異面情形下對嫌疑人身高的測量

陳非凡 楊志超

摘要：在公安領域，基于視頻監控的圖像測量主要集中在通過視頻監控提供的圖像信息進行嫌疑人身高測量方面。近年來，隨著視頻監控技術日益成熟和普及，在公安方面的應用的也越來越多。利用視頻圖像獲取與案件有關的破案線索和犯罪證據，已經成為偵查的重要手段之一。本文介紹利用Photoshop中的消失點工具，簡化操作方法，簡便精確地測量參照物與犯罪嫌疑人異面情形下的犯罪嫌疑人的身高，為今后的公安工作創造更良好的環境。

關鍵詞：消失點工具；嫌疑人身高測量

中圖分類號：D918；O433 1 文獻標識碼：B DOI：10 3969/j.issn.1001-0270.2017.04.31

The Measurement of the Height of the Suspect in Opposite Situation

CHEN Fei-fan，YANG Zhi-chao*

（Department of Criminal Science and Technology， Zhejiang Police College， Zhejiang 310053， China）

Abstract： In the field of public security， video surveillance image measurement is mainly concentrated in the image information provided by video surveillance for suspect height measurement Video surveillance technology in the application of public security is also more and more with it increasingly mature and popular in recent years Using video surveillance image to obtain case-related clues and criminal evidence has become one of the important means of investigation The article describes the use of the vanishing point tool in Photoshop to simplify the operation method， can easily and accurately measure the reference object and the suspects in the case of opposite situation of the suspect's height and for future public security work to create a better environment

Key Words： Vanishing Point Tool； The Height of the Suspect

1 引言

在公安領域，基于視頻監控的圖像測量主要集中在通過視頻監控提供的圖像信息進行嫌疑人身高測量方面。近年來，隨著社會科學技術的發展，視頻監控技術日益成熟和普及，在公安方面的應用的也越來越多。利用視頻圖像獲取與案件有關的破案線索和犯罪證據，已經成為偵查的重要手段之一。浙江省的視頻監控系統發展走在全國的前列，對于視頻圖像的測量應用更具研究價值和實際意義。

同時，身高信息是嫌疑人的重要人身特征，確定嫌疑人的身高范圍對嫌疑人畫像和縮小偵查范圍具有重要意義。然而，通過視頻監控截取的圖像往往是一個方向的圖像，即單向單幅。同時，受監控設備的影響，圖像的清晰度不高，而且測量的對象復雜多樣，特別是對于視頻監控畫面中嫌疑人的身高測量，因其行走姿態各異、測量環境復雜多變、測量數據難免出現誤差，在實驗研究過程中需要通過嚴格的實驗設計的有效的控制誤差。

目前，利用視頻監控進行嫌疑人身高測量方面的研究主要集中在同面情形下嫌疑人身高的視頻測量，也就是被測目標（嫌疑人）與參照物在同一平面上，如浙江的李苑和謝賢能提出了單幅畫面中判斷嫌疑人身高的方法，山東的趙秀萍和王云提出利用Photoshop測量視頻畫面中人體身高的辦法。然而，在公安機關實際獲得的視頻圖像中，在大多數情況下，嫌疑人與參照物并不在同一平面中。因此，研究異面情形下嫌疑人身高的視頻測量對于當前公安工作是迫切需要研究和解決的問題。

2 利用Photoshop消失點工具測量異面

情形下嫌疑人的身高

2 1 Photoshop消失點工具

消失點工具允許在包含透視平面（例如，建筑物側面或任何矩形對象）的圖像中進行透視校正編輯。通過使用消失點，可以在圖像中指定平面，然后應用諸如繪畫、仿制、拷貝或粘貼以及變換等編輯操作。但圖像測量所利用的消失點工具，并不需要其添加或刪除畫面的功能，而是利用其能夠創建透視畫面并能進行測量的功能。

2 2 利用消失點工具測量所需條件

異面情形下的嫌疑人身高測量需符合以下條件：

①嫌疑人身高參照物與嫌疑人須同時在一個水平面中（如同時在地面），若嫌疑人與其身高參照物處于兩個不同水平面中，那么圖像測量所利用的消失點中透視工具也無法達到其效果。

②平面中須有一定的點可以借助，須在同一平面上找到四個點，而這四個點須在畫面中構成平行四邊形，才能夠利用消失點工具構成一個平面，否則無法建立正確平面。準確來說，消失點工具也是利用在畫面中平行的兩條線系統地出畫面的消失點位置，不需要人工手繪其消失點的位置，這是為了由于某些條件下消失點會處于畫面之外而難以畫出消失點等情況的合理解決。

③嫌疑人與其所站平面必須垂直，若是不垂直，如嫌疑人站在斜坡上則無法進行測量。我們所利用的消失點工具，正是因其可以在所制定的平面上進行任意垂直平面的創建，若是嫌疑人與所創平面不屬于完全垂直，則無法用消失點工具做出與嫌疑人所在平面，無法進行下一步工作。

2 3 利用消失點工具測量身高

由于各種問題如攝像頭的安裝問題，會導致畫面中對嫌疑人傾斜，為了使操作更加合理化，首先利用標尺工具將人頭腳相連，再利用圖像-圖象旋轉-任意角度-確定，之后將畫面中的人物調整為垂直于畫面。

①在畫面中確定參照物與犯罪嫌疑人身高的定點。（如圖1）

②利用濾鏡-消失點，打開消失點工具。

③觀察圖片，尋找犯罪嫌疑人與其身高參照物所處的同一平面，將地面的情況放大，有助于平行四邊形四個點的定位。利用消失點工具左側的創建平面工具，在同一平面上建立平行四邊形。（如圖2）

④移動創建的平面，使其左上角經過參照物的底點，使其右下角經過犯罪嫌疑人重心。

⑤選擇創建平面，從上邊拉出垂直于地面且與參照物同一的平面，使創建的新平面頂端經過參照物的頂端。繼續創建平面，從右邊拉出與地面垂直且與犯罪嫌疑人同一的平面，使創建的平面經過犯罪嫌疑人頂點。

（如圖3）

⑥利用標尺工具，測量出同一平面內犯罪嫌疑人的身高與參照物的高度。（如圖4）

⑦利用現實中欄桿的高度，與畫面中參照物與犯罪嫌疑人的高度。利用公式，計算出犯罪嫌疑人的真實身高。

3 誤差分析

3 1 監控畫面質量各不相同

從精確測量的角度而言，畫面的質量和像素水平對測量的精度有直接的影響，從目前的情況來看，由于設備本身分辨率、數據壓縮、系統維護、天氣條件等多種因素的影響，視頻監控的像素水平都不是很高，這對測量犯罪嫌疑人身高有這一定的影響。

利用所拍攝照片，研究畫面中人物身高所占畫面長度的像素比與身高測量相對誤差之間關系，得出數據。

為了深入探究相對誤差與身高像素之間的關系，將拍攝角度進行改變，分別在0度、30度、45度的角度下按照相同方法進行實驗，得到誤差數據。

根據身高像素和相對誤差，繪制散點圖并擬合指數曲線。繪制如下圖：

0°拍攝的散點圖并擬合指數曲線y=0 1007e-0 002x，橫坐標為身高像素，縱坐標為相對誤差。（如圖5）

30°拍攝的散點圖并擬合指數曲線y=0 14e-0 002x，橫坐標為身高像素，縱坐標為相對誤差。（如圖6） 45°拍攝的散點圖并擬合指數曲線y=0 15e-0 002x，橫坐標為身高像素，縱坐標為相對誤差。（如圖7）

根據指數曲線擬合情況，可以得到0°、30°、45°拍攝的圖像的像素和測量身高的相對誤差之間的關系。0°、30°、45°分別得到三個指數方程，可以發現，函數的截距系數依次增大，表明隨著拍攝角度的增加，測量的相對誤差是增大的。

3 2 攝像頭安裝的位置和參數各不相同

無論是對固定目標的測量還是對移動目標的測量，被測視頻的角度拍攝的角度和方向對目標測量都有影響。根據透視學的原理，相機攝取的畫面有平視圖、斜俯視圖和斜仰視圖三種基本方式。一般而言，相機所攝取的畫面多為平視，而監控攝像頭則大多是俯視。從測量上講，除了平視的狀態以外，其他情況下畫面中目標的透視比例變化越大，越容易產生誤差，所以，在被測視頻中，監控的俯角不宜過大，否則造成過大誤差，對測量產生過大影響。當然，畫面的變形是影響測量的另一個不可忽視的因素，變形的產生一方面取決于攝像鏡頭的焦距，另一方面取決于物距。焦距短，拍攝的范圍大，但目標距離太近，容易產生較大的夸張型透視變形，影響測量的準確度。

3 3 犯罪嫌疑人身高的影響因素較多

在視頻偵查過程中，截取犯罪嫌疑人存在的畫面很多，通過視頻偵查技術獲取犯罪嫌疑人的身高數據也是日常偵察過程中的重要工作。但是，在日常的視頻畫面中很少存在犯罪嫌疑人自然站立的情況，我們測量的身高往往是犯罪嫌疑人的“姿態身高”，而姿態身高與自然站立的身高差也因人而異。并且，除了姿態對人身高存在較大的影響之外，不同職業、性別、年齡的人一天之內的身高也存在差異。

3 4 畫面取點誤差

無論是在參照物上還是在犯罪嫌疑人上，選點、取點對于測量誤差有著直接的影響。在不同的拍攝場景和角度下，犯罪嫌疑人的頭上如何選點，腳在地面上的選點，都是憑借著公安人員自身的經驗來判斷，犯罪嫌疑人的發型會影響定點的判斷，犯罪嫌疑人的站姿會影響重心的判斷，所以選取測量點對最終的測量結果有重要影響，會因此產生取點誤差，此類誤差的定量工作還需進一步研究。

4 總結

本文通過利用Photoshop中的消失點軟件有效地測量圖像中犯罪嫌疑人的身高信息，為公安工作在視頻偵查方面提供便利有效的解決方案。我們小組通過不同站位的照片拍攝，模擬視頻監控中的畫面，進行多組實驗以及對所拍攝照片進行計算分析，最終得出一定的結論。在實驗中我們對于圖像測量中一些基本的干擾因素暫且不考慮，如圖像中嫌疑人身高的定點是憑借我們自身的經驗，而這會影響測量的準確度等。我們組對于Photoshop軟件中的消失點工具利弊進行充分研究，熟悉其在照片測量方面的操作步驟，綜合所得到的數據，得出Photoshop軟件中消失點工具的可操作條件，以及將其操作步驟進行詳細講解，在實際操作中要結合圖片的辨析度、人員與環境的關系等各方面進行綜合考慮，才能更加合理有效地利用該軟件。

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