淺析步態(tài)識(shí)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(shí)別技術(shù)作為一種遠(yuǎn)距離生物特征識(shí)別技術(shù)，因其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)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(shí)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(chǎng)合，探討其應(yīng)用中可能存在的問(wèn)題并提出建議。

關(guān)鍵詞：步態(tài)識(shí)別;生物特征;犯罪偵防

一、步態(tài)識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

步態(tài)識(shí)別技術(shù)是目前全球前沿的生物特征識(shí)別技術(shù)，其特點(diǎn)是通過(guò)個(gè)人的體型和走路姿態(tài)進(jìn)行身份識(shí)別。受此次新冠肺炎疫情影響，早已應(yīng)用廣泛的人臉識(shí)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(shí)別技術(shù)可以從遠(yuǎn)處收集個(gè)人步態(tài)特征，不需要主體摘下口罩或停留以進(jìn)行識(shí)別等配合，在偵查領(lǐng)域有一定的應(yīng)用前景。英國(guó)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(kāi)始將步態(tài)識(shí)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(guò)遮蓋面部、戴頭盔、換裝以逃避人臉識(shí)別和面部視頻采集時(shí)，步態(tài)識(shí)別技術(shù)仍然可以比較準(zhǔn)確地識(shí)別出特定人物。但步態(tài)識(shí)別技術(shù)不像人臉識(shí)別、虹膜識(shí)別、指紋識(shí)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(gè)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(dòng)的樣子。步態(tài)識(shí)別技術(shù)是指通過(guò)分析比較人體步態(tài)特征信息進(jìn)行身份識(shí)別的計(jì)算機(jī)技術(shù)。具體而言，該技術(shù)是通過(guò)對(duì)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(guò)計(jì)算機(jī)算法將新收集到的步態(tài)信息與數(shù)據(jù)庫(kù)中已有的步態(tài)信息進(jìn)行匹配以識(shí)別出特定人物。步態(tài)識(shí)別作為一種新興的生物特征識(shí)別技術(shù)，起源于心理學(xué)的相關(guān)研究，即人們能夠識(shí)別他們認(rèn)識(shí)的個(gè)體的步態(tài)。研究顯示，每個(gè)人的走路姿態(tài)都是獨(dú)一無(wú)二的，不存在一摸一樣的步態(tài)特征。這使得步態(tài)識(shí)別技術(shù)歸屬于生物特征識(shí)別技術(shù)的行列。

（二）步態(tài)識(shí)別技術(shù)的主要特征

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

1.應(yīng)用范圍廣。指紋是接觸式的生物識(shí)別方式，人臉和虹膜在近距離這個(gè)前提下才能進(jìn)行識(shí)別。一旦出現(xiàn)無(wú)法進(jìn)行接觸識(shí)別、識(shí)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(shí)別都會(huì)遇到困境。步態(tài)識(shí)別作為一種非接觸式的識(shí)別方式，在面對(duì)上述困境時(shí)依然可以發(fā)揮其作用，其對(duì)圖像的分辨率沒(méi)有太高的要求，能夠滿足遠(yuǎn)距離識(shí)別目標(biāo)人物的需求。步態(tài)識(shí)別技術(shù)通過(guò)攝像機(jī)中安裝的計(jì)算機(jī)軟件對(duì)人的步態(tài)信息進(jìn)行識(shí)別，不需要額外安裝特定圖像采集設(shè)備，無(wú)需支出額外費(fèi)用，節(jié)約人物識(shí)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(dòng)采集到人們的步態(tài)信息，不需要目標(biāo)對(duì)象的配合。另外，與人臉識(shí)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(shí)別技術(shù)仍然能夠通過(guò)分析人體步態(tài)特征進(jìn)行識(shí)別，并且是正面、背面、側(cè)面這樣的全方位識(shí)別。這在一些犯罪嫌疑人沒(méi)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(lái)，那么下次他們?cè)俦粩z像頭捕捉到時(shí)，步態(tài)識(shí)別技術(shù)就會(huì)自動(dòng)進(jìn)行比對(duì)以識(shí)別出特定犯罪嫌疑人。

3.具有高防偽特性。人臉容易通過(guò)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(guò)指紋識(shí)別系統(tǒng)，隱形眼鏡的虛假眼虹膜可以讓虹膜識(shí)別系統(tǒng)難辨真假。相對(duì)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(dòng)作，短期內(nèi)想要徹底改變個(gè)人的步態(tài)特征存在較大困難，且無(wú)法被別人復(fù)制或模仿。即使是刻意的偽裝也難免會(huì)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(duì)于犯罪嫌疑人的追蹤偵查來(lái)說(shuō)，步態(tài)識(shí)別具有不可比擬的優(yōu)越性。

（三）步態(tài)識(shí)別技術(shù)的工作原理

步態(tài)識(shí)別技術(shù)是融合了計(jì)算機(jī)視覺(jué)模式識(shí)別與視頻圖像序列處理的一門技術(shù)。2步態(tài)識(shí)別過(guò)程一般包括以下幾個(gè)步驟：首先進(jìn)行視頻采集，即通過(guò)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(lái)。再次是特征提取，即用算法對(duì)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(guò)程中， 包括人的行走頻率，步伐跨度，肩頸及胳膊的擺動(dòng)，腿腳的運(yùn)動(dòng)變化等。最后是識(shí)別判斷，即將新采集的步態(tài)特征與數(shù)據(jù)庫(kù)中已存儲(chǔ)的步態(tài)特征進(jìn)行比對(duì)，以識(shí)別出特定目標(biāo)。

二、步態(tài)識(shí)別技術(shù)在犯罪偵防中的應(yīng)用

（一）犯罪偵查

步態(tài)識(shí)別技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)使得其在追蹤、監(jiān)測(cè)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(huì)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(shí)，如果犯罪嫌疑人再次出現(xiàn)在攝像頭中，步態(tài)識(shí)別技術(shù)就可以將其識(shí)別出來(lái)，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(wú)犯罪嫌疑人，工作量極大，也不能保證效率與準(zhǔn)確性。通過(guò)步態(tài)識(shí)別技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，不僅大大節(jié)約人力，也節(jié)約了辦案時(shí)間，提高結(jié)案效率。

中國(guó)人工智能企業(yè)銀河水滴開(kāi)發(fā)的步態(tài)識(shí)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(shí)別系統(tǒng)成功檢索出犯罪嫌疑人身份;2020年，步態(tài)識(shí)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(shí)別系統(tǒng)又協(xié)助廣州黃埔警方成功偵破一起80萬(wàn)元的盜竊案。上述案件都有一個(gè)共同點(diǎn)，那就是視頻監(jiān)控沒(méi)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(shí)別技術(shù)幫助偵查人員識(shí)別、追蹤出特定人員，發(fā)揮了重要作用。

相同的，步態(tài)識(shí)別的技術(shù)特點(diǎn)使得通過(guò)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(huà)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(guò)多，偵查人員數(shù)量有限及用人眼識(shí)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(shí)別技術(shù)則可以快速準(zhǔn)確地識(shí)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(chǎng)所布置具備步態(tài)識(shí)別功能的攝像頭，能夠?qū)χ攸c(diǎn)人員進(jìn)行監(jiān)測(cè)，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(chǎng)、港口、銀行、火車站、學(xué)校門口等場(chǎng)所中識(shí)別出這些人員的步態(tài)特征時(shí)，系統(tǒng)可以向安保部門發(fā)出預(yù)警，提示安保部門對(duì)這些人員進(jìn)行追蹤和重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，預(yù)防其實(shí)施違法犯罪行為。步態(tài)識(shí)別技術(shù)的這一功能使其能夠成為人員密集場(chǎng)合如海關(guān)、機(jī)場(chǎng)等場(chǎng)所的安防、反恐的有力手段，幫助安防人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患，保護(hù)生命財(cái)產(chǎn)安全。

三、步態(tài)識(shí)別技術(shù)的挑戰(zhàn)及建議

盡管步態(tài)識(shí)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(duì)步態(tài)識(shí)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(lái)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(shí)別的準(zhǔn)確度是現(xiàn)在面臨的主要問(wèn)題。

（一）隱私保護(hù)問(wèn)題及對(duì)策

步態(tài)識(shí)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(shí)也可能引發(fā)新的犯罪形式。步態(tài)識(shí)別技術(shù)不僅是識(shí)別出人體的步態(tài)特征，還通過(guò)視頻監(jiān)控記錄了人們的行動(dòng)軌跡，這顯然屬于個(gè)人隱私的范疇。安裝了步態(tài)識(shí)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(shí)也對(duì)人們的步態(tài)特征進(jìn)行收集和識(shí)別，這樣大范圍地未經(jīng)公民允許收集步態(tài)特征的過(guò)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(gè)人意愿隨意調(diào)取公民的步態(tài)數(shù)據(jù)，收集其行動(dòng)軌跡等敏感信息，甚至將這些信息非法提供給其他人，將對(duì)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(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)安全也是一個(gè)需要重視的問(wèn)題。如果數(shù)據(jù)庫(kù)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(shí)別技術(shù)的不當(dāng)應(yīng)用將會(huì)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(shí)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(gè)問(wèn)題。首先，應(yīng)該樹(shù)立步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)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(shí)應(yīng)該由負(fù)責(zé)人進(jìn)行審批。并且對(duì)每次使用步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的人員進(jìn)行自動(dòng)記錄，以便歸責(zé)時(shí)能夠精確到個(gè)人。其次，應(yīng)該提高工作人員的責(zé)任意識(shí)。掌握步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的國(guó)家機(jī)關(guān)及相關(guān)部門應(yīng)該對(duì)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(shí)，使其自覺(jué)在工作中嚴(yán)格按照程序規(guī)范使用步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的信息。最后，加強(qiáng)數(shù)據(jù)監(jiān)管和保護(hù)，對(duì)步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行加密或限制訪問(wèn)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(kù)被攻破等情況。

（二）技術(shù)困境問(wèn)題及建議

步態(tài)識(shí)別技術(shù)的高防偽性、可遠(yuǎn)距離識(shí)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(shí)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(chǎng)景中其準(zhǔn)確性面臨以下幾個(gè)問(wèn)題：第一，當(dāng)人們因年齡增長(zhǎng)、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(shí)，步態(tài)識(shí)別系統(tǒng)能否預(yù)測(cè)人們的步態(tài)特征變化并準(zhǔn)確識(shí)別出特定人員;第二，在人員密集型場(chǎng)所出現(xiàn)人遮人的情況下，步態(tài)識(shí)別系統(tǒng)無(wú)法完整地收集到一個(gè)人的步態(tài)圖像，影響步態(tài)特征的提取，并可能降低識(shí)別的準(zhǔn)確性;第三，如果步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)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(zhǎng)裙、大衣、斗篷等將腿腳部分遮擋起來(lái)，步態(tài)識(shí)別的準(zhǔn)確性能否得到保證。

面對(duì)上述技術(shù)困境，需要對(duì)步態(tài)識(shí)別持續(xù)進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)和升級(jí)，并且在條件允許的情況下加大對(duì)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。克服人體被遮擋時(shí)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(lái)進(jìn)行識(shí)別。另外，將步態(tài)識(shí)別技術(shù)與人臉識(shí)別、虹膜識(shí)別等結(jié)合起來(lái)進(jìn)行識(shí)別有助于提高識(shí)別的準(zhǔn)確性。目前人臉識(shí)別技術(shù)已廣泛應(yīng)用于社會(huì)生活的方方面面，而步態(tài)識(shí)別技術(shù)尚處于探索階段。綜合運(yùn)用多種生物特征識(shí)別技術(shù)可以彌補(bǔ)單一的生物識(shí)別面臨的技術(shù)困境，合理地將步態(tài)識(shí)別與人臉識(shí)別，語(yǔ)音識(shí)別等生物識(shí)別技術(shù)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行人物識(shí)別是一個(gè)可供參考的選擇，這對(duì)于提高犯罪偵防效率，實(shí)現(xiàn)社會(huì)穩(wěn)定具有重要意義。

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作者簡(jiǎn)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）