【安防知識(shí)網(wǎng)】計(jì)算機(jī)視覺是當(dāng)前計(jì)算機(jī)科學(xué)研究的一個(gè)非常活躍的領(lǐng)域，該學(xué)科旨在為計(jì)算機(jī)和機(jī)器人開發(fā)出具有與人類相當(dāng)?shù)囊曈X能力。各國學(xué)者對(duì)于計(jì)算機(jī)視覺的研究始于20世紀(jì)60年代初，但相關(guān)基礎(chǔ)研究的重要進(jìn)展則是在80年代以后取得的。眾所周知，計(jì)算機(jī)視覺和模式識(shí)別作為機(jī)器智能的核心，一旦和交叉領(lǐng)域有機(jī)結(jié)合就能展示出亮點(diǎn)和特色。

　　近年來，國內(nèi)外關(guān)于生物識(shí)別技術(shù)的討論與開發(fā)風(fēng)起云涌，隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的不斷提高，處理速度的加快，過去想象中的夢(mèng)幻都相繼成為事實(shí)。中國讓外國人瞠目的“北斗星”、無人駕駛汽車、機(jī)器人就是例子。

　　美國“911”和英國“倫敦大爆炸”說明，現(xiàn)代社會(huì)是一個(gè)人口密集、高度復(fù)雜的社會(huì)，面臨的突發(fā)事件和異常事件越來越多，其監(jiān)控的難度與重要性也越來越突出。為此，世界各國政府和學(xué)者已開始密切關(guān)注新一代的監(jiān)控技術(shù)，智能視覺監(jiān)控的研究也被提到議事日程上。

　　生物識(shí)別的需求領(lǐng)域在拓寬

　　我國目前正處于建國成立以來最突出的社會(huì)轉(zhuǎn)型期，在國際大形勢(shì)下，社會(huì)穩(wěn)定、公共安全面臨著前所未有的新挑戰(zhàn)。

　　隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，以城市交通管理為例，機(jī)動(dòng)車輛和駕駛員保有量的迅猛增長(zhǎng)，交通出行帶來的交通流量急劇增加，使得交通堵塞、交通事故、肇事逃逸、機(jī)動(dòng)車盜搶、以機(jī)動(dòng)車為工具流竄作案等案件的頻發(fā)，給人民的生命財(cái)產(chǎn)造成了極大的危害，成為我國城市道路交通管理中頗受困擾的突出難題。以2002年全國的77萬起交通事故為例，共死亡11萬人，相當(dāng)于一個(gè)北京工人體育場(chǎng)的可容納觀眾人數(shù)，造成直接經(jīng)濟(jì)損失超過33億，相當(dāng)于10座立交橋的建設(shè)投資;2003年8月5日零時(shí)，北京西四環(huán)主路上，一輛高速行駛的銀灰色捷達(dá)車，將豐臺(tái)交通支隊(duì)民警嚴(yán)重撞傷，肇事車當(dāng)場(chǎng)逃逸，根據(jù)目擊者的舉報(bào)，公安干警對(duì)全市同類車輛逐一排查，通過長(zhǎng)時(shí)間努力仍無結(jié)果，4個(gè)月后，肇事者出于心理重大壓力而自首。

　　面對(duì)新時(shí)期交通管理的特點(diǎn)，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)案件的快速偵破查處，有效打擊犯罪，減少人民群眾的損失，成為提高公安交通管理部門管理水平、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求面臨的一大課題。對(duì)于交通肇事逃逸案件的頻繁發(fā)生，除了加強(qiáng)社會(huì)道德教育、加大懲罰力度以外，技術(shù)手段的實(shí)施以及所產(chǎn)生的威懾力量便成為當(dāng)務(wù)之急。

　　眾所周知，美國“911”和英國連環(huán)大爆炸事件以后，基于國際反恐的需要，智能視覺監(jiān)控、生物特征識(shí)別等公共安全技術(shù)備受關(guān)注，世界各國紛紛將其列入重要的研究計(jì)劃。曾有報(bào)導(dǎo)：美國正在發(fā)展實(shí)施一項(xiàng)代號(hào)為“戰(zhàn)區(qū)觀察”的計(jì)劃，旨在通過這項(xiàng)計(jì)劃發(fā)展城市監(jiān)控系統(tǒng)，幫助美國保護(hù)軍隊(duì)、并保證其在境外展開戰(zhàn)斗。這項(xiàng)計(jì)劃利用高科技計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以自動(dòng)識(shí)別被監(jiān)督車輛的型號(hào)、顏色、形狀和牌照，甚至可以通過被拍下的駕駛員及乘客面貌識(shí)別其身份，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)參與恐怖活動(dòng)車輛的辨別和控制。[nextpage]

　　至于目前部分業(yè)內(nèi)專家及學(xué)者提到的生物識(shí)別引發(fā)的隱私問題，筆者認(rèn)為，在維護(hù)國家安全、保障社會(huì)穩(wěn)定與代表商業(yè)利益的隱私、人權(quán)之間的選擇只能是唯一的。

　　美國在使用生物識(shí)別技術(shù)上侵犯的不僅僅是個(gè)人的隱私，為了國家安全，不惜侵犯的還有人身的健康(如骨骼識(shí)別技術(shù))。這恰恰是某些大國打著“人權(quán)”的旗號(hào)，壓制發(fā)展中國家的伎倆。在大談“自由、人權(quán)”的虛假偽裝下，西方世界其實(shí)沒有一刻停止過侵犯人權(quán)的技術(shù)研究和開發(fā)。

　　為生物學(xué)開辟新路，與交叉領(lǐng)域有機(jī)結(jié)合

　　大家公認(rèn)的英文Biometrics，通常被譯為生物識(shí)別。這個(gè)單詞是由希臘文的bios(生命、生物體)加上metrics(計(jì)量、測(cè)度)而成，也被翻譯為生物測(cè)定學(xué)，解釋為：測(cè)度生物體上特征的學(xué)問。

　　在通常的理解中，生物識(shí)別常常被解釋為是通過計(jì)算機(jī)對(duì)人體所固有的生理特征或行為特征來進(jìn)行個(gè)人身份鑒定。常用的生物特征包括指紋、掌紋、虹膜、面部、聲音、筆跡等。由于身份識(shí)別是人們?nèi)粘Ｉ钪袔缀趺繒r(shí)每刻都需要相互證明的基本現(xiàn)象，因此被人們廣泛重視。

　　到目前為止，出于安全、方便的原因，世界上的學(xué)者往往把生物識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用集中在身份認(rèn)證上。各種學(xué)術(shù)論著，總是把生物識(shí)別給人類的工作與生活帶來的成就歸結(jié)在準(zhǔn)確地區(qū)分出每一個(gè)人上。但是，傳統(tǒng)的身份識(shí)別方法正越來越受到局限和限制。2002年美國一位聯(lián)邦法官作出“指紋鑒定不科學(xué)”的裁決，推翻了英國科學(xué)家高爾頓“在640億人中才能找到一對(duì)特征完全相同的指紋”的定論就是一例。

　　不容置疑的事實(shí)是，當(dāng)幾乎所有的生物識(shí)別研究者在熱衷于利用全部精力和技術(shù)證明人體識(shí)別特征的時(shí)候，計(jì)算機(jī)視覺和模式識(shí)別的領(lǐng)域已經(jīng)向更新更高的層面發(fā)展了。近年來，世界眾多學(xué)者提出“生物學(xué)開辟新路(Biology Outside the Box)”的概念，努力以計(jì)算機(jī)視覺和模式識(shí)別作為機(jī)器智能的核心，嘗試與交叉領(lǐng)域的有機(jī)結(jié)合，將本世紀(jì)生物和信息這兩大熱門技術(shù)交匯融合為一體，在新領(lǐng)域展示出亮點(diǎn)和特色。本人參與開發(fā)的“車輛外形自動(dòng)識(shí)別技術(shù)”的突破恰恰證明了這一點(diǎn)。

　　我國的科技人員在生物識(shí)別技術(shù)上奮斗了若干年，目標(biāo)很明確，彎路沒少走。

　　筆者注意到，作為國內(nèi)生物特征認(rèn)證技術(shù)研究龍頭單位的中科院自動(dòng)化所，其組織的IEEE視覺監(jiān)控專題討論會(huì)已經(jīng)舉辦了四屆，收錄了大量智能視覺監(jiān)控領(lǐng)域內(nèi)的最新研究成果。作為一名多年從事城市交通管理的工程師，筆者也注意到，中科院自動(dòng)化所早已將“智能交通技術(shù)和視覺技術(shù)的結(jié)合”作為研發(fā)課題，并于2004年1月開立“基于三維模型的車輛定位與跟蹤”的在研課題，開始對(duì)基于交通場(chǎng)景的智能視覺監(jiān)控的研究。[nextpage]

　　不能說我們的研究人員在回避世界性技術(shù)難題，盡管難題確實(shí)存在。但當(dāng)成功者已經(jīng)將成果應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域之中并發(fā)揮重要作用時(shí)，誰還能否定識(shí)別技術(shù)的定義呢?從廣義的角度理解，從一只水杯到一輛汽車，從一只香煙到一枚導(dǎo)彈，無一不留下人類創(chuàng)作行為的特征和痕跡，將識(shí)別范圍擴(kuò)展到這些領(lǐng)域，無疑會(huì)具有重大的意義。這就是筆者在《生物識(shí)別與測(cè)量技術(shù)在現(xiàn)代交通管理中的開發(fā)應(yīng)用探討》一文中提供“生物識(shí)別與交通應(yīng)用分類”框圖的目的(如圖1)。

圖1  生物識(shí)別與交通應(yīng)用分類圖

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　　技術(shù)研發(fā)面臨的挑戰(zhàn)

　　智能視覺監(jiān)控的研究對(duì)象很廣泛，理論上說，凡是動(dòng)態(tài)場(chǎng)景中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)都可以作為被研究對(duì)象。但人們的理想現(xiàn)實(shí)的差距是要通過努力、辛勤換來的。

　　筆者曾經(jīng)在車輛牌照自動(dòng)識(shí)別的基礎(chǔ)上，與國內(nèi)專門研究機(jī)構(gòu)、著名大學(xué)、專業(yè)研發(fā)公司提出識(shí)別移動(dòng)物體特征的想法和思路，但是幾個(gè)月后，研發(fā)均無結(jié)果。其中的困難來自：技術(shù)人員開設(shè)的課題往往得不到關(guān)鍵的支持;國內(nèi)缺少有力的軟件保護(hù)措施;舒適的生活條件和艱苦研發(fā)的沖突，我們似乎缺少些什么。于是，高新技術(shù)的研發(fā)變得漫漫無期，年度科研計(jì)劃暫停、延緩，無奈之下，有識(shí)之士大批外流。于是，在痛感創(chuàng)新之“容易”和成功之艱難之際，也切身體驗(yàn)了創(chuàng)造理論和身心投入的痛苦和快樂。

　　多年來，國內(nèi)習(xí)慣按照外國人的思路跟行，在生物識(shí)別領(lǐng)域也是如此，我們跟隨著他們的理解，稱為“根據(jù)人體生理特征和行為特征來識(shí)別身份的技術(shù)”，根據(jù)指紋、掌紋、虹膜、面部、力度、筆跡等出現(xiàn)了一大批識(shí)別技術(shù)，而實(shí)際上由國人真正發(fā)明出來的少之又少。

　　眾所周知，保持科技工作者先進(jìn)性的最好方法就是在最高級(jí)別的國際會(huì)議上發(fā)表文章。目前，計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域影響最大的兩個(gè)學(xué)術(shù)會(huì)議是由IEEE每年主辦的CVPR(國際計(jì)算機(jī)視覺與模式識(shí)別大會(huì))和逢奇數(shù)年舉辦的ICCV(國際計(jì)算機(jī)視覺大會(huì))，兩者都是被國際公認(rèn)的計(jì)算機(jī)視覺和模式識(shí)別方面水平最高的會(huì)議。于是各類與國際水平接軌的計(jì)算機(jī)視覺和模式識(shí)別論文每年都發(fā)表在國際學(xué)術(shù)會(huì)議上，成為中國學(xué)術(shù)界評(píng)價(jià)學(xué)者水平的重要標(biāo)志。任務(wù)完成了，學(xué)位拿到手，課題開展了，卻沒有任何進(jìn)展，也無人追究與過問。陳舊的理論推導(dǎo)和傳統(tǒng)保守思維對(duì)現(xiàn)代科研進(jìn)程毫無幫助，重復(fù)的試驗(yàn)過程和前途無望的課題令人意冷，終于在2009年爆出有院士參與的國際醫(yī)學(xué)論著涉及“抄襲”丑聞，令人汗顏赤面。因此引發(fā)了人們對(duì)中國自基礎(chǔ)至高深科研水準(zhǔn)的強(qiáng)烈關(guān)注。

　　中國科協(xié)副主席、中國科學(xué)院常務(wù)副院長(zhǎng)白春禮院士在“2007年中國科協(xié)學(xué)術(shù)建設(shè)發(fā)布會(huì)”上，對(duì)我國自主創(chuàng)新與發(fā)達(dá)國家的差距精辟總結(jié)認(rèn)為，目前的研究工作存在著“三多三少”現(xiàn)象：證明西方學(xué)者提出的假說和理論的研究多，提出我國自己的假說和理論少;單一學(xué)科封閉式研究多，真正意義上的多學(xué)科交叉與綜合集成研究少;模仿性研究多，獨(dú)創(chuàng)性的成果少。

　　在計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)發(fā)展過程中，也確實(shí)充滿了荊棘，更充滿了挑戰(zhàn)。只有那些既有實(shí)力又敢于開拓并能付出辛勤勞動(dòng)的先行者，才能在未來無限的產(chǎn)業(yè)機(jī)會(huì)中取得主動(dòng)權(quán)，占領(lǐng)制高點(diǎn)。

　　借一句話以勉勵(lì)各位及我自己：跟隨別人，不愿超越，永遠(yuǎn)得不到第一。