ОТПЕЧАТКИ ПАЛЬЦЕВ РУК

Первые отпечатки пальцев сняты Уильямом Джеймсом Гершелем в 1859 году

Снятие отпечатков пальцев — это, пожалуй, самый старый и наиболее широко используемый метод идентификации личности. Благодаря своей уникальности и долговечности отпечатки пальцев используются правоохранительными органами, больницами и другими организациями для идентификации личности.

Отпечаток пальца, говоря простым языком, — это оттиск, сделанный на различных поверхностях гребнями или линиями на пальце человека. Эти гребни создаются выступами на эпидермисе, внешнем слое кожи, которые также называются эпидермальными гребнями. Отпечатки пальцев помогают захватывать предметы с шероховатой поверхностью, а также играют важную роль в восприятии тонких текстур.

Сегодня мы подробно рассмотрим отпечатки пальцев, включая их историю и значение, а также различные типы узоров отпечатков пальцев.

История отпечатков пальцев

Человечеству давно известны отпечатки пальцев. Самое раннее зафиксированное использование отпечатков пальцев, или следов рук, можно проследить в древней Вавилонии во времена правления царя Хаммурапи (1792-1750 гг. до н.э.), когда чиновники использовали эти отпечатки для подтверждения письменных контрактов.

Подобная практика существовала во времена династии Цинь (221-206 гг. до н.э.) и династии Тан (618-907 гг. н.э.) в Китае, где торговые стороны часто использовали отпечатки пальцев или ладоней в качестве подписи на торговых контрактах. Подробности такой практики упоминал сэр Уильям Джеймс Гершель, офицер британской империи, сыгравший решающую роль в развитии отпечатков пальцев как инструмента для идентификации личности.

Используя приложение для 3D визуализации и отображения данных с открытым исходным кодом GigaMesh Software Framework, археологи успешно извлекали отпечатки пальцев на древних клинописных табличках, керамике и гробницах.

Современный анализ отпечатков пальцев

Хотя люди знали об отпечатках пальцев и их возможном использовании по крайней мере 2000 лет назад, научные исследования отпечатков пальцев начались только в 18 веке в Европе.

Первый значительный прорыв произошел в 1788 году, когда Иоганн Кристоф, немецкий анатом, пришел к выводу, что каждый человек имеет уникальный отпечаток пальца. Затем в 1823 году чешский физиолог Ян Евангелиста опубликовал диссертацию, в которой определил девять различных конфигураций отпечатков пальцев, включая виток и зубчатую дугу.

Дактилоскопия, как мы знаем ее сегодня, в основном заключается в анализе и сравнении узоров для идентификации личности. Удивительно, но впервые эта практика была применена в Индии в 19 веке. В 1858 году сэр Уильям Джеймс Гершель (не путать с астрономом Уильямом Гершелем) начал сбор отпечатков пальцев в Калькутте, Индия. Позже он одобрил использование отпечатков пальцев на документах для предотвращения мошенничества с государственными пенсиями.

Генри Фолдс, шотландский хирург, является одним из пионеров анализа отпечатков пальцев. В 1880 году Фолдс опубликовал работу, в которой предположил, что каждый человек имеет уникальные отпечатки пальцев. Он также проанализировал эффективность отпечатков пальцев как метода идентификации личности.

Идеи Фолдса позже продолжил его родственник Фрэнсис Гальтон, британский эрудит и антрополог. В своей книге «Отпечатки пальцев», опубликованной в 1892 году, Фрэнсис Гальтон проанализировал вероятность того, что два человека имеют одинаковые отпечатки пальцев. Вероятность такого совпадения составила 1 к 64 миллиардам.

1890-е годы стали важным десятилетием для криминалистики и системы уголовного правосудия. До 1880-х годов правоохранительные органы полагались на физические измерения частей тела для идентификации преступников и осужденных, что не всегда было надежным методом. Все изменилось в 1892 году, когда Хуан Вучетич, главный полицейский Аргентины, создал первый в истории метод анализа отпечатков пальцев, основанный на работах Фрэнсиса Гальтона.

Затем в 1897 году в Калькутте, Индия, было создано первое в истории бюро отпечатков пальцев под руководством сэра Эдварда Ричарда Генри. Перед бюро была поставлена задача сбора и классификации отпечатков пальцев для идентификации преступников. Именно в это время Генри вместе с двумя офицерами бенгальской полиции Хем Чандра Бозе и Азизул Хаке разработали то, что позже стало известно как система классификации отпечатков пальцев Генри.

Типы узоров отпечатков пальцев и их анализ

Сегодня различные организации, включая больницы, правоохранительные органы, банки и даже школы, используют систему классификации отпечатков пальцев для идентификации и классификации отпечатков пальцев на основе их уникальных характеристик. Это позволяет сопоставлять образцы отпечатков пальцев с обширной базой данных.

За последние два столетия было разработано несколько таких систем классификации. Первые системы классифицировали отпечатки пальцев только на основе общих характеристик гребней или их образований, таких как наличие или отсутствие определенного узора на более чем одном пальце. Наиболее популярными и широко используемыми системами классификации отпечатков пальцев являются система классификации Генри и система Хуана Вучетича.

Система классификации Генри была разработана в конце 1890-х годов сэром Эдвардом Ричардом Генри, который был высокопоставленным полицейским чиновником в Британской Индии. Она использовалась в большинстве англоязычных стран на протяжении более века. Вторая система классификации — система Хуана Вучетича, была разработана примерно в то же время в Аргентине офицером местной полиции и антропологом Хуаном Вучетичем. Эта система до сих пор используется во многих странах Южной Америки.

Хотя используется еще несколько заслуживающих внимания методов классификации, например, система Роше, они в основном основаны на одной из двух вышеупомянутых систем. Современная система классификации отпечатков пальцев в большинстве стран построена на основе системы классификации Генри.

В своей системе классификации Эдвард Генри выделил три основных узора отпечатков пальцев, а именно: арка, петля и завиток. С годами исследователи смогли расширить эту систему, включив в нее различные подтипы или узоры. Таким образом, она стала более сложной.

Прежде чем мы обсудим различные типы отпечатков пальцев, необходимо знать несколько основных закономерностей, чтобы полностью понять, как интерпретируются и различаются отпечатки пальцев. Эти узоры называются мелкими особенностями.

Петли

В общем смысле петля не может быть создана без рекурва или изгиба. Это относится и к отпечаткам пальцев. Хотя существуют и другие предпосылки для того, чтобы узор считался петлей, самой основной характеристикой петлевого отпечатка пальцев является наличие достаточного рекурва. Петли являются наиболее распространенными из всех типов узоров; 60-65 процентов всех отпечатков пальцев — это петли.

Петля должна иметь достаточную повторяемость без каких-либо заметных придатков или выступов, которые могут изменить ее форму. Петли также должны иметь дельту.

Примеры узора петли

Петли можно также разделить на локтевые петли и радиальные петли.

Локтевая петля — Локтевая петля получила свое название от длинной кости предплечья — локтевой кости, которая простирается от локтя до мизинца. Петли, направленные к локтевой кости или мизинцу, называются локтевыми петлями. Другими словами, локтевые петли — это петли, которые открываются в сторону мизинца.

Радиальная петля — если вместо мизинца отверстие петли направлено к большому пальцу, она называется радиальной петлей.

Арки

Арки — самый редкий тип узора отпечатков пальцев, встречающийся только в 5 процентах всех отпечатков. Он отличается от двух других типов отпечатков тем, что в нем отсутствуют ядра и дельты. Гребни в арочном узоре идут от одной стороны пальца к другой непрерывно, без каких-либо изгибов или изломов.

Пример простой арки

Существует два типа арок

Простая арка — в простой арке гребни переходят с одной стороны пальца на другую непрерывно с плавным подъемом и спадом в центре. Простая арка — это, пожалуй, самый простой рисунок отпечатков пальцев, который легко распознать. Следует отметить, что простые арки могут содержать элементы миниатюры, такие как раздвоения, острова и точки, но в их гребневом узоре есть постоянство. Этот узор напоминает океанскую волну, начинающуюся от одной стороны пальца к другой.

Шатровая арка — шатровая арка похожа на простую арку, когда гребни начинаются с одного конца пальца и переходят на другой конец. Единственное заметное различие между ними — форма гребней в центре. У зубчатой арки гребни в центре более крутые, под углами от 45° до 90°. По сравнению с простой аркой, шатровая арка имеет «шатровую» форму.

Примеры шатровых арок

Некоторые модели шатровых арок можно легко спутать с петлями из-за их идентичного внешнего вида. Они часто имеют сходящиеся гребни, похожие на петли, которые вначале ошибочно принимают за рекурвы. С другой стороны, многие узоры отпечатков пальцев, которые выглядят как зубчатые арки, при ближайшем рассмотрении оказываются узорами петель.

Завитки

Третий основной тип отпечатков пальцев — завитки встречаются примерно у 30-35 процентов всего населения. Обычно завитки характеризуются наличием ядра и, по крайней мере, двух дельт. Хотя эта характеристика витков в основном соответствует действительности, узор часто встречается в различных вариациях. Чтобы лучше проанализировать завитки, их делят на четыре подтипа, а именно: простой завиток, петля с центральным карманом, двойная петля и случайный завиток.

Простой завиток — как следует из названия, простой завиток является самой простой и распространенной формой узора завитка. Простой виток имеет по меньшей мере две дельты с несколькими гребнями, образующими круглую форму. По крайней мере, один из этих круговых гребней образует полный контур, в то время как другие нарушены соединенными придатками, которые не могут образовать контур.

Виток с петлей с центральным карманом — Виток с петлей с центральным карманом больше похож на усовершенствованную форму простого витка, в котором начальный круговой гребень с полным контуром делает вторую рекурсию для создания кармана внутри центральной петли. Прямое или изогнутое препятствие под прямым углом к внутренней стороне может заменить второй виток.

Двойная петля — узор отпечатка пальца с двойной петлей имеет два различных, но связанных между собой петлевых образования. Он имеет два разных набора петель-плеч и две дельты. Петли в узоре двойной петли не обязаны быть одинаковой длины и размера.

Пример двойной петли

По классификации Генри, двойные петли классифицировались как «петли боковых карманов» и «сдвоенные петли». Однако позже для простоты эти два типа были объединены в «двойную петлю».

Случайный завиток — подкатегория случайных завитков была создана для того, чтобы определить и сгруппировать узоры отпечатков пальцев, которые не попадают ни в одну из вышеупомянутых категорий. Случайные завитки также включают комбинацию двух различных узоров отпечатков пальцев, исключая простую арку (из-за отсутствия какой-либо специфической особенности). Это может быть сочетание центральной петли и двойной петли, зубчатой арки и петли или витка и петли.

Система классификации отпечатков пальцев Генри в деталях

Система классификации отпечатков пальцев Генри состоит из девяти разделов: шести основных и трех дополнительных. Основные разделы включают: первичный, основной, вторичный, субвторичный, заключительный и ключевой. Три дополнения — это второе-второстепенное, WCDX и специальное расширение петли.

Эти дополнения были созданы и добавлены Федеральным бюро расследований, чтобы лучше анализировать более сложные завитки и петли отпечатков пальцев.

Но прежде чем мы углубимся в эти разделы, вы должны знать, что по системе классификации Генри каждому пальцу присваивается соответствующая буква — «i» для указательного пальца, «m» для среднего, «r» для безымянного, «p» для мизинца и «t» для большого пальца. Левая и правая руки обозначаются заглавными буквами «L» и «R» соответственно.

Кроме того, классификацию Генри также называют «десятизначной системой классификации», поскольку для ее применения требуются отпечатки всех десяти пальцев.

Первичная классификация используется исключительно для анализа или изучения узоров завитушек (включая подтипы) в отпечатках пальцев. Для первичной классификации все десять пальцев сначала группируются в пять пар (пять пар по два), затем каждой паре присваивается определенное числовое значение. Если на пальце появляется вихревой узор, ему присваивается заданное значение. В противном случае ему присваивается нулевое значение.

Значения нечетных пальцев складываются и помещаются в знаменатель, а сумма четных пальцев помещается в числитель. Затем оба значения складываются по 1. Максимальное значение с обеих сторон равно 32 (или 32/32), а наименьшее — 1 (1/1). Наибольшее значение указывает на то, что отпечаток имеет вихревые узоры. С другой стороны, наименьшее значение означает отсутствие узора витка.

После первичной классификации отпечатки пальцев далее анализируются по вторичной, субвторичной, основной, заключительной и ключевой классификациям.

Почему дактилоскопия стала необходимой в системе уголовного правосудия?

До 1880-х годов полиция и другие правоохранительные органы по всему миру идентифицировали преступников в основном на основе антропометрических измерений, также известных как система Бертильона. В этой системе полицейские фиксировали размеры тела и особенности осужденных, включая длину и ширину головы, длину стопы и пальцев, а также цвет глаз.

Однако к 1910-м годам стало совершенно очевидно, что антропометрия не так эффективна, как дактилоскопия, в качестве метода идентификации личности. Важность дактилоскопии стала очевидной в системе уголовного правосудия после нескольких знаковых случаев, произошедших между 1890-ми и началом 1910-х годов.

Дело Франциски Рохас в 1892 году.

Первое в истории дело об убийстве, раскрытое с помощью анализа отпечатков пальцев, произошло в 1892 году в Буэнос-Айресе, Аргентина. После положительного совпадения отпечатков пальцев с места преступления была арестована осужденная Франциска Рохас. По совпадению, этот случай произошел всего через несколько месяцев после того, как Хуан Вучетич предложил свой метод анализа отпечатков пальцев.

После этого случая Аргентина стала первой страной, которая заменила антропометрию классификацией отпечатков пальцев (основанной на системе Вучетича) для учета идентификации подозреваемых и осужденных по уголовным делам.

Дело о двойнике Уильяма Веста в 1903 году

Фотороботы и отпечатки пальцев по делу Уильяма Веста в 1903 году

В мае 1903 года человек по имени Уильям Вест был приговорен к тюремному заключению в тюрьме Ливенворт, штат Канзас. По прибытии в тюрьму Вест прошел необходимые антропометрические измерения, которые в итоге совпали с именем ранее осужденного преступника, совершившего убийство. Имя и бертильоновские измерения Уильяма Веста были практически идентичны тем, которые имелись в официальных записях.

Однако позже выяснилось, что настоящим владельцем этой записи был другой человек, уже отбывающий наказание в другой тюрьме. Оба Уильяма Веста имели идентичные лица и почти одинаковые антропометрические размеры, но их отпечатки пальцев были совершенно разными.

Дело Томаса Дженнингса в 1910 году

19 сентября 1910 года Томас Дженнингс был арестован в одном из районов Чикаго с револьвером примерно в полумиле от только что произошедших кражи со взломом и убийства. При осмотре места преступления полиция обнаружила отпечаток пальца с недавно покрашенных перил. Следователи сделали фотографии и образцы отпечатков пальцев, так как считали, что это будет определяющим доказательством при рассмотрении данного дела.

Дженнингс был признан виновным в суде, и это дело стало первым уголовным делом, раскрытым с использованием отпечатков пальцев в качестве доказательства в США. Это дело стало началом перехода к использованию отпечатков пальцев в уголовных делах в стране.

Несколько интересных фактов об отпечатках пальцев

1. Интегрированная автоматизированная система идентификации отпечатков пальцев, или IAFIS, содержит более 51 миллиона уголовных дактилоскопических записей и 1,5 миллиона гражданских записей. С 1999 года она находится в ведении Федерального бюро расследований (ФБР).

2. Управление по управлению биометрическими идентификационными данными (OBIM) при Таможенной и пограничной службе США управляет крупнейшим в стране хранилищем биометрических данных под названием Автоматизированная система биометрической идентификации или IDENT. Она содержит уникальные идентификационные данные более чем 260 миллионов человек. I DENT взаимодействует с системой IAFIS ФБР, а также с Министерством юстиции и Министерством обороны.

3. Изучение отпечатков пальцев называется дерматоглификой

Научное изучение отпечатков пальцев, включая линии и гребни, называется дерматоглификой. Она отличается от псевдонауки — пальмологии или чтения по ладони. Дерматоглифика также изучает естественно возникающие гребни на других частях тела, таких как ладони, пальцы ног и подошвы.

Термин «дерматоглифика» был введен американским анатомом Гарольдом Камминсом в 1920-х годах. Его многие считают отцом дерматоглифики. В 1929 году Камминс вместе с другими исследователями опубликовал очень популярную книгу «Отпечатки пальцев, ладоней и подошв; введение в дерматоглифику».

4. У близнецов разные отпечатки пальцев

Вопреки распространенному мнению, близнецы не имеют схожих отпечатков пальцев. Существует два типа близнецов: однояйцевые и разнояйцевые. В то время как однояйцевые близнецы, рожденные из одной яйцеклетки, имеют схожие физические характеристики и обладают абсолютно одинаковой ДНК, разнояйцевые близнецы, рожденные из двух разных наборов яйцеклеток и сперматозоидов, имеют только 50 процентов общей ДНК.

Однако ни в том, ни в другом случае близнецы не могут иметь одинаковые отпечатки пальцев, поскольку формирование отпечатков пальцев определяется как генетическими, так и экологическими факторами внутри утробы матери.

Согласно данным Регистра близнецов штата Вашингтон, даже если у однояйцевых близнецов могут быть очень похожие отпечатки пальцев с высоким соотношением витков и петель, детали, такие как узоры гребней, всегда отличаются.

В исследовании 2012 года группа китайских ученых, проанализировавших большие наборы отпечатков пальцев однояйцевых близнецов, пришла к выводу, что эти отпечатки, несмотря на их идентичность, можно различить с помощью современных методов дактилоскопии.

5. Существуют определенные генетические нарушения, которые могут препятствовать формированию отпечатков пальцев

Хирургически удаленные отпечатки пальцев преступника Элвина Карписа в 1933 году

Существует несколько редких генетических заболеваний, которые могут привести к полному отсутствию отпечатков пальцев. У людей, страдающих от этих заболеваний, аномальные эктодермальные структуры, включая волосы, ногти и потовые железы. Эти состояния обычно рассматриваются как различные формы эктодермальной дисплазии.

Помимо этих генетических заболеваний, известно, что противораковое лекарство под названием капецитабин вызывает потерю отпечатков пальцев в качестве побочного эффекта у пациентов, принимающих его.

6. Анализ отпечатков пальцев может выявить недавнее употребление наркотиков

В 2020 году Мелани Бейли, профессор Университета Суррея (Великобритания), вместе со своими коллегами-исследователями разработала тест, который позволяет выявить следы употребления кокаина по отпечаткам пальцев в течение нескольких минут.

После приема кокаина человеческий организм выделяет через пот токсичную молекулу под названием бензоилэкгонин. Поскольку подозреваемый в употреблении кокаина постоянно выделяет эту молекулу через пот, ее можно обнаружить по отпечаткам пальцев даже после мытья рук.

Метод, разработанный доктором Бейли и ее командой, использует специализированную бумагу для сбора отпечатков пальцев, которые затем анализируются с помощью метода масс-спектрометрии для обнаружения молекул бензоилэкгонина. По словам команды, этот метод может обнаружить следовые количества наркотика вплоть до 48 часов после его употребления или использования.

7. У некоторых животных тоже есть отпечатки пальцев

Гребни, похожие на отпечатки пальцев, встречаются и у некоторых животных, в том числе у шимпанзе, горилл и коал. Ученые считают, что эти животные приобрели такие черты из-за своего дендрологического образа жизни: они хватаются за предметы, карабкаются по ним и живут на деревьях.

Что еще более удивительно, отпечатки пальцев коал практически идентичны человеческим. Отпечатки пальцев коал настолько похожи на наши, что их легко можно неправильно определить или перепутать.

Дактилоскопическая карта Гершеля

18 апреля 1902 г. — первое применение в Великобритании дактилоскопии для опознания преступника. Разные страны мира вводили у себя дактилоскопические методы в течение следующих полутора-двух десятилетий. Одной из последних была Франция.

Несмотря на широкое практическое использование, предположение о неповторимости отпечатков не имеет достаточного научного обоснования, а для метода опознания по отпечаткам нет оценки достоверности (на практике принимается за 100%).

Декоративные плиты из коридора в Гаврини

В Европе со времён античности узоры на руках интересовали прежде всего с точки зрения хиромантии. Если же говорить о научном периоде, предвосхитившем зарождение дактилоскопии, cчитается, что впервые папиллярные узоры научно описал итальянский естествоиспытатель XVII века Марчелло Мальпиги. В 1665 году в письме книгоиздателю Якобу Рюффу он сообщил следующее:

Широкому распространению дактилоскопии препятствовало отсутствие простой и надёжной классификации папиллярных узоров. Первый шаг на пути её создания сделал выходец из Далмации аргентинский полицейский чиновник Хуан Вучетич (1858—1925). В сентябре 1891 г. он разработал десятипальцевую систему классификации дактилоскопических отпечатков, которую затем непрерывно улучшал и шлифовал до 1904 г.

Первые сведения о применении дактилоскопии в Аргентине относятся к 1892 г., когда по кровавым отпечаткам пальцев Франсиска Рохас была изобличена в убийстве своих двоих детей.

Дактилоскопическая классификация Вучетича осталась в те годы неизвестной в Европе, которая всю честь решения этой задачи приписала помощнику комиссара английской полиции сэру Эдварду Р. Генри, бывшему шефом полиции в Бенгалии. Его классификация папиллярных узоров оказалась настолько удачной, что используется во многих странах в неизменном виде и в наши дни, либо легла в основу других систем.

Началось триумфальное шествие дактилоскопии по всему миру: 1896 г. — Аргентина, 1897 г. — Британская Индия, 1902 г. — Венгрия и Австрия, 1903 г. — Германия, Бразилия и Чили, 1906 г. — Россия и Боливия, 1908 г. — Перу, Парагвай, Уругвай. Дольше всех сопротивлялась дактилоскопии Франция. Однако в августе 1911 г. из Лувра похитили знаменитый шедевр Леонардо да Винчи «Мона Лиза», и это сильно повлияло на общественное мнение. Поэтому когда весной 1914 г. в Монако собрался Международный полицейский конгресс, который должен был решить, какому методу опознания преступников следует отдать предпочтение, неслучайной оказалась победа дактилоскопии.

Отпечаток пальца на бумаге

В каждом отпечатке пальца можно определить два типа признаков — глобальные и локальные.

Глобальные признаки — те, которые можно увидеть невооружённым глазом:

Область узора — выделенный фрагмент отпечатка, в котором локализованы все глобальные признаки.

Ядро или центр — точка, локализованная в середине отпечатка или некоторой выделенной области.

Пункт «дельта» — начальная точка. Место, в котором происходит разделение или соединение бороздок папиллярных линий, либо очень короткая бороздка (может доходить до точки).

Тип линии — две наибольшие линии, которые начинаются как параллельные, а затем расходятся и огибают всю область образа.

Счётчик линий — число линий на области образа, либо между ядром и пунктом «дельта».

Типы папиллярных узоров:

узоры типа «петля» (левая, правая, центральная, двойная), узоры типа «дельта» или «дуга» (простая и острая), узоры типа «спираль» (центральная и смешанная)

Петля (правая петля)

Другой тип признаков — локальные. Их называют минуциями (особенностями или особыми точками) — уникальные для каждого отпечатка признаки, определяющие пункты изменения структуры папиллярных линий (окончание, раздвоение, разрыв и т. д.), ориентацию папиллярных линий и координаты в этих пунктах. Каждый отпечаток может содержать до 70 и более минуций.

Островок (короткий гребень)

На данном отпечатке пальца отмечены следующие признаки: две линии — «тип линии»; то, что между ними — может выступать в качестве области узора, но обычно берётся вся площадь отпечатка; красная окружность слева — пункт «дельта»; красная окружность ниже — остров; жёлтые окружности показывают некоторые минуции. Папиллярный узор — левая петля.

Стандарты на отпечатки пальцев

Сейчас в основном используются стандарты ANSI и ФБР США. В них определены следующие требования к образу отпечатка:

Обычно в базе данных хранят более одного образа, что позволяет улучшить качество распознавания. Образы могут отличаться друг от друга сдвигом и поворотом. Масштаб не меняется, так как все отпечатки получают с одного устройства.

Принципы сравнения отпечатков по локальным признакам

(Локальные признаки — минуции) Этапы сравнения двух отпечатков:

Этап 1. Улучшение качества исходного изображения отпечатка. Увеличивается резкость границ папиллярных линий.

Этап 2. Вычисление поля ориентации папиллярных линий отпечатка. Изображение разбивается на квадратные блоки, со стороной больше 4 пикселей и по градиентам яркости вычисляется угол t ориентации линий для фрагмента отпечатка.

Этап 3. Бинаризация изображения отпечатка. Приведение к чёрно-белому изображению (1 bit) пороговой обработкой.

Этап 4. Утончение линий изображения отпечатка. Утончение производится до тех пор, пока линии не будут шириной 1 пиксель.

Этап 5. Выделение минуций. Изображение разбивается на блоки 3х3 пикселей. После этого подсчитывается число чёрных (ненулевых) пикселей, находящихся вокруг центра. Пиксель в центре считается минуцией, если он сам ненулевой, и соседних ненулевых пикселей один (минуция «окончание») или три (минуция «ветвление»).

Этап 6. Сопоставление минуций.

Два отпечатка одного пальца будут отличаться друг от друга поворотом, смещением, изменением масштаба и/или площадью соприкосновения в зависимости от того, как пользователь прикладывает палец к сканеру. Поэтому нельзя сказать, принадлежит ли отпечаток человеку или нет на основании простого их сравнения (векторы эталона и текущего отпечатка могут отличаться по длине, содержать несоответствующие минуции и т. д.). Из-за этого процесс сопоставления должен быть реализован для каждой минуции отдельно.

При регистрации определяются параметры аффинных преобразований (угол поворота, масштаб и сдвиг), при которых некоторая минуция из одного вектора соответствует некоторой минуции из второго.

При поиске для каждой минуции нужно перебрать до 30 значений поворота (от −15 градусов до +15), 500 значений сдвига (от −250 пкс до +250 пкс — хотя иногда выбирают и меньшие границы) и 10 значений масштаба (от 0,5 до 1,5 с шагом 0,1). Итого до 150 000 шагов для каждой из 70 возможных минуций. ( На практике, все возможные варианты не перебираются — после подбора нужных значений для одной минуции их же пытаются подставить и к другим минуциям, иначе было бы возможно сопоставить практически любые отпечатки друг другу).

Оценка соответствия отпечатков выполняется по формуле где D — количество совпавших минуций, p — количество минуций эталона, q — количество минуций опознаваемого отпечатка). В случае, если результат превышает 65 %, отпечатки считаются идентичными (порог может быть понижен выставлением другого уровня бдительности).

Другие подходы к сравнению отпечатков

Несмотря на то, что описанный выше принцип сравнения отпечатков обеспечивает высокий уровень надёжности, продолжаются поиски более совершенных (и скоростных) методов сравнения, как, например, система AFIS (Automated fingerprint identification systems — системы автоматизированного опознания по отпечаткам пальцев). В Белоруссии — АДИС (автоматическая дактилоскопическая идентификационная система). Принцип работы системы: по бланку «забивается» дактилокарта, личная информация, отпечатки пальцев и ладоней. Расставляются интегральные характеристики (еще приходится редактировать вручную плохие отпечатки, хорошие система расставляет сама) рисуется «скелет» т.е система как бы обводит папиллярные линии, что позволяет ей в будущем определять признаки весьма точно. Дактилокарта попадает на сервер, где и будет храниться всё время.

«Следотека» и «след». « След» — отпечаток пальца, снятый с места происшествия. « Следотека» — база данных следов. Как и дактилокарты, так и следы отправляются на сервер и автоматически идет сравнение его с дактокартами, как уже имеющимися, так и нововведенными. След находится в поиске, пока не найдется подходящая дактилокарта. Далее работой занимаются криминалисты.

Метод на основе глобальных признаков

Выполняется обнаружение глобальных признаков (ядро, дельта). Количество этих признаков и их взаимное расположение позволяет классифицировать тип узора. Окончательное распознавание выполняется на основе локальных признаков (число сравнений получается на несколько порядков ниже для большой базы данных). Этот метод можно использовать и в целях, отличных от опознания/аутентификации.

Метод на основе графов

Метод сравнения отпечатков на основе графов.

Исходное изображение отпечатка

преобразуется в изображение поля ориентации папиллярных линий

. На нём

заметны области с одинаковой ориентацией линий, поэтому можно провести границы между этими областями

. Затем определяются центры этих областей и получается граф

. Стрелкой «d» отмечена запись в базу данных при регистрации пользователя. Определение подобия отпечатков реализовано в квадрате 5. ( Дальнейшие действия аналогичны предыдущему методу — сравнение по локальным признакам).

Сканеры отпечатков пальцев

Биометрический терминал со сканером отпечатков пальцев, предназначенный для учёта рабочего времени

Устройства считывания отпечатков пальцев сейчас находят различные применения. Их устанавливают на ноутбуки, смартфоны, в мыши, клавиатуры, флеш-накопители, а также применяют в виде отдельных внешних устройств и терминалов, продающихся в комплекте с системами AFIS (Automated fingerprint identification systems — системы автоматизированного опознания по отпечаткам пальцев).

Несмотря на внешние различия, все сканеры можно разделить на несколько видов:

Те сканеры, которые привыкли видеть в американских фильмах относятся обычно к оптическим протяжным — видна полоса света, проходящая вдоль отпечатка. Более скоростными являются полупроводниковые и ультразвуковые, но последние дороже и встречаются реже.

Практическое использование дактилоскопии

Процесс распыления мелкодисперсного порошка на исследуемую поверхность, удаления его излишков магнитной щёткой с целью визуализации на поверхности отчётливо видимых ПЖС рук и снятие отпечатков при помощи прозрачного полиэтиленового прямоугольника с клеевым покрытием с целью приобщения их к материалам дела