以步識人

直立行走作為人類進化史上的重要選擇，是人們早已掌握的基本技能之一。漫步街頭，一眼望去的行人或是行色匆匆或是閑庭信步。但就是這一看似普通的行為背后，已然誕生了一項前沿科技，其堪稱生物特征識別與認(rèn)證領(lǐng)域“行走的密碼”！

從科幻邁向現(xiàn)實的步態(tài)識別技術(shù)

正如每個人都擁有一張個性化的面孔一般，每個人的步態(tài)同樣也各有不同。“個體的步態(tài)都是獨一無二”的觀點，已然得到了現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究的證明。生物個體行走的姿態(tài)，是一種高度復(fù)雜的行為特征。個體在骨骼長度、肌肉力量、身體結(jié)構(gòu)、運動神經(jīng)等生理方面的差異性，決定了其行走步態(tài)的可識別性和唯一性。人們可以通過換裝等方式來變換自身外形甚至性別特征，但要改變自身固有的行走步態(tài)卻并不容易。

從步態(tài)識別技術(shù)的工作原理來說，其需要事先完成對目標(biāo)對象的圖像數(shù)據(jù)采集。由于行走步態(tài)的信息源自動態(tài)視頻序列，這就需要在目標(biāo)對象行走過程中持續(xù)捕捉其相應(yīng)變化，并發(fā)現(xiàn)個性化特征。作為一種非接觸式的生物識別技術(shù)，步態(tài)識別可基于個體骨骼、肌肉等生理指標(biāo)的差異，融合計算機視覺、圖像處理和模式識別等技術(shù)，通過記錄、檢測和分析個體運動方式來提取參數(shù)特征，并與數(shù)據(jù)庫中的原始步態(tài)信息比對后，最終實現(xiàn)遠(yuǎn)距離身份識別與匹配。

對于諸如指紋、人臉和虹膜等一系列生物特征識別技術(shù)，人們早已不再陌生。當(dāng)前，市面上流行的人臉識別有著“非接觸式”和識別速度快的特點。但由于識別特征點數(shù)量的限制，利用一張偽造高清人臉圖像便有可能通過二維識別系統(tǒng)的驗證。即便是采用更為先進的三維人臉識別系統(tǒng)，3D打印的人臉面具也有可能通過驗證。相較于前述這些技術(shù)，步態(tài)識別系統(tǒng)有著自身獨有的技術(shù)特點。通常情況下，指紋、人臉、虹膜等靜態(tài)生物特征的識別需要個體予以一定程度的配合，且有效識別距離相對較近。譬如，虹膜技術(shù)可以識別0.6米范圍內(nèi)的目標(biāo)，而人臉識別的辨別范圍則在5米以內(nèi)。但步態(tài)識別技術(shù)在1080p（Progressive scanning，縮寫為“P”，意為逐行掃描）的常規(guī)圖像環(huán)境下，有效識別距離為50米。若分辨率達到4K（指水平方向每行像素值達到或者接近4096個）高清程度，識別距離甚至可延伸至100米。同時，步態(tài)識別技術(shù)還可實現(xiàn)360度全視角識別。可見，同指紋、人臉、虹膜等識別技術(shù)相比，步態(tài)識別的適用范圍更廣。在遠(yuǎn)距離復(fù)雜場景下，諸多人體屬性信息捕捉可能受到較大限制，但行走姿勢特征仍可較為清晰地被捕捉。

步態(tài)識別的技術(shù)優(yōu)勢和應(yīng)用場景

如何從海量視頻中快速發(fā)現(xiàn)并鎖定作案人，是犯罪案件偵破中的一項迫切任務(wù)。傳統(tǒng)監(jiān)控雖能記錄和回放視頻內(nèi)容，但當(dāng)面臨作案人刻意偽裝或圖像畫質(zhì)不佳等狀況時，其作用常被削弱。在某些疑難復(fù)雜的犯罪案件中，作案人刻意遮擋面部、蒙面、背對攝像頭，或是由于環(huán)境光線不足、拍攝視角較遠(yuǎn)等緣故，辦案人員無法獲取有效人臉信息。此時，步態(tài)識別技術(shù)就成了鎖定并追蹤作案人的一項新型利器。

步態(tài)識別技術(shù)基于全身動態(tài)特征的360度全視角識別，可以突破現(xiàn)有人臉識別技術(shù)的限制，即便光線發(fā)生變化或作案人衣著有所改變，甚至面部被全部遮蔽，均不影響有效識別。步態(tài)識別屬于非受控識別技術(shù)，無須目標(biāo)主動配合，在其自然行走狀態(tài)下即可實現(xiàn)有效識別，更具有實戰(zhàn)適用性。

或許有人會提出這樣的疑問，當(dāng)目標(biāo)對象意識到步態(tài)識別技術(shù)的存在，并刻意改變或偽裝自身的走路姿態(tài)，是否能夠成功“騙過”步態(tài)識別系統(tǒng)？首先，個體的行走過程，必然是由個體本人親自實施的。此外，步態(tài)識別技術(shù)并非僅僅單純識別個體的走路姿勢，其是基于個體全身特征和行走姿態(tài)的綜合識別。在此過程中，個體身體特征亦發(fā)揮著關(guān)鍵作用。因而，作案人即便刻意偽裝走路姿勢，也依然能被辨識。

從步態(tài)識別的應(yīng)用場景來看，這一技術(shù)可以為犯罪案件的偵破提供線索和方向。譬如，步態(tài)識別技術(shù)可以從海量視頻中實現(xiàn)作案人行蹤的檢索和定位，并可在地圖布控的基礎(chǔ)上顯示作案人活動軌跡并予以追蹤，同時還能基于已有數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)對作案人身份予以鎖定。同時，步態(tài)識別技術(shù)還可應(yīng)用于大型活動現(xiàn)場安保、重點人員管理以及智能門禁系統(tǒng)等公共安全領(lǐng)域。試想一下，當(dāng)步態(tài)識別技術(shù)被納入住宅智能門禁系統(tǒng)后，住戶步行走向門禁、電梯時，步態(tài)識別系統(tǒng)即可遠(yuǎn)程分析目標(biāo)對象是否為該住宅住戶。當(dāng)身份確認(rèn)后，即可自動觸發(fā)門禁和電梯，減少住戶等待時間。

此外，步態(tài)識別技術(shù)還可防止物主的貴重物品被盜竊或被順手牽羊。首先，需要將傳感器的頻率設(shè)置為物主本人的步行頻率，并將傳感器加裝至物主的手機、筆記本電腦等貴重物品內(nèi)。一旦有人順手牽羊，傳感器便會感知到不同于物主本人的其他步行頻率，即可第一時間發(fā)出警報。

當(dāng)然，步態(tài)識別技術(shù)在快速提升和發(fā)展的同時，也面臨著各類挑戰(zhàn)和難題。英國南安普頓大學(xué)的研究團隊提出，從智能視頻監(jiān)控角度而言，步態(tài)識別技術(shù)比常規(guī)圖像識別更具優(yōu)勢。但步態(tài)識別技術(shù)較其他生物識別技術(shù)更為復(fù)雜。其依賴的生物特征，既包括生理性特征，又涵蓋行為性特征。部分常規(guī)生物識別技術(shù)，僅需要二維圖像即可實現(xiàn)。但步態(tài)識別技術(shù)的模型訓(xùn)練，則需要基于三維視頻方可展開。

不可否認(rèn)，步態(tài)識別技術(shù)的最大優(yōu)勢之一在于強悍的遠(yuǎn)距離識別，但如果不考慮面部遮擋或背對攝像頭等因素，其在近距離識別上尚不如現(xiàn)有的人臉識別技術(shù)。為此，有專家表示，隨著未來步態(tài)識別技術(shù)的不斷成熟，將這一技術(shù)同人臉識別等多項生物識別手段融合應(yīng)用、優(yōu)勢互補，可更好發(fā)揮“以步識人”的技術(shù)優(yōu)勢。

編輯：黃靈" " yeshzhwu@foxmail.com