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        指紋鑒定誤識率和DNA識別誤識率的研究

        2015-10-09 20:46:25趙志勇等
        科技資訊 2015年19期

        趙志勇等

        摘 要:在該文中,分析了影響指紋鑒定誤識率和DNA識別誤識率的主要因素,最后,得出了指紋識別和DNA識別具有很強的互補性的結(jié)論,從而可以根據(jù)實際要求,選擇合適的技術(shù)或者兩者結(jié)合使用。最后,闡述了對應用這兩種技術(shù)減小其誤識率的建議。

        關(guān)鍵詞:指紋鑒定 DNA識別 誤識率

        中圖分類號:S512 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)07(a)-0244-02

        正如人們經(jīng)驗上所理解的那樣,指紋具有唯一性,隨機的取兩枚指紋他們相同的概率是非常小的,或者說不可能是相同的[1]。但是,實際中總會有指紋被錯誤識別的事件發(fā)生。而誤識率與采集圖像質(zhì)量、操作人員素質(zhì)以及特征點數(shù)等因素有關(guān),隨著應用領(lǐng)域的拓展,人們對識別的準確率提出了更高的要求。本文中,理論分析了指紋鑒定誤識率和DNA識別技術(shù)的誤識率,并通過對前人研究數(shù)據(jù)分析,給出了自己的見解。

        1 指紋和DNA指紋

        (1)指紋是指靈長類手指末端指腹上由凹凸的皮膚所形成的紋路,也可指這些紋路在物體上印下的印痕[2]。如右圖1所示,紋路的細節(jié)特征點有起點、終點、結(jié)合點和分叉點等。由于每個人的指紋并不相同,同一人的不同手指的指紋也不一樣,指紋識別就是通過比較這些細節(jié)特征的區(qū)別來進行鑒別的。

        (2)DNA指紋指具有完全個體特異的DNA多態(tài)性,其個體識別能力足以與手指指紋相媲美,因而得名。可用來進行個人識別及親子鑒定,同人體核DNA的酶切片段雜交,獲得了由多個位點上的等位基因組成的長度不等的雜交帶圖紋,這種圖紋極少有兩個人完全相同,故稱為"DNA指紋"。

        2 指紋誤識率和DNA指紋誤識率的比較分析

        指紋識別常用于需要人員身份確認的場所如門禁系統(tǒng)、考勤系統(tǒng)、筆記本電腦、銀行內(nèi)部處理、銀行支付等。并非所有的人體生物特征都可以用于身份識別,能夠用于身份識別技術(shù)的人體生物特征需要滿足下列條件:

        (1)廣泛性:每個人都應該具有這種特征;

        (2)唯一性:每個人擁有的特征應該各不相同;

        (3)穩(wěn)定性:所選擇的特征應該不隨時間發(fā)生變化;

        (4)可采集性:所選擇的特征能夠定量測量。

        除了指紋識別技術(shù)具有上述特點外,DNA指紋技術(shù)也具有很廣闊應用前景。DNA識別技術(shù)主要應用于親子鑒定、醫(yī)學實驗、偵查破案等方面,DNA同樣也具有唯一性,它的唯一性表現(xiàn)在DNA分子片段上的堿基對排列順序的多樣性,

        2.1 誤識率影響因素的分析

        2.1.1 指紋鑒定誤識率影響因素分析

        指紋是目前市場占有率最高的生物識別技術(shù),也是歷史最悠久的最早被廣泛用作身份識別的技術(shù)。另外指紋也是絕大多數(shù)國家法庭獲取證據(jù)的重要手段。DNA身份識別時隨著生物學尤其是基因科學發(fā)展和新產(chǎn)生的一種身份識別手段,我們的問題就是,分析比較指紋識別的錯誤率與DNA識別錯誤率。

        人們普遍相信一種說法:指紋具有唯一性。即便是同卵雙胞胎,由于他們的指紋受到遺傳因素和環(huán)境因素的共同影響,他們的指紋也會有所不同。但是我們認識到指紋識別是依靠于指紋識別技術(shù)的,并且指紋識別因為用到了若干特征點,因此我們可以看到選取的匹配特征點的個數(shù)小誤識率會越大,但是當所用匹配特征點增加時,其誤識率減小的同時也會增加成本。

        2.1.2 DNA指紋識別率影響因素分析

        DNA指紋識別中的誤識率是與生物遺傳有關(guān)的父母與子女,兄弟姐妹之間,他們的DNA具有很高的相似性,導致誤識率的變大。但是,不考慮雙胞胎的情況下,由于任意兩個體DNA耦合的概率是極其小的,所以DNA指紋識別有著較高的準確率。然而,對于同卵雙生的雙胞胎情況比較特殊。雙胞胎問題是影響DNA指紋誤識率的重要因素。同卵雙生的雙胞胎具有相同的的DNA序列,因為他們是由同一個受精卵復制和發(fā)育而成,除非發(fā)生基因突變,否則在目前的DNA指紋技術(shù)下,是不能將某一個體從他們中間識別出來的。

        雙胞胎問題是影響DNA指紋誤識率的重要因素。同卵雙生的雙胞胎具有相同的的DNA序列,因為他們是由同一個受精卵復制和發(fā)育而成,除非發(fā)生基因突變,否則在目前的DNA指紋技術(shù)下,是不能將某一個體從他們中間識別出來的。

        我們調(diào)查發(fā)現(xiàn),據(jù)統(tǒng)計,美國人口中雙胞胎的人口雙胞胎的人口占總?cè)丝诘?.324%[3],另外,據(jù)估計在全球范圍內(nèi),同卵雙生的概率是1:300。所以同卵雙生的雙胞胎的概率很大,這是一個DNA指紋識別無法解決的問題。

        2.2 指紋識別與DNA指紋識別的關(guān)系

        通過上述分析,我們認為指紋識別與DNA指紋識別可以構(gòu)成互補關(guān)系,增加生物識別的準確度。例如,指紋識別能識別同卵雙生的雙胞胎。指紋的最終形態(tài)表現(xiàn)出多基因、多因素的累加效應 。這種累加效應是指紋個體差異性的重要來源。前人有過對400對孿生子指紋的研究,發(fā)現(xiàn)他們的指紋雖在紋型上有相似性(46.04 %) ,但具體形態(tài)卻互不相同。因此,比較起來,DNA的穩(wěn)定性更強,而指紋的個體差異性更高。

        2.3 指紋誤識率和DNA指紋誤識率的比較分析

        為了突出比較,我們在這里直接應用前人的研究成果,1985年Jeffereys發(fā)明了 DNA技術(shù), 并成功地完成移民案件的父權(quán)鑒定問題。其鑒定結(jié)論出錯的概率是,可以說DNA指紋鑒定結(jié)論的準確率幾乎為100%[5]。與指紋識別的出錯率相比而言,DNA指紋誤識率具有更高的準確率。另外,DNA技術(shù)所需材料來源廣泛、量微、易于獲得,可以彌補指紋識別的不足。

        3 結(jié)語

        我們對指紋識別和DNA識別中產(chǎn)生的誤識率進行比較,得出了指紋識別和DNA識別具有很強的互補性,從而可以根據(jù)實際要求,選擇合適的技術(shù)或者兩者結(jié)合使用。對普通門禁系統(tǒng)和同卵雙胞胎的個體的識別,宜采用指紋識別的方法,宜采用指紋識別。而對于法庭等場合宜采用DNA識別或兩者結(jié)合,尤其是在當犯罪現(xiàn)場沒有指紋或者指紋殘缺、不清晰時結(jié)合使用,可以來減小誤識率。

        參考文獻

        [1] Anil K. Jain, Ruud M. Bolle, Sharath Pankanti. Biometrics: Personal Identification in a Networked Society[M].New York:Springer.1999.

        [2] Geoffrey Stewart Morrison. The Place of Forensic Voice Comparison in the Ongoing Paradigm Shift[C].Conference Thesis of the 2nd International Conference on Evidence Law and Forensic Science,2009.

        [3] 郭少波,付雪峰,田保中,等.指紋鑒定科學性困境淺析[J].河北公安警察職業(yè)學院學報,2012,12(2):16-19.

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