指纹检验在刑侦工作中的应用分析

□杨 竞

(陕西警官职业学院,陕西 西安 710043)

指纹作为人体特有的纹路,是辨别个人身份的有力标志,因此采用指纹检验方法进行刑侦破案就成为了古往今来行之有效的侦查方法。[1]我国指纹检验历史悠久,随着现代化科技水平的不断提高,指纹检验技术水平也得到显著提升。现阶段,指纹检验指的是刑侦人员在案件侦破过程中,运用特殊手段自犯罪现场、受害人身体等处提取嫌疑人指纹,经指纹鉴定后锁定目标嫌犯的刑侦方法。[2]在刑事案件侦办过程中,利用指纹检验方式探查案件,有助于提高侦办结果的有效性和准确性。[3]44-46为了进一步推动指纹检验技术的发展,相关人员必须在原有基础上不断进行技术创新,积极发挥指纹检验在刑事案件侦破中的重要作用。指纹检验作为刑事案件侦破的重要手段,具有以下特性:(1)指纹具有唯一性,破案人员借此展开案件侦办能够有效避免偶然性,确保疑犯确认的准确性;(2)指纹具有稳定性,能够确保检验结果的单一性,为案件侦破提供可靠的参考依据。

一、 国外刑侦工作中指纹检验的发展史

16世纪后半叶,英国学者于1684年首次发表了全球第一篇有关指纹的论文报告,对指纹的谷和脊结构进行了整体研究,由此开创了指纹国际化研究的先河,其中包含了指纹形成机理、指纹分类方法等各项研究。1880年苏格兰医生Dr. Henry Faulds 首次从科学性角度出发,提出指纹具有唯一性,同期中担任印度法官助理的 William Herschel 先生开始广泛采集当地人群指纹,并首次提出将指纹识别技术运用在刑侦领域,但并未得到广泛采纳。1888年英国伦敦发生了系列谋杀案,伦敦警察厅仅掌握关于嫌犯外貌的简单描述和传统演绎推理法,缺乏足够的破案证据。高尔顿先生同期对数千人的指纹进行了系统性研究,根据研究结果显示,十个手指指纹相同的可能性概率为1:640亿,据此伦敦警察厅成功破获了数百件重大悬案。[3]44-461902年英国首次将指纹认定为呈堂证供;1904年美国联邦政府开始进行指纹数据采集工作;1905年英国首次以指纹为依据定罪谋杀案;1911年美国首次将指纹视为孤证;同年英国运用指纹鉴定法成功抓获达·芬奇名画偷窃者。由此其他国家刑侦系统先后开始使用指纹检验进行案件侦破。[4]1970年随着计算机技术的广泛应用,图片处理技术得到了迅猛发展,各国也开始加强对自动指纹识别系统的开发和应用,指纹识别技术主要包括了图像预处理、特征处理与特征匹配三方面内容。

二、国内外研究现状

近十几年来,国内外相关研究人员先后提出了各种指纹识别和图像预处理方法,其核心在于增强指纹算法。由于指纹图像增强是指纹自动识别系统中的重要依据要素,因此设计高效、准确的指纹图像检验和预处理方法就成为了指纹识别技术研发的核心领域之一。现存的指纹图像处理方法多是对中、高质量指纹图像实施增强操作,效果良好,然而在低质量指纹鉴别中处理效果有限,且速率较低。根据指纹纹理结构特点,指纹图像主要由谷线和脊线交替构成,指纹大多区域的谷线与脊线呈相互平行、方向连续性缓慢变化的曲线形态,然而当指纹图像采集质量较差时,上述性状则会受到严重干扰。因此在现代指纹检验技术研究中,根据指纹纹线的走势、方向连续性等特点,结合视觉线索进行指纹图像增强设计就成为了国内外研究的重点课题。例如,Almansa提出了尺度空间理论,从而对自适应指纹脊线增强算法加以补充,但模型构建、滤波和脊线宽度等参数均较为复杂,致使指纹检验耗时过多,因此难以符合指纹自动识别系统高效鉴别的应用需求。A.J.Willis等学者提出了低质量指纹增强算法,通过将图像分解成32×32的各个模块,再利用傅里叶滤波实施图像增强操作,然而此算法在全局信息利用方面存在明显不足。我国相关学者也提出了指纹处理组合算法,根据指纹图像各象素的局部方向性特征,对指纹图像进行平滑切向瑞华滤波操作,之后行二值化和细化处理,获取良好线形图,进行指纹鉴别。[5]

三、指纹检验在刑侦工作中的应用分析

(一)指纹检验原理

指纹识别技术主要包含四项功能,依次为指纹图形读取、指纹特征提取、指纹数据保存和特征点对比。[6]在刑侦过程重,利用指纹读取设备能够有效读取案发现场或受害人体表的指纹图像,在对原始图形加以处理后,可有效提高图像清晰度。之后运用指纹识别软件构建指纹数字特征数据信息,利用单方向转换将指纹特征转化为刑侦所需的特征性数据,在此过程中,两枚不同嫌犯的指纹不会出现相同的数据特征。最后运用计算机开始展开模糊比较,将指纹进行模板比对,计算二者相似度,得出指纹最终匹配结果。由此可知,指纹识别基本原理主要在于细节点坐标建模，在此过程中必须从指纹脊线末梢和脊线分支点提取指纹特征点,从而用于指纹鉴定。系统框架主要包括指纹采集、指纹图像预处理、特征点提取、录入数据库、特征点匹配、提取特征点等程序。

(二)指纹预处理设计流程

指纹预处理框架主要包括指纹采集、图像分割、图像平滑、图像增强、边缘检测、二值化、图详细化这七项步骤。[7]在对指纹图形实施前背景分离操作时,必须去除有效指纹图像周边的无效指纹背景;在上述处理基础上实行图像平滑操作,收获滤波效果;根据指纹图像局部区域上的方向特点,提取指纹方向场;在指纹频域和空域上进行图像增强操作;创建方向滤波器,沿纹线切线方向实施平滑处理作业,连接不应有间断处;沿指纹纹路法线方向进行纹线增强,分离粘连纹线;实施指纹图像二值化处理;然后落实细化处理工作,使二值指纹脊线细化成单像素宽的骨架线,行去噪操作。

(三)指纹检验预处理方法

指纹图像处理的根本目的在于去除指纹采集图像中存在的噪声,提高图像清晰度,以便后续准确提取指纹特征。由于预处理会直接影响指纹识别的最终效果,因此必须重视指纹检验预处理方法。在指纹预处理过程中,图像分割是重要的图像处理方法,其要求将有效图像从整体图像中分离出来,从而减少后续图像数据处理量,减少因图像区域重叠、不清晰等因素引发的伪特征现象出现。而图像增强主要包括原始图像模糊增强和图像细化,这就要求对整幅提取图像进行滤波处理,消除指纹脊线发生粘连和断裂情况,经图像增强处理后的指纹图像需要将其转换成二值图像。而图像细化则是将二值指纹脊线细化成单像素宽度骨架线,以便进行特征提取操作。图像滤波常用方法包括边缘保持滤波、中值滤波和均值滤波;图像增强主要包括直方图均衡化、固定对比度增强、自动对比度增强、高通滤波增强、带通滤波增强、低通滤波增强六种图像增强方法。

(四)指纹检验在刑侦工作中的应用效果

1.指纹检验技术应用

刑侦人员在应用指纹检验方法进行案件侦破时必须选择合适的方式实施指纹检验,目前常用检验技术包括显现技术和识别技术两种内容。随着科技的发展,后者已成为刑侦工作发展的必然选择。在刑侦案件调查过程中,刑侦人员必须运用物力或化学方法采集嫌犯指纹,然后根据处理后的指纹图样编写信息档案,单一指纹档案创建通常按照左右手顺序,依照大拇指、食指、中指、无名指和小拇指的次序完成号码排列,将其完整录入到数据库和信息档案当中来,为后续案发现场指纹鉴别提供参考。

2.指纹检验在刑侦工作中的应用实例简析。

(1)国外案例

1892年夏季,阿根廷内科惬阿小镇发生了一起血腥谋杀案,一位单身妇女弗朗西斯卡报案称自己的两个孩子(女孩4岁,男孩6岁)被人用石块杀死在家中。据报案人所称,维拉斯奎曾向其求婚,被其拒绝后威胁说要杀死她的两个孩子。后经指纹检验后发现,维拉斯奎与现场遗留指纹并不相符,而报案者弗朗西斯卡与指纹检验结果相符合。在铁证下弗朗西斯卡终于坦白,情夫嫌弃自己的小孩,为了与情夫结婚才狠心杀死了自己的孩子。此案中刑侦人员凭借现场门框上遗留的棕褐色血指印,经指纹检验后确认了真凶,成功侦破了案件。

(2)中国案例

①古代指纹破案实例。1975年中国湖北省云梦地区出土了一批秦战国时期的竹简,被称作“云梦竹简”,此篇著作年代在公元前251～221年间,即秦始皇扫六合前的战国后期,其中包含的《封诊式·穴盗》简详细生动地记录了罪犯挖洞后进入某户人家行窃犯罪的全过程,并强调了罪犯在作案现场遗留的手、膝、手迹等遗留印记,并将此作为案件侦查的重要内容之一,将指纹作为确认罪犯的关键证据。《宋元·元绛传》中记载了北宋仁宗天圣年间一例指纹破案案例,江西省永新县一名为周整的赌徒在与豪强子弟龙聿一同赌博时,堵红眼的周整将自己母亲的肥沃土地15亩作为赌注输给了龙聿,然而契约上的指印并非周整母亲亲自所签。后经永新县令元绛勘查后发现,龙聿手持契约为伪造,将周整母亲的田产物归原主。元朝姚燧在《牧庵集》卷22中著到,一位名为潘泽的人在辽东道任职提督按察使司时,结合指纹疏密程度,判断出了人的年龄和体态,侦破了一起富豪伪造卖身契的重大案件,使蒙冤穷苦人终得以昭雪。在此案审理过程中,潘泽令5位少年按下自身的食指指纹,并将其和卖身契上印有的指纹相比对,结果显示纹理均不相符,在铁证下富豪理屈词穷,只得承认卖身契系伪造。由此可见,早在中国古代,刑侦人员就已经能够准确鉴别出指印的归属,因此手印在我国民事纠纷解决中已成为重要的参考证据。

②南京分尸案。2011年2月底,南京发生了一起离奇案件,两市民在江宁区郊外散步时发现数个垃圾袋内均含有尸体碎片,后经法医鉴定确认死者为南京外籍富商薛莉萍的丈夫田明成。经警方调查后发现,田明成早在2006年就已经因车祸身亡。经过深入调研后发现,当年车祸实际死亡人为田明成三弟,后夫妻二人出于创业需求,骗保获取500多万元,田明成也因此成为了经法律确认的“亡者”。经过调查后终于勘破本案,凶手是田明成妻子薛莉萍及薛莉萍父亲薛敬恭。在本案破获过程中,指纹检验对死者身份认定和案情侦破发挥了重要作用。

③甘肃白银案破获过程中,指纹对比检验超过十万枚,历经8任白银公安局局长,2016年8月26日,52岁的高承勇被成功抓获,在作案28年后终于得到了法律的制裁。甘肃白银案第一起案件发生于1988年5月26日,白银公司某青年女职工于某某在家中被害身亡,被害青年姿容秀丽,被同事称为“小白鞋”,在警方勘察过程中发现,“小白鞋”喉咙被凶犯完全切开,头颅几乎断掉,上衣被推至双乳上方,下身赤裸,全身共计26处刀伤。此后,高承勇先后作案11起,1994年7月27日,凶犯于白银供电局单身宿舍中杀害一名19岁女职工,死者颈部被完全切开,全身共计36处刀伤。相同的作案手法使警方确认两案并查,并成立了“白银连环强奸杀人案”专案组。1998年白银为了破获此案开始大规模采集DNA和指纹,但受当时技术水平限制,DNA仅能检验血型、保存血样,甚至刑警必须依靠放大镜才能进行指纹对比,为了摸排白银地区的男性,专案组几乎跑遍了全甘肃。28年间,白银公安共换了8任局长,请了上百位刑侦专家,人工指纹对比超过了10万枚。2016年白银警方建立了Y-STR数据库,融入了现代化DNA检测技术,并根据高承勇因行贿被录入数据库堂叔的DNA,将其与当年命案现场遗留痕迹对比后发现,高氏家族成员高勇程与现场遗留指纹高度吻合,在追凶28年后,警察与白银郊外小卖部成功找到了凶犯高承勇。初审后,罪犯高承勇对其犯罪行为供认不讳,供述了其在包头、白银两地28年间先后作案11起的犯罪事实。在此案侦破过程中,指纹检验对案件侦破发挥了重要的作用。

四、指纹检验技术改革和发展

随着电子计算机技术的进步和发展,现代化信息技术为刑侦指纹检验工作的高效展开奠定了良好基础。计算机以其自身强大的计算功能有效提升了指纹鉴定效率,同时随着网络资源共享、数据库技术、云存储等信息技术的应用与推广,运用计算机实施指纹图像数字化处理已经成为刑侦工作未来发展的必然趋势。以FBI为例,其已建立完整的指纹图像扫描体系,根据扫描得出的指纹图像信息,由记录仪进行指纹特征登记和编写,使警方能够在获取全新数据后将其与数据库已录入的数据加以比较,实现指纹识别自动化效果,提高案件侦破速率。我国在指纹检验技术方面也在一直不断进步和发展,江苏80后刑侦人员张双印,是当地有名的“指纹神探”,其凭借指纹检验技术先后破获多起案件,获得十四届“江苏省十大杰出青年”荣誉称号。张双印现任连云港市公安局刑警支队技术大队副主任科员,9年内他提取了案发现场1500余枚指纹,自创“张双印指纹工作法”,先后破获110余起重特大案件。在上述白银案中,案件侦破是在Y-STR数据库建立同时联合DNA检测技术的基础上,成功侦破的,因此综合运用各种现代化信息技术,提高指纹检验技术水平,是未来刑侦指纹检验工作的发展方向。

综上所述,指纹检验技术在国内外刑侦案件侦破中得到了广泛应用,其作为行之有效的破案手段,能够有效提高案件侦破效率,为重特大案件成功侦破提供可靠的数据支持。在刑侦工作中,刑侦人员运用刑侦技术可从案发现场提取罪犯遗留的指纹,经过后续处理和数据库数据信息比对后确认犯罪嫌疑人,提高案件侦破有效性和准确度。