刷脸或已落后“走路”就能认出你 中南大学研究新识别技术

2015-10-14

9月30日，中南大学信息科学与工程学院研究室，研二学生赵庆会(中)和同学一起调试三维步态识别系统。

继指纹验证、眼睛虹膜等生物特征识别之后，刷脸技术近年来也逐渐成为了人们熟悉的一种识别技术。尤其是2015年3月，马云在德国汉诺威国际信息及通信技术博览会展示“刷脸支付”技术，更是吸引了很多人的目光。

然而，在中南大学信息科学与工程学院的研究室中，一种身份三维步态识别技术正在逐渐完善，即将把生物特征识别技术推向更高层次。

【科研背景】

“弥补”传统生物识别技术中的不便性

目前在社会上使用的生物特征识别技术中，包括指纹验证、人脸识别、虹膜识别等，被称为第一代生物识别技术。这些传统的生物特征识别技术尽管具有较强的“安保”性能，但这些识别技术在使用时，需要目标对象的配合，或者必须完成一定的动作才能识别，增加了使用过程的繁琐性和不方便性。

以指纹识别举例，识别时需要人体手指的接触;人脸识别和虹膜识别虽然不需要接触，却容易受到环境的制约，人脸识别需要正面脸像，虹膜识别有效距离仅为5米。

制作“指纹”，让人代替上班签到打卡已经不是秘密。在近年来影视作品中，智能化、科技化的犯罪手段层出不穷，一些假冒却有效的虹膜特征、人脸特征也能被顺利通过传统的识别系统，将传统生物特征识别技术的弊端凸显出来。

步态识别便成为了生物特征识别的新研究方向。

【技术定义】

通过“走路的形态”来识别生物个体身份

简单来解释，步态识别就是通过走路的方式来识别个体身份，还可以进行个体鉴定，以及检测生理、病理及心理特征。

根据早期的医学研究现实，人体的步态有24种不同的成分，包括骨骼的长度、肌肉的力量、关节的柔韧性等等。如果把这些步态特点都综合起来，那这个“步态”就具有了个体特征性。

在导师唐琎教授的指导下，中南大学信息科学与工程学院研二学生赵庆会每天都在从事“三维步态识别”的课题研究。赵庆会向记者解释，步态识别主要是通过采集正面和侧面两段三维步行视频，由计算机软件来处理分析出个体步态并建模，再用分析后的数据提取步态特征，并存入系统数据库中。

之后如果需识别的身份时，只需将拍摄到的影像输入系统，计算机会通过步态识别算法进行匹配，并在数据库中寻找匹配对象，并将最终的结果显示出来。

【项目优势】

远距离和低分辨率都可进行精准识别

步态很难进行掩饰或者伪装，不需要被检测人的配合，非侵犯性……看似简单的“步态识别”，凭借多重的优势来区别于传统生物识别技术。

首先是远距离识别。虽然距离摄像头远，但人体的比例却可以通过计算机系统来分析，不影响步态特征的提取和匹配。据透露，目前一些西方国家正在研发远距离身份识别科技，开发大范围的视觉监控技术，实现远距离条件下对人体进行检测、分类和身份识别，从而增强安防保护能力。

其次是低分辨率条件下识别。以昏暗的路灯为例，识别系统能通过对皮肤等人体特征的感应，来识别低分辨率镜头下的人体步态。同样，能见度低的大雾天气、没有阳光的地下车库，都可以进行人体的步态分析，并进行识别。

大范围自动识别也属于步态识别的优势。在特定的场合中，将具有权限的对象提取步态特征，制作成数据库，如果有不具权限的人擅自进入，就可以采取相关的措施。如同最近上映的《谍中谍5》中的片段，一些国家重要安防场合、敏感场所都可以采用步态识别方式来进行安全保障。

因处于研发完善阶段，步态识别系统还存在一定的局限。赵庆会透露，目前科研团队研究的还只是三维采集人体数据，二维进行识别。“就是要求采集步态影像资料时，必须三维设备来完成。”赵庆会透露，这给数据库的形成带来一定困难，因为公共场合的摄像头一般属于普通二维效果。因此，他们目前正在攻关“二维采集”，任意场合都可以进行数据的采集，让该识别技术应用更加广泛。

【成果转化】

从公共安全的保障向商业化应用发展

“已经将我们的科研成果申请了专利保护，并计划向社会推广应用。”赵庆会透露，科研团队也制定了推广的计划，目前正在实施中。

根据团队的计划，该步态识别系统可用于公共安全(反恐安防)领域、智能居家管理、智能商场等方面。

“将犯罪嫌疑人的步态特征提取入库，再次犯案时就可以迅速提取特征，找到目标任务。”赵庆会解释。以曾在长沙、南京、重庆作案多次的周克华为例，他经常在银行附近犯案，并有棒球帽、墨镜等伪装，传统身份识别方式很难对付他。如果采用步态识别，在主要场所布置相应的识别系统，就可以远距离大范围监控，有助于早日破案。

如在火车站、飞机场等敏感场所布置远距离身份识别，或者安装异常步态行为检测系统，识别到可疑分子或者有异常步态的人进行报警，就大大增强了公共安全自保能力。

危险的矿井中安装步态识别系统，不幸发生矿难，可第一时间识别受困人数以及被困的地点，有利于第一时间救援生命。

担心家中老人走失，可先提取步态特征入库;走失后可识别老人曾经经过的地点以及最后出现的地方等。

“今后还能应用到商业上，例如保险柜的开启、电脑中重要资料的保护等。”赵庆会表示，步态识别已经引起很多科研人员的“兴趣”，今后会被广泛的应用，呈现出科技的无穷魅力。