步态识别:50米外,秒读你的“活体密码”

  • 日期:07-14
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This is a thrilling man-machine battle.

In the challenge of recognizing the TFBOYS three-bit track in the soundtrack, success has been achieved.

With the "Research and Application of Long-distance Gait Recognition System" project, the Institute of Automation of the Chinese Academy of Sciences and its artificial intelligence enterprise (Beijing) Co. Ltd. which won the second prize of the 2018 Beijing Science and Technology Award.

Fast and accurate, you can quickly identify without looking at the face

Gait recognition is a non-contact biometric technology. As the name suggests, it is through the gesture of people walking to identify. "Imagine a scenario where someone wears a hat mask, his face is occluded, and is far away from the camera. At this point, it is no longer possible to identify his identity based on facial information, but he can still analyze his gait information through gait recognition. The system recognizes his identity.” Wang Liang, a project leader and researcher at the Institute of Automation of the Chinese Academy of Sciences, said that compared with other biometric technologies, gait recognition has the advantages of long-distance, non-contact, and easy disguise.

The first is that gait recognition applies farther. In general, for good recognition, iris recognition requires a target of less than 60 cm; face recognition requires a target of less than 3 meters; and gait recognition can be as long as 50 meters. Secondly, gait recognition is uncontrolled identification, and there is no need to identify objects to actively cooperate and participate. Fingerprint recognition, iris recognition, face recognition, etc. all need to identify the object to actively cooperate. Gait is the only biometric feature that can be clearly imaged in a long-distance, uncontrolled scene. Even if a person walks away from the ordinary camera tens of meters away, the gait recognition algorithm can also determine its identity. Moreover, gait is difficult to disguise. Different body types, musculoskeletal characteristics, motor nerve sensitivity, walking posture and other characteristics together determine the gait has a better ability to distinguish, through the design of sophisticated algorithms and massive data training, the machine can better identify these details.

xx这些碎片都是不同的,所以每个人的走路姿势都不同。人们可以使用他们的道具来改变他们的形状,甚至他们的性别,但他们不能改变他们的行走姿势。 “王亮说。

与依靠人力从大规模监控视频中快速找到目标人相比,步态识别不仅可以实现人类战术的替代,大大提高了检索和识别的效率和准确性,并且当有很长的距离时,非步态检测技术还可以在一种或多种情况下成功地检测目标角色,例如交配,全视角(例如仅侧身和后身形状),弱光,面部隐藏/遮挡以及目标角色的多次改变。

准确的图像分割和数据算法支持

但是,要通过步态特征准确识别人类身份信息,需要复杂的系统支持。步态识别系统包括检测,跟踪,分割,识别等,并且任何模块将对整个系统产生影响。

“远程步态识别系统的研究与应用”项目在算法层面开发了步态识别系统的四个关键模块。通过行人检测算法,从背景中识别行人,并且检测算法需要能够处理长距离。复杂背景和部分遮挡;与仅识别一张图片的人脸识别不同,步态识别需要收集同一人行走的视频序列,而实际场景中通常有很多人需要同时识别,因此在线多目标是需要。跟踪技术收集同一个人的序列;步态可以消除衣服颜色的干扰,只注意人们走路的方式,因此需要人形分割算法将人与背景分开;最后,步态通过一系列分割序列。识别算法识别它。

在中国科学院自动化研究所模式识别国家重点实验室,记者看到了该项目“高精度人形图像分割方法”的论证。无论是复杂的背景,不同的姿势,不同的尺度变化和不同的服装,该系统都可以非常快速和准确地分割肖像。

“我们使用人形区域中像素点的多尺度上下文信息来表达人形目标,并使用多通道深度学习网络来描述人形局部区域的不同尺度上下文信息。”王亮说,这种方法使用模式识别和引导通过计算机视觉理论,结合最新的深度学习算法,可以组合各种尺度的图像信息,快速准确地将目标人物与背景分离。与需要对像素点进行建模的传统图模型方法相比,该方法计算复杂度高,收敛困难,具有较强的语义信息,属于百度奖励的人形图像分割竞赛。赢得冠军的绝对优势。

在此条件下,它比传统方法具有更强的鲁棒性和更高的识别精度;它还可以在整个包装和背包中获得更好的效果。

除了算法之外,足够的数据支持是步态识别系统“智能与否”的后盾保证。目前,基于深度学习的步态识别相关算法需要大量数据,因此算法和数据之间的连续迭代是非常必要的。王亮告诉记者,中科院自动化研究所的CASIA步态数据库有三个数据集,即数据集A(小规模库),数据集B(多视图库)和数据集C(红外库)。其中,Dataset B是一个世界闻名的大型多角度步态库,银河系水滴的步态数据库比数据集B高出近100倍,命名为“CASIA-E”。

工业,大学和研究紧密结合,不断扩展新的应用场景

凭借中国科学院计算机视觉领域20多年的技术积累,银河学院在中国科学院“技术+团队”离职创业政策的鼓励下成立。银河水滴与中国科学院自动化研究所已经启动了人工智能人才联合培养计划,共同打造中国最大的人工智能实践基地。人才计划将配备强大的教练团队。每位实习生将配备至少一名中国科学院自动化研究所的教师和银河水务的高级工程师。银河水滴的技术应用场景将为实习生研究和实地演习开放。

“通过生产,学习和研究的紧密结合,参与人才计划的实习生将大大提高他们的人工智能算法和产品能力。”作为中国首个步态识别博士和模式识别国家重点实验室副主任,而银河水滴的联合创始人,王亮对步态识别产业化充满信心。他说,年轻人不仅要发表论文,将科研成果转化为产品形成行业,还要提供世界领先的视觉大数据分析技术,这是一个很大的诱因。

基于一系列基于项目的人工智能关键技术的研究和开发,Galaxy Water Drop在公共安全和智能家居领域取得了良好的进展。王亮介绍,该项目开发的步态检索系统在维护公共安全方面发挥了重要作用。基于步态识别的基本技术,Galaxy Watermark将全脸人脸识别和人群计算应用于泛身份识别。识别构建以获得更准确的识别结果。 “目前,人脸识别方案在主流数据库上实现了99%的识别率,可以保持实时性;在远距离人脸识别中,可以对距离普通2K摄像机25米的人进行实时人脸识别。“

在商业应用方面,Galaxy Technology在基于产品原型的安全,油田和家用电器领域得到推广,寻找更多适合步态识别应用的客户,并促进传统行业的智能升级:石油公司引入步态确定技术,改善防控网络,防止非法入侵者对油田安全的威胁和对油田经济利益的损害;在智能家居领域,步态识别可以很好地区分用户属性,而开发的嵌入式模块非常大,成本优势和体积优势不仅可以取代传统的遥控操作工具,还可以使家电感知更智能,服务更个性化。 “例如,根据家庭成员的步态特点,空调可以及时识别老年人和儿童等特殊人群的活动范围,并可根据不同人群调整出风口角度,风量和温度。人们,让温度控制更适合人口的需要。“王亮说。

与此同时,步态识别也面临着许多需要解决的挑战:例如,在拥挤的地方,如何解决遮挡下的识别?智能深度感应硬件Kinect和其他人对步态识别有什么影响?王亮说,这一系列问题仍需要我们在未来探索。接下来,银河科技将选择属于蓝海市场的一两个子领域深入挖掘,并与中国科学院自动化研究所密切合作,实现科技成果产业化。 (海通通讯社)

科技日报