淺析步態(tài)識別技術(shù)在犯罪偵防中的應(yīng)用

韋小喬 何斌

摘要：步態(tài)識別技術(shù)作為一種遠(yuǎn)距離生物特征識別技術(shù)，因其獨(dú)特優(yōu)勢在犯罪偵防領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景。本文介紹了步態(tài)識別技術(shù)的概念、特征及工作原理，分析其在犯罪偵防中的應(yīng)用場合，探討其應(yīng)用中可能存在的問題并提出建議。

關(guān)鍵詞：步態(tài)識別;生物特征;犯罪偵防

一、步態(tài)識別技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

步態(tài)識別技術(shù)是目前全球前沿的生物特征識別技術(shù)，其特點(diǎn)是通過個人的體型和走路姿態(tài)進(jìn)行身份識別。受此次新冠肺炎疫情影響，早已應(yīng)用廣泛的人臉識別技術(shù)因人們普遍戴著口罩而遭遇技術(shù)困境。步態(tài)識別技術(shù)可以從遠(yuǎn)處收集個人步態(tài)特征，不需要主體摘下口罩或停留以進(jìn)行識別等配合，在偵查領(lǐng)域有一定的應(yīng)用前景。英國有將基于步態(tài)的線索作為犯罪證據(jù)并獲得法院認(rèn)可的案例，日本也開始將步態(tài)識別技術(shù)應(yīng)用于犯罪搜查工作中。1如果犯罪嫌疑人通過遮蓋面部、戴頭盔、換裝以逃避人臉識別和面部視頻采集時，步態(tài)識別技術(shù)仍然可以比較準(zhǔn)確地識別出特定人物。但步態(tài)識別技術(shù)不像人臉識別、虹膜識別、指紋識別那樣已經(jīng)得到成熟的發(fā)展與應(yīng)用，其仍然處在一個探索和初步應(yīng)用的階段，其實(shí)用性仍有待探討。

（一）概述

步態(tài)，即行走、奔跑或腳移動的樣子。步態(tài)識別技術(shù)是指通過分析比較人體步態(tài)特征信息進(jìn)行身份識別的計(jì)算機(jī)技術(shù)。具體而言，該技術(shù)是通過對攝像機(jī)拍攝的人的步態(tài)序列圖像進(jìn)行處理分析，通過計(jì)算機(jī)算法將新收集到的步態(tài)信息與數(shù)據(jù)庫中已有的步態(tài)信息進(jìn)行匹配以識別出特定人物。步態(tài)識別作為一種新興的生物特征識別技術(shù)，起源于心理學(xué)的相關(guān)研究，即人們能夠識別他們認(rèn)識的個體的步態(tài)。研究顯示，每個人的走路姿態(tài)都是獨(dú)一無二的，不存在一摸一樣的步態(tài)特征。這使得步態(tài)識別技術(shù)歸屬于生物特征識別技術(shù)的行列。

（二）步態(tài)識別技術(shù)的主要特征

與其他生物特征識別技術(shù)相比，步態(tài)識別技術(shù)具有以下幾方面優(yōu)勢：

1.應(yīng)用范圍廣。指紋是接觸式的生物識別方式，人臉和虹膜在近距離這個前提下才能進(jìn)行識別。一旦出現(xiàn)無法進(jìn)行接觸識別、識別目標(biāo)與攝像機(jī)之間存在較遠(yuǎn)距離、攝像機(jī)本身的低分辨率等情況，識別都會遇到困境。步態(tài)識別作為一種非接觸式的識別方式，在面對上述困境時依然可以發(fā)揮其作用，其對圖像的分辨率沒有太高的要求，能夠滿足遠(yuǎn)距離識別目標(biāo)人物的需求。步態(tài)識別技術(shù)通過攝像機(jī)中安裝的計(jì)算機(jī)軟件對人的步態(tài)信息進(jìn)行識別，不需要額外安裝特定圖像采集設(shè)備，無需支出額外費(fèi)用，節(jié)約人物識別成本，因此具有更強(qiáng)的應(yīng)用性。

2.數(shù)據(jù)采集方便。當(dāng)人們進(jìn)入到視頻設(shè)備的有效監(jiān)控范圍，攝像機(jī)就自動采集到人們的步態(tài)信息，不需要目標(biāo)對象的配合。另外，與人臉識別技術(shù)相比，即使在光照條件較弱或攝像機(jī)分辨率較低的情況下，步態(tài)識別技術(shù)仍然能夠通過分析人體步態(tài)特征進(jìn)行識別，并且是正面、背面、側(cè)面這樣的全方位識別。這在一些犯罪嫌疑人沒有露出面部或指紋的案件偵破中具有較高的應(yīng)用前景，如果犯罪嫌疑人被一些攝像頭記錄下來，那么下次他們再被攝像頭捕捉到時，步態(tài)識別技術(shù)就會自動進(jìn)行比對以識別出特定犯罪嫌疑人。

3.具有高防偽特性。人臉容易通過化妝、整容等技術(shù)進(jìn)行刻意改變，明膠制作的假手指上的指紋能輕易騙過指紋識別系統(tǒng)，隱形眼鏡的虛假眼虹膜可以讓虹膜識別系統(tǒng)難辨真假。相對而言，人們因其不同的體型、頭型、身體比例、發(fā)力重點(diǎn)、肌肉力量等特征而有所區(qū)別，而人的步態(tài)特征是人身體各部位的協(xié)調(diào)動作，短期內(nèi)想要徹底改變個人的步態(tài)特征存在較大困難，且無法被別人復(fù)制或模仿。即使是刻意的偽裝也難免會出現(xiàn)應(yīng)激狀態(tài)下恢復(fù)正常走路姿態(tài)的情況。因此，對于犯罪嫌疑人的追蹤偵查來說，步態(tài)識別具有不可比擬的優(yōu)越性。

（三）步態(tài)識別技術(shù)的工作原理

步態(tài)識別技術(shù)是融合了計(jì)算機(jī)視覺模式識別與視頻圖像序列處理的一門技術(shù)。2步態(tài)識別過程一般包括以下幾個步驟：首先進(jìn)行視頻采集，即通過監(jiān)控?cái)z像頭采集人體的步態(tài)視頻信息。其次是步態(tài)分割，即把一段視頻序列中的人體的步態(tài)輪廓區(qū)域與視頻中的背景圖像中分割出來。再次是特征提取，即用算法對分割出的一段視頻序列的步態(tài)特征進(jìn)行描述，因?yàn)椴綉B(tài)特征蘊(yùn)含在人的行走過程中， 包括人的行走頻率，步伐跨度，肩頸及胳膊的擺動，腿腳的運(yùn)動變化等。最后是識別判斷，即將新采集的步態(tài)特征與數(shù)據(jù)庫中已存儲的步態(tài)特征進(jìn)行比對，以識別出特定目標(biāo)。

二、步態(tài)識別技術(shù)在犯罪偵防中的應(yīng)用

（一）犯罪偵查

步態(tài)識別技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)使得其在追蹤、監(jiān)測犯罪嫌疑人方面具有巨大潛力。在預(yù)謀型犯罪案件中，犯罪嫌疑人很可能會遮擋自己的面部，或是刻意避免攝像頭捕捉到其面部圖像。此時，如果犯罪嫌疑人再次出現(xiàn)在攝像頭中，步態(tài)識別技術(shù)就可以將其識別出來，提高案件偵破效率。另外，如果依靠辦案人員把所有的視頻監(jiān)控都觀看一遍并辨認(rèn)其中有無犯罪嫌疑人，工作量極大，也不能保證效率與準(zhǔn)確性。通過步態(tài)識別技術(shù)進(jìn)行自動識別，不僅大大節(jié)約人力，也節(jié)約了辦案時間，提高結(jié)案效率。

中國人工智能企業(yè)銀河水滴開發(fā)的步態(tài)識別系統(tǒng)已經(jīng)幫助警方破獲多起案件，例如：2018年甘肅省一家金店被搶劫，步態(tài)識別系統(tǒng)成功檢索出犯罪嫌疑人身份;2020年，步態(tài)識別系統(tǒng)幫助武漢黃陂警方成功偵破了溺水死亡、盜竊等多起案件;2020年，該步態(tài)識別系統(tǒng)又協(xié)助廣州黃埔警方成功偵破一起80萬元的盜竊案。上述案件都有一個共同點(diǎn)，那就是視頻監(jiān)控沒有捕捉到犯罪嫌疑人或當(dāng)事人清晰的面部信息，而是僅收集到了步態(tài)信息。在這種情況下，步態(tài)識別技術(shù)幫助偵查人員識別、追蹤出特定人員，發(fā)揮了重要作用。

相同的，步態(tài)識別的技術(shù)特點(diǎn)使得通過視頻尋找特定人的效率大大提高，這在拐賣婦女、兒童類型案件中有較大的應(yīng)用前景。偵查機(jī)關(guān)偵辦此類案件，一般是在大量的視頻數(shù)據(jù)中搜尋被拐賣的婦女、兒童相關(guān)畫面，以期發(fā)現(xiàn)相關(guān)線索，尋找被害者及犯罪嫌疑人。實(shí)踐中，由于視頻數(shù)據(jù)過多，偵查人員數(shù)量有限及用人眼識別的準(zhǔn)確度較差等現(xiàn)實(shí)原因，視頻監(jiān)控起到的實(shí)際效果不大。而運(yùn)用步態(tài)識別技術(shù)則可以快速準(zhǔn)確地識別出被拐賣的婦女、兒童及犯罪嫌疑人，能夠大大提升破案效率，節(jié)省案件偵辦成本。

（二）犯罪預(yù)防

在一些人群密集場所布置具備步態(tài)識別功能的攝像頭，能夠?qū)χ攸c(diǎn)人員進(jìn)行監(jiān)測，做好犯罪預(yù)防工作。將一些特定人員（如有重大刑事犯罪前科的人）的步態(tài)特征歸入特定關(guān)注人員名單，在機(jī)場、港口、銀行、火車站、學(xué)校門口等場所中識別出這些人員的步態(tài)特征時，系統(tǒng)可以向安保部門發(fā)出預(yù)警，提示安保部門對這些人員進(jìn)行追蹤和重點(diǎn)監(jiān)測，預(yù)防其實(shí)施違法犯罪行為。步態(tài)識別技術(shù)的這一功能使其能夠成為人員密集場合如海關(guān)、機(jī)場等場所的安防、反恐的有力手段，幫助安防人員及時發(fā)現(xiàn)安全隱患，保護(hù)生命財(cái)產(chǎn)安全。

三、步態(tài)識別技術(shù)的挑戰(zhàn)及建議

盡管步態(tài)識別技術(shù)在犯罪偵防中有較大的應(yīng)用前景，但目前公安機(jī)關(guān)對步態(tài)識別技術(shù)仍處于摸索階段，該技術(shù)的實(shí)地應(yīng)用不僅給計(jì)算機(jī)算法設(shè)計(jì)人員帶來了挑戰(zhàn)，也給公安機(jī)關(guān)提出了新的挑戰(zhàn)。如何保護(hù)公民的隱私和提高步態(tài)識別的準(zhǔn)確度是現(xiàn)在面臨的主要問題。

（一）隱私保護(hù)問題及對策

步態(tài)識別技術(shù)在犯罪偵查和預(yù)防犯罪方面有較大的應(yīng)用前景，與此同時也可能引發(fā)新的犯罪形式。步態(tài)識別技術(shù)不僅是識別出人體的步態(tài)特征，還通過視頻監(jiān)控記錄了人們的行動軌跡，這顯然屬于個人隱私的范疇。安裝了步態(tài)識別技術(shù)的監(jiān)控設(shè)備在全天候、全方位收集視頻數(shù)據(jù)的同時也對人們的步態(tài)特征進(jìn)行收集和識別，這樣大范圍地未經(jīng)公民允許收集步態(tài)特征的過程與公民隱私保護(hù)存在沖突。一方面，如果偵查人員未經(jīng)當(dāng)事人同意或出于個人意愿隨意調(diào)取公民的步態(tài)數(shù)據(jù)，收集其行動軌跡等敏感信息，甚至將這些信息非法提供給其他人，將對公民的隱私造成難以預(yù)估的損害。另一方面，步態(tài)數(shù)據(jù)存儲的數(shù)據(jù)庫安全也是一個需要重視的問題。如果數(shù)據(jù)庫信息被泄露，不但涉及侵犯公民隱私權(quán)，還將極大地?fù)p害公民情感。

步態(tài)識別技術(shù)的不當(dāng)應(yīng)用將會侵犯公民隱私，但其在犯罪偵查和安防方面的正面作用不可忽視。盲目地排除步態(tài)識別技術(shù)的應(yīng)用顯然是不合理的，亟待解決的是如何防止步態(tài)數(shù)據(jù)被非法使用這個問題。首先，應(yīng)該樹立步態(tài)數(shù)據(jù)庫的運(yùn)用門檻、程序規(guī)范和審批制度，確有必要調(diào)取步態(tài)數(shù)據(jù)時應(yīng)該由負(fù)責(zé)人進(jìn)行審批。并且對每次使用步態(tài)數(shù)據(jù)庫的人員進(jìn)行自動記錄，以便歸責(zé)時能夠精確到個人。其次，應(yīng)該提高工作人員的責(zé)任意識。掌握步態(tài)數(shù)據(jù)庫的國家機(jī)關(guān)及相關(guān)部門應(yīng)該對有關(guān)工作人員進(jìn)行技術(shù)和職業(yè)道德的培訓(xùn)，提高其保密意識，使其自覺在工作中嚴(yán)格按照程序規(guī)范使用步態(tài)數(shù)據(jù)庫的信息。最后，加強(qiáng)數(shù)據(jù)監(jiān)管和保護(hù)，對步態(tài)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行加密或限制訪問等技術(shù)處理，避免步態(tài)數(shù)據(jù)信息出現(xiàn)泄露或數(shù)據(jù)庫被攻破等情況。

（二）技術(shù)困境問題及建議

步態(tài)識別技術(shù)的高防偽性、可遠(yuǎn)距離識別、數(shù)據(jù)采集方便等特點(diǎn)賦予了其廣泛的應(yīng)用前景。步態(tài)識別的準(zhǔn)確性在實(shí)驗(yàn)室條件下已得到肯定，但在復(fù)雜的實(shí)踐場景中其準(zhǔn)確性面臨以下幾個問題：第一，當(dāng)人們因年齡增長、心情影響出現(xiàn)步態(tài)變化或是因疾病出現(xiàn)病理步態(tài)時，步態(tài)識別系統(tǒng)能否預(yù)測人們的步態(tài)特征變化并準(zhǔn)確識別出特定人員;第二，在人員密集型場所出現(xiàn)人遮人的情況下，步態(tài)識別系統(tǒng)無法完整地收集到一個人的步態(tài)圖像，影響步態(tài)特征的提取，并可能降低識別的準(zhǔn)確性;第三，如果步態(tài)數(shù)據(jù)庫中已有的步態(tài)信息能夠清晰看到人們的腿腳部分圖像，當(dāng)相應(yīng)人員換裝身著長裙、大衣、斗篷等將腿腳部分遮擋起來，步態(tài)識別的準(zhǔn)確性能否得到保證。

面對上述技術(shù)困境，需要對步態(tài)識別持續(xù)進(jìn)行技術(shù)開發(fā)和升級，并且在條件允許的情況下加大對視頻監(jiān)控硬件設(shè)備的資金投入，實(shí)現(xiàn)視頻設(shè)備的全方位布置及提高分辨率?？朔梭w被遮擋時的步態(tài)圖像收集困境，可以賦予軟件算法一定合理的想象空間，基于人體結(jié)構(gòu)及已有的步態(tài)圖像計(jì)算或預(yù)估出被遮擋部分的人體步態(tài)圖像，將已有的圖像與計(jì)算出的圖像特征結(jié)合起來進(jìn)行識別。另外，將步態(tài)識別技術(shù)與人臉識別、虹膜識別等結(jié)合起來進(jìn)行識別有助于提高識別的準(zhǔn)確性。目前人臉識別技術(shù)已廣泛應(yīng)用于社會生活的方方面面，而步態(tài)識別技術(shù)尚處于探索階段。綜合運(yùn)用多種生物特征識別技術(shù)可以彌補(bǔ)單一的生物識別面臨的技術(shù)困境，合理地將步態(tài)識別與人臉識別，語音識別等生物識別技術(shù)結(jié)合起來進(jìn)行人物識別是一個可供參考的選擇，這對于提高犯罪偵防效率，實(shí)現(xiàn)社會穩(wěn)定具有重要意義。

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作者簡介：韋小喬（1995.01—），女，廣西南寧人，成都市雙流區(qū)四川大學(xué)訴訟法學(xué)專業(yè) 碩士研究生

何斌（1996.05-），男，四川自貢人，成都市雙流區(qū)四川大學(xué)訴訟法學(xué)專業(yè) 碩士研究生

（四川大學(xué)?四川?成都?610207）