超95%！方正國際創(chuàng)刑偵指紋比對新精度

張軍紅

隨著科學技術的進步，指紋在生活中的應用越來越廣泛，手機解鎖、網上支付、考勤打卡、出入境等，無不需要指紋的驗證。與此同時，司法和刑偵對指紋的依賴也日益增強，指紋自動識別系統(tǒng)被廣泛引入案件偵查，指紋也因此被稱為“證據(jù)之首”。

雖然都是指紋識別，但實際上刑偵的指紋識別與我們生活中的并不相同。以手機解鎖為例，其采集的指紋數(shù)目一般只有幾個、幾十個，并且指紋質量良好，在識別時如果一次不成功，使用者還可以配合進行多次認證。而刑偵指紋識別面對的是數(shù)億甚至幾十億枚犯罪嫌疑人的指紋，庫容龐大，相似的指紋也非常多，并且刑偵現(xiàn)場的指紋質量一般都非常差，殘缺變形的比率較多，對識別技術的要求也更高。正因如此，市場上提供手機、考勤、門禁等指紋識別服務的廠商很多，而提供刑偵指紋識別技術的廠商則非常少。

立足“產學研”的發(fā)展模式，方正國際軟件有限公司（以下簡稱“方正國際”）是國內較早從事指紋識別技術研發(fā)的企業(yè)。從20世紀90年代初開始，方正國際指紋技術團隊便與北京大學信息科學技術學院密切開展相關技術研發(fā)與產業(yè)化合作——北京大學信息科學技術學院主攻指紋基礎算法研究;方正國際作為合作鏈條中的“產業(yè)端”，以一手的市場需求為導向，推動指紋技術的產業(yè)化落地，并為研發(fā)提供必要的設備環(huán)境和資金支持——雙方以深度合作模式打通了科技成果落地轉化的“最后一公里”。2019年，方正國際與北京大學聯(lián)合研發(fā)出基于深度神經網絡算法的人工智能指紋比對算法。方正國際刑偵業(yè)務部負責人告訴《經濟》雜志、經濟網記者，該新算法系統(tǒng)集指掌紋特征自動提取、自動標注、自動比對、自動認定于一體，創(chuàng)新地解決了傳統(tǒng)指紋系統(tǒng)必須人工干預的難題，是警用指紋技術的重大突破。

具體而言，與傳統(tǒng)指紋系統(tǒng)相比，方正國際指紋新算法系統(tǒng)主要有三個方面的技術優(yōu)勢，一是智能化程度高。由于刑偵現(xiàn)場遺留的指紋痕跡往往是殘缺變形的，采用傳統(tǒng)算法首先需要指紋專家根據(jù)指紋走向進行完整性編輯，這是一項非常耗費人力的干預性工作，編輯一枚指紋通常需要幾個小時甚至幾天的時間;人工干預也具有極大的主觀性，干預結果的失誤很可能直接導致無法破案。相比較而言，方正國際的指紋新算法系統(tǒng)真正實現(xiàn)了全自動比對識別，無需人工干預，秒級即可提取完畢;經實戰(zhàn)檢測，該新算法的準確度超過90%以上的指紋專家的干預性結果，將指紋比對的準確率提高了一大截。實踐表明，即使在最惡劣的指紋現(xiàn)場環(huán)境，方正國際指紋新算法提取準確率仍超過了95%。

二是比對精確度高。為了識別兩枚指紋是否是同一個手指所留，指紋專家會將指紋紋線上的起點和分叉點標記為一個細節(jié)特征，根據(jù)兩個指紋細節(jié)特征的匹配程度，進行相似性打分。而方正國際指紋新算法系統(tǒng)則是利用圖像處理算法將指紋紋線上的起點和終點找出來，從而將兩個指紋的特征點進行擬合，并根據(jù)相似度在億級犯罪嫌疑人指紋庫中進行打分，最后選取前50名給專家進行認定。如此，不僅減輕了指紋專家的干預壓力，還能避免因專家理解不一致造成的漏查問題。《經濟》雜志、經濟網記者了解到，除了傳統(tǒng)的細節(jié)特征點外，方正國際指紋新算法系統(tǒng)還運用深度神經網絡，增加了矢量特征，對于圖像顛倒、比例失準等錯誤指紋能夠進行自動校準比對;對于變形、模糊、殘缺等無法比對的疑難指紋，可通過圖像直接比對提升現(xiàn)場指紋的利用率。

三是比對速度快。通過矢量特征，經過簡單計算，方正國際指紋新算法系統(tǒng)便可快速否定99%以上不相關的指紋，在相同硬件環(huán)境下，比對速度較之前快了30倍，極大提升了破案效率。

據(jù)方正國際介紹，為了在實踐中得到進一步完善，方正國際指紋新算法系統(tǒng)在成熟之初，便與長沙市公安局開展試點合作，共同建立了指掌紋識別警企聯(lián)合實驗室。經過一年的嚴苛實踐檢驗，新算法系統(tǒng)不斷改進、成熟。相關數(shù)據(jù)顯示，2019年1月-10月，新算法系統(tǒng)共比中案件比2018年同期提升了251%;公安部考核成績同比提升354%;系統(tǒng)比中率比老系統(tǒng)比中率提高35%左右，比中率、指紋破案率提升一倍，由原來的11%提升到22%。與此同時，新算法系統(tǒng)還協(xié)助長沙市公安局破獲了五起塵封已久的殺人案，社會效益顯著。除長沙之外，目前該新算法系統(tǒng)還在廣東、云南、山西、新疆、海南、西藏、寧夏等地進行了推廣運用。

對于下一步發(fā)展，方正國際表示，還將繼續(xù)堅持產學研協(xié)同創(chuàng)新的發(fā)展模式，積極助力政府與行業(yè)客戶，推動自身在刑偵指紋行業(yè)不斷進步;并將與高校重點實驗室緊密合作，研究指掌紋比對新方法、新技術，助力指掌紋智能化程度更高、比對效果更精準。