生物特征的多樣性決定了這種生物識別的準確性，指紋、面部、虹膜等都是我們較為熟知的識別方式，然而，一部今年上映的《碟中諜5》，卻讓我們見識到了一種更新穎的生物識別技術--步態分析。究竟什么是步態分析？神奇在哪？本期我們將為您揭曉。

　　什么是步態？顧名思義指的就是人行走的姿態，描述人行走特點的周期性現象;而步態分析，則是通過記錄、觀察、分析身體運動方式，建立步態模型，提取穩定的參數特征，并通過計算機去識別的過程。一個完整的步態周期又包含了“支撐階段”和“擺動階段”兩個階段。

　　早期的醫學研究顯示，人體的步態有24種不同成分，包括骨骼長度、肌肉力量、關節柔韌性等等，將這些步態特點綜合起來，“步態”就具備了個體特征性。用作身份識別時，只需將拍攝到的影像輸入系統，計算機會通過步態識別算法進行匹配，從數據庫中尋找匹配對象，并將最終的結果顯示出來。

　　實際上，正如《碟中諜》影片里詮釋的那樣，步態很難進行掩飾與偽裝，且在遠距離與低分辨率情況下，都可進行精準識別。下面，我們就生物特征的多樣性、穩定性、可采集性三個原則，來聊一聊讓班吉徹底絕望的“步態分析系統”。

　　對于步態分析，存在這樣一個假設，即每個人擁有一幅獨特的面孔，同時每個人也擁有與他人不同的步態。當然，上述假設得到了醫學研究的認可，也就是說“每個人的步態都是唯一的”。從解剖學的角度來看，步態唯一性的物理基礎是每個人生理結構的差異性，不同的腿骨長度、肌肉強度、重心高度以及運動神經靈敏度，共同決定了步態的唯一性。

　　與虹膜、指紋、聲音等其他生物識別技術相同的是，步態分析也存在穩定性問題，也就是說，一個人的步態會因為傷病、體重增或減甚至是著裝舒適度等因素影響而改變。因此，其穩定性上也存在一定的挑戰。

　　舉個很簡單的例子，例如今天腳上穿的鞋子不合腳或者不夠舒適，那么穿著者的走路姿態就會跟著發生變化;又或是走路或運動時，不小心將腳踝扭傷，那么此時對于一瘸一拐的你而言，步態分析系統就會認為你是另一個人或導致驗證失敗。實際上，每種生物識別方式，都有可能因為一些意外而無法驗證，因此，建立一套綜合全面性的驗證體系很有必要，也就是所謂的備選方案。

　　眾所周知，每種生物識別技術都會因為一些“意外”而導致不能完整準確的采集特征信息。步態分析在采集數據上，也存有類似問題。例如長褲平底鞋與長裙高跟鞋的區別，又或是一些信教國家，長袍是其傳統服裝，腿部被完全遮擋住，一致無法實現步態分析等等。

　　看到此處，有人或許會說那要它有卵用？實際上，步態分析的優勢在于遠距離識別，最遠可至數百米。此外，步態分析還可以輕松的區分出人的不同模式，例如行走、奔跑、負重等等。未來，將多種生物識別技術組合起來，根據實際的應用場景、用戶條件、安全等級自動切換，形成多模態識別技術，將比任何單一生物特征更具競爭力。

　　KinemaScan動物關節步態分析系統

　　KinemaScan動物步態分析系統是我們的神經退行性疾病評估產品系列中新的成員，可以對動物步態進行底面與側面的多維度分析。KinemaScan動物步態分析系統可通過高靈敏度、非接觸的方式對多種病理生理狀況進行分析，如脊髓損傷、帕金森疾病、阿爾茲海默證、肌萎縮性側索硬化癥、關節炎、疼痛、神經肌肉和骨骼肌疾病。

　　KinemaScan動物步態分析系統是一個多維度的分析系統，可以從兩種視角對動物跑步機透明跑帶上的動物步態進行視頻錄制和分析：底面視角進行傳統的動物步態分析；側面視角進行關節運動學分析。這兩個視頻是通過兩個高速相機分別獲取的，每個視頻可獲取20秒的數據（通過特殊的硬盤驅動可以時間更長），在一次實驗中就獲取了動物步態的豐富樣本。底面視角的視頻主要捕捉動物在跑步機上行走或跑動的足印；側面視角的視頻主要通過標記在動物后肢上的反光點或顏色來捕捉動物關節的運動。這兩種視角的視頻在動物行走的過程中是同步捕捉的。

　　KinemaScan動物步態分析系統可以可靠地分析這些多維度的視頻，并得出和病理生理相關的多種參數。這些參數包括所有的傳統的步態分析參數，包括站立時間，擺動時間，步態總時間，步幅，腳接觸面積的大小，足底壓力（使用顏色的強度水平測量），體足距（身體和腳之間的距離），足間距（不同足之間的距離），運行速度，步頻，步態協調性、體足夾角、足趾間距等參數。KinemaScan通過側面視角貼在動物后肢上的標記還可以分析關節運動參數，包括關節軌跡、關節軌跡隨時間的變化、關節夾角以及夾角隨時間的變化等。

　　Kinema可以將分析的詳細結果導出至Excel，并給出滿足實驗需求的統計數據。更高級的功能包括批處理分析、群組數據導出、視頻實時分析、壓縮視頻為Mpeg格式節省硬盤空間。以下是Kinema的軟件分析截圖，詳細顯示了每個足跡，當分析進行時，可將數據實時更新。

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