痕迹检验技术应用与研究——试论当前如何提高指纹鉴定水平

中必 然失 去脊 线和 细节 特征 具体 形 态 ，而这 些特 征是
比较指 纹是 否同一 的依据 之一 。 其次 ，并不是 所 有的特 征都 被指 纹 自动识 别 系统
所 承认 ， 于 大 多 数 系统 来说 ，有些 特 征 如 小 点 、小 对 沟 、小 叉、小桥 、小 眼和 虚线 等是被 忽 略掉 的， 所 系统
过 人 工干预 过 的特 征点 的矩 矢量 匹 配程 度得 出得分 与
按我 国有 关法 律规定 ，录 入指 纹样本 库 的指纹 采
集 范 围有限 ，因此 有 时 无法使 用 系统 进行 查询 ，如现
场勘 查 过程 中需 要快 速排 除事 主等 无关人 员 的指纹 ， 侦 查 中需要 利 用指纹 排查 一般 嫌 疑人 等情 况 。 因此 ，
值。
在 检验 时 ，根据 手指 、手 掌的形 态 、纹 线 的粗细
及流 向规律 ，指纹 中反 映 的纹线 粗细 及 流 向，纹类 型 特征 、褶纹 的总体 形态 特征 等方 面进 行 总体 把 握 ，快
速识 别。特 别注 意 花纹 中心 与三 角 的几何 对应 关 系 ，
三 角自身 的具体 形 态 ，纹线 的粗 细程 度 ，弯 曲程度 以 及倾 斜程 度等 。例 如可 以根 据指 纹三 角是 空心 还是 夹 线 ，三个 角 的分 离 和结 合情 况等 ，通 常很 快可 以排 除 多数 的待 比对指 纹。
节 特 征 只 是 特征 的 偶合 ，外 表 的一 致 ，本 质 却 不 相 同 。特别 是在 运用 指纹 自动识 别系统 进行 查 询时 ，因
其样 本数 量非 常大 ，这种偶 合 的概 率也 增大 。 因此 区
分 两枚指 纹是 相似 还是 同 一 ，是 当前指纹 鉴定 特 别 要
痕迹检验技术应用与研究
像 素 的 图形 线 条转 变 为一个 像 素宽 的线 条 。这个 过程
确 、数量 多 的部位 。在 标 示特 征时 ，标 示特 征点 的重
点是 否应该 放 在 中心 花纹 处 ，这个 问题 存在 争议 。笔 者 认 为 ，之所 以人工 比对 时将 中心 花纹 作 为重点 ，是 因为通 常花纹 中心 在 形态 结构 上较 为醒 目。而这 点 对 指纹 自动识 别 系统存 在一 定 的 困难 ，因 为中心 花纹特 征点 之 间距 离较 近 。较 为杂乱 ，指 纹 自动识 别 系统 的 特点 是 “ 点不 认线 ” 的 ，因此容 易 出现 同一 个特 征 认 在人 工 干预 与编 辑特 征 点时被 分 别标 示 为两个 不 同特 征 的情 况 ，严重 影 响最 后筛 选 的结 果 。 因此 ，越是 结
异 同 及其价 值 ，如通 常小眼 ，小 桥等 特征 价值 较高 ， 而 小 眼 、小桥 等又存 在 大小 和结 构上 的特 定性 。此 外 起 、终点特 征 还可演 化出其 它特征 如 ，双 分歧 ，双 结 合 ，断线 （ 交错 线 ）、对 顶线 等 等许 多特 征 ，因这 些 特 征 的 出现 率 较 低 ，但 一 旦 出 现 就 有 较 高 的 利 用价
箕 的箕尾 、三 角点附近 等并 列特 征较 多的部 位， 宜把 不 特征 点标得 过于 密集， 要根据 实际情 况有 所取舍 。特 征 点 的位 置 、性质和 数量等 定 的越 准， 准确率就 越高 。
对 于 特 征 点 位 置 的 标 定 ，也 应 以适 应 系统 为 原
则。对 于 大 多数系 统来说 ，有些特 征 如小 点 、小沟 、
特 征 的位 置和 方 向的认识 之 外 ，鉴定 人 员还应 善 于根 据 经验 ，进一 步把 握细 节特 征 的具体 形态 、结 构 上的
人 工鉴 定 的优 势 在于对 指纹 的纹 线形 态 、流 向特
点 等总体 形 态的 直观把 握 ，而 这正是 指 纹 自动识 别 系
统 的不足 。 因此 ，在指 纹鉴 定 中 ，技 术 人 员应充分 发 挥这 一优势 。
２ 特 征 点 数 量 和 标 定 位 置 的 选 择
是斗 型纹 ；中心 下部 有 向两侧 延伸 的纹线 者 ，可 能是
弧形 纹或 帐形 纹 ；中心 或根 基线 上部 有 向一侧 延伸 而 弧 凹 朝上 的纹 线 ，则可 能是 箕型 纹 。鉴定 人 员通 过仔
细观察 和 分析 两侧 纹线 的趋 势和 花纹 的倾斜 、纹线 的
如 图１ 的现 场 指纹 从 纹 线 流 向和 浓 淡 变化 明显等 方 中
等 因素 造成 的 变形等 情况 不 能 自适应 ，会 影 响到查 询
的结果 。
此外 ，指 纹 图像 的处 理 过程 中不可 避免 地会 产生 伪特征 。
二 、适应指 纹 自动识 别 系统 （ Ｓ）， ＡＦＩ 提 高人 机 交互水 平
要 先观 察 和分析 现场 指纹特 征 点的数 量和 质量 的 分布 关系Ｉ 应根 据指纹 的具体 情 况 ，尽 量选 取特 征点 明
定 先 天 的 不 足
首 先 ，指 纹 图像 处 理 wenku.baidu.com 程 包括 指 纹 方 向 图 的计 算 、脊 线 区域 的分 割 、脊线提 取 、细化去 噪等 。这一 过 程 中将抽 取 图像 的骨 架 ，即指 纹脊 线 宽度 大于 一个
小叉 、小桥 、／ ］ 和虚线 等是 被忽 略掉 的， 些位 置 ＪＥ ｑ 在这 如何标 定特 征可 参考 系统 对 这些特 征 的 自动识 别结 果 进 行标 定 。对有 变形 的指 纹应 根据 纹线 的疏 密 变化 ， 动作 和作 用力分 析 的结果进 行人 为干预 。
图２ 根据箕 口流 向推断 指纹类型
三 、 充 分 发 挥 “ ” 的 作 用 ， 实 现 与 人 指 纹 自动识 别 系统 （ ＦＳ） Ａ Ｉ 的优 势互 补
１ 发 挥 鉴 定 人 员 的 直 观 形 态 把 握 能 力 强 的优 势 ，
３ 发 挥 鉴 定 人 员 对 特 征 细 节 的 认 知 优 势
对 乳突线 细 节特征 ，除指 纹 自动识 别系 统对细 节
不 同类型 的花纹 ，其 中心 、外 围和根 基纹 线 的形
态 和 流 向 ，都 有 其 不 同的 特 点 ，根 据 这 些 不 同 的 特 点 ，就有 可 能对 不完 整 的现 场 指 印推 断 出花 纹类 型 。
如靠 近 中心 的纹 线有 向 内弯 曲的倾 向 ，可能 是斗 型 纹 或 闭 口箕 ；根 基线 上 部有弧 凹向上 的纹 线者 ，即可 能
天甚至 数月 的工作量 。
面 的内容 ，一 方 面是提 高 系统 的 性能 ，另一 方面 是提 高系 统 的应 用水 平。 本文讨 论 的 主要是 对 既定 的指纹 自动识 别 系统如何 提 高应用 水平 的问题 。 对 既定 的指纹 自动识 别 系统而 言 ，技术人 员通 常 无法 根据 自己 的鉴定 思想 去 改变 系统 的运 行规 律。 因 此 ，这 里讲 的人 机交 互 是技 术人 员应 当充 分 了解系 统 对指 纹 的 “ 理解 ” ，根 据系 统 的原理 去适 应 ，从而 提 高指 纹 的查 中率 。
检验 中标 定特 征 的 多少 要适 度 ， 践表 明： 征点 实 特
标得过 多、面积 过大 时， 能 因部 分特 征在捺 印指 纹 上 可
流向 ，把 未反 映 出来 的部 分 和 已反映 出来 的部分 作一 自然 延 伸 的设 想 ，以作 出较 为全 面 的 判断 。 如 图２ ，
一
找 不 到 对应 点 而落 选 ， 致误 认 为查 不到 ： 征 标得 太 导 特 少 时， 因出现 同样特 征 的指纹较 多也 影响 到检 索的排 会
准 ），但 无 数 量 标
准 并 不 是 可 以任 意
放宽数量 的界限 ，
实 践 中 要 保 证 鉴 定
结 论 的 准 确 性 ， 还
是 应 当 根 据 指 纹 的
具 体 情 况 要 求 有 一 定 数 量 的 细 节 特 征
进 行保证 。
２ 认 真 考 察 ．
特 征 的 质 量
点 始终 存 在于 特征 之 中 ，两个相 似 指纹 ，它们之 间必 然存 在本质 的 差异 ，两者 可能 或 多出或 少某 些特征 ； 相 似 的特征 之 间 的位 置 、相 互 关系 不完全 相 同 ：两个 相 似指 纹各 自对应 的特 征 自身 的大 小 ，形 态 也不 完全
提高 指纹 自动识 别系统 （ ＦＳ） Ａ Ｉ 的效 益 包含 两方
图 １ 变 形 指 纹
Ｐ ｌ ｅＴｅ ｈ ｏｏ ｙ ２ ０ 年 １ ｏｉ ｃ ｎ ｌｇ ０ ８ 月 ５ ｃ
专 题
向可 以判 断其 为一枚 变 形指纹 。但 现 场指 纹右 上 角特
征 点充 足稳 定 ，具有 良好 的查 询 比对 条件 ，因此在 查 询 时应 以此区域 的特征 为主 。
特 征 的 质 量 也 与 相 似 率 有 很 大 的 关 系 ，特 征 的 质 量 越 高 。相 似 率 就 越 低 ；质 量 越 低 ，相 似 率 就 越 高 。 另 外 注意 的问题 。 所谓 两个指 纹 的相似 是指 它们 的形 态 、局部 区域
，
相 似 指 纹 的 差 异
名不 能名列 前 茅， 增加 了同一认 定难 度 。尤其 对与 多线
个 “ 头” 反映 清楚 ，还 要研 究箕 枝和 箕 口部 位纹 箕
线 的 流 向、弧 度 ，看其 符合 单箕 还是 双箕 ，箕 枝流 向 趋 势 ，若其 箕 １ 向的纹 线 向外返 转 呈圆弧 形趋 势就 ３方 可能 是双 箕。
痕迹检验技术应用与研究
向 ，特 征点 的位 置 关系 甚至 它们 之 间的 线数 关 系都抽 取 为一 定 的特 征 值 ，在 比较 时充 分 发 挥 其 存 储 容 量 大 、比对速 度快 、效 率 高 的特点 ，从 而 极大 地提 高 了 比对效 益 ，可 以在 很短 的 时间 内完 成人 工 比对 需要 数
技 术人 员不能过 分 的依 赖指 纹 自动识 别系统 。
２ 指 纹 自 动 识 别 系 统 的 工 作 原 理 决 定 了 其 存 在 ．
一
排 名 。 因此 ，为 了让指 纹 自动识 别 系统 的 自动筛选 精
度尽可 能提 高 ，如何 标 示特征 是关键 。
１ 区 域 的 选 择
对 于模糊 指纹 、变形指纹 而 言 ，以清 晰 、未 变形
区域 为主 ，必 要时 舍弃 不理 想 区域 ，以免造 成干扰 。
征值 中虽然 包含 了纹 型和 纹线 流 向 的因素 ，但 与传 统 指纹 鉴 定 中需要 用到 的纹 型 和纹 线 的流 向 、间距 等形
态 关系还 存在较 大 的差距 。 第三 ，指纹 自动识 别 系统 （ Ｉ ＡＦＳ）对 由于作 用力
２ 发 挥 鉴 定 人 员 根 据 纹 线 流 向 趋 势 的 推 断 经 验
四 、 应 用 指 纹 自动 识 别 系统 （ Ｉ ＡＦ Ｓ） 应 特 别 注 意 区 分 相 似 与 同 一
指纹 学的理论 和 百余 年的应 用经 验都证 明世 界上 不会 出现 两个 人 的指 纹一 样 。但 在 实践 中 ，往往会 遇 到 两枚指 纹 整体 或局 部的 特征 相似 。这 种相似 指 纹细
但 是 ，指 纹 自动识 别系统 （ ｌ 在 应 用 中仍 存 ＡＦ Ｓ）
在一些 制约 。
’ 杏 公安 刑 事列 学 技 求 工作 中 ，很 多时候 不 能
直 接 使 夏 指 纹 螽 动 识 别 系 统 ＡＦ Ｓ ｛ ：
计算 机在 进行 自动 筛选 时遵循 的基 本原 理应该 是 通 过计 算现 场 指纹 与库 内指 纹 中系统 自动标 示或者 经
提取 的特 征 点可 归结 为两 种 ，那就 是端 点 和分 叉点 。
构 复杂 的 中心 花纹 。越 对 系统识 别 不利 ，但对 人工 识
别却非 常有利 。
而 这些被 忽略 掉 的细 节特 征正 是人 工 鉴定 时 的认 为价
值 最高 的特征 。 而且 指纹 自动 识 别系统 最 终抽 取 的特