真伪捺印指印汗孔间相对距离和角度变化初探

刘赫达

摘要：目的：探讨利用指印汗孔特征间的相对距离和角度变化区分真伪捺印指印差异的可行性。方法：使用Image-Pro Plus 6.0软件对选取的汗孔特征点进行测量并统计分析。结果：97.6%的真实捺印指印和97.6%的伪造指印的汗孔特征变异系数都小于15%;真伪捺印指印汗孔之间相对距离存在显著性差异，真伪指印汗孔之间角度关系不具有统计学差异。结论：真实捺印指印与硅胶指纹膜伪造指印的汗孔之间距离和角度关系具有相对的稳定性;当硅胶指纹膜伪造指印的汗孔较为清晰的情况下，可以结合边缘特征并测量真伪指印汗孔之间距离的变化，作为辅助鉴别硅指纹膜伪造捺印指印的依据。

关键字：硅胶指纹膜;汗孔;捺印指印;变异系数

随着生物指纹识别系统的发展，硅胶指纹膜应运而生。由于公民的防范意识低，指纹及指纹膜泄露的风险逐年上升[1]，不法分子使用指纹膜在文书上伪造虚假的捺印指印，迷惑司法鉴定人员和办案人员，以达到他们的不法目的，这类新型犯罪形式已经给检验鉴定工作带来了极大的干扰。

目前识别纸张表面上指纹膜伪造指印的主要方法为观察纹线的形态，边缘部分凹凸不平，小犁沟宽窄程度随捺印力度变化明显等特征[2]。随着制作指纹膜熟练度的提高，其伪造指印的仿真程度也会逐渐提高。汗孔具有高特征密度、高区分度的特点，在疑难指纹、残缺指纹或小面积指纹检验中具有较高的鉴定价值[3]。本文使用Image-Pro Plus 6.0软件对真伪捺印指印汗孔间距离和角度进行测量并统计分析，目的在于探讨依据指印汗孔特征之间的相对距离和角度的变化区分真伪捺印指印的可行性。

1.材料及方法

1.1材料及器材

肤色硅胶、固化剂、指纹采集盘、注射器、搅拌盒、朱红印泥、相机、便携式电子天秤。

1.2样本制备

选取20-50岁之间男性和女性共50人，志愿者自行选取一枚在生活中应用于生物指纹识别场景下最常用的手指，将A4纸水平放置在电子秤上，每名志愿者蘸取朱红印泥控制适中的按压力度（500～600g）捺印五枚真实指印，然后实验人员为志愿者制作该手指的硅胶指纹膜。制膜完成后，实验人员按上述相同的捺印条件形成伪造指印。

从实验样本中挑取真伪捺印指印纹线特征和印面特征差异小、局部汗孔特征清晰的6组捺印指印（每组含同一手指的5枚真实指印5枚伪造指印，共60枚），并进行拍照固定。

1.3测量数据及统计分析方法

每名志愿者的真伪捺印指印上选取五个相同区域位置的汗孔（不同纹线上汗孔），使用Image-Pro Plus 6.0软件对汗孔之间的距离和角度进行测量统计。首先选取一个清晰的二级特征点上的汗孔作为基准，标为p1点位，其余汗孔标为P2、P3、P4、P5。随后以P1作为起点，测量P1到其余点位的距离分别为D1、D2、D3、D4。然后以P1P2线段为基准，分别测量线段P1P2和P1P3、P1P4、P1P5的逆时针相对角度，在软件中对应的数据分别为AF1、AF2、AF3[4]。

根据测量数据，分别计算出真伪指印汗孔间相对距离、角度的平均值，依据数据分布类型，选择均数、标准差、变异系数进行统计描述，并采用方差分析对不同组的组间差异进行统计检验，以p<0.05为具有统计学意义，以判断真伪捺印指印是否为影响汗孔间相对距离和角度变化的因素。

2.结果与讨论

通过样本筛选初步观察，硅胶指纹膜汗孔特征的复制情况与志愿者手指的汗孔大小有关。志愿者汗孔特征明显、汗孔相对较大的手指，制作出的硅胶指纹膜捺印指印中汗孔特征清晰、明显的区域较多。

根据测量数据的平均值和标准差统计汗孔间相对距离和角度的变异系数。变异系数是衡量数据中各观测值离散程度的一个统计量。变异系数越小，位置关系越稳定;变异系数越大，位置关系越不稳定。变异系数的计算公式为：变异系数（C.V）=标准差（SD）/平均值（Mean）×100 %[5]。从变异系数的统计结果可以发现，97.6%的真实捺印指印和97.6%的伪造指印的汗孔特征变异系数都小于15%，说明所测数据的离散程度不大，在可接受的误差范围以内，证明真伪捺印指印均能稳定地反映指纹汗孔之间距离与角度的关系。

继续对6名志愿者的真伪捺印指印汗孔间距离和角度变异进行单因素方差分析，真伪捺印指印汗孔距离数据中21/24的p值均小于0.05，而且YB1、YB4、YB6中p值大于0.05的都是在基準点P1水平方向的平均值变化不明显的测量数据，证明真伪捺印指汗孔距离之间的差异具有统计学意义，可以依据汗孔之间距离的变化区分真伪捺印指印。

真伪捺印指印汗孔角度数据中11/18的p值大于0.05，并且p值大于0.05的都是汗孔特征角度平均值变化不明显的测量数据，证明真伪指印汗孔之间角度关系不具有统计学差异，不可以依据汗孔之间角度的差异区别真伪指印。

3.结论

本研究数据表明，真实捺印指印与硅胶指纹膜伪造指印的汗孔之间距离和角度具有相对的稳定性;当硅胶指纹膜伪造指印的汗孔较为清晰的情况下，可以结合边缘特征并测量真伪指印汗孔之间距离的变化，作为辅助鉴别硅胶指纹膜伪造捺印指印的依据。捺印力度对硅胶指纹膜伪造捺印指印汗孔特征稳定性的影响还需要进一步的实验与认证。

参考文献

[1] 杨志强，许明良. 浅析人造指模印和现实手印之间的差异[J]. 刑事技术， 2012， 222（1）： 52-54.

[2] 蒋焕，侯硕，高胜极. 硅胶仿生指纹膜印泥痕迹特征研究_蒋焕[J]. 刑事技术， 2021， 46（1）： 58-61.

[3] 李陈美，李霓莎. 指纹三级特征在指纹鉴定中的价值_潘自勤[J]. 科技经济导刊， 2016， 561（7）： 198-199.

[4] 李航，罗亚平. 油墨捺印指纹汗孔特征稳定性的研究[J]. 刑事技术， 2014， 235（2）： 37-38.

[5] 梁娜，王有民，曹吉明. 表皮更替时间内指纹汗孔大小变化规律研究_梁娜[J]. 刑事技术，2021： 1-6.

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