淘宝“明星同款”可能要被AI抓出来打了,阿里新研究专攻服装局部抄袭丨CVPR

淘宝“明星同款”可能要被AI抓出来打了,阿里新研究专攻服装局部抄袭丨CVPR
2020年03月19日 17:40 量子位

乾明 发自 凹非寺 

量子位 报道 | 公众号 QbitAI

阿里用AI打假,又有新研究成果问世。

这次,他们把目光集中在了服装盗版上,而且把难度值拉到最大:盗版者抄袭过程中,修改了领子、袖子等细节,比如淘宝上的各类“明星同款”,一样能够快速锁定。

背后的思路是:基于服装区域性表达的检索模型,对图像中的服装进行区域化的相似性学习和度量。

该研究成果已被CVPR 2020 收录,并被选为Oral论文。

阿里安全图灵实验室表示,该工作将用到阿里原创保护平台,在淘宝、天猫等阿里系电商平台上线,提供侵权检测能力。

精细化抄袭魔高一尺,打假道怎么高一丈?

就服装领域而言,虽然打假一直不断,但盗版抄袭问题依旧普遍存在。而且从线上到线下,抄袭手段越来越刁钻,打假难度逐年提高。目前来看,服装领域的抄袭只有有三类。

第一类集中在图片盗用上。盗版者通常未经授权,拿正版品牌的商品图使用或修改使用,比如在图上添加自己店铺的水印,或进行一些图像处理(反转、缩放、拼接等)。

这一类侵权抄袭成本很低,但很容易被平台的图片检索系统锁定,然后快速“治理”。

第二类是创意盗用,不良商家直接抄袭原创商家的整体商品设计和创意,制作同款或者仿款。

这类侵权的成本稍高一些,但基于商品整体相似度度量的同款检索算法,可以对它们进行召回和治理。

第三类是盗用是对服装的某些局部区域进行修改,像是洗稿,比如改变领口的设计款式、或者胸前印花的布局,甚至改变服装的款型等。

但如下图所示,仍然是抄袭正版品牌服装的风格和设计元素(左侧为正版,右侧为盗版),甚至还当做“明星同款”来卖。

这类盗版的成本最高,并不易被传统的基于商品同款检索的算法锁定。通常情况下,电商平台只能通过人工审核来发现,打假成本很高。

那有没有一种方法,能够让系统自动锁定此类抄袭现象?这就是阿里安全图灵实验室最新研究的方向。

此前,他们基于属性感知细粒度相似度学习方法,提出服饰版权算法来锁定局部抄袭,被AAAI2020收录。

现在他们又提出了一个新思路,基于服装区域性表达的检索模型,对图像中的服装进行区域化的相似性学习和度量,从而实现更有效打假。

精确到袖子、领子的 “盗版服装图像”检索算法

“盗版服装”的定义,是整体上抄袭原版服装设计和风格,并在一两个区域进行修改,以逃避现有同款服装检索模型筛查的服装样本。

阿里的研究人员将图像中的服装分为五个区域,包括领子、胸部、腰部和两个袖子区域,并在四类服装(短袖T恤、长袖上衣、外套、连衣裙)上实验,各服装区域划分如下图所示:

在算法设计上,他们提出了一种服装关键点引导的区域注意力机制。

首先利用服装关键点估计分支来预测服装的关键点,即分布在服装图像各个关键位置的点位,如领口、袖口、肩部、腋下等。

每类服装的关键点数量和分布有一定差异,点数在每件25-40个左右。根据这些关键点,算法可对服装图片进行多个区域的划分,如领子、袖子、胸部、腰部区域等。

区域划分信息通过基于ROI Pooling思想的方式引入,一体化的服装图像特征被解耦为多个区域化的特征表达,以独立地进行特征相似度的学习和度量。

同时,服装关键点结合区域化的表达可作为一种注意力机制,引入到图像检索网络上,关键部位的特征权重被提升,非关键部位的权重被削减,以提升模型对关键部位的判别力。

服装关键点估计分支和图像检索分支使用相同的HR-Net主干网络,其多级并联结构在获取多尺度特征的同时保持了高分辨率。

在损失函数的选择上,关键点估计分支采用了均方差损失函数,检索分支采用了区域化设计的Triplet损失函数。而损失函数的数值不再是整个图片范围的特征triplet差值,而是各个区域特征差值的累加结果。

文中方法的框架如下图所示,网络可分为服装关键点估计分支和服装检索分支,其中检索网络包含同款服装检索和盗版服装检索两种输出形式:

通过对平台侵权服装样本的分析,阿里研究人员发现,不同类别服装易被盗版的区域是不一样的,因此只将服装图像特征的相似度度量过程解耦是不够的,还需要为每类服装的多个区域设定差异化的权值,进行加权的区域相似性计算,以召回更多的盗版服装样本。

为此,他们基于平台盗版服装数据,建立了一个名为“Fashion Plagiarism Dataset”的数据集,该数据集中,每组“原版服装”的query图像对应gallery中多个“盗版服装”图像,数据覆盖短袖T恤、长袖上衣、外套、连衣裙四类样本。

他们在该数据集上,对在Deepfashion2数据集上预训练过的检索网络进行Fine Tune训练,用Coordinate Ascent算法对不同服装类别的各区域权值进行迭代优化,以降低损失函数数值。

“盗版服装”检索训练过程的损失函数,同样基于Triplet损失函数设计。最终,训练后的盗版检索网络可以基于上图中的Input服装图像召回Output中绿框内的盗版服装样本。

打假效果怎么样?不输、甚至超越此前SOTA

在论文的实验部分,阿里研究人员首先在“Fashion Plagiarism Dataset”上对算法的“盗版服装图像”检索能力进行了评估。

除了论文所提出的方法外,他们还设定了两种方法进行对比:一种是传统检索方法,使用相同的backbone网络和Triplet的损失函数,但是不包含区域化特征学习和表达机制;另一种是包含区域化特征表达机制,但是使用非Fine Tune训练得到的区域权重,评价指标为mAP。

从表中结果可以看出,论文所用方法在各个服装类别都取得了最佳效果。

除上述“盗版服装检索”的评价实验外,他们还在Deepfashion系列数据集上进行了服装关键点估计,和同款服装图像检索任务的实验。

在服装关键点估计部分,阿里研究人员在目前复杂度最高的Deepfashion2数据集上进行了评测,与现有Match-RCNN, CPN, Simple-Baseline等方法相比,服装关键点估计模型在各个子集上都取得了最高的mAP结果:

在同款服装检索实验中,他们选用了FashionNet, Match-RCNN, PCB等方法作为对比,在Deepfashion和Deepfashion2上分别进行了实验。

其中,Deepfashion主要针对In-shop检索场景,Deepfashion2则针对于Consumer-to-shop场景。评价指标分别为Top-N recall和Top-N accuracy。

结果如下图所示,阿里的方法在Deepfashion数据集上取得了与SOTA方法相近的效果,在Deepfashion2数据集上的结果要明显优于现有baseline方法。

来自阿里安全图灵实验室

一共有5名研究人员参与了这项研究,分别来自阿里巴巴、浙江工商大学和 阿里巴巴-浙江大学前沿技术联合研究中心。

文章第一作者Yining Lang、第二作者Yuan He、第三作者Fan Yang来自阿里安全图灵实验室。阿里安全图灵实验室负责人薛晖,是文章的通讯作者。浙江工商大学Jianfeng Dong也是论文作者之一。

阿里安全图灵实验室正式成立于2016年,前身是阿里安全基础算法团队,主要从事安全与风险方面的AI系统研发,核心技术包括计算机视觉、自然语言处理、生物特征识别、图计算以及异常检测和分析等,截止到2018年,已申请50多项专利。

目前,他们还在大举招兵买马,包括研究型实习生和正式研究者,如果你有兴趣,可以关注下~

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