一项关于量化指纹个体性以及细节特征三维分布的研究

《Journal of Forensic Sciences》：A study on quantifying the individuality of fingerprints and the 3D feature distribution of minutiae

指纹独特性定量模型研究提出三维细节点分布分析，发现不同纹型（涡形、左右环型等）在分布密度和中心点分布上存在显著差异，个体识别得分能有效区分指纹，并验证该得分可用于优化自动指纹识别系统（AFIS）评分机制。

　　

摘要

由于实证验证的局限性，关于指纹个体性的假设仍存在争议，这影响了指纹识别的科学基础。本研究提出了一个用于指纹个体性的定量模型，并研究了指纹细节的三维（3D）分布。该模型将指纹细节的位置和方向作为3D特征变量进行考虑。我们从基于自动指纹识别系统（AFIS）的56,812,114个已知指纹中提取了3D特征数据。在完成数据校准、平移和误差校正后，我们对指纹细节的分布密度进行了统计分析。我们开发了一种算法，通过该个体性模型计算单个指纹的个体性得分。实验结果表明，指纹细节的分布遵循特定的模式。左右手对应手指之间的指纹细节分布密度具有对称性。在五种指纹类型（螺旋形、左环形、右环形、弓形、偶然形）中，指纹细节的分布密度和中心点分布存在显著差异。不同方向的指纹细节在位置和数量分布上均表现出沿Y轴的对称性。位于对角线相对角度范围内的指纹细节显示出相似的分布趋势。个体性得分能够有效区分不同的指纹。我们初步应用了个体性得分，为修改AFIS评分机制提供了依据，并发现同源指纹的个体性得分高于相似但不匹配的指纹（CNMs）。这项工作为指纹个体性提供了新的见解，并为改进AFIS评分机制和似然比证据评估框架奠定了统计基础。

利益冲突声明

我们声明所有作者均无已知的竞争性财务利益或个人关系，这些因素可能影响本文所报告的工作。