《碟中谍5》的科幻场景变为现实,银河水滴要用步态识别实现身份认证
2017年09月14日 由 meng 发表
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不知道看过《碟中谍5》的朋友对其中一个场景是否还有印象: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”。这项挑战无疑是对生物体的身体及步态进行360度无死角扫描,用来判断和识别进入者的身份。
作为压轴挑战,我们能够猜测出步态识别在身份认证方面是有一定的优势的。有资料显示,现有的生物特征包括生理特征及行为特征。生理特征包括人脸、指纹、DNA、虹膜以及静脉等等,行为特征包括语音、步态和笔迹等等,这些生物特征都具有普遍性、唯一性和稳定性,能够用于不同场景下的身份识别和认证。
尽管人脸、指纹、虹膜及静脉的技术相对较为成熟,而且已经有商用产品推向市场,但是这些技术的局限性也比较明显,需要比较近的距离采集。步态识别作为远距离下唯一可用的生物特征识别技术,具有低分辨率和受环境影响小等特点,并且它与人脸识别技术都属于被动采集,个体不容易察觉。
银河水滴成立于2016年,是一家专注于计算机视觉技术的科技创业公司,该公司提供的可商用步态识别技术广泛应用于安防、智能家居以及机器人等领域。
由于识别精确度较低,商业化起步较晚,所以步态识别技术罕见实用案例。识别精确度较低的原因主要是由于缺乏有效的训练数据和对跨视角等问题的深入实用研究。
银河水滴CEO黄永祯表示,步态识别的实现大致分为四个主要步骤——人形检测、分割、跟踪以及识别,每一个环节都需要投入大量的时间、精力以及数据去研发,例如人形分割。人形分割主要是通过像素点来区别人体及背景,它除了对模型精度及速度提出了较高要求外,还对训练样本的分割标注精度提出了较高要求。黄永祯表示,学术界的分割研究大多数都是直接基于公开的数据库,它的标注精确度不高,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,并且对大约10万张不同背景、不同穿着和不同姿势的人性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非常庞大,但是相对于直接在公开数据库进行训练,能够大幅度提高最后识别的精确度。
此外,识别步骤也涉及到训练数据的标注,即在穿着服饰不同的情况下,通过骨骼、体型好人肌肉特征等等,对生物体的步态进行判断和标注。除此之外,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,而且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及识别的,即需要采集一个完整周期的生物体步态图像。但是在实用过程中,多多少少会出现不能采集完整、动作速度太快、或者是部分姿态缺失的现象。银河水滴不但不需要采集完整周期的步态,而且还不需要进行视频转图像的步骤。黄永祯表示,学术界在做步态识别时一般需要采集一个完整步态周期,平均会有大概40张图,但是银河水滴可用的有效视频仅仅只需要9帧。
黄永祯表示,在以上几个方面的核心优势的基础上,银河水滴现在的跨视角步态识别精确度大概可以达到94%,比学术界的识别精度高约30%,达到了商用化要求。
当前银河水滴涉及的应用区域包括机器人、家电以及安防。在机器人及智能家居方面,步态识别能够对现有的人脸和语音等人机交互方式进行补充,机器通过主动识别生物不太特征来进行身份验证。在安防领域拥有较大的市场规模,例如用于嫌犯的抓捕以及一场步态的判断等等。现在银河水滴也在与部分公安部门合作,丰富刑侦部门对于嫌疑犯和罪犯的查找手段。此外,银河水滴最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。
美国FooTek是市面上另外一家拥有步态识别技术的公司,它主要是使用人体步态进行相关疾病的筛查和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。
银河水滴曾经获得联想创投和中科智能各3000万元的融资,预期在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。
在团队方面,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,发表的论文有60多篇,申请和授权国内外的专利有30多项。顾问团队包括中科院院士谭铁牛、中科院自动化所模式识别国家重点实验室副主任王亮,以及中科院自动化研究所副总工程师孙哲南。当前,技术团队中大约50%为中科院博士,80%以上毕业于中科院、北大以及清华等研究所及高校。