谁不喜欢花呢？但谁能准确识别出所有花的名字和种类呢？专家说，全世界已发现至少25万种花卉。并且，你知晓花的种类名称，也很难说出关于花的故事来。
日前，微软亚洲研究院推出最新款智能识别应用——“微软识花”。这是位可以随身携带的植物专家，能帮你破解花的秘密。拿出手机，打开App，拍张照片，一键识别，便可随手满足好奇心。据悉，这款App应用范围覆盖了我国的绝大多数花卉。
“对于任何物种的分类都是艰难的。”微软亚洲研究院常务副院长芮勇说，“在App的研发过程中，植物专家对提高花卉识别能力起到了基础支持的作用，这是我们和中国科学院植物研究所多年来学术合作的成果”。中科院植物所不仅提供了260万张花卉识别图片，还提供了经专家鉴定的中国常见花列表。此后，微软亚洲研究院利用先进的技术开发出识别花卉的算法，并把识别结果挑选出来，供植物所专家鉴定。经过两三次迭代的过程，才得到了最终训练机器识别的样本集合。
“这次合作缘于一次机缘巧合。”芮勇介绍说，“2015年，在中科院植物所举办的一次研讨会上，我展示了研究院在计算机视觉方面的最新技术。植物所的专家们对此很感兴趣，希望可以把最新的识别技术应用到我国的植物调研和科研中去。同时，我们也希望借此机会，将精确识别技术在应用中进一步锤炼和创新。大家一拍即可，共同合作迎来了‘微软识花’”。
据悉，这款“微软识花”应用技术的研发背后很有挑战性。相比于常规的识猫识狗等动物识别，花卉不仅种类繁多，还不断涌现出大量形态各异的新品种。“我们多媒体搜索组的研究员们在精确识别技术方面有着长久的积累，正希望做这样具有挑战性的事”。芮勇说，“这款App主要应用了深度学习技术。传统的深度学习技术是一个自下而上的人工智能学习过程，如果我们能加入人类智能，对机器的深度学习进行指导，会大大提升精度和效率，迸发出增强智能的魔力。研究员们在这方面下了很大功夫”。
那么，人类是如何识别出不同种类的花呢？假设，摆在我们面前一朵花的照片：我们首先会注意到这张图片中花出现的区域，并排除周围的草地等干扰项；接下来，会将注意力放在花的关键特性上，通过颜色、形状、大小等特性，可以大致确定出花的类型。
研究员们基于以上人类观察物体、对物体的种类进行判断的过程，独具创新地开发了一个自动的视觉多级注意力模型，能够根据分类学家制定的“界门纲目科属种”的分类系统，一层一层递进，提高识别的准确性。
“具体在识花方面，需要机器对基本层级有一个提前认知。我们先加入一个花卉本身的层级结构，将它作为一种先前验证的知识来指导机器学习。还要考虑到层级的信息，例如，不同科的植物之间会不会有相关性？”芮勇介绍，首先要确定花的“科”，再通过一些细节的特征，例如花瓣的分布、形态等来确定它归于哪个“属”，最后，通过花瓣的颜色、纹理等更为细微的特征来具体判断它属于哪个“种”。一朵花就是这样被计算机识别出来的，当然，每一种花的识别过程也是“因花而异”的。
如果玩腻了识花，“微软识花”还有另一个有趣的功能等待你开掘：识别其它的日常物体。随手拿件衣服、摆个文具来测测这款应用的“智商”，也是挺有趣的事呢！据悉，在常用物体的识别上，采用了微软亚洲研究院最先进的图像识别技术。在内部测试中，识别精度可以达到90%。
谈及“微软识花”的未来走向，芮勇说，“我们十分注重将基础研究成果应用到生活中去，以便为人们真正带来改变”。
为此，微软的研究人员制定了多个发展方向：第一，加入更多花卉的种类，将识别的范围拓展到多个国家，并提供多语言产品以及更多的平台。第二，提高识别的精确度，在学术合作中提升数据库的质量和范围。第三，拓展产品的科普功能，丰富花的知识，提供更多互动功能，拓展人们在博物知识方面的涉猎。第四，努力实现离线版本与在线版本的无缝切换，造福更多开发者。最后，希望该项目能对专业研究者的科学研究带来便利。“让学术研究服务更多的人，一直是我们的目标所在。”芮勇说。
