从细节入手提高指纹自动识别系统查准认定率

王　超　秦泽军

山西省泽州县公安局，山西　泽州　048000



从细节入手提高指纹自动识别系统查准认定率

王超秦泽军

山西省泽州县公安局，山西泽州048000

随着科技发展，指纹自动识别系统中指纹的录入质量已成为指纹破案的关键所在，文章从细节出发就标准化指纹信息采集、现场指纹细节特征标注及查询手段三方面进行了讨论研究以提高指纹自动识别系统的查准认定率。

查准认定率；标准化指纹信息采集；指纹细节特征标注；查询

近年来随着DNA的快速发展，指纹在现场痕迹物证的提取破案率方面的作用越来越小，于是许多技术人员就逐步忽略指纹痕迹提取的重要性。但是在许多案件中，指纹仍发挥着其不可替代的作用。如何将现场勘查过程中提取的指纹通过指纹自动识别系统提高其查准认定率成为指纹破案的关键所在。现从实际工作出发，探讨如何从细节入手提高指纹自动识别系统的查准认定率。

一、北大高科指纹系统查询原理

北大高科指纹自动识别系统是以指纹数据库为基础，通过对数据库内指纹的处理和操作，实现指纹资料数字化，运用模糊数学原理，通过计算机自动筛选和匹配指纹特征，寻找相似指纹，最终为刑事侦缉工作提供破案信息。对于入库的指纹，系统查询主要靠特征矢量点的拓扑原理进行排名，因此对于稳定的特征定位和特征方向矢量的要求特别严格，特别是最稳定的中心、三角、勾、眼、桥、棒、点等特征的标注相对要求较高。

而指纹数据库主要包括捺印库和现场库两个部分。就捺印库而言，系统通常自动提取捺印指纹特征，故采集的捺印指纹质量决定了系统是否可以准确定位、标注指纹特征并进行计算；就现场库而言，由于现场指纹一般条件较差，比较模糊，故一般采用人工标记的方法进行。计算机算法是否准确主要取决于人工标记特征点的准确性。所以要提高北大高科指纹自动识别系统的查准认定率就必须从提高捺印库指纹采集质量和现场库指纹特征标注水平两个方面入手。

二、多方面细节造就标准化指纹信息采集

活体指纹采集过程中，采集员要严格按照2010年6月1日颁布的活体指纹图像采集技术规范《GA/T625-2010》进行。采集过程中应注意以下几个方面的细节：

(一)从采集人出发，提高捺印质量

指纹采集内容包括：三面捺印指纹和平面指纹。要求三面捺印指纹应采集手指的上端印到靠近指尖部分，下至第一屈肌褶纹下，左右两侧至指甲边缘的纹线全部捺印下来。能将手指纹线的内部花纹、外围线、三角、根基线系统等全部反映出来。所捺印的指纹样本，应保证花纹清晰、完整、不变形，乳突纹线与梨沟界限分明。

而现实中，采集员在采集指纹的过程中，有些指纹图像并没有达到要求，造成指纹残缺，或者指纹质量过低。究其原因主要有以下二个方面：1、采集员业务水平不够，不明白捺印指纹的标准和要求是什么，也不知道针对该种不合格现象应采取何种措施可以使指纹采集合格；2、采集员责任心不够，明明知道指纹采集不符合标准，系统对指纹评分也过低。但是嫌麻烦，不愿改进，糊弄了事。

故就采集人方面而言，要提高指纹采集质量就提高捺印采集人员的素质，包括制定固定的采集人员、培养采集人员的责人心、对采集人员进行相关业务培训等。使得采集人员明白指纹捺印的标准及方法，提高指纹捺印操作熟练程度和技巧。确保指纹客观全面的保存。对脱皮、残缺、伤疤等客观原因导致质量判断未通过的，须填写具体原因。真正做到保质保量的完成每一个指纹的采集任务。

(二)从被采集人手指条件出发，提高捺印质量

由于人的指纹条件各不相同，乳突纹有深有浅，汗液分泌有多有少，部分被采集人由于工作生活环境问题，手部产生老茧、或者脱皮、伤疤等。导致捺印指纹模糊。我们在捺印过程中要将被采集人的指纹条件调整至最好。使其将双手保持清洁且有汗液分泌的状态。可使被采集人先将双手洗净，晾干，待手部温度达到正常体温时再进行捺印。

(三)从捺印动作出发，提高捺印质量

指纹捺印时捺印人要用左右手分别扭住被捺印人的手指两端，滚动时要注意用力轻稳，不能出现停顿、倒退、重复或者滑动等现象。当捺印效果不佳时，定要重复采集，以保证捺印质量。

滚动过程中用力过大会引起乳突纹线过黑、小犁沟不明显的现象；用力过小会造成指纹整体较浅，甚至乳突纹线的缺失。整体对比度较差。导致采集质量不合格。

滚动过程中停顿、倒退、重复、或者滑动会造成指纹采集不全、重叠、指纹拖蹭等假特征的出现。

滚动过程中还应注意手指应放平，避免应手指不平而出现的纹线缺失，或者捺印指纹上方出现凹痕导致假特征的形成。

(四)从捺印设备出发，提高捺印质量

活体指纹采集仪在使用过程中应注意采集镜面的清洁问题，因为活体采集仪使用频率相对较高，捺印一定数量后窗口必定会积累一定的汗液、油脂以及灰尘等影响捺印指纹质量。故镜面应定期使用酒精清理。采集过程中还应注意被采集人手指清洁问题，以及手指未干的情况下就进行采集造成的指纹模糊等现象。此外，镜面玻璃在使用够一定的年限后，也会污染磨损，应根据情况及时进行更换。

三、从细节入手掌握系统指纹特征标注方式，提高查准认定率

由于指纹学存在较多学派，各学派对指纹标注的方法也存在一定的差异，为了将指纹系统进入计算机自动识别系统，北大高科指纹自动识别系统对指纹的标注方法是在指纹学基础上自成体系的。要想通过该系统提高指纹的查准认定率，就必须熟悉和掌握该系统的计算方式和细节特征标注方式，在手动标记特征时应和系统保持高度的一致。

(一)注重比例尺，防止指纹变形

现场指纹在录入系统时必须保持原物大小，一般经过处理提取的指纹通过扫描方式录入不会变形，但通过照相提取的指纹，一定要注意录入的指纹为原物大。首先，需要注意的是通过照相提取的现场指纹，在照相时必须贴放比例尺。其次，指纹导入系统后要进行比例尺转换的工具，调整比例，使其成为等大。

(二)指位、纹型、指纹中心及三角的标注方法

1.指位的确定，主要是通过现场勘查人员在现场提取指纹的位置及正常人的行为习惯加以推定，对于无法确定的，最好不要进行估计，干脆不标，或者对于所有可能多次标注查询。

2.现场指纹纹型的限定。对于现场指纹，可以选择多个纹型。对于无法确定有争议的捺印指纹，需要扩大条件，例如箕斗临界的指纹根据自己的判断归为某一种，或者直接将其规定为杂型纹，或者对于所有可能多次标注查询，或者干脆不标。

3.指纹系统中的中心及三角的定义为一个范围，而不是确切中心或三角。原因是：现场指纹可能存在变形；或者指纹的中心或三角可能不清晰；又或许每个指纹特征标注人员的认识不同导致中心、三角位置不同，尤其是弧形弓中心的位置。中心、下中心、三角位置不能确定的应将其“确定”性置为“估计”，或者干脆不标。对于细节特征比较难以确定的，其原则应是“宁缺勿烂”；

其次，注意系统对于斗型纹，定义了下中心。标注时应注意中心和下中心的标注。其次，对于存在一个以上中心或下中心的，应都不标记。对于存在两个以上三角的，应都不标记。

(三)指纹细节特征的标注

1.指纹细节特征的标注方法

指纹的细节特征主要包括：起点、终点、分歧、结合、小勾、小眼、小桥、小棒、小点等。系统将以上几种细节特征的标注都归纳成：起点、终点、分歧和结合特征。在特征方向上主原则为：一个特征点的，特征点标注在端点，方向标在切线方向；二个特征点的，特征点一个标注在端点，另一个标注在结合或分歧的分叉点上。可以分清主副线方向的方向标注在主线上，分不清主副线方向的标在中间。

在标注过程中，要尽量减少特征标注的人机差异，使现场指纹的人工标注结果和系统自动提取结果相近，做到人机的最佳结合，以求最佳的查询比中结果。

2.指纹细节特征的标注数量和位置关系

在标注细节特征时，一般推荐能够清晰标注出的特征最好标注出来，指纹系统细节特征数最高可标注100个。但是在很多案例中，很多时候标注较多特征无法比中嫌疑人，但是经过特征的人工挑选只用5、6个特征就达到了比中破案的目的。当然，并不是说特征越少越好，或者特征多就不好。北大高科指纹自动识别系统主要是通过特征点的相隔线数及由此形成的相互关系来进行查准认定的。指纹变形小、特征多且准确的时候，应当尽量的标注这些细节特征，虽然会造成系统比对速度减慢，但比重率往往较高，且名次靠前。但是对于一些有变形、有残缺的指纹，我们标注的过程中就应遵行“宜粗不易细、宜集不宜散、宜准不宜滥、特殊特征很重要”的原则进行：

宜粗不易细。即对现场指纹手别、指位、纹型的确定，在不能准判断的情况下就不要确定。

宜集不宜散。不论是现场指纹还是捺印指纹都会存在或多或少的变形，这个变形是和范围有关的，大范围的总体变形大，小范围的变形相对就小一些。也就是说，两个相邻的特征比两个相距很大的特征之间因变形而造成的绝对距离一般要小的多。所以，在编辑现场指纹时，尽可能集中在某以区域或部位标注，首选区域为中心花纹部位。一般不能标注的“四分五裂”，对于距离集中区域特征较远的个别特征要果断去除。

宜准不宜滥。由于现场指纹特征有时会出现一些假特征，而捺印库特征自动推起漏错现场也比较普遍。故选取特征时应尽量选取稳定、准确、可靠的特征，而对于细节特征比较难以确定的就考虑多次标注。

特殊特征很重要。

(1)抓住一些特殊的细节特征，如小点、短棒、小桥、小勾、小眼等，这些特征都存在方向特征，称之为一个结构。这样的特征会使得分成倍的增减。

(2)反特征在一组特征组合中，与大多数细节特征方向相反的细节特征称为反特征。反特征具有相对性、组合性和确定性。这种特征是普遍存在的，只不过平时比较容易被我们忽视，通过多年实践证明：如果在特征组合中有反特征出现，那么他的比重率就会大大增高。而且，如果未比中，排名也往往十分靠前。

四、利用多重查询手段，提高查准认定率

(一)在正常检索认定一案后，应立即调出该案犯嫌疑人十指纹，倒查现场指纹库，深挖犯罪，这就是通常所说的串并案。用犯罪嫌疑人指纹倒查现场串并案件，可以克服单靠现场指纹串并案件时因指位、部位不同而漏并的弊端，提高破案率，扩大战果。

(二)充分利用现场指纹条件，多角度检索。由于现场指纹受细节特征数量多少、质量高低、指纹变形与否，判断正确与否及系统中捺印指纹捺印质量、编辑质量等因素的影响，一起案件中条件较好的指纹不一定能完全查中，而看似条件不好的却查中且排位较高。因此，对送检的现场指纹一视同仁，不论质量的好坏，不论是否为同一案件，一律入库检索，这样既能保证了较高的查中率，也同时防止了漏检结伙作案中的其他同案犯。

(三)定期批量比对，反复检索。指纹系统更新每日都在不断变化，将案件指纹定期比对查询是提高破案率的一个非常重要的途径。

总之，只有本着认真严谨的工作态度，从细节入手不断学习、实践、总结指纹系统的采集比对方法，才能实之有效的提高指纹系统的查准认定率，发挥其在侦查破案中的“指纹是第一物证”的真正作用。

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2095-4379-(2016)21-0130-02

王超(1988-)，男，汉族，山西泽州人，学士学位，山西省泽州县公安局，助理工程师，主要从事现场勘查及痕迹检验工作；秦泽军(1985-)，男，汉族，山西泽州人，山西省泽州县公安局，助理工程师，主要从事现场勘查及痕迹检验工作。