一臺安裝在野外的紅外相機，在一個工作周期里可以自動記錄約2000張照片、800條視頻。但回收紅外相機的過程，短則10余天，長則1個月，數(shù)據(jù)經(jīng)過拷貝，再由專業(yè)人員逐一篩選、分析、錄入系統(tǒng)。在川內(nèi)一些自然保護區(qū)，統(tǒng)計過去一年紅外相機收集到的數(shù)據(jù)，給野生動物“上戶口”，需要耗費一支科研團隊近半年的時間。如何減少工作量，縮短這一時間？
將類人臉識別技術(shù)用于雪豹個體識別
由山水自然保護中心、騰訊公益慈善基金會主辦的擁“豹”未來——2023雪豹研討會上，來自騰訊守護雪豹項目的技術(shù)志愿者介紹了近年來逐漸成熟的AI識別系統(tǒng)，可以識別圖片和視頻中的野生動物物種。在此基礎(chǔ)上，AI算法對于雪豹的識別準(zhǔn)確率已經(jīng)超過85%。
全球約60%的雪豹棲息地位于中國，但中國境內(nèi)雪豹調(diào)研覆蓋面積不到其棲息地的2%。事實上，科研人員對雪豹棲息地知之甚少。
能否將類似人臉識別的鑒定技術(shù)用于雪豹個體識別，從而摸清雪豹“家底”？
騰訊守護雪豹項目的技術(shù)志愿者介紹，實現(xiàn)這個目標(biāo)并不容易。首先，不同動物的體型差別較大，距離鏡頭的遠近不同，還有惡劣天氣、系統(tǒng)“未知”物種的出現(xiàn)等干擾因素。此外，以雪豹為代表的野生動物數(shù)量稀少，可以用于機器訓(xùn)練的數(shù)據(jù)量先天不足。
山水自然保護中心相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴記者，由于紅外相機拍攝到的大多是雪豹側(cè)身，科研人員開始思考，能否先從圖片中自動劃出特定區(qū)域，再從數(shù)據(jù)庫中快速檢索這一區(qū)域的不同特征，輔助專家判斷，提升識別效率。
要實現(xiàn)這一目標(biāo)，需要在數(shù)據(jù)、模型、訓(xùn)練三個方面補齊。
“豹紋識別”系統(tǒng)數(shù)次迭代
“缺少數(shù)據(jù)，就‘制造’數(shù)據(jù)。”騰訊守護雪豹項目技術(shù)志愿者黃湘琦說，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段，技術(shù)人員會對收集到的雪豹等野生動物圖像進行剪裁、模糊、打上馬賽克，把“一張圖”變成“數(shù)張圖”，增加系統(tǒng)的“復(fù)習(xí)資料”。
為提高識別效率，AI算法工程師們在構(gòu)建模型時提出了“兩步走”辦法。首先判斷圖片里有沒有動物，去除大多數(shù)空白、無效的鏡頭，再判斷圖片里的動物是不是“熟人”。這樣可以減少系統(tǒng)識別的工作量，提高識別效率。
為解決訓(xùn)練階段素材數(shù)量不足的難題，AI算法工程師們根據(jù)野生動物數(shù)量級的不同，分配了不同的訓(xùn)練權(quán)重。“就是要增加少量數(shù)據(jù)的訓(xùn)練次數(shù)，提高系統(tǒng)的‘熟悉程度’。”黃湘琦說。
這套“豹紋識別”系統(tǒng)于2021年10月推出，經(jīng)過數(shù)次迭代，物種識別率超過97%，可識別物種數(shù)目達到31類。其中，雪豹的圖像檢測精度超過85%。
除了騰訊，國內(nèi)還有華為等科技企業(yè)正在利用人工智能技術(shù)提高野生動物圖像篩選效率，并通過大數(shù)據(jù)分析，初步確定動物的生活習(xí)性、棲息地范圍等數(shù)據(jù)。
省野生動物資源調(diào)查保護站站長顧海軍介紹，去年，四川在省級層面編制完成了基于PAWS（全球雪豹種群評估）方法的雪豹調(diào)查技術(shù)指南和規(guī)范。在今年已經(jīng)啟動的大規(guī)模雪豹調(diào)查中，人工智能技術(shù)能發(fā)揮節(jié)約時間、提高準(zhǔn)確度的重要作用。
