内容提要：在人脸识别日趋成熟的明天，钻研人员曾经开始将这一技术扩大到动物钻研中。最近，西北大学 钻研团队提出的「猴脸辨认技术」，不仅能辨认出金丝猴，还能具体到是哪只猴。这对于金丝猴的爱护有着重要意义。

原创：HyperAI 超神经

关键词：猴脸辨认 深度学习 神经网络

在中国的四川、陕西及甘肃的山林深处，生存着一批珍稀物种，它们因长着一身金色的皮毛，而得名「金丝猴」。

但丑陋的皮毛，却让金丝猴家族成为了盗猎者的指标。此外，树木砍伐、毁林垦荒等人类生产流动，也对金丝猴的生存造成重大影响，让它们陷入濒危地步。

金丝猴为中国特有，是国家一级爱护动物

20 世纪八九十年代，金丝猴种群的爱护工作引起相干部门的器重，各项钻研与保护措施相继开展。这对于保护地区间物种与生态平衡、寰球生物的多样性，具备战略意义。

借 AI 之力，意识每一只金丝猴

据无关部门考察预计，目前在秦岭山脉里，大概生存有 39 个家养金丝猴群，数量共 5000 只左右，能够算得上是仅次于国宝大熊猫的明星物种。

西北大学的金丝猴钻研团队，长期以来都在对秦岭金丝猴发展野外跟踪钻研工作。

尽管数量不多，可金丝猴的钻研工作却困难重重。因为金丝猴大多栖身于平地密林中，生存环境荫蔽，不易被人发现，而且它们对于人类的靠近十分敏感，很难接近，所以，对于金丝猴的未知领域还很多。

如何精确、疾速并无损伤地对家养金丝猴进行个体辨认，并据此发展进一步的爱护与钻研工作，是全世界的动物学家始终以来都渴望冲破的难题。

为什么肯定要进行个体辨认？团队的李保国传授对此解释道：「精确的个体辨认，是进行动物行为钻研的要害一步。只有把个体认分明了，能力长时间察看个体行为，进而剖析社群行为。」

此前，团队始终依附纯人工察看，每天早出晚归，察看工夫长达 10 个小时。而对于一只金丝猴，至多要察看够 600 个小时。

李保国传授长年在山中察看金丝猴, 要实现对一只金丝猴的深度察看，往往须要一至两年

近年来，随着人工智能技术的倒退，该团队也紧跟前沿技术，与计算机科学畛域的专家单干，组建了动物 AI 攻关团队，用 AI 技术攻克金丝猴个体身份疾速、精确辨认的难题。

树上几个猴，都是谁？猴脸辨认通知你

基于长期对金丝猴物种特色的钻研后果， 西北大学金丝猴钻研团队利用神经网络原理，提出具备注意力机制的深度神经网络模型，首次开发出动物个体识别系统——Tri-AI 零碎，实现了利用动物视频或图片，主动进行动物面部检测、辨认和跟踪。

Tri-AI 零碎框架示意图，教训证，零碎均匀辨认精度达 94.1%，辨认速度每秒 31 张图片

传统的辨认和监测动物办法，通常依赖于动物个体特色，如斑纹、色彩、伤疤，或是人为给动物做标记，如烙印、刺青、染色、环志、无线电项圈及遗传标记。

前者限于特定物种特色，难以进行跨物种应用；而后者不仅老本昂扬，且会对动物带来肯定危险，对于濒临灭绝的物种更是不实用的。

不同于这些传统办法，Tri-AI 零碎实现了「现实条件下，无观察者烦扰地」，对家养个体的精确身份辨认和间断跟踪采样的性能， 并且该零碎已被验证，可能扩大至多个物种，如猫鼬、狮子、小熊猫和老虎等。

利用 Faster RCNN 进行金丝猴面部检测的后果

Tri-AI 零碎的提出，极大地提高了动物个体数据分析效率，为动物学钻研开拓了新的路径，也为实现野生动物爱护和智能治理提供了牢靠的技术撑持。

目前，这项钻研曾经进入到利用推广的阶段。 一方面，已初步实现「动物个体辨认」零碎（V1.0）的开发，并在多处秦岭金丝猴散布地，用于多个种群、上千只个体的辨认和记录，开始启动建设秦岭金丝猴个体信息库的工作；

另一方面，该项工作进一步扩大利用行业和范畴，联合野外和圈养条件下辨认动物的不同利用场景与需要，进行个性化辨认性能的研发，并将在基于动物精准辨认的根底上实现动物爱护、豢养、繁育和钻研的精细化治理。

41 种灵长类动物，超十万张图片训练所得

为了实现该零碎的性能，最重要的就是提供大量的数据对其进行训练。

据介绍， 他们所采纳的训练数据为：包含 41 种灵长类动物的 102399 张图像，其中总个体数为 1040 个；测试集为：6562 张图像，包含 4 种食肉动物、91 个个体。

数据集图像示例（局部数据集已公开可下载）

所有图像都是用手机或单反相机拍摄而来，分辨率绝对较高，面部图像清晰，简直没有遮挡。图像中的每个个体身份都是已知的。也就是说，谁是 1 号猴、谁是 2 号猴，都曾经当时被标记好了。

以下是该数据集的详细信息：

AFD 动物面部数据集

公布机构： 西北大学

公布工夫 ：2020 年

数据格式：.jpg

数据大小：377MB

动物品种：10 种

下载：_https://hyper.ai/datasets/14657_

除了动态的图像外，团队还应用了 10 段金丝猴的视频对系统进行测试。这 10 段视频中共呈现了 22 个金丝猴个体。零碎会逐帧检测和辨认其中的金丝猴。

Tri-AI 零碎不仅能够利用于多个类群的不同物种，还能够解决彩色图像和灰度图像，因而无论是白天还是夜间的照片，都可能进行无碍观测，满足研究者的需要。

夜间捕获的金丝猴图像，零碎也可准确辨认

零碎的具体检测过程为：Tri-AI 先定位到动物的面部，而后与已有数据库比照，如果有匹配的，则给出其辨认号或姓名；如果未找到数据库中的匹配图像，则会将其标记为新个体，并赋给它新的编号或名称。

零碎检测过程示意，图 c2 中的 NO.NEW，为零碎辨认出的新个体

团队负责人介绍道，这个零碎不仅能辨认图片和视频，在通信条件良好的状况下，可能实现实时辨认。

动物面部辨认，前景广大

在人脸识别曾经无处不在的同时，动物的面部辨认技术也悄然兴起。

近十多年来，世界各国陆续推出各种动物面部辨认的相干钻研，辨认的动物波及黑猩猩、老虎、大熊猫、奶牛甚至鱼类等（对于鱼脸辨认，请参见 《日本「AI 鱼脸辨认」我的项目，每分钟辨认 100 条》）。

利用人工智能伎俩，不仅帮忙动物学家们节俭了大量工夫与经验，还可能帮忙他们更全面地理解这些动物群体的生存。

另外，对于养殖户来说，AI 技术能帮忙他们更好地监测每个动物的健康状况，从而升高养殖老本，进步生产效益。

基于猪脸辨认技术的智能化养猪，可全天候跟踪每头猪的各项指标

当然，因为起步较晚，动物面部辨认畛域依然存在很多难点待冲破。比方数据的采集，一些野生动物流动范畴荫蔽，很难捕获无效图像；另外，同一物种的动物，无论面部还是身材部位，差异性并不是很大，也给 AI 识别系统带来极大挑战。

但从现有钻研来看，无论是利用于养殖业或野生动物爱护，动物面部辨认在将来大有后劲。

猜猜我是哪只猴

新闻来源：

https://www.nwu.edu.cn/info/1…

论文地址：

https://www.cell.com/iscience…

数据集下载：

https://hyper.ai/datasets/14657