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【期刊名称】 《刑事技术》
修正变形指纹提高比中概率的案例思考
【英文标题】 Matching Probability Improved by Rectifying Deformed Fingerprints
【作者】 陶桂兰董大刚
【作者单位】 辽宁省大连市公安局刑侦支队{学士,高级工程师}黑龙江省虎林市公安局刑事技术大队
【分类】 司法鉴定学
【中文关键词】 指纹自动识别系统;细节点特征;修正变形指纹;比中概率
【英文关键词】 automatic fingerprint identification system; features of detail point; correction of deformed fingerprints; matching probability
【文章编码】 1008-3650(2019)06-0562-03
【文献标识码】 B DOI: 10.16467/j.1008-3650.2019.06.020
【期刊年份】 2019年【期号】 6
【页码】 562
【摘要】

现场指纹受环境、犯罪嫌疑人接触客体种类、作案过程中用力程度等因素影响,常常会发生一定变形,变形现场指纹的特征点相对位置间距会发生变化,在指纹自动识别系统查询比对过程中比中概率降低。利用图像处理软件对变形现场指纹进行合理修正是一种提高比中概率的有效方法。笔者利用Photoshop_CS5图像处理软件对一枚变形现场指纹进行修正,修正前、后在同一指纹自动识别系统进行比对检验,样本指纹分别位于第134位和第1位,表明合理修正变形指纹可提高指纹比中概率。

【英文摘要】

The fingerprints found at the scene often occur of deformation by the influential factors from, e.g., environment, variety of the objects that suspects contacted, intensity of the force exerted with the fingerprint owner, hence resulting in the feature points of the fingerprints to change their juxtapositions so that the automatic fingerprint identification system will have lower matching probability due to the incompetent query between the relevant fingerprints. If the deformed fingerprint can be rectified, their matching probability could be improved. Here, a deformed fingerprint extracted from scene was corrected by Photoshop_CS5, one image processing software. From comparison against the deformed fingerprint with and without correction through automatic fingerprint recognition system, the sample fingerprint was respectively matched to the candidate’s at 1st place forwarded from the one at 134th. Thus, rational correction of deformed fingerprints can truly improve the matching probability between fingerprints.

【全文】法宝引证码CLI.A.1283708    
  

指纹自动识别系统(AFIS)是采用计算机技术、模式识别技术、网络技术等高科技手段,对指纹图像及相关信息进行处理、存储、比对和辅助鉴定的计算机应用系统。目前国际上成熟的指纹自动识别系统主要有日本NEC、美国COGENT和法国Morpho{1}。采取人工标注现场指纹的细节特征,然后在系统中将样本指纹的细节特征进行自动匹配检索,按照相似程度从高到低打分并依次排序给出候选检视名单,得分越高排名越前比中概率越大,反之比中概率越低。指纹图像预处理是指纹自动识别系统不可缺少的重要环节,其性能优劣直接决定了指纹识别的效果{2}。指纹图像预处理是指纹自动识别系统对捺印或现场指纹特征进行提取的过程,这些特征通常包括指纹的纹型分类、中心和方向、三角和细节特征。有的AFIS还提取了指纹中心和三角之间的纹线数、细节特征之间的纹线数等信息,这些特征都是指纹自动比对的依据{3}。参与比对的常见细节特征有起点、终点、分歧、结合、小沟、小眼、短棒、小桥、小点等九种。纹线的端点和分叉点在指纹中出现的机会最多也最稳定,且容易获取。依据这两类特征点可对指纹特征进行匹配,并计算特征提取结果与已存储的特征模板的相似程度。在指纹比对检验过程中,指纹细节特征的人工标注方法以GA774.5—2008《指纹特征规范》(第五部分):指纹细节特征标注方法{4}和指纹工作者长期实践过程中的习惯标注方法为主,除了准确标注细节特征外,整体指纹中每个细节特征的相对位置也是决定检材与样本的相似程度、影响得分高低进而决定比中概率的重要因素。而现场指纹受到环境、犯罪嫌疑人作案过程中用力程度以及所接触客体种类等复杂因素的影响,经常会出现变形扭曲等现象。如果不对变形的现场指纹进行修正,标注细节特征点的相对位置将与样本指纹不一致,按照细节特征点相对位置形成的指纹拓扑图将会发生变形,比中概率会降低。本文介绍利用Photoshop_CS5图像处理软件对一枚变形现场指纹进行修正前、后在同一指纹自动识别系统中进行检验的实例,对修正变形指纹提高比中概率进行讨论。

1案例

1994年8月,庄河镇邱屯委徐岭粮库附近的玉米地发现一具高度腐败女性尸体,系被强奸后杀害。经现场勘查后,在尸体附近一辆红色自行车的车座套管处发现一枚可疑的手部握持指纹痕迹,经过处理后提取到一枚灰尘减层汗液指纹。由于指纹遗留位置在车座套管处,有一定的弧度,在固定现场指纹时采用直接拍照方式无法准确对焦,经过多次现场试验,最终采用辅助圆柱体表面展开方式拍照固定成功。此后,技术人员多次在指纹自动识别系统中对现场指纹进行编辑比对,在常规50名候选样本中未发现可疑人员。多年来,一直没有放弃对本案现场指纹的查询比对。考虑到现场指纹遗留客体的特殊性,笔者尝试利用Photoshop_CS5的“缩放、扭曲、变形”等工具对现场指纹进行了多次修正,利用原图、修正后现场指纹图重新编辑细节特征,同时扩大候选范围为200名进行查询比对(比对结果见图1),编辑前后分别在排名第134位(图1a)、第1位(图1b)比中嫌疑人右手小指指纹。

(图略)

图1比对结果(a:原变形指纹首次比中第134位候选人;b:修正变形指纹后比中排名第1位候选人)

Fig.1 Comparison results (a.134th candidate was matched with the original deformed fingerprint for query; b. the first candidate was matched with the corrected version of that deformed fingerprint)夫妻本是同林鸟

2方法及结果

2.1还原现场指纹图

本案案发时间较早,技术人员送检的是一份附带比例尺的现场指纹放大照片。通过测量,原照片附带比例尺的缩放比例为0.285。在处理指纹变形问题前,利用指纹自动识别系统的调整比例尺功能,按照原指纹放大照片上的比例进行11还原,确保指纹与实物尺寸相同后再进行变形校对,并以校对后提取到细节特征形成的拓扑图进行样本比对,进而


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【注释】                                                                                                     
【参考文献】

{1}赵向欣.指纹技术[M].北京:中国人民公安大学出版社,2003:691-670.(Zhao Xiangxin. Fingerprint technology [M]. Beijing: Chinese People’s Public Security University Press, 2003:691-670)

{2}杨小青,杨浩,陈意林.指纹自动识别系统中的图像预处理技术[J].重庆科技学院学报(自然科学版),2006, 8(1):91-95.(Yang Xiaoqing, Yang Hao, Chen Yilin. Image preprocessing technology in automatic fingerprint recognition system[J]. Journal of Chongqing University of Science and Technology (Natural Science Edition), 2006, 8(1):91-95)

{3}王威,张晓梅.指纹信息工作教程[M].北京:群众出版社,2012:91-95.(Wang Wei, Zhang Xiaomei. Course for fingerprint information work [M]. Beijing: Qunzhong Publishing House, 2012:91-95)

{4}全国刑事技术标准化技术委员会.指纹特征规范(第五部分):指纹特征标注方法:GA774.5―2008.北京:中国标准出版社,2008:2-3.(National Technical Committee for Standardization of Criminal Technology. Fingerprint feature specification (part 5): Fingerprint feature labeling method: GA774.5―2008. Beijing: Standards Press of China, 2008:2-3)

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