近日外媒披露了谷歌計算機視覺專家Tobias Weyand領導研發的一個技術項目Google Photos，據稱使用該技術後電腦只要「一眼」就能辨別出照片拍攝地點。Google Photos技術它是怎樣實現照片定位的呢？
添加地理標記——常見照片定位方法
對於照片的定位，如果照片裡的景物是知名景點或地標性建築，那麼我們通過特殊景物標記就可以一目了然獲知。對於普通地點的照片定位，大家一般是通過在照片中添加地理標記的方法進行標示。比如現在很多Andorid手機在拍照的時候，激活相機後進入拍攝菜單就會有「地理位置」功能，我們只需在拍攝前開啟這個功能即可（圖1）。
圖1 傳統照片定位通過添加地理位置信息實現
這樣拍攝的照片就會自動添加上當地的地理位置信息了，當我們在電腦上查看這些照片時，切換到「詳細信息」，在其中的GPS項目下就可以看到照片拍攝實際地理位置，這裡使用GPS經緯度進行標記，當然還可以使用手機基站、Wi-Fi等進行標記（圖2）。
圖2 常規地理位置使用GPS、手機基站、Wi-Fi等進行標記
當然數位相機等也有類似的定位功能，這樣通過在照片Exif信息中添加地理標記，我們就可以很輕鬆為照片進行定位。不過在實際拍攝或者網上經過處理的很多照片並沒有地理信息，那麼對於這些照片的定位，谷歌的Google Photos技術又是怎麼進行定位的呢？
一眼看透位置的背後——Google Photos定位識別解密
通過上述介紹我們知道，傳統照片定位技術是通過在拍攝設備中記錄地理位置信息，然後將其寫入照片的Exif中實現的，定位關鍵是通過設備預先記錄地理位置信息。實際上Google Photos技術定位原理也與之類似，只不過它藉助的不是拍攝設備記錄地理位置信息，而是時下流行的大數據+人工智慧技術。
首先谷歌工程師們挑選了一些常見照片的拍攝地點如全世界一些人口密集、或者攝影師喜愛的熱門地區，然後將這些地區分解成26000個大小不一的方塊，並為這些方塊添加不同標記。比如可以將方塊1對應到艾菲爾鐵塔，這樣生成包含常見拍攝地點的數位化數據，並將其保存在谷歌伺服器中，每個方塊就對應某一個具體的地理位置信息（圖3）。
圖3 谷歌通過為景區分塊獲取地理位置信息
其次谷歌工程師從網上搜集了1.26億張包含GPS信息的圖片資源，然後利用人工智慧技術，將照片分解成像素級別。接著將包含像素級別的數據錄入到機器學習的算法當中，讓計算機去認識、學習不同地方圖片的特徵。通過大數據學習和積累，谷歌圖片識別伺服器就可以保存海量圖片信息和圖片對應的GPS位置信息（圖4）。
圖4 流程圖
除此之外，谷歌伺服器還會通過模擬人類大腦的工作方法去學習關於照片的更多內容。如我們要肉眼判斷一張照片是在哪裡拍攝時，人的大腦可以根據照片背景，然後結合自己掌握的知識去進行判斷和推理。假設照片上某種動植物如袋鼠是澳大利亞的特有動物，照片上的建築是歐式風格，通過這些信息並結合我們掌握的知識去進行定位。谷歌伺服器人工智慧模擬了這個推理的過程，當然計算機存儲和學習能力要比人腦高得多，Google Photos再藉助谷歌街景視圖、谷歌地圖、Flickr裡面的照片等就可以存儲海量照片信息數據。
這樣當用戶需要使用Google Photos技術去定位一張圖片位置時，用戶只要將圖片上傳到谷歌伺服器中即可。當伺服器接收到需要定位的圖片時，它首先會將圖片分解成像素級別，然後將這些信息和資料庫中的信息進行比對，通過一定的算法判斷出照片所在大概區域，如某個國家的某個景區等。接著再根據資料庫中保存的GPS地理信息進一步判斷，如照片特徵符合某個經緯度信息就為其匹配對應的地理位置，這樣通過實際經緯度信息就可以對照片進行精確定位了（圖5）。
圖5 Google Photos技術定位圖解
據介紹，谷歌工程師通過Google Photos技術進行了約230萬圖片的試驗，雖然目前精確度並不是很高，其中對「國家」的準確率為28.4%，「大洲」的準確率為48%，但是已經比人肉分辨要高得多。目前Google Photos技術定位結果仍然不夠準確，但是隨著Google Photos技術學習和積累的照片越來越多，藉助大數據和高效的算法，Google Photos技術一定會擁有越來越精確的識別能力。
谷歌識圖，方便你我
由於網上大量的照片都沒有包含地理位置信息，而在日常生活中我們又經常需要對照片進行定位。很多網友經常會曬圖說某某地方很好玩但是又沒有說明具體地址，某某驢友在某地拍了很多自拍照但是之後出現了險情，諸如此類的情形。以後我們只要藉助Google Photos就可以輕鬆識別出照片的實際地址，無論是自己以後去查找具體景區還是定位救援都非常方便。
不過任何技術都是一把雙刃劍，很多時候出於隱私保護，我們並不想在照片上洩露自己的位置信息。但是Google Photos技術無需Exif裡的GPS信息就可以實現照片定位，這顯然容易導致個人隱私的洩露。大家可別小瞧谷歌的Google Photos技術，即使你是在一條小胡同口自拍，它的街景照片也可以精確將其識別出來。因此我們在享受Google Photos技術帶來便利的同時也要注意隱私的保護（圖6）。
圖6 谷歌街景可以識別很多小地點