成人外耳形态特征个体识别的研究

王玉洲，宋利军，张少实，张继宗

（1.中国人民公安大学，北京100038；2.北京市公安局昌平分局刑侦支队技术中队，北京102200；3.公安部物证鉴定中心，北京100038）

随着视频及监控录像系统的广泛使用，利用视频及影像资料进行人与人、人与图像之间人身同一认定，已成为刑事侦查和刑事技术发展的一个新的需要。人的相貌特征具有阶段性的相对稳定性和相似而不可重复的差异性，因此，可以作为个体识别的特征。人体外耳的结构稳定、而形态有明显的个体变异,可以作为成人一个个体的特征标志。除外伤及手术整形等特殊情况外，成人外耳形态特征变化受环境、年龄因素的影响较小,在成年期特征变化不明显,是进行个体识别的一个很好标志。通过观察分析人体外耳形态结构,为利用外耳形态特征进行个体识别提供基本方法和依据。

一、材料与方法

（一）材料

样本来源 500例人体头面部准侧面照片取自中国人民公安大学及长春市公安局双阳分局照相采集。

照相及照片筛选标准 ①被拍摄者年龄20～50岁；②外耳无损伤、病变或畸形；③均选取头面部左侧相貌为拍摄对象，照片的人像比例约为原貌的1/10大小；④照片清晰、客观、能够真实地反映出被拍对象外耳的结构形态特征。

样本一般资料 年龄范围20～50岁，分布均匀。其中20～30岁200人；30～40岁150人；40～50岁150人。其中男性为300例，女性为200例。

（二）使用器材及设备

佳能40D数码照相机（15～85mm镜头），三脚支架，浅蓝色背景布，比例尺，卷尺等。

（三）方法

根据外耳结构形态特点（耳图）,选取具有个体差异的形态标志进行比较、分析，共确定耳轮宽窄度、对耳轮凹凸度、耳轮脚形态、耳屏形态、对耳屏形态、耳屏间切迹形态、耳垂形态、达尔文结节形态、轮屏间切迹形态、耳前切迹形态10项指标。

同时，采用数字编码描述每一项观察指标的变异情况，10项指标组成一组编码对外耳形态进行分类和描述，从而进行个体识别。首先，统计出男、女性每项指标分类的频数，用SPSS19.0统计学软件分别对每项指标进行 2检验，比较各指标有无性别差异性；其次，根据所得频数计算出男性、女性每项指标分类的频率，以及男女总样本中每项指标分类的频率；最后利用个体识别能力计算公式对外耳形态单个和总体指标个体识别能力进行计算。鉴于人类外耳基本组成结构相同,照片反映的结构特征亦相同，因此，研究分析时，男女采用了相同的指标进行观测。每一项指标分类及编码如下表。

表1 外耳形态特征分类编码及各项指标分布及变异程度

表中P表示每项指标分类在总样本中的分布频率，即随机抽取一个样本，每项指标分类在该样本中出现的可能性大小。DP为单个指标的个体识别能力，其表示随机抽取两个样本，每个指标在两个样本中的变异程度大小。

二、结果

（一）不同观察指标的性别性差异检验

利用 SPSS19.0统计软件对10项指标数据进行 X2检验，分析判断每项指标的男女性别差异。10项观察指标中,耳屏间切迹形态(P=0.043)1项指标存在性别间差异。剩余9项指标均无性别差异性(各指标P>0.05)。

（二）个体识别能力计算

单个指标个体识别能力计算公式[1]为：Q。公式中，n为一个外耳形态特征指标的分类数目，Pi为群体中第 i个分类的频率。∑Pi2为人群中随机抽取两个人，这恰巧两人在同一指标特征完全相同的几率(Q)。

若检测k个外耳形态特征指标，其累计个体识别能力计算公式为：。根据公式，用外耳形态特征识别指标数目越多，个体识别能力就越强。

利用上述公式分别计算每个指标的识别率及总体指标的累积个体识别率,结果显示，①10项指标的变异度和个体识别率为0.405～0.600。②男性10项指标中，个体识别能力最强的是耳垂形态指标；③女性10项指标中，个体识别能力最强的耳轮形态指标；④总体10项指标中，个体识别能力最强的是耳垂形态指标；⑤10项指标累计个体识别能力可达到99.8107%。

（三）30例成人外耳照片盲测结果

另外拍摄30例成人照片样本，男女比例各半，按上述研究方法，采用数字编码10项观察指标进行检验，最终得到30个18位数字编码数列，且所有编码数列未出现完全相同的结果。

三、讨论

成人外耳发育成熟后，结构稳定，不同个体间形态特征变异较大；10项指标在男女性样本间的比较，仅耳屏间切迹形态1项指标存在男女性别差异，其它指标均无差异，所以采用这些指标进行性别判定意义不大。本文采用形态特征描述法进行研究，通过对500例人体外耳照片的观察分析，建立了10项观察指标，所有指标在不同个体都能准确地分类，表明这些指标在人群中变异程度较好，能够很好地鉴别不同个体；盲测样本的观察也表明10项指标分类稳定可靠，能够应用于个体识别。利用外耳形态特征作为观察指标，能够大大提高影像资料及视频录像中个体的识别几率，尤其是在影像资料仅拍摄到人体侧面相貌时，此时正面相貌资料欠缺无法满足人体识别，而利用外耳进行认定则大为便捷，有利于犯罪侦查及案件侦破的高效进展。

同时，利用数字编码描述外耳形态各项指标的变异类型，简单且易于操作，可实现统一标准化，有利于避免甚至消除不同鉴定人员对同一指标观察分析产生的差异。利用此方法进行个体识别，外耳特征的个体识别能力与观察的指标多少有关，采用的有效观察指标数量越多，则累计个体识别率就越高，个体识别能力就越强。本文建立的10项指标的变异程度和个体识别率为0.405～0.600，其中耳垂形态的变异程度最大，个体识别能力较好；达尔文结节变异度和个体识别能力较低。此10项指标对外耳形态特征进行一定程度的分类，但能够用于较多类型的外耳鉴别，说明这10项指标具有一定的个体识别能力，可以作为同一人身认定或个体识别的指标。本研究仅分析单侧外耳形态特征的个体识别，而未进行同一人体两侧外耳形态差异性的对比分析，有待于进一步研究；此外，基于外耳形态特征变化多样性，观察指标仍可细化再扩充，应用于个体识别。

通过观察分析500例成人外耳结构形态照片，建立能够用于个体识别的10项外耳识别指标，并采用数字编码进行外耳形态指标的分类方法。最后抽取少量样本盲测检验，将30例样本照片按指标分类进行数字编码，其检测结果均未出现完全相同的编码组合，充分表明此方法可用于个体识别及同一人身认定。限于样本的数量，目前观察指标分类还不够细化，今后将通过增加样本数量对各项指标进一步优化细分，或增加外耳形态分类指标，以提高个体识别能力。

[1]王保捷.法医学[M].北京:人民卫生出版社,2004:204-208.