3月1日晚,2023年“大国工匠年度人物”揭晓,38岁的彭菲位列其中,她是汉王科技股份有限公司(以下简称“汉王科技”)研发中心算法工程师、研发经理。她还先后获得过首都劳动奖章、全国五一劳动奖章等多项荣誉。
2010年,彭菲从清华大学获得硕士学位后,来到汉王公司,成为了一名算法工程师。14年来,她先后从事人脸识别、生物特征识别、智能视频分析、多模态大模型等多项人工智能算法的研发和创新工作,先后获发明专利授权17项,涉及公安、教育、工地、安防等多个领域,创造了近10亿元的经济效益。
赋予机器像人一样的眼睛
“在进入汉王科技工作的大部分时间,我主要从事计算机视觉相关的算法工作,通俗地说,就是教会机器像人一样看懂世界。”说起自己的研究,彭菲一改生活中的腼腆和内向,侃侃而谈,语气里透着兴奋和自豪。
汉王科技是国内最早进行机器视觉研究的企业之一,其中人脸识别技术是其重要研究方向。
“在幼儿托管机构,小朋友进出都刷一下脸,爸爸妈妈的手机就会收到自家宝贝的照片和位置,不用再担心老师有没有接到孩子。” 彭菲向记者举了一个常见的应用场景,“还有上下班考勤、安防卡口、酒店入住等众多场合,都不乏人脸识别技术应用的场景。”
彭菲进入公司后接到的第一个任务,就是对红外人脸识别产品进行升级。随后,她查阅大量资料、论文,修改算法,试验、改进、再试验、再改进,将原有算法提速了10倍左右。现在,搭载该算法的人脸识别产品不仅服务国内市场,还销往全球50多个国家和地区,被广泛使用。
随着汉王科技的研究重点逐渐从红外人脸识别转向可见光人脸识别,彭菲的工作重心也随之转移。
“相比于红外光必须有一个主动光源照射才能进行后续识别,可见光识别受场地局限更小,应用场景也更广泛。”那段时间,彭菲通过模拟增加或去掉不同光照类型的方式,反复调整算法,实现了识别准确率和速度的双重提升。
这项研究获得了北京市科学技术进步二等奖。后续,彭菲负责研究的可见光人脸识别算法,通过了公安系统的多个权威机构认证,相关产品及解决方案还曾服务APEC峰会、G20峰会、新中国成立70周年庆典等多项重大活动。
在新冠疫情防控期间,为了快速推进复工复产,居家办公的彭菲加班加点,迅速组织算法团队成员攻关戴口罩人脸识别问题。她设计了多套算法方案,并一一进行验证,短短几周时间便实现了高精度口罩判断和戴口罩人脸识别方案,可以实现对未戴口罩人员进行预警、对戴口罩人员进行非接触测温和考勤,为企业安全生产保驾护航,为疫情防控作出贡献。
在科研前沿攻克难题
2月29日,北京某核心项目研发工程师来到保密室门前,伸出手掌,在门禁上方10~20厘米位置处一晃,门“咔”的一声打开了。
该公司保密室门禁,正是利用汉王科技手掌静脉技术进行身份识别。
2013年至今,除了人脸识别以外,彭菲还主导或参与了手掌静脉识别、指静脉识别、虹膜识别、步态识别等多项生物特征识别技术。
“手掌静脉进行身份识别具有多项优点:手掌静脉是手掌活体时才存在的特征,无法造假;可采用非接触式识别方式,避免表面接触带来的卫生问题;手掌静脉是内部特征,能避免受到手掌表面干燥、湿润、磨损等情况影响。但是由于技术难度大,目前市面上手掌静脉识别的产品相对较少。”彭菲对于这项技术如数家珍。
2019年至今,彭菲带领算法团队逐步攻关手掌静脉识别算法技术问题。
“目前的手掌静脉识别算法大多基于人工设计的特征进行识别,对图像质量以及手掌姿态等较为敏感。而且,部分手掌静脉采用接触式设备采集,虽然提高了成像性能,但是引入了卫生问题,降低了用户体验。” 彭菲说,“非接触方式采集的掌静脉往往具有较大的形变,如手掌弯曲、手掌倾斜或者手掌过度伸展等,而且光照也不够均匀,因此具有更高的识别难度。”
针对上述问题,彭菲团队重点研究手掌定位、手掌静脉特征提取、手掌活体等技术问题。针对传统算法难以对手掌关键点进行精准定位的问题,设计了多任务卷积神经网络,利用任务之间的关联性,进行手掌定位和关键点位置获取,并对损失函数进行改进,有效提升了手掌关键点的定位精度,很好地解决这些问题。
勇攀人工智能科技高峰
2018年至今,彭菲还负责智能视频分析算法的研发和配合产品化,主要承担整体算法的方案设计和流程设计,对算法训练和产品化过程中出现的问题进行分析和解决等。目前已开发出人车结构化、烟火检测、变化区域检测、人群聚集、抽烟打电话、异常行为检测等几十种算法功能,并嵌入到汉王智能视频分析平台。
据彭菲介绍,视频分析项目上线前,团队在实验室里测试算法取得良好收效,“比如在烟火检测中,火焰照片一检测一个准。”然而,在随后的实战中,之前未曾预料的场景却给团队带来了不小的打击,“我们在西北、东北、西南等实地试验时,北方来个火烧云,南方来个团雾,都可能引发报警。客户紧张,我们更紧张。我们就紧急分析这些场景,一点一点完善算法,让这些算法真正能在实际场景中接受检验,发挥出实战能力。”在讲述研发过程时,彭菲仍然心有余悸。
彭菲自豪地告诉记者:“目前,该项目已经能够在全国范围内实时对几千公里的野外输油、输气管线提供24小时不间断的智能化保障工作,每年有效阻止几十起威胁管道安全、城市安全的安全事件。”
记者了解到,汉王视频智能分析平台落地项目包括中石油、中石化、国家管网、地方燃气等众多企业的管道智能化保障项目。除此之外,在智慧国土和智慧水利项目等也起到了很好的应用效果,得到了专家和社会的高度认可。2021年12月,汉王智能视频分析平台成功入选中科院人工智能产学研创新联盟2021年度亮点工作成果。
“这次获得大国工匠年度人物的称号让我感到既荣幸又忐忑,荣誉越大,责任越大。” 彭菲说。
“随着生成式人工智能的飞速发展,人工智能技术又迎来了一次技术的腾飞。相信在未来,人工智能会有更多大展拳脚的地方。” 彭菲对未来充满信心。
□工人日报社记者 赖志凯