遠距離步態識別系統:廣泛捕捉、精準辨認

2021-01-10 IT商業網

據鳳凰網報導

  街頭巷尾隨處可見的監控是大家日常生活中非常熟悉的場景,它們為我們的日常出行帶來規範,也給我們的日常生活帶來了實實在在的安全感。然而,在一些對監控視頻要求精細的領域乃至突發事件發生的時候,監控視頻裡拍到的信息往往不能滿足我們的要求,迫切需要遠距離、非受控、全視角、抗幹擾的視頻分析技術。

  中國科學院自動化研究所項目團隊潛心研究步態識別20年,在步態識別技術所達到的識別距離、穩定性和精度均處於國際領先水平,系統發展了步態識別的計算理論和技術方法,在步態識別領域培養了中國第一個博士,撰寫了第一本英文專著,發表了第一篇國際頂級期刊論文,在國際模式識別大會上第一次開設了講座課程,構建了全世界最大規模的步態識別資料庫。

  中國科學院自動化研究所用實實在在的科技創新成果,解決了困擾工作人員多年的這一監控難題,為社會治安和重大應急事件的妥善處理提供了重要的技術支撐,用科技的力量為人民的生活帶去了保障和安全。

  鳳凰網:遠距離步態識別系統研究與應用,讓步態識人變成了現實,它將給未來的社會發展和人民生活帶來哪些改變?

  中國科學院自動化研究所研究員王亮:城市內視頻監控點日益增多,能在一定程度上幫助公安人員預防及破獲犯罪事件。「十二五」規劃中提到,平安城市的建設已完成了視頻監控的基礎建設。監控視頻裡最重要的信息是行人,但監控視頻裡能捕捉到正面清晰人臉圖像的情況並不常見,此外人臉圖像質量受光照影響較大,面部遮擋更是直接導致人臉識別失效。公共安全和應急管理等部門需經常採用人海戰術分析行人全身特徵獲得線索。面對日益增長的海量視頻,人海戰術對警力資源耗費巨大。

  人的步態是遠距離複雜場景下唯一可清晰成像的生物特徵,步態識別技術通過身體體型和行走姿態來識別人的身份。步態識別在2K相機下的識別距離達到了50m左右,支持360度全視角識別,光照不限,戴口罩、眼睛、帽子等反偵查遮擋不影響識別精度,可應用於所有已建的安防監控,節省建設成本,提高安防監控的智能化水平,是一種新的智能化的偵查手段。

  無論是公共安全還是疫情防控應急管理,迫切需要遠距離、非受控、全視角、抗幹擾的視頻分析技術,步態識別的成熟應用填補了這一領域多年空白。步態識別技術基於行人的全身信息進行分析,不受面部遮擋等影響,可滿足絕大部分視頻裡的行人身份分析。一套中等規模步態識別系統已實現幾分鐘內分析1000個攝像機數天的視頻內容,追蹤大部分出現的行人,即幾分鐘完成十萬小時的視頻分析,替代人海戰術追蹤不法分子和傳染病患者等敏感人員的行動軌跡,大大提高政府應對社會治安和重大應急事件的管理水平。

  鳳凰網:近年來,人工智慧受到越來越高的關注,步態識別技術也逐漸走入大眾的視野,目前遠距離步態識別系統可以在哪些行業中得到應用?

  王亮:公共安全領域:傳統的人海戰術耗費大量警力資源分析海量監控視頻,步態識別技術可分析海量監控視頻數據,優化人海戰術,向科技要警力,更好地使用國家投入巨資建設的視頻監控系統。

  疫情防控應急管理:「步態+測溫」方案可進行遠距離測溫,同時儲存行人步態信息。一旦發現高溫人員即可根據步態進行檢索和軌跡追蹤,迅速鎖定目標人員和接觸人員軌跡。目前已經有某市在新冠肺炎疫情爆發後使用此系統。

  商用安防:在某些區域急需遠距離身份識別的場所,例如礦井油田等,破壞公共財產現象屢禁不止。由於區域空曠,攝像頭部署位置較高,人臉識別無法滿足需求,可利用步態識別進行遠距離身份識別。

  智慧社區/智慧商場/智能家居:利用智能攝像頭實現更便捷的智能調控及社區/家庭安防預警。

  醫療康養:利用步態採集及評估系統,實現骨科疾病的遠距離診療等,可進行跌倒預測分析和病人康複評估。

  鳳凰網:與其他生物識別技術相比,遠距離步態識別系統具有哪些顯著的優勢?

  王亮:步態識別技術具有以下優點:(1)適用距離廣,普通高清攝像機下識別距離可達50米;(2)非受控識別,無需識別對象配合;(3)全視角,360度行人均可識別;(4)抗幹擾,由於採用全身特徵,完全不受面部遮擋影響,也不易受偽裝影響。

  步態識別可實現基於海量視頻的快速行人檢索、識別和追蹤,可廣泛應用於公共安全和應急管理等場景。步態識別和常見的人臉識別等技術相比,各有千秋、互為增強,步態識別不需要以人臉識別等技術作為基礎和前提,是一種應用門檻更低、應用範圍更廣的視頻分析技術。並且它最大優勢在於能利用絕大部分舊相機,充分用好絕大部分治安攝像機、實現視頻內容結構化存儲,是實現智慧城市「向科技要警力」的一大利器。

  鳳凰網:2016年6月,遠距離步態識別系統研究與應用孵化了全球第一家步態識別商業化公司——銀河水滴,公司未來的主要發展方向是什麼?將基於應用的角度開發哪些科技產品?

  王亮:銀河水滴致力於將人工智慧與行業深度融合,為智慧城市、平安社區、智能交通、智慧工廠、智能家居、醫療康養等領域提供高效的智能化解決方案。銀河水滴的使命是以人工智慧釋放人類的體力與腦力,拓展人類生存時空。銀河水滴步態識別技術主要發明人是中科院院士譚鐵牛研究員,他於2000年開始帶領四代博士20年磨一劍,長期堅持研發完全自主智慧財產權的步態識別技術,系統發展了步態識別的計算理論和技術方法。

  銀河水滴團隊研發了最先進的步態識別產品,連續兩年登陸CCTV1《機智過人》,以步態識別戰勝人類「最強大腦」,得到國內外媒體包括CCTV1、CCTV4、新華社、人民日報、中新社、科技日報、美聯社、紐約時報、華盛頓郵報等數百次報導。銀河水滴科技公司將步態識別與行業深度融合,與上海公安局刑偵總隊等共建聯合實驗室,為平安城市提供先進的解決方案。

  銀河水滴的步態識別產品主要有:

  銀河水滴步態識別互聯繫統:為應用步態識別技術進行偵查實戰的大數據平臺,集步態建庫、步態識別、步態檢索、步態比對、大範圍追蹤等功能於一體,支持上萬路攝像機並發。可以在海量視頻中快速進行人物檢索和身份識別、快速實現目標人物查找和追蹤。可廣泛應用於刑偵等安防相關領域,適用於多種場景下的實戰需求。

  銀河水滴步態檢索一體機:是集算法、軟體和硬體為一體的可攜式安防專用設備。以人的步態特徵作為註冊對象,通過銀河水滴世界領先的步態識別技術在海量視頻中高速進行人物檢索和身份識別,快速實現目標人物查找。可廣泛應用於公共安全、司法、邊防、海關、機場、車站、港口等領域,將大大提升視頻檢索的效率和精度,提升偵查的智能化水平。

  銀河水滴發熱人員智能篩查與軌跡追蹤系統:配備雙光智能測溫攝像機以及大規模步態檢索系統。雙光智能測溫攝像機擁有紅外測溫和可見光雙鏡頭,並在攝像機內集成了人臉檢測、步態檢測和質量評估等AI功能,可實現非接觸式體溫異常告警、人員識別以及步態信息獲取。步態識別採用全身特徵來進行識別,完全不受佩戴口罩影響,並具有遠距離、全視角、全天候等優良特性,可配合監控攝像機實現大範圍疑似/確診人員的軌跡追蹤。該方案可應用於機場、車站、學校、幼兒園、社區、辦公樓宇、賓館、酒店等場景,有助於迅速切斷傳播鏈,控制病毒傳播。

  銀河水滴人臉步態抓拍機:擁有長短焦雙鏡頭,嵌入步態、人臉兩個深度學習算法,支持人臉、步態雙抓拍,具有單鏡頭人臉或步態獨立抓拍等多種應用功能。可以在50米內自由選擇監控點,大大擴展了監控視野;同時通過雙算法提取行人的人臉及步態特徵數據,大大增強了視頻數據預處理能力。可廣泛應用於城市/鄉村路口、樓宇/園區/社區、公共營業場所等所有公共安防場景。

  銀河水滴步態資料庫建設方案:銀河水滴步態資料庫建設方案可以完成高質量、全視角的步態特徵數據採集,建立人員步態大數據平臺。經過數據存儲與分類管理、深度分析和系統優化,將步態大數據平臺與步態識別有效連接起來,從而形成由採到用的數據鏈條,為步態識別技術的實戰應用提供有效的數據支撐,最大程度地發揮步態識別技術在視頻分析中的優勢,實現更精準、更快捷的目標人物身份識別。該資料庫可以同目前已經建成的人臉庫、指紋庫協同工作,從而在公共安全領域形成多特徵、全體態的身份識別體系,可廣泛應用於公共安防的各個領域。

  鳳凰網:在遠距離步態識別系統研究與應用中,最主要的技術創新點都包括哪些內容?

  王亮:銀河水滴的步態識別技術解決了步態識別在實戰應用中行人檢測、行人跟蹤、人形分割、步態特徵表達、跨視角步態識別等多項關鍵技術,搭建規模化、智慧化的產業應用與服務(雲)平臺,完成多項科技成果的產業化落地,最終完成技術融合、協同處理與智能分析的產業化成果推廣應用。

  (1)提出高精度實時人形圖像分割方法:以模式識別和計算機視覺理論為指導,結合最新的深度學習算法,融合各尺度圖像信息,在步態識別的預處理階段精確分離目標人物與背景,精確度近似人眼,為步態識別奠定紮實基礎。

  (2)提出基於深度學習的步態識別方法,構建全新的神經網絡框架,解決跨視角步態識別問題:藉助傳統的步態識別的先驗知識,結合最新的深度學習方法,構建了全新的深度學習網絡架構,解決步態識別中最難的問題——跨視角步態識別。能夠在只給定某個視角的情況下,跨視角地識別出該人在其他視角的步態序列。目前識別正確率已很高。只有解決此問題,才可能將步態識別技術落地應用於實際場景。

  鳳凰網:說一說您對全國科技創新中心的希冀和祝福吧!

  王亮:希望在北京市各級領導的帶領下,北京在建設全國科技創新中心的道路上越走越好,湧現更多的創新企業和創新成果,創新的氛圍更加濃厚,創新的土壤更加肥沃,希望北京在國際這個大舞臺上散發出獨特的魅力和絢麗的色彩!

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