北京日報專訪黃永禎：“以步識人”二十年磨一劍

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黃永禎 銀河水滴科技創(chuàng)始人兼CEO、人工智能科學家，曾入選“北京市科技新星”，長期從事

步態(tài)識別的研究。

(北京日報記者 駱倩雯)

試想一下，迎面走來一個被遮住了面容的人，你能憑走路的姿勢認出是誰嗎?

步態(tài)識別技術，讓步態(tài)識人變成了現實，它可以通過步態(tài)迅速找到目標人物并持續(xù)鎖定。這項在中國研究了近20年的技術，目前已達到世界最先進水平，并通過黃永禎團隊一步步“把論文寫在大地上”，轉化落地，服務社會。

一封離崗創(chuàng)業(yè)郵件

“科研是這個世界上最有意義的工作!”提到科研，36歲的黃永禎雙眼放光。從2006年至2016年，黃永禎在中國科學院自動化所研究了11年的人工智能，如今他的身份已經變成了銀河水滴科技(北京)有限公司(以下簡稱“銀河水滴”)的創(chuàng)始人兼CEO。

從做科研改行開公司，為什么?黃永禎說，人工智能是一個偏技術型的研究，最終的目標、最大的成就，是要把技術應用在國家治理、社會發(fā)展和人民生活中。“書記指出，廣大科技工作者要把論文寫在祖國的大地上。對我們科研工作者來說，我的理解就是要把科研成果轉化應用。”

2015年底的一個夜晚，黃永禎把自己認真寫好的一封郵件發(fā)給他的老師、著名計算機視覺專家譚鐵牛院士——“我想創(chuàng)辦一家人工智能公司，把科研成果變成產品。”

譚鐵牛從2000年就開始研究步態(tài)識別，他本人也是中國研究步態(tài)的第一人。因為難度太大，國外很多做步態(tài)研究的團隊都中斷了研究，但譚鐵牛堅持了近20年。

2013年，黃永禎正式加入到譚鐵牛的步態(tài)識別研究中。他說，一個人的步態(tài)其實是很有辨識度的，如果是身邊熟悉的人，我們通過對方走路的姿勢，就可以認出這個人來。那換成陌生人呢?黃永禎和老師譚鐵牛都堅信同樣可以，沿著這個方向研究，這條路肯定能成功!

研究步態(tài)識別的時間雖然并不長，但黃永禎就像是為科研而生的。研究的道路困難重重，這條路行不通，就換另外一條，每天都有新的嘗試，“對我來說，生命的意義就在于不斷探索人類邊界。”

一語不能踐，萬卷徒空虛。譚鐵牛明白黃永禎義無反顧的決心，對他要創(chuàng)辦公司的想法十分支持，很高興地給黃永禎送上祝福。2016年6月，黃永禎正式向中科院提交了離崗創(chuàng)業(yè)申請。

恰逢此時，國務院和中科院先后出臺了關于鼓勵科研人員帶著成果去創(chuàng)業(yè)的利好政策。天時地利人和，黃永禎更加堅定了信念，“這一切似乎冥冥之中自有安排。”

做研究，黃永禎可以說做得順風順水，他2015年就成為了中科院自動化所入選中科院腦科學與智能技術卓越中心最年輕的骨干;但開公司，他一竅不通，就是一張“白紙”。

創(chuàng)業(yè)的第一道坎兒，是融資。這是黃永禎從來沒有接觸過的領域。在第一輪的天使投資中，聯想創(chuàng)投交給了黃永禎一份近百頁的投資協議。對于技術出身的黃永禎來說，這無異于一部天書，“光是搜索我看不懂的專有名詞，就花了好幾天的時間，而這些詞合成一句話后，很多我還是不太懂。”為了這次談判，黃永禎請了很多顧問來給自己上課。

步態(tài)識別技術市場估值達到1.5億元。因為項目好、技術過硬，第一輪的融資可以說非常順利。公司剛成立4個月，黃永禎就拿到了聯想創(chuàng)投和中科智能基金聯合投資的6000萬元天使輪融資。“很興奮，感覺可以大干一場了。”

“銀河水滴”就這么誕生了。老師譚鐵牛和黃永禎的兩個研究步態(tài)識別的師兄，一同加入，成為公司的技術創(chuàng)始人。

步態(tài)識別技術邁出了“把論文寫在大地上”的第一步。

世界最先進的步態(tài)技術

整個團隊近20年的技術積累，讓黃永禎信心滿滿。“可以很自豪地說，步態(tài)識別，我們做到了世界第一。”

團隊的研究成果擁有多個之最，其中包括建成了全世界最大的跨視角、跨場景、跨穿著步態(tài)數據庫。他們分別采集了1000多個人的視頻，通過變換場景、視角、穿著等要素，每個人的視頻量達到近千個，采集的視頻總量達到100萬段，為步態(tài)識別形成了強大的數據支撐。

整個技術團隊還擁有很多個第一：在人工智能領域最權威期刊上發(fā)表了第一篇關于步態(tài)識別研究的論文;撰寫了全球首部步態(tài)識別專著;研發(fā)了全世界精度最高的步態(tài)識別技術，精確度高達94%并開始商業(yè)化應用;培養(yǎng)了中國首個步態(tài)識別博士……

步態(tài)識別，顧名思義就是從走路的姿態(tài)來識別一個人。這是主要基于人的走路姿態(tài)進行身份識別的一種生物識別技術，重點就是從相似的行走行為中尋找和提取個體之間的變化特征。

這項技術的可行性來源于人類行走姿態(tài)的不同。英國南安普敦大學電子與計算機系的馬克·尼克松教授的研究顯示，人人都有截然不同的走路姿勢，因為人們在肌肉的力量、肌腱和骨骼長度、骨骼密度、視覺的靈敏程度、協調能力、體重、重心、肌肉或骨骼受損的程度、生理條件，以及個人走路的“風格”上都存在細微差異。

步態(tài)識別分為人形檢測、人形分割、身份識別、人形跟蹤四個部分。人形檢測，是指讓計算機程序能夠在視頻信息中檢測并識別出人;人形分割，是指讓計算機程序自動將檢測到的人從視頻信息中單獨提取出來;身份識別，就是從提取的人形中通過步態(tài)來進行識別、比對出目標;人形跟蹤，則是在識別出目標人形后對其進行鎖定跟蹤。

大家比較熟悉的識別有人臉識別、虹膜識別、指紋識別等，這些識別都需要目標對象的主動配合，而且對距離的要求很高。比如虹膜識別，需要目標在30厘米以內;人臉識別，需要目標在5米以內;而步態(tài)識別的目標只要在50米以內，就可以被識別出來。

也就是說，步態(tài)識別不需要目標人物的主動配合與參與，步態(tài)是遠距離、非受控場景下唯一可清晰成像的生物特征。即便一個人在幾十米外戴著面具、背對普通監(jiān)控攝像頭隨意走動，步態(tài)識別算法也可以對他的身份進行判斷。

近年來，人工智能受到越來越高的關注，步態(tài)識別技術也逐漸走入大眾視野。連續(xù)兩年，黃永禎帶著他的技術團隊，登上了中央電視臺的人工智能現象級節(jié)目《機智過人》。

在第一季節(jié)目中，一名戴著鴨舌帽的“嫌疑人”成為了目標人物，當他走過監(jiān)控攝像頭后，就被步態(tài)識別技術錄入了。后來當他和其他幾人一同上臺時，根據他之前的步態(tài)記錄，一下就被“認”了出來。

第二季節(jié)目的識別難度更高，要從四胞胎中找出“嫌疑人”。四胞胎除了一人體型略胖外，其他三人的身高、體型都差不太多。在節(jié)目中，四人一起跳了一段舞蹈，在舞動的間隙，步態(tài)就這么被錄入了。也就是通過這段記錄，最后很準確地從四胞胎中找出了“嫌疑人”，現場的評委們都對這個技術嘖嘖稱奇。

2018年10月26日，黃永禎的夢想有了雛形：全球首款步態(tài)識別商用產品——銀河水滴步態(tài)檢索智能一體機“水滴神鑒”正式發(fā)布。這是一款集算法、軟件和硬件為一體的便攜式安防專用設備，以人的步態(tài)特征作為注冊對象，通過步態(tài)識別技術可以在海量視頻中快速進行人物檢索和身份識別、快速實現目標人物查找。

步態(tài)識別技術的研究成果，就此真正轉化成了產品!

服務“頂天立地”的需求

有了全球最先進的步態(tài)識別技術，加上首款步態(tài)識別產品，黃永禎開始琢磨選取什么樣的應用領域：公安刑偵、國家反恐、企業(yè)安防、石油核電、智能家居、機器人……“很關鍵的一點，要有一個很大的需求和市場。”

科研工作者出身的黃永禎，一直有一個情懷，就是希望研究成果能應用到國家重大需求中。

他一直記得中科院導師的教導：做事情要頂天立地。頂天，就是這個行業(yè)的國際發(fā)展最前沿;立地，就是要符合國家重大需求。

慢慢地黃永禎發(fā)現，在公安刑偵、國家反恐領域，步態(tài)識別技術都可以發(fā)揮巨大的作用，“刑偵是保護個人安全，反恐是保護國家安全，其實不光是中國，全世界都有這樣的需求。”

“頂天立地”——為了做最先進和符合國家重大需求的應用，黃永禎決定瞄準刑偵和反恐領域。

黃永禎想到了10多年前轟動全國的周克華殺人案，兇手從重慶到長沙，再到南京后又回重慶，一路作案，槍殺了很多人。此人還具有一定的反偵查意識，經常戴著一頂鴨舌帽作案，逃避監(jiān)控視線。

“如果當時用上步態(tài)識別技術，周克華根本跑不了這么遠，通過作案現場的步態(tài)特征一比對，應該早就被拿下了。”黃永禎說，若當時就有這個技術，長沙根本不需要上千名警察來盯著視頻，一幀一幀地尋找周克華的下落。

黃永禎做過調查，我國在公共安全領域有超過千萬數量的監(jiān)控攝像機，每個攝像機的成本在5萬元左右，也有超過10萬元的。

“單純靠人盯，肯定是盯不過來的，耗時又費力。步態(tài)識別技術，可以對這些海量的視頻進行識別和分析，并將它們有效地利用起來。”步態(tài)識別可以快速鎖定目標人員，加快案件偵破速度，大大減少人工搜索視頻的勞動。

目前，步態(tài)識別技術已經走進了北京、上海等多個城市，逐步應用于多個行業(yè)，也推動了行業(yè)的智能升級。石油企業(yè)開始引入步態(tài)識別技術完善防控網絡，防范非法闖入者對油田安全的威脅和對油田經濟利益的損害;在智能家居領域，步態(tài)識別可很好地區(qū)分用戶屬性，不僅能替代遙控器等傳統(tǒng)操作工具，還可以讓家電感知更加智能化，服務更加個性化。智能家居領域應該是步態(tài)識別更生活化的領域，與普通人的生活息息相關。就拿空調舉例，如果用上了步態(tài)識別技術，家庭成員把自己的步態(tài)錄入到空調內嵌的攝像機后，空調就能認識每個人了。如果家庭成員中有老人或者孩子，當這類人群靠近的時候，空調第一時間會識別出來，調高出風口，同時溫度也會適當升高。

“目前已經有空調廠商跟我們談合作，希望把步態(tài)識別技術應用到產品上。”黃永禎說，讓步態(tài)識別技術走進人們的生活，這也是他覺得特別自豪的事。

未來，步態(tài)識別技術還有可能應用到醫(yī)療領域，提升精準醫(yī)療水平。若一個人的腿摔了，通過步態(tài)識別，可以隨時關注腿恢復的程度。還可以通過大數據，對有骨質疏松征兆的老年人進行重點關注，讓他們提前做好應對。

不過，黃永禎最關心的還是刑偵和反恐領域步態(tài)識別技術的應用。黃永禎說，北京、上海和重慶警方已經進行了步態(tài)識別技術測試，“我們目前正與警方合作開展刑事調查，比如追蹤逃離現場的嫌疑人。”

黃永禎說：“我們在等待用步態(tài)識別技術抓到犯罪嫌疑人的那一天，那將是一個劃時代的事件，也是步態(tài)識別技術在創(chuàng)新路上邁出的一大步。”

項目簡介

由中國科學院自動化研究所和銀河水滴科技（北京）有限公司完成的“遠距離步態(tài)識別系統(tǒng)研究與應用”項目獲2018年度北京科技獎二等獎。

該成果系統(tǒng)研究了步態(tài)識別的計算理論和技術方法，形成了全球最高精度的跨視角步態(tài)識別技術和最大視頻容量的步態(tài)數據庫，并在北京轉化落地，孵化了全球第一家步態(tài)識別商業(yè)化公司——銀河水滴科技（北京）有限公司，還與三星、華為、騰訊等公司合作，推動了人工智能在泛安防智能家居、智能駕駛等領域的應用。

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