Способ формирования представления (шаблона) папиллярного узора

Изобретение относится к области исследования и анализа папиллярных узоров и может быть использовано в медицине, криминалистике, дерматоглифике при анализе и распознавании папиллярных узоров. Техническим результатом является обеспечение простоты и доступности предварительного анализа отпечатков пальцев при одновременном повышении надежности сравнения при установлении сходства между папиллярными узорами по типу и виду. Способ формирования представления (шаблона) отпечатка пальца человека включает получение изображения отпечатка папиллярного узора, выделение на нем характерных параметров, формирование с помощью их ребер скелета узора и скелетизацию узора, причем первоначально выявляют, к какому из трех типов, завитковому, петлевому или дуговому, относится узор, после чего в качестве характерных параметров в различных случаях определяют соответствующие основополагающие папиллярные линии, кроме того, для всех типов узоров выделяют линии сгиба между ногтевой и средней фалангами пальца, после чего выделяют все определенные линии, формируя из них ребра скелета, а скелетизацию проводят путем отделения сформированных ребер от папиллярного узора. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к области исследования и анализа папиллярных узоров и может быть использовано в медицине, криминалистике, дерматоглифике при анализе и распознавании папиллярных узоров.

В экспертной практике нередко возникают задачи определения свойств тех или иных объектов или их состояний. В настоящее время эти и другие подобные задачи сформировали диагностический потенциал идентификации различных свойств личности посредством дерматоглифического анализа следов кистей рук.

Дерматоглифика изучает морфологические особенности поверхностного слоя кожи для решения идентификационных, классификационных и диагностических задач, результатом которых является возможность определения черт характера и свойств организма.

Основой для исследований является анализ папиллярных узоров по материально фиксированным отображениям. Совокупность исследовательских методов позволяет создать индивидуальную модель морфологии, психологии и физиологии для носителя конкретного дерматоглифического рисунка.

Индивидуальная модель включает в себя: во-первых, общие черты, свойственные индивиду как представителю биологического вида и человеческого общества, во-вторых, особенные признаки, которые присущи ему как субъекту морфофункциональной организации, в-третьих, единичные признаки, обусловленные специфичностью его биологической организации и социальной микросреды.

Особенные и единичные признаки индивида лежат в основе способов идентификации его личности. Кожный узор покрова кистей рук служит одним из средств установления индивидуальной идентичности и опознания человека. В то же время кожные узоры различных индивидов могут содержать и общие признаки, которые в некоторых случаях также важно выявить.

Развитие современной дактилоскопии и дерматоглифики связано с детализацией исследований признаков папиллярных узоров и их совокупностей. Существуют рекомендации учитывать не только количество и качество деталей строения папиллярных линий, но и их расположение на различных участках узора, корреляционные зависимости морфологии деталей и другую идентификационную информацию.

Известен способ анализа папиллярного узора, при котором исследуют параметры узора, вначале формируя представление узора или его шаблон, который отражает параметры, представляющие собой полученные путем выделения на папиллярных узорах "пунктирные гребешки", центры узора - "островки", определения по периферии узора на папиллярных линиях дистальных фаланг пальцев рук деформации двух или более папиллярных линий, признаки скрытого левшества, дисплазии, узор на гипотенаре, и дополнительно три степени деформации папиллярных линий (папиллярного потока): первая степень - точечные или единичные деформации, вторая степень - разлитые деформации, третья степень - резко выраженные деформации, на значительной площади волярных поверхностей (патент RU №2302819, МПК A61B 5/11, G06K 9/00). Эти параметры используют для исследования и анализа папиллярного узора.

Известен способ, включающий формирование представления узора или его шаблона, который формируют путем выявления на отпечатке наиболее изогнутой папиллярной линии дугового узора, разметки этой линии, измерения угла ее изгиба и отнесения полученного угла изгиба к общепринятой в дерматоглифике категории высоты папиллярного узора. Это позволяет косвенным путем определить высоту дугового папиллярного узора через измерение угла изгиба наиболее изогнутой папиллярной линии и использовать этот показатель в качестве характеристики данного типа папиллярных узоров. Способ обеспечивает идентификацию папиллярных узоров отпечатков пальцев (патент RU №2204941, МПК A61B 5/117).

При анализе изображений папиллярных узоров отпечатков пальцев рук важными параметрами являются такие параметры, как дельта узора и ее расположение, конфигурация и размеры внутреннего потока папиллярных линий, соотношение высоты и ширины узора и ряда других. Некоторые из них используются для классификации папиллярных узоров на типы и виды (монография С.С.Самищенко. «СОВРЕМЕННАЯ ДАКТИЛОСКОПИЯ: ПРОБЛЕМЫ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ», изд-во Академия управления МВД России, 2002). В этой связи важным является формирование представления узора или его шаблона, отражающего именно такие параметры.

Известна классификация пальцевых узоров, предложенная Гальтоном, которая включает три основных узорных типа: завиток, петлю и дугу.

Таким образом, для анализа папиллярных узоров, как правило, предварительно формируют представление узора или его шаблон, который в самом общем случае представляет собой простой отпечаток папиллярного узора. Однако такие отпечатки довольно сложны для исследования, так как отражают множество особенностей, которые характерны для многоаспектного изучения отпечатков.

Известен способ формирования представления (шаблона) папиллярного узора для последующего анализа, при котором получают изображение узора и выявляют местонахождение дельты на отпечатке каждого из папиллярных узоров, расположение каждой дельты относительно другой (выше, ниже, на одной линии), строение центра папиллярного узора, количество папиллярных линий между дельтой и центром узора и вносят эти данные в представление (шаблон) для последующего анализа с целью получения классификации папиллярных узоров на типы и виды. (Руководство по дактилоскопической регистрации. - М.: ГНИЦУИ МВД СССР, 1982.). Однако этот способ характеризуется сложностью и громоздкостью в использовании, условностью в определении некоторых признаков.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ формирования представления (шаблона) отпечатка папиллярного узора для анализа, включающий получение изображения отпечатка пальца, выделение на нем характерных параметров, разделяют изображение отпечатка на непересекающиеся группы, проводят скелетизацию папиллярного узора (патент RU 2364936, МПК G06K 9/00). При этом получают цифровое изображение отпечатка пальца, нормализуют его, сглаживают для устранения шума и выравнивают гистограмму цифрового изображения отпечатка. Причем одновременно с выравниванием гистограммы проводят выделение области папиллярного узора отпечатка с последующим построением поля направлений для выделенной области. После этого выполняют частотную и направленную фильтрацию цифрового изображения отпечатка, затем перед пороговым разделением пикселей цифрового изображения отпечатка на три непересекающиеся группы формируют ребра скелета, соответствующие недеформированным на изображении линиям папиллярного узора, с помощью цифровых преобразований и уже после этого проводят скелетизацию выделенной области папиллярного узора отпечатка с использованием волнового метода. При этом производят выделение характерных деталей папиллярного узора путем трассировки скелета выделенной области папиллярного узора отпечатка и выполняют создание шаблона, описывающего характерные детали (минюции). Однако этот способ достаточно сложен. В основном он используется для идентификации личности. С его помощью трудно выделить параметры, являющиеся схожими для нескольких личностей, поэтому использовать его для, например, установления вероятности принадлежности личностей к одному генотипу весьма затруднительно, а кроме того, этот способ ввиду использования специального оборудования, является дорогостоящим, а применение его не всегда оправданно. Например, когда требуется вышеупомянутое установление только вероятности принадлежности личностей к одному генотипу, которое может проводиться как предварительное исследование, после которого при получении положительного результата проводится более детальное и дорогостоящее исследование.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является создание представления (шаблона) отпечатка, с помощью которого могут производиться предварительные анализы отпечатков более простым, доступным способом. Созданные таким образом шаблоны могли бы использоваться для отнесения личностей, которым принадлежат эти отпечатки, к вероятной принадлежности к тому или иному типу, виду, в зависимости от вида исследования. Например, для выявления вероятности принадлежности личности к одному или различным генотипам.

Эта задача решается тем, что при формировании представления (шаблона) отпечатка пальца человека, включающем получение изображения отпечатка папиллярного узора, выделение на нем характерных параметров, формирование с помощью их ребер скелета узора и скелетизацию узора, первоначально выявляют, к какому из трех типов, завитковому, петлевому или дуговому относится узор, после чего в качестве характерных параметров в случае завиткового узора визуально определяют дельты узора, линии, разграничивающие верхний, внутренний и нижний потоки папиллярных линий и исходящие из рукавов дельт, а также линии, исходящие от центров дельт до левого и правого краев отпечатка узора и до центра узора, в случае дугового узора визуально определяют линии, разграничивающие верхний и нижний потоки папиллярных линий от левого до правого края отпечатка, сверху и снизу от этой линии дополнительно определяют графически по одной папиллярной линии, близко располагающейся к разделительной линии, в случае петлевого узора визуально определяют дельту узора, после чего определяют линии, исходящие из рукавов дельты и разграничивающие верхний, внутренний и нижний потоки папиллярных линий от центра дельты до левого и правого краев отпечатка узора, причем во внутреннем потоке дополнительно выделяют линию первичной петли, кроме того, для всех типов узоров выделяют линии сгиба между ногтевой и средней фалангами пальца, после чего выделяют все определенные линии, формируя из них ребра скелета, а скелетизацию проводят путем отделения сформированных ребер от папиллярного узора.

Причем, в случае если в центре узора расположены сложные по конфигурации линии, из них могут быть выделены основополагающие узорообразующие папиллярные линии.

Способ может быть использован при установлении сходства между отпечатками папиллярных узоров для установления вероятного кровного родства между людьми. Сходство при этом устанавливается визуально на основе анализа, сравнения и определения сходства скелетов узоров.

Сущность заявляемого способа иллюстрируется рисунками.

На фиг.1a показана последовательность операции по формированию ребер скелета дугового папиллярного узора.

На фиг.1b показана последовательность операции по формированию ребер скелета петлевого папиллярного узора.

На фиг.1с показана последовательность операции по формированию ребер скелета завиткового папиллярного узора.

Заявленный способ осуществляют следующим образом.

Для дуговых узоров сначала на отпечатке визуально определяют линии, разграничивающие верхний и нижний потоки папиллярных линий. Затем на увеличенном сканированном изображении узора, выведенном на экран монитора, эту линию с помощью компьютерной программы выводят, например, красным цветом толщиной в одно значение от левого до правого края отпечатка узора. Сверху и снизу от этой линии дополнительно тем же цветом определяют и выделяют графически по одной папиллярной линии, близко располагающейся к разделительной линии. В случае сложности и неопределенности центра узора также вырисовывают основополагающие узорообразующие папиллярные линии. Аналогичным образом выделяют линию сгиба между ногтевой и средней фалангами пальца. Эта линия является основанием узора. Таким образом, формируют ребра скелета, образованные выделенными линиями. На заключительном этапе все выведенные линии сгруппировывают в общий рисунок (скелет) и в таком виде отделяют от отпечатка, то есть производят скелетизацию (фиг.1а).

Для петлевых узоров сначала на отпечатке визуально определяют дельту узора и линии, исходящие из рукавов дельты и разграничивающие верхний, внутренний и нижний потоки папиллярных линий. Затем на увеличенном сканированном изображении узора, выведенном на экран монитора, эти линии с помощью компьютерной программы выводят красным цветом толщиной в одно значение от центра дельты до левого и правого краев отпечатка узора. Во внутреннем потоке дополнительно линией красного цвета выводят первичную петлю. В случае сложности центра узора также вырисовывают основополагающие узорообразующие папиллярные линии. Аналогичным образом выделяют линию сгиба между ногтевой и средней фалангами пальца. Из этих линий формируют ребра скелета узора. На заключительном этапе все выведенные линии (ребра) сгруппировывают в общий рисунок (скелет) и в таком виде отделяют от отпечатка - проводят скелетизацию (фиг.1b).

Для завитковых узоров сначала на отпечатке визуально определяют дельты узора и линии, исходящие из рукавов дельты и разграничивающие верхний, внутренний и нижний потоки папиллярных линий. Затем на увеличенном сканированном изображении узора, выведенном на экран монитора, эти линии с помощью компьютерной программы выводят красным цветом толщиной в одно значение последовательно от центров дельт до левого и правого краев отпечатка узора, а также до центра узора. В случае сложности центра узора также вырисовывают основополагающие узорообразующие папиллярные линии. Кроме того, выделяют линию сгиба между ногтевой и средней фалангами пальца, являющуюся основанием узора. Таким образом из этих линий формируют ребра скелета. На заключительном этапе все выведенные линии сгруппировывают в общий рисунок (скелет) и в таком виде отделяют от отпечатка - проводят скелетизацию (фиг.1с).

На дактилоскопической карте сначала вырисовывают скелетные схемы для всех отпечатков папиллярных узоров пальцев рук, формируя ребра скелета, затем все полученные рисунки сгруппировывают, то есть получают скелет, а затем проводят скелетизацию, то есть отделяют скелет от отпечатков.

Пример. Заявленным способом исследованы две личности (гр. А. 1946 г.р. и гр. С. 1998 г.р.), обратившиеся с целью установления вероятности родства между ними. В соответствии с изобретением были получены изображения отпечатков папиллярных узоров у гр. А. и гр. С., выделены на них характерные параметры. В качестве характерных параметров на отпечатках были выбраны расположенные в папиллярных узорах дельты, а для формирования ребер скелета выделены образующие скелет узора линии папиллярных узоров, проходящие через дельты, причем первоначально выявляли, к какому из трех типов, завитковому, петлевому, или дуговому, относится узор. На отпечатках пальцев рук гр. А. (рис.2) были выявлены следующие типы папиллярных узоров: завитковые узоры на всех пальцах правой руки и указательном, среднем, безымянном пальцах левой руки; петлевые узоры на большом пальце и мизинце левой руки. На отпечатках пальцев рук гр. С. (рис.4) были выявлены следующие типы папиллярных узоров: завитковые узоры на большом, указательном, среднем, безымянном пальцах правой руки и большом, указательном, среднем, безымянном пальцах левой руки; петлевые узоры на мизинцах правой и левой руки. Затем формировали ребра скелетов папиллярных узоров: в отпечатках завитковых узоров визуально определяли дельты узора, выделяли линии, разграничивающие верхний, внутренний и нижний потоки папиллярных линий и исходящие из рукавов дельты, а также линии, исходящие от центров дельт до левого и правого краев отпечатка узора и до центра узора. В отпечатках петлевых узоров визуально определяли дельту узора, после чего выделяли линии, исходящие из рукавов дельты и разграничивающие верхний, внутренний и нижний потоки папиллярных линий от центра дельты до левого и правого краев отпечатка узора, причем во внутреннем потоке дополнительно выделяли линию первичной петли. Из сложных по конфигурации линий, расположенных в центре узоров, выделяли основополагающие узорообразующие папиллярные линии, служащие дополнительными линиями для образования скелета. Кроме того, выделяли линии сгиба между ногтевой и средней фалангами пальца, а скелетизацию проводили путем отделения узоров, образованных выделенными линиями, от папиллярного узора с помощью компьютера (рис.3, 5).

В результате визуального сравнения полученных шаблонов (рис.3, 5) папиллярных узоров с дактилоскопической карты гр. А. (фиг.2) и с дактилоскопической карты гр. С. (фиг.4) между отпечатками большого, указательного, среднего, безымянного пальцев правой руки и отпечатками указательного, среднего, безымянного пальцев и мизинца левой руки установлено сходство по таким признакам, как наличие и расположение дельт; расположение, направление, конфигурация линий разделения потоков папиллярных линий, соотношение высоты и ширины внутреннего линейного рисунка, форма и конфигурация центрального линейного рисунка, что дало возможность определить вероятное кровное родство этих людей. В последующем гр. А. и гр. С. провели в специализированном учреждении более дорогое исследование с применением молекулярно-генетической экспертизы, которое подтвердило их кровное родство.

Заявляемый способ формирования представления (шаблона) папиллярного узора может применяться как дополнительный элемент в судебно-медицинской и криминалистической экспертно-диагностической системе, например при установлении кровного родства между людьми, личности неустановленных погибших. Как более простой, доступный и экономически недорогой данный способ может применяться в качестве предварительного самостоятельного исследования для решения вопроса о целесообразности назначения и проведения судебно-медицинской молекулярно-генетической экспертизы (ДНК), которая на сегодняшний день является трудоемкой и очень дорогой.

1. Способ формирования представления (шаблона) отпечатка пальца человека, включающий получение изображения отпечатка папиллярного узора, выделение на нем характерных параметров, формирование с помощью их ребер скелета узора и скелетизацию узора, отличающийся тем, что первоначально выявляют, к какому из трех типов: завитковому, петлевому или дуговому, относится узор, после чего в качестве характерных параметров в случае завиткового узора визуально определяют дельты узора, линии, разграничивающие верхний, внутренний и нижний потоки папиллярных линий и исходящие из рукавов дельт, а также линии, исходящие от центров дельт до левого и правого краев отпечатка узора и до центра узора, в случае дугового узора визуально определяют линии, разграничивающие верхний и нижний потоки папиллярных линий от левого до правого края отпечатка, сверху и снизу от этой линии дополнительно определяют графически по одной папиллярной линии, близко располагающейся к разделительной линии, в случае петлевого узора визуально определяют дельту узора, после чего определяют линии, исходящие из рукавов дельты и разграничивающие верхний, внутренний и нижний потоки папиллярных линий от центра дельты до левого и правого краев отпечатка узора, причем во внутреннем потоке дополнительно выделяют линию первичной петли, кроме того для всех типов узоров выделяют линии сгиба между ногтевой и средней фалангами пальца, после чего выделяют все определенные линии, формируя из них ребра скелета, а скелетизацию проводят путем отделения сформированных ребер от папиллярного узора.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно из сложных по конфигурации линий, расположенных в центре узора выделяют основополагающие узорообразующие папиллярные линии, служащие дополнительными линиями для образования скелета.