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(xué)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(rèn)出是誰嗎?

步態(tài)識別技術(shù)，讓步態(tài)識人變成了現(xiàn)實，它可以通過步態(tài)迅速找到目標(biāo)人物并持續(xù)鎖定。這項在中國研究了近20年的技術(shù)，目前已達(dá)到世界最先進(jìn)水平，并通過黃永禎團(tuán)隊一步步“把論文寫在大地上”，轉(zhuǎn)化落地，服務(wù)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(xué)院自動化所研究了11年的人工智能，如今他的身份已經(jīng)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(shù)型的研究，最終的目標(biāo)、最大的成就，是要把技術(shù)應(yīng)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(zhuǎn)化應(yīng)用。”

2015年底的一個夜晚，黃永禎把自己認(rèn)真寫好的一封郵件發(fā)給他的老師、著名計算機(jī)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(chǎn)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(tuán)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(rèn)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(wù)院和中科院先后出臺了關(guān)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(fēng)順?biāo)?015年就成為了中科院自動化所入選中科院腦科學(xué)與智能技術(shù)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(lǐng)域。在第一輪的天使投資中，聯(lián)想創(chuàng)投交給了黃永禎一份近百頁的投資協(xié)議。對于技術(shù)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(shù)市場估值達(dá)到1.5億元。因為項目好、技術(shù)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(lián)想創(chuàng)投和中科智能基金聯(lián)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(shù)創(chuàng)始人。

步態(tài)識別技術(shù)邁出了“把論文寫在大地上”的第一步。

世界最先進(jìn)的步態(tài)技術(shù)

整個團(tuán)隊近20年的技術(shù)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(tuán)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(shù)據(jù)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(dá)到近千個，采集的視頻總量達(dá)到100萬段，為步態(tài)識別形成了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支撐。

整個技術(shù)團(tuán)隊還擁有很多個第一：在人工智能領(lǐng)域最權(quán)威期刊上發(fā)表了第一篇關(guān)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(shù)，精確度高達(dá)94%并開始商業(yè)化應(yīng)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(jìn)行身份識別的一種生物識別技術(shù)，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(shù)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(xué)電子與計算機(jī)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(xié)調(diào)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(fēng)格”上都存在細(xì)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(jī)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(jī)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(jìn)行識別、比對出目標(biāo);人形跟蹤，則是在識別出目標(biāo)人形后對其進(jìn)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(biāo)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(biāo)在30厘米以內(nèi);人臉識別，需要目標(biāo)在5米以內(nèi);而步態(tài)識別的目標(biāo)只要在50米以內(nèi)，就可以被識別出來。

也就是說，步態(tài)識別不需要目標(biāo)人物的主動配合與參與，步態(tài)是遠(yuǎn)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(jìn)行判斷。

近年來，人工智能受到越來越高的關(guān)注，步態(tài)識別技術(shù)也逐漸走入大眾視野。連續(xù)兩年，黃永禎帶著他的技術(shù)團(tuán)隊，登上了中央電視臺的人工智能現(xiàn)象級節(jié)目《機(jī)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(biāo)人物，當(dāng)他走過監(jiān)控攝像頭后，就被步態(tài)識別技術(shù)錄入了。后來當(dāng)他和其他幾人一同上臺時，根據(jù)他之前的步態(tài)記錄，一下就被“認(rèn)”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(zhǔn)確地從四胞胎中找出了“嫌疑人”，現(xiàn)場的評委們都對這個技術(shù)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(chǎn)品——銀河水滴步態(tài)檢索智能一體機(jī)“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(shè)備，以人的步態(tài)特征作為注冊對象，通過步態(tài)識別技術(shù)可以在海量視頻中快速進(jìn)行人物檢索和身份識別、快速實現(xiàn)目標(biāo)人物查找。

步態(tài)識別技術(shù)的研究成果，就此真正轉(zhuǎn)化成了產(chǎn)品!

服務(wù)“頂天立地”的需求

有了全球最先進(jìn)的步態(tài)識別技術(shù)，加上首款步態(tài)識別產(chǎn)品，黃永禎開始琢磨選取什么樣的應(yīng)用領(lǐng)域：公安刑偵、國家反恐、企業(yè)安防、石油核電、智能家居、機(jī)器人……“很關(guān)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(yīng)用到國家重大需求中。

他一直記得中科院導(dǎo)師的教導(dǎo)：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(xiàn)，在公安刑偵、國家反恐領(lǐng)域，步態(tài)識別技術(shù)都可以發(fā)揮巨大的作用，“刑偵是保護(hù)個人安全，反恐是保護(hù)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(jìn)和符合國家重大需求的應(yīng)用，黃永禎決定瞄準(zhǔn)刑偵和反恐領(lǐng)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(jīng)常戴著一頂鴨舌帽作案，逃避監(jiān)控視線。

“如果當(dāng)時用上步態(tài)識別技術(shù)，周克華根本跑不了這么遠(yuǎn)，通過作案現(xiàn)場的步態(tài)特征一比對，應(yīng)該早就被拿下了。”黃永禎說，若當(dāng)時就有這個技術(shù)，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(diào)查，我國在公共安全領(lǐng)域有超過千萬數(shù)量的監(jiān)控攝像機(jī)，每個攝像機(jī)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(shù)，可以對這些海量的視頻進(jìn)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(biāo)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(shù)已經(jīng)走進(jìn)了北京、上海等多個城市，逐步應(yīng)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(shù)完善防控網(wǎng)絡(luò)，防范非法闖入者對油田安全的威脅和對油田經(jīng)濟(jì)利益的損害;在智能家居領(lǐng)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(wù)更加個性化。智能家居領(lǐng)域應(yīng)該是步態(tài)識別更生活化的領(lǐng)域，與普通人的生活息息相關(guān)。就拿空調(diào)舉例，如果用上了步態(tài)識別技術(shù)，家庭成員把自己的步態(tài)錄入到空調(diào)內(nèi)嵌的攝像機(jī)后，空調(diào)就能認(rèn)識每個人了。如果家庭成員中有老人或者孩子，當(dāng)這類人群靠近的時候，空調(diào)第一時間會識別出來，調(diào)高出風(fēng)口，同時溫度也會適當(dāng)升高。

“目前已經(jīng)有空調(diào)廠商跟我們談合作，希望把步態(tài)識別技術(shù)應(yīng)用到產(chǎn)品上。”黃永禎說，讓步態(tài)識別技術(shù)走進(jìn)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(shù)還有可能應(yīng)用到醫(yī)療領(lǐng)域，提升精準(zhǔn)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(guān)注腿恢復(fù)的程度。還可以通過大數(shù)據(jù)，對有骨質(zhì)疏松征兆的老年人進(jìn)行重點關(guān)注，讓他們提前做好應(yīng)對。

不過，黃永禎最關(guān)心的還是刑偵和反恐領(lǐng)域步態(tài)識別技術(shù)的應(yīng)用。黃永禎說，北京、上海和重慶警方已經(jīng)進(jìn)行了步態(tài)識別技術(shù)測試，“我們目前正與警方合作開展刑事調(diào)查，比如追蹤逃離現(xiàn)場的嫌疑人。”

黃永禎說：“我們在等待用步態(tài)識別技術(shù)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(shù)在創(chuàng)新路上邁出的一大步。”

項目簡介

由中國科學(xué)院自動化研究所和銀河水滴科技（北京）有限公司完成的“遠(yuǎn)距離步態(tài)識別系統(tǒng)研究與應(yīng)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(shù)方法，形成了全球最高精度的跨視角步態(tài)識別技術(shù)和最大視頻容量的步態(tài)數(shù)據(jù)庫，并在北京轉(zhuǎn)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(lǐng)域的應(yīng)用。

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