武汉大学计算机学院“幻影重现”团队喜获第二届互联网＋大赛金奖

      2016年10月13至15日，第二届中国“互联网+”大学生创新创业大赛全国总决赛在华中科技大学举行。由计算机学院胡瑞敏、韩镇、张沪寅三位老师指导，来自计算机学院国家多媒体软件工程技术研究中心的2012级博士生陈亮、2015级硕士生魏雪丽、何文涛、李云帆、2016级硕士生郭进、曾振等人完成的创意组项目“幻影重现-基于移动终端的图像增强云服务平台”项目从118804个项目中脱颖而出，获大赛金奖。计算机学院胡瑞敏、韩镇、张沪寅三位老师获优秀创新创业导师奖。14日，中共中央政治局委员、国务院副总理刘延东亲切接见大赛金奖团队师生代表和专家评委代表并合影留念，团队负责人陈亮和指导老师韩镇作为代表出席（图1）。此外，湖北卫视、湖北日报等媒体也对该项目进行了报道（图2）。（湖北卫视对项目的报道：http://m.hbtv.com.cn/p/313642.html 湖北日报报道获奖名单：http://www.cnhan.com/html/hbrb/20161014/439567.htm）

图1：中央政治局委员、国务院副总理刘延东与大赛金奖团队师生代表和专家评委代表合影留念。

图2：湖北卫视采访武汉大学“幻影重现”项目团队负责人陈亮同学。

        在监控图像中，犯罪嫌疑人的人脸是刑侦人员最关注的目标。但是在实际监控环境下，图像质量普遍低下（公安部物证鉴定中心统计表明：白天图像质量差的比例为60%，而夜间高达95%）。如图3所示，实际监控图像中的人脸难以辨识，无法提供破案线索。如何在低分辨率人脸图像基础上快速重建高分辨率人脸图像成为公安部门亟待解决的技术难题。现有人脸增强技术对于白天图像增强效果尚可，对于夜间图像处理由于会把噪声也增强而导致重建质量急剧下降，增强后人脸相似度仅为55%。

图3：实际监控图像中的人脸难以辨识，无法提供破案线索。

 针对这一难题，本团队设计了“幻影重现”——基于移动终端的图像增强云服务平台（图4）。该产品将云计算、移动互联网与人脸超分辨率增强技术相结合，将复杂的超分辨率操作转移到云服务平台处理，用户通过移动终端可以随时随地将图像发送到云服务平台由专业人员处理，并在2分钟之内获取传回的增强后图像。与现有公安系统采取的乡-县-市-省的递进图像处理模式相比，本项目的处理模式由专业人员处理图像，效果更好；只需2分钟即可得到结果，速度更快；不需要用户购买设备或软件，价格更便宜。本产品借鉴“互联网+”思维重构了监控图像处理业务流程，为公安部门尤其是侦查过程中的一线公安人员提供最好、最快、最便宜的人脸图像增强服务，这对于提高公安机关破案率，维护公共安全具有重要意义。

 在产品的云端，实现了该团队在国际上首次提出的面向极低质量图像的抗噪性超分辨率算法，将噪声图像超分辨率增强转化成含噪像素和非含噪像素的分类处理问题，解决了噪声环境下人脸增强的技术难题，增强后的人脸相似度由原来的55%提升到了90%以上（图5、图6）。本项目目前在图像超分辨率方向，拥有软件著作权1项，国家发明专利11项，其中授权6项；相关成果还获得2014年公安部科学技术三等奖和2015年国际多媒体建模大会最佳学生论文奖。相关技术目前已在武汉市公安局、南京市公安局等48家单位试用，为60余起案件的侦破提供了关键技术支撑作用。

图4：基于移动终端的人脸增强云服务平台架构图。

       据悉，本届大赛由教育部、中央网络安全和信息化领导小组办公室、国家发展和改革委员会、工业和信息化部、人力资源和社会保障部、国家知识产权局、中国科学院、中国工程院、共青团中央和湖北省人民政府共同主办，华中科技大学承办，以“拥抱‘互联网+’时代，共筑创新创业梦想”为主题。与首届大赛相比，高校与大学生的参与度均创新高，参赛高校2110所，占全国普通高校总数的81%，学生报名项目118804个、直接参与学生545808人，分别是首届大赛的3.3倍、2.7倍。比赛共决出金奖36项、银奖115项、铜奖453项。

图5：模拟监控环境下，胡瑞敏教授团队所提方法使增强后的人脸图像相似度高达90%。

图6：真实监控环境下，胡瑞敏教授团队所提方法使增强后的人脸图像相似度高达90%。

图7：“幻影重现”团队照片。

图8：“幻影重现”团队照片。