摘要：在公安领域，基于视频监控的图像测量主要集中在通过视频监控提供的图像信息进行嫌疑人身高测量方面。近年来，随着视频监控技术日益成熟和普及，在公安方面的应用的也越来越多。利用视频图像获取与案件有关的破案线索和犯罪证据，已经成为侦查的重要手段之一。本文介绍利用Photoshop中的消失点工具，简化操作方法，简便精确地测量参照物与犯罪嫌疑人异面情形下的犯罪嫌疑人的身高，为今后的公安工作创造更良好的环境。
关键词：消失点工具；嫌疑人身高测量
中图分类号：D918；O433 1 文献标识码：B DOI：10 3969/j.issn.1001-0270.2017.04.31
The Measurement of the Height of the Suspect in Opposite Situation
CHEN Fei-fan，YANG Zhi-chao*
（Department of Criminal Science and Technology， Zhejiang Police College， Zhejiang 310053， China）
Abstract： In the field of public security， video surveillance image measurement is mainly concentrated in the image information provided by video surveillance for suspect height measurement Video surveillance technology in the application of public security is also more and more with it increasingly mature and popular in recent years Using video surveillance image to obtain case-related clues and criminal evidence has become one of the important means of investigation The article describes the use of the vanishing point tool in Photoshop to simplify the operation method， can easily and accurately measure the reference object and the suspects in the case of opposite situation of the suspect"s height and for future public security work to create a better environment
Key Words： Vanishing Point Tool； The Height of the Suspect
1 引言
在公安领域，基于视频监控的图像测量主要集中在通过视频监控提供的图像信息进行嫌疑人身高测量方面。近年来，随着社会科学技术的发展，视频监控技术日益成熟和普及，在公安方面的应用的也越来越多。利用视频图像获取与案件有关的破案线索和犯罪证据，已经成为侦查的重要手段之一。浙江省的视频监控系统发展走在全国的前列，对于视频图像的测量应用更具研究价值和实际意义。
同时，身高信息是嫌疑人的重要人身特征，确定嫌疑人的身高范围对嫌疑人画像和缩小侦查范围具有重要意义。然而，通过视频监控截取的图像往往是一个方向的图像，即单向单幅。同时，受监控设备的影响，图像的清晰度不高，而且测量的对象复杂多样，特别是对于视频监控画面中嫌疑人的身高测量，因其行走姿态各异、测量环境复杂多变、测量数据难免出现误差，在实验研究过程中需要通过严格的实验设计的有效的控制误差。
目前，利用视频监控进行嫌疑人身高测量方面的研究主要集中在同面情形下嫌疑人身高的视频测量，也就是被测目标（嫌疑人）与参照物在同一平面上，如浙江的李苑和谢贤能提出了单幅画面中判断嫌疑人身高的方法，山东的赵秀萍和王云提出利用Photoshop测量视频画面中人体身高的办法。然而，在公安机关实际获得的视频图像中，在大多數情况下，嫌疑人与参照物并不在同一平面中。因此，研究异面情形下嫌疑人身高的视频测量对于当前公安工作是迫切需要研究和解决的问题。
2 利用Photoshop消失点工具测量异面
情形下嫌疑人的身高
2 1 Photoshop消失点工具
消失点工具允许在包含透视平面（例如，建筑物侧面或任何矩形对象）的图像中进行透视校正编辑。通过使用消失点，可以在图像中指定平面，然后应用诸如绘画、仿制、拷贝或粘贴以及变换等编辑操作。但图像测量所利用的消失点工具，并不需要其添加或删除画面的功能，而是利用其能够创建透视画面并能进行测量的功能。
2 2 利用消失点工具测量所需条件
异面情形下的嫌疑人身高测量需符合以下条件：
①嫌疑人身高参照物与嫌疑人须同时在一个水平面中（如同时在地面），若嫌疑人与其身高参照物处于两个不同水平面中，那么图像测量所利用的消失点中透视工具也无法达到其效果。
②平面中须有一定的点可以借助，须在同一平面上找到四个点，而这四个点须在画面中构成平行四边形，才能够利用消失点工具构成一个平面，否则无法建立正确平面。准确来说，消失点工具也是利用在画面中平行的两条线系统地出画面的消失点位置，不需要人工手绘其消失点的位置，这是为了由于某些条件下消失点会处于画面之外而难以画出消失点等情况的合理解决。
③嫌疑人与其所站平面必须垂直，若是不垂直，如嫌疑人站在斜坡上则无法进行测量。我们所利用的消失点工具，正是因其可以在所制定的平面上进行任意垂直平面的创建，若是嫌疑人与所创平面不属于完全垂直，则无法用消失点工具做出与嫌疑人所在平面，无法进行下一步工作。
2 3 利用消失点工具测量身高
由于各种问题如摄像头的安装问题，会导致画面中对嫌疑人倾斜，为了使操作更加合理化，首先利用标尺工具将人头脚相连，再利用图像-图象旋转-任意角度-确定，之后将画面中的人物调整为垂直于画面。
①在画面中确定参照物与犯罪嫌疑人身高的定点。（如图1）
②利用滤镜-消失点，打开消失点工具。
③观察图片，寻找犯罪嫌疑人与其身高参照物所处的同一平面，将地面的情况放大，有助于平行四边形四个点的定位。利用消失点工具左侧的创建平面工具，在同一平面上建立平行四边形。（如图2）
④移动创建的平面，使其左上角经过参照物的底点，使其右下角经过犯罪嫌疑人重心。
⑤选择创建平面，从上边拉出垂直于地面且与参照物同一的平面，使创建的新平面顶端经过参照物的顶端。继续创建平面，从右边拉出与地面垂直且与犯罪嫌疑人同一的平面，使创建的平面经过犯罪嫌疑人顶点。
（如图3）
⑥利用标尺工具，测量出同一平面内犯罪嫌疑人的身高与参照物的高度。（如图4）
⑦利用现实中栏杆的高度，与画面中参照物与犯罪嫌疑人的高度。利用公式，计算出犯罪嫌疑人的真实身高。
3 误差分析
3 1 监控画面质量各不相同
从精确测量的角度而言，画面的质量和像素水平对测量的精度有直接的影响，从目前的情况来看，由于设备本身分辨率、数据压缩、系统维护、天气条件等多种因素的影响，视频监控的像素水平都不是很高，这对测量犯罪嫌疑人身高有这一定的影响。
利用所拍摄照片，研究画面中人物身高所占画面长度的像素比与身高测量相对误差之间关系，得出数据。
为了深入探究相对误差与身高像素之间的关系，将拍摄角度进行改变，分别在0度、30度、45度的角度下按照相同方法进行实验，得到误差数据。
根据身高像素和相对误差，绘制散点图并拟合指数曲线。绘制如下图：
0°拍摄的散点图并拟合指数曲线y=0 1007e-0 002x，横坐标为身高像素，纵坐标为相对误差。（如图5）
30°拍摄的散点图并拟合指数曲线y=0 14e-0 002x，横坐标为身高像素，纵坐标为相对误差。（如图6） 45°拍摄的散点图并拟合指数曲线y=0 15e-0 002x，横坐标为身高像素，纵坐标为相对误差。（如图7）
根据指数曲线拟合情况，可以得到0°、30°、45°拍攝的图像的像素和测量身高的相对误差之间的关系。0°、30°、45°分别得到三个指数方程，可以发现，函数的截距系数依次增大，表明随着拍摄角度的增加，测量的相对误差是增大的。
3 2 摄像头安装的位置和参数各不相同
无论是对固定目标的测量还是对移动目标的测量，被测视频的角度拍摄的角度和方向对目标测量都有影响。根据透视学的原理，相机摄取的画面有平视图、斜俯视图和斜仰视图三种基本方式。一般而言，相机所摄取的画面多为平视，而监控摄像头则大多是俯视。从测量上讲，除了平视的状态以外，其他情况下画面中目标的透视比例变化越大，越容易产生误差，所以，在被测视频中，监控的俯角不宜过大，否则造成过大误差，对测量产生过大影响。当然，画面的变形是影响测量的另一个不可忽视的因素，变形的产生一方面取决于摄像镜头的焦距，另一方面取决于物距。焦距短，拍摄的范围大，但目标距离太近，容易产生较大的夸张型透视变形，影响测量的准确度。
3 3 犯罪嫌疑人身高的影响因素较多
在视频侦查过程中，截取犯罪嫌疑人存在的画面很多，通过视频侦查技术获取犯罪嫌疑人的身高数据也是日常侦察过程中的重要工作。但是，在日常的视频画面中很少存在犯罪嫌疑人自然站立的情况，我们测量的身高往往是犯罪嫌疑人的“姿态身高”，而姿态身高与自然站立的身高差也因人而异。并且，除了姿态对人身高存在较大的影响之外，不同职业、性别、年龄的人一天之内的身高也存在差异。
3 4 画面取点误差
无论是在参照物上还是在犯罪嫌疑人上，选点、取点对于测量误差有着直接的影响。在不同的拍摄场景和角度下，犯罪嫌疑人的头上如何选点，脚在地面上的选点，都是凭借着公安人员自身的经验来判断，犯罪嫌疑人的发型会影响定点的判断，犯罪嫌疑人的站姿会影响重心的判断，所以选取测量点对最终的测量结果有重要影响，会因此产生取点误差，此类误差的定量工作还需进一步研究。
4 总结
本文通过利用Photoshop中的消失点软件有效地测量图像中犯罪嫌疑人的身高信息，为公安工作在视频侦查方面提供便利有效的解决方案。我们小组通过不同站位的照片拍摄，模拟视频监控中的画面，进行多组实验以及对所拍摄照片进行计算分析，最终得出一定的结论。在实验中我们对于图像测量中一些基本的干扰因素暂且不考虑，如图像中嫌疑人身高的定点是凭借我们自身的经验，而这会影响测量的准确度等。我们组对于Photoshop软件中的消失点工具利弊进行充分研究，熟悉其在照片测量方面的操作步骤，综合所得到的数据，得出Photoshop软件中消失点工具的可操作条件，以及将其操作步骤进行详细讲解，在实际操作中要结合图片的辨析度、人员与环境的关系等各方面进行综合考虑，才能更加合理有效地利用该软件。
参考文献：
[1]赵秀萍，王云，宋军 利用Photoshop测量视频图像中人体身[1]高的方法[J] 警察技术，2011（3）：73-75
[2]童冬生，王圣江 以透视学相关理论研究判断嫌疑人身高[1][J] 湖北警官学院学报，2015，28（6）：145-147
[3]郑美麤，徐一苇，杨璐 视频监控技术在侦查中的应用[J] [1]湖北警官学院学报，2014，27（11）：33-35
[4]李苑 单幅画面中嫌疑人身高测判方法比较[J] 中国人民[1]公安大学学报：自然科学版，2008，14（3）：29-31
[5]谢贤能，李苑 视频监控画面中嫌疑人身高的测判[J] 刑[1]事技术，2009（6）：35-36
[6]武亚军 视频图像侦查在公安工作中的发展和应用[D] 西[1]北大学，2015
[7]王俊杰 基于图像的尺寸测量算法研究[D] 郑州大学，
[1]2013
[8]徐雯 视频监控系统在街面犯罪侦查中的应用[J] 净月学[1]刊，2008（6）：44-47
[9]吴焕明，方漪 基于计算机立体视觉的图像测量技术[J] [1]图学学报，2002，23（4）：60-67
[10]张彩霞，古迎冬 视频下的动态人体身高测量[J] 北方工[10]业大学学报，2014，26（1）：10-15
