根據(jù)一幅人臉圖像，就能估計(jì)一個(gè)人的年齡，這一計(jì)算機(jī)視覺識(shí)別領(lǐng)域有關(guān)深度學(xué)習(xí)技術(shù)的研究，最近有了新的進(jìn)展。
西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院大三學(xué)生周默作為第二作者，與指導(dǎo)老師牛振興副教授共同完成了一篇題為《基于多輸出卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的排序回歸模型及其在年齡估計(jì)中的應(yīng)用》（Ordinal Regression with Multiple Output CNN for Age Estimation）的論文，這篇論文提出的人臉年齡識(shí)別算法，有效地將人臉年齡估計(jì)的正確率，從4歲以上縮小到了3.2歲的誤差之內(nèi)。
這一結(jié)果已經(jīng)在主流的年齡估計(jì)公共評(píng)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)得到驗(yàn)證，是現(xiàn)階段最好的研究結(jié)果之一。同時(shí)，該研究結(jié)果也得到了國(guó)際同行的普遍認(rèn)可，這篇論文已被IEEE國(guó)際計(jì)算機(jī)視覺與模式識(shí)別會(huì)議（CVPR2016）正式接收。今年6月份，周默將和指導(dǎo)教師一起前往美國(guó)，參加一年一度的IEEE國(guó)際計(jì)算機(jī)視覺與模式識(shí)別會(huì)議。
人臉年齡識(shí)別的新進(jìn)展
今年3月份，人工智能軟件Alpha Go和韓國(guó)棋手李世石的人機(jī)大戰(zhàn)引爆了整個(gè)IT界。隱藏在Alpha Go身后的就是近些年有突破性進(jìn)展的深度學(xué)習(xí)技術(shù)（Deep Learning）。自從2006年多倫多大學(xué)的Hinton教授發(fā)表了一篇關(guān)于深度學(xué)習(xí)的論文開始，大量的學(xué)者加入到深度學(xué)習(xí)的研究中，包括許多美國(guó)常青藤學(xué)校和諸多高科技公司，Alpha Go只是深度學(xué)習(xí)技術(shù)一個(gè)代表。
周默參與完成的這篇論文也是在討論深度學(xué)習(xí)技術(shù)，特別關(guān)注于如何利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)更好的完成計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域中的一個(gè)有趣問題——人臉年齡估計(jì)，即根據(jù)一幅人臉圖像估計(jì)用戶的年齡。該問題屬于計(jì)算機(jī)視覺與生物信息學(xué)的交叉課題，在學(xué)術(shù)界和工業(yè)界都受到普遍關(guān)注。例如，微軟在2015年推出的應(yīng)用軟件“How Old”就曾風(fēng)靡一時(shí)，被稱之為“全球最火測(cè)試年齡APP”。然而受到諸多限制，該方向的基礎(chǔ)研究一直未有顯著突破。
他們的研究，創(chuàng)新性地將年齡估計(jì)問題轉(zhuǎn)化為排序回歸（ordinal regression）問題，然后首次利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)（卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)CNN）提出了一個(gè)解決排序回歸的模型（OR-CNN），并將提出的模型應(yīng)用于人臉年齡估計(jì)。
“我們的算法在主流的年齡估計(jì)公共評(píng)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)上，取得了現(xiàn)階段最好的效果，平均誤差達(dá)到3.2歲，而之前學(xué)術(shù)界的所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差均在4歲以上。而且，我們的算法具有一定的通用性，一般的排序回歸問題，都可以用我們的算法去計(jì)算?！敝苣榻B說。
從碼工到科研新秀的華麗轉(zhuǎn)身
“悲喜是風(fēng)雨，信念是常青樹，信念越強(qiáng)大，越不會(huì)為風(fēng)雨所動(dòng)搖”。得知自己的論文被國(guó)際會(huì)議CVPR2016正式錄用，周默更新了自己已經(jīng)半年沒有更新的QQ簽名。
這個(gè)覺得自己信念足夠強(qiáng)大的本科生，還有一個(gè)頗為“神秘”的身份，西安電子科技大學(xué)開源社區(qū)的現(xiàn)任負(fù)責(zé)人?！拔覀冞@個(gè)社團(tuán)活躍的人數(shù)不多，也就七八個(gè)。”
說它神秘，是因?yàn)殚_源社區(qū)的小伙伴是校園傳說中的技術(shù)大牛。他們是一群癡迷計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的人，參與開發(fā)并維護(hù)西電校園內(nèi)的Linux軟件源。正是由于對(duì)開源操作系統(tǒng)開發(fā)的熱衷和喜愛，周默鍛煉出了很扎實(shí)的代碼編寫能力。
談及同樣是本科生階段就在CVPR發(fā)表文章的清華學(xué)霸吳佳俊，周默不無(wú)自嘲地說，“我不是學(xué)霸，其實(shí)還是個(gè)‘學(xué)困生’。我的成績(jī)?cè)谌嗯琶⒉皇亲詈茫?jiǎng)學(xué)金、數(shù)模大賽之類雖也拿過獎(jiǎng)，但都是三等獎(jiǎng)。每逢考試來臨，我也是狂啃書本才能過關(guān)?！?/p>
一個(gè)只偏愛寫代碼的普通本科生，如何加入了深度學(xué)習(xí)的科研工作中。這一切要從半年前說起，基于對(duì)Linux系統(tǒng)的共同熱愛，周默有機(jī)會(huì)認(rèn)識(shí)了電子工程學(xué)院青年教師牛振興副教授，周默較強(qiáng)的代碼編寫能力，迅速受到牛振興的重視，正是在他的帶領(lǐng)下，周默走上了計(jì)算機(jī)視覺和模式識(shí)別的探索之路。
勤奮和努力是開展科學(xué)研究的唯一通行證
從每天埋頭做實(shí)驗(yàn)到即將去美國(guó)參加國(guó)際會(huì)議，周默笑著說道，“幸福來得有點(diǎn)突然。”
從正式接觸深度學(xué)習(xí)技術(shù)到論文被國(guó)際會(huì)議接收，前后不過半年左右的時(shí)間，這其間一定有著不為人知的艱辛和努力。
因?yàn)榇笕恼n程安排比較滿而且全部在南校區(qū)，指導(dǎo)教師的實(shí)驗(yàn)室又在北校區(qū)，周默每周都要多次往返于南北校區(qū)之間，他已經(jīng)數(shù)不清坐了多少次校園末班車了。就這樣，周默度過2015年的整個(gè)冬天。
硬啃大量的學(xué)術(shù)前沿文獻(xiàn)，快速地完成代碼編寫任務(wù)，準(zhǔn)確地搭建模型，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在他的手下開始快速運(yùn)轉(zhuǎn)起來。
“看著計(jì)算機(jī)上24小時(shí)不停跑動(dòng)的數(shù)據(jù)，你的心也會(huì)跟著跑動(dòng)起來，因?yàn)槟悴恢肋\(yùn)行后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是否成功。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)沒有成功，尋找漏洞，重新改寫代碼，重新運(yùn)算。每一次實(shí)驗(yàn)，無(wú)論成功與失敗，都需要認(rèn)真做好記錄，這樣我們才能從中發(fā)現(xiàn)一些潛在的規(guī)律，為我們提升模型效果創(chuàng)造機(jī)會(huì)?！?/p>
周默介紹說：“我們實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)那真是勞苦功高，一年365天，全年無(wú)休。在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)運(yùn)行上，指導(dǎo)教師絕不允許有任何虛假成分。牛老師總是提醒說，科研必須也只能老老實(shí)實(shí)地做。”
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲得總是那么的漫長(zhǎng)和辛苦，實(shí)驗(yàn)沒有成功，數(shù)據(jù)沒有跑出來，論文就無(wú)法繼續(xù)撰寫。半年間，前后共做了200多次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也從剛開始的2GB到現(xiàn)在的100GB。一篇文章就是半年的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)?！坝浀迷谧詈笸陡宓那耙粋€(gè)月，我和老師在實(shí)驗(yàn)室連續(xù)加班，每天都工作到凌晨三、四點(diǎn)，終于在deadline之前，遞交了我們最滿意的版本?！?/p>
“論文投出去的那個(gè)早晨，已經(jīng)身經(jīng)百戰(zhàn)的牛老師說，我對(duì)這篇文章有信心，但是我也依然無(wú)法掌控它的命運(yùn)。”據(jù)了解，每年CVPR會(huì)收到來自全球各地1700多篇的投稿，最終會(huì)收錄300篇左右的文章，錄取率保持在25%左右。每年大約吸引3000名左右的參加者，CVPR也是一場(chǎng)計(jì)算機(jī)視覺學(xué)術(shù)界研究者的大聚會(huì)。
（文/西電新聞中心·趙玉娟）
陜公網(wǎng)安備61019002002681號(hào)