“數(shù)得對”“認(rèn)得準(zhǔn)”“能預(yù)測”，西工大人讓AI有更多應(yīng)用！

提到人工智能，你會想到什么？

科幻電影中富有人類情感的機(jī)器人？

完勝頂尖圍棋高手的阿爾法狗？

抑或是隨時待命的Siri、小愛同學(xué)、小度小度？

不僅僅是這些！

人工智能技術(shù)已經(jīng)越來越多的出現(xiàn)在生產(chǎn)生活的各個場景，并且正在以不可思議的速度改變著這個世界。

然而，在某些極端應(yīng)用場景下，人工智能技術(shù)卻會出現(xiàn)類似“指貓為狗”的“智障”情況。這主要是因為該領(lǐng)域中面臨的可靠性、實時性、穩(wěn)定性、可追溯性、可解釋性、可信任性以及倫理等“卡脖子”問題尚未得到解決。

針對極端應(yīng)用場景下缺損數(shù)據(jù)的可靠性、穩(wěn)定性監(jiān)測問題，近期我校光電與智能研究院（iOPEN）在系統(tǒng)應(yīng)用方面持續(xù)發(fā)力，取得了解決缺損數(shù)據(jù)可靠性監(jiān)測問題的階段性研究成果。相關(guān)成果發(fā)表在IEEE T-PAMI（ Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence）上。

“數(shù)數(shù)”，我有絕招！

上面這幅圖片中，究竟有多少位觀眾？當(dāng)你伸出食指，打算放大圖片開啟數(shù)數(shù)模式你就out了！這個問題，人工智能幫你解決。

王琦教授聚焦人工智能領(lǐng)域的群體分析，將視覺人群密度估計和個體定位任務(wù)相結(jié)合，構(gòu)建了大規(guī)模高密度人群場景數(shù)據(jù)集，相關(guān)成果以“NWPU-Crowd: A Large-Scale Benchmark for Crowd Counting and Localization”為題正式發(fā)表。

該項技術(shù)利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)大的表觀特征學(xué)習(xí)能力，學(xué)習(xí)人群場景不同密度和個體分布的差異性特征，在像素層面預(yù)測人群密度與個體位置。同時，該工作首次將10,000人以上的場景納入了研究范疇，來應(yīng)對演唱會、體育比賽等極端復(fù)雜場景下異常預(yù)警問題。目前所提出的模型，在100人以內(nèi)場景人數(shù)估計的平均錯誤率低至1%；對于1,000人以上的極端密集場景，利用多攝像頭協(xié)作，平均錯誤率可低至5%以內(nèi)。此外，該研究統(tǒng)一了領(lǐng)域評價標(biāo)準(zhǔn)，搭建了統(tǒng)一的算法評估平臺，并深入分析了當(dāng)前人群模型在面對大規(guī)模數(shù)據(jù)和高密度人群場景的表現(xiàn)，推動了群體分析領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。該項工作的研究結(jié)果也可以為遙感監(jiān)測、態(tài)勢分析等其他應(yīng)用場景提供重要的技術(shù)支撐。

“看準(zhǔn)”，不是問題！

基于最優(yōu)權(quán)重加權(quán)方法在人臉數(shù)據(jù)上的視覺效果

面部有遮擋，如何準(zhǔn)確辨別人員？

帶著口罩不方便摘下來，如何快速通過人臉核驗？

聶飛平教授發(fā)表論文“Towards Robust Discriminative Projections Learning via Non-Greedy L2,1-Norm MinMax”，論文聚焦人工智能領(lǐng)域中的高維數(shù)據(jù)分析，首次提出一種基于跡比值形式的魯棒判別分析模型，應(yīng)用上體現(xiàn)為圖像識別精確度的大幅提升。

該技術(shù)攻克了機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域最大最小比值魯棒范式優(yōu)化的數(shù)學(xué)難關(guān)，提出了一套完備的魯棒優(yōu)化算法框架。這項技術(shù)在嚴(yán)重降質(zhì)條件下可以實現(xiàn)對目標(biāo)更加準(zhǔn)確的識別，在公共安防、智能交通等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用場景。未來，即使只被拍到半張臉，智能視頻系統(tǒng)也能準(zhǔn)確識別出該人是不是犯罪分子；而在人流密集場合如火車站、機(jī)場等，你也無需摘下口罩進(jìn)行人臉核驗。實驗顯示，運(yùn)用該項算法，圖片識別率可達(dá)99.6%。通過這一辦法，可以有效提升安檢程序的工作效率。

更妙的是，這項研究所針對的對象不僅僅是人臉，自然界中的任何圖片都可以應(yīng)用，因而對于城市監(jiān)控、視頻異常檢測等領(lǐng)域都有著重要的研究價值。

“預(yù)測”，也有可能！

該研究提出多任務(wù)學(xué)習(xí)方法在多個應(yīng)用上取得了最優(yōu)結(jié)果

人工智能雖不是預(yù)言家，但通過對以往數(shù)據(jù)的挖掘，總結(jié)其中聯(lián)系與規(guī)律，就能夠?qū)崿F(xiàn)對未來的分析預(yù)測。但，如果原始數(shù)據(jù)就存在問題，人工智能還能靠譜預(yù)測嗎？

在一次項目合作中，張睿副教授發(fā)現(xiàn)原始數(shù)據(jù)存在基數(shù)不大，且部分?jǐn)?shù)據(jù)記錄不全或有誤。按照以往情況，這些數(shù)據(jù)將會被人工篩選刪除。能不能“廢物利用”的同時，而又不影響預(yù)測的準(zhǔn)確性呢？

基于這一問題，張睿副教授首次將復(fù)雜的多任務(wù)學(xué)習(xí)模型轉(zhuǎn)化為一種簡潔的數(shù)學(xué)形式，提出將流形結(jié)構(gòu)（Flexible Manifold，靈活流形）挖掘引入到多任務(wù)學(xué)習(xí)中。相較于傳統(tǒng)方法，該方法充分挖掘了數(shù)據(jù)間的拓?fù)潢P(guān)系，并利用靈活流形的特點(diǎn)，極大增強(qiáng)了模型的表示能力并保證了模型求解的高效性，防止引入流形常常導(dǎo)致的模型退化和低效率等問題。相關(guān)成果以“Robust Multi-Task Learning With Flexible Manifold Constraint”為題發(fā)表。

該基礎(chǔ)性工作讓以往無法使用的數(shù)據(jù)得到優(yōu)化或被減少影響，在智能推薦、智慧教育、智慧城市等多個實際場景中有著廣泛的應(yīng)用。比如：在智能推薦方面，可以充分挖掘以往利用率不高的非同質(zhì)信息，進(jìn)一步發(fā)揮大數(shù)據(jù)的潛力，尤其當(dāng)信息中含有干擾因素或者部分信息量不夠充分時，該方法更能展現(xiàn)出優(yōu)越的性能；在智慧教育方面，該方法能為考生提供更貼合的學(xué)校和專業(yè)報考推薦，改善了以往由于數(shù)據(jù)量不充分和信息缺失導(dǎo)致的預(yù)測不準(zhǔn)確的情況；在建設(shè)智慧城市上，該方法可以輔助統(tǒng)籌兼顧多項智能信息，輔助決策，推動城市的全面建設(shè)……

3篇論文同時發(fā)表在IEEE T-PAMI (IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence）的同一期上，所有作者單位唯一署名均為西北工業(yè)大學(xué)。T-PAMI是人工智能、模式識別、計算機(jī)視覺及機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域最頂尖的期刊，也是中國計算機(jī)協(xié)會（CCF）評選出的為數(shù)不多的人工智能領(lǐng)域A類期刊之一。

光電與智能研究院（iOPEN）正在開啟未來

西北工業(yè)大學(xué)光電與智能研究院（iOPEN）于2021年1月成立，其前身是西工大2014年6月成立的首個校級人才特區(qū)光學(xué)影像分析與學(xué)習(xí)中心（OPTIMAL）。iOPEN寓意：我來開啟未來。

研究院的愿景使命是：圍繞學(xué)校建設(shè)一流大學(xué)和發(fā)展一流學(xué)科的目標(biāo)要求，著力打造高層次人才聚集高地，致力于國際化創(chuàng)新人才培養(yǎng)和前沿基礎(chǔ)交叉科學(xué)研究。

研究院的科研方向主要集中在光電與智能兩個方面，具體包括光電前端探測、智能信息分析及光電與智能交互。研究院重點(diǎn)關(guān)注了光電成像與智能處理之間的相輔相成的關(guān)系，從而打造出從前端信息獲�。ㄈ绻怆姍z測、超快診斷、極端成像等），到中端信息處理（影像分析、數(shù)據(jù)監(jiān)測等），再到后端應(yīng)用（視覺測量、遙感偵察、精細(xì)操控等）的光電與智能領(lǐng)域的全鏈條、一體化、戰(zhàn)略性、前沿性研究基地。

研究院先后承擔(dān)一系列國家重點(diǎn)項目；在國際知名期刊和國際頂級會議發(fā)表高質(zhì)量論文；獲得國家自然科學(xué)獎等；是國際和國內(nèi)人工智能和光電領(lǐng)域優(yōu)勢的科研探索和工程實現(xiàn)的基地和平臺。

研究院在人才培養(yǎng)方面同樣取得豐碩成果。近兩年來，多名博士生榮獲全國性學(xué)會的優(yōu)秀博士論文獎。其中，趙斌博士獲得2021年中國光學(xué)工程學(xué)會創(chuàng)新論文獎（原光學(xué)工程學(xué)科優(yōu)秀博士學(xué)位論文獎），這也是我校博士生首次獲得該獎項；胡迪博士獲2020年中國人工智能學(xué)會優(yōu)秀博士學(xué)位論文獎；陳穆林博士獲2020年中國計算機(jī)學(xué)會優(yōu)秀博士學(xué)位論文提名獎。

西北工業(yè)大學(xué)光電與智能研究院立足人類對未來的美好愿景，致力于通過人工智能技術(shù)推動社會長足發(fā)展，未來，研究院將繼續(xù)堅持面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，不斷向科學(xué)技術(shù)廣度和深度進(jìn)軍，攻克難關(guān)，取得更多高質(zhì)量研究成果。

同時，歡迎推免生報考光電與智能研究院。

郵箱：zhanghan0805@mail.nwpu.edu.cn;

annydarry@mail.nwpu.edu.cn

主頁：http://iopen.nwpu.edu.cn

未來人工智能研究還將為人類帶來多少驚喜？我們拭目以待...

領(lǐng) 票 通 知

參與《十四運(yùn)會女排大戰(zhàn)即將上演，50張票等你來搶！》活動的幸運(yùn)粉絲名單出爐！還有以下粉絲未領(lǐng)票：

18日：

2020264659 陳文婷

2019303408 謝詩雨

2021303868 李曉晴

2019201954 劉家翔

19日：

2021250040 李欣

2021100512 鄭礪恒

2021263975 成婧源

2021263932 蘇政齊

2020300209 徐梟梟

2019301827 賴澤龍

2018303038 韓松

2019300555 路偉杰

21日：

2021303839 嚴(yán)文強(qiáng)

2021302869 胡佳寧

2020302697 蘭瑞泉

2020301581 胡玲穎

2021203735 王楚璇

22日：

2021300732 曲德正

2021201716 阿依巴爾·阿依等

2021250083 徐紫薇

2019301414 楊奧杰

2020300757 常亞南

2021303470 李超群

請各位還未領(lǐng)票的小伙伴們盡快聯(lián)系工作人員領(lǐng)取！如果在今天晚上還未領(lǐng)取完成，我們將對后續(xù)門票進(jìn)行重新抽取。

聯(lián)系人：賈同學(xué)，電話：137****8026

來源｜光電與智能研究院

編輯｜潘子祺

圖片｜受訪者提供

審核｜付怡

責(zé)編 | 雷軍

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