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指纹鉴定误识率和DNA识别误识率的研究

发布时间:2018-06-22 08:11:28 文章来源:未来智库    
    关键词:指纹鉴定 DNA识别 误识率
    中图分类号:S512 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)07(a)-0244-02
    正如人们经验上所理解的那样,指纹具有唯一性,随机的取两枚指纹他们相同的概率是非常小的,或者说不可能是相同的[1]。但是,实际中总会有指纹被错误识别的事件发生。而误识率与采集图像质量、操作人员素质以及特征点数等因素有关,随着应用领域的拓展,人们对识别的准确率提出了更高的要求。本文中,理论分析了指纹鉴定误识率和DNA识别技术的误识率,并通过对前人研究数据分析,给出了自己的见解。
    1 指纹和DNA指纹
    (1)指纹是指灵长类手指末端指腹上由凹凸的皮肤所形成的纹路,也可指这些纹路在物体上印下的印痕[2]。如右图1所示,纹路的细节特征点有起点、终点、结合点和分叉点等。由于每个人的指纹并不相同,同一人的不同手指的指纹也不一样,指纹识别就是通过比较这些细节特征的区别来进行鉴别的。
    (2)DNA指纹指具有完全个体特异的DNA多态性,其个体识别能力足以与手指指纹相媲美,因而得名。可用来进行个人识别及亲子鉴定,同人体核DNA的酶切片段杂交,获得了由多个位点上的等位基因组成的长度不等的杂交带图纹,这种图纹极少有两个人完全相同,故称为"DNA指纹"。
    2 指纹误识率和DNA指纹误识率的比较分析
    指纹识别常用于需要人员身份确认的场所如门禁系统、考勤系统、笔记本电脑、银行内部处理、银行支付等。并非所有的人体生物特征都可以用于身份识别,能够用于身份识别技术的人体生物特征需要满足下列条件:
    (1)广泛性:每个人都应该具有这种特征;
    (2)唯一性:每个人拥有的特征应该各不相同;
    (3)稳定性:所选择的特征应该不随时间发生变化;
    (4)可采集性:所选择的特征能够定量测量。
    除了指纹识别技术具有上述特点外,DNA指纹技术也具有很广阔应用前景。DNA识别技术主要应用于亲子鉴定、医学实验、侦查破案等方面,DNA同样也具有唯一性,它的唯一性表现在DNA分子片段上的碱基对排列顺序的多样性,
    2.1 误识率影响因素的分析
    2.1.1 指纹鉴定误识率影响因素分析
    指纹是目前市场占有率最高的生物识别技术,也是历史最悠久的最早被广泛用作身份识别的技术。另外指纹也是绝大多数国家法庭获取证据的重要手段。DNA身份识别时随着生物学尤其是基因科学发展和新产生的一种身份识别手段,我们的问题就是,分析比较指纹识别的错误率与DNA识别错误率。
    人们普遍相信一种说法:指纹具有唯一性。即便是同卵双胞胎,由于他们的指纹受到遗传因素和环境因素的共同影响,他们的指纹也会有所不同。但是我们认识到指纹识别是依靠于指纹识别技术的,并且指纹识别因为用到了若干特征点,因此我们可以看到选取的匹配特征点的个数小误识率会越大,但是当所用匹配特征点增加时,其误识率减小的同时也会增加成本。
    2.1.2 DNA指纹识别率影响因素分析
    DNA指纹识别中的误识率是与生物遗传有关的父母与子女,兄弟姐妹之间,他们的DNA具有很高的相似性,导致误识率的变大。但是,不考虑双胞胎的情况下,由于任意两个体DNA耦合的概率是极其小的,所以DNA指纹识别有着较高的准确率。然而,对于同卵双生的双胞胎情况比较特殊。双胞胎问题是影响DNA指纹误识率的重要因素。同卵双生的双胞胎具有相同的的DNA序列,因为他们是由同一个受精卵复制和发育而成,除非发生基因突变,否则在目前的DNA指纹技术下,是不能将某一个体从他们中间识别出来的。
    双胞胎问题是影响DNA指纹误识率的重要因素。同卵双生的双胞胎具有相同的的DNA序列,因为他们是由同一个受精卵复制和发育而成,除非发生基因突变,否则在目前的DNA指纹技术下,是不能将某一个体从他们中间识别出来的。
    我们调查发现,据统计,美国人口中双胞胎的人口双胞胎的人口占总人口的0.324%[3],另外,据估计在全球范围内,同卵双生的概率是1:300。所以同卵双生的双胞胎的概率很大,这是一个DNA指纹识别无法解决的问题。
    2.2 指纹识别与DNA指纹识别的关系
    通过上述分析,我们认为指纹识别与DNA指纹识别可以构成互补关系,增加生物识别的准确度。例如,指纹识别能识别同卵双生的双胞胎。指纹的最终形态表现出多基因、多因素的累加效应 。这种累加效应是指纹个体差异性的重要来源。前人有过对400对孪生子指纹的研究,发现他们的指纹虽在纹型上有相似性(46.04 %) ,但具体形态却互不相同。因此,比较起来,DNA的稳定性更强,而指纹的个体差异性更高。
    2.3 指纹误识率和DNA指纹误识率的比较分析
    为了突出比较,我们在这里直接应用前人的研究成果,1985年Jeffereys发明了 DNA技术, 并成功地完成移民案件的父权鉴定问题。其鉴定结论出错的概率是,可以说DNA指纹鉴定结论的准确率几乎为100%[5]。与指纹识别的出错率相比而言,DNA指纹误识率具有更高的准确率。另外,DNA技术所需材料来源广泛、量微、易于获得,可以弥补指纹识别的不足。
    3 结语
    我们对指纹识别和DNA识别中产生的误识率进行比较,得出了指纹识别和DNA识别具有很强的互补性,从而可以根据实际要求,选择合适的技术或者两者结合使用。对普通门禁系统和同卵双胞胎的个体的识别,宜采用指纹识别的方法,宜采用指纹识别。而对于法庭等场合宜采用DNA识别或两者结合,尤其是在当犯罪现场没有指纹或者指纹残缺、不清晰时结合使用,可以来减小误识率。
    参考文献
    [1] Anil K. Jain, Ruud M. Bolle, Sharath Pankanti. Biometrics: Personal Identification in a Networked Society[M].New York:Springer.1999.
    [2] Geoffrey Stewart Morrison. The Place of Forensic Voice Comparison in the Ongoing Paradigm Shift[C].Conference Thesis of the 2nd International Conference on Evidence Law and Forensic Science,2009.
    [3] 郭少波,付雪峰,田保中,等.指纹鉴定科学性困境浅析[J].河北公安警察职业学院学报,2012,12(2):16-19.
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