你能猜出下圖是什么花嗎？

在雷鋒網(wǎng) AI 研習(xí)社的小伙伴中，有人猜梅花，有人猜梨花，有人猜桃花，可惜他們都錯了，答案稍后揭曉。

如果不是對植物有所研究的小伙伴，在分辨如上圖這種特征相似的花時，往往會出現(xiàn)錯誤，而這時，就凸顯了識花軟件的作用。

打開應(yīng)用商店搜索識花軟件，主流的有「植物識別」、「形色識花」、「花伴侶」，這幾種軟件基本上都能識別常見的花朵，準(zhǔn)確率也較高。

在知乎上，有人將幾種常見識花軟件進(jìn)行對比，雷鋒網(wǎng) AI 研習(xí)社看到，形色識花的好評數(shù)很多，而微軟識花相較來說準(zhǔn)確度遜色于其他主流識花軟件。（目前，「形色」所屬睿琪軟件憑借此次專訪和贊助 CVPR 植物識別賽在雷鋒網(wǎng)學(xué)術(shù)頻道 AI 科技評論旗下數(shù)據(jù)庫項(xiàng)目「AI 影響因子」中得分為 12。）

有人提出這樣一種看法，「形色識別的準(zhǔn)確度比較高是因?yàn)榍捌谟?xùn)練數(shù)據(jù)比較多，而微軟識花識別率太低是因?yàn)橛?xùn)練數(shù)據(jù)少，但他們的算法相對來說比較優(yōu)秀?！箤τ谶@一觀點(diǎn)，形色表示，歡迎用戶的質(zhì)疑，這是一個改進(jìn)的機(jī)會。他們最關(guān)注的，是用戶提出自己對哪些植物識別不準(zhǔn)確，他們會盡快修正。對于算法的優(yōu)劣比較，形色說道，「歸根究底，算法不是公開的，所以也很難評估誰的算法更加優(yōu)秀，能直觀感受到的就是識別準(zhǔn)確率。相信前期的數(shù)據(jù)積累過程，各家一樣艱難，我們能想到的方法，微軟團(tuán)隊(duì)肯定也能想到，但形色的數(shù)據(jù)增加更快，肯定是最初，用戶對于準(zhǔn)確率就有所感知?！?/p>

目前，形色的識別正確率已經(jīng)達(dá)到 98% 以上，可以識別 4000 多種植物，而內(nèi)部模型已經(jīng)可以識別一萬多種植物。在識別準(zhǔn)確率和植物覆蓋數(shù)上，穩(wěn)居市場前列。

形色的識花過程如下，將圖片上傳至形色 App，隨后 App 將圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)入后端的云平臺進(jìn)行識別計(jì)算，平臺會反饋 1~3 個識別結(jié)果，并獲取識別結(jié)果的一張相似圖給用戶作為參考，同時也會給出識別結(jié)果的植物介紹。用戶在給定的 1~3 個識別結(jié)果中，尋找與自己所見植物相同的結(jié)果后確認(rèn)。

回到本文開頭那張圖片，形色 100% 確定這就是杏花，這一結(jié)果也完全準(zhǔn)確。

據(jù)形色介紹，他們采用深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)這種機(jī)器學(xué)習(xí)方法，讓計(jì)算機(jī)像人腦一樣，通過自我學(xué)習(xí)，來判斷怎樣識別植物。在這一過程中，形色將植物數(shù)據(jù)給到引擎，引擎通過自我學(xué)習(xí)，得出一套可以通過數(shù)百層卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的判斷來識別植物的方法。

傳統(tǒng)專家系統(tǒng)（Expert System）采用層層識別的方法，先對花朵進(jìn)行粗略識別，再細(xì)分到具體種類，形色表示，如果采用傳統(tǒng)的專家系統(tǒng)，將所有分類學(xué)的規(guī)則進(jìn)行編碼，需要不斷修訂此前的規(guī)則來完善鑒別系統(tǒng)的規(guī)則，數(shù)量的上限大約在 500 種，超過這個數(shù)量級，系統(tǒng)的工作量和數(shù)據(jù)庫的承載能力都無法實(shí)現(xiàn)。植物的物種在全球超過 60 萬，而常見的也在 4000 多種。

在識別時，上傳至 App 的圖片會經(jīng)過預(yù)處理，包括光線調(diào)整、顏色反轉(zhuǎn)、曝光度、切出關(guān)鍵部位，再聚焦等，并通過圖片分類及物體識別技術(shù)，提高圖片在場景中的鑒別準(zhǔn)確度。這在一定程度上可以改善照片模糊、光線不好以及角度不好所造成的不良影響。

形色最初的模型相對來說比較簡單，前期主要通過向各大植物論壇的植物愛好者征集花草圖片與數(shù)據(jù)信息，還會拍照搜集杭州本地常見花卉的圖片并請專家鑒定結(jié)果。他們表示，當(dāng)時數(shù)據(jù)不多，識別準(zhǔn)確率能達(dá)到 40%，彼時已經(jīng)比百度的圖片搜索要準(zhǔn)確。

「最初版本的人工智能，其實(shí)是『人工+智能』，當(dāng)時為了避免因?yàn)閿?shù)據(jù)不足而產(chǎn)生的識別錯誤，我們還在后臺配備了人工解答問題?！?/p>

人在識別植物時，如果此前見得比較少，容易出現(xiàn)識別錯誤，計(jì)算機(jī)也一樣，只有更多的數(shù)據(jù)才能將準(zhǔn)確率提升得更高。隨著用戶的增加，數(shù)據(jù)的積累，模型的更新，系統(tǒng)的識別能力也會逐步提高并且越來越精準(zhǔn)。

在利用用戶上傳的數(shù)據(jù)不斷優(yōu)化模型時，一般情況下，用戶提供的圖片有很多達(dá)不到訓(xùn)練標(biāo)準(zhǔn)，可能出現(xiàn)模糊或者標(biāo)簽不準(zhǔn)確的情況，形色會請專業(yè)人士先對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗標(biāo)注，以保證用來訓(xùn)練引擎的數(shù)據(jù)絕對準(zhǔn)確。

形色表示，在某種程度上，計(jì)算機(jī)可以看到很多人眼無法辨識的特征。比如梅花和杏花，可能人眼會覺得很像，但是在深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分析下，可能顏色、花瓣形狀、花瓣的紋路都有不同，從而可以準(zhǔn)確的區(qū)分植物種類，這就是人工智能的強(qiáng)大之處。

而為了實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)識別，存在兩個主要挑戰(zhàn)：

一是數(shù)據(jù)標(biāo)注清洗的工作量巨大，目前形色的植物數(shù)據(jù)已經(jīng)超過 2 億張，這些數(shù)據(jù)的清洗標(biāo)注，十分費(fèi)時費(fèi)力的。

二是成本高昂，因?yàn)橹参飻?shù)據(jù)清洗標(biāo)注對專業(yè)性要求非常高，處理人員一定要是植物相關(guān)專業(yè)，能夠準(zhǔn)確識別這些植物。形色在這方面也投入了巨大的成本。

上線至今，形色經(jīng)歷了如下兩次大迭代：

• 2.0 版本，加入植物地圖功能。據(jù)形色介紹，這一功能是他們首創(chuàng)，受到很多用戶喜歡。「相信每個人都很喜歡身處花海的感覺，打開形色就可以感受到，自己身邊有這么多花花草草?！?/p>

• 3.8 版本，加入果蔬識別功能?！高@是一個里程碑功能，是形色在識別品類上的突破。用戶不僅可以用形色識別植物，還可以識別水果蔬菜，了解水果蔬菜的營養(yǎng)價值、選購技巧、趣聞等?！?/p>

目前，形色還具備定位功能，他們對雷鋒網(wǎng) AI 研習(xí)社表示，由于植物具有很強(qiáng)的地域性，不同地區(qū)的植物差異較大，地理位置會幫助進(jìn)一步準(zhǔn)確識別植物種類。

他們和中國自然標(biāo)本館（CFH）、上海辰山植物園、浙大生物多樣性研究院都有合作，這些機(jī)構(gòu)在專業(yè)上給了形色很多指導(dǎo)意見和幫助，形色表示，專家們的意見對于提升他們的專業(yè)性和準(zhǔn)確性很有幫助。

現(xiàn)在，形色 App 已經(jīng)入駐上百萬植物專家和植物愛好者，當(dāng)系統(tǒng)碰到實(shí)在無法鑒別的植物，用戶可以直接上傳到鑒定區(qū)，植物專家和愛好者會在幾分鐘內(nèi)給出他們的答案。

在將照片上傳至形色 App 之后，只需 1 秒，就能反饋植物的名字和故事。形色表示，團(tuán)隊(duì)希望以最快的速度給用戶最準(zhǔn)確的識別結(jié)果，這毋庸置疑。未來，隨著硬件和技術(shù)的升級，團(tuán)隊(duì)也會盡可能投入更多資金，研發(fā)更先進(jìn)、更復(fù)雜的模型去提升識別準(zhǔn)確率和速度，給用戶最好的體驗(yàn)。

除了中國版，形色也推出海外版識花軟件 PictureThis，對于推出海外版的原因，形色對雷鋒網(wǎng) AI 研習(xí)社如是說道，「一方面，全球化是目前軟件發(fā)展的趨勢，軟件做大后肯定要走向更廣闊的市場；另一方面，我們發(fā)現(xiàn)其實(shí)海外植物識別領(lǐng)域也是相對空白的。其實(shí)外國人對于植物花卉的熱情更高，很多家庭都有自己的花園，但海外市場上的大多軟件識別種類有限，識別準(zhǔn)確率也不高，所以這對 PictureThis 是個很好的機(jī)會。」

目前形色的競品很多，如「植物識別—拍照識花草樹木」、「微軟識花」、「花伴侶」，如何在這些軟件中不落下風(fēng)？

形色表示，他們一直以來，都堅(jiān)持用戶的想法最重要，所以更關(guān)注用戶，花了很多時間去了解用戶的真實(shí)需求。了解用戶需求后，團(tuán)隊(duì)會頭腦風(fēng)暴、嘗試探索，因此他們原創(chuàng)了很多功能，這也是形色的競爭力之一。

未來，他們會進(jìn)一步進(jìn)軍海外市場，推出更多語言版本的形色，讓世界各地的人們都能享受人工智能帶來的便捷和樂趣。各位小伙伴也可以即刻體驗(yàn)形色帶來的識花樂趣。

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