非法野生動(dòng)物貿(mào)易正成為生物多樣性面臨的最大威脅之一。它不僅威脅物種的生存,破壞生態(tài)平衡,還對(duì)公共衛(wèi)生安全構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn)。而互聯(lián)網(wǎng)憑借著其匿名性和便捷性,正在成為?法野?動(dòng)物貿(mào)易的重要渠道。
國際愛護(hù)動(dòng)物基?會(huì)(IFAW)長期致?于保護(hù)瀕危物種,努?遏制?法貿(mào)易。?2004年起,IFAW就開始關(guān)注互聯(lián)?上的?法野?動(dòng)物貿(mào)易現(xiàn)象,并與執(zhí)法部門及互聯(lián)?企業(yè)合作,開展?絡(luò)野?動(dòng)物犯罪相關(guān)研究,提供有關(guān)打擊?絡(luò)?法貿(mào)易的能?培訓(xùn),建??法野?動(dòng)物貿(mào)易關(guān)鍵詞庫,舉辦野?動(dòng)物保護(hù)主題公眾及?戶教育活動(dòng),團(tuán)結(jié)各??量共同打擊?絡(luò)野?動(dòng)物貿(mào)易。隨著互聯(lián)?監(jiān)管?度的加強(qiáng),?法貿(mào)易者開始采取更為隱蔽的?段,不再在?告中提到物種名稱或者關(guān)鍵詞,?是僅使?圖?或者視頻?告來逃避監(jiān)測(cè)和屏蔽。因此使?傳統(tǒng)的關(guān)鍵詞檢索?式難以發(fā)現(xiàn)?法貿(mào)易信息,?單純使???在海量的?絡(luò)?告中鑒別野?動(dòng)物制品,不僅準(zhǔn)確率不?,?且需要耗費(fèi)?量時(shí)間。
?法貿(mào)易者采用隱蔽?段進(jìn)行廣告宣傳
為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn),IFAW與百度飛槳攜手,開發(fā)了利用人工智能技術(shù)打擊非法野生動(dòng)物制品貿(mào)易的“瀕危物種AI守護(hù)官”1.0版。瀕危物種AI守護(hù)官”1.0版可以識(shí)別象、穿山甲、虎等三種野生動(dòng)物的制品。野生動(dòng)物制品的?法貿(mào)易是對(duì)瀕危物種的?要威脅,但此前市?上進(jìn)?物種識(shí)別的AI?具主要是?于識(shí)別活體的野?動(dòng)物,沒有能夠識(shí)野?動(dòng)物制品的。這???是因?yàn)橹破返挠?xùn)練數(shù)據(jù)相?于活體更加難以獲得,另???也是由于制品的樣式實(shí)在過于多樣化,并且與??、塑料、?材等材質(zhì)的制品外形?常類似。2023年,IFAW與百度再度合作,在飛槳的強(qiáng)大技術(shù)支持下,成功完成了“瀕危物種AI守護(hù)官”2.0版本的開發(fā)。2.0版本的守護(hù)官識(shí)別范圍擴(kuò)大為9類野生動(dòng)物制品和20種活體陸龜,識(shí)別準(zhǔn)確度和速度也大大提升。
在開發(fā)利???智能技術(shù)打擊?法野?動(dòng)物制品貿(mào)易的“瀕危物種AI守護(hù)官”項(xiàng)?中,需要攻克的關(guān)鍵難點(diǎn)包括:
數(shù)據(jù)收集與標(biāo)注難點(diǎn):
非法野生動(dòng)物制品的分類多,可供訓(xùn)練的圖片量較少。
數(shù)據(jù)標(biāo)注過程不僅需要?量人力成本,更需要專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。
不同類別數(shù)據(jù)數(shù)量相差?,?關(guān)注類圖?較多,?野?動(dòng)物制品類圖?較少。
圖像識(shí)別技術(shù)挑戰(zhàn):
野?動(dòng)物制品的外觀差異?,形狀、紋理、顏?變化多樣,識(shí)別難度?。
野?動(dòng)物制品可能與仿制品外形和紋理極其相似,即使專業(yè)?員也容易誤識(shí)別。
對(duì)于部分加?或雕刻后的制品,其原始特征可能被改變或遮擋,?導(dǎo)致難以識(shí)別。
快速推理要求:
需快速篩選出互聯(lián)?上的野?動(dòng)物制品圖?,以減少?法交易的發(fā)?和擴(kuò)散。
因此在搭建野?動(dòng)物制品圖像分類系統(tǒng)時(shí),技術(shù)上?臨著?個(gè)顯著的挑戰(zhàn):
1. 使?較少的數(shù)據(jù)訓(xùn)練出準(zhǔn)確且泛化能?強(qiáng)的野?動(dòng)物制品識(shí)別模型。
2. 野?動(dòng)物制品圖像分類系統(tǒng)在保證準(zhǔn)確識(shí)別的同時(shí),需要滿??效率推理的需求,以便快速在眾多圖?中識(shí)別出野?動(dòng)物制品。
該任務(wù)?共需要識(shí)別29類野?動(dòng)物及其制品,但是需要同時(shí)區(qū)分野?動(dòng)物的仿制品或者完全是?關(guān)注的類別,因?yàn)轫?xiàng)目組希望模型可以忽略這些類別,?把真正野?動(dòng)物及其制品的圖?召回并做分類。為了使?同?個(gè)模型解決這兩個(gè)問題,項(xiàng)目組將野?動(dòng)物制品的仿制品和?關(guān)注的圖像融合為了第30類,所以這個(gè)任務(wù)被抽象為了?個(gè)30類的圖像分類任務(wù)。下圖中左圖為傳統(tǒng)上的兩階段解決思路,右圖為項(xiàng)目組的?案。
選擇好?案后,項(xiàng)目組使?了星河零代碼產(chǎn)線研發(fā)模型。星河零代碼產(chǎn)線集成了PaddleX的多種先進(jìn)圖像分類模型,并提供了兩種適?于圖像分類的主要產(chǎn)線:通用圖像分類和?模型半監(jiān)督學(xué)習(xí)-圖像分類。鑒于野?動(dòng)物制品的數(shù)據(jù)量較少、標(biāo)注成本?和識(shí)別難度?,?模型半監(jiān)督學(xué)習(xí)圖像分類產(chǎn)線可以進(jìn)?步調(diào)優(yōu)模型, 解決通?圖像分類在這些問題上的局限。同時(shí),通過使?云端的V100多卡算?,項(xiàng)目組能夠以低成本和低門檻有效解決野?動(dòng)物制品的識(shí)別難題。
模型選型:PaddleX 提供了 3 檔 9 種 SOTA 圖像分類模型,包含?精度模型、?效率模型、精度-效率均衡模型,具體模型如下表所示。
考慮到在該場(chǎng)景的模型需要滿?快速推理的需求,項(xiàng)目組根據(jù)提供的模型精度表選擇了?效率模型作為待選模型?案,在?效率的三個(gè)模型中, PP-LCNet_x1_0 效率更?,所以項(xiàng)目組將其作為了base迭代模型。
數(shù)據(jù)校驗(yàn)
在零代碼產(chǎn)線中?持?jǐn)?shù)據(jù)劃分及數(shù)據(jù)校驗(yàn)。經(jīng)過數(shù)據(jù)校驗(yàn)項(xiàng)目組可以得到如下結(jié)果,包含了數(shù)據(jù)集在訓(xùn)練集、驗(yàn)證集抽樣的樣本帶標(biāo)簽的可視化效果,以及數(shù)據(jù)集的樣本類別分布圖。
模型訓(xùn)練/調(diào)優(yōu)
眾所周知,超參數(shù)對(duì)模型精度的影響?常?,星河零代碼產(chǎn)線將影響最?的?些超參數(shù)在前端展示了出來,?便?戶調(diào)試。配置好參數(shù)后,可?鍵提交訓(xùn)練。
在這個(gè)過程中,項(xiàng)目組根據(jù)這個(gè)野?動(dòng)物及制品的數(shù)據(jù)做了很多優(yōu)化,最終將模型的精度從80.3%優(yōu)化到了86.5%。
為了進(jìn)?步提升模型的精度,項(xiàng)目組在此基礎(chǔ)上使?了星河零代碼產(chǎn)線的?模型半監(jiān)督學(xué)習(xí)-圖像分類產(chǎn)線, 最終模型精度為92.5%,較之前提升了6個(gè)百分點(diǎn),達(dá)到了上線效果。該任務(wù)的?模型半監(jiān)督學(xué)習(xí)-圖像分類流程整體如下圖:
整個(gè)過程中的精度優(yōu)化結(jié)果如下圖所示:
星河零代碼產(chǎn)線打通了模型部署流程,可以選擇標(biāo)記過的模型權(quán)重,?鍵部署為在線服務(wù) API,不僅可以在其他聯(lián)?設(shè)備中調(diào)? API,也?持通過在線體驗(yàn)應(yīng)?單圖測(cè)試模型效果。
在線服務(wù)化部署頁面
服務(wù)調(diào)用方式
服務(wù)化部署測(cè)試效果
如需將模型部署到離線設(shè)備上,也可獲取離線部署包。根據(jù)其中的示例?檔即可在??的設(shè)備上實(shí)現(xiàn)快速部署。
2020年,“瀕危物種AI守護(hù)官”1.0版正式上線以來,已累計(jì)協(xié)助篩查近36萬圖片信息,準(zhǔn)確識(shí)別出21271幅目標(biāo)非法野生動(dòng)物制品圖片,促成7853條非法貿(mào)易廣告被刪除。這一工具幫助項(xiàng)目組鎖定了很多傳統(tǒng)方法無法發(fā)現(xiàn)的信息,大大提高了工作效率和準(zhǔn)確性,更好的支持執(zhí)法和互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)監(jiān)管等相關(guān)工作。2024年“瀕危物種AI守護(hù)官”2.0版部署成功。希望升級(jí)后的守護(hù)官能幫助項(xiàng)目組識(shí)別更多非法野生動(dòng)物貿(mào)易,在保護(hù)瀕危物種中發(fā)揮更重要的作用。
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