1“攝像測(cè)量”給出有力回答　周老虎無(wú)法還原“實(shí)體虎”

　　新聞關(guān)聯(lián)

　　2007年12月2日，中國(guó)攝影家協(xié)會(huì)數(shù)碼影像鑒定中心、華夏物證鑒定中心、野生動(dòng)物學(xué)家胡慧建、神探李昌鈺、中國(guó)刑科協(xié)指紋檢驗(yàn)專業(yè)委員會(huì)副主任劉持平、中山大學(xué)電子與通信工程系教授賴劍煌以及他的5人博士團(tuán)隊(duì)等六方專家，宣布了對(duì)周正龍華南虎照的鑒定結(jié)論：照片中的老虎是假老虎。

　　眾所周知，攝影是一個(gè)將三維場(chǎng)景投影到二維平面的過(guò)程，利用攝影測(cè)量技術(shù)，使用多幅不同角度拍攝的照片，則可恢復(fù)出三維場(chǎng)景。

　　可是，目前已公布的虎照中雖然存在不同位置、不同角度，但成像的位置、拍攝者手持相機(jī)的姿態(tài)等條件都不得而知，因此，傳統(tǒng)的攝影測(cè)量方法難以完成“三維老虎”。

　　而國(guó)防科大專家們?cè)谡撐闹斜硎荆�他們掌握的“攝像測(cè)量、計(jì)算機(jī)視覺(jué)中基于多視圖的三維重建法”，則不需要傳統(tǒng)攝影測(cè)量中的嚴(yán)格內(nèi)、外參數(shù)標(biāo)定。其原理是：根據(jù)成像過(guò)程不同的圖像自身所滿足的約束條件來(lái)解算三維空間場(chǎng)景中目標(biāo)的形狀、位置、姿態(tài)等參數(shù)。

　　記者試著舉一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明：假設(shè)一個(gè)人站在一棟建筑物旁邊，被拍下了多個(gè)角度的照片，只要已知這個(gè)人的身體高度，那么，通過(guò)“三維重建法”，就可以根據(jù)照片解算出那棟建筑物的真實(shí)長(zhǎng)、寬、高度——如果這個(gè)建筑物只是一個(gè)平面圖，那么真相就會(huì)大白——平面圖可以一時(shí)騙得了肉眼，卻糊弄不了科學(xué)。

　　專家們寫道：“通過(guò)提取老虎附近較大范圍空間內(nèi)有較大景深變化的特征點(diǎn)，如樹(shù)杈、枝結(jié)等，來(lái)解算多視圖幾何關(guān)系，大大提高了求解精度，由此最終求解得到了老虎在三維空間的位置、結(jié)構(gòu)等參數(shù)的定量結(jié)果。”

　　那么最終的結(jié)果是什么呢？

　　論文中的表述雖然十分專業(yè)，但記者第一次閱讀時(shí)，還是發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)關(guān)鍵數(shù)字：1米、0.1米。

　　論文說(shuō)：在此組照片虎姿狀態(tài)下，如果照片對(duì)應(yīng)于三維實(shí)體虎，根據(jù)常識(shí)可知：虎面部與臀部特征點(diǎn)在縱深Z坐標(biāo)方向的變化應(yīng)在1米以上，虎面部點(diǎn)和軀干點(diǎn)分別擬合的兩個(gè)空間平面的夾角應(yīng)大于50°。而我們實(shí)際重建的三維結(jié)構(gòu)在縱深方向變化僅0.1米，對(duì)應(yīng)的兩個(gè)平面夾角約10°，而且所有特征點(diǎn)的擬合平面近似平行于像平面。用這些測(cè)量點(diǎn)擬合一個(gè)平面的標(biāo)準(zhǔn)方差為0.02m，最大差為0.06m，即深度方向變化最多0.1米。

　　這段話的意思就是：按照常理判斷，在華南虎照片的虎姿狀態(tài)下，從虎頭到虎臀，本應(yīng)有1米多長(zhǎng)，但是，經(jīng)過(guò)三維測(cè)量還原發(fā)現(xiàn)，周老虎無(wú)法形成一個(gè)“實(shí)體虎”。考慮到測(cè)量誤差，周老虎的縱深“身長(zhǎng)”僅僅最多也只有0.1米——地球上目前還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)體形如此之扁平的老虎！

　　正由于此，論文明確地表達(dá)：“因此可以確定這些特征點(diǎn)在空間分布于一個(gè)平面上，不符合實(shí)體華南虎的三維立體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。”

　　用數(shù)碼相機(jī)在實(shí)驗(yàn)室拍攝辦公椅和平面板

　　模擬實(shí)驗(yàn)證實(shí)方法正確可信

　　新聞關(guān)聯(lián)

　　2007年12月31日，陜西省林業(yè)廳一位負(fù)責(zé)人表示：“現(xiàn)在輿論‘一邊倒’認(rèn)定周正龍?jiān)旒伲�即使公安部或�?guó)務(wù)院相關(guān)部門來(lái)鑒定虎照，也須考慮民眾聲音，但在考慮輿論的同時(shí)必須尊重事實(shí)與科學(xué)，假如現(xiàn)在報(bào)告二次鑒定結(jié)果為真實(shí)的，周正龍并未造假，那么輿論肯定會(huì)質(zhì)疑鑒定機(jī)構(gòu)的公證性和客觀性，這是鑒定機(jī)構(gòu)遲遲不能出臺(tái)報(bào)告以及不愿公布鑒定單位名稱的主要原因。”

　　得出周老虎照片無(wú)法還原成“實(shí)體虎”后，專家并沒(méi)有因此而滿足，為了驗(yàn)證自身算法的準(zhǔn)確性，他們還對(duì)立體和平面物體進(jìn)行拍攝重建實(shí)驗(yàn)。

　　他們綜合華南虎照的重建結(jié)果和網(wǎng)絡(luò)上提供的成像距離做參考，選擇的成像距離約20米，拍照的位置在1.5米之內(nèi)多次變換，而目標(biāo)分別為“具有空間立體結(jié)構(gòu)的”辦公椅和“空間的”平面板，分別對(duì)辦公椅和平面板進(jìn)行三維重建，比較重建結(jié)果。

　　以圖解說(shuō)：兩張配圖，為需要重建的辦公椅和平面模板及其特征目標(biāo)點(diǎn)。圖中辦公椅上的特征點(diǎn)為立體空間散布，不在同一空間平面，而圖中平面板是空間的平面。重建結(jié)果表明，辦公椅上目標(biāo)點(diǎn)的深度變化范圍為1.5米，而平面板上特征點(diǎn)深度變化范圍為0.14米，各點(diǎn)數(shù)值與實(shí)際分布較一致。

　　專家隨后將上述平面板測(cè)量結(jié)果用最小二乘法擬合一個(gè)平面，測(cè)量點(diǎn)與擬合平面距離的標(biāo)準(zhǔn)方差為0.021米，最大差為0.067米，平面板交會(huì)結(jié)果在深度z方向精度較差，有約6厘米的誤差——這與華南虎照重建結(jié)果的深度方向誤差在同一水平。

　　該實(shí)驗(yàn)證實(shí)，專家采取的算法正確重建了空間三維結(jié)構(gòu)，能夠滿足利用虎照對(duì)老虎三維重建的要求。

　　3分析虎照與年畫(huà)虎照的異同 兩張照片相似率接近100%

　　新聞關(guān)聯(lián)

　　2007年11月15日,一幅年畫(huà)使周老虎事件逼近真相：網(wǎng)友稱虎照原形系年畫(huà),并將年畫(huà)傳到網(wǎng)上。而陜西省林業(yè)廳副廳長(zhǎng)朱巨龍說(shuō)：“71張虎照我都仔細(xì)研究過(guò)，放大了看，放大后用放大鏡再看，誰(shuí)像我這么做過(guò)？老虎的眼睛有是變化的，有的是睜圓了的，有的是打盹的，用年畫(huà)不可能拍出這種效果。”

　　測(cè)完周老虎，專家們還不能夠松一口氣。因?yàn)椋�還有另外一只虎——年畫(huà)虎，在“虎視眈眈”地等著他們。

　　嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶＜覀兪紫燃僭O(shè)，華南虎照是拍自年畫(huà)虎，或者年畫(huà)虎拍自華南虎照，然后用平面之間旋轉(zhuǎn)、縮放和剪切的線性變換，消除了兩張照片之間在拍攝角度、距離不同所造成區(qū)別(見(jiàn)配圖)。

　　最終的對(duì)照結(jié)果表明：“照片虎與年畫(huà)虎的主紋理的骨架、輪廓基本重合，相似率為0.9986(1為100%相近——記者注)，滿足平面變換條件。”.

　　對(duì)于陜西省林業(yè)廳副廳長(zhǎng)朱巨龍的“虎眼睛”之說(shuō)，專家也充分考慮了進(jìn)去。他們對(duì)照片中虎眼的變化用骨架線曲率進(jìn)行了分析，指出了存在的差異并分析了可能的原因。

　　論文中承認(rèn)：40幅數(shù)碼虎照之間以及它們與年畫(huà)虎之間在視覺(jué)上存在一些區(qū)別，尤其虎眼部分變化明顯。

　　他們將40幅數(shù)碼照片中的4張以及年畫(huà)虎的兩眼區(qū)域，變換到相同的大小和角度。對(duì)視覺(jué)上差異明顯的右眼局部進(jìn)行對(duì)比，提取虎眼下眼皮(即眼睛下部的白色區(qū)域)的骨架線。

　　測(cè)試出來(lái)的相關(guān)數(shù)據(jù)表明，年畫(huà)虎右下眼皮骨架線曲率與6#照片中的曲率非常接近，而與29#和30#圖中的曲率相差較大，尤其與29#圖中的骨架線曲率相差更大，而且29#照片老虎成像較清晰。

　　從這一點(diǎn)來(lái)看，照片中的老虎眼睛與年畫(huà)中的老虎眼睛存在一定的差別，這也是“挺虎派”的重要支持證據(jù)。

　　專家們認(rèn)為：與29#圖相比，30#圖在眼球長(zhǎng)軸方向存在明顯的運(yùn)動(dòng)模糊(見(jiàn)配圖箭頭方向)，使29#圖中的圓形眼球模糊成橢圓形，會(huì)對(duì)曲率計(jì)算產(chǎn)生較大影響。圖13(b)中A所示的白角點(diǎn)會(huì)被(c)圖中的運(yùn)動(dòng)模糊掉，使白色下眼簾曲率發(fā)生變化，會(huì)誤導(dǎo)視覺(jué)效果。但較清晰的29#圖的下眼簾骨架線曲率與年畫(huà)虎的曲率有較明顯的不同，由于網(wǎng)上的年畫(huà)虎和華南虎照都存在一定運(yùn)動(dòng)模糊與離焦模糊，這種曲率不同的原因尚難以確定。

　　4專家坦言：用科技手段解決熱點(diǎn)問(wèn)題是職責(zé)

　　為真相提供一個(gè)科學(xué)參考

　　新聞關(guān)聯(lián)

　　2007年12月9日，國(guó)家林業(yè)局要求陜西省林業(yè)廳本著實(shí)事求是、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和對(duì)公眾負(fù)責(zé)的態(tài)度，委托國(guó)家專業(yè)鑒定機(jī)構(gòu)對(duì)周正龍所拍攝的華南虎照片等原始材料依法進(jìn)行鑒定，并如實(shí)公布鑒定結(jié)果。

　　1月12日上午，記者試圖采訪論文的其中兩位作者：于起峰教授和李立春博士生，可是遭到了婉拒。兩人均表示：這是針對(duì)社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題，布置給研究生的臨時(shí)科研小課題，他們的所有觀點(diǎn)和結(jié)論都已在論文中表達(dá)了。就周老虎的話題，國(guó)防科大以及他們本人不會(huì)接受任何形式的媒體采訪。這既是領(lǐng)導(dǎo)的要求，也是他們自已的意愿。

　　記者從多個(gè)側(cè)面打聽(tīng)到，這個(gè)選題是于起峰教授在與學(xué)生們閑暇聊天時(shí)談起的，初衷并非是沖著新聞的“熱度”。當(dāng)時(shí)，大家只是覺(jué)得，這個(gè)選題正好與精密光測(cè)圖像技術(shù)研究中心的研究領(lǐng)域相契合，作為科技工作者不能只冷眼光看熱鬧，有必要探究一下真相。

　　另?yè)?jù)了解，發(fā)表該論文的《科技導(dǎo)報(bào)》曾打算在例行新聞發(fā)布會(huì)上對(duì)外高調(diào)公布“測(cè)虎”結(jié)果，但最終還是放棄了。

　　一篇極有可能按照網(wǎng)絡(luò)用語(yǔ)，將被稱之為“最受國(guó)人關(guān)注的論文”，為什么會(huì)如此低調(diào)呢？答案也許就在論文的結(jié)尾：

　　“用科技手段解決社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題是科技工作者的職責(zé)，希望該研究工作可為有關(guān)方面最終確定華南虎事件真相提供一個(gè)科學(xué)的參考。”（記者 李春）

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