前言：作為生物識別技術(shù)領(lǐng)域的后起之秀，步態(tài)識別正以其支持遠(yuǎn)距離識別、無需硬性配合、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)開始進(jìn)入到安防、交通、工業(yè)等行業(yè)領(lǐng)域展開相關(guān)應(yīng)用，為行業(yè)帶來創(chuàng)新性的AI技術(shù)應(yīng)用。

　　當(dāng)下，隨著AI算法精度的持續(xù)提升以及應(yīng)用場景的大量爆發(fā)，作為應(yīng)用場景最為廣泛的生物識別代表性技術(shù)——人臉識別的落地應(yīng)用已呈“燎原之勢”。然而，人臉識別對外界環(huán)境的要求仍相對苛刻，尤其在大規(guī)模人流密集場所，光線、遮擋、安裝角度、配合程度等因素都會影響到人臉識別的精準(zhǔn)度。

　　同樣作為人流密集場所下用于身份認(rèn)證的生物識別技術(shù)，步態(tài)識別則以其識別距離遠(yuǎn)、應(yīng)用范圍廣、無需配合等應(yīng)用優(yōu)勢，可以很好的彌補(bǔ)人臉識別所存在的應(yīng)用缺陷，由此也逐漸受到越來越多的關(guān)注。

　　步態(tài)識別，作為一種非受控性特征識別方式，是一種新興的生物特征識別技術(shù)。步態(tài)之所以能夠成為生物特征識別技術(shù)之一，同樣源自每個人步態(tài)的唯一性，從解剖學(xué)的角度分析，步態(tài)唯一性的物理基礎(chǔ)是每個人生理結(jié)構(gòu)的差異性，不一樣的腿骨長度、不一樣的肌肉強(qiáng)度、不一樣的重心高度、不一樣的運(yùn)動神經(jīng)靈敏度，共同決定了步態(tài)的唯一性。

　　步態(tài)識別旨在通過人們走路的姿態(tài)進(jìn)行身份識別。相比于指紋、人臉、掌紋、靜脈等靜態(tài)生物特征而言，步態(tài)屬于動態(tài)特征，因此在識別流程上更為復(fù)雜。

　　步態(tài)識別技術(shù)可以分為以下幾個步驟：采集步態(tài)、分析圖片、特征提取、數(shù)據(jù)比對。

　　先由不同角度的攝像機(jī)采集人的步態(tài)，通過檢測與跟蹤獲得步態(tài)的視頻序列，之后經(jīng)過預(yù)處理分析提取該人的步態(tài)特征。這其中包括對圖像序列中的步態(tài)運(yùn)動進(jìn)行運(yùn)動檢測、運(yùn)動分割、特征提取等步態(tài)識別前期的關(guān)鍵處理；其次，再經(jīng)過進(jìn)一步處理，使其成為與已存儲在數(shù)據(jù)庫的步態(tài)的同樣的模式；最后，將新采集的步態(tài)特征與步態(tài)數(shù)據(jù)庫的步態(tài)特征進(jìn)行比對識別。

　　步態(tài)識別的應(yīng)用優(yōu)勢

　　在人臉識別、指紋識別、虹膜識別大面積落地應(yīng)用的當(dāng)下，為什么步態(tài)識別能夠脫穎而出占有一席之地呢?這還在于步態(tài)識別本身的獨(dú)特優(yōu)勢。

　　和其他主流的生物識別技術(shù)相比，步態(tài)識別在識別距離、識別角度、配合度、環(huán)境要求等方面都占有一定優(yōu)勢。

　　指紋、虹膜、人臉生物特征識別在大部分情況下都需要人進(jìn)行一定程度的配合，而且它們所需要的識別距離相對比較近。

　　據(jù)悉，目前市場上技術(shù)領(lǐng)先的虹膜識別公司推出的遠(yuǎn)距離虹膜識別技術(shù)，最遠(yuǎn)可實(shí)現(xiàn)2-3米距離；人臉識別目前最遠(yuǎn)距離大概在20米左右，但這樣的距離水平仍然無法和步態(tài)識別作比較。

　　目前業(yè)內(nèi)最領(lǐng)先的步態(tài)識別技術(shù)，在普通環(huán)境下，最遠(yuǎn)識別距離可達(dá)50米，在4K高清攝像頭下的識別距離甚至可達(dá)100米，而且是360度全視角識別，不管人是從什么方向走過來，都可以識別。

　　與此同時，幾乎所有的識別方式都會受到遮擋的干擾，但步態(tài)相對而言擁有獨(dú)特的優(yōu)勢，一是識別距離比較遠(yuǎn)所以有更長的時間來進(jìn)行調(diào)整和對新變化實(shí)時響應(yīng)（比如遮擋去除），另外，步態(tài)識別識別的是全身信息，可以實(shí)現(xiàn)360°全視角識別，即使光照有變化，或者說穿的衣服有變化，甚至面部完全被遮擋也沒有關(guān)系，依舊可以被識別出來。因此，步態(tài)識別相較于其他識別方式而言，也更加靈活高效。

　　另外作為一項(xiàng)非受控性特征識別技術(shù)，步態(tài)識別也不需要被識別人的主動配合，可以在目標(biāo)人物最自然的狀態(tài)下進(jìn)行識別，用戶體驗(yàn)更加友好。

　　最為關(guān)鍵的是，步態(tài)識別相比于其他的生物特征具有更高的防偽性。

　　在行走過程中，因?yàn)? “本人”是必須要參與的，因此談不上仿冒他人或被他人仿冒。另外，步態(tài)識別是基于人的全身身體特征和行走姿勢進(jìn)行識別，并非只識別走路姿勢，身體特征也起到重要作用，所以刻意偽裝走路姿勢，也并不能“欺騙”步態(tài)識別系統(tǒng)，依然可以被識別出來。

　　也正是因?yàn)槊總€人走路姿勢難以偽裝，因此在刑事偵查中，一些具有反偵察意識的罪犯，即便是能夠通過化妝、遮擋手段僥幸騙過人臉識別系統(tǒng)，也難以通過偽裝走路姿勢來糊弄步態(tài)識別系統(tǒng)。因此，在公安刑偵領(lǐng)域，步態(tài)識別技術(shù)正以其獨(dú)一無二的應(yīng)用優(yōu)勢占據(jù)著越來越重要的作用。

　　步態(tài)識別主要應(yīng)用場景

　　這兩年來，隨著國內(nèi)步態(tài)識別技術(shù)的逐漸成熟，步態(tài)識別開始從實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入到商業(yè)應(yīng)用階段，并以其獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢，落地到不同的應(yīng)用場景當(dāng)中：

　　最為典型的應(yīng)用場景當(dāng)屬公安刑偵領(lǐng)域，利用目標(biāo)人員的身高體態(tài)、運(yùn)動模式等特征，從海量視頻中快速搜索出與樣本高度相似的目標(biāo)或視頻片段，從而達(dá)到在換裝、跨場景、面部遮擋的情況下，亦可以快速識別出嫌疑人的目的，很好地彌補(bǔ)了同等條件下人臉識別技術(shù)的應(yīng)用盲點(diǎn)。

　　在一些特殊的行業(yè)領(lǐng)域，比如石油行業(yè)，國內(nèi)部分油田已經(jīng)開始通過引進(jìn)步態(tài)識別技術(shù)來完善防控網(wǎng)絡(luò)，防范非法闖入者對油田安全的威脅和對油田經(jīng)濟(jì)利益的損害，同時還能提升油田的安保效率。

　　之所以引入步態(tài)識別，是因?yàn)橛吞飳τ谟?jì)算機(jī)視覺而言是一個特殊場景，油井這些重要設(shè)施多數(shù)位于野外露天環(huán)境，傳統(tǒng)的識別方式無法進(jìn)行有效識別，而步態(tài)識別遠(yuǎn)距離、非受控(不需要被識別人主動配合)的特點(diǎn)則可以有效加強(qiáng)油田的安防系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)隱患。

　　步態(tài)識別技術(shù)應(yīng)用于油田安全防控系統(tǒng)的方式是把油田工作人員的“步態(tài)”預(yù)先錄入數(shù)據(jù)庫，然后在日常監(jiān)控中，對每個攝像頭監(jiān)控到的人員的步態(tài)進(jìn)行比對。在這種模式下，沒有錄入數(shù)據(jù)的外部人員只要進(jìn)入監(jiān)控范圍，就會被立刻發(fā)現(xiàn)。這意味著，通過步態(tài)識別技術(shù)的引入，油田有望解放更多的人力并提高安保效率。

　　在家居領(lǐng)域，步態(tài)識別可以很好地應(yīng)用于智能家居系統(tǒng)中，賦予家電系統(tǒng)的的智能化感知，提供更加個性化的服務(wù)。

　　對于很多用戶而言，采用智能家居系統(tǒng)是為了更好的呵護(hù)和關(guān)懷家中的老人、小孩及寵物，目前市場上的智能家居系統(tǒng)為了增強(qiáng)和用戶的智能交互，很多采用的都是基本的人體檢測傳感器，或是人臉識別感知模塊，但這兩種方式都有一定的局限性。人體傳感器沒有辦法智能區(qū)分是老人、小孩還是寵物，人臉識別又需要強(qiáng)調(diào)配合，夜視環(huán)境下基本無法作用。而步態(tài)識別“識別到本人”、對光照環(huán)境不敏感、無需配合的特點(diǎn)則可以很好的補(bǔ)齊這些應(yīng)用缺陷，真正做到個性化服務(wù)。

　　作為遠(yuǎn)距離復(fù)雜場景下唯一可清晰成像的生物特征，步態(tài)識別適用的場景可謂相當(dāng)廣泛。只是目前國內(nèi)步態(tài)識別技術(shù)剛剛起步，相較于人臉、指紋等生物識別市場的普及度和成熟度，很多行業(yè)對于步態(tài)識別這種新興技術(shù)的應(yīng)用仍處于探索階段。

　　步態(tài)識別技術(shù)商用化落地開啟

　　不同于人臉、指紋、虹膜等靜態(tài)生物特征，步態(tài)識別主要是針對動態(tài)數(shù)據(jù)做取樣分析。首先通過攝像頭對人走路的過程進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)的檢測和分割，這個過程目前的實(shí)現(xiàn)方式是將人形區(qū)域和背景區(qū)域剝離開來，再對步態(tài)的特征進(jìn)行提取和表達(dá)，最后再進(jìn)行識別。

　　整個過程分為采集、分析、提取、比對四大環(huán)節(jié)，但其實(shí)每一個環(huán)節(jié)都充滿了技術(shù)挑戰(zhàn)。比如數(shù)據(jù)樣本的采集，如何獲取數(shù)據(jù)，又如何構(gòu)建步態(tài)識別的數(shù)據(jù)庫？在獲取到數(shù)據(jù)后如何分割前景和背景，讓識別更為精確？在特征表達(dá)的階段，又該如何解決跨視角識別的問題等等。

　　要從實(shí)驗(yàn)室走向商用場景，步態(tài)識別還要從識別精準(zhǔn)度、識別速度以及技術(shù)的應(yīng)用成本、便捷程度等方面著手一一攻克，而這些也是步態(tài)識別相關(guān)企業(yè)需要專注的方向。

　　在推進(jìn)技術(shù)商業(yè)化落地過程中，算法和數(shù)據(jù)庫建立是步態(tài)識別技術(shù)深化發(fā)展的基礎(chǔ)。目前國內(nèi)從事步態(tài)識別技術(shù)研發(fā)的企業(yè)屈指可數(shù)，有能力構(gòu)建核心算法的企業(yè)更為少見，水滴團(tuán)隊(duì)目前就是在針對這些非常關(guān)鍵的問題做技術(shù)研發(fā)，現(xiàn)在的一些核心算法，包括超精度的目標(biāo)分割，能達(dá)到的精度已經(jīng)跟人眼差不多。還有極速的目標(biāo)檢測，跨視角的識別精度都已經(jīng)處在世界首位。除此之外，水滴還擁有全球超大步態(tài)數(shù)據(jù)庫，并正在建設(shè)更大規(guī)模的數(shù)據(jù)庫。

　　有了核心算法和數(shù)據(jù)庫之后，就能一一解決步態(tài)識別領(lǐng)域里每一個環(huán)節(jié)的關(guān)鍵點(diǎn)位，并開發(fā)出能夠滿足實(shí)用需求的步態(tài)識別的產(chǎn)品平臺。目前業(yè)內(nèi)首款步態(tài)識別終端產(chǎn)品——“水滴神鑒”已經(jīng)誕生，可以集算法、軟件和硬件為一體，可謂安防領(lǐng)域一大新“神器” ，與此同時，融合了步態(tài)識別的邊緣計(jì)算產(chǎn)品步態(tài)智能盒子和步態(tài)人臉抓拍機(jī)等產(chǎn)品也在今年開始陸續(xù)面世，并已逐步落地應(yīng)用。這些產(chǎn)品的落地，無疑將加快步態(tài)識別技術(shù)在行業(yè)賦能的腳步。

　　廣義上的步態(tài)識別更多是一種終極形態(tài)的生物特征識別模式，可以融合包括人臉識別、體態(tài)識別以及其他一些識別方式，從而達(dá)到用整個人身體特征信息進(jìn)行識別分析的面目的，在我們目前推出的公共安全系列產(chǎn)品中，已經(jīng)綜合了步態(tài)識別、人臉識別、ReID(行人再識別/跨鏡追蹤)等技術(shù)，可以更加精準(zhǔn)地識別目標(biāo)人群。

　　而隨著步態(tài)識別技術(shù)的日趨成熟，技術(shù)帶來的變革也將充滿想象，繼人臉識別之后，步態(tài)識別有望重新開拓出一片生物識別技術(shù)“藍(lán)?！薄?/p>

　　(本文根據(jù)銀河水滴創(chuàng)始人兼CEO黃永禎專訪整理)