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漫画与面孔识别
版权所有 来源: 作者: 【 】 浏览:1293次 评论:0

 

 

 

    麻省理工学院视觉研究实验室主任帕万·辛纳认为漫画是建造更好的电脑识别系统的关键。今年,辛纳的实验室将启动赫尔希菲尔德计划,分析由几十名艺术家创作的数百幅肖像漫画,从而找到那些对于面孔识别最为重要的面部比例。这张图表显示了部分关键的面孔识别参数,比如两个瞳孔之间的距离;下嘴唇到下巴之间的距离;额头的面积等等。

  面孔识别是人类最擅长的技能之一。但是要如何让电脑也获得同样的能力?答案也许可以从漫画中获得。漫画的特点是放大人物的某些显著特征,但有种说法,好的漫画甚至比照片更像本人。因为它抓住了大脑捕捉的关键面部特征。那么有哪些特征是识别面孔的关键呢?科学家试图通过漫画找到答案。

  我们的大脑是灵敏到令人惊奇的机器,而识别面孔可能是它最擅长的。在出生几小时后,新生儿的眼睛就被类似面孔的图形所吸引。成年人的大脑只需100毫秒就能判断它看到的是一张面孔,只需要1秒多一点的时间就能识别两张光照条件、角度完全不同的面部照片。神经学家认为在人脑中有一个特别的区域———颞叶梭状回———专门用于面孔识别。

  或许,最能说明我们出色的面孔识别能力的当属漫画,哪怕是在几秒钟内勾勒出线条简单人物漫画,也能轻易被我们的大脑识别。人们说,好的漫画比照片更像本人。虽然听上去不可思议,但这一点确实得到研究的证实。在视觉科学领域甚至有一个形容这一现象的专业名词———漫画效应。

  人的面孔大同小异:嘴巴上一个鼻子,再上面是两个眼睛,人与人之间的面部特征差别通常只有几毫米。因此,我们的大脑重点寻找的是显著特征,也就是和我们头脑中的理想面孔(我们所见过的所有面孔的平均值)差异最大的地方。换句话说,为了击败视觉专家所谓的雷同问题,我们强调最重要的特征,忽略次要特征。我们对面孔的认知专注于朝天鼻、凹陷的眼睛或是肉乎乎的脸颊,在头脑中将它们夸大。为了识别并记住别人,我们把他们的面孔变成了漫画。

  面孔识别科学原本只是人工智能领域一个停滞不前的课题,十年前突然成了事关国家安全的大事。9·11主谋穆罕默德·阿塔经过波特兰机场时被监控录像拍下的模糊画面让美国公众震怒,深受刺激的政客们纷纷拨款资助自动面孔识别系统的研究。人们都以为,几年之内,当所有监控摄像头都配备面孔识别软件后,人群中的每张面孔都会无比突出,它们将像独一无二的指纹一样立刻和嫌疑犯数据库进行对比。

  现在,10年过去了,面孔识别系统的表现依然不尽如人意。确实,在数码照片库中,在Facebook上,同一人的照片可以被自动打上标签,准确度还比较令人满意。事实上,最近美国国家标准和技术研究所对面孔识别软件进行了一次测试,其中最好的软件能够比人类更精确地识别面孔,但前提是在受控制的环境下———被拍摄的人必须直视高清晰照相机镜头,不能笑,也不能带有其他任何表情。但是,在现实生活中,电脑需要识别的是视频中的面孔:距离不同,照明昏暗,表情多变,视角各不相同。人眼可以轻易地调整适应这些条件,但对于电脑依然是大难题。

  依照目前的技术,在机场拥挤的人群中找到未来的穆罕默德·阿塔并不比10年前容易。2007年,德国联邦警察局对识别软件的测试发现,10张面孔中有8张无法被电脑识别。今年2月,在英国曼彻斯特机场,一对夫妇偶然交换了护照,结果依然顺利通过了电子门,说明对比真人面孔和护照照片的自动系统根本没有发挥作用。

  所有这一切引出了一个有趣的问题。或许,要确保机场、国家重要地标的安全,我们需要更多地认识漫画?毕竟,计算机缺少的正是漫画大师的技巧———迅速抓住一张面孔最突出的特征。仅仅有更先进的照相机,速度更快的电脑还不够。要从人群中找到恐怖分子,我们的机器人或许还需要去艺术学院进修。

  早在19世纪,执法者就知道夸张的肖像画可以帮助抓坏蛋。1876年,纽约大贪污犯威廉·特维特在西班牙被捕,帮助将其捉拿归案的并非警方素描而是刊登在《哈珀斯》周刊上的一张由托马斯·纳斯特创作的特维特的漫画。今天,虽然多数警察部门使用自动素描软件,绘制出的通常是一张平淡的平均化面孔,要根据它找到嫌犯非常困难。美国司法机构最常使用的素描软件为Identi-K it。就连Identi-K it公司的总裁保罗·怀特也承认,他们的产品的主要功能在于排除大部分非嫌疑犯。“有一半人看到电脑合成的嫌疑犯图像会说它看上去像罗德尼·达戈菲尔德(美国喜剧演员),另一半人说它像前总统比尔·克林顿。但它并不是毫无用处,至少它不像杰克·尼科尔森(美国演员)。”

  如果有机会参加国际漫画家协会(ISC A)的年度大会,你会发现漫画家们描绘自己的技能时还算谦虚。比如史蒂芬·西尔弗20年前在海洋世界给人画肖像漫画,现在为电视动画设计角色。他说,“如果今天警察用漫画抓坏蛋,人们反应肯定是‘这是什么,是开玩笑吗?’但是,警察能够抓住坏蛋。如果用我画的漫画,那么只能说那个嫌犯很倒霉。”

  最近一次ISC A年会在拉斯维加斯举行,有来自13个国家的188名艺术家参加。西尔弗就是其中之一。在聚会期间,艺术家们两两配对,互相画漫画。在5天的时间里,他们不断地变化搭档,每个人的面孔以各种你能想象到的角度被绘成漫画。最后的作品公开展出,由与会者投票选出优胜者。第一名将获得金鼻子奖。2000年,这一殊荣被西尔弗获得。这和他的出色技能分不开。扫描整个房间形形色色的脸孔,他能一眼就抓住每张面孔的突出特征。

  “我不在乎眼睛周围有多少条皱纹,”他说,“这类特征对我毫无用处。我们识别面孔是通过基本形状。”他瞄上了大厅另一头的一个红发女人。“注意到了吗,她的肉都长在脸周围?五官被挤到了中间。”然后,他的目光又注意到一名正在画画的非裔女子。西尔弗指出,她的头很小,但是从她的下嘴唇到脖子的线条却非常突出。

  这种抓住第一眼突出印象的能力正是电脑所欠缺的。“漫画家们最神奇的地方在于,他们能够迅速发现某人最突出的地方,”马萨诸塞州大学电脑视觉实验室的埃里克·勒尔德-米勒说,“我们仍然不知道要如何让计算机也办到这一点。很多人在勤奋地编写软件,试图找到一个人区别于他人的两三种特征组合。”

  在英国中央兰开夏大学,心理学高级讲师查理·弗劳德曾利用漫画的面孔识别诀窍创造更好的嫌犯素描软件。他的系统叫做EvoFIT,能够生成一系列的动画肖像,每一张肖像都比前一张的特征更夸张。弗劳德的研究发现,我们每个人都以漫画的方式存储图形记忆,只是每个人夸张的程度不一样。EvoFIT绘制出不同夸张程度的肖像,不同的观众可以从中找到自己觉得识别度最高的。在测试中,弗劳德的技巧将面孔识别率从3%提高到了30%接近40%。

  要让电脑取得类似的结果,科学家需要更完美地套用漫画家的天才。听一些漫画家讲述他们的神秘技能养成过程,你会认为这几乎是不可能的任务。2008年的金鼻子奖得主贾森·希勒回忆起,他从中学就开始刻意训练自己的大脑,直到获得“第二视觉”。“还记得吗,在影片《黑客帝国》的末尾,当基努·李维斯扮演的尼奥看到四周都有代码不断落下,他突然意识到,他就是the O ne?”希勒说,“就是这样的感觉。”另一位来自芝加哥的漫画高手罗杰·赫塔多也经历了类似的转变。“突然之间,所有人都变成了漫画,”他说,“这种视觉甚至无法屏蔽掉,你开始对人脸的所有小细节极其敏感,别人甚至根本不会注意的细节,”他补充说,“这让约会变得非常困难。”

  但是,当你和这些艺术家谈论他们的创作过程时,你意识到心理学家早已琢磨出了基本原理。2005年的金鼻子奖获得者科特·琼斯在教导年轻艺术家时,给出的诀窍和视觉科学家完全一样。他告诉学生,想象一张普通面孔,然后注意描绘对象和这张面孔之间的差异:“这张普通面孔是所有面孔的参照。”

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Tags: 责任编辑:诚艺信
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