發(fā)表評論 1“攝像測量”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，中國攝影家協(xié)會(huì )數碼影像鑒定中心、華夏物證鑒定中心、野生動(dòng)物學(xué)家胡慧建、神探李昌鈺、中國刑科協(xié)指紋檢驗專(zhuān)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(lài)劍煌以及他的5人博士團隊等六方專(zhuān)家，宣布了對周正龍華南虎照的鑒定結論：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，利用攝影測量技術(shù)，使用多幅不同角度拍攝的照片，則可恢復出三維場(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、拍攝者手持相機的姿態(tài)等條件都不得而知，因此，傳統的攝影測量方法難以完成“三維老虎”。
而國防科大專(zhuān)家們在論文中表示，他們掌握的“攝像測量、計算機視覺(jué)中基于多視圖的三維重建法”，則不需要傳統攝影測量中的嚴格內、外參數標定。其原理是：根據成像過(guò)程不同的圖像自身所滿(mǎn)足的約束條件來(lái)解算三維空間場(chǎng)景中目標的形狀、位置、姿態(tài)等參數。
記者試著(zhù)舉一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明：假設一個(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”，就可以根據照片解算出那棟建筑物的真實(shí)長(cháng)、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(zhuān)家們寫(xiě)道：“通過(guò)提取老虎附近較大范圍空間內有較大景深變化的特征點(diǎn)，如樹(shù)杈、枝結等，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、結構等參數的定量結果�！�
那么最終的結果是什么呢？
論文中的表述雖然十分專(zhuān)業(yè)，但記者第一次閱讀時(shí)，還是發(fā)現了兩個(gè)關(guān)鍵數字：1米、0.1米。
論文說(shuō)：在此組照片虎姿狀態(tài)下，如果照片對應于三維實(shí)體虎，根據常識可知：虎面部與臀部特征點(diǎn)在縱深Z坐標方向的變化應在1米以上，虎面部點(diǎn)和軀干點(diǎn)分別擬合的兩個(gè)空間平面的夾角應大于50°。而我們實(shí)際重建的三維結構在縱深方向變化僅0.1米，對應的兩個(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。用這些測量點(diǎn)擬合一個(gè)平面的標準方差為0.02m，最大差為0.06m，即深度方向變化最多0.1米。
這段話(huà)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，本應有1米多長(cháng)，但是，經(jīng)過(guò)三維測量還原發(fā)現，周老虎無(wú)法形成一個(gè)“實(shí)體虎”�？紤]到測量誤差，周老虎的縱深“身長(cháng)”僅僅最多也只有0.1米——地球上目前還沒(méi)有發(fā)現體形如此之扁平的老虎！
正由于此，論文明確地表達：“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構特點(diǎn)�！�
用數碼相機在實(shí)驗室拍攝辦公椅和平面板
模擬實(shí)驗證實(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)廳一位負責人表示：“現在輿論‘一邊倒’認定周正龍造假，即使公安部或國務(wù)院相關(guān)部門(mén)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)，假如現在報告二次鑒定結果為真實(shí)的，周正龍并未造假，那么輿論肯定會(huì )質(zhì)疑鑒定機構的公證性和客觀(guān)性，這是鑒定機構遲遲不能出臺報告以及不愿公布鑒定單位名稱(chēng)的主要原因�！�
得出周老虎照片無(wú)法還原成“實(shí)體虎”后，專(zhuān)家并沒(méi)有因此而滿(mǎn)足，為了驗證自身算法的準確性，他們還對立體和平面物體進(jìn)行拍攝重建實(shí)驗。
他們綜合華南虎照的重建結果和網(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米之內多次變換，而目標分別為“具有空間立體結構的”辦公椅和“空間的”平面板，分別對辦公椅和平面板進(jìn)行三維重建，比較重建結果。
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。重建結果表明，辦公椅上目標點(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)數值與實(shí)際分布較一致。
專(zhuān)家隨后將上述平面板測量結果用最小二乘法擬合一個(gè)平面，測量點(diǎn)與擬合平面距離的標準方差為0.021米，最大差為0.067米，平面板交會(huì )結果在深度z方向精度較差，有約6厘米的誤差——這與華南虎照重建結果的深度方向誤差在同一水平。
該實(shí)驗證實(shí)，專(zhuān)家采取的算法正確重建了空間三維結構，能夠滿(mǎn)足利用虎照對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(chēng)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(cháng)朱巨龍說(shuō)：“71張虎照我都仔細研究過(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�！�
測完周老虎，專(zhuān)家們還不能夠松一口氣。因為，還有另外一只虎——年畫(huà)虎，在“虎視眈眈”地等著(zhù)他們。
嚴謹的專(zhuān)家們首先假設，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、縮放和剪切的線(xiàn)性變換，消除了兩張照片之間在拍攝角度、距離不同所造成區別(見(jiàn)配圖)。
最終的對照結果表明：“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(mǎn)足平面變換條件�！�.
對于陜西省林業(yè)廳副廳長(cháng)朱巨龍的“虎眼睛”之說(shuō)，專(zhuān)家也充分考慮了進(jìn)去。他們對照片中虎眼的變化用骨架線(xiàn)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：40幅數碼虎照之間以及它們與年畫(huà)虎之間在視覺(jué)上存在一些區別，尤其虎眼部分變化明顯。
他們將40幅數碼照片中的4張以及年畫(huà)虎的兩眼區域，變換到相同的大小和角度。對視覺(jué)上差異明顯的右眼局部進(jìn)行對比，提取虎眼下眼皮(即眼睛下部的白色區域)的骨架線(xiàn)。
測試出來(lái)的相關(guān)數據表明，年畫(huà)虎右下眼皮骨架線(xiàn)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(xiàn)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。
專(zhuān)家們認為：與29#圖相比，30#圖在眼球長(cháng)軸方向存在明顯的運動(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 )對曲率計算產(chǎn)生較大影響。圖13(b)中A所示的白角點(diǎn)會(huì )被(c)圖中的運動(dòng)模糊掉，使白色下眼簾曲率發(fā)生變化，會(huì )誤導視覺(jué)效果。但較清晰的29#圖的下眼簾骨架線(xiàn)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(zhuān)家坦言：用科技手段解決熱點(diǎn)問(wèn)題是職責
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，國家林業(yè)局要求陜西省林業(yè)廳本著(zhù)實(shí)事求是、科學(xué)嚴謹和對公眾負責的態(tài)度，委托國家專(zhuān)業(yè)鑒定機構對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)公布鑒定結果。
1月12日上午，記者試圖采訪(fǎng)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(guān)點(diǎn)和結論都已在論文中表達了。就周老虎的話(huà)題，國防科大以及他們本人不會(huì )接受任何形式的媒體采訪(fǎng)。這既是領(lǐng)導的要求，也是他們自已的意愿。
記者從多個(gè)側面打聽(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(zhù)新聞的“熱度”。當時(shí)，大家只是覺(jué)得，這個(gè)選題正好與精密光測圖像技術(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)私�，發(fā)表該論文的《科技導報》曾打算在例行新聞發(fā)布會(huì )上對外高調公布“測虎”結果，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(chēng)之為“最受?chē)岁P(guān)注的論文”，為什么會(huì )如此低調呢？答案也許就在論文的結尾：
“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，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�！保ㄓ浾� 李春）
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