超95%！方正國際創(chuàng)刑偵指紋比對新精度

張軍紅

隨著科學(xué)技術(shù)的進步，指紋在生活中的應(yīng)用越來越廣泛，手機解鎖、網(wǎng)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(zhì)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(zhì)量一般都非常差，殘缺變形的比率較多，對識別技術(shù)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(wù)的廠商很多，而提供刑偵指紋識別技術(shù)的廠商則非常少。

立足“產(chǎn)學(xué)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(nèi)較早從事指紋識別技術(shù)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(shù)團隊便與北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院密切開展相關(guān)技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化合作——北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院主攻指紋基礎(chǔ)算法研究;方正國際作為合作鏈條中的“產(chǎn)業(yè)端”，以一手的市場需求為導(dǎo)向，推動指紋技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化落地，并為研發(fā)提供必要的設(shè)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(zhuǎn)化的“最后一公里”。2019年，方正國際與北京大學(xué)聯(lián)合研發(fā)出基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的人工智能指紋比對算法。方正國際刑偵業(yè)務(wù)部負責(zé)人告訴《經(jīng)濟》雜志、經(jīng)濟網(wǎng)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(yù)的難題，是警用指紋技術(shù)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(shù)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(yù)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(yù)也具有極大的主觀性，干預(yù)結(jié)果的失誤很可能直接導(dǎo)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(yù)，秒級即可提取完畢;經(jīng)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(yù)性結(jié)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(yù)壓力，還能避免因?qū)＜依斫獠灰恢略斐傻穆┎閱栴}?！督?jīng)濟》雜志、經(jīng)濟網(wǎng)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(jīng)網(wǎng)絡(luò)，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(jīng)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(guān)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(jīng)過一年的嚴苛實踐檢驗，新算法系統(tǒng)不斷改進、成熟。相關(guān)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(chǎn)學(xué)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(shù)，助力指掌紋智能化程度更高、比對效果更精準。