模式識(shí)別國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室于1984年由原國(guó)家計(jì)委批準(zhǔn)籌建，1987年通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收并正式對(duì)外開(kāi)放。依托于中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所。

實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有固定人員103人，45歲以下年輕人約占80%，中國(guó)科學(xué)院“百人計(jì)劃”引進(jìn)人才10人，國(guó)家杰出青年基金獲得者7人。實(shí)驗(yàn)室流動(dòng)人員568人，包括博士后20人、博士研究生210人、碩士研究生167人、項(xiàng)目聘用人員、高級(jí)訪問(wèn)學(xué)者、客座研究人員等，形成了一個(gè)以年輕學(xué)術(shù)帶頭人為核心、以青年科研骨干為主體和以高素質(zhì)的研究生隊(duì)伍為主力的研究梯隊(duì)。

立足國(guó)家需求，開(kāi)展創(chuàng)新研究

實(shí)驗(yàn)室的定位和目標(biāo)是：面向國(guó)際學(xué)科前沿，面向國(guó)家戰(zhàn)略需求，面向國(guó)民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)，開(kāi)展模式識(shí)別領(lǐng)域的基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究，建設(shè)國(guó)際一流的科研團(tuán)隊(duì)，打造具有廣泛影響力的模式識(shí)別領(lǐng)域國(guó)家公共研究平臺(tái)，使其成為國(guó)內(nèi)外著名的科學(xué)研究、技術(shù)創(chuàng)新和人才培養(yǎng)基地，推動(dòng)和引領(lǐng)模式識(shí)別學(xué)科的發(fā)展，為我國(guó)信息技術(shù)等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供知識(shí)、技術(shù)與人才儲(chǔ)備。

實(shí)驗(yàn)室以模式識(shí)別基礎(chǔ)理論、圖像處理與計(jì)算機(jī)視覺(jué)及語(yǔ)音語(yǔ)言信息處理為主要研究方向，研究人類模式識(shí)別的機(jī)理及有效的計(jì)算方法，為開(kāi)發(fā)智能系統(tǒng)提供關(guān)鍵技術(shù)，為探求人類智力的本質(zhì)提供科學(xué)依據(jù)。

1.模式識(shí)別基礎(chǔ)理論是開(kāi)展模式識(shí)別及其相關(guān)研究的基礎(chǔ)，主要研究模式識(shí)別中的共性基礎(chǔ)理論與方法，包括模式識(shí)別的認(rèn)知機(jī)理與計(jì)算模型、模式分類與機(jī)器學(xué)習(xí)、模式描述與結(jié)構(gòu)理解等。

2.圖像處理與計(jì)算機(jī)視覺(jué)主要研究視覺(jué)模式的分析與理解，有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和前景。主要研究?jī)?nèi)容包括三維視覺(jué)和場(chǎng)景分析、物體檢測(cè)與識(shí)別、視頻分析與語(yǔ)義理解、醫(yī)學(xué)影像分析、生物特征圖像識(shí)別、遙感圖像分析、文檔圖像分析、多媒體計(jì)算等。

3.語(yǔ)音與語(yǔ)言信息處理主要研究聽(tīng)覺(jué)模式的分析與理解，是改善人機(jī)通信和交互方式、有效利用網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容資源的重要手段，是實(shí)現(xiàn)不同語(yǔ)種之間的全球自由通信的重大關(guān)鍵技術(shù)。主要研究?jī)?nèi)容包括語(yǔ)音識(shí)別、話語(yǔ)理解、口語(yǔ)翻譯、情感交互、中文語(yǔ)言處理與信息檢索等。

4.腦網(wǎng)絡(luò)組研究?jī)?nèi)容包括在宏觀、介觀及微觀尺度上建立人腦和動(dòng)物腦的連接圖，以腦網(wǎng)絡(luò)為基本單元的組學(xué)，在此基礎(chǔ)上研究腦網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、腦網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)力學(xué)屬性、腦功能及功能異常的腦網(wǎng)絡(luò)表征、腦網(wǎng)絡(luò)的遺傳基礎(chǔ)，并對(duì)腦網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)與功能進(jìn)行建模和仿真，為類腦研究及下一代人工智能提供基礎(chǔ)支撐。

模式識(shí)別國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

5.類腦智能研究致力于解析神經(jīng)系統(tǒng)的微觀環(huán)路，通過(guò)借鑒腦的工作原理，構(gòu)建大規(guī)模神經(jīng)連接的認(rèn)知計(jì)算和學(xué)習(xí)模型，實(shí)現(xiàn)機(jī)理類腦、行為類人的類腦智能系統(tǒng)，并研究腦機(jī)融合技術(shù)，促進(jìn)人機(jī)混合智能的發(fā)展。

目前，實(shí)驗(yàn)室已承擔(dān)300余項(xiàng)科研項(xiàng)目，其中包括國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目，國(guó)家自然科學(xué)基金重大、重點(diǎn)和面上項(xiàng)目、杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目和創(chuàng)新群體項(xiàng)目，國(guó)際合作項(xiàng)目，企業(yè)合作項(xiàng)目等。近年來(lái)，實(shí)驗(yàn)室已獲授權(quán)發(fā)明專利300余項(xiàng)；獲國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)3項(xiàng)，北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，中國(guó)科學(xué)院自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，其他部委級(jí)一等獎(jiǎng)2項(xiàng)，國(guó)際發(fā)明金獎(jiǎng)與世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)專項(xiàng)獎(jiǎng)各1項(xiàng)。

創(chuàng)新成果大展覽

在國(guó)家有關(guān)部門(mén)的大力支持下，模式識(shí)別國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在模式識(shí)別領(lǐng)域開(kāi)展基礎(chǔ)性、前瞻性、戰(zhàn)略性和系統(tǒng)性的創(chuàng)新研究，取得了一些成績(jī)，奠定了良好基礎(chǔ)?？蒲谐晒罅繎?yīng)用于國(guó)防建設(shè)、社會(huì)安全保障和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展領(lǐng)域。

虹膜識(shí)別技術(shù)被普遍認(rèn)為是最具有發(fā)展前景的生物認(rèn)證技術(shù)，具有高安全性，可用于安防、國(guó)防、電子商務(wù)等多個(gè)領(lǐng)域。實(shí)驗(yàn)室從零開(kāi)始，通過(guò)自主創(chuàng)新，打破國(guó)際上的虹膜識(shí)別技術(shù)壟斷，完成了從跟跑者到領(lǐng)跑者角色的轉(zhuǎn)變。如今，在虹膜圖像獲取方面，實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了從單目到雙目、由近及遠(yuǎn)及從固定到移動(dòng)狀態(tài)的圖像獲取。與此同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室自主建設(shè)的CASIA虹膜圖像數(shù)據(jù)庫(kù)成為目前國(guó)際上使用最廣泛的虹膜圖像數(shù)據(jù)庫(kù)，有來(lái)自170多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的3萬(wàn)多個(gè)科研團(tuán)隊(duì)申請(qǐng)使用。在完成基礎(chǔ)研究的同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室的虹膜識(shí)別技術(shù)也從實(shí)驗(yàn)室走向了市場(chǎng)。

除此之外，實(shí)驗(yàn)室也一直在跟蹤研究另一種生物特征識(shí)別——步態(tài)識(shí)別。何謂步態(tài)識(shí)別？即根據(jù)一個(gè)人走路的姿態(tài)和人體信息進(jìn)行身份鑒定。雖然相對(duì)于人臉識(shí)別，步態(tài)識(shí)別的準(zhǔn)確率還較低，影響識(shí)別效果的因素還有很多，但在安防等一些特殊應(yīng)用領(lǐng)域，步態(tài)識(shí)別有遠(yuǎn)距離識(shí)別這一特定優(yōu)勢(shì)。

步態(tài)識(shí)別以其遠(yuǎn)距離、難隱藏性、非接觸性和非侵入性等特點(diǎn)從眾多生物特征識(shí)別中脫穎而出，大量應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。以實(shí)驗(yàn)室孵化的銀河水滴科技有限公司為例，一些石油企業(yè)開(kāi)始引入其步態(tài)識(shí)別技術(shù)完善防控網(wǎng)絡(luò)，防范非法闖入者對(duì)油田安全的威脅和對(duì)油田經(jīng)濟(jì)利益的損害；在智能家居領(lǐng)域，該公司的技術(shù)可以很好地區(qū)分用戶屬性，替代遙控器等傳統(tǒng)操作工具，讓家電感知更加智能化。

銀河水滴公司還與公安系統(tǒng)合作，首次利用步態(tài)識(shí)別技術(shù)搜索到犯罪嫌疑人?，F(xiàn)有的公安系統(tǒng)缺乏有效的視頻分析和檢索工具，平均每個(gè)現(xiàn)發(fā)案件需要人工審核數(shù)百甚至上千小時(shí)的視頻資料。利用步態(tài)識(shí)別技術(shù)，對(duì)真實(shí)監(jiān)控?cái)z像頭拍錄的數(shù)小時(shí)視頻進(jìn)行搜索比對(duì)，最終警方在近千人的目標(biāo)人群中成功確認(rèn)嫌疑人范圍，完成國(guó)內(nèi)首次步態(tài)識(shí)別辦案工作。

虹膜、人臉、指紋、掌紋、掌靜脈、筆跡、步態(tài)……事實(shí)上，各種生物特征識(shí)別只是模式識(shí)別國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室眾多研究方向中的一個(gè)。如何讓計(jì)算機(jī)模擬人類去聽(tīng)、去說(shuō)、去看、去讀、去思考、去決策，讓電腦像人腦那樣分析和識(shí)別文字、圖像、視頻、音頻等是實(shí)驗(yàn)室近些年一直致力的方向。

實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的高性能機(jī)器翻譯系統(tǒng)，率先實(shí)現(xiàn)了漢語(yǔ)和蒙藏維等少數(shù)民族語(yǔ)言之間的自動(dòng)翻譯，翻譯的準(zhǔn)確率和速度均已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，該系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于大型跨國(guó)公司、軍隊(duì)等部門(mén)，在保障國(guó)家信息安全方面發(fā)揮了重要作用；針對(duì)各類文檔圖像，實(shí)驗(yàn)室提出了有效的版面分析、文本行提取和識(shí)別方法，獲得了領(lǐng)先的性能，在金融和安全等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了規(guī)?；瘧?yīng)用；實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的高性能多模態(tài)人機(jī)交互平臺(tái)，具有遠(yuǎn)場(chǎng)語(yǔ)音識(shí)別和情感識(shí)別能力，以及個(gè)性化的語(yǔ)音合成系統(tǒng)，向眾多企業(yè)授權(quán)使用。

實(shí)驗(yàn)室腦網(wǎng)絡(luò)組研究中心聯(lián)合陸軍總醫(yī)院和廣州總醫(yī)院組成聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，在基于“植物人”病因、年齡和病程作為重要預(yù)測(cè)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，使用基于腦功能磁共振影像的患者腦功能網(wǎng)絡(luò)特征，結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)相關(guān)算法，構(gòu)建了一個(gè)計(jì)算模型預(yù)測(cè)患者一年之后恢復(fù)意識(shí)的可能性，準(zhǔn)確率達(dá)到88%。

在研究計(jì)算機(jī)感知外部世界的同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室還引入了腦連接信息對(duì)腦區(qū)進(jìn)行精細(xì)劃分，成功繪制出全新的人類腦圖譜：腦網(wǎng)絡(luò)組圖譜包括246個(gè)精細(xì)腦區(qū)和亞區(qū)，比傳統(tǒng)的腦圖譜精細(xì)4至5倍，該項(xiàng)成果入選2016年“中國(guó)十大科技進(jìn)展”“中國(guó)十大醫(yī)學(xué)進(jìn)展”和改革開(kāi)放40年中國(guó)科學(xué)院40項(xiàng)標(biāo)志性重大科技成果之一。

在人工智能越來(lái)越重要的今天，模式識(shí)別國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在面臨著機(jī)遇的同時(shí)也面臨著挑戰(zhàn)，盡管如此，實(shí)驗(yàn)室仍將繼續(xù)立足國(guó)際前沿，面向國(guó)家需求，堅(jiān)持自主創(chuàng)新的發(fā)展之路，力求為我國(guó)的信息高科技基礎(chǔ)研究做出新的更大的貢獻(xiàn)。