人才培养

“北航平均脸”,请签收
  

       引言:说起北航人,你会想到谁?是与你朝夕相处的室友,还是自习室里最熟悉的陌生同学,抑或是沙河校区的“航概妹”?也许你会像整理相册一样迅速想起很多人。现在,“北航平均脸”的横空出世可能会给你一个大众性的答案。这四张图像的背后,定格了每一个北航本科生和研究生的眉眼弯弯——熟知的、陌生的、擦肩而过的、似曾相识的每个可爱的小伙伴们。

 

             

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图1为北航研究生平均脸,图2为北航本科生平均脸

(原始数据来源为校园一卡通头像照片,共计24103张)

 

Part1 开始·我不是大牛

 

       很少有人知道,这组“北航平均脸”照片是由北航计算机学院的一位本科生同学主要完成的,这也是她越过懵懂迷茫后努力进取的结果。郑若琳,北航计算机学院2013级一名普通的同学,保研到了本校。她是刚加入智能识别与图像处理实验室1团队半年的小鲜肉,该团队的学术带头人是王蕴红教授。大三下学期时,因为在王老师的《图像处理与模式识别》课程中开始对图像处理领域很感兴趣,所以在保研时她主动联系王老师并成功加入了团队。“很多同学都会选择在大三的时候进入实验室,一般都是选择自己感兴趣的方向”,她认为比起那些在大二时就钻进实验室搞科研的“大牛”们来说,自己也是“弱爆了”。

 

       若琳说,在她最开始接到“北航平均脸”这项任务时,内心是有些忐忑的。这是她参与实验室工作后第一次独立承担一项任务,既有被肯定后的小确幸,又有面对未知的彷徨与憧憬。正如她所说的,理论和应用之间还隔着一段代码的距离。“既然接受了这个挑战,我就一定会把它完成,这是大学三年来我做的最有意义也最实际的一件事”。所以,项目自始至终她从没想过放弃。

 

Part2 过程·九九八十一难

 

       游戏里的新手会有高手“带节奏”,若琳表示,她是从王蕴红老师和黄迪老师的指导中将字面解读落到实地的,在实践中慢慢摸清整个生成流程:先计算每张人脸的标志点,以此确定人脸的位置,然后根据瞳孔的位置将人脸旋转至水平,再根据瞳孔距离缩放确定平均面部大小,最后将旋转缩放的结果置于一起得出平均值……

 

       唐僧历经九九八十一难才终于取得佛法,一个项目的成功也不可能一蹴而就。本科生、研究生、国际生,2013级、2014级、2015级、2016级,共计24103张原始头像照片素材图,这是她第一次处理如此庞大的数据量,对她来说这一切都是陌生的。

 

       “问题出现在数据扩大到两百张图片的时候。我得到的平均面孔,轮廓非常模糊,面部两侧的轮廓难以清晰辨认,最终结果就像千万个马赛克图片相叠,显示效果极差”,若琳回忆到。她静下心仔细思考,发现直接做平均处理是不可行的。在找到实验室研究相关方向的学姐求助后,学姐关于求解算法的点拨让她豁然开朗。“太兴奋了!所有步骤在我的电脑上测试都没有问题了。”她觉得那一刻就要接近成功,但在把代码转移到服务器上后,无论如何系统都无法正常运行,任务再次陷入僵局。时间紧迫,她急中生智,将自己的电脑和服务器双线运行,不断生成各个中间结果。这个方法十分奏效,在连续运行几日之后,她看到了北航人的平均面部轮廓。“从面容到眼神,那么的质朴而真诚,一看就是北航人的样子!”直到现在,初见图像时的那份兴奋和喜悦的样子仍使她记忆犹新。

 

Part3 背后·创意和科研

 

       实验室的环境给我们的学习生活带来很多益处:打开视野,为理论实践创造机会,为科研工作准备经验等等。对于郑若琳来说,回想从设计到实现的整个过程,在团队的帮助下,虽一波三折但终有所成,任务的成功也演变成了对下一次挑战的动力。对此,实验室的王蕴红老师认为,“自信心是很重要的科研素质,能力是可以随着时间慢慢积累的,而收获经验与体会成功的喜悦对于创新是一种重要的反馈激励。所以,在安排任务时会基于学生兴趣并且考虑到学生当前实践能力。”王老师表示,实验室对学生最大的帮助是为学生提供创新的平台与出口,教师作为团队引导者,在学生遇到问题时给出解决思路;而学生作为项目的参与者,在切身实践中收获个人经验。“本科三、四年级是创新想法溢出的高峰期,同学们对科研问题开始有独到的见解,他们甚至可以和研究生同台竞技”。

 

       叮咚,“北航平均脸”已生成,其背后的故事也落下了句点。一样的坚定自信,一样的踏实执着,细细看去,能依稀看到一些前辈的影子,袁家军、戚发轫、罗阳……

 

       理想高远、学识一流、胸怀寰宇、致真唯实,一代代传承下来的北航精神从来不曾走远。北航的风吹了六十余年,北航学子的信念也燃烧了一甲子,并将一直燃烧下去,不曾停歇。

 

       1智能识别与图像处理实验室(Intelligence Recognition and Image Processing Laboratory)隶属于北京航空航天大学计算机学院智能信息处理研究所,由王蕴红教授于2004年创建。实验室现有在职教师5人,学生40余人。实验室的研究方向包括模式识别、机器学习与深度学习、计算机视觉和图像处理、视频分析等相关领域。智能识别与图像处理实验室长期致力于做一流的科学研究,在国际主流期刊和会议上发表一流的论文,并推动模式识别相关成果的产业化应用。实验室承担了“973”项目、科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金、国家自然科学基金国际合作项目等多项国家级课题和诸多企业合作项目。在国际交流方面,实验室与美国、英国、法国等多所高校科研团队建立了良好的伙伴关系,多次互派师生进行学术交流与联合培养,旨在提高团队的国际化视野。    

 

 

图像制作:郑若琳

策划:李庆鹏

文案:谭莉莎 设计:林长宏  技术:曹嘉辉

鸣谢:计算机学院智能信息研究所

编审:门户网站总编总监工作室

投稿:geoos@buaa.edu.cn

 

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