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计算机分析鉴定指纹的历史

时间:2018-01-10 19:12:48 作者:柯绿科技

从20世纪60年代起,新兴的电子计算机技术进入指纹鉴定领域,为指纹鉴定自动化开辟了新的途径。从此,罪犯十指指纹资料可以在鉴定犯罪现场手印中发挥巨大作用,长期以来只能查证犯罪前科的历史得以结束了。近几年来随着科学技术的不断发展。应用电子计算机鉴定现场指纹已逐步为人们所掌握,无论是半自动化鉴定方式,还是全自动鉴定方式,都在侦查破案中发挥了很大的作用,充分体现了现代化技术的威力。

从20世纪60年代起,美、英、法等计算机技术比较发达的欧美国家开始着手指纹自动鉴定系统的研制工作。随后,德国和日本等也开始了研究工作!并各自经过若干年的努力,开发出了自动化或半自动化的指纹鉴定系统。

1963年,美国联邦调查局的一名特别助理沃尔克(C.S.Voelker)意识到了人工指纹分析的困难和弊端。当时沃尔克是联邦调查局的一个下属机构的负责人,他手下有大约130。名指纹技术人员,他们每天要查阅一万多张指纹卡片。而联邦调查局每年都要增加成干上万张指纹新卡片,工作量的增长是爆炸性的。于是,沃尔克找到了美国国家标准局计算机部,提出了研制指纹自动鉴定系统的设想。美国国家标准局的R.T.穆尔〔R.T.Moore)和J.H.韦格斯坦(J.H.Wegstein)等科学家仔细研究了这一设想的可行性,把问题归结为:1.自动摄取指纹图象,并检测指纹细节特征(即纹线的突然终断点和分叉点)的技术可行性:2.计算机根据指纹的细节信息(指细节点的位置和方向)来作指纹比对的可行性。

经过数年时间的研究,上述两者的可行性都得到了肯定的画答。针对前者,联邦调查局立项进行了招标,从10家投标者的方案中选中了北美航空公司和康奈尔航天实验室两家的方案。到1969年,这两家都提交了他们的研究成果。他们都使用了飞点扫描器获取指纹图象,对于质量很好的指纹,都能有效提取细节特征,而对质量较差的指纹,则不能很好解决。但相形之下,康奈尔航夭实验室的方法处理速度较快,提取细节特征主要通过软件来实现,便于改动和移植。由于这些原因,康奈尔肮天实验室1970年再次中标,为联邦调查局制作一个指纹阅读器的样机。与此同时,J.H.韦格斯坦针对后者的可行性进行了研究,即是否能由指纹细节点的位置和方向来实现指纹比对。他发现其中主要的W难是指纹每次捺印时都有变形,致使细节点的位置和方向发生变化,他把全部精力都致力于这一间题的研究,提出了各种解决方案。后来,发展出了有名的M40细节匹配算法。该算法快速、有效,成为联邦调查局正式使用的第一个算法。1972年,康奈尔航天实验室向联邦调查局交付了样机。1973年,联邦调查局在对样机作了稍许改进之后,决定将它投入生产。并于1974年将这一生产任务交给了美国的罗克韦尔国际公司(Rockwell InternationalInc. )。该公司曾帮助加拿大皇家骑警(Royal Canadian MountedPolice)进行过图象处理和指纹识别技术的研究.从1975年开始,罗克韦尔公司向美国联邦调查局陆续提交了多件指纹阅读器的产品。1977年,联邦调查局正式使用指纹阅读器扫描指纹十指卡,并记录各指纹的细节点信息,花了3年时间,完成了一千四百万张十指纹卡的建库工作。(为了节省计算机外存空间,实际上只记录了每次张卡片上的8个指纹,两手小指没有记录。)

法国瞥察总署也在20嫩纪60年代开始研究指纹自动鉴定系统,1969年,他们做出了一个指纹阅读器的样机。首先使用光电摄象管扫描照相胶片来获取指纹图象,然后利用一些软件提取指纹细节特征,再把结果输出到打孔纸带上。细节匹配的任务由包含一组专门设计的逻辑电路的设备完成,但当时尚未考虑指纹细节之间相对位置在不同捺印时的畸变。此后法国在指纹自动鉴定系统方面的进展一直很慢,直到2。世纪70年代后期,才有一家搞计算机的机构SINORG受法国内务部之托进行研制。 SINORG随即与巴黎矿业学院的形态数学实验室合作,并成立了一个新的机构来发展指纹自动鉴定系统。到1985年,他们研制成功Mor-pho系统。我们将在第二节中对这一系统作进一步的介绍。

英国内务部很早就认识到指纹自动鉴定系统的商业价值,因此对其研究一直守口如瓶,直到1984年才稍微公开。80年代初期,英国的洛吉卡公司(Logica Ltd.)向英国内务部提交了他们研制的指纹自动鉴定系统。

原联邦德国研制的指纹鉴定系统实际上是半自动化的,整个系统在小型机上实现。指纹图象通过摄象机输入后,主要由人工确定指纹中心和细节点的位置和方向,并完成对纹型的精细分类(共分97类)。现在德国已开始研制自动化的指纹鉴定系统。

日本警察厅在20世纪70年代组织日本电气公司NEC的技术人员参观了英国内务部、美国联邦调查局和国家标准局之后,开始设计指纹自动鉴定系统,经过十多年的努力,于1982年10月完成了指纹自动鉴定系统的研制,并投入使用,日前,NEC的指纹自动鉴定系统(AFIS)是在世界上销售和安装得最多的,该系统使用了众多的专用硬件设备来提高速度,体积也很庞大。

我国在研制指纹自动鉴定系统方面起步比较晚,直到80年代初才开始进行研究,但目前已经取得了令人瞩目的进展。北京大学、清华大学、北京市刑科所、公安部二所、哈尔滨工业大学、吉林大学等单位都获得了不少研究成果,完成了一些自动化或半自动化的指纹鉴定系统。特别值得提及的是,北京大学研制的指纹自动鉴定系统现在已经商品化,并走进了国际市场,已在美国投入使用。

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