曹略耕

(徐州市公安局，江蘇·徐州 221008)

重疊指紋分離比對(duì)核心是對(duì)特征點(diǎn)的識(shí)別與認(rèn)定，其方法主要分為人工、機(jī)器和人機(jī)合一“三種”模式。單純的人工分離重疊指紋模式因耗時(shí)耗力的弊端已近乎淘汰。機(jī)器分離重疊指紋方法雖可極大地釋放警力資源，但存在無(wú)法精準(zhǔn)識(shí)別等問(wèn)題導(dǎo)致無(wú)法滿足實(shí)戰(zhàn)需要。而以分類分區(qū)處理方法的人工合一模式的效能最佳(1)馮清枝，高俊峰.異色重疊指紋剝離方法的研究[J].廣東公安科技,2010,18(03):27-29.，在智能化和實(shí)戰(zhàn)化應(yīng)用程度具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

一、當(dāng)前重疊指紋分離比對(duì)存在的不足

重疊指紋在現(xiàn)場(chǎng)勘查中普遍存在，但是對(duì)于重疊指紋分離和比對(duì)在實(shí)踐中存在諸多不足。各地所開發(fā)的指紋系統(tǒng)在重疊指紋的特征點(diǎn)識(shí)別方面的效果并不顯著，現(xiàn)場(chǎng)的所顯現(xiàn)的重疊指紋無(wú)法得到精準(zhǔn)分離，而且極易出現(xiàn)特征點(diǎn)分離錯(cuò)誤帶來(lái)的案件偵辦方向偏差。各地依靠指紋專家工作經(jīng)驗(yàn)大致可實(shí)現(xiàn)對(duì)重疊指紋的初步分離，但若實(shí)現(xiàn)指紋比對(duì)精準(zhǔn)比對(duì)還需要有全國(guó)一體化的指紋數(shù)據(jù)庫(kù)支撐。而在實(shí)踐中，指紋庫(kù)大多是省級(jí)公安機(jī)關(guān)自行建設(shè)，指紋數(shù)據(jù)庫(kù)孤島現(xiàn)象突出，給現(xiàn)場(chǎng)重疊指紋的比對(duì)造成了極大的障礙。

(一)指紋重視程度弱，未重疊特征遺漏

隨著電信網(wǎng)絡(luò)詐騙案件的持續(xù)增加，電子物證取證受到極大的重視，相比之下，傳統(tǒng)盜搶騙案件受治安環(huán)境的改善逐年遞減，重大疑難案件更是少之又少，且重疊指紋分離比對(duì)難度較大，致使重疊指紋分離比對(duì)的受重視程度呈邊緣化趨勢(shì)。同時(shí)，專業(yè)指紋人才缺乏，培訓(xùn)晉升、表彰獎(jiǎng)勵(lì)等保障機(jī)制不健全，通過(guò)未重疊指紋特征串并案件、帶破案件的程度較低，未重疊特征點(diǎn)和偽特征在分離比對(duì)中的應(yīng)用范圍和水平明顯不足，實(shí)戰(zhàn)化應(yīng)用效能有待提升。

(二)特征點(diǎn)識(shí)別不力，指紋分離效果差

重疊指紋分離比對(duì)的關(guān)鍵在于識(shí)別出指紋特征區(qū)域和特征點(diǎn)，而在信息化時(shí)代，指紋特征點(diǎn)的識(shí)別高度依賴于深度學(xué)習(xí)算法的支撐。由于開發(fā)深度學(xué)習(xí)算法需要大量的技術(shù)、人才和經(jīng)費(fèi)，使得針對(duì)重疊指紋特征點(diǎn)識(shí)別算法的規(guī)劃長(zhǎng)期處于擱置狀態(tài)?，F(xiàn)有指紋分離技術(shù)在重疊指紋特征點(diǎn)識(shí)別方面力量明顯較弱，尤其是在重疊指紋之間的紋線夾角較小的情況下，指紋特征點(diǎn)很難得到有效識(shí)別并分離，即便是得到了分離，分離效果較差，無(wú)法達(dá)到下一階段指紋分析比對(duì)的要求。

(三)指紋庫(kù)“孤島”突出，重疊指紋比對(duì)效率低

當(dāng)前指紋庫(kù)的一體化建設(shè)存在一定不足，指紋庫(kù)“孤島”現(xiàn)象較為突出，很多地區(qū)的指紋比對(duì)僅限于本地、本部門，對(duì)于其他地區(qū)已采集的有效指紋素材無(wú)訪問(wèn)權(quán)限或是格式不匹配無(wú)法打開，這不僅使花大力氣分離的重疊指紋無(wú)比對(duì)素材，而且也極大地影響了指紋的同一認(rèn)定及案件偵破。實(shí)踐中，對(duì)重疊指紋和指紋庫(kù)素材進(jìn)行同一認(rèn)定的方法較為單一，過(guò)分執(zhí)著于標(biāo)準(zhǔn)的特征點(diǎn)類型和數(shù)量，忽視其他特征在重疊指紋分離比對(duì)過(guò)程中的導(dǎo)向線索作用，尤其是在分離后的指紋殘缺不全或是特征點(diǎn)較少的情況下更是難以開展分析比對(duì)操作。

二、人機(jī)合一模式在重疊指紋分離比對(duì)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

針對(duì)公安實(shí)踐中在現(xiàn)場(chǎng)重疊指紋分離比對(duì)中存在的不足，本文構(gòu)建以分類分區(qū)處理方法為基礎(chǔ)的人機(jī)合一模式進(jìn)行重疊指紋的分離和比對(duì)工作。以分類分區(qū)處理方法為基礎(chǔ)的人機(jī)合一模式的核心在于通過(guò)引入深度學(xué)習(xí)算法實(shí)現(xiàn)對(duì)重疊特征點(diǎn)的精準(zhǔn)識(shí)別，建立健全全國(guó)一體指紋數(shù)據(jù)庫(kù)及案件現(xiàn)場(chǎng)指紋庫(kù)，同時(shí)指紋技術(shù)人員適時(shí)介入，進(jìn)而提高重疊指紋比對(duì)成功率，并實(shí)現(xiàn)對(duì)流竄作案案件的串并以及命案積案的帶破。

(一)健全長(zhǎng)效責(zé)任制，提高打擊力強(qiáng)度

以分類分區(qū)處理方法為基礎(chǔ)的人機(jī)合一分離比對(duì)重疊指紋模式更能提高指紋打擊實(shí)戰(zhàn)強(qiáng)度，滿足實(shí)際工作對(duì)刑偵打擊速度和打擊精度的需要，為偵查提供精準(zhǔn)發(fā)力方向，進(jìn)而形成高效的社會(huì)面防控體系。借助于系統(tǒng)日志采集技術(shù)，強(qiáng)化系統(tǒng)對(duì)重疊指紋分離比對(duì)操作的監(jiān)控及記錄，對(duì)于未成功分離比對(duì)的重疊指紋進(jìn)行歸檔，及時(shí)錄入現(xiàn)場(chǎng)指紋庫(kù)，以備后續(xù)案件倒查及外地協(xié)查需要，強(qiáng)化責(zé)任機(jī)制，以進(jìn)一步提升重疊指紋分離比對(duì)實(shí)戰(zhàn)性。

(二)完善大統(tǒng)戰(zhàn)布局，提高案件串并率

構(gòu)建以分類分區(qū)處理方法為基礎(chǔ)的人機(jī)合一模式需要完善全國(guó)現(xiàn)場(chǎng)指紋入庫(kù)格局，增強(qiáng)各部門、各地區(qū)現(xiàn)場(chǎng)提取的指紋資源共享，減少重復(fù)建設(shè)帶來(lái)的資源浪費(fèi)，提高互聯(lián)互通深度和力度，強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)提取指紋的入庫(kù)存檔，打造全國(guó)性指紋庫(kù)大統(tǒng)戰(zhàn)格局。在人機(jī)合一分離比對(duì)重疊指紋模式的推動(dòng)下，指紋庫(kù)權(quán)限將有效下放到一線實(shí)戰(zhàn)部門，避免因?qū)徟鷻?quán)限問(wèn)題貽誤戰(zhàn)機(jī)。同時(shí)，通過(guò)完善指紋庫(kù)布局進(jìn)一步強(qiáng)化各地、各部門的現(xiàn)場(chǎng)指紋串聯(lián)比對(duì)，以現(xiàn)場(chǎng)重疊指紋為對(duì)象，發(fā)現(xiàn)案件之間的潛在聯(lián)系，為重疊指紋分離比對(duì)提供線索，實(shí)效有效分離，提升案件串并率，合成偵查作戰(zhàn)力量實(shí)施有效打擊。

(三)打通全國(guó)數(shù)據(jù)庫(kù)，提升系統(tǒng)實(shí)戰(zhàn)性

當(dāng)前，各地均建有屬于本區(qū)域的指紋資源庫(kù)，但尚未形成全國(guó)性統(tǒng)一的指紋資源數(shù)據(jù)庫(kù)，且各地指紋資源庫(kù)的平臺(tái)融合程度較低，指紋入庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)不同，指紋人員編號(hào)及指紋質(zhì)量倒查入庫(kù)等方面有較大差異，這極大地限制了重疊指紋分離后的比對(duì)效果。構(gòu)建全國(guó)性指紋數(shù)據(jù)庫(kù)及現(xiàn)場(chǎng)指紋庫(kù)，破除指紋數(shù)據(jù)“壁壘”，打通各地指紋數(shù)據(jù)信息，順應(yīng)“大刑偵”體系改革發(fā)展趨勢(shì)，一方面可從數(shù)據(jù)庫(kù)資源共享發(fā)力，另一方面可從提升數(shù)據(jù)庫(kù)特征分析及提取能力入手，在允許各地自主建設(shè)的同時(shí)加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，規(guī)范指紋入庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)化指紋檢視、查重、倒查等操作，對(duì)指紋流向、特征部位、特征點(diǎn)定質(zhì)定量，避免“看面子式”指紋入庫(kù)。規(guī)范指紋入庫(kù)流程及標(biāo)準(zhǔn)(2)郭衛(wèi)平.對(duì)指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)制的幾點(diǎn)思考[J].浙江警察學(xué)院學(xué)報(bào),2006(04):104-106.，不僅要重視指紋系統(tǒng)自動(dòng)生成標(biāo)注的特征點(diǎn)，而且也應(yīng)重視后臺(tái)人工審查，同步推進(jìn)，雙向發(fā)力，確保指紋庫(kù)內(nèi)指紋特征點(diǎn)符合比對(duì)條件要求。同時(shí)，對(duì)于在實(shí)踐中已高效運(yùn)轉(zhuǎn)并使用的指紋數(shù)據(jù)庫(kù)，應(yīng)加強(qiáng)數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)對(duì)接及數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化，融合各地指紋數(shù)據(jù)庫(kù)，避免重復(fù)建設(shè)造成浪費(fèi)。

三、人機(jī)合一模式在建立和完善分離比對(duì)重疊指紋系統(tǒng)的探索

以分類分區(qū)處理方法為基礎(chǔ)的人機(jī)合一分離比對(duì)重疊指紋主要分為兩個(gè)模塊，一是重疊指紋分離模塊，二是重疊指紋比對(duì)模塊，而指紋技術(shù)人員則參與到重疊指紋分離比對(duì)的各個(gè)環(huán)節(jié)。分離模塊是進(jìn)行指紋比對(duì)的前提和基礎(chǔ)，比對(duì)模塊是分離重疊指紋的最終目的。構(gòu)建指紋分離模塊主要是對(duì)指紋本身的處理，借助深度學(xué)習(xí)算法精準(zhǔn)識(shí)別并分離指紋；構(gòu)建指紋比對(duì)模塊主要從數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)方面發(fā)力，以提高實(shí)戰(zhàn)性為統(tǒng)領(lǐng)。

(一)人機(jī)合一分離比對(duì)重疊指紋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

指紋比對(duì)系統(tǒng)首先會(huì)分析重疊指紋特征信息，在能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)識(shí)別的情況下直接進(jìn)入特征標(biāo)注階段，在無(wú)法實(shí)現(xiàn)特征識(shí)別的情況下對(duì)重疊指紋圖像進(jìn)行預(yù)處理，通過(guò)預(yù)處理實(shí)現(xiàn)指紋特征的“清晰化”，此時(shí)，如若能夠精準(zhǔn)標(biāo)注特征信息并成功分離則進(jìn)入指紋庫(kù)進(jìn)行檢視比對(duì)，如若不能精準(zhǔn)分離則由指紋技術(shù)人員進(jìn)行人工參與分離比對(duì)。通過(guò)以分類分區(qū)處理方法為基礎(chǔ)的人機(jī)合一實(shí)現(xiàn)對(duì)重疊指紋特征點(diǎn)的精準(zhǔn)識(shí)別、標(biāo)注、分離、比對(duì)，既緩解了專業(yè)指紋技術(shù)人員匱乏的壓力，又在一定程度上提高重疊指紋分離比對(duì)的實(shí)戰(zhàn)化效能。

(二)人機(jī)合一分離比對(duì)重疊指紋模式發(fā)展路徑

1.引進(jìn)三級(jí)特征點(diǎn)，完善指紋特征多級(jí)認(rèn)定

指紋一級(jí)特征用于認(rèn)定指紋類型，指紋二級(jí)特征用于指紋同一認(rèn)定，這兩級(jí)特征均需要足夠的特征區(qū)域和特征點(diǎn)支撐，但在現(xiàn)場(chǎng)條件較差和指紋殘缺不全的情況下很難提取到足夠的指紋特征，限制了重疊指紋比對(duì)的實(shí)戰(zhàn)性。除以上兩級(jí)特征外，實(shí)踐中常常通過(guò)對(duì)指紋三級(jí)特征的分析比對(duì)來(lái)為偵查提供線索和方向，重疊指紋的三級(jí)特征點(diǎn)是指指紋紋線流向、乳突花紋的流向、細(xì)點(diǎn)及皺紋等特征點(diǎn)。重疊指紋分離比對(duì)系統(tǒng)可從構(gòu)建三級(jí)特征點(diǎn)比對(duì)模塊入手(3)潘自勤.指紋三級(jí)特征在指紋鑒定中的價(jià)值[J].刑事技術(shù),2014(04):45-47.，對(duì)于特征點(diǎn)較少、難以對(duì)指紋進(jìn)行同一認(rèn)定的重疊指紋可以進(jìn)入三級(jí)特征點(diǎn)分析比對(duì)模塊，篩選出相似度較高的指紋，進(jìn)入人工模式再次比對(duì)分析，通過(guò)系統(tǒng)對(duì)重疊指紋的多級(jí)比對(duì)分析，最大程度發(fā)現(xiàn)指紋的特征點(diǎn)，提升現(xiàn)場(chǎng)重疊指紋分離比對(duì)的效率及精準(zhǔn)度。

2. 推廣標(biāo)注系統(tǒng)化，提高指紋特征比對(duì)效能

以分類分區(qū)處理方法為基礎(chǔ)的人機(jī)合一模式雖在一定程度上更強(qiáng)調(diào)重疊指紋系統(tǒng)自動(dòng)的分離和比對(duì)，但這并不是說(shuō)明技術(shù)人員充當(dāng)?shù)氖恰翱头钡慕巧Ｗ鳛橹讣y系統(tǒng)的機(jī)器標(biāo)注，其不可避免會(huì)出現(xiàn)偏差，因此對(duì)于大案要案現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜重疊指紋還需要人工的參與特征標(biāo)注、分離比對(duì)。在構(gòu)建人機(jī)合一模式分離比對(duì)重疊指紋時(shí)，應(yīng)將系統(tǒng)標(biāo)注特征點(diǎn)的代碼原理進(jìn)行“翻譯”，將系統(tǒng)模型在分析識(shí)別標(biāo)注特征點(diǎn)的原理特點(diǎn)推廣到各地公安機(jī)關(guān)刑偵部門，提高人工標(biāo)準(zhǔn)特征點(diǎn)與系統(tǒng)模型標(biāo)注法的匹配度，進(jìn)而提升人工標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)指紋在指紋庫(kù)中比對(duì)的實(shí)戰(zhàn)化效能。

3.強(qiáng)化特征點(diǎn)識(shí)別，提升指紋分離度

相較于傳統(tǒng)的重疊指紋分離，以分類分區(qū)處理方法為基礎(chǔ)的人機(jī)合一模式在指紋特征點(diǎn)識(shí)別標(biāo)注方面具有更高的效率。人機(jī)合一模式突破傳統(tǒng)指紋同一認(rèn)定中的固化思維，構(gòu)建多級(jí)指紋特征區(qū)域和特征點(diǎn)識(shí)別模塊，強(qiáng)化指紋特征區(qū)域識(shí)別，充分利用所提取重疊指紋非重疊區(qū)域的指向作用，同時(shí)，人機(jī)合一模式方法在標(biāo)準(zhǔn)特征點(diǎn)時(shí)會(huì)根據(jù)特征點(diǎn)的清晰度、異常性等方面劃分特征等級(jí)，并依據(jù)所標(biāo)注的重疊指紋特征等級(jí)分級(jí)分類輸出指紋庫(kù)及現(xiàn)場(chǎng)庫(kù)的疑似指紋，有效應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)提取的重疊指紋紋線夾角小、指紋特征點(diǎn)缺損嚴(yán)重等實(shí)踐難題，切實(shí)提升重疊指紋分離程度及質(zhì)量。

4. 深化圖像預(yù)處理，增強(qiáng)細(xì)節(jié)特征提取

對(duì)于重疊指紋的分離，其關(guān)鍵在于對(duì)重疊指紋自身的分析處理，這離不開深度學(xué)習(xí)算法的支撐。借助于深度學(xué)習(xí)算法搭建的重疊指紋分離模塊以對(duì)指紋圖像的“清洗”為發(fā)力點(diǎn)(4)楊靜.重疊指紋識(shí)別軟件研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2016(01):118.，提取出細(xì)節(jié)特征點(diǎn)，識(shí)別出偽特征，為指紋識(shí)別提供良好的指紋素材。

(1)開發(fā)“深度學(xué)習(xí)”，高效清洗指紋間噪聲圖像

從一定意義上講，重疊指紋可被視為“模糊”圖像，對(duì)重疊指紋的分離就是對(duì)圖像“噪聲”部分的去除，因此開發(fā)針對(duì)重疊指紋預(yù)處理的深度學(xué)習(xí)算法對(duì)重疊指紋的分離具有重要作用(5)韓柯,李孝君,王學(xué)莉.基于圖像插值的指紋圖像增強(qiáng)方法[J].刑事技術(shù),2019,44(02):122-125.。完善數(shù)據(jù)清洗算法，填充缺損值，提升去噪技術(shù)，增大信噪比，強(qiáng)化指紋特征點(diǎn)數(shù)據(jù)，弱化非指紋特征點(diǎn)數(shù)據(jù)，高效清洗重疊指紋噪聲圖像，識(shí)別標(biāo)注出指紋特征及偽特征，進(jìn)而提升重疊指紋的分離效率及質(zhì)量。

(2)確定“三度標(biāo)準(zhǔn)”，精準(zhǔn)分析指紋紋線間夾角

重疊指紋分離方法中以分類分區(qū)處理效果最佳，其根據(jù)指紋情況確定相應(yīng)指紋模型，在依托指紋模型對(duì)重疊指紋進(jìn)行分區(qū)分離處理后，系統(tǒng)應(yīng)能自主確定并準(zhǔn)確調(diào)整重疊指紋分離“三度”標(biāo)準(zhǔn)，即重疊指紋之間的分離角度、分離度和對(duì)比度，確保分離后的指紋具備清晰的特征點(diǎn)和指紋流向。影響指紋分離效果的一個(gè)重要因素是指紋紋線夾角(6)張思堯,韋霄立,常柏年.計(jì)算機(jī)分離重疊指紋實(shí)驗(yàn)研究[J].刑事技術(shù),2009(02):30-32.，紋線夾角越小，對(duì)系統(tǒng)性能的精準(zhǔn)度要求越高。因此，在構(gòu)建以分類分區(qū)處理方法為基礎(chǔ)的人機(jī)合一分離比對(duì)重疊指紋模式時(shí)應(yīng)強(qiáng)化對(duì)指紋紋線分析、特征點(diǎn)提取標(biāo)注等版塊的智能化及精準(zhǔn)度，以有效應(yīng)對(duì)重疊指紋紋線夾角小的情形。

(3)抑制“振鈴效應(yīng)”，識(shí)別利用偽特征挖掘線索

在對(duì)重疊指紋采取分類分區(qū)處理方式時(shí)，會(huì)出現(xiàn)由于指紋模型選取不當(dāng)導(dǎo)致重疊指紋分離過(guò)程中出現(xiàn)高頻信息丟失，重疊指紋圖像嚴(yán)重受損并難以修復(fù)的情形，即出現(xiàn)重疊指紋分離的“振鈴效應(yīng)”。重疊指紋分離比對(duì)系統(tǒng)應(yīng)借助于深度學(xué)習(xí)算法開發(fā)不同重疊指紋的指紋模型，完善指紋分區(qū)劃分設(shè)置，提高兩者之間融合力度及精細(xì)程度，盡量避免此效應(yīng)的發(fā)生。在匹配指紋模型進(jìn)行中心點(diǎn)、三角點(diǎn)等特征點(diǎn)標(biāo)注時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)準(zhǔn)確分析指紋的偽特征，去除錯(cuò)誤特征。分析出的偽特征并非一無(wú)是處，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行深度挖掘，可為指紋識(shí)別比對(duì)提供線索、指引方向，提高重疊指紋分離比對(duì)效率及準(zhǔn)確度。