■本报记者 张晶晶

全球瞩目的“苹果春晚”刚刚结束，全新的iPhoneX宣布抛弃指纹识别，改用人脸识别。官方宣传词里说：“当你看自己的手机，它就会打开。”关于身份识别的关注度再升一个档次，指纹识别、人脸识别、虹膜识别……对于如何证明“我是我”这件事情，到底还有多少种可供解锁的隐秘方式？

《碟中谍5》中的一段让人印象深刻，“阿汤哥”在安保系统的最后一道防线步态识别系统中功亏一篑。作为一种年轻的识别技术，步态识别让人充满想象力，也展现着更多的想象空间。

远距离，非受控

步态识别，顾名思义，就是通过走路时的姿态来进行身份识别。“姿态”这个词听起来可能很简单，但具体到一种生物特征层面，则是人人不同，是一种相当复杂的行为特征。

总的来看，步态识别可以分为以下几个步骤：采集步态、分析图片、特征提取、数据比对。先由不同角度的摄像机采集人的步态，通过检测与跟踪获得步态的视频序列，之后经过预处理分析提取该人的步态特征。这其中包括对图像序列中的步态运动进行运动检测、运动分割、特征提取等步态识别前期的关键处理。其次，再经过进一步处理，使其成为与已存储在数据库的步态的同样的模式；最后，将新采集的步态特征与步态数据库的步态特征进行比对识别。

“步态识别包括走路的姿势，也包括人体的体形，我们是根据这两个部分共同决定一个人的步态特征。学术界把它称作步态识别，其实有一定的歧义，它也包括你的体形特征。”中科院自动化所副研究员、银河水滴科技创始人兼CEO黄永祯向《中国科学报》记者介绍说，与其他识别技术相比，步态识别有独特的优点——“远距离、非受控”。首先步态识别范围比虹膜识别及人脸识别都要广泛，从数字上来看，虹膜识别一般需要目标在30厘米以内、人脸识别需要目标在5米以内，而步态识别的目标只要在50米以内。其次，步态识别非受控，不需要识别目标的配合，这与指纹、人脸及虹膜截然不同。即使有意躲藏和伪装，也很难做到。体型、肌肉、走路姿态等许多因素共同决定了步态具有更好的识别度。

你的步伐，与众不同

进行步态识别，理论假设前提是：如同每个人拥有一副独特的面孔，每个人也拥有一种与众不同的步态。这种观点也得到了医学研究的认同，即“每个人的步态都是唯一的”。从解剖学的角度分析，步态唯一性的物理基础是每个人生理结构的差异性，不一样的腿骨长度、不一样的肌肉强度、不一样的重心高度、不一样的运动神经灵敏度，共同决定了步态的唯一性。

iPhoneX采用人脸识别，与此相关的段子也应运而生，比如整容、化妆怎么办，又比如“那岂不是范冰冰可以解锁我的手机”……对于任何一种识别方法，人们天然的好奇心就在于极端情况下是否可以识别成功，步态识别同样如此。

说到“整齐划一”的步伐，很多人马上想到的就是受过严格专业训练的军人，高度、角度，甚至身高都非常相似，这能分辨吗？

假如我某天扭伤了脚踝，或者穿了一双不合脚的鞋子，走路的样子发生了变化，那还能将我识别出来吗？

一个人的步态会因为疾病、衰老、受伤、体重增减、着装舒适程度等因素而改变。当发生某些极端情况时，无法通过系统识别步态，是非常有可能的。

“要解决这样千变万化、各种各样的问题，就得依赖于一个庞大的数据库，各种形态下面的数据都采集到了，并且用一个复杂的人工智能模型去模拟各种情况。”黄永祯表示：“相对于指纹识别、虹膜识别，步态识别在精度上肯定是有差距的，但步态识别的优势在于不需要被识别者主动参与，做到远距离非受控识别。”

黄永祯表示，步态识别目前还有很多环节可以提升。“比如数量上的差别，现在识别几十人没什么问题，但上千人或上万人的识别还有待突破；而在速度上，能否更迅速地识别，精度上是否能进一步改善；还有适用的设备，比如手机等产品上的应用，都是步态识别研究和突破的方向。”

已接近商业水平

作为远距离复杂场景下唯一可清晰成像的生物特征，步态是远距离复杂场景下唯一可清晰成像的生物特征。即便某人在几十米外戴着面具、背对着普通摄像头，步态识别算法也有可能对其进行身份判断，可适用于各种分辨率、光照、角度。

然而，步态识别作为最难稳定提取特征的识别技术，它的技术门槛极高，世界范围内至今还没有步态识别商用系统。黄永祯所在的银河水滴团队通过最新的技术研发使得跨视角步态识别精度从65%（之前国际最高水平）提高到94%，第一次使步态识别接近了商用水平。

“现在我们已建立了世界上最大的野外步态数据库，以期对步态辨认的作用有质的提高。从具体的使用场景来看，步态识别能够用于安防反恐，能够应对机场、车站、海关出入口的嫌疑人员筛查与反常做法检查，也能够为公安部门获取远距离、非受控环境下监控视频的有用身份信息。”

随着人工智能与深度学习的发展，未来智能识别将成为智能摄像机的标配，许多研发机构都已经开始着手步态识别，并通过3D深度传感器来提升步态识别的准确率。不同识别方法进行组合之后，可以扬长避短，达到更好的识别效果。

黄永祯指出，广义的步态识别可能是一种终极形态的生物特征识别模式。他分析说：“其实真正的广义步态识别，包括人脸识别以及其他一些识别方法在这里面的，用整个人身体的信息去做识别。步态识别成熟之后，可以追捕犯罪分子、提高效率，或者总结运动员姿态规律、进行建议，应用范围其实很广。”

《中国科学报》 (2017-09-15 第3版 科普)