《眼見為憑》:「有視力的電腦」如何完成臉部辨識?

《眼見為憑》:「有視力的電腦」如何完成臉部辨識?
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我們想讓你知道的是

實際上我們並不知道神經網絡如何區分出比爾。皮膚的顏色?臉部高度和寬度之間的比例?直鼻或是鷹勾鼻?酒窩?青春痘留下的傷痕?還是以上全部?這些都在隱藏層中,都位於數不盡的連結裡。

如果我去紐約市的時代廣場,隨便問一個路人電腦要如何辨識臉部,大部分的人可能會說:「電腦有規則,能夠區別不同的臉部特徵,例如電腦能夠測量兩眼之間的距離,或是額頭的高度,然後用這些未知臉部的數據和已知臉部比較。」

運用這些固定的規則的確有可能讓電腦辨識出臉部,例如馬修・涂克(Matthew Turk)與艾利克斯・潘特蘭(Alex Pentland)共同發展出來的一個演算法,能夠計算臉部測量值的特徵向量(eigenvector)。而現在,大部分的臉部辨識電腦改採用機器學習。

但可能並非一直都會如此,十年後讀到這本書的某人可能會很高興我曾警告過,以規則為基礎的演算法可能會捲土重來。不過現在我們的重點還是放在運用神經網絡的電腦上。

為了好玩,我們看看一個利用機器學習的臉部辨識演算法,這是由商業數學軟體MATLAB所提供的案例,值得你花一些時間瞧瞧,因為許多感知器也是以同樣的方式運作。一開始那些讓臉部納入標準座標的步驟,和以規則為基礎的演算法相同,前面已經說明過,接下來的步驟是:

  • 把大批大批清理好的臉部影像(正面、光照均勻)輸入到多層級的神經網絡,訓練神經網絡為這些臉孔標上迪克、珍、比爾等名字的標籤。這是教導機器的步驟,對於輸入到機器的影像,你得告訴神經網絡說:「這張是比爾。」或「這張不是比爾。」
  • 神經網路就如同其他感知器那樣採用反向傳播,調整各個連結的加權。當教師說「這張是比爾」時,最活躍的突觸會受到加強。唯一的差異在於計算能力強的系統會用到一整疊感知器,也就是人工智慧機器中那些隱藏層。反向傳播會逆著影響每個隱藏層,直到輸入層。
  • 現在這個神經網絡已經過訓練,我們可以測試一下:找張比爾的影像輸入神經網絡,如果這個影像和用來訓練用的影像夠相似,其中一個決策器便接收到了很強的輸入,因為它的突觸之前受到比爾臉部各方位的影像而強化了。

神經網絡很大,而且見過了很多張臉,現在變得很靈巧,能夠在光照亮度不同的狀況下辨識出比爾臉孔的各個角度,不論他穿的是白襯衫或是紅T恤。在實際狀況中,用來訓練臉部辨識神經網絡的資料庫非常龐大。在以往使用的是汽車駕照的檔案資料,其中含有數百萬個已知身分的臉部影像。

很有趣的是,實際上我們並不知道神經網絡如何區分出比爾。皮膚的顏色?臉部高度和寬度之間的比例?直鼻或是鷹勾鼻?酒窩?青春痘留下的傷痕?還是以上全部?這些都在隱藏層中,都位於數不盡的連結裡。

相關書摘 ▶《眼見為憑》:當發現視網膜有數十種細胞時,許多人打從心底抗拒

書籍介紹

本文摘錄自《眼見為憑:從眼睛到大腦,從感知到思考,探索「看見」的奧祕》,時報文化出版

作者:理查・馬斯蘭(Richard Masland)
譯者:鄧子衿

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從視覺到人工智慧,揭開人腦與電腦的「看見」之謎

幾乎大腦所有的行為,都與視覺息息相關,當我們了解視覺形成的原理,不僅能夠明白「看見」代表的意義,更能一窺大腦運作的堂奧。哈佛大學神經科學教授理查・馬斯蘭藉由解析眼睛的內在組成與行為,解答了關於大腦處理資訊的關鍵問題:即人類如何感知、學習和記憶資訊。

理查・馬斯蘭以風趣生動的口吻講述看似枯燥的理論機制,並廣納各種觀點;行文之間更不時點綴以合作過的傑出學者,以及在漫長研究過程中發生的大小事。透過深入淺出的筆觸,讓那些在實驗室裡度過的晨昏躍然紙上,帶領讀者一同參與這趟偉大的解謎之旅。

眼見為憑
Photo Credit: 時報文化

責任編輯:羅元祺
核稿編輯:翁世航


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BMW i智慧電能生活圈, 給你最便利與智慧的未來生活

BMW i智慧電能生活圈, 給你最便利與智慧的未來生活
Photo Credit: TNL Brand Studio

我們想讓你知道的是

「電動車」毫無疑問的成為當前汽車市場最夯的話題與名詞,無論豪華抑或平價汽車品牌皆推出代表各自電動世代的最新電動車款。身為全球豪華汽車品牌領導者BMW,如何再次於此嶄新的電動世代再次領先?【BMW i 智慧電能生活圈】,是BMW端出的秘密武器。

接軌嶄新的電動世代,BMW直接為用車者描繪最便利的生活願景,名為「BMW i智慧電能生活圈」,從用車者的使用情境思考,無論是家中、工作場域、外出旅途與目的地等,都是「BMW i智慧電能生活圈」中相當重要的電量補充站點,規劃的多種電量補充方式包含【BMW家用充電】、【BMW目的地充電】、【BMW i高速充電站】等,讓車主可以輕鬆擁抱BMW電動車所帶來的嶄新電動生活。

【BMW家用充電】

就像許多人使用手機的習慣,回到家開始充電,每次出門前都是滿滿的電力。將BMW Wallbox壁掛式交流充電座安裝於家中車庫或車位註一,車輛停妥後插上充電槍,人回到家中休息充電時車輛同時也在充電,還可利用智慧型手機應用程式(My BMW App)進行充電相關設定。隔日出門前車輛已經備滿電力,以iX xDrive50為例,代表每天出門都有最高630km續航里程註二供使用,可滿足絕大多數的用車里程需求。

【BMW目的地充電】

若前一天晚上忘了充電,或是有著不同於平常通勤的路程安排,也無需擔心,此時可充分利用目的地充電裝置來補充續航里程。早從2014年開始,BMW總代理汎德便在台灣建置超過百座的公用交流充電座,像是公用停車場、飯店、經銷商展示中心都有;不僅如此,2022年開始總代理汎德更啟動經銷商與外部場域合作建置目的地交流充電站,再加上現有的公用交流充電座,迄今全台已有超過兩千座BMW電動車可使用的交流電充電座,只要透過「My BMW App」或「BMW充電App」就可以查詢充電站點資訊,大幅增加外出時的用車便利與行程規劃彈性。

【BMW i高速充電站】

若有著長里程的旅程規劃,或是行程間需要快速的補充電力,此時就可以充分利用BMW i高速充電站來進行電力補充。2022年底前BMW規劃將在全台經銷商建置14座BMW i高速充電站,最大充電功率高達350kW。以iX xDrive50為例,最快6分鐘就可以補充100公里的續航里程,一點也不用擔心旅程因此中斷、壞了出遊興致。

要如何知道BMW i高速充電站的位置?只要透過車主專屬的「BMW充電App」就可以查詢完整的充電站資訊、掃描QR Code便可以快速啟動充電,並綁定信用卡付款。便利的數位化充電服務,清楚展現BMW積極開拓BMW i智慧電能生活圈的企圖心。

*BMW i 高速充電網官方資訊

超高速充電效能

除了三種不同的電能補充方式,車輛本身更需要擁有高速的充電能力。以當前BMW旗下最熱銷的iX豪華純電旗艦休旅車款而言,導入了第五代eDrive電能科技,以能量密度更高的新世代鋰電池模組,加上最高可達200kW的充電功率註三,最快10分鐘就可以補充150km續航里程註二,大幅縮減充電所需時間,便利性不言而喻。

BMW i智慧電能生活圈從實用性思考 有效破除里程焦慮

在電動車百家爭鳴之際,有別於其他品牌僅強調電動車本身技術,BMW不僅以先進科技作為基礎,更從用車者的角度與生活習慣思考,以三種電量補充方式再加上超高速的車輛充電效能,不論是在家中安裝交流充電座每天為車輛充電, 外出時的目的地充電, 以及長途旅行時藉由BMW i高速充電站在最短的時間內補充最多的電量,相信對於車主而言,大幅降低里程焦慮,取而代之的是更便利、更經濟的用車成本,當然,BMW招牌的駕馭樂趣,仍然在旗下電動車款上完美體現。

註一:需專人到府評估安裝可行性
註二:WLTP測試規範下所測得之數據
註三:BMW iX xDrive50車款。
註四: 詳細銷售辦法請洽BMW i指定授權經銷商


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