柴新樂 王毅

摘 要：通過介紹足跡行走運動特征和對比人體行走運動形態(tài)研究的不同思路，提出肢體動作與足跡行走運動特征變化的相關性研究的研究內(nèi)容并對開展該研究進行必要性分析，最后對該研究警務應用前景進行展望。

關鍵詞：肢體動作；足跡行走運動特征；必要性

一、足跡行走運動特征簡介

（一）足跡的行走運動特征概念

足跡（俗稱腳?。┦侨祟惿钪凶闩c物質(zhì)客體接觸時留下的痕跡，即人在進行站立、下蹲、行走和跳躍等活動時，自身重量和人體機理通過足作用于物質(zhì)客體上形成的痕跡。足跡中行走運動特征是反映人體行走運動形態(tài)的特征，主要包括步幅特征和步態(tài)特征。隨著步法特征檢驗技術的不斷發(fā)展，關于行走運動特征的研究又涌現(xiàn)出一些新的成果，如行走動力形態(tài)特征、鞋底磨損特征等。行走動力形態(tài)特征檢驗技術和鞋底磨損特征檢驗技術等新的研究成果都進一步豐富和發(fā)展了行走運動特征檢驗技術。

（二）足跡的行走運動特征的檢驗依據(jù)

人體的行走運動是受人的神經(jīng)系統(tǒng)支配的特殊且復雜的運動，人在習得走路之后，經(jīng)過無數(shù)次的重復練習，形成獨特的行走姿勢和行走習慣，即行走運動形態(tài)人各不同，足跡的行走運動特征是人體行走運動形態(tài)的反映，足跡的行走運動特征的檢驗依據(jù)主要取決于人體行走運動形態(tài)的特定性、穩(wěn)定性和反映性[1]。

1.行走運動形態(tài)的特定性

每個人的行走習慣和動作姿勢各不相同，如動作幅度、動作方向及肢體關節(jié)配合特點不同，就形成了每個人行走姿勢的個體特點，即行走運動的特定性。行走運動特定性的影響因素主要包括如下因素：人的先天遺傳因素；后天生活環(huán)境的影響；不同職業(yè)的動作習慣因素；神經(jīng)系統(tǒng)與人體運動規(guī)律特殊性的關系；人體健康狀況等。

2.行走運動形態(tài)的穩(wěn)定性

人在習得行走運動之后，經(jīng)不斷學習和反復練習，就可以形成以大腦皮質(zhì)為主導的一套有一定順序、間隔和相對穩(wěn)定的條件反射活動，即大腦皮層行走運動動力定型，人的行走運動形態(tài)就具有了相對穩(wěn)定的規(guī)律性。人的行走運動形態(tài)的穩(wěn)定性主要影響因素包括：運動系統(tǒng)骨骼肌、骨、骨連結的解剖學形態(tài)和生理機能；神經(jīng)系統(tǒng)的機能；人體健康狀況等。

3.行走運動形態(tài)的反眏性

行走運動形態(tài)反映在單個足跡上為步態(tài)特征，反映在成趟足跡上為步幅特征，反映在已穿著過一定時間的鞋上為磨損特征。行走運動形態(tài)通過遺留的足跡反眏出來，而影響足跡遺留質(zhì)量的因素主要包括：造痕客體（足、鞋和襪），承痕客體（地面、桌面等），作用力以及承痕介質(zhì)等。足跡遺留質(zhì)量越高，通常反映犯罪嫌疑人的個人特征也就越充分。

人體行走運動形態(tài)具有特定性、相對穩(wěn)定性和反映性，因此依據(jù)人行走運動形態(tài)在行走的人群中區(qū)別某個人是完全可能的。由于足跡行走運動特征是人體行走運動形態(tài)的反映，所以可以依據(jù)足跡行走運動特征分析犯罪嫌疑人的人身特點和行走運動形態(tài)，從而達到縮小排查范圍，提供偵查線索的目的。雖然足跡行走運動特征處在微量變化中，但可以保持其本質(zhì)不變，仍然是自身的同一，表現(xiàn)處于相對穩(wěn)定狀態(tài)，即行走運動特征相對穩(wěn)定性，同時每個人反映在足跡中的行走運動特征又因人而異，即行走運動特征的特定性。人行走運動形態(tài)可以被目擊者觀察并記錄到腦海中或者被視頻監(jiān)控拍攝并記錄下來，目擊者大腦記憶和視頻影像是對人行走運動形態(tài)的“動態(tài)”記錄，而足跡行走運動特征是以步態(tài)特征、步幅特征或鞋底磨損特征的形式對人行走運動形態(tài)的“靜態(tài)”記錄，這就為我們研究個體行走運動形態(tài)提供了兩種思路。

二、研究人體行走運動形態(tài)的兩種思路對比

通過視頻影像進行步態(tài)識別傾向于分析人體動態(tài)行走動作，通過足跡進行人體行走運動特征分析傾向于觀察靜態(tài)足跡外觀。足跡鑒定專家依據(jù)犯罪嫌疑人足跡判斷其行走運動形態(tài)在案件偵破過程中發(fā)揮了重要作用，隨著視頻監(jiān)控的普及，現(xiàn)在越來越多的科研單位都投入到步態(tài)識別領域中，對監(jiān)控視頻中記錄的人行走影像進行人的行走動作特點展開研究。通過足跡進行人體行走運動特征分析和通過視頻影像進行人體步態(tài)特征識別體現(xiàn)了兩種研究人體行走運動形態(tài)的思路，兩者的異同點如表一所示。

以上兩種研究人體行走運動形態(tài)的思路均具有明顯的優(yōu)缺點，開展肢體動作與足跡行走運動特征變化的相關性研究，可以有效地將足跡行走運動特征分析和步態(tài)識別技術結合起來，從而使人體行走運動形態(tài)分析過程更具體，更精準，更高效。

三、肢體動作與足跡行走運動特征變化的相關性研究的研究內(nèi)容

人體的行走是全身運動系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制的復雜綜合運動過程，上肢的擺動、軀干的重心移動等因素都對人體行走習慣有明顯影響，肢體動作與足跡行走運動特征變化的相關性研究應包括如下研究內(nèi)容：

（一）上肢動作對足跡行走運動特征的影響

如人體作抽煙、打手機、手持物品等動作和手臂受傷等因素對足跡行走運動特征的影響。

（二）軀干動作對足跡行走運動特征的影響

如人體作扭身、屈身、下蹲，跳躍、快速奔跑和走路較輕等動作時對足跡行走運動特征的影響。

（三）偽裝步態(tài)識別及偽裝步態(tài)對足跡行走運動特征的影響

研究偽裝步態(tài)及其對足跡行走運動特征的影響是提高步態(tài)自動識別精度的關鍵內(nèi)容。

（四）身負重物的方式和重量對足跡行走運動特征的影響

如身負重物的方式有抱重物、背重物、扛重物和雙人前后抬以及雙人左右抬等方式，不同的負重方式和物體重量對足跡行走運動特征的影響不同。

四、開展肢體動作與足跡行走運動特征變化的相關性研究的必要性

2017年公安部印發(fā)《公安科技創(chuàng)新“十三五”專項規(guī)劃》中提到，安全治理從人力密集向科技集約轉變，偵查破案從循跡追蹤向精準發(fā)力轉變。隨著大數(shù)據(jù)、云計算和人工智能等新興技術的迅猛發(fā)展，各類新興科技必將在警務應用方面發(fā)揮重要作用，足跡行走運動特征分析和這些新興科技結合應用更是大勢所趨，只有將足跡行走運動特征分析和步態(tài)識別技術結合起來[4]，才能發(fā)揮出利用行走運動形態(tài)及特征認定人身的重要作用，而只有開展肢體動作與足跡行走運動特征變化的相關性研究才能將足跡行走運動特征分析和步態(tài)識別技術結合變?yōu)榭赡?。開展肢體動作與足跡行走運動特征變化的相關性研究的必要性主要體現(xiàn)在：

（一）開展肢體動作與足跡行走運動特征變化的相關性研究是實現(xiàn)步態(tài)自動化識別的重要環(huán)節(jié)

目前足跡行走運動特征分析主要依據(jù)足跡鑒定專家的分析判斷，這就要求足跡鑒定專家具有過硬的專業(yè)素養(yǎng)和豐富的足跡分析鑒定經(jīng)驗。如何將足跡分析技術同大數(shù)據(jù)、云計算和人工智能等新興技術融合，是足跡學學科體系的重要研究課題，同樣只有將足跡行走運動特征分析和新興技術融合應用，才能使得步態(tài)自動化識別更精準。開展肢體動作與足跡行走運動特征變化的相關性研究有助于將足跡行走運動特征分析和新興技術融合應用，是實現(xiàn)步態(tài)自動化識別的重要環(huán)節(jié)。

（二）開展肢體動作與足跡行走運動特征變化的相關性研究是改善步態(tài)識別精度的關鍵部分

目前步態(tài)識別技術的識別精度還不是很高，人的健康狀況、負重 、衣著穿戴、地面狀況和人的心理狀態(tài)等因素都影響步態(tài)，這些影響因素制約著步態(tài)識別技術的識別精度。開展肢體動作與足跡行走運動特征變化的相關性研究，有助于改進步態(tài)識別技術中行走運動特征提取和分類方法、擴容步態(tài)數(shù)據(jù)庫和豐富步態(tài)相關算法，進而提高步態(tài)識別技術的算法精度。隨著步態(tài)數(shù)據(jù)庫的逐漸完善和技術算法精度的逐漸提高，步態(tài)自動化識別技術的警務應用前景定會十分廣闊，如實現(xiàn)步態(tài)自動化識別技術的警務化應用可以提高警方在視頻庫中尋找嫌疑目標的效率，實現(xiàn)串并案件[5]等。

（三）開展肢體動作與足跡行走運動特征變化的相關性研究是提高足跡利用效率的有力保障

刑事案件中犯罪嫌疑人的足跡出現(xiàn)率和足跡提取率都較高，但足跡的利用率不是很高，特別是利用足跡分析得出重要的偵查線索的案件更是少之又少，造成這種現(xiàn)象的原因除了多數(shù)足跡提取質(zhì)量不高外，主要因為優(yōu)秀足跡鑒定專家缺乏。足跡鑒定專家通過分析現(xiàn)場足跡可以得出大量犯罪嫌疑人信息，而大多數(shù)偵查人員由于足跡分析經(jīng)驗的不足很難通過分析嫌疑人足跡獲取有價值信息，這大大降低了足跡的利用效率。開展肢體動作與足跡行走運動特征變化的相關性研究，將足跡行走運動特征分析和步態(tài)識別技術結合起來，總結出肢體動作與足跡行走運動特征變化的相關性規(guī)律，進而利用犯罪嫌疑人的足跡行走運動特征反推其行走運動形態(tài)，然后再利用步態(tài)識別技術依據(jù)嫌疑目標的行走運動形態(tài)在視頻監(jiān)控中搜索嫌疑目標，實現(xiàn)以足跡查人的目標；或者利用步態(tài)識別技術對視頻中犯罪嫌疑人的行走運動形態(tài)進行分析，得出其步態(tài)特征和步幅特征，以便偵查人員根據(jù)步態(tài)特征和歩幅特征快速鎖定嫌疑目標足跡，實現(xiàn)以人找足跡的目的。開展肢體動作與足跡行走運動特征變化的相關性研究，有助于步態(tài)識別技術和足跡行走運動特征分析融合應用，有利于我們快速的找到犯罪嫌疑人足跡，是提高足跡利用效率的有力保障。

（四）開展肢體動作與足跡行走運動特征變化的相關性研究是增強警方辨識偽裝步態(tài)能力的重要基礎

目前步態(tài)識別技術主要是針對人體正常行走運動狀態(tài)下的步態(tài)動作進行識別，缺乏對人偽裝和異常步態(tài)的相關行為變化特征的研究。犯罪分子在作案過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)跳躍、攀爬、快速奔跑、下蹲和走路動作較輕等異常行為，而且隨著犯罪分子反偵查能力的增強，如犯罪分子會采用男扮女裝，或者女扮男裝，穿上內(nèi)增高鞋來改變自身身高，穿臃腫的衣服或者緊身衣來偽裝自己的體態(tài)或者改變肢體擺動幅度進而改變自身行走姿勢等方式躲避偵查，嫌疑目標的這些異常行為和反偵查行為的出現(xiàn)，無疑增大了警方發(fā)現(xiàn)嫌疑目標的難度。開展肢體動作與足跡行走運動特征變化的相關性研究有助于提高步態(tài)識別技術對偽裝和異常步態(tài)的識別能力，是增強警方辨識偽裝步態(tài)能力的重要基礎。

五、展望

利用步態(tài)識別技術對人的行走運動形態(tài)進行識別捕捉，利用遺留足跡對足跡行走運動特征進行分析，開展肢體動作與足跡行走運動特征變化的相關性研究，有助于我們將足跡行走運動特征分析和步態(tài)識別技術融合應用，必將進一步促進足跡分析技術和新型科技融合，既可以迅速地縮小偵查排查范圍，從而極大提高排查效率，又可以有效地甄別出嫌疑人的偽裝行為，為我們獲取訴訟證據(jù)提供線索，這定將極大提高我們的偵查破案的效率。由此可見，開展肢體動作與足跡行走運動特征變化的相關性研究是極其有必要的，而且隨著研究的逐漸深入，步態(tài)數(shù)據(jù)庫的逐漸完善和技術算法精度的逐漸提高，融合足跡行走運動特征分析的步態(tài)識別技術的警務應用前景定會十分廣闊[6]。

參考文獻：

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