身份识别，为什么走“两步”就搞定？

从*电视台1台的“机智卓越”到*电视台2台的“极客离开”，它们都显示出步态识别的独特魅力。由中国人开发和领导的步态识别系统在识别精度方面已经达到国际领先水平，有望快速进入人们的生活。

我听说过指纹识别和人脸识别，但为什么我没听说过步态识别？那么，步态识别是什么样的技术呢？为什么你可以通过“两步”来知道“你是谁”？

步态识别进入应用前景

你的步态会“背叛”你。

在动作冒险惊悚片《使命:不可能5》中，有一个场景吸引了人们对步态识别技术的关注。也就是说，蒙面的“汤姆·克鲁斯”现在是安全系统的最后一道防线。原来他的步态“背叛”了他。

“汤姆·克鲁斯”出现在安全系统前(网络图)

这是出现在电影中的步态识别技术。今天，科技已经从科幻变成了现实。步态识别的主要优点是距离远、非接触、不易伪装。其商业应用的主要目标可能是安全系统。

在生物特征识别领域，步态识别是最有效的目标距离。虹膜识别需要小于30厘米的目标距离，人脸识别需要小于3米的目标距离，步态识别需要50米的目标距离。因此，步态识别特别适合于远距离身份识别。

目前，有很多人脸识别系统，但动态识别非常困难。例如，犯罪嫌疑人通常故意隐藏自己的脸，避开摄像机的视角，由于光线不足等诸多因素的影响，人脸识别的准确率不高。

然而，一个人很难伪装他的行走姿势。即使你戴着面具，你也无法逃脱步态识别系统的“金眼”。这是任何其他生物识别技术都无法比拟的。因此，步态识别非常适合在犯罪现场识别嫌疑人。

为什么我的“步态”不同？

第一次听到“步态识别”这个优雅的名字，你可能会问，“那么什么是步态？”

在我们国家，有一句谚语叫做“骡子是由马拉出来走路的”。这是判断一个人能力的隐喻。最好的方法是看看他的行动。这里的“走”是指慢慢地走。这句话的字面意思是骡子和马在形式上非常相似，但是它们的行走姿势有它们自己的特点，所以它们可以通过行走来辨别谁是骡子，谁是马。事实上，这里的“行走姿势”叫做步态。

顾名思义，步态指的是人们走路的姿势。然而，步态识别技术中的步态包含了更为完整的内容，不仅包括身高、身高和瘦等身体形态特征。还包括运动特征，如运动方式、姿势等特征。

也许你还有这个问题，世界上有几十亿人，为什么我的“步态”如此不同？这是一个非常好的问题！因为这个问题涉及到步态的唯一性，这是步态识别技术的基础。

每个人的步态都是独特的(网络图)

根据医学研究的结论，每个人的步态都是独特的，也就是说，都有独特的特征。这是因为每个人的生理结构不同，比如腿骨的长度、肌肉力量、肌腱长度、骨密度、视觉灵敏度、重心位置和生理状态都不同。

国际公认的银河小滴步态识别技术(网络图)

谈到步态识别的优势，黄永珍博士说:“要识别动态的有形物体，步态识别是唯一的方法！”换句话说，步态识别的对象可以是有生命的或无生命的。只要是运动的有形物体，它就是步态识别的检测对象。

步态识别背后的“黑色技术”是什么？

那么，为什么我可以通过“两步”就知道我是谁？从应用终端来看，确实如此。然而，有一大群人。仅仅通过“两步”来识别一个人并不容易。

人类行为数据收集(网络图)

“两步走”背后似乎一定有一些核心技术。据报道，自动步态识别系统主要包括监控摄像头、计算机和步态视频序列处理与识别软件。其中，步态识别软件算法是自动步态识别系统的核心技术。为了使计算机能够完成自动步态识别并达到较高的识别精度，需要有一套先进的软件算法。

这里有一个非常关键的基础工作，就是建立步态数据库。所谓步态数据库，就是存储经过处理的有代表性的人的步态数据，从而为下一步的自动步态识别提供一个比较模板。

步态识别过程(网络图)

所谓的自动步态识别实际上就是步态分析的过程。首先，将捕获的图像输入到系统中，即通过记录、观察和分析人的步态数据来提取稳定的步态特征。然后让计算机通过步态识别算法进行匹配，即将新采集的步态特征与步态数据库中的步态特征进行比较，并显示最终的识别结果。

小步态的主要用途是什么？

步态识别也是一种精确的生物特征识别技术，在医学领域有着广阔的应用前景。你不应该低估步态中包含的信息量。将其应用于骨科手术和康复医学将会取得很好的效果。

你知道，行走是一个极其复杂的运动，几乎调动了全身所有的骨骼和肌肉，所以步态数据包含了一些肢体关节和神经系统的信息。因此，步态识别可以为手术方案的制定、手术疗效的评价、假肢的装配、物理矫形的选择和康复疗效的评价提供科学依据。

生物力学步态分析(网络图)

例如，对于患有膝关节疾病的患者，传统的治疗主要是改善疼痛。步态识别后，可以提供客观的步态参数，从而改善患者的预后。

一些科学家已经将步态识别应用于某些疾病的筛查，这是一次具有重大现实意义的尝试。哈佛医学院的一位教授总结了目前世界上最容易误诊的7种疾病，包括帕金森病和多发性硬化症。据说步态识别可以用于在早期阶段筛选和识别这两种疾病。

就智能制造而言，精密永远是时代科技进步的缩影。从厘米到毫米，从微米到纳米，人类已经迎来了一个超精密加工的新时代。

当步态识别应用于工业检测平台时，可以实时检测肉眼看不到的微小缺陷或微米级间隙。目前，该技术已应用于汽车、手机、纺织品和木材等生产过程的检测。

步态识别在工业测试平台上的应用(网络图)

步态识别技术在智能家居领域有着非常广阔的应用前景，深刻影响着人们对高科技概念的认知。例如，在门禁系统中结合了虹膜识别和步态识别，以提高其安全性和可靠性。

当用户从停车场走到电梯时，步态识别可以用来判断此人是否是远处公寓的居民。当住户来到家门口时，他可以切换到虹膜识别模式，以提高自动识别的安全性。

步态识别技术在智能家居中的应用(网络图)

只要用户走进房子，智能家居就会使用步态识别技术来识别你，然后电视会自动打开，为你播放你最喜欢的节目。空调也可以自动开启，空调温度可以根据不同家庭成员的需要进行调节。

据报道，步态识别还可以应用于公共交通、机器人开发、运动员训练、智能商务等领域。生物识别技术在人类社会的广泛渗透将为人们的生活开辟一个新世界。

参考

[1]央视2台“极客离开”步态识别:技术让嫌疑犯无处藏身，中国网，201009。

[2]参考新闻网。“中国的数字化引领世界之巅，德国媒体:从五大因素中获取优势”，Sina.com，201013。

3]中国科学报丁佳。为什么人工智能是“机智的”？中国科学院，2017年9月26日。

[4]王小涛，《中国经济导报》。步态识别:由银河水滴制成的“火眼”，中国科学院自动化研究所，2017年10月12日。

[5]北京晚报尹.“步态识别”将弥补“人脸识别”的缺陷，贺勋网，201003。