開源口罩人臉檢測及分類模型, 該模型可以有效檢測密集人流區域中的所有人臉，並判斷其是否佩戴口罩，目前已通過飛槳 PaddleHub 對外開源。

除了百度公司園區，百度「口罩佩戴檢測模型」和「戴口罩時的人臉識別算法」等，正在全力支持合作夥伴和開發者相關抗疫項目的開發和落地。科升智能通過百度大腦對城中村門禁系統進行改造，租戶利用前期入住時登記好的人臉可開鎖進門，同時該人臉資料庫與公安大數據後臺對接，對可疑人員及網上追逃人員進行預警。十牛科技將百度大腦發布的口罩檢測與戴口罩人臉識別技術，更新至校園安全管理系統中，為學生復學做好萬全準備。學生均可在佩戴口罩時刷臉考勤；通過戴口罩人臉識別技術，還可監測陌生人員和危險人員進入校園情況……

此外，賽藍科技、智薈物聯、海帆數據等100餘家企業也正在試用百度提供的口罩識別相關技術和模型，涉及零售線下門店無感刷臉購物、智慧社區刷臉門禁、企業員工刷臉考勤等場景。

2019年9月，在深圳召開的百度大腦人臉識別新產品及夥伴計劃發布會上，百度大腦宣布人臉識別公有雲服務日均調用量超過1億，居業界第一，已具備豐富、完整的人臉產品矩陣，有超過1000+合作夥伴，落地超過10萬個項目。可見無論技術能力還是落地應用，百度大腦都展示出了強勁的實力。

百度在視覺領域的領先優勢，不僅在疫情期間為人們的日常生活帶來極大的便利，也為CVPR 2020貢獻了22篇相關領域的論文成果。在收錄的論文中，可應用於口罩識別的人臉檢測算法HAMBox引起了許多頂尖學者的關注。百度在國際頂會中打下的這一記「重拳」，再次展示了中國AI驚人成長速度，及其不可忽視的創新能力。

值得一提的是，百度還在各大城市推出線下廣告，包括深圳羅湖萬象城、北京王府井和成都春熙路等，通過大屏海報的形式提醒廣大市民在疫情佩戴口罩的重要性，同時以溫暖的句子為奮戰在一線的英雄們加油打氣。口罩可以阻隔病毒，但它卻不會遮住人們本來的樣貌，更無法阻擋「AI」。

目前，百度戴口罩識別相關基礎能力已經通過飛槳對外開源，進一步滿足開發者不同層次、不同需求場景的快速接入。在疫情中始終與時間賽跑的百度，還將持續輸出AI技術能力，守護前線戰鬥人員、生活中的每一個人，以AI之力點亮人們的美好未來！

來源：中華網科技

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