浅析步态识别技术在犯罪侦防中的应用

韦小乔 何斌

摘要：步态识别技术作为一种远距离生物特征识别技术，因其独特优势在犯罪侦防领域中具有广阔的应用前景。本文介绍了步态识别技术的概念、特征及工作原理，分析其在犯罪侦防中的应用场合，探讨其应用中可能存在的问题并提出建议。

关键词：步态识别;生物特征;犯罪侦防

一、步态识别技术的应用现状

步态识别技术是目前全球前沿的生物特征识别技术，其特点是通过个人的体型和走路姿态进行身份识别。受此次新冠肺炎疫情影响，早已应用广泛的人脸识别技术因人们普遍戴着口罩而遭遇技术困境。步态识别技术可以从远处收集个人步态特征，不需要主体摘下口罩或停留以进行识别等配合，在侦查领域有一定的应用前景。英国有将基于步态的线索作为犯罪证据并获得法院认可的案例，日本也开始将步态识别技术应用于犯罪搜查工作中。1如果犯罪嫌疑人通过遮盖面部、戴头盔、换装以逃避人脸识别和面部视频采集时，步态识别技术仍然可以比较准确地识别出特定人物。但步态识别技术不像人脸识别、虹膜识别、指纹识别那样已经得到成熟的发展与应用，其仍然处在一个探索和初步应用的阶段，其实用性仍有待探讨。

（一）概述

步态，即行走、奔跑或脚移动的样子。步态识别技术是指通过分析比较人体步态特征信息进行身份识别的计算机技术。具体而言，该技术是通过对摄像机拍摄的人的步态序列图像进行处理分析，通过计算机算法将新收集到的步态信息与数据库中已有的步态信息进行匹配以识别出特定人物。步态识别作为一种新兴的生物特征识别技术，起源于心理学的相关研究，即人们能够识别他们认识的个体的步态。研究显示，每个人的走路姿态都是独一无二的，不存在一摸一样的步态特征。这使得步态识别技术归属于生物特征识别技术的行列。

（二）步态识别技术的主要特征

与其他生物特征识别技术相比，步态识别技术具有以下几方面优势：

1.应用范围广。指纹是接触式的生物识别方式，人脸和虹膜在近距离这个前提下才能进行识别。一旦出现无法进行接触识别、识别目标与摄像机之间存在较远距离、摄像机本身的低分辨率等情况，识别都会遇到困境。步态识别作为一种非接触式的识别方式，在面对上述困境时依然可以发挥其作用，其对图像的分辨率没有太高的要求，能够满足远距离识别目标人物的需求。步态识别技术通过摄像机中安装的计算机软件对人的步态信息进行识别，不需要额外安装特定图像采集设备，无需支出额外费用，节约人物识别成本，因此具有更强的应用性。

2.数据采集方便。当人们进入到视频设备的有效监控范围，摄像机就自动采集到人们的步态信息，不需要目标对象的配合。另外，与人脸识别技术相比，即使在光照条件较弱或摄像机分辨率较低的情况下，步态识别技术仍然能够通过分析人体步态特征进行识别，并且是正面、背面、侧面这样的全方位识别。这在一些犯罪嫌疑人没有露出面部或指纹的案件侦破中具有较高的应用前景，如果犯罪嫌疑人被一些摄像头记录下来，那么下次他们再被摄像头捕捉到时，步态识别技术就会自动进行比对以识别出特定犯罪嫌疑人。

3.具有高防伪特性。人脸容易通过化妆、整容等技术进行刻意改变，明胶制作的假手指上的指纹能轻易骗过指纹识别系统，隐形眼镜的虚假眼虹膜可以让虹膜识别系统难辨真假。相对而言，人们因其不同的体型、头型、身体比例、发力重点、肌肉力量等特征而有所区别，而人的步态特征是人身体各部位的协调动作，短期内想要彻底改变个人的步态特征存在较大困难，且无法被别人复制或模仿。即使是刻意的伪装也难免会出现应激状态下恢复正常走路姿态的情况。因此，对于犯罪嫌疑人的追踪侦查来说，步态识别具有不可比拟的优越性。

（三）步态识别技术的工作原理

步态识别技术是融合了计算机视觉模式识别与视频图像序列处理的一门技术。2步态识别过程一般包括以下几个步骤：首先进行视频采集，即通过监控摄像头采集人体的步态视频信息。其次是步态分割，即把一段视频序列中的人体的步态轮廓区域与视频中的背景图像中分割出来。再次是特征提取，即用算法对分割出的一段视频序列的步态特征进行描述，因为步态特征蕴含在人的行走过程中， 包括人的行走频率，步伐跨度，肩颈及胳膊的摆动，腿脚的运动变化等。最后是识别判断，即将新采集的步态特征与数据库中已存储的步态特征进行比对，以识别出特定目标。

二、步态识别技术在犯罪侦防中的应用

（一）犯罪侦查

步态识别技术的独特优点使得其在追踪、监测犯罪嫌疑人方面具有巨大潜力。在预谋型犯罪案件中，犯罪嫌疑人很可能会遮挡自己的面部，或是刻意避免摄像头捕捉到其面部图像。此时，如果犯罪嫌疑人再次出现在摄像头中，步态识别技术就可以将其识别出来，提高案件侦破效率。另外，如果依靠办案人员把所有的视频监控都观看一遍并辨认其中有无犯罪嫌疑人，工作量极大，也不能保证效率与准确性。通过步态识别技术进行自动识别，不仅大大节约人力，也节约了办案时间，提高结案效率。

中国人工智能企业银河水滴开发的步态识别系统已经帮助警方破获多起案件，例如：2018年甘肃省一家金店被抢劫，步态识别系统成功检索出犯罪嫌疑人身份;2020年，步态识别系统帮助武汉黄陂警方成功侦破了溺水死亡、盗窃等多起案件;2020年，该步态识别系统又协助广州黄埔警方成功侦破一起80万元的盗窃案。上述案件都有一个共同点，那就是视频监控没有捕捉到犯罪嫌疑人或當事人清晰的面部信息，而是仅收集到了步态信息。在这种情况下，步态识别技术帮助侦查人员识别、追踪出特定人员，发挥了重要作用。

相同的，步态识别的技术特点使得通过视频寻找特定人的效率大大提高，这在拐卖妇女、儿童类型案件中有较大的应用前景。侦查机关侦办此类案件，一般是在大量的视频数据中搜寻被拐卖的妇女、儿童相关画面，以期发现相关线索，寻找被害者及犯罪嫌疑人。实践中，由于视频数据过多，侦查人员数量有限及用人眼识别的准确度较差等现实原因，视频监控起到的实际效果不大。而运用步态识别技术则可以快速准确地识别出被拐卖的妇女、儿童及犯罪嫌疑人，能够大大提升破案效率，节省案件侦办成本。

（二）犯罪预防

在一些人群密集场所布置具备步态识别功能的摄像头，能够对重点人员进行监测，做好犯罪预防工作。将一些特定人员（如有重大刑事犯罪前科的人）的步态特征归入特定关注人员名单，在机场、港口、银行、火车站、学校门口等场所中识别出这些人员的步态特征时，系统可以向安保部门发出预警，提示安保部门对这些人员进行追踪和重点监测，预防其实施违法犯罪行为。步态识别技术的这一功能使其能够成为人员密集场合如海关、机场等场所的安防、反恐的有力手段，帮助安防人员及时发现安全隐患，保护生命财产安全。

三、步态识别技术的挑战及建议

尽管步态识别技术在犯罪侦防中有较大的应用前景，但目前公安机关对步态识别技术仍处于摸索阶段，该技术的实地应用不仅给计算机算法设计人员带来了挑战，也给公安机关提出了新的挑战。如何保护公民的隐私和提高步态识别的准确度是现在面临的主要问题。

（一）隐私保护问题及对策

步态识别技术在犯罪侦查和预防犯罪方面有较大的应用前景，与此同时也可能引发新的犯罪形式。步态识别技术不仅是识别出人体的步态特征，还通过视频监控记录了人们的行动轨迹，这显然属于个人隐私的范畴。安装了步态识别技术的监控设备在全天候、全方位收集视频数据的同时也对人们的步态特征进行收集和识别，这样大范围地未经公民允许收集步态特征的过程与公民隐私保护存在冲突。一方面，如果侦查人员未经当事人同意或出于个人意愿随意调取公民的步态数据，收集其行动轨迹等敏感信息，甚至将这些信息非法提供给其他人，将对公民的隐私造成难以预估的损害。另一方面，步态数据存储的数据库安全也是一个需要重视的问题。如果数据库信息被泄露，不但涉及侵犯公民隐私权，还将极大地损害公民情感。

步态识别技术的不当应用将会侵犯公民隐私，但其在犯罪侦查和安防方面的正面作用不可忽视。盲目地排除步态识别技术的应用显然是不合理的，亟待解决的是如何防止步态数据被非法使用这个问题。首先，应该树立步态数据库的运用门槛、程序规范和审批制度，确有必要调取步态数据时应该由负责人进行审批。并且对每次使用步态数据库的人员进行自动记录，以便归责时能够精确到个人。其次，应该提高工作人员的责任意识。掌握步态数据库的国家机关及相关部门应该对有关工作人员进行技术和职业道德的培训，提高其保密意识，使其自觉在工作中严格按照程序规范使用步态数据库的信息。最后，加强数据监管和保护，对步态数据库进行加密或限制访问等技术处理，避免步态数据信息出现泄露或数据库被攻破等情况。

（二）技术困境问题及建议

步态识别技术的高防伪性、可远距离识别、数据采集方便等特点赋予了其广泛的应用前景。步态识别的准确性在实验室条件下已得到肯定，但在复杂的实践场景中其准确性面临以下几个问题：第一，当人们因年龄增长、心情影响出现步态变化或是因疾病出现病理步态时，步态识别系统能否预测人们的步态特征变化并准确识别出特定人员;第二，在人员密集型场所出现人遮人的情况下，步态识别系统无法完整地收集到一个人的步态图像，影响步态特征的提取，并可能降低识别的准确性;第三，如果步态数据库中已有的步态信息能够清晰看到人们的腿脚部分图像，当相应人员换装身着长裙、大衣、斗篷等将腿脚部分遮挡起来，步态识别的准确性能否得到保证。

面对上述技术困境，需要对步态识别持续进行技术开发和升级，并且在条件允许的情况下加大对视频监控硬件设备的资金投入，实现视频设备的全方位布置及提高分辨率。克服人体被遮挡时的步态图像收集困境，可以赋予软件算法一定合理的想象空間，基于人体结构及已有的步态图像计算或预估出被遮挡部分的人体步态图像，将已有的图像与计算出的图像特征结合起来进行识别。另外，将步态识别技术与人脸识别、虹膜识别等结合起来进行识别有助于提高识别的准确性。目前人脸识别技术已广泛应用于社会生活的方方面面，而步态识别技术尚处于探索阶段。综合运用多种生物特征识别技术可以弥补单一的生物识别面临的技术困境，合理地将步态识别与人脸识别，语音识别等生物识别技术结合起来进行人物识别是一个可供参考的选择，这对于提高犯罪侦防效率，实现社会稳定具有重要意义。

参考文献

[1] 王鹤，石玉.基于步态识别的人物鉴定系统在犯罪搜查中的应用[J].中国安防.2018（10）.

[2] 雷玉堂.步态识别技术的工作原理及发展趋势[J].中国公共安全.2015（Z2）.

[3] 欧阳常青.步态识别技术在反恐等公共安全领域中的应用[J].新疆警官高等专科学校学报.2005（3）.

作者简介：韦小乔（1995.01—），女，广西南宁人，成都市双流区四川大学诉讼法学专业 硕士研究生

何斌（1996.05-），男，四川自贡人，成都市双流区四川大学诉讼法学专业 硕士研究生

（四川大学 四川 成都 610207）