违纪质询中人像辨认欺骗的眼动甄别研究

庄东哲

(中国人民公安大学侦查学院， 北京　100038)

违纪质询中人像辨认欺骗的眼动甄别研究

庄东哲

(中国人民公安大学侦查学院， 北京100038)

摘要嫌疑人在侦查中进行人像辨认的时候，经常隐瞒与某人的相识关系而企图割断自己与案件的联系，也有证人在人像辨认的时候否认和歪曲事实而进行虚假指认。在违纪质询真实的情绪压力下对196例被试进行的人像辨认眼动实验结果表明，通过眼动测试特定的程序和方法，采集并分析辨认主体的眼动数据，可发现嫌疑人在进行人像辨认时特定的眼动特征和眼动模式，进而对辨认结果的真实性与可靠性进行甄别和判断。平均注视时长、目标区回视与扫视次数、瞳孔大小变化、眼跳均速、眼跳减速度峰值等指标均可作为甄别嫌疑有效的眼动指标。

关键词人像辨认; 眼动; 认知; 情绪; 注视; 眼跳; 数据分析

0引言

辨认是侦查中一项常规性的侦查措施，在侦查讯问以及询问证人过程中，侦查人员经常安排嫌疑人或与案件有关的人员通过照片进行人像辨认，以确定涉案人员情况。犯罪嫌疑人在供述过程中经常狡辩和抵赖，在照片辨认时编造谎言，谎称“从没见过”、“不认识”某人，试图割断自己与特定涉案人员以及犯罪案件的联系；证人有时会出于包庇亲友罪行等动机做出伪证，在人像辨认中虚假指认，欺骗侦查办案人员。这时，对人像辨认结果真实性、准确性的甄别和判断往往会严重影响案情分析。辨认主体在辨认过程中，如果故意隐瞒真相、欺骗侦查人员，侦查人员凭借经验往往一时无法判断真伪；而照片辨认时进行眼动检测与特征分析，则可为判断辨认结果的真伪、确定嫌疑程度及涉案人员的关系提供新的方法。

眼动心理学研究者对面孔识别进行了一些研究，这些研究主要包括不同种族和不同文化群体对面孔识别的眼动模式研究、不同熟悉度的面孔识别以及不同情绪面孔识别的眼动模式等[1]；结合警务工作实际而进行真实情绪压力下人像辨认欺骗的眼动应用研究尚未见到。其中，对不同熟悉度面孔识别的眼动研究对于人像辨认欺骗的甄别看似是有意义的。早期的眼动研究认为，人们对熟悉面孔和陌生面孔的认知加工是通过各自独立的路径实现的，依赖不同的功能性编码[2]。人对熟悉面孔的识别速度要远远快于陌生面孔，只需大约250 ms就可以将熟悉的面孔识别出来，而对陌生面孔识别的眼动加工则需要更长的时间[3]。Van Belle， Ramon，Lefevre和Rossion (2010)的研究提出了熟悉面孔和陌生面孔识别的眼动模式差异，发现人们对熟悉面孔内部特征的注视时间比对陌生面孔的注视时间更长、局部加工点更多[4]。随着熟悉程度的提高，人对熟悉面孔眼部的注视越来越多，在完成面孔的熟悉性判断任务中，对熟悉面孔的识别倾向于只注视眼睛，而在识别陌生面孔时则首先在双眼间平移而后向嘴巴运动[5]。这些研究对于质询中人像辨认欺骗的甄别具有一定意义，但也存在明显的问题。

第一，警方组织的人像辨认经常是在涉及辨认主体违法犯罪的调查中进行的，辨认主体有可能面临严厉的处罚，从而进行欺骗。第二，以往的面孔识别眼动研究对熟悉与陌生人像的定义标准也与侦查办案中的辨认情形不同，在警方的人像混杂辨认中，熟悉面孔经常是相关涉案人员，嫌疑人对此类熟悉者会产生明显不同于陌生面孔的情绪唤起，也就是说，以往的面孔识别实验与警务办案实践中的情况在情绪压力方面有着质的不同。第三，在警方的人像混杂辨认中，辨认主体主要是熟人识别任务，而非面孔记忆任务或其他特定任务，面孔识别任务不同也会导致眼动特征的明显差异。

基于以上情况，本研究结合侦查辨认的实际工作情况，对196例被试进行了真实的质询，引起被试情绪压力，被试在接受质询时选择了隐瞒和说谎。在此情况下进行人像辨认的眼动实验，收集分析眼动数据，以找到通过眼动特征甄别人像辨认欺骗的新方法。

1实验方法

1.1　实验设计

实验采用2(目标情境：涉案人员照片辨认、无关人员照片辨认)×2(组别：嫌疑组、无辜组)×9(兴趣区：人物组合图片第一到第九兴趣区)混合设计。目标情境和兴趣区为组内因素，组别为组间因素。因变量是人像照片辨认过程中被试的眼动情况，包括单人照片辨认、人物组合图片辨认和在9个兴趣区中的注视时间、注视次数、眼跳速度、眼跳加速度、眼跳加速度峰值、回视次数、瞳孔直径等。

1.2　被试

以往的眼动实验大多在实验室条件下进行，无法营造与质询情境类似的强大心理压力，被试在观看视觉刺激材料时并无强烈的欺骗动机，也无担心真相暴露的真实恐慌情绪。为解决这个问题，给被试造成真实的情绪反应，本实验研究进行了以下准备。

(1)本研究组按照国家公务员考试的题型和标准，秘密命题，印刷试卷和答题卡，随机选取196名大四毕业班的大学生被试，在其对本实验研究毫不知情的情况下，组织进行“毕业生职业能力测试”。

考后将试题和答题卡收齐，随机将其平均分为两组，分别为“嫌疑组”和“无辜组”。

(2)首次约谈。在考试结束的两天之后，由外请的陌生老师(后简称为“贾某”)逐个通知嫌疑组学生，以工作招录有关事情为由，约其即刻去某办公室谈话。学生到办公室后，贾某与其面对而坐，让学生清晰看到对方正脸。贾某告之“上次毕业生职业能力测试，你的成绩不理想。”询问其原因，并对即将影响其找工作而表示遗憾。随后表示，此次考试成绩本该记入档案，但出于对学生的爱护和对毕业生找工作的帮助，贾某决定将其隐瞒，此次成绩不放入档案，择机进行补考。随后，贾某要求该学生严守秘密，与贾某见面一事不能对任何人提起，否则不仅丧失机会，更重要的是有舞弊之嫌，有可能受到学校的严厉处分。此步骤历时五天，约见了“嫌疑组”98名学生被试，并详细记录了约见的时间、地点和经过。而另外98名“无辜组”被试未做任何约谈。

(3)首次约谈完毕后，按照首次约谈顺序，由本校老师对嫌疑组被试逐个问询。随后对无辜对比组被试进行相同的问询。问询开场白：“我们是司法鉴定中心的工作人员，前一段时间你们进行过一次职业能力测试，有人举报其中存在舞弊行为，受学校有关部门委托，我们对此事进行调查，请你配合调查，如实回答我们的问题。”问题采用规范程序，制造情绪压力。问题包括：①这次考试你觉得自己考得如何？②这次考试之前中后，你是否存在舞弊行为？③你是否知道存在舞弊行为？④某年某月某日某时至某时(根据记录，各自被贾某首次约见的时间)，你去什么地方做了什么事？随后，对其进行人像辨认眼动测试。

1.3　实验材料

用佳能7 d数码相机，在相同的背景和光线条件下拍摄9个人物证件照，其中一张为贾某，其余8人的性别、拍摄方式、距离、大小、像素与贾某照片相同。拍摄完毕后进行黑白处理，确保亮度一致。共制作10张照片作为正式实验材料，其中9张为单人证件照，包括几天前单独约见嫌疑组被试的贾某和另外8名陌生人的面孔照片。第10张图片为前9张人像照片的组合图，9个人像以相同的缩放比例进行缩放，以相同的大小3行×3列均匀分布排列在一张图片上。在导出眼动数据之前按照9个人像所在位置做了兴趣区划分，将每人的头像区设置为等大的兴趣区，编号1~9。也就是说，一个人像对应一个兴趣区，它代表了一个相对独立和完整的认知加工区域。

所有图片都经过统一的处理，图片为黑白，面部区域大小、所占比例、亮度和对比度一致，背景颜色为白色。图片编入Experiment Center眼动实验设计程序，按照程序设计呈现给被试。在眼动试验中，被试按照顺序依次观看10张图片。前9张图片为单人头像照片，清晰展示人物正面面孔特征，每张照片呈现时间为4 000 ms。每张照片前以2 000 ms黑色十字图案间隔，以避免上一张照片对后一张照片首次注视位置的干扰。贾某的照片出现在第五张。最后一张人物组合图片呈现20 000 ms，贾某的照片放入9号区即右下角区域。实验中被试观看的全过程需要76 s。

1.4　仪器

实验仪器为德国SMI公司开发的采样率250 Hz的桌面式眼动仪。人物照片由19英寸显示器呈现给被试，显示器的刷新频率为85 Hz，分辨率设定像素值为1 024×768。实验材料由Experiment center3.2编辑呈现，记录的眼动数据经Begaze软件计算并导出。

1.5　步骤

眼动测试在问询之后进行，地点在询问室，环境安静，光线明亮柔和。为排除问询者对被试的干扰，在被试进行眼动测试期间，问询者走出房间关上房门，由另一主试坐在显示器后方对测试实验进行指导。眼动测试过程中，主试的行为按照事先规定的程序进行，分为以下6个步骤。

第一步，测试前的准备。包括主试引导被试坐在合适的位置，保持舒适的姿势，向被试介绍测试程序和要求，登记被试基本情况等。

第二步，眼动定标程序。进入测试之前，被试坐在显示器前约70 cm处，自然姿势，与设备无接触无固定，目光与显示器水平，采取black circle 5点定标法完成被试眼动定标。大部分被试一次定标通过，也有少量被试经指导，经多次定标完成眼动定标程序。嫌疑组有2例定标失败放弃测试；无辜组有3例定标失败而放弃测试。

第三步，由主试宣读指导语，布置任务：“下面在电脑上给你看一些人物照片，这里面有人是你认识的，请仔细观看，看看认识哪个。看的过程中不必回答，全部看完后我们再问你。开始。”

第四步，正式测试实验。被试自由观看，测试过程不予任何语言提示和干扰。10张图片观看完毕后，眼动数据收集结束。

第五步，在对98名嫌疑组被试问询和眼动测试之后，进行无辜组的问询和眼动测试实验，步骤同嫌疑组。所有的196名被试问询与眼动测试结束后，本研究组书写感谢信，澄清事实，强调实验对于犯罪侦查研究的重大意义，承诺本次实验不会对被试产生任何不利影响，并对参与实验的被试表示感谢，由班主任在班会上集中宣读。研究组设立为期2周的心理辅导，以消除本项实验导致的不良心理影响，2周内心理咨询室未接到任何相关来访和来电。

2实验结果与数据统计分析

本研究用SMI公司的BeGaze眼动数据分析软件对196名被试在实验过程中的全部眼动数据进行整理，以excel表格形式导出，剔除十字间隔图片数据和无效数据，保留照片辨认的有效眼动数据用于统计分析。数据样本包括嫌疑组被试98名，无辜组被试98名。经筛选剔除干扰及无效被试数据20例，有效样本数量为176例，其中嫌疑组被试91例，无辜组被试85例。

将用于统计分析的数据归列于6张excel表格，分别为：

blink details：眨眼数据，包括所有被试在观看不同图片时的眨眼次数、时间等。

event detailed statistics：眼动事件数据，包括所有被试眨眼、注视、眼跳等眼动事件明细。

Fixation details：注视数据，包括所有被试注视的详细数据。

mangroup aoi detailed statistics：人物组合图片兴趣区眼动明细。

mangroup aoi fixations：人物组合图片兴趣区注视数据。

saccade details：眼跳明细。

2.1　人物组合图片辨认兴趣区眼动多元统计量假设检验

数据来源于人物组合图片兴趣区注视数据表(mangroup aoi fixations)，即给被试呈现20 000 ms时长的含有目标人像的组合图片时的眼动数据。在此实验中，可将嫌疑组与无辜组的眼动数据看作是两个分布，检验这两个分布是否具有不同的眼动特征。

分析方法选择多元统计量均值的假设检验，分析过程使用Matlab R2003a。在未知协方差矩阵的情况下，对两个分布的均值向量是否相等进行检验。为保证检验的合理性，统计指标上选择了具有连续分布的注视开始时间(fixation start)、注视时长(fixation duration)、注视结束时间(fixation end)、注视位置XY坐标(Position X/Y)、平均瞳孔大小(average pupil size X/Y)、注视偏离(dispersion X/Y)6个指标。

对两个分布的样本的分量分别进行标准化后，计算均值向量和协方差矩阵，进行假设检验：

检验水平为0.95下的F分布值为1.889，而样本检验统计量高达36.3，与原假设极不相容，说明样本组的均值不相等，也即由多元眼动数据代表的嫌疑组与无辜组属于两个不同的类别，具有极不相似的眼动规律。

2.2　人物组合图片辨认兴趣区眼动单指标统计分析

2.2.1指标均值检验

在人物组合图片任务下，从嫌疑组与无辜组在上述9个连续指标中选取注视时长、注视位置坐标、瞳孔大小等指标，分别进行均值是否相等的假设检验。在开展检验前，首先对两类别的方差是否相等检验，从而确定均值的检验采用何种检验方式和统计量。

方差检验使用的统计量为：

当方差相等时，检验统计量和拒绝域分别为：

当方差不等时，检验统计量和拒绝域分别为：

根据上述检验，对嫌疑组和无辜组进行人物组合图片辨认时眼动数据的检验结果，见表1。

表1　人物组合图片眼动指标均值检验

嫌疑组与无辜组的上述5个指标的均值均存在显著差异。

2.2.2指标分布拟合分析

对mangroup aoi fixations中嫌疑组和无辜组眼动指标中的注视时长与瞳孔大小分别进行分布拟合，选用非参数高斯径向基核函数的拟合，具体结果如下。

(1)注视时长(Fixation duration)

嫌疑组的注视时长集中在2 000毫秒以内，以500毫秒为峰值；属于无辜组的被试注视时长一般不会超过1 000毫秒，最有可能注视250毫秒左右。

(2)平均瞳孔大小(Average Pupil Size)

Average Pupile Size X指标嫌疑组和无辜组的分布存在差异，嫌疑组集中分布在14左右，而无辜组集中分布在16左右。

图1　兴趣区瞳孔直径分布拟合对比示意图

2.2.3目标(贾某人像)兴趣区眼动特征嫌疑组与无辜组双样本T检验

分析数据来自人物组合图片兴趣区眼动明细(mangroup aoi detailed statistics)和人物组合图片兴趣区注视数据(mangroup aoi fixations)。双样本t检验是检验两个样本平均数与其各自所代表的总体的差异是否显著，在此用来判断嫌疑组和无辜组被试在观看组合照片中的目标兴趣区时，与观看非目标区域的眼动特征相比，有无明显差异。用目标兴趣区眼动特征数据值作为样本1，用非目标区域的眼动特征数据值作为样本2进行双样本t检验。用0.90的置信度确定双边检验T值的阈值，绝对值大于阈值的眼动特征为有效眼动特征。反之则为无效眼动特征。

对于嫌疑组和无辜组，t检验策略相同，目的是为了发现嫌疑组表现出的明显的眼动差异，而在无辜组的数据中，这些差异是不存在的。

根据上述的T检验策略，经检验得出2项有效眼动特征，见表2。

表2　兴趣区眼动指标值双样本T检验部分结果

2.3　单人照片辨认眼动单指标统计分析

分析数据来自于眨眼明细(blink details)、眼动事件详细数据(event detailed statistic)注视数据(Fixation details)和眼跳明细(saccade details)。本研究通过统计分析，检验当目标照片出现的时候，嫌疑组被试是否表现出不同的眼动特征，以及伴随目标照片的出现可能存在的某种特定的眼动模式；而这种眼动特征或眼动模式是无辜组被试的眼动特征中不存在的。

表3　单人照片辨认眼动单指标基尼系数AR

研究通过基尼系数AR和秩和检验方法衡量每个组别的数据对于嫌疑/无辜的区分能力，准确度比率在-1~1之间。指标的区分能力越强，准确度绝对值便越接近1。

根据每个指标的基尼系数AR和秩和检验方法，在0.9的置信度下检验指标的有效性，筛选得出以下区分嫌疑/无辜的有效指标。

3讨论

3.1　眼动分析对于甄别嫌疑人的作用

人物组合图片辨认兴趣区眼动多元统计量假设检验表明，在观看包含靶刺激图像的组合照片时，涉案并进行了欺骗的嫌疑人具有与无辜者极不相同的眼动特征。支持了人像辨认中可通过眼动检测识别欺骗、甄别嫌疑人的假设。

3.2　人像组合图片辨认中的注视

在眼动过程中眼睛保持相对静止被称为注视(fixation)，人在观看时通过注视获取信息。本研究中，嫌疑组被试对人物组合图片的平均注视时长更长，拟合分布曲线峰值在500毫秒附近；而无辜组被试的注视时长曲线峰值在250毫秒附近。这反映嫌疑人对图片隐含信息的认知加工程度更深以及任务执行的配合度较低。而嫌疑组被试对组合图片中目标兴趣区的平均注视时间显著短于陪衬兴趣区，回视与扫视次数也显著小于陪衬兴趣区，表现出对熟悉的人像的快速识别和下意识的回避反应。无辜组不具有这个特点。

3.3　人像辨认中被试的瞳孔大小

与预假设不符的是，实验数据表明在观看组合图片时，嫌疑组被试的平均瞳孔大小比无辜组小，t检验p<0.05。影响瞳孔大小的因素很多，但一般认为，在情绪高度唤起状态下，受动眼神经中的交感神经纤维支配，瞳孔会变大。而在嫌疑人接受质询之后的人像辨认过程中，尽管有理由认为，由于他们做了“不为人知”的事而可能面临受到处分，使得他们的情绪唤起水平更高，但相比无辜组，他们的瞳孔直径却更小。这反映了他们在编造谎言的过程中对询问应答信息进行了深度的认知加工，从而导致对随后的辨认材料发生认知疲劳。Poock在1973年的实验中发现当被试大脑负荷达到了他们最大能力承受范围的125%时，他们的瞳孔就会缩小[6]。在质询情境下，嫌疑人动用了更多的认知资源，从而导致认知疲劳，而无辜则出现了更为强烈的情绪反应，而认知疲劳不明显。

另一个值得注意的现象是，尽管嫌疑组被试在照片辨认时的瞳孔更小，但当靶刺激出现时，其瞳孔增大的幅度却比无辜组更为显著，表现出极为明显的增大变化趋势，经t检验，p<0.05，基尼AR和秩和检验此变化指标项对于区分嫌疑人与无辜具有良好的能力。这反映出嫌疑人在靶刺激出现后依然出现了无辜组所没有的显著的情绪变化。

3.4　甄别嫌疑人的其他有效眼动指标

嫌疑组被试在人像辨认中，当靶刺激出现时，与陪衬刺激相比，表现出了许多具有显著性意义的眼动特征；然而，该研究在数据分析过程中发现，靶刺激出现时嫌疑组有一些具有显著性差异的眼动特征在无辜组被试也有出现。这只能解释为实验设计的系统性误差，比如刺激的顺序、靶刺激出现的时间、靶刺激的位置等，而不能作为甄别嫌疑的眼动指标。

本研究发现眨眼、注视、眼跳指标数据均具有区分嫌疑和无辜的能力，其中眼跳和注视数据明显高于阈值，区分嫌疑人与无辜的能力十分显著。

眼跳(saccade)即眼球在注视点之间的跳动，是受中枢神经系统控制的随意运动，表现为注视点或注视方位的突然改变[7]。眼跳在阅读研究中是常用的指标，它反映阅读效率和材料加工难度。在本研究的面孔识别任务中，眼跳的频率、时间、幅度、速度、加速度等方面均表现出区分嫌疑人与无辜的能力，除眼跳平均延迟时间和眼跳减速度峰值t检验差异值为负，表示检验组均值大于对比组，其余眼跳指标t检验差异值均为正。其中眼跳减速度峰值和眼跳均速对区分嫌疑人与无辜的意义尤为突出，嫌疑组被试在靶刺激出现时眼跳减速度峰值显著高于、眼跳均速显著低于陪衬刺激出现时的眼跳，而无辜组被试不具有此特点。对此无法解释为阅读效率低或材料加工难度高，而是反映出嫌疑人对靶刺激及其隐含信息的精细加工，亦或情绪对认知的干扰及复杂的交互作用，目前尚无法确切解释。

4结论

本实验中的人像辨认情境与侦查讯问中犯罪嫌疑人伪供及询问调查中证人伪证情况下的人像辨认相近。在面对可能遭到惩处的情况时，质询对象产生了真实而严重的情绪压力，为了逃避罪责、洗清嫌疑进行了辨认欺骗。在此辨认过程中，嫌疑人被试的眼动特征与无辜被试表现出了显著不同的特点，具有极不相似的眼动特征。这些眼动特征反映出嫌疑人与无辜对涉案人物面孔不同的视觉认知加工方式，也反映出嫌疑人高度紧张的情绪对视觉认知加工的影响，还反映出欺骗行为中特有的眼动模式。在案件调查中，可通过特定的眼动测试程序，对进行人像辨认中的被试进行眼动检测，收集分析其眼动指标，通过眼动的特点判明真相、甄别嫌疑。

许多眼动指标对于甄别嫌疑都具有意义，这些具有甄别意义的眼动指标可组成核心指标集，包括平均注视时长、瞳孔大小、目标区扫视与回视次数、眨眼频率、目标区眼跳次数和频率、眼跳时长、眼跳幅度、眼跳速度、眼跳加速度、眼跳均速、眼跳减速度峰值等。其中，靶刺激下眼跳减速度峰值和眼跳均速对于甄别嫌疑人具有非常显著的意义，此核心指标集中的其他眼动指标在甄别嫌疑作用意义上均接近显著性水平。

对于侦查工作，本研究具有重大的实际意义，可以使用现有数据和核心指标集建立一个多元统计量的分类器，将工作对象辨认时的眼动数据采集并导出到该分类器中，即可自动判断其嫌疑程度。

参考文献

[1]杨青,闫国利.面孔识别的眼动模式述评[J].心理与行为研究，2013(3).

[2]BRUCE V, YOUNG A. Understanding face recognition [J]. British Journal of Psychology, 1986, 77(3):305-327.

[3]JACQUES C, ROSSION B. The speed of individualface categorization[J]. Psychological Science, 2006, 17(6):485-492.

[4]VAN B G, DE G P, VERFAILLIE K, et al. Face inversion impairs holistic perception: Evidence from gaze-contingent stimulation[J]. Journal of Vision, 2010, 10(5):10.

[5]樊倩,隋雪.面孔识别的眼动研究[J].社会心理科学,2012,26(9):34-39.

[6]POOCK G K. Information processing vs pupil diameter [J].Perceptual and Motor Skills, 1973, 37(3):1000-1002.

[7]闫国利,熊建萍,臧传丽,等.阅读研究中的主要眼动指标评述[J].心理科学进展，2013(4).

(责任编辑陈小明)

作者简介庄东哲(1972—)，男，天津人，讲师，硕士。研究方向为侦查心理学。

中图分类号D918.5