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清华“邦德”识别人脸

发布时间:2018-12-02 01:06:04 文章来源:未来智讯    
    清华“邦德”识别人脸作者:未知   在调查陷入僵局的危难时刻,邦德使出了他的“救命稻草”:利用Q分局的3D拼图计算机,在短短几秒钟的时间内,就拼出了疑犯的容貌……   这是热门电影007系列《最高机密》中出现的精彩科幻片段。其实,用电脑合成疑犯的容貌,在当今的刑事案件调查中,已经不是什么新鲜事了。清华大学电子工程系苏光大教授及其科研团队便是这一技能研发领域出了名的“邦德”。
  从20世纪80年代起,他带领团队研制成功的人脸识别综合技能,因具有显著的实际应用效果而风靡全国公安系统,特别是超低分别率人脸图像的高速重建与识别技能,处于国际最好水平,在国内首次建成万万量级数据库的人脸识别应用系统,并得到大规模推广应用。这一系列技能成果帮助公安机关成功破获了大量刑事案件,为维护国家和社会平安做出了突出贡献。为此,众多媒体进行大量相关报道,在国内外产生了重大影响。
  他以大邻域图像并行处理方法等多项发明为基础,研制成功NIPC-3邻域图像并行计算机,该项科技成果通过了教育部的科技成果鉴定,图像处理速度处于国际领先水平。这是一项原创性的发明,被相关媒体评为“2008年度100佳科技发明”,甚至被誉为摩尔定律的挑战者。该发明具有的超高速图像处理能力,可用于诸如指标跟踪、地形匹配、在线缺陷检测等领域。
  “自强不息,厚德载物”,在百年清华之熔炉里,总能涌现出许多创新突破之举,跟随着苏教授的脚步,我们走进神秘的人脸识别技能发现、发展之旅。
  创新不亩败――打响人脸识别“第一炮”
  苏光大生于1948年,1973年进入清华,1977年留校,一干便是30年,是清华少数几位没有硕士、博士学位的清华教授。
  与人像识别技能结下渊源,始于1989年。在此之前,公安部门对犯罪嫌疑人人像的复原都是选取原始描画的方法,难度大且正确度不高。为此,公安部立项开展人像组合系统的研讨事务,苏光大率课题组承接了这一任务。通过对发型、眉毛、胡须的非准则区域选取链码结构描述的方法,他们在国内第一次研制成功了基于照片的人像组合系统。用计算机代替人工描绘犯罪嫌疑人人像,这在20世纪80年代的中国,可谓新鲜事!1992年,该系统成功通过了部级科技成果鉴定,次年8月,公安部在哈尔滨组织了推广事务,率先在我国11个公安厅/局装备了计算机人像组合系统。1994年,武汉市公安局利用该技能破获了持枪抢夺特大案件,成为我国利用人像组合破获的首起成功案例,而该系统也在全国范围内得到了大规模的推广应用。人像组合系统是苏光大及其研讨团队在人像识别领域打响的“第一炮”。
  有了前期良好的铺垫,苏光大更多了几分一往无前的底气,研讨的思绪也越走越宽阔。通过对公安事务的深入明白,他留意到那时干警查找犯罪嫌疑人的主要方法是拿着照片到处查访,不但累且效率不高。“何不将人脸识别系统也用到犯罪嫌疑人查找上来?”灵光一闪,苏光大想到了一个绝佳的点子,“能不能依靠模拟像在户籍数据库中搜索犯罪嫌疑人,也便是通过人脸识别来查获犯罪嫌疑人?这样一来不但方便而且通常能带来意想不到的收获。”苏光大将这一想法与公安部科技局做了沟通,得到了有关领导的大力支持。
  英国著名科学家法拉第曾有名言:“一旦科学插上‘幻想’的翅膀,它就能赢得胜利。”那时的苏光大还不知道这忽然降临的“灵感”却为他的科研找到了又一把开启人像识别技能的“金钥匙”。
  不怕做不到,就怕想不到。就在人像组合系统成功应用的同一年,苏光大立即转身加入到了人脸识别技能研讨中,并于1996年成功在公安部立项,起初研发人像组合与人像识别综合系统。
  2000年12月,该系统通过了公安部组织的专家鉴定,系统建立了9.2万人的数据库,用4台微机并行处理,比对一次仅耗时58秒。
  2004年,北京市公安局利用这一系统破获了著名的北京超市系列投毒案。此后很长一段时间,投毒案犯载在人像组合与人像识别综合系统“眼”里的故事成为各位津津乐道的话题,在社会上引起了巨大反响,为维护社会平安做出了突出贡献。
  与此同时,人脸识别技能也起初受到国家更为深度的重视,防范、打击刑事犯罪的关键技能――人脸识别查询技能甚至被列入国家“十五”科技攻关打算项目。从2001年起初,到2005年1月28日通过科技成果鉴定,苏光大和他的课题组创造出“6台计算机并行处理、比对速度高达256万秒”的成果。2006年1月,当该系统出如今国家科技创新重大成就展上时,人们见识到了它的奇迹,有关领导和专家也不吝好评。未几之后,上百家媒体相继进行了集中报道,不但在国内外产生了较大影响,更推动了国内的人脸识别市场。由此,清华大学人脸识别系统成为国内应用的主流系统之一,在公安、平安部门广泛应用。2008年1月,他们在国内首次建成了万万级数据库的人脸识别应用系统,取得了突出的应用成果。
  回顾30余年人脸识别技能研讨,苏光大及其科研团队便是靠着创新不言败的精神,实现了科学殿堂上的一次又一次攀登。
  攀登更高峰――速度更快功能更强
  人生便是在不时地攀登一座一座高山,每登一级台阶,幸福就会离努力的人越近。提及苏光大,人脸识别几近已经成了他的标志。其实,在高速图像处理方面,苏光大也有创新性成果。凭借着多年在这一领域的创新科研,“高速图像处理技能”已然成了他科研道路上的又一座丰碑。
  20世纪70年代,计算机图像技能在国际上迅速崛起,那时,美国已经有了数字图像处理系统,然而一套设备要几十万美元,一般的单位根本承担不起。为了改变国内数字图像处理的窘境,苏光大及其同事们起初了对自制设备的探索,以期研制出具有中国自主知识产权的图像处理系统。但因可借鉴的经验少得可怜,加上国内选取的器件对照落后,从一同步,他们就不可避免地面临着困难。
  1985年,通过合作,他们成功研制出“TS-84微机图像图形处理系统”,该系统荣获1988年教育部科技进步二等奖,成为中国最早的微机图像处理系统。此后,“Y照相机图像处理系统”、“扇扫B超医疗诊断仪”等相继问世,标志着苏光大及其科研团队在数字图像处理技能上羽翼渐丰,此时的苏光大教授意识到是时候该发展高速图像处理技能了。
  高速图像处理技能是高速指标检测、定位、跟踪以及遥感图像处理、人脸识别、指纹识别等技能的重要支持。因邻域图像处理具有邻域性强、计算量大等特点,得到普遍应用,但美中不足的是,邻域图像的处理速度,尤其是大邻域图像处理的速度是当前制约图像处理应用的一个瓶颈。也便是说,以那时图像处理系统的结构难以实现高速的大邻域图像的处理要求,这不但严重影响图像处理技能的推广应用,也影响图像处理算法的深入发展。
  针对这一瓶颈问题,苏光大教授和他的团队迎难而上,展开一场攻坚之战。他们综合考虑了算法、存储、处理三方面的有机联系,特别是对相互之间的数 据匹配问题进行了关注,提出了邻域计算的理论,突破了大邻域图像处理的速度瓶颈。该项研讨不但为图像并行处理奠定了基础,实现了邻域核可变的数据结构,使最大邻域核达到了25×24;同时,项目组通过数据结构在算法、存储、处理中保持一致,建立了先进的并行体系结构,可同时处理600点图像数据,以较小的代价实现了每秒1350亿次操作的超高速处理。同时,因NIPC-3领域图像并行计算机适用广泛,已在人脸识别上取得了初步应用。
  2008年1月18日,教育部委托清华大学主持召开了针对苏光大领衔的“NIPC-3邻域图像并行计算机”科技成果鉴定会。以中国工程院院士毛二可为主任的鉴定委员会一致认为,该系统整体水平处于国内同类系统领先,在大邻域图像核和邻域图像处理的速度上优于目前可查到的国际最好水平。
  因人脸识别及图像高速处理技能的日趋完善,应用层面也越走越宽阔。当前,视频监控得到了迅速发展,但在视频监控场景中,监测到的人脸图像往往很小,致使公安部门的一些办案事务陷入困境。为了使超低分别率人脸图像得到高清晰度重建,苏光大主持了重点攻关项目“数字影像资料处理及检验技能”,并最后取得了广受赞誉的成果,通过这一技能,原本模糊的小图像,经过计算机分析就能够重建犯罪嫌疑人的清晰人像。
  如果说之前的研讨,苏光大考虑更多的是普通的刑事犯罪,那么,自“9・11”事件、2004年伦敦地铁爆炸案等恐怖事件发生后,他起初更加关注公共平安领域。2005年,苏光大教授发表了《人脸识别与奥运》的学术论文,表达了服务北京奥运会的愿望,通过多年的努力,苏光大课题组研制的人脸识别系统成功应用于2008年北京奥运会和残奥会上,开创了人脸识别技能应用于奥运会的先河,获得第29届奥运会组委会安保部和票务中心的结合表彰。
  春播结硕果――老骥伏枥启迪后人
  2010年11月7日,内蒙古准格尔旗沙圪堵镇发生一同凶杀案,一名女售货员被杀死在鞋店内。警方手中的犯罪嫌疑人人脸图像仅有4×6点,无法识别,侦查陷入僵局。受到准格尔警方邀请,苏光大利用独特的重建技能获得的重建像,达到和犯罪嫌疑人二代征像逼真的程度,创造了重建像的奇迹,为该案的成功破获发挥了关键作用。
  三十余年风雨砥砺,而今青丝变白发,苏光大教授收获了丰硕的果实。回顾自己在人脸识别综合技能领域一生的耕耘,苏光大对人生有了更多的感悟:“人生易老天难老”’,从二十来岁进入清华,现在已过花甲之年,正所谓“老骥伏枥、志在千里,烈士暮年、壮心不已”,面对一张张年轻的探索者的面孔,苏光大多想把自己三十余年科研的体会和心得都告诉他们,让他们可以超越自己,做出更大的成绩。
  “做科研要敢于创新”,对于之所以能在人脸识别技能领域不时取得新突破的窍门,苏光大如此阐述。而对于创新科研,他曾在给毕业生的留言中这样写道:“抓住思维的火花,倾注创作的激情,百折不挠的努力,有声有色的体现。”
  “回顾以往的岁月,有成功也有失败,有喜悦也有遗憾。但不管如何,将一生与祖国富强联系在一同,并为此而奋斗在自己的岗位上,直至终生,这是最故意义的。”苏光大还道出了自己执着科研的最后目的。也恰是因为抱着这种心态去从事科研事务,在以往的事务中,他老是将利益摆在后位。所以,只管过去有些项目所需的经费与获得的资助比起来,通常是杯水车薪,但为了使科研得以延续发展,他通常毫不犹豫地拿出自己此前的科研创效来确保下一步的科研,“只要是我认为故意义的科研事务,我将在所不惜。”
  “春播桃李,秋收硕果”,苏教授也因为其在科研上的努力,赢得了业界的一致肯定:6次获省部级科技成果奖,获得发明创业奖,获得全国发明展金奖,3次获得清华大学先进个人称号。先后发表了130余篇学术论文,著有《微机图像处理系统》和《并行图像处理技能》专著,并获得8项发明专利。
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