Sormenjäljet

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 15. joulukuuta 2021 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 9 muokkausta .

Sormenjäljet ​​( kreikan kielistä δάκτυλος  - sormi ja σκοπέω  - katson, tarkkailen) on menetelmä henkilöiden tunnistamiseksi (tunnistamiseksi) sormenjälkien perusteella ( mukaan lukien kämmenet), joka perustuu papillaaristen iholinjojen ainutlaatuisuuteen . Käytetään laajasti oikeuslääketieteessä . Se perustuu englantilaisen William Herschelin [1] ajatuksiin , joka esitti vuonna 1877 hypoteesin ihmisen ihon kämmenpintojen papillaarikuvion muuttumattomuudesta. Tämä hypoteesi oli tulosta Intiassa poliisina toimineen kirjailijan pitkästä tutkimuksesta .

18. huhtikuuta 1902 - ensimmäinen sormenjälkien otto Isossa- Britanniassa rikollisen tunnistamiseen. Useat maailman maat ottivat käyttöön sormenjälkien ottomenetelmät seuraavien puolentoista kahden vuosikymmenen aikana. Yksi viimeisistä oli Ranska .

Laajasta käytännön käytöstä huolimatta oletukselle sormenjälkien ainutlaatuisuudesta ei ole riittävää tieteellistä perustetta, eikä sormenjälkien tunnistusmenetelmälle ole tehty luotettavuusarviointia (käytännössä se on otettu 100 prosentiksi).

Historia

Joitakin todisteita siitä, että ihmiset olivat kiinnostuneita viivoista käsissään esihistoriallisella aikakaudella, löydettiin jo 1800-luvulla . Esimerkiksi vuonna 1832, kun kaivattiin kumpua Ranskan Gavrinin saarelta Morbihanin lahdella , löydettiin kivilaattoja, joissa oli sormien papillaarisia kuvioita muistuttavia piirroksia. Arkeologit olettivat kuitenkin pitkään jotain aivan muuta: jotkut pitivät salaperäisiä merkkejä druidien symboleina tai muinaisten aakkosten kirjaimina, toiset todisteina käärmekultista jne. Ensimmäinen vihje ratkaisuun tarjottiin v. Vuonna 1885 Alexander Bertrand, joka pani artikkelissaan Magasin pittoresque -lehdessä merkille kalliokaiverrusten hämmästyttävän samankaltaisuuden sormien kuvioiden kanssa [2] , mutta tämä julkaisu jäi tuolloin tieteellisissä piireissä huomaamatta. Lopulta vuonna 1921 belgialainen kriminologi Eugène Stockis ( fr.  Eugène Stockis ) onnistui todistamaan vakuuttavasti, että bretonilaiset esineet ovat vain laaja kokoelma kuvia kynsien sormien ja kämmenten papillaarisista viivoista [3] .

500- ja 1200-luvuilla Kiinassa , Japanissa ja Koreassa asiakirjojen allekirjoittamiseen käytettiin sormenjälkeä. Totta, kukaan ei anna tietoja siitä, että sormen kuvio olisi ollut tärkeä, että sitä käytettiin henkilön tunnistamiseen. Vain "kosketuksen jälki" oli tärkeä. Syyt sellaisiin sormenjälkiallekirjoituksiin olivat luonteeltaan mystisiä: asiakirjaan pidettiin tärkeänä päästä kosketuksiin ja jättää siihen jälki ruumiistasi [4] .

Euroopassa käsien kuviot ovat antiikin ajoista lähtien olleet kiinnostavia ensisijaisesti kämmentieteen näkökulmasta . Jos puhumme tieteellisestä ajanjaksosta, joka ennakoi sormenjälkien syntymistä, uskotaan, että 1600-luvun italialainen luonnontieteilijä Marcello Malpighi kuvasi papillaariset kuviot tieteellisesti ensimmäistä kertaa . Vuonna 1665 hän kertoi kirjeessään kustantajalle Jacob Ruffille seuraavaa:

[5] :

... sormen äärimmäistä yläosaa tarkasteltaessa havaitsemme lukemattomia ryppyjä, jotka näyttävät menevän ympyrään tai vääntelevän ...

Alkuperäinen teksti  (lat.)[ näytäpiilottaa] ...extremum digiti lustro apicem, & dum attentivè inæquales illas rugas quasi in gyrum... - [6]

Lisäksi Malpighi kirjoitti samana vuonna julkaistussa tutkielmassa "Ulkoisista aistielimistä" ( lat.  De externo tactus organo ) nähneensä "avoimia hikireikiä, jotka sijaitsevat kiemurtelevien ryppyjen harjujen keskellä" [7] . [8] [5 ] ] . Myöhemmin samanlaisia ​​tutkimuksia tekivät muutkin tutkijat. Esimerkiksi vuonna 1747 Christian Jacob Hintze ( saksa:  Christian Jacob Hintze ) kirjoitti teoksen " Anatomiset tutkimukset kosketusta palvelevista papillaarisista iholinjoista " ( lat.  Examen anatomicum papillarum cutis tactui inservientium [9] ; julkaistu vuonna 1751 ) [7 ] [8] [10] .

Erityisen huomionarvoinen on tšekkiläisen anatomin Jan Purkinjen latinaksi kirjoittama teos "Näköelimen ja ihmisen ihon fysiologian tutkimuksesta" (1823) [11] , jota pidetään ensimmäisenä tieteellisenä työnä, joka sisältää kuvauksen ja luokituksen ihokuvioita sormissa [10] .

Sormenjälkien oton laajaa käyttöä esti yksinkertaisen ja luotettavan papillaarikuvioiden luokituksen puuttuminen. Ensimmäisen askeleen kohti sen luomista otti Argentiinan poliisin virkamies Juan Vuchetich (1858-1925), joka oli kotoisin Dalmatiasta. Syyskuussa 1891 hän kehitti kymmenen sormen sormenjälkien luokitusjärjestelmän, jota hän sitten jatkuvasti paransi ja kiillotti vuoteen 1904 asti.

Ensimmäiset tiedot sormenjälkien käytöstä Argentiinassa ovat peräisin vuodelta 1892  , jolloin naisesta paljastettiin veriset sormenjäljet ​​kahden lapsensa murhassa.

Vuchetichin sormenjälkiluokitus jäi tuntemattomaksi Euroopassa noina vuosina, mikä antoi kaiken kunnian tämän ongelman ratkaisemiseksi Englannin poliisin apulaiskomissaarin Sir Edward R. Henrylle , entiselle Bengalin poliisipäällikölle . Hänen papillaarikuvioiden luokittelunsa osoittautui niin menestyksekkääksi, että sitä käytetään monissa maissa muuttumattomana tähän päivään asti tai se on muiden järjestelmien perusta.

Sormenjälkien voittomarssi ympäri maailmaa alkoi: 1896 - Argentiina, 1897 - Brittiläinen Intia, 1902 - Unkari ja Itävalta , 1903 - Saksa, Brasilia ja Chile , 1906 - Venäjä ja Bolivia , 1908 - Peru , Paraguay , Uruguay . Ranska vastusti sormenjälkien ottoa pisimpään. Elokuussa 1911 Leonardo da Vincin kuuluisa mestariteos " Mona Lisa " varastettiin kuitenkin Louvresta , ja tämä vaikutti suuresti yleiseen mielipiteeseen. Siksi, kun kansainvälinen poliisikongressi kokoontui Monacossa keväällä 1914 päättääkseen, mikä menetelmä rikollisten tunnistamiseksi olisi suositeltava, sormenjälkien oton voitto ei ollut sattumaa.

Sormenjäljet

Jokaisessa sormenjäljessä voidaan määrittää kahden tyyppisiä ominaisuuksia - globaaleja ja paikallisia.

Globaalit merkit ovat sellaisia, jotka voidaan nähdä paljaalla silmällä:

Papillaarikuvio

Kuvioalue on valittu fragmentti painatuksesta, johon kaikki globaalit ominaisuudet on lokalisoitu.

Ydin tai keskipiste on piste, joka on lokalisoitu painatuksen tai jonkin valitun alueen keskelle.

Deltapiste on lähtökohta. Papillaarilinjojen urien jako tai liitospaikka tai hyvin lyhyt ura (voi saavuttaa pisteen).

Viivatyyppi - kaksi suurinta viivaa, jotka alkavat yhdensuuntaisina ja sitten eroavat ja kiertävät koko kuvan alueen.

Viivalaskuri - viivojen määrä kuva-alueella tai ytimen ja "delta"-pisteen välillä.

Papillaaristen kuvioiden tyypit:

silmukkakuviot (vasen, oikea, keski, kaksois), delta- tai kaarikuviot (yksittäinen ja terävä), spiraalikuviot (keskellä ja sekoitettu)

Toinen merkkityyppi on paikallinen. Niitä kutsutaan erityispiirteiksi (ominaisuuksiksi tai erikoispisteiksi) - jokaiselle jäljelle ainutlaatuisia merkkejä, jotka määrittävät papillaariviivojen rakenteen muutospisteet (pää, bifurkaatio, katkeaminen jne.), papillaariviivojen suunnan ja koordinaatit näissä kohdissa. Jokainen tuloste voi sisältää enintään 70 tai enemmän yksityiskohtaa.

Seuraavat merkit on merkitty tähän sormenjälkeen : kaksi riviä - "viivatyyppi"; mikä on niiden välissä, voi toimia kuvioalueena, mutta yleensä koko painatuksen alue otetaan; punainen ympyrä vasemmalla - piste "delta"; punainen ympyrä alla on saari; keltaiset ympyrät osoittavat joitain yksityiskohtia. Papillaarikuvio - vasen silmukka.

Käytäntö osoittaa, että eri ihmisten sormenjäljillä voi olla samat globaalit piirteet, mutta on täysin mahdotonta saada samoja yksityiskohtien mikrokuvioita. Siksi globaaleja attribuutteja käytetään jakamaan tietokanta luokkiin ja todennusvaiheessa. Tunnistuksen toisessa vaiheessa paikallisia ominaisuuksia käytetään jo.

Sormenjälkistandardit

Nyt käytetään pääasiassa ANSI- ja FBI-standardeja. Ne määrittelevät seuraavat vaatimukset painokuvalle:

Yleensä tietokantaan on tallennettu useampi kuin yksi kuva, mikä parantaa tunnistuksen laatua. Kuvat voivat erota toisistaan ​​siirron ja kierron mukaan. Mittakaava ei muutu, koska kaikki tulosteet saadaan yhdestä laitteesta.

Venäjällä biometrisiä standardeja säätelee GOST [12] .

Paikallisten tulosten vertailun periaatteet

(Paikalliset kyltit - yksityiskohdat) Kahden tulosteen vertailun vaiheet:

Vaihe 1. Alkuperäisen tulostuskuvan laadun parantaminen. Papillaariviivojen rajojen terävyys kasvaa.

Vaihe 2. Jäljen papillaariviivojen orientaatiokentän laskenta. Kuva on jaettu neliölohkoihin, joiden sivu on suurempi kuin 4 pikseliä, ja tulosteen fragmentin viivojen suuntauskulma t lasketaan kirkkausgradienteista.

Vaihe 3. Sormenjälkikuvan binarisointi. Vähentäminen mustavalkoiseksi kuvaksi (1 bitti) kynnyksellä.

Vaihe 4. Tulosteen kuvan viivojen ohennus. Harvennus suoritetaan, kunnes viivat ovat 1 pikselin leveitä.

Vaihe 5. Erikoiskohtien eristäminen. Kuva on jaettu 3x3 pikselin lohkoihin. Sen jälkeen lasketaan mustien (nollasta poikkeavien) pikselien määrä keskustan ympärillä. Keskellä olevaa pikseliä pidetään erikoiskohteena, jos se itsessään on nollasta poikkeava pikseliä ja vierekkäisiä nollasta poikkeavia pikseliä (päätekohta) tai kolme (haarautuva erikoiskohta) on yksi.

Havaittujen erikoiskohtien koordinaatit ja niiden suuntakulmat kirjoitetaan vektoriin: W(p)=[(x1, y1, t1), (x2, y2, t2)…(xp, yp, tp)] (p on yksityiskohtien määrä). Käyttäjiä rekisteröitäessä tätä vektoria pidetään standardina ja se tallennetaan tietokantaan. Tunnistaessaan vektori määrittää nykyisen sormenjäljen (mikä on varsin loogista).

Vaihe 6. Erikoiskohtien vertailu.

Saman sormen kaksi tulostetta eroavat toisistaan ​​pyörityksen, offsetin, zoomauksen ja/tai kosketusalueen suhteen riippuen siitä, kuinka käyttäjä asettaa sormensa skannerille. Siksi yksinkertaisen vertailun perusteella on mahdotonta sanoa, kuuluuko jälki henkilölle vai ei (viitteen ja nykyisen jäljen vektorit voivat vaihdella pituudeltaan, sisältää sopimattomia yksityiskohtia jne.). Tästä johtuen täsmäytysprosessi on toteutettava jokaiselle yksityiskohdalle erikseen.

Vertailuvaiheet:

Rekisteröinnin yhteydessä määritetään affiinisten muunnosten parametrit (kiertokulma, skaala ja siirtymä), joissa yhdestä vektorista peräisin oleva erikoiskohta vastaa toista erikoiskohtaa.

Kun etsit jokaista yksityiskohtaa, sinun on iteroitava jopa 30 kiertoarvoa (-15 astetta +15), 500 siirtoarvoa (-250 pikselistä +250 pikseliin - vaikka pienempiä rajoja valitaan joskus) ja 10 asteikon arvoa (0,5:stä 1,5:een 0,1:n askelin). Yhteensä enintään 150 000 askelta kutakin 70 mahdollisesta erikoiskohdasta. (Käytännössä kaikkia mahdollisia vaihtoehtoja ei lajiteta - kun yhdelle yksityiskohdalle on valittu tarvittavat arvot, he myös yrittävät korvata ne muilla yksityiskohdilla, muuten melkein mitä tahansa tulosteita voitaisiin verrata toisiinsa).

Tulosteiden vaatimustenmukaisuuden arviointi suoritetaan kaavan mukaan Jos tulos ylittää 65 %, tulosteet katsotaan identtisiksi (kynnystä voidaan alentaa asettamalla eri valvontataso).

Jos todennus suoritettiin, se päättyy tähän. Tunnistamista varten tämä prosessi on toistettava kaikille tietokannan sormenjäljille (sitten valitaan käyttäjä, jolla on korkein vastaavuustaso (tietysti hänen tuloksensa on oltava yli 65 prosentin kynnyksen).

Muita lähestymistapoja tulosteiden vertailuun

Huolimatta siitä, että edellä kuvattu sormenjälkien vertailun periaate tarjoaa korkean luotettavuuden, edistyneempien (ja nopeampien) vertailumenetelmien, kuten AFIS-järjestelmän (Automated fingerprint identifi- tation Systems), etsiminen jatkuu. Valko-Venäjällä - AFIS (automaattinen sormenjälkien tunnistusjärjestelmä). Järjestelmän toimintaperiaate: lomakkeen mukaan "vasarataan" sormenjälkikortti, henkilötiedot, sormenjäljet ​​ja kämmenjäljet. Integroidut ominaisuudet sijoitetaan (joudut vielä muokkaamaan huonoja tulosteita manuaalisesti, järjestelmä järjestää itse hyvät), piirretään "luuranko", eli järjestelmä ikään kuin kiertää papillaariviivat, jonka avulla se voi määrittää merkit hyvin tarkasti tulevaisuudessa. Sormenjälkikortti pääsee palvelimelle, jossa se säilyy koko ajan.

"Sledoteka" ja "jälki". "Trace" - tapahtumapaikalta otettu sormenjälki. "Sledoteka" - jälkien tietokanta. Kuten sormenjäljet, jäljet ​​lähetetään palvelimelle ja niitä verrataan automaattisesti sormenjälkiin, sekä olemassa oleviin että uusiin. Jälkiä etsitään, kunnes sopiva sormenjälkikortti löytyy. Jatkotyötä tekevät kriminalistit.

Globaaliin ominaisuuksiin perustuva menetelmä

Globaali piirteiden tunnistus (ydin, delta) suoritetaan. Näiden ominaisuuksien lukumäärä ja niiden keskinäinen järjestely mahdollistavat kuviotyypin luokittelun. Lopullinen tunnistus tehdään paikallisten ominaisuuksien perusteella (vertailujen määrä on useita suuruusluokkaa pienempi suuressa tietokannassa). Tätä menetelmää voidaan käyttää myös muihin tarkoituksiin kuin tunnistamiseen/autentikointiin.

Graafiin perustuva menetelmä

Kaaviopohjainen sormenjälkien vertailumenetelmä .

Alkuperäinen painatuskuva (1) muunnetaan kuvaksi papillaariviivoista suuntautuvasta kentästä (2). Siinä (2) on alueita, joilla on sama viivojen suunta, joten voit vetää rajat näiden alueiden välille (3). Sitten määritetään näiden alueiden keskipisteet ja saadaan kuvaaja (4). Nuoli "d" merkitsee tietuetta tietokannassa käyttäjän rekisteröinnin aikana. Sormenjälkien samankaltaisuuden määritys on toteutettu ruudussa 5. (Lisätoimenpiteet ovat samanlaisia ​​kuin edellisessä menetelmässä - vertailu paikallisten ominaisuuksien mukaan).

Sormenjälkitunnistimet

Sormenjälkilukijoita käytetään nykyään monin eri tavoin. Ne asennetaan kannettaviin tietokoneisiin, älypuhelimiin, hiiriin , näppäimistöihin, flash-asemiin, ja niitä käytetään myös erillisinä ulkoisina laitteina ja päätteinä, jotka myydään AFIS-järjestelmien (automaattisten sormenjälkien tunnistusjärjestelmien) kanssa.

Ulkoisista eroista huolimatta kaikki skannerit voidaan jakaa useisiin tyyppeihin:

Ne skannerit, jotka ovat tottuneet näkemään amerikkalaisissa elokuvissa, ovat yleensä optisia viipyviä - tulosteen läpi kulkeva valokaistale on näkyvissä. Nopeammat ovat puolijohteet ja ultraääni, mutta jälkimmäiset ovat kalliimpia ja harvinaisempia.

Sormenjälkien oton käytännön käyttö

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Herschel, 1916 , s. 1-41.
  2. ↑ Bertrand, 1885 , s. 59-61.
  3. ↑ Lokar, 1941 , s. 19.
  4. ↑ Lokar, 1941 , s. 21-22.
  5. ↑ 1 2 Lokar, 1941 , s. 23.
  6. ↑ Malpighi, 1687 , s. 201.
  7. ↑ 12 Malpighi , 1665 , s. 19.
  8. ↑ 1 2 Heindl, 1922 , S. 43.
  9. ↑ Hintze, 1751 .
  10. ↑ 1 2 Lokar, 1941 , s. 24.
  11. ↑ Purkinje, 1918 , s. 163-194.
  12. ↑ GOST R ISO / IEC 19794-4-2006 Automaattinen tunnistus. Biometrinen tunnistus. Biometriset tiedonvaihtomuodot.
  13. ↑ Saksa sormenjälkiostos Arkistoitu 29. elokuuta 2009 Wayback Machinessa 

Kirjallisuus

Linkit

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat
Bibliografisissa luetteloissa