淺析步態(tài)識別技術在犯罪偵防中的應用

韋小喬 何斌

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

關鍵詞：步態(tài)識別;生物特征;犯罪偵防

一、步態(tài)識別技術的應用現狀

步態(tài)識別技術是目前全球前沿的生物特征識別技術，其特點是通過個人的體型和走路姿態(tài)進行身份識別。受此次新冠肺炎疫情影響，早已應用廣泛的人臉識別技術因人們普遍戴著口罩而遭遇技術困境。步態(tài)識別技術可以從遠處收集個人步態(tài)特征，不需要主體摘下口罩或停留以進行識別等配合，在偵查領域有一定的應用前景。英國有將基于步態(tài)的線索作為犯罪證據并獲得法院認可的案例，日本也開始將步態(tài)識別技術應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)識別技術仍然可以比較準確地識別出特定人物。但步態(tài)識別技術不像人臉識別、虹膜識別、指紋識別那樣已經得到成熟的發(fā)展與應用，其仍然處在一個探索和初步應用的階段，其實用性仍有待探討。

（一）概述

步態(tài)，即行走、奔跑或腳移動的樣子。步態(tài)識別技術是指通過分析比較人體步態(tài)特征信息進行身份識別的計算機技術。具體而言，該技術是通過對攝像機拍攝的人的步態(tài)序列圖像進行處理分析，通過計算機算法將新收集到的步態(tài)信息與數據庫中已有的步態(tài)信息進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，起源于心理學的相關研究，即人們能夠識別他們認識的個體的步態(tài)。研究顯示，每個人的走路姿態(tài)都是獨一無二的，不存在一摸一樣的步態(tài)特征。這使得步態(tài)識別技術歸屬于生物特征識別技術的行列。

（二）步態(tài)識別技術的主要特征

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

1.應用范圍廣。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行識別。一旦出現無法進行接觸識別、識別目標與攝像機之間存在較遠距離、攝像機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，能夠滿足遠距離識別目標人物的需求。步態(tài)識別技術通過攝像機中安裝的計算機軟件對人的步態(tài)信息進行識別，不需要額外安裝特定圖像采集設備，無需支出額外費用，節(jié)約人物識別成本，因此具有更強的應用性。

2.數據采集方便。當人們進入到視頻設備的有效監(jiān)控范圍，攝像機就自動采集到人們的步態(tài)信息，不需要目標對象的配合。另外，與人臉識別技術相比，即使在光照條件較弱或攝像機分辨率較低的情況下，步態(tài)識別技術仍然能夠通過分析人體步態(tài)特征進行識別，并且是正面、背面、側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)識別技術就會自動進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、整容等技術進行刻意改變，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、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)調動作，短期內想要徹底改變個人的步態(tài)特征存在較大困難，且無法被別人復制或模仿。即使是刻意的偽裝也難免會出現應激狀態(tài)下恢復正常走路姿態(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)識別技術的工作原理

步態(tài)識別技術是融合了計算機視覺模式識別與視頻圖像序列處理的一門技術。2步態(tài)識別過程一般包括以下幾個步驟：首先進行視頻采集，即通過監(jiān)控攝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)特征進行描述，因為步態(tài)特征蘊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，腿腳的運動變化等。最后是識別判斷，即將新采集的步態(tài)特征與數據庫中已存儲的步態(tài)特征進行比對，以識別出特定目標。

二、步態(tài)識別技術在犯罪偵防中的應用

（一）犯罪偵查

步態(tài)識別技術的獨特優(yōu)點使得其在追蹤、監(jiān)測犯罪嫌疑人方面具有巨大潛力。在預謀型犯罪案件中，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在攝像頭中，步態(tài)識別技術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其中有無犯罪嫌疑人，工作量極大，也不能保證效率與準確性。通過步態(tài)識別技術進行自動識別，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，那就是視頻監(jiān)控沒有捕捉到犯罪嫌疑人或當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)識別的技術特點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用前景。偵查機關偵辦此類案件，一般是在大量的視頻數據中搜尋被拐賣的婦女、兒童相關畫面，以期發(fā)現相關線索，尋找被害者及犯罪嫌疑人。實踐中，由于視頻數據過多，偵查人員數量有限及用人眼識別的準確度較差等現實原因，視頻監(jiān)控起到的實際效果不大。而運用步態(tài)識別技術則可以快速準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，能夠對重點人員進行監(jiān)測，做好犯罪預防工作。將一些特定人員（如有重大刑事犯罪前科的人）的步態(tài)特征歸入特定關注人員名單，在機場、港口、銀行、火車站、學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)出預警，提示安保部門對這些人員進行追蹤和重點監(jiān)測，預防其實施違法犯罪行為。步態(tài)識別技術的這一功能使其能夠成為人員密集場合如海關、機場等場所的安防、反恐的有力手段，幫助安防人員及時發(fā)現安全隱患，保護生命財產安全。

三、步態(tài)識別技術的挑戰(zhàn)及建議

盡管步態(tài)識別技術在犯罪偵防中有較大的應用前景，但目前公安機關對步態(tài)識別技術仍處于摸索階段，該技術的實地應用不僅給計算機算法設計人員帶來了挑戰(zhàn)，也給公安機關提出了新的挑戰(zhàn)。如何保護公民的隱私和提高步態(tài)識別的準確度是現在面臨的主要問題。

（一）隱私保護問題及對策

步態(tài)識別技術在犯罪偵查和預防犯罪方面有較大的應用前景，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)識別技術的監(jiān)控設備在全天候、全方位收集視頻數據的同時也對人們的步態(tài)特征進行收集和識別，這樣大范圍地未經公民允許收集步態(tài)特征的過程與公民隱私保護存在沖突。一方面，如果偵查人員未經當事人同意或出于個人意愿隨意調取公民的步態(tài)數據，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估的損害。另一方面，步態(tài)數據存儲的數據庫安全也是一個需要重視的問題。如果數據庫信息被泄露，不但涉及侵犯公民隱私權，還將極大地損害公民情感。

步態(tài)識別技術的不當應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)識別技術的應用顯然是不合理的，亟待解決的是如何防止步態(tài)數據被非法使用這個問題。首先，應該樹立步態(tài)數據庫的運用門檻、程序規(guī)范和審批制度，確有必要調取步態(tài)數據時應該由負責人進行審批。并且對每次使用步態(tài)數據庫的人員進行自動記錄，以便歸責時能夠精確到個人。其次，應該提高工作人員的責任意識。掌握步態(tài)數據庫的國家機關及相關部門應該對有關工作人員進行技術和職業(yè)道德的培訓，提高其保密意識，使其自覺在工作中嚴格按照程序規(guī)范使用步態(tài)數據庫的信息。最后，加強數據監(jiān)管和保護，對步態(tài)數據庫進行加密或限制訪問等技術處理，避免步態(tài)數據信息出現泄露或數據庫被攻破等情況。

（二）技術困境問題及建議

步態(tài)識別技術的高防偽性、可遠距離識別、數據采集方便等特點賦予了其廣泛的應用前景。步態(tài)識別的準確性在實驗室條件下已得到肯定，但在復雜的實踐場景中其準確性面臨以下幾個問題：第一，當人們因年齡增長、心情影響出現步態(tài)變化或是因疾病出現病理步態(tài)時，步態(tài)識別系統(tǒng)能否預測人們的步態(tài)特征變化并準確識別出特定人員;第二，在人員密集型場所出現人遮人的情況下，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確性;第三，如果步態(tài)數據庫中已有的步態(tài)信息能夠清晰看到人們的腿腳部分圖像，當相應人員換裝身著長裙、大衣、斗篷等將腿腳部分遮擋起來，步態(tài)識別的準確性能否得到保證。

面對上述技術困境，需要對步態(tài)識別持續(xù)進行技術開發(fā)和升級，并且在條件允許的情況下加大對視頻監(jiān)控硬件設備的資金投入，實現視頻設備的全方位布置及提高分辨率。克服人體被遮擋時的步態(tài)圖像收集困境，可以賦予軟件算法一定合理的想象空間，基于人體結構及已有的步態(tài)圖像計算或預估出被遮擋部分的人體步態(tài)圖像，將已有的圖像與計算出的圖像特征結合起來進行識別。另外，將步態(tài)識別技術與人臉識別、虹膜識別等結合起來進行識別有助于提高識別的準確性。目前人臉識別技術已廣泛應用于社會生活的方方面面，而步態(tài)識別技術尚處于探索階段。綜合運用多種生物特征識別技術可以彌補單一的生物識別面臨的技術困境，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結合起來進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，實現社會穩(wěn)定具有重要意義。

參考文獻

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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)四川大學訴訟法學專業(yè) 碩士研究生

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

（四川大學?四川?成都?610207）