□楊 競

(陜西警官職業(yè)學院,陜西 西安 710043)

指紋作為人體特有的紋路,是辨別個人身份的有力標志,因此采用指紋檢驗方法進行刑偵破案就成為了古往今來行之有效的偵查方法。[1]我國指紋檢驗歷史悠久,隨著現(xiàn)代化科技水平的不斷提高,指紋檢驗技術(shù)水平也得到顯著提升。現(xiàn)階段,指紋檢驗指的是刑偵人員在案件偵破過程中,運用特殊手段自犯罪現(xiàn)場、受害人身體等處提取嫌疑人指紋,經(jīng)指紋鑒定后鎖定目標嫌犯的刑偵方法。[2]在刑事案件偵辦過程中,利用指紋檢驗方式探查案件,有助于提高偵辦結(jié)果的有效性和準確性。[3]44-46為了進一步推動指紋檢驗技術(shù)的發(fā)展,相關人員必須在原有基礎上不斷進行技術(shù)創(chuàng)新,積極發(fā)揮指紋檢驗在刑事案件偵破中的重要作用。指紋檢驗作為刑事案件偵破的重要手段,具有以下特性:(1)指紋具有唯一性,破案人員借此展開案件偵辦能夠有效避免偶然性,確保疑犯確認的準確性;(2)指紋具有穩(wěn)定性,能夠確保檢驗結(jié)果的單一性,為案件偵破提供可靠的參考依據(jù)。

一、 國外刑偵工作中指紋檢驗的發(fā)展史

16世紀后半葉,英國學者于1684年首次發(fā)表了全球第一篇有關指紋的論文報告,對指紋的谷和脊結(jié)構(gòu)進行了整體研究,由此開創(chuàng)了指紋國際化研究的先河,其中包含了指紋形成機理、指紋分類方法等各項研究。1880年蘇格蘭醫(yī)生Dr. Henry Faulds 首次從科學性角度出發(fā),提出指紋具有唯一性,同期中擔任印度法官助理的 William Herschel 先生開始廣泛采集當?shù)厝巳褐讣y,并首次提出將指紋識別技術(shù)運用在刑偵領域,但并未得到廣泛采納。1888年英國倫敦發(fā)生了系列謀殺案,倫敦警察廳僅掌握關于嫌犯外貌的簡單描述和傳統(tǒng)演繹推理法,缺乏足夠的破案證據(jù)。高爾頓先生同期對數(shù)千人的指紋進行了系統(tǒng)性研究,根據(jù)研究結(jié)果顯示,十個手指指紋相同的可能性概率為1:640億,據(jù)此倫敦警察廳成功破獲了數(shù)百件重大懸案。[3]44-461902年英國首次將指紋認定為呈堂證供;1904年美國聯(lián)邦政府開始進行指紋數(shù)據(jù)采集工作;1905年英國首次以指紋為依據(jù)定罪謀殺案;1911年美國首次將指紋視為孤證;同年英國運用指紋鑒定法成功抓獲達·芬奇名畫偷竊者。由此其他國家刑偵系統(tǒng)先后開始使用指紋檢驗進行案件偵破。[4]1970年隨著計算機技術(shù)的廣泛應用,圖片處理技術(shù)得到了迅猛發(fā)展,各國也開始加強對自動指紋識別系統(tǒng)的開發(fā)和應用,指紋識別技術(shù)主要包括了圖像預處理、特征處理與特征匹配三方面內(nèi)容。

二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

近十幾年來,國內(nèi)外相關研究人員先后提出了各種指紋識別和圖像預處理方法,其核心在于增強指紋算法。由于指紋圖像增強是指紋自動識別系統(tǒng)中的重要依據(jù)要素,因此設計高效、準確的指紋圖像檢驗和預處理方法就成為了指紋識別技術(shù)研發(fā)的核心領域之一?，F(xiàn)存的指紋圖像處理方法多是對中、高質(zhì)量指紋圖像實施增強操作,效果良好,然而在低質(zhì)量指紋鑒別中處理效果有限,且速率較低。根據(jù)指紋紋理結(jié)構(gòu)特點,指紋圖像主要由谷線和脊線交替構(gòu)成,指紋大多區(qū)域的谷線與脊線呈相互平行、方向連續(xù)性緩慢變化的曲線形態(tài),然而當指紋圖像采集質(zhì)量較差時,上述性狀則會受到嚴重干擾。因此在現(xiàn)代指紋檢驗技術(shù)研究中,根據(jù)指紋紋線的走勢、方向連續(xù)性等特點,結(jié)合視覺線索進行指紋圖像增強設計就成為了國內(nèi)外研究的重點課題。例如,Almansa提出了尺度空間理論,從而對自適應指紋脊線增強算法加以補充,但模型構(gòu)建、濾波和脊線寬度等參數(shù)均較為復雜,致使指紋檢驗耗時過多,因此難以符合指紋自動識別系統(tǒng)高效鑒別的應用需求。A.J.Willis等學者提出了低質(zhì)量指紋增強算法,通過將圖像分解成32×32的各個模塊,再利用傅里葉濾波實施圖像增強操作,然而此算法在全局信息利用方面存在明顯不足。我國相關學者也提出了指紋處理組合算法,根據(jù)指紋圖像各象素的局部方向性特征,對指紋圖像進行平滑切向瑞華濾波操作,之后行二值化和細化處理,獲取良好線形圖,進行指紋鑒別。[5]

三、指紋檢驗在刑偵工作中的應用分析

(一)指紋檢驗原理

指紋識別技術(shù)主要包含四項功能,依次為指紋圖形讀取、指紋特征提取、指紋數(shù)據(jù)保存和特征點對比。[6]在刑偵過程重,利用指紋讀取設備能夠有效讀取案發(fā)現(xiàn)場或受害人體表的指紋圖像,在對原始圖形加以處理后,可有效提高圖像清晰度。之后運用指紋識別軟件構(gòu)建指紋數(shù)字特征數(shù)據(jù)信息,利用單方向轉(zhuǎn)換將指紋特征轉(zhuǎn)化為刑偵所需的特征性數(shù)據(jù),在此過程中,兩枚不同嫌犯的指紋不會出現(xiàn)相同的數(shù)據(jù)特征。最后運用計算機開始展開模糊比較,將指紋進行模板比對,計算二者相似度,得出指紋最終匹配結(jié)果。由此可知,指紋識別基本原理主要在于細節(jié)點坐標建模，在此過程中必須從指紋脊線末梢和脊線分支點提取指紋特征點,從而用于指紋鑒定。系統(tǒng)框架主要包括指紋采集、指紋圖像預處理、特征點提取、錄入數(shù)據(jù)庫、特征點匹配、提取特征點等程序。

(二)指紋預處理設計流程

指紋預處理框架主要包括指紋采集、圖像分割、圖像平滑、圖像增強、邊緣檢測、二值化、圖詳細化這七項步驟。[7]在對指紋圖形實施前背景分離操作時,必須去除有效指紋圖像周邊的無效指紋背景;在上述處理基礎上實行圖像平滑操作,收獲濾波效果;根據(jù)指紋圖像局部區(qū)域上的方向特點,提取指紋方向場;在指紋頻域和空域上進行圖像增強操作;創(chuàng)建方向濾波器,沿紋線切線方向?qū)嵤┢交幚碜鳂I(yè),連接不應有間斷處;沿指紋紋路法線方向進行紋線增強,分離粘連紋線;實施指紋圖像二值化處理;然后落實細化處理工作,使二值指紋脊線細化成單像素寬的骨架線,行去噪操作。

(三)指紋檢驗預處理方法

指紋圖像處理的根本目的在于去除指紋采集圖像中存在的噪聲,提高圖像清晰度,以便后續(xù)準確提取指紋特征。由于預處理會直接影響指紋識別的最終效果,因此必須重視指紋檢驗預處理方法。在指紋預處理過程中,圖像分割是重要的圖像處理方法,其要求將有效圖像從整體圖像中分離出來,從而減少后續(xù)圖像數(shù)據(jù)處理量,減少因圖像區(qū)域重疊、不清晰等因素引發(fā)的偽特征現(xiàn)象出現(xiàn)。而圖像增強主要包括原始圖像模糊增強和圖像細化,這就要求對整幅提取圖像進行濾波處理,消除指紋脊線發(fā)生粘連和斷裂情況,經(jīng)圖像增強處理后的指紋圖像需要將其轉(zhuǎn)換成二值圖像。而圖像細化則是將二值指紋脊線細化成單像素寬度骨架線,以便進行特征提取操作。圖像濾波常用方法包括邊緣保持濾波、中值濾波和均值濾波;圖像增強主要包括直方圖均衡化、固定對比度增強、自動對比度增強、高通濾波增強、帶通濾波增強、低通濾波增強六種圖像增強方法。

(四)指紋檢驗在刑偵工作中的應用效果

1.指紋檢驗技術(shù)應用

刑偵人員在應用指紋檢驗方法進行案件偵破時必須選擇合適的方式實施指紋檢驗,目前常用檢驗技術(shù)包括顯現(xiàn)技術(shù)和識別技術(shù)兩種內(nèi)容。隨著科技的發(fā)展,后者已成為刑偵工作發(fā)展的必然選擇。在刑偵案件調(diào)查過程中,刑偵人員必須運用物力或化學方法采集嫌犯指紋,然后根據(jù)處理后的指紋圖樣編寫信息檔案,單一指紋檔案創(chuàng)建通常按照左右手順序,依照大拇指、食指、中指、無名指和小拇指的次序完成號碼排列,將其完整錄入到數(shù)據(jù)庫和信息檔案當中來,為后續(xù)案發(fā)現(xiàn)場指紋鑒別提供參考。

2.指紋檢驗在刑偵工作中的應用實例簡析。

(1)國外案例

1892年夏季,阿根廷內(nèi)科愜阿小鎮(zhèn)發(fā)生了一起血腥謀殺案,一位單身婦女弗朗西斯卡報案稱自己的兩個孩子(女孩4歲,男孩6歲)被人用石塊殺死在家中。據(jù)報案人所稱,維拉斯奎曾向其求婚,被其拒絕后威脅說要殺死她的兩個孩子。后經(jīng)指紋檢驗后發(fā)現(xiàn),維拉斯奎與現(xiàn)場遺留指紋并不相符,而報案者弗朗西斯卡與指紋檢驗結(jié)果相符合。在鐵證下弗朗西斯卡終于坦白,情夫嫌棄自己的小孩,為了與情夫結(jié)婚才狠心殺死了自己的孩子。此案中刑偵人員憑借現(xiàn)場門框上遺留的棕褐色血指印,經(jīng)指紋檢驗后確認了真兇,成功偵破了案件。

(2)中國案例

①古代指紋破案實例。1975年中國湖北省云夢地區(qū)出土了一批秦戰(zhàn)國時期的竹簡,被稱作“云夢竹簡”,此篇著作年代在公元前251～221年間,即秦始皇掃六合前的戰(zhàn)國后期,其中包含的《封診式·穴盜》簡詳細生動地記錄了罪犯挖洞后進入某戶人家行竊犯罪的全過程,并強調(diào)了罪犯在作案現(xiàn)場遺留的手、膝、手跡等遺留印記,并將此作為案件偵查的重要內(nèi)容之一,將指紋作為確認罪犯的關鍵證據(jù)?！端卧ぴ{傳》中記載了北宋仁宗天圣年間一例指紋破案案例,江西省永新縣一名為周整的賭徒在與豪強子弟龍聿一同賭博時,堵紅眼的周整將自己母親的肥沃土地15畝作為賭注輸給了龍聿,然而契約上的指印并非周整母親親自所簽。后經(jīng)永新縣令元絳勘查后發(fā)現(xiàn),龍聿手持契約為偽造,將周整母親的田產(chǎn)物歸原主。元朝姚燧在《牧庵集》卷22中著到,一位名為潘澤的人在遼東道任職提督按察使司時,結(jié)合指紋疏密程度,判斷出了人的年齡和體態(tài),偵破了一起富豪偽造賣身契的重大案件,使蒙冤窮苦人終得以昭雪。在此案審理過程中,潘澤令5位少年按下自身的食指指紋,并將其和賣身契上印有的指紋相比對,結(jié)果顯示紋理均不相符,在鐵證下富豪理屈詞窮,只得承認賣身契系偽造。由此可見,早在中國古代,刑偵人員就已經(jīng)能夠準確鑒別出指印的歸屬,因此手印在我國民事糾紛解決中已成為重要的參考證據(jù)。

②南京分尸案。2011年2月底,南京發(fā)生了一起離奇案件,兩市民在江寧區(qū)郊外散步時發(fā)現(xiàn)數(shù)個垃圾袋內(nèi)均含有尸體碎片,后經(jīng)法醫(yī)鑒定確認死者為南京外籍富商薛莉萍的丈夫田明成。經(jīng)警方調(diào)查后發(fā)現(xiàn),田明成早在2006年就已經(jīng)因車禍身亡。經(jīng)過深入調(diào)研后發(fā)現(xiàn),當年車禍實際死亡人為田明成三弟,后夫妻二人出于創(chuàng)業(yè)需求,騙保獲取500多萬元,田明成也因此成為了經(jīng)法律確認的“亡者”。經(jīng)過調(diào)查后終于勘破本案,兇手是田明成妻子薛莉萍及薛莉萍父親薛敬恭。在本案破獲過程中,指紋檢驗對死者身份認定和案情偵破發(fā)揮了重要作用。

③甘肅白銀案破獲過程中,指紋對比檢驗超過十萬枚,歷經(jīng)8任白銀公安局局長,2016年8月26日,52歲的高承勇被成功抓獲,在作案28年后終于得到了法律的制裁。甘肅白銀案第一起案件發(fā)生于1988年5月26日,白銀公司某青年女職工于某某在家中被害身亡,被害青年姿容秀麗,被同事稱為“小白鞋”,在警方勘察過程中發(fā)現(xiàn),“小白鞋”喉嚨被兇犯完全切開,頭顱幾乎斷掉,上衣被推至雙乳上方,下身赤裸,全身共計26處刀傷。此后,高承勇先后作案11起,1994年7月27日,兇犯于白銀供電局單身宿舍中殺害一名19歲女職工,死者頸部被完全切開,全身共計36處刀傷。相同的作案手法使警方確認兩案并查,并成立了“白銀連環(huán)強奸殺人案”專案組。1998年白銀為了破獲此案開始大規(guī)模采集DNA和指紋,但受當時技術(shù)水平限制,DNA僅能檢驗血型、保存血樣,甚至刑警必須依靠放大鏡才能進行指紋對比,為了摸排白銀地區(qū)的男性,專案組幾乎跑遍了全甘肅。28年間,白銀公安共換了8任局長,請了上百位刑偵專家,人工指紋對比超過了10萬枚。2016年白銀警方建立了Y-STR數(shù)據(jù)庫,融入了現(xiàn)代化DNA檢測技術(shù),并根據(jù)高承勇因行賄被錄入數(shù)據(jù)庫堂叔的DNA,將其與當年命案現(xiàn)場遺留痕跡對比后發(fā)現(xiàn),高氏家族成員高勇程與現(xiàn)場遺留指紋高度吻合,在追兇28年后,警察與白銀郊外小賣部成功找到了兇犯高承勇。初審后,罪犯高承勇對其犯罪行為供認不諱,供述了其在包頭、白銀兩地28年間先后作案11起的犯罪事實。在此案偵破過程中,指紋檢驗對案件偵破發(fā)揮了重要的作用。

四、指紋檢驗技術(shù)改革和發(fā)展

隨著電子計算機技術(shù)的進步和發(fā)展,現(xiàn)代化信息技術(shù)為刑偵指紋檢驗工作的高效展開奠定了良好基礎。計算機以其自身強大的計算功能有效提升了指紋鑒定效率,同時隨著網(wǎng)絡資源共享、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、云存儲等信息技術(shù)的應用與推廣,運用計算機實施指紋圖像數(shù)字化處理已經(jīng)成為刑偵工作未來發(fā)展的必然趨勢。以FBI為例,其已建立完整的指紋圖像掃描體系,根據(jù)掃描得出的指紋圖像信息,由記錄儀進行指紋特征登記和編寫,使警方能夠在獲取全新數(shù)據(jù)后將其與數(shù)據(jù)庫已錄入的數(shù)據(jù)加以比較,實現(xiàn)指紋識別自動化效果,提高案件偵破速率。我國在指紋檢驗技術(shù)方面也在一直不斷進步和發(fā)展,江蘇80后刑偵人員張雙印,是當?shù)赜忻摹爸讣y神探”,其憑借指紋檢驗技術(shù)先后破獲多起案件,獲得十四屆“江蘇省十大杰出青年”榮譽稱號。張雙印現(xiàn)任連云港市公安局刑警支隊技術(shù)大隊副主任科員,9年內(nèi)他提取了案發(fā)現(xiàn)場1500余枚指紋,自創(chuàng)“張雙印指紋工作法”,先后破獲110余起重特大案件。在上述白銀案中,案件偵破是在Y-STR數(shù)據(jù)庫建立同時聯(lián)合DNA檢測技術(shù)的基礎上,成功偵破的,因此綜合運用各種現(xiàn)代化信息技術(shù),提高指紋檢驗技術(shù)水平,是未來刑偵指紋檢驗工作的發(fā)展方向。

綜上所述,指紋檢驗技術(shù)在國內(nèi)外刑偵案件偵破中得到了廣泛應用,其作為行之有效的破案手段,能夠有效提高案件偵破效率,為重特大案件成功偵破提供可靠的數(shù)據(jù)支持。在刑偵工作中,刑偵人員運用刑偵技術(shù)可從案發(fā)現(xiàn)場提取罪犯遺留的指紋,經(jīng)過后續(xù)處理和數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)信息比對后確認犯罪嫌疑人,提高案件偵破有效性和準確度。