這是一個研究「看臉」的地方 | 走進實驗室

來自專欄中科院特色實驗室

38年前，天文學家在美國宇航局（NASA）火星探測器「維京1號」拍攝的火星照片上發現：火星表面矗立著一個「人臉雕像」，眼睛、鼻子和嘴都清晰可辨，眼神似乎還在死死地盯著正在拍照的「維京1號」。這張照片一經公開就引起了轟動。人們開始猜測那是不是外星文明留下的傑作。

直到2001年，另一架探測器「火星全球勘探者號」再次造訪該地。大量網民焦急地等待著NASA公布更為細緻的照片。然而，重新拍攝的照片徹底否定了之前各種瘋狂的猜想。那個「人臉雕像」只不過是地形和光影造成的錯覺，「臉」是完全不存在的。

面孔，俗稱臉，或許是一個人出生之後最早賦予視覺意義並加以重視的物體。兩個半月大的嬰兒就已經會對母親的笑臉報以微笑。這是嬰兒與母親互動的一種方式，也是其社會化的開端。識別面孔對於人類這樣一種高度社會性的動物來說簡直太重要了。

「這是一個看臉的時代」，而且，還專門有實驗室研究「看臉」呢！來看看他們的自述吧！

• 我們是誰？

在中國科學院自動化研究所，凝聚著這樣一群人，他們專註於各類「臉」的研究，車臉、人臉、聲音的「臉」、眼睛的「臉」、大腦的「臉」……這類研究統稱為「模式識別」，主要包括圖像識別、聲音識別、文字識別、指紋識別等。科研成果大量應用於國防、社會安全和國民經濟主戰場。

這個凝聚尖端科研成果、匯聚高端人才的學術殿堂就是模式識別國家重點實驗室。

模式識別國家重點實驗室於1987年正式成立，經過三十餘年不懈努力，已經發展成為擁有固定人員100多人，其中包括中科院院士1人，國家傑出青年基金獲得者7人，形成了一支以年輕學術骨幹為主體和以高素質研究生為主力的研究梯隊。

實驗室在模式識別基礎理論、視覺信息處理、語音語言信息處理等方面取得了許多前沿的研究成果和行業領先的關鍵技術。

• 實驗室的研究日常

模塊之一：如何證明你是你自己？

生物特徵識別與安全技術，研發生物特徵識別與安全技術，在虹膜和人臉識別領域建立了系統的理論和技術體系，孵化了中科虹霸等安防領域的領軍企業，相關技術在邊境安檢、公安司法、銀行支付以及北京奧運等重要場所得到廣泛應用，並牽頭制定了多項國家或行業標準。

模塊之二：照片，不再「照騙」

大規模圖像與視頻語義理解技術：研發了大規模圖像與視頻語義理解計算模型和描述體系，有效實現了圖像視頻語義的精準理解；開發的多種場合下圖像理解與視頻分析關鍵技術及應用系統，在視頻監控、反恐維穩、邊境安防、軌道交通等領域得到了規模化應用。

模塊之三：突破語言壁壘，我們是專業的

高性能機器翻譯系統：研發了高性能的機器翻譯系統，在國際上率先實現了漢語和蒙藏維等少數民族語言之間的自動翻譯，翻譯的準確率和速度均已達到國際先進水平，該系統廣泛應用於大型跨國公司、軍隊和國安等部門，在保障國家信息安全方面發揮了重要作用。

模塊之四：頭腦特工隊：畫出一副你大腦的地圖

在研究計算機感知外部世界的同時，我們也特別研究人腦處理信息的機理和方式。

實驗室引入了腦連接信息對腦區進行精細劃分，成功繪製出全新的人類腦圖譜：腦網路組圖譜，包括246個精細腦區和亞區，比傳統的腦圖譜精細4-5倍。該項成果已入選2016年「中國十大科技進展新聞」和「中國十大醫學進展」。

• 這6件事，我們都能為你做

在模式識別領域其他多個方向，我們形成了國際認可的理論框架和推動應用的關鍵技術。

成果之一：字丑沒關係，我有火眼金睛

中文手寫文檔識別技術：針對各類文檔圖像提出了有效的版面分析、文本行提取和識別方法，獲得了領先的性能，在金融和安全等領域實現了規模化應用。

成果之二：智能話療

高魯棒性多表現力智能語音交互平台：研發的高性能多模態人機交互平台，具有遠場語音識別和情感識別能力，以及個性化的語音合成系統，已經向眾多企業授權使用。

成果之三：在三維空間與你相遇

基於圖像的室內外大規模場景三維建模與快速定位：實驗室構建了基於圖像的大規模場景三維建模和定位的方法與技術，在數字城市、測繪導航、文物保護等領域得到了系統性應用。

成果之四：世界那麼大，我有千里眼！

遙感圖像處理：研究時空大數據分析的理論與方法，實現了海量遙感數據上的多源配准與融合，以及目標檢測與識別的新技術，並成功應用於國家空間信息處理。

成果之五：和諧社會，我們維護

社交多媒體計算：研究互聯網社交多媒體的信息理解和處理，提出一系列有效的方法和技術，並成功應用於公共安全、旅遊等領域。

內容相關的圖像合成：研發的圖像合成和人像美化技術，應用於社交網路的「天天P圖」、「美容美妝」和「動效自拍」等產品。

實驗室經過長期積累，已經發展成為包括基礎資料庫建設、理論研究、核心技術研發、標準制定，以及技術轉移轉化等多元型、一體化的綜合實驗室。

實驗室的多個資料庫被學術界和工業界廣泛使用。研製的技術多次獲得國際學術競賽冠軍，並實現了規模化商業應用。

模式識別國家重點實驗室始終堅持面向國家戰略需求和國際學科前沿，開展基礎性、前瞻性、戰略性和系統性的創新研究，產出了一系列重大科技成果，成為引領模式識別領域科學研究、人才培養、開放交流的重要基地。

面向模式識別和人工智慧領域的未來發展，模式識別國家重點實驗室將不斷開拓創新，奮力前行。

專欄介紹：

科學大院的「走進實驗室」專欄，旨在生動有趣地為大家介紹各大研究所的特色實驗室。通過本專欄，你將了解到：科研人員的實驗室長什麼樣？他們每天都在做些什麼研究？這些研究跟我們有什麼關係……

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供稿：中國科學院自動化研究所

出品：科學大院

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