本文经AI新媒体量子位授权转载（公众号ID：QbitAI），转载请联系出处.大家好，第一次看到这个研究的时候，我的表情是这样的：嗯？熊猫？不是所有的大熊猫长得都一样吗？……一样的可爱！（充满求生欲）然而仔细一看，发现这个研究对熊猫脸盲症患者太友好了。以后再也不用担心认不出熊猫了。这项神奇的技术就是：大熊猫识别。即人脸识别技术应用于大熊猫。近日，中国大熊猫大学华西师范大学大熊猫研究团队在该方向发表了一系列论文。其中一篇题为“利用深度学习技术进行动物个体识别：以大熊猫为例”。主要研究大熊猫个体识别的技术问题。熊猫人脸识别？论文的核心是利用深度学习技术，通过基于CNN的人脸识别模型对大熊猫进行识别。此外，还成功建立了大熊猫面部识别网络。感觉以后就是飘着看大熊猫了（指着江山）。这项研究有两个主要亮点：数据集是来自四川3个基地的圈养大熊猫。用数码相机和手机拍摄大熊猫的各种特征。特别是需要清晰获取其面部特征，尤其是在吃饭、休息、玩耍等特定动作捕捉中。最终，6名同学在7天内拍摄了近65000张样张。（这样的科研功夫，着实令人敬佩。）“熊脸识别”率高达95%。识别网络经过长时间的数据筛选和调试，目前识别率可达95%。课题组张近东教授表示，前前后后的技术攻关大概用了半年时间，最终还是识别模型的成功和这么高的识别率。当然，这离不开数学与信息学院郑博川教授团队的支持。一个负责熊猫数据采集，一个负责识别技术。只有共同努力，才能取得今天的成绩。如何实现？和很多深度学习技术的模式一样，这项工作主要分为三个步骤：数据收集-模型训练-模型验证。首先第一步上面也说了。它是从3个基地收集25只圈养大熊猫的图像。拍照时，与大熊猫保持至少5米的距离，以免打扰它们，然后使用手机或相机的变焦功能拍下熊猫的脸。大熊猫头部向上、向下或倾斜的角度不能大于30°，这样拍出来的照片质量不好。注意到这一点后，筛选出一些面部表情丰富、姿势特定的照片后，将其作为数据集。第二步是训练模型。本研究使用的识别网络是VGGNet，它是一个卷积神经网络。VGGNet由5个卷积模块、3个全连接层和一个soft-max连接层组成。这个数据集有65000张大熊猫面部图像，平均每只熊猫有4300张。其中，39000张照片用作训练集，19500张照片用于验证，6500张照片用作模型校准。对于模型训练，他们使用带有GPUNVIDIAQuadroP5000(16GB)的Tensorflow工具箱进行训练。为了加快识别网络的收敛速度，解决深层网络梯度不稳定的问题，他们采用了Xavier初始化方法。初始批量大小设置为128，学习率设置为0.001。最后，在250,000次迭代后停止训练。然后，我们来到最后一步，即模型验证。除了现有的19,500个验证集外，他们还从中国保护大熊猫研究中心(CCRCGP)卧龙基地收集了10只个体的3,000张图像，以验证模型识别未知个体的能力。最终，该实验在识别普通人方面达到了95%的准确率。为什么要搞熊猫人脸识别？这也改变了传统的大熊猫识别和监测方法。例如：1、基于经验的人工视觉识别，其实是靠你的脚力、视力和各种感官来支持的。对于我这样的普通人来说，光靠眼力是做不到的。对于专业研究人员来说，这种方法简单有效，但如果是长期研究或个体数量多的大熊猫种群，工作就会很复杂。你想，pandas越多，每只pandas你要记住的特征就越多，错误率就越高。这真的很难。此外，还有一些比较先进的方法。2.远距离咬法增长知识！咬合处是大熊猫粪便中的竹节，被认为带有大熊猫的生物学特征。研究人员通过分批测量咬合关节的长度来区分大熊猫个体。该方法简单实用，能够反映大熊猫种群的时间变化特征。然而，大熊猫的移动距离受多种因素影响，很难获得区分不同个体的阈值。3、分子生物学换言之，就是从大熊猫的粪便中提取DNA，对大熊猫进行个体识别。但是这种粪便必须是新鲜的才有效果，所以这种方法在野外很难做到。同时，也会消耗大量的人力物力。4、GPS定位项圈追踪顾名思义，就是给需要监测的个体戴上GPS项圈进行麻醉。这样就可以对其进行准确跟踪，实时获取所需的行为数据。更何况项圈寿命短，成本高，对大熊猫种群并不友好，抓捕大熊猫是必须的。这要是有什么差错，谁也惹不起。所以呢！这些方法都有一定的局限性，给野生大熊猫的保护增加了很多难度，这也是张近东团队的初衷。因此，出现了这样一种方法，既能准确识别，又不易受其他自然因素影响，可用于大范围监测。张近东教授说：“熊脸识别”可以应用于两个方面。一方面，圈养大熊猫，可以为每只大熊猫建立ID，既便于管理人员统一管理，也便于游客识别和了解每一只大熊猫。另一方面，也是我们比较关注的一个方面，就是对野生大熊猫的保护。我们下一步的工作将考虑结合目前广泛用于野外监测的红外相机来采集更多的野生大熊猫照片。对数据进行识别，从而建立野生大熊猫种群身份数据库，实现及时监测和大数据分析。网友怎么说？此研究发布后，不少网友表示：再也不会糊涂了！当然，也有一些有趣的评论。有实用的朋友：有有机的观点：也有新奇的角度：当然，不可否认的是：团子终于迎来了人生的辉煌时刻。这项技术也是熊猫生态管理者的福音，也为野生大熊猫的保护工作提供了有力的工作支持。多一件事就是另一个问题：熊猫人脸识别，它应该属于熊脸识别吗？还是猫脸识别？换句话说，熊猫是猫吗？还是熊？按照主流观点，熊猫应该归类为“熊”，所以这是熊脸识别的一个分支。不过，这里还有一个小插曲：根据动物学家夏元宇35年前的论文《一错五十年——为猫熊正名》。文章提到了抗日战争时期四川某博物馆的一个历史插曲：本应从右向左的标志方向弄错了，把原来的“熊猫”读错了“熊猫”。嗯，说实话国宝应该叫“熊猫”吧……
