欺骗识别中的面部特征研究

吴小勇 凤四海 孙华程

一、引言

欺骗识别（deception detection）在公共安全、司法犯罪以及政治商业领域有着重要价值。“9·11”事件后，美国交通安全局所主导的航空保安理念发生变革，由上世纪80年代以来航空保安主要从安防工程科技角度防范爆炸物等危险品对航空器的可能危害，转变为既重视袭击工具的危害，又重视袭击主体，即人的危害。从极端情况来说，筛查出一个未携带任何危险物品但却充满敌意动机的恐怖分子远比筛查出一个无人认领的定时爆炸物更为重要。这里敌意动机的筛查也就是欺骗识别在公共安全领域的应用。欺骗的识别主要依赖于对言语和非言语线索进行判断，而在诸多的线索中，面部特征往往成为识别者进行判断的重要依据①S.Porter,P.Black,A.Baker,N.Korva,“Uncovering the secrets of the human face:The role of the face in pro-social and forensic contexts”,in S.E.Carter&V.T.Bailey eds.,Facial expressions:Dynamic patterns,impairments and social perceptions,New York:Nova Science Publishers,2012,pp.41-66.。

人们普遍认为眼睛是心灵的窗户，透过眼睛可以看清人的灵魂。实际上眼睛的特征也是涵盖在面部特征范畴之内的，研究者们认为，最好依据面部的整体特征来获取关于个人状态和性格特征的信息②R.Abdel-Rahman,“Fcaing good and evil:Early brain signatures of affective biographical knowledge in face recognition”,Emotion,Vol.11,No.6,2011,pp.1397-1405.。面孔是一个汇聚着诸多个人相关信息的指示器，在人际交往中起到至关重要的作用。比如，通过观察面部可以获取性别、种族、年龄以及情绪状态等相关信息。具体涉及影响欺骗识别的内容主要包括由面部特征而产生的对性格特征、情绪状态、面孔吸引力以及可信任程度的评价①S.Amihai,L.Deouell,S.Bentin,“Conscious awareness is necessary for processing race and gender information from faces”,Consciousness and Cognition,Vol.20,No.2,2011,pp.269-269.。本文主要从面孔长相、眼部特征和面部表情三个方面来分析欺骗识别中关于面部特征的研究。

二、面孔长相与可信度评价之间的关联

面孔长相在欺骗识别中能够产生作用的原因主要包括两方面，第一印象（first impression）和进化优先性（evolutionarily advantageous）②D.S.Gordon,S.M.Platek,“Trustworthy?the brain knows:implicit neural responses to faces the vary in dark triad personality characteristics”,Journal of Social,Evolutionary,and Cultural Psychology,Vol.3,No.3,2009,pp.182-200.。一方面，第一印象会对人际交往过程产生影响已经是一种共识。人们与陌生人进行初次接触时，往往会依据面孔长相和表情来对对方状态和性格特征进行判断①。由此形成的印象可能会导致对这个人的判断产生偏差。另一方面，人们会无意识地自动地依据初次接触的陌生人的面孔来判断这个人的可信任程度。这一认知方式可能源于人类的进化适应机制，可信度评价是人类祖先应对危险情境时必须要获取的信息①。有研究发现，人们仅需要38毫秒即可对面孔的可信度做出评价③J.Willis,A.Platek,“Frist impressions:making up your mind after a 100 ms exposure to a face”,Psychologiacl Science,Vol.17,No.7,2006,pp.592-598.。

人们在评价面孔的可信度时主要依赖于下巴轮廓以及眉骨的形状特征。下巴轮廓棱角鲜明和眉骨凸出的人往往容易被人们判断为具有高进攻性和低可信度的人④K.R.Macapagal,H.A.Rupp,J.R.Heimann,“Influences of observer sex,facial masculinity,gender role identification on first impression of men's face”,Journal of Social,Evolutionary,and Cultural Psychology,Vol.5,No.1,2011,pp.92-105.。而长相特征圆润，显得可爱的面孔往往被知觉为令人感觉温暖的，低支配性的表现，这一面孔特征被称之为“婴儿脸（baby face）”⑤A.L.Sparko,L.A.Zebrowitz,“Moderating effects of facial expression and movement on the babyface stereotype”,Journal of Nonverbal Behavior,Vol.35,No.3,2011,pp.243-257.。有研究者让被试者扮演陪审员，来对视频资料中被告进行判刑和量刑，结果发现，相对于有一张可信任面孔的被告，被试者会依据更少的证据就判定有一张“不可信任”面孔的被告有罪。另外，当向扮演陪审员的被试者呈现有力证据（如DNA分析结果）证实被告与谋杀案无关时，有84%的被试会裁定有可信任面孔的被告无罪，但是只有42%的被试者会裁定没有可信任面孔的被告无罪⑥S.Porter,C.Gustaw,L.Ten Brinke,“Dangerous decisions:The impact of first impressions of trustworthiness on the evaluation of legal evidence and defendant culpability”,Psychology Crime&Law,Vol.16,No.6,2010,pp.477-491.。除了面孔的可信任度评价外，面孔的吸引力也会导致人们对当事人是否说谎的判断产生误差。人们喜欢把有吸引力的面孔与良好的性格和聪慧的特质联系在一起。在多数文化背景的社会中，有吸引力的面孔包含三个特征：性别二态性（sexual dimorphism），如具有典型女性面孔的特征包括嘴唇丰满、高颧骨等；平均化（averageness），这是相对于各种极端的或典型的面孔长相特征来说的；面孔对称性，即对称的面孔是完美的。⑦S.W.Gangestad,G.J.Scheyd,“The evolution of human physical attractiveness”,Annual Review of Anthropology,Vol.34,2005,pp.523-548.。

既然人们如此乐于依据面孔的可信度等长相特征来对他人进行判断，那么这些判断的准确度如何呢？Porter等人曾对此进行过探讨，⑧S.Porter,L.England,M.Juodis,L.Ten Brinke,K.Wilson,“Is the face the windowto the soul?Investigation of the accuracy of intuitive judgments of the trustworthiness of human faces”,Canadian Journal of Behavioural Science,Vol.40,No.3,2008,pp.171-177.他们向被试呈现两组陌生人的面孔图片，其中一组是诺贝尔奖获得者或者人道主义者的面孔，另一组是美国网上公布的有严重犯罪经历的在逃罪犯的面孔。这些面孔对于被试者来说都是陌生的，研究者让被试者对这些面孔的可信任程度进行判断。结果发现，依据被试者对面孔可信度的判断结果来区分罪犯和非罪犯的准确度仅比随机水平高一点。虽然人们对面孔可信度的评价可能是无意识的自动化的认知方式，但是这种评价并不能准确反映当事人实际的值得被信任的程度。正因为人们的一直以来的自动化判断习惯难以改变，Porter和ten Brinke提出了关于决策的危险决策理论（Dangerous Decision Theory，DDT）。①S.Porter,L.Ten Brinke,“Dangerous decisions:Atheoretical framework for understanding how judges assess credibility in the courtroom”,Legal and Criminological Psychology,Vol.14,No.1,2009,pp.119-134.DDT指出，一旦看到被告的面孔，人们会迅速形成关于可信度的判断，这种初始印象的形成会导致人们偏向于按照验证初始印象的方式接收和加工相关信息，最终形成具有“危险性”的决策。

研究者发现，具有一张“杀人犯”长相的面孔的被告更倾向于被判定有罪，具有“婴儿脸”的被告倾向于受到更宽容的判定，具有一张有吸引力的面孔的被告更倾向于被判定无罪或者获得更轻的量刑，被普遍认为较少具有危险性。2008年美国纽约曾发生一桩经济诈骗案件。12月，犯罪嫌疑人Bernie Madoff被捕后人们发现这名案犯有一张“婴儿脸”，他利用自己看起来值得被信任的样子伪装成一个投资顾问并获取代理人的信任。由于对Madoff的初始评估受到其诚实可信的样子误导，他最终成功地从代理人那里骗取几百万美金。

三、眼部活动特征与欺骗识别之间的关联

虽然很多人认为眼睛是心灵的窗户，但是当人们把眼部反应作为判断欺骗的依据时，有些判断标准存在一定实证研究依据，有些却只是空穴来风。比如关于“眼睛向右上角看时代表说谎，向左上角看时代表说实话”的说法在西方警界流传甚广。这一说法主要来自神经语言学教程（Neuro-Linguistic Programming，NLP）。NLP主要由多种心理学技术构成，旨在促进人们的生活状态。它的一个很重要的方面就是教授人们关于所谓眼部活动与内心想法之间的关联。根据NLP，当有右手习惯的人向右上角看时代表他脑海里在呈现一个构建出来的事件（想象出来的），而当他向左上角看时代表他在脑海中呈现情节记忆的画面（真实发生的）。尽管最初的NLP的观点中所谓的构建事件并不等同于说谎话，但是在后来的应用中，人们普遍把两者作等同看待，最近有研究者对这一说法的有效性进行验证，结果发现人们在说谎时与眼睛向右上角看没有关联②R.Wiseman,C.Watt,L.Ten Brinke,S.Porter,S-L.Couper,C.Rankin,“The eyes don’t have it:Lie detection and neuro-linguistic programming”,PLoS ONE,Vol.7,No.7,2012,pp.e49259.。

除此之外，关于眼神回避（gaze aversion）与欺骗之间的关系也流传甚广。③The Global Deception Team,“Aworld of lies”,Journal of Cross-Cultural Psychology,Vol.37,No.1,2006,pp.60–74.由于关于眼神回避与说谎话之间关系的说法流传甚广，另外，欺骗者会想当然的认为自己的可信度低于说实话的人，因此他们会更倾向于监控观察者的表现以确定自己是否被信任。有研究者调取338名国际机场的旅客关于他们旅行说谎或者说实话的视频资料进行分析。视频分析中，除了记录故意的眼神交流外，还记录被访者眼神移开观察者的时间（比如，眼神回避），这些在欺骗研究中都是常用指标。研究结果发现，欺骗者表现出更多的故意眼神接触，但是眼神回避在说谎者和说实话者之间没有表现出差异④S.Mann,A.Vrij,S.Leal,P.A.Granhag,L.Warmelink,D.Forrester,“Look into my eyes:Deliberate eye contact as a cue to deceit”,Journal of Nonverbal Behavior,Vol.36,No.3,2012,pp.205–251.。除了这项研究结果以外，还有多项研究结果同样表明视线回避与说谎话之间没有明显关系⑤D.Matsumoto,H.Sung-Hwang,L.Skinner,M.G.Frank,“Evaluating truthfulness and detecting deception”,FBI Law Enforcement Bulletin,2011(June),pp.1–10.。

许多研究显示，眨眼频率与欺骗之间存在关联。关于眨眼频率的研究结果也存在一定的争议，一些研究结果发现欺骗与眨眼频率增加有关，而有些研究结果却显示欺骗与眨眼频率降低有关。曼（S.Mann）等人使用警察审讯犯罪嫌疑人的视频进行研究，①S.Mann,A.Vrij,R.Bull,“Suspects,lies,and videotape:an analysis of authentic high-stake liars”,Law and Human Behavior,Vol.26,No.3,2002,pp.365-376.发现嫌疑人说谎时出现更少得眨眼反应。利尔（S.Leal）和费耶（A.Vrij）在实验室情境下同样发现欺骗与更低的眨眼频率有关。②S.Leal,A.Vrij,“Theoccurrenceofeyeblinksduringaguiltyknowledgetest”,Psychology,Crime&Law,Vol.16,No.4,2010,pp.349–357.但是，波特（S.Porter）和布林克（L.Brinke）却得出相反的结论，他们让被试看恶心、伤心、恐惧、高兴和中性的图片以诱发被试情绪反应，在此同时，让部分被试表现出真实的情绪反应，而让另一部分被试用一种“假”情绪掩盖自己的真实情绪反应，结果发现，用“假”情绪掩盖真情绪的被试表现出更高的眨眼频率。针对这样不一致的结果，有关研究者认为，紧张焦虑的情绪可以使眨眼频率增高。比如“尼克松效应”，前美国总统尼克松在他辞职演说上讨论关于自己是被迫辞职的话题时，他每分钟眨眼频率达50次之多。但是，在高风险情境的研究中发现，认知负荷因素可能比情绪性因素更能影响欺骗者的行为反应，与在认知负荷增加的情况相对应的即是更低的眨眼频率③S.Porter,L.Ten Brinke,“Reading between the lies:Identifying concealed and falsified emotions in universal facial expressions”,Psychological Science,Vol.19,No.5,2008,pp.508–514.。

四、面部表情与欺骗识别之间的关联

达尔文（Darwin）最早提出情绪会通过面部表情表达出来，因而可用来辨别情绪状态。他认为情绪引起的面部肌肉运动很难被完全抑制，在情绪模仿中，想尝试去控制某些特定的面部肌肉可能性是不大的。埃克曼（I.Ekman）等人继承了达尔文的观点，在此基础上提出了抑制假设（inhibition hypothesis）。④P.Ekman,““Darwin,Deception and facial expression”,in P.Ekman&R.Davidson&F.DeWaals eds.,Annals of the New York Academy of Sciences,New York:New YorkAcademy of Sciences,Vol.1000,2003.pp.205–221.埃克曼认为基本情绪（如喜、怒、哀、惧、轻蔑、吃惊等）在面部表情上的表达具有跨文化的一致性。而诸如怀疑、尴尬等复杂表情主要通过社会学习获得，具有文化特异性不同。基本情绪及其表情更像是被固化在遗传基因中并与特定的生理反应密切联系，情绪的原型特性越明显，其与生理反应之间的联系就更密切。其神经生理基础是人类的面部表情受两条神经通路的控制：椎体运动系统控制随意面部动作，对应皮质运动神经带；而锥体外运动系统则更多控制非随意情绪性面部动作，对应着皮质下区域，因此，即便欺骗者有意隐藏恐惧、哀伤、愤怒等基本情绪，非随意的真实情绪线索仍然会经由表情泄露出来，尽管这些表情线索的持续时间非常短暂，埃克曼等人将其称为微表情（micro expression），并认为它仅持续1/25秒至1/5秒；同时还区分出另一类强度非常低的，隐表情（subtle expression）⑤S.Porter,L.Ten Brinke,B.Wallace,“Secrets and lies:Involuntary leakage in deceptive facial expressions as a function of emotional intensity”,Journal of Nonverbal Behavior,Vol.36,No,1,2012,pp.23-37.。

有研究发现，相对于被诱发的低强度情绪，个体在用“假”情绪表情掩盖被诱发的高强度情绪时泄露出真实情绪的面部表情持续时间更长，被诱发的高强度情绪更加难以掩盖；最多的情绪泄露线索发生在掩盖被诱发出的恐惧情绪时，最少的情绪泄露线索发生在掩盖被诱发出的高兴情绪时。虽然众多的研究都表明，个体在用“假”表情掩盖真实情绪体验时几乎100%会出现真实情绪泄露线索，但是波特和布林克发现，每个这些情绪泄露线索要比微表情持续的时间要更长，⑥S.Porter,L.Ten Brinke,“Reading between the lies:Identifying concealed and falsified emotions in universal facial expressions”,Psychological Science,Vol.19,No.5,2008,pp.508–514.与此同时，只有21.95%的被试者表现出微表情，而这些微表情仅仅只占表情总量的2%。尽管微表情的研究已经在公共安全、司法犯罪等领域得到一些应用，但是关于微表情的研究成果和应用价值一直存在争议⑦S.Weinberger,“Airport Security:Intent to Deceive?”,Nature,Vol.456,2010,pp.412-415.。

近年来，关于上半脸和下半脸在情绪泄露上的差异是人们关注的焦点。埃克曼等人早曾对此进行过研究，他们发现，被试很难成功地用微笑的表情来掩盖厌恶的情绪，表现为只有下半脸出现“虚假的微笑”，而上半脸则无法表现出微笑。①P.Ekman,W.V.Friesen,M.O'Sullivan,“Smiles when lying”,Journal of Personality and Social Psychology,Vol.53,No.4,1988,pp.414-420.赫尼（C.M.Hurley）和弗兰克（M.G.Frank）对此进行了进一步的研究，②C.M.Hurley,M.G.Frank,“Executing facial control during deception situations”,Journal of Nonverbal Behavior,Vol.35,No.2,2011,pp.119-131.他们选取60名大学生作为研究对象，测试引入了一个犯罪场景，问他们是否从一个信封里拿了两张电影票。被试被随机分配到“说谎”或“说实话”两个情境，一个中立、不知情的问询者就此事审问受试者。如果受试者能说服审问者，让审问者相信自己是无辜的，他就能得到奖励。因此，所有的人都否认自己偷了电影票。受试前，一些受试者被特别要求抑制自己上半脸的动作（通过眉毛运动显示的表情）和下半脸的动作（通过笑容显示的表情）。研究人员用图片记录受试者的表情，然后解码图片得出结果。在之后的询问中，多数被试都认为自己控制了所有的面部表情，在讯问中一直板着一张“扑克脸”。研究结果显示，被试确实可以抑制面部运动，但是并不能完全消除自己的表情。一旦他们被要求压制表情进行欺骗时，他们会不加选择的抑制自己的面部动作。与此同时还发现，相对于下半脸情绪线索的泄漏，上半脸的情绪泄露更加明显。究其原因，下半脸的肌肉受神经对侧控制，可以实施自主控制动作，如咀嚼和说话。但是上半边脸则越来越多的受到同侧运动皮层控制，它的运动较少受到自主意志的控制。因此，上半边脸在情绪欺骗中更容易暴露出马脚。

关于上下各半张脸与情绪泄露的关联的研究不局限于实验室研究，也出现了一些关于现实的高风险情境中欺骗的面部表情研究。有研究者收集了一些真正的谋杀者在成为犯罪嫌疑人之前在电视上接受采访的录像，并对其进行分析，发现由于说谎的真实谋杀者难以伪装出真实的悲伤表情，同时实施欺骗成功后的喜悦被泄露，造成他们上半脸倾向于表现出惊讶的表情，而下半边脸倾向于表现出喜悦③L.Ten Brinke,S.Porter,“Cry me a river:identifying the behavioral consequences of extremely high-stakes interpersonal deception”,Law and Human Behavior,Vol.36,No.3,pp.369-377.。为了更准确地把握面部情绪泄露的特征，布林克等人过前一项研究中所用的犯罪嫌疑人的视频进一步对犯罪嫌疑人在进行欺骗时面部肌肉活动状况进行详细的分析。④L.Ten Brinke,S.Porter,A.Baker,“Darwin the detective:Observable facial muscle contractions reveal emotional high-stakes lies”,Evolution and Human Behavior,Vol.33,No.4,2012,pp.411-416.他们发现，由于“悲伤肌肉群”中的额肌较少受到大脑外皮层的控制，这个部位容易揭穿欺骗者的悲伤表情是假的。当说谎者想控制上半脸的肌肉表现出悲伤表情时，他们前额肌的活动是与其他部分肌肉群的协同活动显得太充分收缩，是不协调的；相对于无辜者来说，真正的谋杀者的颊肌的活动更加明显。可以想象欺骗者想要隐藏杀死被害者后的喜悦情绪或者成功欺骗后的沾沾自喜，在缺乏眼轮匝肌收缩的情况下，表现显出颊肌的收缩表明欺骗者不想展示出自己的喜悦，而想通过颊肌的收缩来伪装出其他情绪。真正的悲伤者的悲伤肌肉群中降口角肌和皱眉肌的收缩比说谎者更明显。

五、总结与展望

（一）面孔长相对欺骗识别者的影响

所有关于面孔长相与欺骗识别之间相关联的研究均为实验室条件下的研究，至今没有一项研究涉及到在实际社会情境下面孔长相对欺骗识别的影响。导致这种现象的原因可能有两个方面：一方面，研究者难以获取实际社会情境中由于纯粹因为面孔长相而导致被害人或司法工作人员决策失误的相关材料；另一方面，涉及到实际情境中的欺骗行为往往与犯罪相关联，这方面的材料属于保密材料，即使相关研究人员能够从相关公共安全或司法犯罪部门获取相关材料，他们可能也无法把分析后的结果在公开出版物上出版。

即使如此，多数研究者都相信面孔长相会对当事人的决策产生影响，很可能被犯罪分子所利用来进行欺骗。未来研究需要关注的可能不是进一步增加关于面孔长相在欺骗识别中作用的研究，而是寻找一些切实有效地避免面孔长相导致决策误差的方法。

（二）识别面部表情能力的个体差异

面部是线索最丰富的情绪状态指示器，由此涉及到的问题是，人们能否准确的获取并解释相关的面部表情线索。许多研究表明，人们欺骗识别的能力并不理想，甚至有研究者指出人们识别欺骗的准确率与扔硬币的随机概率没有两样。虽然这样的结论有些令人失望，但是可信性评估工作仍然是公共安全、司法犯罪等领域工作人员无法丢弃的工作内容。因此，欺骗识别研究的努力方向需要从如何提升识别面部表情的能力着手。

有研究表明，精神变态者（psychopath）是准确识别并解释面部表情线索的高手。精神变态者的典型特征是：人际交往技巧拙劣（比如，交往技巧往往具有欺骗性以及控制性）、情绪障碍（无法体验到同情或懊悔）、行为问题（行为冲动易于犯罪）。由于缺乏良心并倾向于反社会行为，精神变态者很容易参与到犯罪活动中去。精神变态者往往选择脆弱的对象实施犯罪行为，他们像饥饿的狮子一样，专门选择最脆弱的羚羊下手。目前的研究虽然还不清楚精神变态者为何能够准确识别并解释面部表情线索，但是已有研究表明精神变态者会依据非言语行为以及面部表情来寻找最脆弱的下手对象。另外，研究还发现他们能够准确地区分面部表情的情绪强度、能够更好地识别恐惧表情。①S.Porter,P.Black,A.Baker,N.Korva,“Uncovering the secrets of the human face:The role of the face in pro-social and forensic contexts”,In S.E.Carter&V.T.Bailey(Eds.),Facial expressions:Dynamic patterns,impairments and social perceptions.New York:Nova Science Publishers,2012,pp.41-66.究竟什么原因让精神变态者成为面部表情识别的高手可能是未来研究需要关注的问题。

（三）面部表情识别的文化差异问题

虽然众多研究表明人类的几种基本情绪及其表情具有跨文化的一致性，但是有研究发现，在面部表情的识别上存在文化差异。比如，有研究者通过眼动仪进行研究发现，德国的被试者会依据眼部区域的线索来判断悲伤表情，依据嘴部及右侧脸颊区来确认高兴表情，②H.Eisenbarth,G.W.Alpers,“Happy mouth and sad eyes:Scanning emotional facial expressions”,Emotion,Vol.11,No.4,2011,pp.860-865.但是东亚被试者仅注视眼部区域并依据视线的变化来追踪表情的变化③R.E.Jack,R.Caldera,P.G.Schyns,“Internal representations reveal cultural diversity of expectations of emotion”,Journal of Experimental Psychology:General,Vol.141,No.1,2011,pp.19-25.。前文所介绍的关于面部特征的研究结果均来源于西方学者的研究，国内关于欺骗识别中面部特征的研究几乎是个空白。这些西方学者的研究结果是否适用于中国文化背景，这仍然是需要验证的问题。