結(jié)緣昇騰投身AI開發(fā)，南開學(xué)子不到一年給港口安上AI“天眼”

極客網(wǎng)·極客觀察（朱飛）研究生一年級(jí)才開始學(xué)習(xí)AI，在不到一年時(shí)間的學(xué)習(xí)中，獲得昇騰AI創(chuàng)新大賽天津賽區(qū)應(yīng)用賽道銀獎(jiǎng)，獲獎(jiǎng)方案還被部署到港口的智慧港口真實(shí)場景中，將業(yè)界已有方案的識(shí)別精度從95%提升到99%以上……

注意，這不是“爽文”情節(jié)，而是現(xiàn)實(shí)發(fā)生的事。在近日舉行的昇騰AI開發(fā)者創(chuàng)享日·天津站活動(dòng)中，來自南開大學(xué)研二的陳鐸晟同學(xué)作為昇騰AI優(yōu)秀開發(fā)者代表，分享他的昇騰AI學(xué)習(xí)之路，揭開了AI開發(fā)的神奇魅力。

活動(dòng)間隙，《極客網(wǎng)》對(duì)話陳鐸晟，聊了聊如何從一名AI小白成長為昇騰AI優(yōu)秀開發(fā)者，并將AI模型裝進(jìn)港口實(shí)際應(yīng)用場景的經(jīng)歷，特分享給有志于AI事業(yè)的年輕開發(fā)者。

實(shí)驗(yàn)室結(jié)緣，筑牢基礎(chǔ)知識(shí)

陳鐸晟與昇騰AI的結(jié)緣，始于華為與南開大學(xué)計(jì)算機(jī)視覺實(shí)驗(yàn)室合作的車輛識(shí)別項(xiàng)目。作為天津市視覺計(jì)算與智能感知重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，那里承接了天津智算中心與華為港口軍團(tuán)的合作項(xiàng)目。

本科就讀于西安電子科技大學(xué)軟件工程專業(yè)的陳鐸晟，此前并沒有系統(tǒng)學(xué)習(xí)人工智能相關(guān)知識(shí)。研究生保送至南開大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院后，本著對(duì)AI的濃厚興趣，他加入了南開大學(xué)計(jì)算機(jī)視覺實(shí)驗(yàn)室，參與到校企合作的項(xiàng)目中，推開了AI探索的大門。

作為AI領(lǐng)域的小白，初入實(shí)驗(yàn)室的陳鐸晟先是集中學(xué)習(xí)了人工智能原理、深度學(xué)習(xí)以及昇騰AI等領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)。借助昇騰社區(qū)提供的完善的學(xué)習(xí)文檔及官方教程，以及與華為工程師的頻繁交流溝通，他為日后的AI探索打下了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

接著，陳鐸晟參與到AI框架昇思MindSpore的CANN算子開發(fā)項(xiàng)目中，開始上手完成算法復(fù)現(xiàn)與轉(zhuǎn)換。他與實(shí)驗(yàn)室同學(xué)們一起，基于MindSpore框架對(duì)業(yè)界經(jīng)典的ReID、PoseTrans等算法進(jìn)行重構(gòu)，獲得官方認(rèn)證后發(fā)布到昇騰社區(qū)，在動(dòng)手實(shí)操中積累了一定的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。

從實(shí)踐中來，提升關(guān)鍵能力

儲(chǔ)備了AI開發(fā)所需的基礎(chǔ)知識(shí)后，依托實(shí)驗(yàn)室在視覺識(shí)別相關(guān)領(lǐng)域的深厚沉淀，陳鐸晟在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，聚焦其中的目標(biāo)檢測與圖像修復(fù)兩個(gè)細(xì)分領(lǐng)域，進(jìn)一步展開AI的實(shí)踐探索。

在所有的目標(biāo)識(shí)別應(yīng)用中，車輛識(shí)別是AI在交通管理和安全領(lǐng)域的一個(gè)重要應(yīng)用類別。而在港口、礦山等特殊場景下，車輛識(shí)別受環(huán)境因素的影響很大，對(duì)識(shí)別準(zhǔn)確性和系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求更高。陳鐸晟迎難而上，借助校企項(xiàng)目合作機(jī)會(huì)，基于真實(shí)場景需求，與團(tuán)隊(duì)一起鉆研智慧港口的車輛識(shí)別應(yīng)用。

在算法層面，針對(duì)極高視角導(dǎo)致的車牌形狀畸變、較遠(yuǎn)距離造成的車牌位置極小、惡劣環(huán)境帶來的車牌污漬嚴(yán)重等制約港口車輛識(shí)別精度的幾大難點(diǎn)，陳鐸晟與團(tuán)隊(duì)在昇騰AI基礎(chǔ)軟硬件上訓(xùn)練Yolov5和CRNN開源模型，以更好地采集車牌邊界信息和識(shí)別車牌內(nèi)容，并不斷優(yōu)化代碼提高檢測識(shí)別精度。

在數(shù)據(jù)層面，由于港口數(shù)據(jù)封閉導(dǎo)致目前幾乎不存在可供訓(xùn)練的車牌識(shí)別數(shù)據(jù)集，他們專門采集原始港口監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，手工剔除噪聲樣本，并引入大規(guī)模公開數(shù)據(jù)集，自行標(biāo)注制作可用于港口車輛檢測的覆蓋全天候（大雨、大雪、夜間、強(qiáng)光照等）的數(shù)據(jù)集，以更好地支持模型訓(xùn)練。

在部署層面，陳鐸晟根據(jù)此前開發(fā)學(xué)習(xí)的案例，獨(dú)立編寫適用于昇騰硬件的推理代碼，確保模型在端側(cè)正常訓(xùn)練和推理，實(shí)現(xiàn)端側(cè)設(shè)備的模型轉(zhuǎn)化并成功運(yùn)行。

經(jīng)過一這系列的實(shí)踐探索，陳鐸晟完成了其AI探索道路上第一個(gè)完整的項(xiàng)目，提升了在AI模型開發(fā)訓(xùn)推全流程的關(guān)鍵能力。

特別是在AI技術(shù)落地應(yīng)用最后也是最關(guān)鍵一步的部署方面，為了確保訓(xùn)練得到的模型能在具體生產(chǎn)環(huán)境中正確、高效地實(shí)現(xiàn)推理功能，要求的條件往往非常繁瑣而苛刻，具體性能表現(xiàn)的變數(shù)也比較大，對(duì)AI開發(fā)者極具考驗(yàn)。

對(duì)此陳鐸晟坦言，團(tuán)隊(duì)在港口車輛識(shí)別項(xiàng)目的部署上也遇到了很多難題，包括算子/算法的匹配，計(jì)算資源的滿足等，需要對(duì)應(yīng)的適配支持。所幸經(jīng)過緊密的溝通配合，在昇騰社區(qū)和華為工程師的幫助下，這些問題都得到了很好的解決。

到實(shí)踐中去，解決行業(yè)痛點(diǎn)

隨著人工智能、5G等技術(shù)的成熟，實(shí)現(xiàn)碼頭生產(chǎn)自動(dòng)化已成港口確定性發(fā)展趨勢。從實(shí)踐中來，經(jīng)歷完整項(xiàng)目洗禮后的陳鐸晟認(rèn)識(shí)到，車輛識(shí)別系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和識(shí)別精度仍是當(dāng)前行業(yè)面臨的痛點(diǎn)問題。

為此在有了一定的項(xiàng)目積淀之后，他決定到實(shí)踐中去，不斷創(chuàng)新做出更好的AI應(yīng)用。在華為舉辦的2023昇騰AI創(chuàng)新大賽中，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)基于昇騰AI全?；A(chǔ)軟硬件技術(shù)，繼續(xù)攻克車輛識(shí)別領(lǐng)域的算法關(guān)鍵性難題，交出了一種針對(duì)車輛識(shí)別的新的解決方案。

9月，這項(xiàng)名為“基于極高視角的港口磅房綜合車輛識(shí)別系統(tǒng)”的方案在2023華為昇騰AI創(chuàng)新大賽天津賽區(qū)應(yīng)用賽道比賽中過關(guān)斬將，一舉攬下銀獎(jiǎng)。該方案將創(chuàng)新設(shè)計(jì)的算法與能夠激發(fā)強(qiáng)大算力的MindSpore框架相結(jié)合，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了模型性能的優(yōu)化。

磅房作為港口貨物出入管控的節(jié)點(diǎn)，是港口生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，其吞吐量將直接影響港口的生產(chǎn)效率。陳鐸晟團(tuán)隊(duì)的新方案支持125路高并發(fā)訪問，目前已在港口中實(shí)際部署使用，車輛檢測識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)到99%以上，大幅提升了磅房的過磅效率。

值得一提的是，在這之前，業(yè)內(nèi)同類方案的識(shí)別準(zhǔn)確率只有95%左右。從95%到99%以上的提升，對(duì)于AI方案在工業(yè)界的落地來說，別提有多么重要！

寫在最后：

剛剛過去的2023年，生成式AI及其背后大模型的橫空出世，給肩負(fù)“定義世界”的軟件產(chǎn)業(yè)帶來了顛覆式創(chuàng)新的可能。未來屬于AI，更屬于懂AI的人，一時(shí)間AI原生應(yīng)用、AI工程師等成為最津津樂道的話題，牽動(dòng)著每一個(gè)開發(fā)者的神經(jīng)。

陳鐸晟從軟件工程投身AI開發(fā)，并迅速從小白成長為昇騰AI優(yōu)秀開發(fā)者，相信正是新生代開發(fā)者擁抱AI的真實(shí)寫照。在昇騰AI全棧基礎(chǔ)軟硬件技術(shù)與昇騰社區(qū)完善成長機(jī)制的賦能下，相信會(huì)有更多年輕的AI開發(fā)者加入進(jìn)來，成為智能世界的決定性力量！

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