以透視學(xué)相關(guān)理論研究判斷嫌疑人身高

童冬生，王圣江

（公安海警學(xué)院 船艇指揮系，浙江 寧波315801）

一、引言

隨著“天網(wǎng)工程”、“平安城市”等大型安防工程的建設(shè)，視頻監(jiān)控應(yīng)用的領(lǐng)域日益廣泛，如安裝在車站、碼頭的監(jiān)視器監(jiān)視人員的出入；安裝在交通要道和進出城等重點部位的視頻器監(jiān)視治安卡口的動態(tài)情況；安裝在銀行系統(tǒng)的監(jiān)視器監(jiān)視工作人員的工作及安保情況；安裝在高速公路收費站的監(jiān)視器監(jiān)視過往的車輛。實踐證明，通過視頻監(jiān)控提供的信息偵破刑事案切實可行，而且在偵查實踐中正發(fā)揮越來越大的作用。視頻偵查技術(shù)已成為刑事技術(shù)、行動技術(shù)、網(wǎng)偵技術(shù)之后的偵查破案第四大支撐技術(shù)。

視頻監(jiān)控記錄了犯罪嫌疑人的行動軌跡，具有真實性、客觀性、動態(tài)性。通過分析視頻監(jiān)控資料，可獲取犯罪嫌疑人的相關(guān)信息，如體貌特征、作案工具、交通工具、攜帶物品等，固定犯罪嫌疑人的相關(guān)情況和犯罪過程。目前，有的地方視頻監(jiān)控安裝不合理，導(dǎo)致拍攝的圖像效果差；后期管理維護不力，影響視頻監(jiān)控的正常使用；共享率不高，影響視頻監(jiān)控的使用成效；視頻監(jiān)控中的信息利用率低，影響對犯罪嫌疑人認定。如何最大限度挖掘視頻監(jiān)控中犯罪嫌疑人的信息并為偵查破案服務(wù)，已成為當(dāng)前研究的熱點問題，根據(jù)視頻監(jiān)控資料來判斷犯罪嫌疑人的身高就是其中一個方面。

二、透視學(xué)原理

透視一詞來自拉丁文“perspicere”，意為“透而視之”。因為距離、位置等因素的不同，在視覺中會產(chǎn)生近大遠小、近疏遠密、近寬遠窄的現(xiàn)象，這就是所說的“透視”。透視學(xué)研究的，是通過透明平面觀察、研究透視圖形產(chǎn)生的發(fā)生原理、變化規(guī)律和圖形畫法，利用平面的二維空間來表現(xiàn)三維立體空間中的事物，是三維空間向二維空間轉(zhuǎn)換過程中所應(yīng)遵循的規(guī)律科學(xué)。圖1是透視現(xiàn)象示意圖。在圖1中，視點即觀察點，是眼睛或攝像鏡頭所在的位置。心點是眼睛或攝像鏡頭正對著的視平線上的一點。心點在畫面的中心，它是與畫面成90°角的水平線段的滅點。視平線是與眼睛或攝像頭高度一致，并與畫面平行的一條水平線。視心線是視點與心點相連的與視平線成直角的一條直線。

圖1透視現(xiàn)象

在透視學(xué)中，與畫面平行的直線稱之為“原線”，與畫面不平行的直線稱之為“變線”。根據(jù)透視學(xué)原理，相互平行的“變線”在畫面上延伸后，會匯聚于一點，這個點稱之為滅點或消點。相互平行的“變線”有的較長，消失現(xiàn)象很容易看出，如圖2所示；相互平行的“變線”有的較短，消失現(xiàn)象不易判斷，但延長線會消滅于此點，同樣遵從透視規(guī)律，如圖1所示。在1幅畫面中，只有1個滅點，稱之為單點透視，也稱平行透視。當(dāng)物體有個面與畫面平行時，就會產(chǎn)生平行透視現(xiàn)象，如圖2所示；有2個滅點，稱之為2點透視；有3個或3個以上滅點，稱之為多點透視。

圖2單點透視

等高的物體對應(yīng)點的連線構(gòu)成平行線。根據(jù)平行“變線”匯聚于一點這一透視原理，連接成的平行線要匯聚于一點。所以距離視點遠的物體在畫面上體現(xiàn)則小，距離畫面近的物體在畫面上體現(xiàn)則大。在圖3中，E是視點，A、B、C是相互平行的等高物體，離視點的距離，由遠到近分布。物體A在畫面中的大小為A1A2，物體B在畫面中的大小為B1B2，物體C在畫面中的大小為C1C2。由此可見，離視點距離越遠的物體A在畫面中的影像越小，反而距離視點越近的物體C在畫面中的影像越大，B次之。若將物體A向左移到無窮遠處時，可近似認為它相對于視點的張角為0°，此時上下2視線合并成1條視線，其透視變成了點，即滅點。

圖3透視學(xué)中物體近大遠小示意圖

三、透視法在人體身高判斷中的應(yīng)用

犯罪嫌疑人的身高是個重要參數(shù)，它為刻畫犯罪嫌疑人的體貌特征，成為案件偵破獲得線索、確定偵查方向、縮小偵查范圍、摸底排隊的重要依據(jù)。

在視頻監(jiān)控中，攝像機（照相機）鏡頭相當(dāng)于透視學(xué)中的視點位置，其拍攝的物體影像之間的關(guān)系遵從透視學(xué)規(guī)律，即上文所說的近大遠小，平行的“變線”匯聚于一點。根據(jù)視頻中各物體之間的透視關(guān)系，能夠判斷畫面中犯罪嫌疑人的大致身高，這是透視學(xué)在刑事技術(shù)領(lǐng)域中的具體應(yīng)用。

根據(jù)圖2，相互平行的“變線”在畫面中要消失于一點，它們真實長度及其在畫面中的長度滿足如下比例關(guān)系：

在公式（1）中，H1、H2分別是兩平行人（物體）實際高度，h1、h2分別是兩平行人（物體）影像在畫面中的長度。根據(jù)公式（1），若知道兩平行人（物體）其中1個的實際高度，同時測量畫面中影像的長度，就可以計算出待測嫌疑人的身高。在實案中，犯罪嫌疑人與參考物存在兩種相對位置關(guān)系，即在同一平面內(nèi)和不在同一平面內(nèi)，以下分別進行討論。

（一）犯罪嫌疑人與參考物在同一透視平面內(nèi)

當(dāng)犯罪嫌疑人與參考物在同一透視平面內(nèi)時，這種情況相對好處理。若找到合適的參考物，并且其高度可以測量，根據(jù)公式（1），即可算出犯罪嫌疑人的身高。因此，為了判斷待測犯罪嫌疑人的身高，需要在畫面中找到一個與之平行的參考對象，參考對象可以是人也可以是物體，并且此參考對象的實際尺寸可以測量；另外，參考對象的實際尺寸應(yīng)當(dāng)是穩(wěn)定的，受外界條件的影響較小，否則，可能引起對犯罪嫌疑人身高的誤判。在實案中，可以在監(jiān)控畫面中尋找現(xiàn)場的道路邊沿、房屋邊沿或固定的矩形物體作為參考物，來確定畫面的滅點所在位置。在圖4中，犯罪嫌疑人與參考物在同一平面內(nèi)，在視頻畫面或照片上的高度分別為h1和h2。到犯罪現(xiàn)場測量參考物（桌子）的實際高度，利用公式（1）則能計算出犯罪嫌疑人大致身高。

圖4犯罪嫌疑人與參考物在同一透視平面內(nèi)

（二）犯罪嫌疑人與參考物不在同一透視平面內(nèi)

當(dāng)犯罪嫌疑人與參考物不在同一透視平面內(nèi)時，可采用平移法，將畫面中參考物的高度，平移到與犯罪嫌疑人的透視線在同一透視平面上即可。圖5是道路收費站視頻監(jiān)控所拍攝的犯罪嫌疑人照片。在監(jiān)控畫面中，收費站中央木質(zhì)擋板頂端所在直線相互平行。因此，利用收費站中央擋板頂端所在相互平行的直線，可作出該畫面滅點所在的位置，在畫面的右上角（滅點在圖中沒有畫出）。收費站中央木質(zhì)擋板頂端到地面的距離，可到現(xiàn)場測量并且相對穩(wěn)定，用AB表示。由于AB與犯罪嫌疑人不在同一平面上，可將AB平移到CD位置，通過滅點作CD的透視線，并延長使之與犯罪嫌疑人的透視線在同一透視平面上。若犯罪嫌疑人的實際身高用H3表示，木質(zhì)擋板到地面的實際高度用H4表示，根據(jù)木質(zhì)擋板與犯罪嫌疑人存在的透視關(guān)系，利用公式（1），有如下關(guān)系：

根據(jù)公式（2），測出木質(zhì)擋板頂端到地面的實際高度，并分別測出木質(zhì)擋板和犯罪嫌疑人在畫面中的高度PF、AB，可計算出犯罪嫌疑人的實際身高。利用透視法判斷監(jiān)控視頻畫面中犯罪嫌疑人的身高，選擇視頻監(jiān)控畫面中犯罪嫌疑人和參考物的輪廓，要清晰完整的單幀圖片。在測量時，必須能夠看到犯罪嫌疑人的頭部和腳。選取的單幀圖片上如果是行走的人，最好是雙腳都落地的圖片，不然很難確定犯罪嫌疑人的頭頂點和腳底點，很難精確測定圖片中犯罪嫌疑人的身高。為了盡可能減少因測量點的選擇產(chǎn)生的誤差，在實際操作中，可多次選定測量點的位置，測量畫面中犯罪嫌疑人、參考物的高度，再取多次測量結(jié)果的平均值。

圖5犯罪嫌疑人畫面

四、總結(jié)與討論

基于透視學(xué)的基本原理，提出了視頻監(jiān)控中犯罪嫌疑人身高的判斷方法。通過視頻透視的方法能計算犯罪嫌疑人的身高，具有一定的合理性和實用性，能夠為案件的偵破提供線索，縮小偵查范圍，指明偵查方向，但這種方法得到的身高數(shù)據(jù)并不能作為唯一的判斷根據(jù)。該方法也存在局限，計算的結(jié)果存在一定的誤差，主要表現(xiàn)在以下方面：由于透視現(xiàn)象測量點的不同選擇，會帶來身高計算的誤差；畫面中參考物長度的測量會帶來誤差，這是因為同一張照片中，參考物本身也存在變形；在測量參考物實際長度時也會產(chǎn)生誤差，這是由于人為因素及自然條件會引起其長度發(fā)生變化。

利用視頻監(jiān)控只是偵查工作中的手段之一，視頻監(jiān)控只有與其他偵查手段相結(jié)合，才能充分發(fā)揮其應(yīng)有的價值。在實際偵查辦案的過程中，要以偵查活動為主導(dǎo)，在偵查活動各個階段，運用各種手段，充分發(fā)掘和利用視頻圖像資料中所蘊含的各種與案有關(guān)的信息，充分利用其他的刑事偵查方法和刑事技術(shù)手段，如現(xiàn)場勘查、現(xiàn)場模擬實驗、模擬畫像技術(shù)、人像組合方法、調(diào)查走訪，實現(xiàn)“由圖到人”、“由圖到物”、“由圖到工具”，并結(jié)合當(dāng)時犯罪嫌疑人行走時身體各種姿態(tài)、步幅特征、動作特點，進行綜合分析、相互驗證，才能對犯罪嫌疑人的實際身高作出較為準(zhǔn)確的判斷。

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