心电身份识别技术的警务应用前瞻

摘要：心电身份识别是新型生物识别方案的代表，具有唯一性、可采集性、易处理性和安全性的特点。目前，该识别技术还存在问题和难点需要突破。非接触式心电身份识别系统的研发利用能够为警务工作赋能增效，例如，该系统在较远距离收集研判活体心脏的外形及运动等特有数据，分析数据即可进行身份识别，对于警方来说，它将是针对大规模蒙面人员展开身份识别认证又一重要利器。同时，该系统衍生的发展还具有可期待性，能够衍生出探头式、手持式、移动式等采集终端，强化警方的侦破能力，有力打击犯罪，是未来警务应用领域的重要手段。

关键词：心电身份识别;警务应用;前瞻

中图分类号：TP391.4

文献标识码：A

文章编号：CN61-1487-（2020）08-0038-03

传统识别技术在科学技术的飞速发展中，越来越体现出局限性。传统识别技术在使用过程中存在遗失、被盗、被伪造的可能性。因此，生物特征识别技术凭借便捷、可靠、低成本的特点，使得人们更加关注、认可该技术。生物特征身份识别技术（Biometric Identification Technology，BIT）是能够获取和分析人体特征，从而进行身份识别的新技术。生活中遇见的生物特征识别技术有：DNA识别技术，根据DNA结构不同的特点识别身份，结果十分精确。但是该技术受场地、环境和病理原因的影响，识别结果也会存在差异。步态识别技术：根据走路姿势判断识别个体，容易遭到外界环境因素的影响。指纹识别技术，指提取分析手指上的纹理特征后识别个体，很早以前就已经出现且应用于实际生活中，但是指纹存在被仿冒的风险。人脸识别技术，通过对面部器官之间的关系来进行身份识别的技术，但是遮挡住面部或光线不佳，会影响识别的准确度。虹膜识别技术，通过提取眼睛虹膜特征，进行身份识别的一种技术，虹膜稳定性强，但是识别运算复杂，采集设备造价过高。

现有的生物特征识别技术类型众多，且方便实用，但是在识别技术上都会存在大大小小的问题和局限，单纯的一种识别方式，目前来看已不能完全适应现实社会的发展。时至今日，识别技术正朝着复合型识别和新生物识别技术的发展方向前进。心电图（Electrocardiogram，ECG）是指心電图仪器通过记录心脏运动的电位差别，利用机器绘制而形成的图形。根据公开资料显示，1996年美国科学家利用ECG信号，开展识别个体的实验。

一、心电身份识别技术概述

生物特征体现了人类的身体特征。基于生物特征的识别技术在人类生活中发挥着显著的作用，而ECG的身份识别方案就是代表。ECG作为心脏时刻发出的心电规律信号，是人类心脏活动的显著表现。ECG是与生俱来的生理信号，心跳伴随着一生，且蕴含了多项的生物信息。由于心脏构造不一样，所产生的信号具有明显差异，且个体心电信号不完全相同，因此个体问心电信号存在的差异性为身份识别打下了基础。

（一）心电身份识别技术的特点

生物特征识别技术的优势有：安全度高，防丢防忘，防伪防盗，即刻使用。人体的生物特征有很多，满足身份识别技术需求的必要条件有：唯一性，可采集性，易处理性和安全性。

1.心电信号具有唯一性

个体的健康状况和生长环境，决定了个体的心脏形态存在差异，不同形态的心脏，产生的信号又具有差别。

2.心电信号具有可采集性

对个体的心电信号收集、研读和辨别相对方便，最常见的就是医院的传统心电图仪、手握式心电图采集设备以及穿戴式心电图采集设备。目前，已经有非接触式的采集工具问世，这将是心电身份识别技术日后广泛应用的重要基础。

3.心电信号具有易处理性

采集得到的心电信号，可以快速、高效地进行分析、比对。

4.心电信号具有较高的安全性

这与心电信号的活动特性息息相关，心电信号是以复杂的电信号进行表示的，所以很难被仿制。

（二）国内外研究现状

当下，传统领域的生物识别技术发展遇到了瓶颈，技术的短板也日渐增多，尚未实际应用的人体心电信号是目前身份识别领域新的研究方向。国际上通用的心电身份识别方法目前来说主要由基于心电特征点和基于心电波形形态这两大类方法组成。

1.基于特征点的心电身份识别

Israel等人提取了一条心电波形的15个特征信息，在对29个人的识别实验中，取得了100%的正确识别率。天津理工大学的陈辰、郑刚等首先提取了26个心电特征，利用筛选出来的9个特征取得了99.7%的正确识别率，利用筛选出来的17个特征在自采的120个健康个体心电数据中取得了94.8%的正确识别率。

2.基于波形形态的心电身份识别

Poree、Fabienne等人记录了个体不同在乎躺，站立，运动三种不同状态下的心电记录，在对自采数据库的14名健康个体的实验中，最好的识别率为100%。天津理工大学的麻妙玲等人利用基于高斯混合模型的心电波形筛选方法，建立单心动周期标准心电波形，在对52个个体的识别实验中取得了91.05%的正确识别率。

二、心电身份识别的问题及难点

国内外基于ECG信号身份识别实验虽然取得了成功，部分实验甚至拥有较高的识别率，但实验本身还是存在瑕疵。第一，缺少个体实际采集的心电数据支撑;第二，实验样本数量少，不具备代表性。因此，将心电身份识别技术应用到警务活动中还需要解决两个难点。

（一）难以确保识别的准确率

实验样本较少时，个体的心电信号差异显得比较突出，当样本增多时，个体心电信号间的特征差异趋向接近，所以从实验到应用，任重道远。

（二）难以确保识别的效率

目前，实验场景下，样本规模较小，当数据量不断增大，达到数千级、数万级的时候，识别的时间就必定会大幅度增加，而冗长的识别时间降低工作效率。

三、心电身份识别技术的警务应用

有案例顯示，某地暴乱分子在实施暴乱犯罪行为时，统一穿着黑色服装、面带口罩等进行身份掩饰。警方通过各种手段获取大量暴力犯罪视频证据，但因无法对蒙面人员进行身份识别，故很难对其进行精准抓捕、精确打击，给警方开展行动造成很大的被动。对这种成千上万人进行面部掩饰的大规模暴乱，现有的高科技侦查手段，如：人脸识别、声纹识别、虹膜识别、结构化视频、手机定位等，都无法发挥应有作用，而心电身份识别技术就要派上用场了。

（一）非接触式心电身份识别系统

该系统是指利用多普勒雷达远程扫描采集人体心脏物理学和生物学特征数据，并上传至身份识别认证数据库，当再次采集到与数据库存储一致的人体心纹数据时，就可以对该人身份进行同一性认证。再辅以人脸识别技术，即可对未知身份人员进行唯一性确认，这是人体生物学非接触识别技术领域又一最新研究成果。

美国布法罗大学华人科学家许文耀团队，经过科研攻关，已经成功试制出基于雷达波扫描原理的识别系统，该系统能够在较远的距离收集研判活体心脏的外形以及心脏运动等特有数据，通过研读分析数据进行身份识别。该技术的雷达信号强度比目前普遍使用的Wi-Fi信号还弱，系统功率只有5毫瓦，辐射强度不及智能手机的1%，因此不会对人体健康构成威胁。研究人员通过对78人检验发现，平均扫描精准度能够达到98.61%，误差率仅为4.42%。随着人工智能技术的飞速发展，其精准度还能得到更大提升，误差率也将会极大地下降。对警方来说，“非接触式心电身份识别系统”将是对大规模蒙面人员开展身份识别认证的又一重要利器，再复合应用现场高清摄像头固定的暴力犯罪行为视频证据，就能够对蒙面人员的行为和身份开展1：1确认，进而对蒙面犯罪人员进行卓有成效地精准打击。

（二）非接触式心电身份识别系统的未来展望

目前，根据相关研究结论，“非接触式心电身份识别系统”能够衍生出探头式、手持式、移动式的采集终端，甚至会继续减小终端的尺寸，以便使其能被安装在计算机键盘、ATM机的某个角落。探测角落可以从设计之初的30米延伸到更远。如果应用得当，该系统不仅能够给警方精准识别大规模蒙面人员的真实身份提供强力支撑，也可以为其他案件的侦查提供证据支持。

综合理论研究和相关结论，通过“非接触式心电身份识别系统”，能够为警方提供强力支撑，帮助警方精准识别大规模群体事件中的蒙面人员的真实身份，同时，结合高清摄像头、执法记录仪等设备固定案件现场的视频证据，辅助警方对蒙面人员的真实身份进行比对确认，进而对蒙面人员的暴力违法行为开展高效准确的打击。下面，以H地大规模蒙面暴乱为例，模拟“非接触式心电身份识别系统”的警务实战应用。

面对人员大规模聚集且蒙面的情况，政府应及时采取高效措施，积极应对，控制事态蔓延，遏制事件的进一步恶化。一是准确判断事件的性质。不同性质的聚集事件，处置的方式手段不一样。二是及时决策并采取有效措施加以控制。要坚持“现场第一”原则，迅速控制事态。应对危机的反应要及时，在第一时间、第一现场作出反应;领导和相关人员不要回避，应及时到位，积极疏导，与群众对话，了解群众有什么诉求，哪些是合理的，哪些是不合理的，有针对性地展开思想工作，讲清政策。如果现场出现了暴力，就要果断制止。要坚持“依法处置”原则，在整个事件处置过程中，警方既要做到依法依规，严惩违法犯罪，维护社会公平正义和法治权威，又要准确运用法律，依法保护公民的合法权益。

某日，H地街头再次发生大规模蒙面暴乱，警方通过“非接触式心电身份识别系统”，在游行示威现场远程采集相关蒙面人员的心纹数据，并同步匹配采集暴乱犯罪现场高清视频证据。在第二天，警方在机场、车站、海港、商业街、大型居住区等人员密集区，使用“非接触式心电身份识别系统”秘密采集过往行人的心纹数据和人脸特征图像并上传至心纹识别数据库比对，当发现“行人甲”的心纹数据与数据库“蒙面人员A”的心纹数据一致时，即可对“行人甲”和“蒙面人员A”进行身份同一陛认定。因警方在秘密采集“行人甲”的心纹数据的同时，通过高清摄像头已经采集“行人甲”的人脸照片，再通过人脸识别技术，可以立即锁定“行人甲”的真实身份，也就等于间接锁定“蒙面人员A”的真实身份，办案部门利用心纹识别情报，即可择机对“蒙面人员A”（即“行人甲”）进行抓捕审讯。

事后，按照《突发事件应对法》，社会安全事件发生后，采取高效稳妥的应急处置措施：第一，面对持械对抗，或以暴力相向的违法犯罪当事人，必须及时强制隔离，妥善解决和制止矛盾纠纷;第二，特别是针对重要建筑、交通工具和涉及群众生活的燃料、燃气、电力、供水等场所，要进行特别保护和控制;第三，及时封锁事件发生的场所、道路，驱离围观人员，查验核实参与人员的身份，并限制参与人员随意在相关区域内的活动;第四，重视易受冲击的核心机关和单位的警卫工作，特别是要在政府部门、军事机关、新闻机构和外国使领馆等单位附近设置临时警戒区域;第五，在法律法规赋予的职权范围内履行必要职责以外，同时，政府还要注重新闻宣传和舆论导向。政府要发挥媒体的导向作用，正视问题、开诚布公，及时占领舆论的最高点，充分利用宣传阵地，传播真实、准确的信息，保证第一时间向社会公布事件处理的最新情况，及时辟谣，把流言控制在最小的范围内。事件平息后，要进一步做好群众工作，要注重总结反思，避免隐患再次出现。为此，一要做好总结反思，总结经验教训;二要完善问责纠错机制，在日常工作中强化岗位责任意识，避免实际工作中因某些干部玩忽职守、官僚主义、行政腐败、制度漏洞等原因，使群体事件发生和灾害影响扩大。三要做好相关善后工作，避免事件再次发生。

事后的精准抓捕不仅减轻警方现场处置难度，提升了警方打击此类违法犯罪活动的效率，更能够对违法人员进行彻底打击，让胆敢以身试法的违法人员无处逃遁，彰显“天网恢恢、疏而不漏”的法律权威，强力震慑其他心存侥幸的违法人员主动投案自首，同时，敦促其他蠢蠢欲动的人员必须理性表达诉求。

四、结语

警方利用“非接触式心电身份识别系统”大数据，能够精准识别大规模游行示威的蒙面人员。随着时间的推移，技术的升级发展，该项技术还将衍生出各种高端应用。当然，该技术也存在一些弊端，例如蒙面人员穿着“心电信号屏蔽”设备，能够对抗警方侦查。但是，无论其掩饰得多么复杂、多么彻底，也无法逃脱法律的制裁。“魔高一尺道高一丈”，技术的革新和发展，伴随着需求的不断升级。虽然心电身份识别技术的应用刚刚起步，还存在不少问题和困难，克服技术的局限，发挥技术的效能，为警方消灭犯罪、止乱制暴提供了一个全新的视角。包括心电身份识别数据在内的基础要素信息是警方侦查破案的重要依据，实现数据的自动化采集、数字化存储、智能化应用，能够助力警务人员更全面、更彻底、更高效地打击大规模蒙面人员，实现人民群众日益增长的美好生活需要，必将推动社会管控体系建设跨入人工智能发展新阶段。

作者简介：辛昊（1986-），男，汉族，陕西扶风人，中国人民警察大学（广州）讲师，研究方向为治安管理。

（责任编辑：李直）