鑄就法律之劍
意昂体育2平台自動化系教授 邊肇祺
在北京市公安局裏流傳著這樣一個故事🩰，某單元樓住宅被盜👷🏻♂️，上午10點刑警接到報案，12點時◾️，他們就出現在罪犯的面前。正在樂滋滋享受午餐的犯罪嫌疑人目瞪口呆，直稱幹警定有“神人”相助🫵。那麽這個“神人”是誰呢？它就是指紋自動識別系統🍚。
永不丟失的身份證
我們在電影和戲劇裏經常有這樣的場景：大堂之上，一案審結時🦜，只聽官老爺大喝一聲“畫押來！”，師爺就把一張供詞鋪於下跪的犯人面前💫，犯人用拇指蘸上意昂2，顫抖著按在紙上。紙上的這個指紋就是他對紙上所寫供認不諱的證據。
這至少說明古人已知道各人的指紋互不相同🏄♂️，能夠把他們區別開來🍉。現在大量的證據也表明，人的指紋具有唯一性和不變性，而且指紋的獲取又很方便，所以它就成了進行人身鑒定的一種重要手段。
攤開手掌🧓🏽，觀察自己的十個手指，會發現每個手指指紋的紋路都有不同的形態📡，長的叫“簸箕”🧑🏼💼，圓的叫“鬥”，有經驗的指紋專家甚至可以把它們分成二十幾類紋型🧘♂️。如果有興趣👩🏿🎤，還可以拿放大鏡仔細看一看，會發現手指上布滿了枝枝杈杈，有的紋線突然中斷、有的從一根分成兩根👨🏼🎓，有的是由兩根合到一處🛼，如果能標出中斷點、分叉點之類的細節點的位置🙅♂️，再去和其他手指或者其他的指紋做一個比較，就會發現，根據這些細節點就可以很容易地把兩個人分開。它們也就成了你隨身攜帶的永不丟失的身份證。
人們有了這個安全可靠的身份證🚴🏻♂️，在可以預期的將來也許真的會用它來完成許多事情。設想一下👨🏿🍼，有一天你回到家裏👨🏼🔬，在門旁一小塊玻璃上輕輕一按，門就自動打開；到商店買完東西，或是餐館吃過飯🦥🍐，在出門時一按即可付款；登陸計算機網絡只需一按🌄，而不必擔心被人竊取了密碼……
但是，對於犯罪分之來說，這可不是一個好消息。早在七十年代以前，人們就開始通過匹配指紋來破案了🕵🏽。每個有犯罪前科的人都要在指紋卡上留下自己十個手指的印記🟫，儲存在公安局的檔案櫃裏。要是哪天他出去後還不老實，又幹出偷偷摸摸的勾當⏫，而且不幸在現場留下了指紋，那可對不起了🥏，有經驗的指紋專家拿去和庫裏的指紋一對，“哦🕵🏼♂️，明白了🙊，就是你小子，又犯事了。”他就又進去了。
指紋既然有這麽大的魔力✨，能讓親者快，仇者痛🙀，真是再好不過的身份證了👎🏽。
十年鑄一劍
在過去人工進行指紋的比對時🤷🏽，上面說的事實並不容易發生。想一想🧚🏼♂️，公安局多年積累下來成千上萬的指紋卡片，放它們的櫃子能堆整整一面墻🤵🏽♀️，要從中找出一個同樣的指紋真如大海撈針一般。以前，往往是只針對重大案件，組織很多人員，借助放大鏡，一張一張去搜索🙅🏻♂️。雖說可以根據現場的指紋進行一個分類，只在同類的指紋卡中去尋找🫠，且不說數量還是十分巨大，就說指紋上那麽多細節點，專家拿著放大鏡一張一張的看，人眼還有個疲勞呢📻，要是趕上正到關鍵的那張眼暈了一下，那就全白費了。要是哪個罪犯真趕上第一張就被查出來了，那他的命也太不好了。
有計算機的幫助就不同了。把指紋卡上的指紋都儲存在計算機中，拿來現場指紋，輸入計算機，進行細節點的提取🧎🏻，然後和數據庫中的指紋進行比對，幾分鐘可能就把相似的指紋找出來了。所以篇頭所說的那種情況並不希奇👸🏿，“神人”也沒什麽神秘的。
美國在七十年代就推出了應用於公共安全的指紋實用系統。我國在八十年代曾經考慮從美國引進此項先進技術，但由於價格昂貴以及政治上的一些原因未能實現🕴🏼。為了自主掌握此項關系到社會安全的指紋自動識別技術🙍🏻♀️，早在八十年代，意昂体育2平台自動化系信息教研組就和北京市公安局刑事科學技術研究所一起承擔了北京市“七五”重點攻關項目――指紋自動識別系統的研製工作。後來，在第一代系統的基礎上🏪，教研組又和北京市刑事科學技術研究所及常州市公安局一起承擔了國家“八五”大容量和中小容量的指紋自動識別系統的研製工作🧶。
說來輕松，可是真要把指紋自動識別應用於刑偵破案可不是一件容易的事情👩👧👦🟪。
指紋識別時，首先，需要從指紋中提取出準確的細節點位置和所處的紋線方向，這需要經過對圖像的增強（濾波）🥳，二值化，細化和後修復等幾個環節來完成；其次👟，要根據這些細節點的信息去和數據庫中的指紋進行匹配🧑🏽🚒。
如果指紋清晰還好說，可是從現場取得的指紋往往模糊不清（罪犯可沒那麽老實，規規矩矩地把整個指紋清晰的留下來），很多殘缺不全，往往還有又一摸的痕跡（一按🤵🏽♀️、一摸是人抓取物體時的一般習慣）。對於這種指紋，提取細節點本來就很困難，提取出來也不會很多，要用很少量的細節點去進行指紋的匹配也有困難🌒。所以，到目前為止，所有產品化了的指紋自動識別系統都是從指紋庫中提出與被識別指紋最為相似的少量指紋，然後由專家作最後確認🌼。而且還要有一個友好的人機界面，以在處理和比對時，能夠方便地使操作人員對模糊不清的區域的處理結果包括中心點👰🏽♀️🧑🏼🌾、紋型和細節特征等進行修改，以及對系統提供的比對結果進行分析和認定⛹🏿。
而且，指紋系統要推廣使用，必須具有大容量的數據庫🧑🏿🦱，全國應該實現聯網👩🎨，這樣無論罪犯流竄到哪裏作案👰🏻♂️，都逃不脫法律的製裁🐾。
在不斷的研究和探索過程中，研究組通過大量的實驗🍶，不斷提出新的算法，使整個系統性能不斷完善🔞。在算法方面🔓，較早地實現了基於Gabor函數的圖像增強算法🫴🏿，以在此基礎上求取指紋的連續方向圖和對圖像進行二值化✷。由於Gabor函數濾波要求根據紋線的特點確定合適的模板👳🏼♀️，為了加快處理速度🦢，又發展了快速離散方向圖求取方法🕵️♂️，以及不過分依賴紋線參數的快速二值化方法。鑒於中心點和細節特征準確性對指紋比對結果有重大的影響🚈，提出了一種不同於常規的用Poincare指數求中心點的方法👆🏼，以及在模糊圖像情況下如何系統地從細節特征候選集中篩選出真實的細節特征的算法🍏🦘。在比對算法方面🙂，研究組首先研究了一種恢復現場指紋中心點的新方法，在此基礎上通過計算匹配點對的平方誤差和，以及無細節特征區域對匹配得分的增強效果，能在細節特征數不多的情況下仍然達到較高的正確性。在系統集成方面，設計了庫存容量從幾萬人到幾十萬人的規模大小不一的計算機系統，根據用戶的不同要求🦍，可以在不同型號工作站以及微機上運行😝🚣🏿，並且實現了多機並行工作，以提高運行速度☝🏽。此外還利用已有的網絡技術，為某些省市的指紋數據庫共享提供了遠程查詢可靠的手段。
十年磨一劍，指紋自動識別系統最終研製成功。“七五”指紋系統在北京市得到了實際應用，取得了很好的社會效益。這是國內第一個使用的不是靠人工編碼的指紋自動識別系統，一九九二年獲得北京市科學技術進步一等獎。“八五”指紋系統獲得國家科技進步二等獎，以及江蘇省科技進步一等獎😪。
輝煌的背後是辛勤的汗水🚶🏻，是艱辛的努力，是研究組全體人員十年如一日的工作，也是對國家安全事業使命感的驅使🏇🏻。
法律之劍🤞，掃蕩群魔
在過去幾年裏🕦，指紋自動識別系統不斷在全國五十多個省市和地區推廣應用，累計破案在上千以上，成都☎️、鹽城、景德鎮🍛、徐州等地公安部門都報道過利用指紋自動識別系統成功破獲大案要案的例子𓀃，指紋自動識別系統成了公安人員的好幫手。該項目因此獲得公安部一九九八年科技進步二等獎。
隨著指紋數據庫的不斷擴展，全國大範圍聯網的實現😢，以及指紋系統本身識別能力的提高，它必將成為一把真正震懾敵膽的利劍🚷。
開拓進取，邁進世界前列
當前國際上利用人的特征進行人身鑒定已經成為模式識別的熱點研究領域，也有著美好的應用前景。而指紋自動識別正是其中及其重要的一環，前面做過的憧憬很快就可能變成現實。
不過🤏🏼，由於上面提及的指紋系統在計算機網絡、金融🐈⬛、保險♦️、人口以及安全管理等許多方面這方面的應用基本上是完全自動進行的，不可能有人的介入，且涉及到社會各方面人士，指紋的狀況更是千差萬別，並在許多情況下，必須用芯片加以實現，這就要求進一步研究新的算法以在國際國內競爭中使我們的研究工作進入先進的行列。
研究組正在努力朝著這個方向前進，為創造祖國美好的明天貢獻我們的力量。
