Fingeraftryk

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 15. december 2021; checks kræver 9 redigeringer .

Fingeraftryk (fra græsk δάκτυλος  - finger og σκοπέω  - jeg ser, observerer) er en metode til at identificere (identificere) en person ved fingeraftryk (inklusive håndflader), baseret på det unikke ved mønsteret af papillære hudlinjer . Udbredt i retsmedicin . Den er baseret på ideer fra englænderen William Herschel [1] , der fremsatte en hypotese i 1877 om uændretheden af ​​papillærmønsteret af håndfladen af ​​menneskelig hud. Denne hypotese var resultatet af lang forskning udført af en forfatter, der tjente som politibetjent i Indien .

18. april 1902 - den første brug i Storbritannien af ​​fingeraftryk til identifikation af en kriminel. Forskellige lande i verden introducerede fingeraftryksmetoder i løbet af de næste halvandet til to årtier. En af de sidste var Frankrig .

Trods den udbredte praktiske anvendelse har antagelsen om fingeraftryks unikke karakter ikke tilstrækkelig videnskabelig begrundelse, og der er ingen pålidelighedsvurdering for fingeraftryksidentifikationsmetoden (i praksis tages den som 100%).

Historie

Nogle beviser på, at folk var interesserede i linjer på deres hænder i den forhistoriske æra, blev fundet tilbage i det 19. århundrede . For eksempel blev der i 1832, under udgravningen af ​​en høj på den franske ø Gavrini i Morbihan-bugten , fundet stenplader med tegninger, der lignede papillære mønstre af fingre. Men i lang tid antog arkæologer noget helt andet: nogle anså de mystiske tegn for at være symboler på druiderne eller bogstaver i gamle alfabeter, andre - beviser på slangedyrkelsen osv. Den første ledetråd til løsningen blev tilbudt i 1885 af Alexander Bertrand, som i sin artikel i tidsskriftet " Magasin pittoresque" bemærkede den fantastiske lighed mellem helleristninger med mønstre på fingrene [2] , men denne publikation gik ubemærket hen i videnskabelige kredse på det tidspunkt. Endelig, i 1921, lykkedes det den belgiske kriminolog Eugène Stockis ( fr.  Eugène Stockis ) på overbevisende vis at bevise, at de bretonske artefakter ikke er andet end en omfattende samling af billeder af papillære linjer på neglefalanger og håndflader [3] .

I det 6.-13. århundrede i Kina , Japan og Korea blev et fingeraftryk brugt til at underskrive dokumenter. Sandt nok giver ingen data om, at mønsteret på fingeren var vigtigt, at det blev brugt til at identificere en person. Kun "sporet af berøring" var vigtigt. Årsagerne til sådanne fingeraftrykssignaturer var af mystisk karakter: Det blev anset for vigtigt at komme i kontakt med dokumentet og efterlade et spor af din krop på det [4] .

I Europa har håndmønstre siden antikken primært været af interesse ud fra et palmistry- synspunkt . Hvis vi taler om den videnskabelige periode, der forudså fødslen af ​​fingeraftryk, menes det, at papillære mønstre for første gang blev videnskabeligt beskrevet af den italienske naturforsker fra det 17. århundrede Marcello Malpighi . I 1665 rapporterede han i et brev til forlæggeren Jacob Ruff følgende:

[5] :

... ved at undersøge den yderste øvre del af fingeren, observerer vi utallige rynker, der ser ud til at gå i en cirkel eller vride sig ...

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

Derudover skrev Malpighi i afhandlingen "Om de ydre sanseorganer" ( lat.  De externo tactus organo ) udgivet samme år, at han så "åbne svedhuller placeret midt på kammene af vridende rynker" [7] [8] [5] ] . Senere blev lignende undersøgelser udført af andre videnskabsmænd. For eksempel blev Christian Jacob Hintze ( tysk: Christian Jacob Hintze ) i 1747 forfatter til værket " Anatomical studies of papillary skin lines that serve for touch " ( lat. Examen anatomicum papillarum cutis tactui inservientium [9] ; udgivet i 1751 ) [7 ] [8] [10] .   

Særligt bemærkelsesværdigt er værket skrevet på latin af den tjekkiske anatom Jan Purkinje "On the study of the physiology of the vision or vision and human skin" (1823) [11] , som betragtes som det første videnskabelige arbejde, der indeholder en beskrivelse og klassificering af hudmønstre på fingrene [10] .

Den udbredte brug af fingeraftryk blev hindret af manglen på en enkel og pålidelig klassificering af papillære mønstre. Det første skridt mod dens oprettelse blev taget af den argentinske politiembedsmand Juan Vuchetich (1858-1925), en indfødt i Dalmatien. I september 1891 udviklede han et ti-fingers fingeraftryksklassificeringssystem, som han derefter løbende forbedrede og polerede indtil 1904.

De første oplysninger om brugen af ​​fingeraftryk i Argentina går tilbage til 1892  , hvor en kvinde blev afsløret af blodige fingeraftryk i drabet på sine to børn.

Vuchetichs fingeraftryksklassificering forblev ukendt i Europa i disse år, hvilket tilskrev al æren ved at løse dette problem til assisterende kommissær for det engelske politi, Sir Edward R. Henry , den tidligere politichef i Bengalen . Hans klassificering af papillære mønstre viste sig at være så vellykket, at den bruges i mange lande uændret den dag i dag eller dannede grundlaget for andre systemer.

Den triumftogt af fingeraftryk rundt om i verden begyndte: 1896 - Argentina, 1897 - Britisk Indien, 1902 - Ungarn og Østrig , 1903 - Tyskland, Brasilien og Chile , 1906 - Rusland og Bolivia , 1908 - Peru , Paraguay , Uruguay . Frankrig modstod fingeraftryk længst. Men i august 1911 blev Leonardo da Vincis berømte mesterværk " Mona Lisa " stjålet fra Louvre , og dette påvirkede i høj grad den offentlige mening. Derfor, da den internationale politikongres mødtes i Monaco i foråret 1914 for at beslutte, hvilken metode til at identificere kriminelle, der skulle foretrækkes, var sejren for fingeraftryk ikke tilfældig.

Fingeraftryk

I hvert fingeraftryk kan to typer funktioner defineres - globale og lokale.

Globale tegn er dem, der kan ses med det blotte øje:

Papillarmønster

Mønsterområdet er et udvalgt fragment af aftrykket, hvor alle globale funktioner er lokaliseret.

Kernen eller midten er et punkt lokaliseret i midten af ​​et aftryk eller et udvalgt område.

Deltapunktet er udgangspunktet. Det sted, hvor opdelingen eller forbindelsen af ​​rillerne i de papillære linjer forekommer, eller en meget kort rille (kan nå et punkt).

Linjetype - to største linjer, der starter som parallelle, og derefter divergerer og går rundt om hele billedets område.

Linjetæller - antallet af linjer på billedområdet eller mellem kernen og "delta"-punktet.

Typer af papillære mønstre:

sløjfemønstre (venstre, højre, center, dobbelt), delta- eller buemønstre (enkelt og skarpt), spiralmønstre (center og blandet)

En anden type tegn er lokale. De kaldes minutiae (træk eller specielle punkter) - tegn, der er unikke for hvert aftryk, der bestemmer ændringspunkterne i strukturen af ​​papillære linjer (ende, bifurkation, brud osv.), orienteringen af ​​papillære linjer og koordinater ved disse punkter. Hvert print kan indeholde op til 70 eller flere detaljer.

Følgende tegn er markeret på dette fingeraftryk : to linjer - "linjetype"; det, der er mellem dem, kan fungere som et mønsterområde, men normalt tages hele området af printet; rød cirkel til venstre - punkt "delta"; den røde cirkel nedenfor er øen; gule cirkler viser nogle detaljer. Papillarmønster - venstre løkke.

Praksis viser, at forskellige menneskers fingeraftryk kan have de samme globale træk, men det er absolut umuligt at have de samme mikromønstre af detaljer. Derfor bruges globale attributter til at opdele databasen i klasser og på stadiet af godkendelse. På anden fase af anerkendelsen er lokale funktioner allerede brugt.

Fingeraftryksstandarder

Nu bruges ANSI- og FBI-standarderne hovedsageligt. De definerer følgende krav til forlagsbilledet:

Normalt er mere end ét billede gemt i databasen, hvilket forbedrer kvaliteten af ​​genkendelsen. Billeder kan adskille sig fra hinanden ved skift og rotation. Skalaen ændres ikke, da alle print er hentet fra én enhed.

I Rusland er biometriske standarder reguleret af GOST [12] .

Principper for sammenligning af udskrifter på lokalt grundlag

(Lokale tegn - minutiae) Trin til sammenligning af to udskrifter:

Trin 1. Forbedring af kvaliteten af ​​det originale printbillede. Skarpheden af ​​grænserne af papillære linjer øges.

Trin 2. Beregning af orienteringsfeltet for aftrykkets papillære linjer. Billedet er opdelt i firkantede blokke med en side større end 4 pixels, og vinklen t for orienteringen af ​​linjerne for et fragment af printet beregnes ud fra lysstyrkegradienterne.

Trin 3. Binarisering af fingeraftryksbilledet. Reduktion til et sort-hvidt billede (1 bit) ved tærskelværdi.

Trin 4. Udtynding af linjer i billedet af et print. Udtynding udføres, indtil linjerne er 1 pixel brede.

Trin 5. Isolering af detaljer. Billedet er opdelt i blokke på 3x3 pixels. Derefter tælles antallet af sorte (ikke-nul) pixels rundt om midten. En pixel i midten anses for at være en minutiae, hvis den i sig selv er ikke-nul, og der er én nabopixel, der ikke er nul (afsluttende minutia) eller tre (forgrenende minutia).

Koordinaterne for de detekterede detaljer og deres orienteringsvinkler er skrevet i vektoren: W(p)=[(x1, y1, t1), (x2, y2, t2)...(xp, yp, tp)] (p er antal detaljer). Ved registrering af brugere betragtes denne vektor som en standard og registreres i databasen. Ved genkendelse bestemmer vektoren det aktuelle fingeraftryk (hvilket er ret logisk).

Trin 6. Sammenligning af detaljer.

To aftryk af samme finger vil adskille sig fra hinanden i rotation, offset, zoom og/eller kontaktområde afhængigt af hvordan brugeren placerer sin finger på scanneren. Derfor er det umuligt at sige, om et aftryk tilhører en person eller ej baseret på en simpel sammenligning af dem (vektorerne af referencen og det aktuelle aftryk kan variere i længde, indeholde upassende detaljer osv.). På grund af dette skal matchningsprocessen implementeres for hver minutia separat.

Sammenligningstrin:

Ved registrering bestemmes parametrene for affine transformationer (rotationsvinkel, skala og forskydning), hvor nogle detaljer fra den ene vektor svarer til nogle detaljer fra den anden.

Når du søger efter hver minutia, skal du gentage op til 30 rotationsværdier (fra -15 grader til +15), 500 skiftværdier (fra -250 px til +250 px - selvom der nogle gange vælges mindre grænser) og 10 skalaværdier (fra 0,5 op til 1,5 i trin på 0,1). I alt op til 150.000 trin for hver af de 70 mulige detaljer. (I praksis er alle mulige muligheder ikke sorteret fra - efter at have valgt de nødvendige værdier for en minutia, forsøger de også at erstatte dem med andre detaljer, ellers ville det være muligt at sammenligne næsten alle udskrifter med hinanden).

Evaluering af overensstemmelse af udskrifter udføres i henhold til formlen Hvis resultatet overstiger 65 %, betragtes udskrifterne som identiske (tærsklen kan sænkes ved at indstille et andet årvågenhedsniveau).

Hvis godkendelse blev udført, er det her, det slutter. Til identifikation skal denne proces gentages for alle fingeraftryk i databasen (derefter vælges brugeren med det højeste matchniveau (selvfølgelig skal hans resultat være over tærsklen på 65%)).

Andre metoder til at sammenligne udskrifter

På trods af at princippet om sammenligning af fingeraftryk beskrevet ovenfor giver en høj grad af pålidelighed, fortsætter søgningen efter mere avancerede (og hurtigere) metoder til sammenligning, såsom AFIS-systemet (Automated fingerprint identification systems). I Hviderusland - AFIS (automatisk fingeraftryksidentifikationssystem). Princippet om systemets drift: ifølge formularen "hamres et fingeraftrykskort, personlige oplysninger, fingeraftryk og håndfladeaftryk". Der placeres integrerede karakteristika (du skal stadig redigere dårlige udskrifter manuelt, systemet arrangerer selv gode), et "skelet" tegnes, dvs. systemet cirkler så at sige de papillære linjer, hvilket gør det muligt at bestemme tegnene meget præcist i fremtiden. Fingeraftrykskortet kommer til serveren, hvor det vil blive opbevaret hele tiden.

"Sledoteka" og "spore". "Trace" - et fingeraftryk taget fra scenen. "Sledoteka" - en database med spor. Som fingeraftryk sendes sporene til serveren og sammenlignes automatisk med fingeraftryk, både eksisterende og nye. Sporet afsøges, indtil et passende fingeraftrykskort er fundet. Yderligere arbejde udføres af kriminalister.

Metode baseret på globale funktioner

Global funktionsdetektion (kerne, delta) udføres. Antallet af disse funktioner og deres indbyrdes arrangement giver os mulighed for at klassificere typen af ​​mønster. Den endelige genkendelse udføres på basis af lokale træk (antallet af sammenligninger er flere størrelsesordener lavere for en stor database). Denne metode kan også bruges til andre formål end identifikation/godkendelse.

Graf baseret metode

Graf -baseret metode til sammenligning af fingeraftryk .

Det originale aftryksbillede (1) konverteres til et billede af det papillære linjers orienteringsfelt (2). På den (2) er der områder med samme orientering af linjerne, så du kan tegne grænser mellem disse områder (3). Derefter bestemmes centrene for disse områder, og graf (4) opnås. Pilen "d" markerer posten i databasen under brugerregistrering. Bestemmelsen af ​​ligheden af ​​fingeraftryk er implementeret i felt 5. (Yderligere handlinger ligner den tidligere metode - sammenligning efter lokale træk).

Fingeraftryksscannere

Fingeraftrykslæsere bliver nu brugt på en række forskellige måder. De er installeret på bærbare computere, smartphones, mus , tastaturer, flashdrev og bruges også som separate eksterne enheder og terminaler, der sælges komplet med AFIS-systemer (automatiserede fingeraftryksidentifikationssystemer).

På trods af eksterne forskelle kan alle scannere opdeles i flere typer:

De scannere, der er vant til at se i amerikanske film, er normalt optisk dvælende - en stribe lys, der passerer langs printet, er synlig. Hurtigere er halvleder og ultralyd, men sidstnævnte er dyrere og mindre almindelige.

Praktisk brug af fingeraftryk

Se også

Noter

  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 Automatisk identifikation. Biometrisk identifikation. Biometriske dataudvekslingsformater.
  13. ↑ Tysklands fingeraftryksshopping Arkiveret 29. august 2009 på Wayback Machine 

Litteratur

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier
I bibliografiske kataloger