關(guān)于案例背景

 

　　“百度AI尋人”項目是2016年底百度推出的一項AI公益服務(wù),探索用人工智能技術(shù)幫助找到走失或被拐兒童回家。2017年，百度與民政部的全國救助尋親網(wǎng)合作，推出基于人臉識別技術(shù)的AI尋人平臺。首批接入全國救助站內(nèi)3萬多條走失人員數(shù)據(jù)，實現(xiàn)家屬上傳走失人員照片后即可一鍵對比庫內(nèi)所有照片，系統(tǒng)自動給出相似度最高的十個結(jié)果。

 

　　此外，寶貝回家志愿者協(xié)會作為在民政部門正式注冊過的民間志愿者組織，其下的寶貝回家尋子網(wǎng)站在中國尋親領(lǐng)域有較大的影響力。但是在技術(shù)層面，特別是“人臉識別比對”等人工智能的應(yīng)用上需要外部技術(shù)公司的支持。寶貝回家平臺上有兩個照片庫：走失孩子尋找父母的“寶貝尋家”和父母尋找孩子的“家尋寶貝”，因此如何將兩個數(shù)據(jù)庫中的照片進行匹配，找出相似的照片，是至關(guān)重要的一環(huán)。之前人工力量來完成，費時費力，而且人眼非常容易產(chǎn)生紕漏，再者最為關(guān)鍵的便是跨年齡段的人臉比對工作，如何用技術(shù)解決這一問題，成為百度發(fā)力的關(guān)鍵。

 

　　百度“AI尋人”項目利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)進行人臉特征的提取，通過度量學(xué)習(xí)的方法，在大規(guī)模人臉數(shù)據(jù)訓(xùn)練模型基礎(chǔ)上，與走失兒童數(shù)據(jù)庫中的照片進行實時對比，使用跨年齡數(shù)據(jù)進行針對性優(yōu)化，即使兒童走失多年，在跨年齡人臉識別技術(shù)的幫助下也有機會實現(xiàn)重聚。

 

　　關(guān)于技術(shù)方案的具體措施

 

　　百度應(yīng)用跨年齡段人臉比對技術(shù)，尋找高度疑似案例，并交給志愿者團隊進行實地調(diào)查與追蹤。這個過程看似簡單，背后卻需要從算法到篩選、標注等各項技術(shù)支持。開展合作后，百度IDL（深度學(xué)習(xí)實驗室）、AIP（AI平臺部）、AIQA（AI測試部）、眾測（平臺測試部）等多個部門的十幾位技術(shù)同學(xué)成立了“AI尋人”虛擬團隊，同時為了確保跨年齡段人臉比對技術(shù)的準確性，百度通過動員所有的百度員工貢獻自己小時候的照片，以此來不斷訓(xùn)練相關(guān)模型，確保識別技術(shù)的穩(wěn)定性。

 

　　2019年初，“AI尋人智能小程序”上線，簡單上傳一張照片，就能與民政部全國救助尋親網(wǎng)及寶貝回家等平臺的數(shù)萬條走失人口數(shù)據(jù)進行一鍵比對。同時，小程序增加了尋親登記模塊，有尋人需求的用戶在登記后，信息可實時推送到尋人服務(wù)機構(gòu)后臺，從而大大提升了實時尋親的效率。通過“搜索+信息流”的雙重加持，智能小程序即搜即得、無需下載的特性，更方便觸達有需求的人群。2020年9月，百度將小程序進一步升級，增加了信息推送和網(wǎng)友助力兩大功能，幫助更多有潛在需求的用戶了解和獲取尋找丟失被拐賣的兒童服務(wù)。

 

　　百度AI選用度量學(xué)習(xí)方法來進行識別算法研發(fā)，并搭建了一套完整的比對流程。

　　圖1 人臉特征提取流程

 

　　如上圖所示百度搭建了一套人臉圖片特征流程，包括以下幾個步驟：

 

　?。?）人臉檢測（FaceDetection）：人臉檢測器負責(zé)從原始圖像中找到人臉的位置，以便于后續(xù)的特征分析。百度人臉算法團隊研發(fā)了一種語境輔助的pyramidbox人臉檢測，引入基于anchor的上下文輔助方法，尺度感知的Data-Anchor-Sampling方法，中稿當(dāng)年頂級計算機視覺會議ICCV，多次刷新人臉檢測最權(quán)威榜單WIDERFace世界紀錄，后不斷迭代Box系列方案，在2019年WiderChallenge競賽中獲得冠軍。

 

　?。?）人臉對齊（FaceAlignment）：人臉對齊是根據(jù)一組預(yù)定義的參考坐標對人臉圖像進行放縮和裁剪，從而使所有輸入人臉的五官處于一個標準的位置。這一過程中首先需要使用人臉關(guān)鍵點檢測器找到圖像中的人臉關(guān)鍵點坐標，然后計算從原始坐標到參考坐標的最佳仿射變換。百度的關(guān)鍵點檢測模型也獲得了2019ICME人臉關(guān)鍵點檢測比賽冠軍。

 

　?。?）人臉特征提?。‵aceRepresentation）：在人臉特征表示階段，由像素表示的原始人臉圖像經(jīng)由特征提取算法被轉(zhuǎn)換為密集且具有區(qū)分度的特征向量，這也稱為模板（Template）。理想情況下，屬于同一人物的所有人臉圖像都應(yīng)該被映射到特征空間中的相近位置。

 

　?。?）人臉特征匹配（FaceMatching）。人臉匹配構(gòu)建塊中對輸入的兩個人臉特征向量進行比較并輸出相似度分數(shù)，以表明它們屬于同一人物的可能性?；贒CQ人臉識別算法，并使用超過2億張圖片的數(shù)據(jù)進行訓(xùn)練，百度人臉識別準確率已達到99.7%。在一些特殊的場景中，人臉識別技術(shù)已成為尋親過程中不可替代的重要工具。DCQ人臉識別算法已被計算機視覺峰會CVPR2021錄用。

　
圖2 整體系統(tǒng)架構(gòu)圖

 

　　

圖3 首頁界面圖

 

　　百度AI尋人平臺是面向全社會的公開平臺，有尋親需求的用戶均可通過平臺發(fā)起尋人消息，以及進行照片的比對服務(wù)，不會根據(jù)用戶的年齡、性別做歧視性的限制操作行為。

 

　　百度在進行AI算法設(shè)計時，會充分考慮算法安全性，在發(fā)布新算法或算法存在重大更新時，內(nèi)部會主動發(fā)起安全評估申請，由安全部進行技術(shù)支持。

 

　　關(guān)于應(yīng)用效果

 

　　截至2021年3月1日，百度AI尋人平臺共計收到用戶上傳照片42萬余張，尋親成功數(shù)量達到12000多人次。用人工智能切實保護兒童權(quán)益，呵護兒童成長，守護千萬個普通家庭的幸福，真正響應(yīng)人工智能為兒童的全球主張。

 

　　此外，以人臉生物信息為例，人臉生物信息被復(fù)制概率較高，倘若人臉生物信息被不法分子掌握，利用人臉信息進行網(wǎng)絡(luò)支付，或者冒用、販賣他人信息都會給受害者帶來極大的財產(chǎn)損失和人身安全。因此，作為基于人臉信息進行比對的服務(wù)，注重保障生物信息隱私。首先，對采集圖片進行base64編碼操作，把圖像轉(zhuǎn)為字符串，隱藏視覺信息。再通過深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對圖片字符串進行建模，其中包括隨機丟棄（dropout）、非線性映射等不可能逆操作，防止從建模特征恢復(fù)原始的生物圖像信息。同時為了進一步保障數(shù)據(jù)安全，對建模的特征進行加密操作，減少特征開放帶來的安全隱患。經(jīng)過上述的圖片編碼、非可逆建模和特征加密三個操作，有效的解決了生物信息安全和隱私問題。