大熊猫个体识别技术迎来进展 熊脸识别未来可期

其中，论文“Giant Panda Face Recognition using Small Database”（中文名“基于小数据集的大熊猫个体识别”）被ICIP2019会议录用。运用此数据库建立的大熊猫“认脸”APP不久将发布。

由于大熊猫的照片通常是在不受约束的情况下拍摄的，所以质量、清晰度等参差不齐，大熊猫“认脸”的算法也就比较复杂，大致来说包括几大关键元素：姿势、表情、眼睛、耳朵、面部阴影、嘴部咬合等。

目标明确

厘清我国野外大熊猫种群结构

大熊猫是一种濒危动物，其保护工作需要投入大量的人力和资源。

我国就野外大熊猫保护工作，先后四次组织专业的大熊猫科学调查，获得了许多珍贵的大熊猫野外种群资料，基本摸清了我国野生大熊猫种群数量。根据国家林业和草原局2013年的调查，野生大熊猫有1800余只。

但是，对于野外大熊猫种群结构的研究，目前依然难以厘清。据熊猫基地相关专家介绍，动物的种群结构主要由种群密度、年龄组成、性别比例、出生率和死亡率等特征组成，我国野生大熊猫野外种群结构因其独居深山竹林和家域面积广阔的生活习性而难以被跟踪监测。“高效、准确开展野生大熊猫的种群数量、分布情况研究，是一项紧迫、重要的任务。”该专家表示。

目前的大熊猫数量估计方法，包括捕获、重新捕获、人类视觉识别，以及从毛发或粪便中收集DNA。对在野外执行任务的工作人员来说，这样的操作侵入了大熊猫的领地，同时人工搜寻成本高，还具有一定的危险性。

另外，大熊猫拥有黑白相间的皮毛、别具一格的“黑眼圈”，个体之间看起来十分相似，难以区别。大熊猫的“认脸”工作，一直困惑着相关工作科研人员。现在大熊猫生活的地区已广泛安装野外摄像机，这为通过图像识别大熊猫开辟了新的可能性。由此，大熊猫“认脸”研究工作提上日程。

创新方式

为大熊猫科研保护打好基础

对于野生动物，个体识别有助于研究人员更好地研究动物的种群结构，为野生动物保护管理提供科学支撑。

在大熊猫科研保护工作中，特别是圈养大熊猫，个体识别是对其进行日常饲养和动物谱系、档案管理的前提和基础。

“我们在进行照片初级分类整理的时候，因为接触数量多，肉眼都能发现部分照片采集归类出错，这更加深了我们对本项研究的信心。”成都大熊猫繁育研究基地研究中心研究员陈鹏参加过全国大熊猫第四次调查，对于跋山涉水寻找野外大熊猫踪迹深有体会，他认为大熊猫脸部识别有助于推进大熊猫保护工作，可以更加精准地进行大熊猫种群数量调查。“希望未来能将相关技术运用于全国大熊猫调查中去。”陈鹏说。

“在全国大熊猫种群调查中，这是我们的一种尝试，希望能突破现有种群调查瓶颈，寻找方法和技术的革新。”熊猫基地相关负责人表示。熊猫基地是国家实施大熊猫等濒危野生动物迁地保护工程的主要研究基地之一，为了更好地将大熊猫迁地保护与就地保护有机结合，多年来，熊猫基地一直积极参加全国大熊猫种群调查和野生大熊猫孤立小种群的复壮保护研究，接下来熊猫基地还将不断创新研究方向和方式，以更好地服务于大熊猫保护。

未来可期

“扫脸”即可获得大熊猫相关信息

识别个体动物，这类研究中有许多动物被“光顾”过。2017年，熊猫基地联合新加坡南洋理工大学、四川师范大学，开始了使用图像分析的大熊猫个体识别技术研究，目前已建成含有12万余张图像、上万个视频片段的数据库，并已对近万张图片完成了标记、分割和注释。

通过此数据库，将可以实现对圈养大熊猫脸部自动检测及大熊猫个体识别工作。运用此数据库，大熊猫专家们还将推出一款“认脸”APP，通过大熊猫脸部独有的特征数据，经过数据库分析、对比，实现对大熊猫的精确识别。

对于此数据库的建立，业内外呼声颇高，认为既有利于对大熊猫保护工作的推进，还方便民众对于大熊猫的识别。未来，民众通过 手机 APP扫描大熊猫的脸部，即可获得大熊猫个体的相关信息。

而对于研究人员来说，有着更多期待。“希望未来能在大熊猫个体识别的基础上继续做到大熊猫性别判别和年龄估测，这样能判断一个大熊猫种群是否健康。另外，也希望在熊猫的亲缘关系研究上找到突破口。”陈鹏说。

“更大的目标在于，为提高自然保护区对大熊猫的智能监测与保护管理工作水平提供技术支撑。”据熊猫基地相关负责人介绍，他们将联合研发团队，继续通过人工智能技术对圈养和野外大熊猫影像资料大数据进行统计、分析，为经济、快速、高效、长期开展野外大熊猫种群调查和健康监测探索新模式。

◎名词解释 ICIP会议

ICIP会议是IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers，电气和电子工程师协会）下设的专业领域分会。IEEE是一个国际性的电子技术与信息科学工程师协会，是目前全球最大的非营利性专业技术学会，其会员人数超过40万人，遍布160多个国家。

1994年，IEEE信号处理协会单独设立了ICIP会议，主要针对图像处理领域的研究，包括从底层的简单处理到高层的视觉理解都有涉及，是国际顶级的图像处理学术会议。（小五 图片由成都大熊猫繁育研究基地提供）

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