科技進步特等獎 精準識別：復雜場景的人物視覺理解技術

文/管浩

歷時近10年的研究，上海交大馬利莊教授團隊構建了復雜場景下的人物視覺理解創新應用平臺，讓人臉識別在一些復雜場景中大有作為。

支付、健康碼、門禁、取快遞......隨著人臉識別技術的日趨成熟和落地，“刷臉”在越來越多的生活場景里漸漸變成一種“習以為常”。也許我們會感到疑惑，支撐人臉識別技術的科學原理到底是什么？它的應用只是僅限于此嗎？它又能不能保障我們的個人信息安全？

由上海交通大學特聘教授馬利莊教授主持，聯合華東師范大學、上海計算機軟件技術開發中心等單位開展的“面向復雜場景的人物視覺理解技術及應用”項目，其核心技術應用于健康碼，助力數億國民健康安全出行，獲得2020年度上海市科技進步特等獎。這項歷時近10年的研究，構建了復雜場景下的人物視覺理解創新應用平臺，讓人臉識別在一些復雜場景中大有作為。

首創光線活體認證，助力復工復產

2020年，一場突如其來的疫情徹底打亂了人們的生活節奏，而一個小小的健康碼的出現，逐步讓生活恢復正常。

馬利莊教授領銜的團隊積極響應疫情期間防控需求，在國家和上海市科委項目支持下，將遠程身份核實技術“火速”應用到騰訊健康碼項目中，助力復工復產。截至2020年12月18日，健康碼在全國超過100個城市逐步落地，累計亮碼超200億人次，覆蓋10億人口，累計訪問量突破500億，彰顯疫情防控的“上海擔當”。

健康碼的核心難點在于使用人數太多、場景太復雜。馬利莊教授介紹，騰訊健康碼應用了該項目的核心技術—基于光線活體的遠程身份核實。

“用戶登錄驗證時，需進行光線活體檢測和人臉比對，通過后才能獲得健康碼，以此保障用戶身份真實性。以前活體認證需要用戶做很多配合動作，現在用隨機光線進行檢測，用戶不需要搖頭、張嘴，只需對著屏幕就可以了，這也是國際首創的活體認證。”該項目負責人，上海交通大學人工智能研究院副院長馬利莊教授介紹道。

許多人感嘆于快速響應疫情的“出碼”速度，但這一驚艷亮相的產品背后，是整個研發團隊潛心10年的默默耕耘。

“最早的人工智能研究團隊不超過10人，交大包括我在內5人。”馬利莊教授說道。2010年上海世博會“城市，讓生活更美好”的主題給馬利莊教授留下了深刻的印象。他認為，科技發展的目的最終也應該是服務于人類社會經濟活動，創造更美好的生活，這也成為他研究的初心。

科研工作不存在彎道超車，而是一步步爬坡過坎，攀上高峰。當時，因為缺少大數據、強算力，人工智能還不是一個熱門的領域。馬利莊教授帶領團隊更是在相對冷門的“圖像和幾何識別建模”領域埋頭耕耘。2013年，在上海市科委支持下，他的團隊成功申請到了上海市科委的資助，開展了基于人工智能的大數據人臉技術研究，并由此開啟了這一研究的超前布局。

起初，項目組開發的人臉識別技術精度只有60%多。隨后不斷展開深度產學研合作，不斷突破人臉表情理解、活體檢測、跨年齡人臉識別等技術瓶頸，識別準確率從60%一路飆升到97%，而今，在人工智能的進一步加持下，人臉識別準確率提升至99.8%。

應用多點開花，“大海撈針”比對更精準

如果說單個個體的識別相對比較簡單，那么跨年齡人臉識別技術以及“大海撈針”式的比對則更考驗人臉識別的“智商”。

跨年齡人臉識別技術，是尋回失蹤人員與被拐賣人口的關鍵技術。尤其嬰幼兒臉型隨著年齡增長變化顯著，特別是10多年后面容發生劇變，對跨年齡人臉識別提出了重大挑戰。項目組構建的跨時域人臉檢索與分析系統，尋回各類失蹤或被拐賣人口共1706人，拯救數千個家庭。針對尋人場景中嬰幼兒被拐，在僅有幾張嬰幼兒階段的模糊照片的情況下，項目組利用首創的跨年齡人臉識別技術，協助尋回15名被拐10年以上兒童，真正體現科技為民，以人為本的社會責任。

過去，很少有銀行支持遠程開戶。項目組構建了國際首個在銀行系統商用的人臉遠程核身系統，在國內首次將人臉核身技術應用于銀行的遠程開戶中。一位出租車司機通過遠程人臉識別獲得了第一筆來自聯網銀行—微眾銀行的3.5萬元的貸款，這也意味著，人臉遠程核身技術達到金融級的安全要求。目前，人臉遠程核身系統已廣泛應用于微信支付、微眾銀行等眾多應用場景，通過率超過99%。

此外，項目組還推出了眾多潛力無限的智能應用，在刷臉支付、娛樂產品鏈、門禁閘機等一系列重大場景落地。金融支付級可信身份驗證，錯誤接受率在萬億分之一，通過率近99%；構建的表情與姿態一體化娛樂平臺，服務廣大用戶。

馬利莊教授帶領團隊先后承擔了國家杰出青年基金、國家自然科學基金重點和863目標導向各1項、國家自然科學基金20余項、上海市科技創新重點項目3項等科研項目，并圍繞人臉識別、人體姿態估計、復雜場景理解等技術展開研究。

在榮譽面前，馬利莊教授顯得十分淡然，他更感慨于上海對于前沿技術富有預見性的前瞻布局，對科研人員嘗試“冷門”技術的大膽鼓勵。他表示，面向復雜場景的人物視覺理解技術對于未來推動人工智能行業的發展、進一步加快智慧城市建設尤為重要。

對于未來人物視覺理解技術的發展方向，馬利莊教授表示，人工智能技術的迅猛發展給予了智慧城市建設強大的技術推動力，建設“以人為中心”的智慧城市離不開人物視覺理解技術。眼下，上海正在全面推進城市數字化轉型，他希望這一技術能為上海智慧城市建設與管理提供強有力的支撐。