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大熊貓個體識別技術迎來進展 熊臉識別未來可期
喜歡國寶的粉絲們，一只大熊貓出現在面前，你能馬上認出來并叫出它的名字嗎？
5月17日，成都大熊貓繁育研究基地（簡稱“熊貓基地”）發(fā)布消息，大熊貓個體識別技術迎來重要進展。據熊貓基地相關負責人介紹，目前大熊貓個體識別相關工作取得了一系列階段性成果，其中，論文“Giant Panda Face Recognition using Small Database”（中文名“基于小數據集的大熊貓個體識別”）被ICIP2019會議錄用。運用此數據庫建立的大熊貓“認臉”APP不久將發(fā)布。
由于大熊貓的照片通常是在不受約束的情況下拍攝的，所以質量、清晰度等參差不齊，大熊貓“認臉”的算法也就比較復雜，大致來說包括幾大關鍵元素：姿勢、表情、眼睛、耳朵、面部陰影、嘴部咬合等。
目標明確
厘清我國野外大熊貓種群結構
大熊貓是一種瀕危動物，其保護工作需要投入大量的人力和資源。
我國就野外大熊貓保護工作，先后四次組織專業(yè)的大熊貓科學調查，獲得了許多珍貴的大熊貓野外種群資料，基本摸清了我國野生大熊貓種群數量。根據國家林業(yè)和草原局2013年的調查，野生大熊貓有1800余只。
但是，對于野外大熊貓種群結構的研究，目前依然難以厘清。據熊貓基地相關專家介紹，動物的種群結構主要由種群密度、年齡組成、性別比例、出生率和死亡率等特征組成，我國野生大熊貓野外種群結構因其獨居深山竹林和家域面積廣闊的生活習性而難以被跟蹤監(jiān)測。“高效、準確開展野生大熊貓的種群數量、分布情況研究，是一項緊迫、重要的任務。”該專家表示。
目前的大熊貓數量估計方法，包括捕獲、重新捕獲、人類視覺識別，以及從毛發(fā)或糞便中收集DNA。對在野外執(zhí)行任務的工作人員來說，這樣的操作侵入了大熊貓的領地，同時人工搜尋成本高，還具有一定的危險性。
另外，大熊貓擁有黑白相間的皮毛、別具一格的“黑眼圈”，個體之間看起來十分相似，難以區(qū)別。大熊貓的“認臉”工作，一直困惑著相關工作科研人員?，F在大熊貓生活的地區(qū)已廣泛安裝野外攝像機，這為通過圖像識別大熊貓開辟了新的可能性。由此，大熊貓“認臉”研究工作提上日程。
創(chuàng)新方式
為大熊貓科研保護打好基礎
對于野生動物，個體識別有助于研究人員更好地研究動物的種群結構，為野生動物保護管理提供科學支撐。
在大熊貓科研保護工作中，特別是圈養(yǎng)大熊貓，個體識別是對其進行日常飼養(yǎng)和動物譜系、檔案管理的前提和基礎。
“我們在進行照片初級分類整理的時候，因為接觸數量多，肉眼都能發(fā)現部分照片采集歸類出錯，這更加深了我們對本項研究的信心。”成都大熊貓繁育研究基地研究中心研究員陳鵬參加過全國大熊貓第四次調查，對于跋山涉水尋找野外大熊貓蹤跡深有體會，他認為大熊貓臉部識別有助于推進大熊貓保護工作，可以更加精準地進行大熊貓種群數量調查。“希望未來能將相關技術運用于全國大熊貓調查中去。”陳鵬說。
“在全國大熊貓種群調查中，這是我們的一種嘗試，希望能突破現有種群調查瓶頸，尋找方法和技術的革新。”熊貓基地相關負責人表示。熊貓基地是國家實施大熊貓等瀕危野生動物遷地保護工程的主要研究基地之一，為了更好地將大熊貓遷地保護與就地保護有機結合，多年來，熊貓基地一直積極參加全國大熊貓種群調查和野生大熊貓孤立小種群的復壯保護研究，接下來熊貓基地還將不斷創(chuàng)新研究方向和方式，以更好地服務于大熊貓保護。
未來可期
“掃臉”即可獲得大熊貓相關信息
識別個體動物，這類研究中有許多動物被“光顧”過。2017年，熊貓基地聯合新加坡南洋理工大學、四川師范大學，開始了使用圖像分析的大熊貓個體識別技術研究，目前已建成含有12萬余張圖像、上萬個視頻片段的數據庫，并已對近萬張圖片完成了標記、分割和注釋。
通過此數據庫，將可以實現對圈養(yǎng)大熊貓臉部自動檢測及大熊貓個體識別工作。運用此數據庫，大熊貓專家們還將推出一款“認臉”APP，通過大熊貓臉部獨有的特征數據，經過數據庫分析、對比，實現對大熊貓的精確識別。
對于此數據庫的建立，業(yè)內外呼聲頗高，認為既有利于對大熊貓保護工作的推進，還方便民眾對于大熊貓的識別。未來，民眾通過手機APP掃描大熊貓的臉部，即可獲得大熊貓個體的相關信息。
而對于研究人員來說，有著更多期待。“希望未來能在大熊貓個體識別的基礎上繼續(xù)做到大熊貓性別判別和年齡估測，這樣能判斷一個大熊貓種群是否健康。另外，也希望在熊貓的親緣關系研究上找到突破口。”陳鵬說。
“更大的目標在于，為提高自然保護區(qū)對大熊貓的智能監(jiān)測與保護管理工作水平提供技術支撐。”據熊貓基地相關負責人介紹，他們將聯合研發(fā)團隊，繼續(xù)通過人工智能技術對圈養(yǎng)和野外大熊貓影像資料大數據進行統(tǒng)計、分析，為經濟、快速、高效、長期開展野外大熊貓種群調查和健康監(jiān)測探索新模式。
◎名詞解釋 ICIP會議
ICIP會議是IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers，電氣和電子工程師協(xié)會）下設的專業(yè)領域分會。IEEE是一個國際性的電子技術與信息科學工程師協(xié)會，是目前全球最大的非營利性專業(yè)技術學會，其會員人數超過40萬人，遍布160多個國家。
1994年，IEEE信號處理協(xié)會單獨設立了ICIP會議，主要針對圖像處理領域的研究，包括從底層的簡單處理到高層的視覺理解都有涉及，是國際頂級的圖像處理學術會議。（小五 圖片由成都大熊貓繁育研究基地提供）
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