視頻人像檢驗(yàn)技術(shù)分析

高一卓 王志群 楊洪臣

（中國刑警學(xué)院 遼寧 沈陽 110035）

視頻人像檢驗(yàn)技術(shù)分析

高一卓 王志群 楊洪臣

（中國刑警學(xué)院 遼寧 沈陽 110035）

根據(jù)視頻人像的特殊性，分析傳統(tǒng)視頻人像檢驗(yàn)的內(nèi)容、方法，歸納、列舉并分析了視頻人像檢驗(yàn)的特點(diǎn)和難點(diǎn)，為視頻人像檢驗(yàn)提供理論依托。

視頻 人像檢驗(yàn) 特征

視頻人像檢驗(yàn)技術(shù)是基于人的生物特征的自身穩(wěn)定性和個(gè)體差異性，對視頻中的人物進(jìn)行追蹤檢索，從而通過辨認(rèn)人像面貌、分析人物行為體態(tài)特征等手段，實(shí)現(xiàn)對人像的識別和身份判定。視頻人像檢驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用前景十分廣泛，應(yīng)用領(lǐng)域涉及軍隊(duì)、海關(guān)、機(jī)場、碼頭、車站、政府機(jī)關(guān)、商業(yè)系統(tǒng)、金融系統(tǒng)和社會(huì)生活管理等一切出入口控制等多個(gè)方面。

1 視頻人像檢驗(yàn)技術(shù)的內(nèi)容

1.1 人臉的檢驗(yàn)

人臉的檢驗(yàn)主要是特征識別，包括一般特征和個(gè)性特征。所謂一般特征主要是指年齡、性別、臉型、發(fā)式；個(gè)性特征包括五官的形態(tài)、臉部各部分之間的比例關(guān)系、臉部的立體狀態(tài)以及五官構(gòu)成所流露出的精神狀態(tài)。由視頻圖像記錄的人臉特征在許多情況下會(huì)因成像距離、光線等原因，不足以反映個(gè)性特征，此時(shí)人像檢驗(yàn)的目的只能是對一般特征做出比較準(zhǔn)確的判斷，為案件的偵查提供線索。當(dāng)視頻圖像記錄的人臉信息量較大、可視條件較好時(shí)，可以進(jìn)行個(gè)性特征的分析，必要時(shí)用于人像的同一識別。即：（1）判斷不同視頻圖像中的人像是否為同一人；（2）判斷視頻圖像中的人像與嫌疑人是否為同一人。這種檢驗(yàn)是辦案工作中最具實(shí)際意義的檢驗(yàn)，也是風(fēng)險(xiǎn)最大、難度最大的檢驗(yàn)。

1.2 體態(tài)和行為特征的檢驗(yàn)

體態(tài)是指人的輪廓，即高、矮、胖、瘦。檢驗(yàn)人的體態(tài)特征一般把體態(tài)分解成具有對比條件的具體參量。一般包括身高測量、比例測量（如手臂長與身高的比例關(guān)系，腿長與身高比例關(guān)系）。行為特征是人在主客觀因素影響下而產(chǎn)生的外部動(dòng)作，這些都直接或間接的反映了人在長期生活中所形成的行為習(xí)慣，可以作為識別犯罪人是否同一的參考依據(jù)。

1.3 人像所帶的特殊標(biāo)記的檢驗(yàn)

特殊標(biāo)記既包括個(gè)人身體某些區(qū)別于他人的生長特征，也包括視頻中人物的衣物、物品等外在特征。在有些視頻中，由于模糊、偽裝、攝像角度等問題，使人像不清晰或被遮掩，但是還可以辨識人身上的斑痣、疤痕、紋身或身體的缺陷，以及身著打扮、裝飾裝扮的特征，這些都可以在人身識別中起到至關(guān)重要的作用。

2 視頻人像檢驗(yàn)技術(shù)的方法及原理

2.1 模糊視頻圖像的清晰化處理

對于大多數(shù)視頻，由于攝像頭的位置擺放、光線的影響、人物運(yùn)動(dòng)等原因?qū)е乱曨l中的人像模糊不清，需要借助相關(guān)軟件和技術(shù)手段達(dá)到檢驗(yàn)條件，如亮度調(diào)整、色彩調(diào)整、圖像增強(qiáng)、圖像復(fù)原等，對模糊的圖像進(jìn)行清晰化處理，使包含人像面部信息的圖像變得清晰，人物特征更加突出，達(dá)到辨認(rèn)和檢驗(yàn)的基礎(chǔ)。

2.2 人臉的識別與鑒定

人臉的相貌特征分析要注意觀察臉型、發(fā)際、顴部、頜部，人臉的五官。由于視頻多數(shù)不清晰，所以一般要注意觀察五官的比例關(guān)系。如“三停五眼”中的個(gè)性比例差異，上部偏大、中部偏大或者下部偏大；臉的寬窄，標(biāo)準(zhǔn)臉寬約為眼睛的五倍。這些特征具有差異性又具有穩(wěn)定性，是對人臉進(jìn)行分析鑒定的科學(xué)基礎(chǔ)。

2.3 人的行為特征識別

視頻人像的行為可以從三部分來看：（1）頭部的運(yùn)動(dòng)。如頭左/右傾，頭后仰，習(xí)慣性搖頭等；（2）手部的運(yùn)動(dòng)。人物說話時(shí)是否有用手摸下巴，打手勢等行為，行走時(shí)手是否插入褲袋中等個(gè)人特征；（3）腿部的運(yùn)動(dòng)。包括腿的生長特點(diǎn)、步幅、步態(tài)。腿的生長特點(diǎn)指O形腿姿態(tài)還是X形腿姿態(tài)。步幅特征指步長、步寬和步角，這三個(gè)指標(biāo)可以在視頻中測量計(jì)算得到，從而分析計(jì)算嫌疑人的身高等。

2.4 特殊特征識別

特殊特征包括人身體的生理特征和外在服飾特征。人的生理特征有痣、胎記、色斑、疤痕等。在視頻中由于攝像光線和位置的影響，有些特征在視頻中并不能準(zhǔn)確反映，在進(jìn)行比較時(shí)候，要綜合考慮光線噪聲，拍攝角度影響等因素進(jìn)行綜合判斷。

3 視頻人像檢驗(yàn)技術(shù)的特點(diǎn)和難點(diǎn)

在司法鑒定實(shí)踐中，受理案件的視頻中圖像一般存在以下幾個(gè)特點(diǎn)和難點(diǎn)。

3.1 圖像模糊

（1）光線模糊。攝像頭的擺放位置不同，得到的光線也是不同的。有時(shí)，視頻圖像很暗，幾乎很難觀察到人員的走動(dòng)，這就是由光線引起的圖像模糊。光照的角度不同，使得人的面部的特征信息不明顯，正側(cè)面光線過強(qiáng)，曝光過強(qiáng)，會(huì)將人臉的局部特征“消除”掉，掩蓋掉一部分有價(jià)值的信息。

（2）離焦模糊。一般視頻攝像頭可以攝制的物體在空間上有一定的范圍。如果人物的運(yùn)動(dòng)范圍在拍攝的清晰范圍的邊緣以及邊緣之外，就會(huì)產(chǎn)生離焦模糊的效果。離焦模糊使錄像中人物整體都變得很模糊，給人像的檢驗(yàn)分辨帶來了困難。

（3）運(yùn)動(dòng)模糊。人物如果在攝像頭攝制范圍內(nèi)劇烈運(yùn)動(dòng)，在得到的視頻中，就會(huì)形成一種運(yùn)動(dòng)模糊的效果。這種視頻中得到的運(yùn)動(dòng)人物的圖像邊緣也會(huì)粗糙，對人物輪廓形態(tài)的分辨會(huì)帶來信息偏差。

（4）設(shè)備器件。攝像頭在常年的使用中，會(huì)因?yàn)殚L期工作，元件老化、故障或維修保護(hù)不及時(shí)等原因而導(dǎo)致記錄的視頻模糊不清。例如，由于環(huán)境污染加之維護(hù)不到位而使鏡頭蒙塵，這會(huì)使圖像質(zhì)量整體下降，不利于觀察細(xì)節(jié)；如果CCD損傷，會(huì)導(dǎo)致圖像出現(xiàn)過多噪點(diǎn)，畫面整體亮度不均，有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)拖影，圖像偏色等情況。

3.2 人物變形

（1）人面部的表情導(dǎo)致的臉部變形。人物會(huì)有動(dòng)態(tài)的表情。由于受到各種外因或者心理情感的影響所表現(xiàn)出來的喜怒哀樂，如高興、悲傷、思考會(huì)使人的臉部器官發(fā)生變化，在攝像頭的記錄下，會(huì)產(chǎn)生一定的面部的變形。而人的面部的皺紋、皮膚松弛，皺紋的紋理也會(huì)在動(dòng)態(tài)表情的過程中產(chǎn)生變形。

（2）透視規(guī)律引起的人像變形。視頻中人物影像與景物的各種形態(tài)變化均符合透視學(xué)的規(guī)律，視頻中每一幀圖像類似于人眼觀察空間物體形成的透視圖像。透視使得在視頻畫面中的人物近大遠(yuǎn)小，透視產(chǎn)生的偏角會(huì)使特征發(fā)生變形，不利于對人物的身高體態(tài)以及臉部特征的分析。

（3）鏡頭引起的變形。在視頻記錄中，采用的鏡頭不同，景物的成像也不盡相同。有些攝像頭鏡頭成像的景象可能會(huì)產(chǎn)生放大、縮小、扭曲等“桶形畸變”的現(xiàn)象，例如放置在銀行ATM機(jī)上的魚眼鏡頭會(huì)產(chǎn)生扭曲變形，使人物面部某一部位被過分夸大，對人物的面部恢復(fù)造成阻礙。

3.3 人物偽裝

（1）改變裝束。多數(shù)犯罪嫌疑人會(huì)在犯罪的過程中用遮蔽物將自己的面部掩蓋或者修飾來達(dá)到實(shí)現(xiàn)犯罪而不被人辨識的目的，如墨鏡、帽子、圍巾等，有些則會(huì)采用男扮女裝或者女扮男裝的方法來迷惑公安人員。

（2）改變行走、行為方式。一些犯罪嫌疑人因?yàn)楹ε聰z像頭會(huì)記錄下自己的行為來進(jìn)行比對辨認(rèn)，會(huì)在犯罪過程中依靠改變自己的行走姿態(tài)、行為舉止方式來逃避追蹤。

4 結(jié)語

視頻監(jiān)控能夠記錄事件過程、事件中的人的活動(dòng)過程和狀態(tài)，包含了大量的證據(jù)信息，這使得視頻資料在偵查破案中發(fā)揮著越來越重要的作用。但當(dāng)前獲得的視頻圖像質(zhì)量普遍較差，確定犯罪嫌疑人通常需要技術(shù)辨認(rèn)和技術(shù)鑒定。但是，圖像的質(zhì)量和人像特征的可變性決定了許多情況下不能簡單地結(jié)論為“是”與“不是”，如何解決視頻人像檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性問題也是今后很長一段時(shí)間內(nèi)的熱點(diǎn)問題之一。

1.蔡立明，金波，吳炬.人像檢驗(yàn)相關(guān)問題研究[J].警察技術(shù)，2010，（9）

2.王彥學(xué)，陳建峰.模糊監(jiān)控圖像的模擬畫像初論[J].警察技術(shù)，2011，（3）