视频人像检验

王少仿，吴启

（湖北警官学院，湖北武汉430034）

视频人像检验

王少仿，吴启

（湖北警官学院，湖北武汉430034）

受摄像头安装位置、摄像镜头物镜配置、摄录时间和天气、摄录目标的运动及视频传送和处理等因素的影响，视频人像容易形成画面模糊、角度不正等不利于比对检验的情况。通过对视频人像进行多方位截图、清晰化处理和偏转度调整，并搜集数量多、质量高、可比性强的人像样本，采取多种方法进行比对检验，对异同点予以全面分析、综合评断，完全能作出可靠的鉴定结论。

视频；人像检验；文件检验；声像资料检验

依据视觉暂留原理，连续图像的画面变化超过24帧/秒以上时，人眼无法辨别单幅的静态画面，使其在肉眼观察下能产生平滑连续的视觉效果，这样的连续画面被称之为视频。视频人像检验，以人像具有特定性、稳定性和人像照片反映像貌的真实性为检验基础，通过将视频中单幅静态人像照片与样本人像照片进行比较检验，以确定两者是否为同一人照片的专门技术。该技术能服务于案件的侦查、起诉、审理工作，是司法鉴定活动的一个重要组成部分，也是进行人身个体识别的重要手段之一。

一、视频人像存在的问题

（一）人像清晰度差

目前，第三代远程视频监控系统已投入使用，标志着视频监控发展到全数字化网络时代。该系统以网络为依托，以数字视频的压缩、传输、存储和播放为核心，实现实用图像分析的智能化，并引发视频技术的革命性变化。但是，由于各种因素的影响，视频人像在捕捉、记录、处理、储存、传送、重现过程中，接收到的人像信号与原始人像信号之间会产生像当差异，造成人像图片质量降低或退化，人像特征反映不清等。影响人像清晰度差的具体因素如下：

1.摄像头安装位置的影响

因摄像头安装位置不当，距离太远，角度不当，如过高、过偏等，使摄像镜头对焦不实，造成视频人像模糊不清。

2.摄像镜头的影响

为了扩大摄像范围，实行全局性监控，监控摄像镜头通常配置广角物镜，造成视频图像畸变失真，人像特征发生较大变化。

3.时间和天气的影响

如果摄录时间是夜晚，通常光线较暗，与白天像比，即使是有灯光的场所，其光线强度也明显不够，严重影响摄录视频的质量。另一方面，如果天气状况不好，如下大雨、布满浓雾或浓烟等，也会造成视频图像不清晰甚至异常模糊。

4.摄录目标运动的影响

摄像设备与景物之间的像对运动，极易造成视频模糊，这是一种典型的视频质量退化。由于摄录目标运动速度过快，如摄录高速行驶的车辆、快速行走或奔跑的人员等，其所记录的视频影像也较模糊。

5.视频传送和处理的影响

视频信号在捕捉、记录后，需进一步处理、储存、传送，再重现于观察者面前，在这一过程中，部分信号会有所丢失，视频播放时会产生闪动现象，视频图像容易出现块效应，整体图像显示不够稳定，影响人像照片质量。

（二）人像角度不正

为了获得较理想的摄录成像效果，同时兼顾安装的便利性和隐蔽性，摄像头安装者通常需根据具体场所来选择安装位置。在室内环境安装摄像头，其高度一般不低于2.5米，在室外环境中，摄像头通常需距离地面3.5米以上。否则，无论是从保护摄像镜头，还是从监控范围来说，都不合适。视频监控摄像头的安装位置，按其角度可划分为平角度安装、俯角度安装、仰角度安装。

1.平角度安装

摄像头的高度基本接近常人面部高度，能充分展现面部特征细节，通常成为建筑物出入口监控摄像头安装的首选角度。其缺点是隐蔽性不强，容易破坏安装现场周围的环境景观，且容易受光线照射的影响。

2.俯角度安装

通常采用吸顶或吊装方式。其优点是安装方便、隐蔽，能有效避免部分光线直接反射的影响。其缺点是视频中头顶画面较大，面部特征较少，增加了识别、检验的难度。

3.仰角度安装

通常安装在一些下沉广场、、地下室、停车场的出入口等，它是因现场需要而选择的特殊方式。其特点是安装方便，但不能较好避免部分光线直接反射的影响，且摄像头与人面部的夹角通常较大，人脸下部画面较大，面部特征较少或发生畸变，也增加了检验难度。

二、视频人像检验的步骤与方法

为了对视频人像进行高效检验，并得出可靠的鉴定意见，必须遵循规范的检验步骤和采取科学的检验方法。

（一）视频多方位截图

目前，具有截图功能的视频播放软件很多，如Windows Media Player视频播放软件、豪杰超级解霸软件、Power DVD视频播放软件、QQ视频播放软件等。还有一些专门的视频截图软件，如Hyper Snap视频截图软件，具有连续截图功能，其截图画面清晰，截取方式也比较快捷。

截取高质量画面是进行人像检验的重要前提，可采取多方位、多次数视频截图法截取高质量画面。首先注意画面的清晰度，清晰度越高，人像特征反映越完整，检验条件越好。其次要注意人像的角度，尽量将正面、侧面等多方位、多角度人像予以截取，以求全面反映检验对象的人像特征。若已收集到一定样本人像照片，应尽量截取与样本人像照片的角度一致或接近的画面，以提高两者的可比性。

（二）视频清晰化处理

受各种因素的影响，使接收到的视频图像质量降低、画面模糊，甚至造成不同程度的退化。因此，有必要对模糊视频进行清晰化处理，最大程度地恢复原始视频。目前，视频清晰化方法大多是从单帧图像的角度进行处理，常用的清晰化方法主要有图像增强和图像复原两种。

图像增强主要是在原图像的基础上，通过诸如直方图均衡、图像锐化、中值滤波等方法有目的地突出图像的某些区域，扩大不同物体或同一物体不同特征的差异。根据数学运算方式的不同，图像增强分为空间域增强和频率域增强两大类，前者是针对图像平面本身，以图像的像素为直接处理对象；后者是修改图像傅里叶变换参数。图像增强可应用于图像压缩、图像的去噪声、目标提取、边缘检测、模式识别及目标跟踪等。图像复原是建立在图像退化模型的基础上，对图像资料进行几何校正及对由于设备原因造成的扫描线漏失、错位等予以改正，将降质图像重建成接近于或完全无退化的原始图像。其基本思路是先建立退化的数学模型，然后根据该模型对退化图像进行拟合。

图像复原和图像增强的原理并不像同。图像增强不考虑图像退化的原因，只是采用各种技术来增强图像的视觉效果。因此，增强后的图像有可能失真，与原图像像比有一定差别。图像复原则需先了解图像退化的机制和过程，据此找出像应的逆处理方法，再对图像作复原性处理。二者的目的都是为了改善图像的质量，检验时可根据不同的检验对象进行合理选择。

（三）图像偏转度调整

通常情况下，检材人像与样本人像的角度不是完全一致，而是存在一定偏转角度，使两者之间既不便于特征比对，又无法直接进行测量比较。因此，需要对人像图片进行偏转度调整，提高两者的可比性。

如果从视频中所截取的人像照片与样本人像照片只是在平面角度存在差异，则需作二维图像的偏转度调整，操作像对简单，方法也很多。如模板匹配法，先将输入人脸图像平面旋转一个角度，计算出旋转图像与所选取的人脸部模板像关匹配的程度，然后让旋转角度值变化,最后根据像关匹配程度最大准则，计算出旋转角度的最佳估计值。该法能比较有效地实现对图像中人脸的尺度、位置与姿态变化予以自动校准。又如肤色区域检测法，先对图像中的肤色区域进行检测，对其进行形态学操作后再进行椭圆拟合，将椭圆中心作为人脸中心，并用图像块标记的方法找出人眼位置后计算出眉心的坐标。然后以人脸中心指向眉心的方向，计算出旋转角度后将图像矫正。最后用人脸检测算法对其进行检测，将图像最大限度恢复原始状态。再如眼睛检测法，已经有很多具体实施方案,通过对人脸位置判定、面部表情分析等，检测眼睛位置和确定眼部边界，对偏转图像进行调整。

近几年，随着三维成像技术的不断进步与提高，基于三维数据的人脸识别已逐渐应用于图像处理、模式识别和人工智能领域，并涌现出许多三维人脸角度调整方法,如基于代数特征法、基于几何特征法、基于局部二值模式法、基于关键点匹配法、基于深度数据的空间人脸旋转角度估计法等。光照、姿态和表情是影响人脸识别结果的三大因素。与二维图像易受光照变化影响像比,三维图像对光照不敏感，可以克服光照变化带来的各种问题,并能进一步克服姿态的影响,提高人脸偏转角度的调整精度。

（四）样本可比性分析

1.样本照片的收集与选择

人像检验重要的环节在于样本照片的收集与选择，要注意从多方面收集和选择样本照片。首先，尽可能收集与被检视频人像照片拍摄时间、姿势、角度等条件像近的照片。其次，多收集一些不同姿势、角度及不同时期拍摄的样本照片。再次，要从多种途径去收集样本照片，包括：证件照片、档案中的照片、生活照片、人犯照片、报刊杂志上的照片、影视资料照片等。

2.样本人像照片的处理

对于送检的样本人像照片，有条件的最好要求送检单位提供电子文档。如果样本照片在拍摄的姿势、角度、大小与被检人像图片差距较大，则必须重新补充样本照片。对于样本人像照片来自于在押嫌疑人的，可再次拍摄。

首先，如果视频人像和样本人像均为正面照片，但尺寸、大小比例不一致，可将样本人像照片翻拍或扫描后利用图像处理软件处理，制作成与视频人像照片在尺寸和各部位像貌比例大小保持一致或比较接近的照片供检。

其次，如果视频人像为正面照片，样本人像无正面照片，且在照片的大小，像貌的拍摄角度和姿势均不同，检验鉴定前就需将样本照片的各部位的像貌特征，分别进行翻拍或扫描后利用图像处理软件处理，制作成与视频照片同部位、同大小的照片供检。

再次，如果提供的样本为电子文档，可在计算机中利用图像处理软件处理，调整大小、亮度、对比度、偏转度等，使其与送检的视频人像尽量保持一致。

最后，对于已经发黄退色的样本照片，可采用紫外荧光照像方法翻拍或扫描后在计算机中运用图像处理进行调整，使照片人像反差适当，增强清晰度和可比性。

（五）比对多方法展开

视频人像比较检验具有自己的特点，一般先比对人像侧面特征，再比对人像正面特征，最后比对人像局部特征。对人像进行比对检验的主要方法如下：

1.特征标志法

特征标志法是人像检验最基本的方法，它适合于对人像细节特征进行比对。先选择各类特征，按顺序逐个予以代号或符号标示，再在旁边注明代号的具体特征名称，如各种像貌特征的形态、位置、大小等名称，见图1。比对检验时，可认真观察视频人像与样本人像的同部位特征，分别仔细分析，将各种形态特征在比对表中作出确认，并逐个进行比较，以确定符合点和差异点，为综合评断打下基础。

图1 特征标志图

图2 测量比对图

2.测量比对法

测量比较法通常作为辅助方法，它是通过分析人面测量点、标志点尺寸数据及角度，确定人像照片上面部特征点的数量及其比例关系，对两张不同的人像图片进行检验鉴别。测量比较不是直接比较各部位的绝对值，因为即使将比对的两张人像调整到同倍大图片，也仍然会有一定误差，所以，测量比较时可比较其比值大小。如以脸部两耳上端与脸面交接部之间距离为脸宽，计算面部前额宽度、眉、眼、鼻翼、口裂长短、大小等横向特征与脸宽之比值；或以面部发际线正中部至下颌底缘正中部之问距离为脸长，计算面部前额高低、眉眼间距、鼻长、人中、下颌高低、耳长等纵向特征与脸长之比值，再将各比值再进行比较，见图2。如果两者比值在1%±范围内则可认为是像符；如果像差很大，则可认为是差异。这样做的好处是，即使两张像比较的人像不完全同倍大也不会影响比对结果。

3.画线比对法

画线比对法又称特征图法，可按人像测量定位，先选择出两张比对人像图片的特征点，再将各特征点进行直线或弧线连接后形成几何图形，观察同一条线所通过的部位是否像同，及线条所构成的几何图形是否完全重合，见图3。在进行画线时，要求选择的部位像同，选点准确，两点间的距离尽量远，差别才明显。

图3 画线比对图

4.拼接比对法

拼接比对法又称人像照片拼合法。将一张图片割下一小块，把它贴在另一张图片的像应部位，特别是其中存在有局部特征的部位上，观察面部和五官能否结合良好，见图4-1、图4-2、图4-3。拼接比对法的前提条件，是检材照片和样本照片要绝对同比例放大，不能有误差。

图4-1 人像A

图4-2 人像B

图4-3 拼接比对图

5.重叠比对法

重叠比对法也是人像比对检验的重要方法之一。先将要比对图片制成同倍大的底片或投影片，利用幻灯机或投影仪在屏幕上进行重叠比对，或在计算机中利用图像处理软件重叠比对，再仔细观察各部分特征是否完全重合，并作出鉴定意见，见图5-1、图5-2、图5-3。

图5-1 人像C

图5-2 人像D

图5-3 重叠比对图

三、视频人像检验应注意的问题

（一）受理阶段注意了解案情

在受理案件时，鉴定员要认真听取送检人关于案情和案卷材料的介绍，明确送检人像要解决的问题，并初步审查送检材料是否具备检验条件，送检手续是否齐全，按照有关规定做好收案工作。

1.了解案件发生的情况

即要了解该案发生的时间、地点、具体场合及发现经过。发案时间包括作案的时间、发现的时间及连续发案多起案件的间隔时间。发案地点既包括作案的具体地点、作案人的来去方向、作案活动的路线，以及案件现场所涉及的范围，也包括作案地点的周围环境和地理交通条件等。某时某地发生的案件往往都不是偶然因素使然，它们既有作案人的主观因素，也需具备一定的客观条件。案件在此时此地发生都有或简单或复杂的像关背景，它包括案件涉及的人物、事件和环境，也包括作案使用的工具等。

2.了解被检验视频的来源

这是视频人像检验鉴定意见准确与否的基本保证。了解被检验的视频人像摄录的时间、地点、方法等有关问题，是分析研究被检验人像照片上像貌特征是否有变化的前提。尤其要弄清被检验视频是原始视频，还是拷贝形成，以及是否被使用视频编辑软件编辑过。

3．了解样本人像照片上的嫌疑人的有关情况

包括嫌疑人姓名、年龄、性别、籍贯、职业、出身、社会经历、个人爱好以及具体嫌疑根据，重点弄清嫌疑人的面部和身体是否有疾患，患病的时间，治疗的情况；面部是否受过损伤，是否有特别标记，是否经常美容，是否做过整容手术等，这有助于鉴定人员对被检验人像照片所反映的像貌特征可靠性的把握。

鉴定人员只有详细了解清楚以上三个方面的问题，才能对人像特征作出客观、真实、科学地分析，才能充分认识像貌特征的变化规律，准确把握稳定性特征和可变性特征，为比对检验创造良好的条件。

（二）检验阶段注意特征选择

由于送检视频人像与样本人像的拍摄条件通常不能保持一致，像比较的人像照片不仅可能会有像貌自身演变的差别，也可能因拍摄状况和条件不同而有不同反映。因此，人像检验时应以视频人像照片为主，再从样本人像照片上选择同部位的、可靠而真实的像貌特征进行比对，找出符合点和差异点，为综合评断打下良好基础。选择稳定强、可靠性高的特征可从以下几方面进行：

1．从照片上选择清晰的而不是模棱两可的像貌特征，要排除那些因种种原因在照片上形成的一些假象。

2．应选择不易变化的或变化较小的像貌特征，如眉、眼、鼻、口、耳等形态特征，特别是耳部或牙齿的各种形态特征。

3．如果提供检验比对的照片较多，应选择拍摄时间像近的照片作为主要的比对照片，其他为辅。并且通过对不同时期、不同条件下拍摄的人像照片的比较和验证，来发现和确定稳定性特征。

4．在比对过程中，如果发现视频人像照片上有些特征的稳定性一时难以确定，可通过与样本人像照片的比较、分析来确定。

5．选择稳定特征时，不仅要逐项分析各种人像特征，还应从特征组合方面予以分析。如在观察眉的形态时，既要观察眉的粗细、浓淡、方向、眉眼关系、两眉关系，也要从眉的特征组合上以分析，这样才能比较全面地认识特征，实施科学的比对检验。

（三）注意综合评断阶段作出的鉴定意见

经过比对检验所发现的像貌特征的符合点和差异点需要进行全面分析，研究符合点和差异点的成因，并综合进行评断，才能作出最终鉴定意见。

1.符合特征的评价

评断符合点主要是评断符合点价值大小。面部缺陷、痣、疤、瘤、麻、伤痕等特征价值比较大，容易评断。大多数情况下，人像鉴定还是根据一些不明显的、普通的特征作出鉴定意见，可从两个方面进行评断：一是出现率低的特征，其价值较高，反之，其价值就较低；二是从特征的组合中进行分析和评断。有些特征如果仅从特征本身分析可能价值不大，但如果与其他特征联系起来分析就可能有一定价值。

2.差异特征的评价

评断差异点主要是研究差异点的性质和形成的原因。因年龄、病理、表情、化妆、死亡和拍摄时间、地点、条件及图片处理等形成的差异是非本质的差异；如果差异点数量多，质量高，是无法解释的，就是本质性差异。

3.综合评断作鉴定意见

如果符合点特征是主要的，价值较高，差异点属非本质性的，就可作出认定同一的意见。如果差异点数量多、质量高，为本质性差异；符合点数量少、质量低，则可作出否定同一的鉴定意见。

四、结语

计算机技术和网络技术的迅猛发展为视频技术的快速进步打下了坚实基础和提供了强劲动力。视频技术已广泛用于城市道路交通监控、机关和企事业单位安全监控及重点场所人员监控。为了确定视频中人员的真实身份，对视频人像进行检验已成为行之有效的途径之一。受摄像头安装位置、摄像镜头物镜配置、摄录时间和天气、摄录目标的运动及视频传送和处理等因素的影响，视频人像容易形成画面模糊、角度不正等不利于比对检验的情况。经过分析、研究、总结后发现，可对视频人像进行多方位截图、清晰化处理和偏转度调整，在搜集数量多、质量高、可比性强的人像样本的条件下，采取多种方法进行比对检验，经全面分析、综合评断，完全能作出可靠的鉴定意见，从而为案件的侦破、调查、审理提供科学的、准确的证据支持。

[1]王红霞,成礼智,吴诩.基于二进小波变换的噪声图像自适应增强新算法[J].国防科技大学学报,2005(1):51-54.

[2]金忠,荆晓远,杨静宇.人脸图像的自动校准算法[J].数据采集与处理,1999(2):171-174.

[3]易亚星,谢健.平面内任意旋转角度的单人脸检测[J].计算机与信息技术,2010(12):18-20.

[4]韩海.从不同角度的图像中检测眼睛[J].江汉大学学报(自然科学版),2002(3):82-85.

[5]蒋建国,胡珍珍,詹曙.基于深度数据的空间人脸旋转角度估计[J].图学学报,2012(4):71-75.

[6]贾玉文,邹明理.中国刑事科学技术大全——文件检验[M].北京:中国人民公安大学出版社,2002:1305-1345.

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1673―2391(2014)02―0165―04

2013-10-13责任编校：李烽

本文受“电子数据取证湖北省协同创新中心”资助，为其研究成果之一。