真偽捺印指印汗孔間相對距離和角度變化初探

劉赫達

摘要：目的：探討利用指印汗孔特征間的相對距離和角度變化區分真偽捺印指印差異的可行性。方法：使用Image-Pro Plus 6.0軟件對選取的汗孔特征點進行測量并統計分析。結果：97.6%的真實捺印指印和97.6%的偽造指印的汗孔特征變異系數都小于15%;真偽捺印指印汗孔之間相對距離存在顯著性差異，真偽指印汗孔之間角度關系不具有統計學差異。結論：真實捺印指印與硅膠指紋膜偽造指印的汗孔之間距離和角度關系具有相對的穩定性;當硅膠指紋膜偽造指印的汗孔較為清晰的情況下，可以結合邊緣特征并測量真偽指印汗孔之間距離的變化，作為輔助鑒別硅指紋膜偽造捺印指印的依據。

關鍵字：硅膠指紋膜;汗孔;捺印指印;變異系數

隨著生物指紋識別系統的發展，硅膠指紋膜應運而生。由于公民的防范意識低，指紋及指紋膜泄露的風險逐年上升[1]，不法分子使用指紋膜在文書上偽造虛假的捺印指印，迷惑司法鑒定人員和辦案人員，以達到他們的不法目的，這類新型犯罪形式已經給檢驗鑒定工作帶來了極大的干擾。

目前識別紙張表面上指紋膜偽造指印的主要方法為觀察紋線的形態，邊緣部分凹凸不平，小犁溝寬窄程度隨捺印力度變化明顯等特征[2]。隨著制作指紋膜熟練度的提高，其偽造指印的仿真程度也會逐漸提高。汗孔具有高特征密度、高區分度的特點，在疑難指紋、殘缺指紋或小面積指紋檢驗中具有較高的鑒定價值[3]。本文使用Image-Pro Plus 6.0軟件對真偽捺印指印汗孔間距離和角度進行測量并統計分析，目的在于探討依據指印汗孔特征之間的相對距離和角度的變化區分真偽捺印指印的可行性。

1.材料及方法

1.1材料及器材

膚色硅膠、固化劑、指紋采集盤、注射器、攪拌盒、朱紅印泥、相機、便攜式電子天秤。

1.2樣本制備

選取20-50歲之間男性和女性共50人，志愿者自行選取一枚在生活中應用于生物指紋識別場景下最常用的手指，將A4紙水平放置在電子秤上，每名志愿者蘸取朱紅印泥控制適中的按壓力度（500～600g）捺印五枚真實指印，然后實驗人員為志愿者制作該手指的硅膠指紋膜。制膜完成后，實驗人員按上述相同的捺印條件形成偽造指印。

從實驗樣本中挑取真偽捺印指印紋線特征和印面特征差異小、局部汗孔特征清晰的6組捺印指印（每組含同一手指的5枚真實指印5枚偽造指印，共60枚），并進行拍照固定。

1.3測量數據及統計分析方法

每名志愿者的真偽捺印指印上選取五個相同區域位置的汗孔（不同紋線上汗孔），使用Image-Pro Plus 6.0軟件對汗孔之間的距離和角度進行測量統計。首先選取一個清晰的二級特征點上的汗孔作為基準，標為p1點位，其余汗孔標為P2、P3、P4、P5。隨后以P1作為起點，測量P1到其余點位的距離分別為D1、D2、D3、D4。然后以P1P2線段為基準，分別測量線段P1P2和P1P3、P1P4、P1P5的逆時針相對角度，在軟件中對應的數據分別為AF1、AF2、AF3[4]。

根據測量數據，分別計算出真偽指印汗孔間相對距離、角度的平均值，依據數據分布類型，選擇均數、標準差、變異系數進行統計描述，并采用方差分析對不同組的組間差異進行統計檢驗，以p<0.05為具有統計學意義，以判斷真偽捺印指印是否為影響汗孔間相對距離和角度變化的因素。

2.結果與討論

通過樣本篩選初步觀察，硅膠指紋膜汗孔特征的復制情況與志愿者手指的汗孔大小有關。志愿者汗孔特征明顯、汗孔相對較大的手指，制作出的硅膠指紋膜捺印指印中汗孔特征清晰、明顯的區域較多。

根據測量數據的平均值和標準差統計汗孔間相對距離和角度的變異系數。變異系數是衡量數據中各觀測值離散程度的一個統計量。變異系數越小，位置關系越穩定;變異系數越大，位置關系越不穩定。變異系數的計算公式為：變異系數（C.V）=標準差（SD）/平均值（Mean）×100 %[5]。從變異系數的統計結果可以發現，97.6%的真實捺印指印和97.6%的偽造指印的汗孔特征變異系數都小于15%，說明所測數據的離散程度不大，在可接受的誤差范圍以內，證明真偽捺印指印均能穩定地反映指紋汗孔之間距離與角度的關系。

繼續對6名志愿者的真偽捺印指印汗孔間距離和角度變異進行單因素方差分析，真偽捺印指印汗孔距離數據中21/24的p值均小于0.05，而且YB1、YB4、YB6中p值大于0.05的都是在基準點P1水平方向的平均值變化不明顯的測量數據，證明真偽捺印指汗孔距離之間的差異具有統計學意義，可以依據汗孔之間距離的變化區分真偽捺印指印。

真偽捺印指印汗孔角度數據中11/18的p值大于0.05，并且p值大于0.05的都是汗孔特征角度平均值變化不明顯的測量數據，證明真偽指印汗孔之間角度關系不具有統計學差異，不可以依據汗孔之間角度的差異區別真偽指印。

3.結論

本研究數據表明，真實捺印指印與硅膠指紋膜偽造指印的汗孔之間距離和角度具有相對的穩定性;當硅膠指紋膜偽造指印的汗孔較為清晰的情況下，可以結合邊緣特征并測量真偽指印汗孔之間距離的變化，作為輔助鑒別硅膠指紋膜偽造捺印指印的依據。捺印力度對硅膠指紋膜偽造捺印指印汗孔特征穩定性的影響還需要進一步的實驗與認證。

參考文獻

[1] 楊志強，許明良. 淺析人造指模印和現實手印之間的差異[J]. 刑事技術， 2012， 222（1）： 52-54.

[2] 蔣煥，侯碩，高勝極. 硅膠仿生指紋膜印泥痕跡特征研究_蔣煥[J]. 刑事技術， 2021， 46（1）： 58-61.

[3] 李陳美，李霓莎. 指紋三級特征在指紋鑒定中的價值_潘自勤[J]. 科技經濟導刊， 2016， 561（7）： 198-199.

[4] 李航，羅亞平. 油墨捺印指紋汗孔特征穩定性的研究[J]. 刑事技術， 2014， 235（2）： 37-38.

[5] 梁娜，王有民，曹吉明. 表皮更替時間內指紋汗孔大小變化規律研究_梁娜[J]. 刑事技術，2021： 1-6.

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