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格灵深瞳：计算机视觉将改变什么
　　新浪科技 张楠
　　在北京颐和园附近的一座仿古四合院中，深藏着一家由一群极客组成的科技公司――格灵深瞳。
　　两位创始人何搏飞和赵勇似乎是来自两个完全不同世界的人。前者毕业于斯坦福大学商学院，曾先后创建了两家美国公司中国区的团队和业务，是个彻头彻尾的“商人”。而赵勇，这个从研究院中走出的创业者，则是一个完完全全的“极客”。
　　什么是计算机视觉？
　　“我们在一起，完全是徐小平撮合的。”一见到新浪科技，何搏飞就回顾起与赵勇第一次见面的场景。当时我正在寻找创业方向，徐小平给我介绍了很多人，有些是理念不合，有些是方向不认同，迟迟没有找到合适的搭档，直到见到了赵勇。
　　“当时是在北京北四环一个老旧的小区里，楼道满是小广告，在一处三室一厅的民宅里，赵勇已经带着团队干了几个月。”何搏飞回忆说，当时本来是想聊一会，给徐老师交个差。但是没想到最后从下午2点聊了夜里12个小时。
　　“赵勇向我介绍技术的起源、发展和应用，我非常非常兴奋，作为一个商管理背景的人，我的兴奋来源于，看到了一个方向――人工智能技术可能会像互联网给人类带来改变，成为下一个给人类世界带来重大变革的技术。”他说。
　　赵勇曾经供职于谷歌研究院，他参与的谷歌眼镜项目，开创了可穿戴设备的热潮。赵勇的主要研究方向就是计算机视觉，而计算机视觉研究的终极目标就是希望计算机拥有无限接近人的感知能力。
　　“当时的主流是用普通的光学镜头，加上软件算法，但是这种画面其实是二维的。人脑这么聪明都需要三维获取，更可况计算机呢。当时只有包括赵勇在内的少数一些人坚信计算机需要三位获取，带着这个理想，赵勇开始回国创业，从事三维计算机视觉方面的研究。”何搏飞介绍说。
　　尴尬的安防现状
　　不过，只有技术还远远不够。在解决了计算机视觉的基础问题后，如何将之真正投入应用取得商业成功，而不是仅仅停留于研究层面，摆在了何搏飞的眼前。
　　在众多领域中，何搏飞选择了安防。“安防领域有几个好处，首先是市场够大，一年销售收入4000亿收入；其次是这个领域存在重大问题，能够被我们的技术完美的解决，所以我们看来看去，安防监控是一个完美的切入点。”
　　计算机视觉常常被比作让计算机长了眼镜，能够看懂这个世界。但是，无论是电脑还是手机，最多只有2个摄像头，而且打开的时间非常有限。全世界摄像头最多、最密集的领域就是安防监控，而且是不间断24小时运行。
　　“现在我们国家有几十亿个安防监控摄像头，但是有两个根本性的问题始终没有得到解决，就是看不见和找不到。”何搏飞举例说，在北京某大型银行的监控中心有一块巨大的屏幕，全北京2万多个摄像头依次展现，一次能够同时展示100部摄像机，每90秒轮换一次。
　　如果危险真的发生了，通过这样的监控手段真的能被发现吗？不久前，在东莞，一女子因银行卡被吞徒手拆毁ATM机，事件发生10多分钟，从多个角度被拍摄，最后还是被围观群众报警才最终发现，监控系统只起到了记录的作用。
　　在何搏飞看来，监控的最佳状态是在事情有发生苗头的时候制止，退而求其次，才是记录罪证。不过即使是做为记录，找寻起来也非常麻烦，因为视频资料只有一个时间维度，有时候为了寻找一个瞬间，需要看几个或者几十个小时的录像资料。
　　“当危险事件真正发生的时候，有监控，被拍到，但是监控室没看到。另一方面，随着摄像头呈现几何级数的增长，在监控中心需要配合的监看的人力也随之快速增长。这就是中国安防监控领域尴尬的现状。”何搏飞说。
　　安防监控进入智能时代
　　为了解决这个问题，格林深瞳所做的事情就是在传统图像式的监控之上，让计算机能够直接记录画面中的运动轨迹，从而看懂人类的行为。
　　何搏飞介绍说，格林深瞳监控系统所用的摄像头拥有三个镜头，一是与普通安防摄像头一样的RGB摄像头，另外两个其实分别是激光发射器和接收器，能够每30分之一秒发射36万束激光，实时的扫描三维空间，这与XBOX游戏机中Kinect感应器的原理十分相似。
　　与Kinect不同，Kinect最大只能感知两个人运动，而格林深瞳能够精确的对多人进行跟踪。何搏飞向新浪科技展示了格林深瞳的识别能力，在一个房间内，有15个人以上进行无规则行走，每个人的行走轨迹都能被精确识别和记录。
　　基于这些技术，格林深瞳的监控系统可以发现人群的突然聚集和散开，还可以追踪到单人的突然奔跑、剧烈动作等，在事件发生瞬间向监控人员报警。另外，系统还能识别跌到、呼救等动作，及时通知相关人员。
　　“从学术来讲，我们可以做到多人的运动轨迹和速度进行精确的跟踪和判断。实际应用中，依据对人的轨迹和速度进行精确的跟踪和判断，拥挤、阻挡、穿插等动作都可以被监测到。”何搏飞说。
　　何搏飞表示，安防领域去年的销售收入约为4000亿元，而且超过30%复合增长率，这个市场甚至比智能手机更大、增速更快。
　　在美国，摄像头与人口的比例是1:10，伦敦已经达到了1:1，而中国的北京、上海这个比例还仅仅是1:50，因此，他预测未来几年这个领域还将继续爆炸式的增长。
　　下一个浪潮：人工智能
　　除了安防监控，何搏飞表示，格林深瞳正在汽车自动驾驶、智能机器人方面做前瞻性研究。
　　“除了安防监控，我们还正在研发许多意思的事情。明年年底之前，我们将在汽车自动驾驶领域突破。”何搏飞介绍说，目前自动驾驶方面最领先的谷歌采用的技术是通过三维传感器不断扫描周围情况，从而实现自动驾驶。
　　“但是谷歌采用的三维传感器价格高达12万美元，车本身也不过才一两万美元，要投入市场恐怕还需要很长时间。而我们将采用的技术是让人类的司机教会计算机如何开车。”何搏飞说。
　　他进一步解释说，计算机只能机械式的运算，比如路上有个人就马上停下，但是人类的司机就会不同，他知道这个人会自己躲开走，所以他开车不会减速。因此很大程度上，自动驾驶必须依靠人类的智慧去调教计算机。
　　“短期看，我希望格灵深瞳能够成为计算机视觉领域最领先的公司，但是从长期看，人工智能将掀起新一轮革命性的变化，这种变化不亚于电的发明，或者互联网的发明。因此从长期看，格林深瞳一定是一家人工智能公司。”何搏飞说。
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视知觉在心理学中是一种将到达眼睛的信息解释，并利用其来计划或行动的能力。视知觉是更进一步的从眼球接收器官到视觉刺激后，一路传导到大脑接收和辨识的过程。因此，视知觉包含了视觉接收和视觉认知两大部分。简单来说，看见了、察觉到了光和物体的存在，是与视觉接收好不好有关；但了解看到的东西是什么、有没有意义、大脑怎么做解释，是属于较高层的视觉认知的部分。
1. 视觉注意力
视觉注意力包含了几个层面：(1)东西出现在眼前，能不能注意到是很重要的；(2)注意到了之后，能不能持续的注意，还是一下子就分散掉看别的东西；(3)如果眼前不止一个东西，要选择注意哪一个东西，而忽略不相关的；(4)必须同时注意两件事物以上的时候，能够妥善分配及应用。注意力的不足常是儿、自闭孩童、智能不足孩童最常见的困扰之一。
2. 视觉记忆
把现在看到的东西和以前的经验作比较，加以分类、整合再储存在大脑中，即是所谓的视觉记忆。例如：妈妈一开始指着狗告诉小朋友这是狗狗，小朋友看到狗有四只脚的特征，日后只要看到四只脚的就会说这是狗。直到记忆累积越来越多，分类越来越细，就能进一步发展出区辨各种东西的能力。
3. 图形区辨
能认出物品之间特征的异同点，接着进行配对。例如：小朋友从经验中知道不只是狗有四只脚，猫、狮子、长颈鹿都有，会正确的区分彼此的不同。另外还包括辨认东西的颜色、质地、大小、粗细，对于形状大小、位置、环境改变，也可以认得出。例如：小朋友的杯子被东西挡住一半了，或是翻倒在桌上，虽然形状不完整，或放的位置不对了，还是认得出那是自己的杯子。
4. 视觉想象
能不用看到物品，大脑就能想象出具体的样子，比如：老师说「画一朵花」，能够听到话之后想出花的样子，最后画出正确的东西。
Warren学者在1993年提出视知觉能力是有阶层性的，并以金字塔图案呈现，由下到上有等级之分，越上面所需要的视觉认知能力要越好。；
学习成绩落后于同年龄儿童的平均水平；
对某些事物的记忆能力强，但对读、写、算方面的记忆能力弱；
运动技巧差，动作协调不良（特别表现在双手的精细运动）；
阅读时常有增字、漏字，前后颠倒或跳行现象，速度过快或过慢，停顿次数过多；
擅长朗读或背诵，但对内容却一知半解；
写字时常多一笔或少一划，部首张冠李戴、左右颠倒；
写字时看一眼写一笔，做作业的时间过长；
对数学应用题理解困难；
常忘记计算过程中的进位和错位，忽略逗点；
说话、作文时缺乏组织，内容单调重复，逻辑混乱；
语言发展迟缓，表达能力明显不足；
唱歌的音调、节奏不正确，发声、速度、轻重掌握不好；
畏缩、被动，社交能力低下，不会与等等。
总之，一般视知觉发展不力孩子外部看上去很聪明，眼大而亮，但往往上学后认字母、认数字、认字速度缓慢，学习书写缓慢、困难，一入学就明显地不适应，阅读时更是漏洞百出，书写认真但常有错别字，神色显得有些多动或慌乱，二年级数学应用题阶段在自己读题时有困难，口若悬河但观察日记总干巴巴没几个字，甚至被怀疑是“低能”等，这些现象足以说明孩子需要在视知觉方面进行强化训练。1．。先利用拼出各种有色彩的图形（色彩有提示作用）；在用同色拼出各种图形；
2．彩纸拼图。 让儿童利用各种颜色或画有各种图案的彩纸来复制各种模式（如人、植物、动物等），例如把画有人体各部位的彩纸拼成一个人、把“支解”的动物或植物复原等；
3．搭积木。先练习用彩色的木制或塑料制积木拼几何形状或模型；后应用的捷式积木拼搭；
4．从图片中寻找图形。在一幅图中发现一系列物体或图形，如要求找出所有正方形等；
5．木珠拼图。用一串木珠复制一些图形或摆成不同形状；
6．猜谜。要求儿童解谜，谜底可以是人、动物、形状、数字或字母等，但谜面必须是视觉信息或视觉想象的；如“麻房子、红帐子，里面住了个白胖子”（打一食物——花生）；
7．分类。要求儿童按大小或颜色把几何形状分类；学会用不同的分类标准将分类；
8．各种智力拼图。将原本完整的彩图按照一定的规律支解成若干个小部分，要求儿童根据原图还原；
9．摹写图形。要求儿童把家长写或画在黑板上的具有不同空间位置、不同形状的图形摹写在纸上；
10．几何形状的匹配。要求儿童把不同大小或不同形状的盖子盖在相应的瓶子上；或要求儿童按照画着的形状把相同的找出来；
11．纸牌游戏。利用纸牌作为教学材料让儿童来匹配数字、图形等；
12．数字、简单字或词的游戏。对数字、简单字或词的视知觉与辨别是重要的阅读准备技能。家长（尤其是幼儿园家长）可以通过合适的游戏让儿童对进行匹对、分类、命名等，如让儿童把图片上画的图形与词进行配对；让儿童利用某种特征（如动物、交通工具等）对所有的词汇进行分类；也可以利用与“纸牌游戏”、“字母与数字”相同的方法来进行词的视知觉训练；
13．寻找遗漏的部分：家长把一些实物（如人、动物、植物、日常用品等）画在图片上，在画的过程中有意识地漏掉某个部分，让儿童把遗漏的部分找出来；
14．知觉速度。利用或快速地呈现卡片来提高儿童认图片、图形、字母、数字、字词的速度。
15．写、画训练。让孩子通过涂鸦的方式适当画一些“作品”，以训练眼手协调、等能力；
16．迷宫训练。给孩子做大量的迷宫练习或自己动手制作迷宫，训练孩子的视觉浏览、视觉追迹等能力。随着对问题的认识逐渐增多，针对儿童学习障碍产生的病因和病理特点，出现了许多种训练方法，从不同角度或不同层次对儿童进行干预，如：行为矫正技术，训练，自我控制训练，，以及药物疗法等等。但是，由于学习障碍产生原因的不同，相应的干预措施也各不相同，因此并不存在一种单一的、&王牌的&训练儿童学习障碍方法。现在，由于计算机的普及，研究者们也编制了一些针对某一方面学习问题的计算机软件，尝试运用计算机训练儿童特定的。比如，为了改善学习障碍儿童的认知能力，研究者以与理论为指导，并针对儿童发展的不平衡，以及在、注意、记忆、计算、语言、逻辑思维等具体学习环节上出现的，设计了一系列的计算机软件，即&能力综合训练软件&。这套训练软件包括&仿画训练&，&空间记忆&，&训练&，&划消训练&，&&，&精细动作&，&视听识别&，&计算练习&，&连线训练&，&多项选择&和&词汇理解&共11个方面，尝试运用人-机对话的方式对儿童进行训练。
现在，举例介绍如何运用计算机训练学习障碍儿童的视知觉能力。比如，小明是一个小学四年级的学生。因为他的学习成绩总是不够理想，他的父母带他来到，要求心理医生对孩子做一次检查，以帮助他们了解他学习落后的原因。心理医生详细地询问了小明的成长史，得知他出生时一切正常，在3岁以前的生长发育和同龄孩子一样：1岁左右学说话，11个月就会自己走路，2岁时已经会双脚跳。可是到3岁上了幼儿园后就发现小明与其他孩子不同的地方：老师在课上交代的事，回家不会学舌；一个小组做游戏，他常常不能等待，弄得小朋友都不愿意和他一组。上小学就更麻烦，老师三天两头请家长，说他学习老跟不上趟，每年都是很勉强地升级。心理医生又给小明做了进一步的。结果IQ=91（言语99，操作智商87），在正常范围内，说明他的学习不良并不是由于智力不足造成的。在Achenbach行为量表上显示多动、焦虑和。在视觉-动作统合发展测验中的结果比同龄儿童落后11个月，视知觉能力明显低于同龄儿童。根据测验结果，心理医生为这个孩子制订了一份个体训练方案，每天抽出1.5小时进行训练。训练内容包括视知觉能力、感觉-动作能力和自我监控能力三大方面组成。其中，视知觉能力和感觉-动作能力方面的训练就是运用计算机来进行。
在训练过程中，心理医生决定将提高小明的视听注意、记忆以及思维的概括组织能力作为第一阶段的突破口。例如在&视听识别&训练中，通过儿童对计算机呈现的不同频率、不同音调的声音和图形进行辨别，从听觉和视觉两个进行有意识的主动注意和的被动注意训练，提高儿童的视听注意和能力；在&划消训练&中，先由训练教师根据每个儿童的不同程度设定参数，从一组图形中选择适合该儿童的图形，然后再选择&注意练习&或&记忆练习&，由孩子自己在计算机上独立完成。当结束一组练习时，屏幕上就会自动显示记忆完成的时间及错误数量，使儿童及时得到反馈，并且打印出来作为资料交给家长和孩子保存。在&多项选择&训练中，采用图形表示的非文字训练和字词训练两种方式，让儿童通过观察、分析材料，然后根据图形的形状、颜色、大小和排列规律等维度进行逻辑推理，逐步培养孩子的思维概括能力、知觉组织能力和识别关系的能力，10道题后自动呈现评分表。除此之外，还针对小明的思维概括能力不足，为他安排了&连线训练&、&译码训练&、&&等方面的训练。
这样，经过三个月的强化训练，小明的学习状况有了比较显著的改变：上课时的注意力明显比过去集中了，平时写作业拖拉的现象减少了，阅读时丢字漏字以及跳行的情况也显著减少了，理解能力也比过去有了较大的改善。并且，在训练后期及结束后的时间里都能保持较好的学习状态和成绩。整体视知觉和部分视知觉的发展
3-6岁的儿童对一幅图片的观察，正处于整体和局部的统一的过渡期。
如果4岁的儿童在观察图片时，也许只看到图片的个别部分。如“两只长颈鹿”，或“一个土豆”、“两根胡萝卜”。但6岁的儿童几乎可以说看到部分，然后开始看见整体。当然，他没有7、8岁时那么确实。心理学家把这种现象称为逻辑上的“慢动作”（见下图）
对色彩和形状两维的感知
我国心理学家陈立等曾作过以下研究：他们将四种基本色（红、蓝、黄、绿）和四种几何图形（圆、正方形、、三角形）结合为16个图形。实验对象是2.5-7岁儿童。实验结果显示：儿童的形状抽象（是指不仅能辨别不同形状，还能说出其名称，如三角形、圆形等）最早，3岁前已达100%，3.5-4.5岁颜色抽象（是指不仅能辨别不同颜色，还能说出其名称，如红色、黄色等）达到高峰，占77.7%，这表明儿童的颜色、形状抽象和感知在3、4岁时达到较为成熟的程度。
3-6岁的孩子视觉发育的一个关键里程就是空间知觉的形成，空间知觉包括以下各方面：
视觉开发可以直接提升幼儿的空间知觉能力。4岁是图形知觉的，这时的孩子往往把不熟悉的几何图形与相联系，如把正方形说是“窗格子”，把三角形说成是“红领巾”。建议应把各种几何形状的名称与实际几何图形一致加以认识，达到“音、形重合”。
儿童从2岁半到3岁，判别大小的能力急剧发展。3-6岁的幼儿应具有判断事物真实大小的能力。例如把一块积木先放在离孩子较近的地方，再放到较远地方，虽然积木离孩子距离越远，孩子看到积木越小，但孩子知觉到积木的大小并未变化。
即立体知觉，是对立体物体或两个物体前后相对距离的知觉。3-6岁的儿童通过视觉启智活动加强这方面的力度，使他们从二维空间转化为三维空间。
即方向定位，是对物体所处的方向的知觉，如前后、左右、上下及东、西、南、北的知觉。据我国一些实验材料表明，3岁儿童已能辨别上下方位，4岁儿童已能辨别前后方位，5岁儿童开始能以自身为中心辨别左、右方位，6岁儿童能完全正确地辨别上下前后四个方位，但以自身为中心左右方位辨别能力还须加强。
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