Способ идентификации личности по следу кожного покрова части тела человека с использованием фрактальной размерности Российский патент 2023 года по МПК A61B5/117 

Изобретение относится к области биометрической идентификации личности, основанной на определении фрактальной размерности фрагмента следа кожного покрова тела человека, свободного от папиллярного узора (например, следы губ, щек, лба, подбородка и др.), и может быть использовано при идентификационном исследовании материально-фиксированных поверхностных окрашенных следов (далее - следы).

В настоящее время известно достаточно много способов идентификации конкретного лица по его следам. Наибольшее распространение получили методы идентификации лиц по следам пальцев рук. Между тем, в криминалистике, для этого также используются следы зубного аппарата и следы участков кожного покрова, не имеющих папиллярного узора. К ним относятся следы губ, щек, ушных раковин, поверхностей кожи локтевых и коленных суставов, а также других частей кожного покрова.

В криминальной среде хорошо известно о возможности правоохранительных органов установить конкретное лицо по следам, которые оставлены частями тела, имеющими папиллярный узор (например, пальцами, ладонями). В связи с этим преступники предпринимают различные меры для того, чтобы уничтожить подобные следы либо вовсе не оставлять их (использование перчаток). Чего нельзя сказать о следах кожного покрова частей тела человека, не имеющего папиллярных линий - о них в криминальной среде известно меньше, поэтому преступники, как правило, не предпринимают никаких мер для того, чтобы их не оставить или уничтожить (см. Комплексное криминалистическое исследование потожировых следов человека / Т.Ф. Тимофеева. - М.: Городец, 2000. С. 96.).

Известен способ, изложенный в статье Трифонова Д.И. «Идентификация личности по фрактальной размерности отпечатков пальцев и системы контроля и управления доступом». Доклады ТУСУР (Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники»), № 1 (21), часть 1, июнь 2010. Особенность данной работы заключается в новой интерпретации теории фракталов и использовании математического аппарата данного раздела науки в технологиях защиты информации. Нововведение заключается в создании эффективного алгоритма распознавания личности, основанного на вычислении новой характеристики - размерности фрактального множества, в качестве которого выступает реальный отпечаток пальца человека. Сканер системы контроля и управления доступом снимает изображение отпечатка пальца пользователя, обрабатывает его для получения фрактальной размерности и сравнивает ее с эталонным значением, записанным ранее. В работе предпринята попытка оценить фрактальную размерность следа пальца руки, на примере сгенерированного компьютерной программой отпечатка.

Недостаток данного способа заключается в том, что он не выходит за пределы апробированной области изучения топологических (геометрических) особенностей папиллярных линий. Обработка линий условно предполагает их четкость и гладкость, и не учитывает элементы неправильной формы, характерные для признаков, отображающихся в следе кожного покрова тела человека без папиллярных узоров, которые имеют ярко выраженную индивидуальность и отчетливо различаются.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ (см. патент RU 2782709, МПК G06V 40/12, опубл. 01.11.2022, бюл. №31), основанный на использовании фрактальной размерности, применительно к пороэджеоскопическим следам.

Данный метод основан на исследовании увеличенного (в 20-25 раз) малого фрагмента пороэджеоскопического следа пальца рук, или ног человека, который, по определению, обладает большей совокупностью индивидуализирующих признаков. Компьютерная обработка полученного фрагмента, одним из известных методов, позволяет, без статистического анализа, получить фрактальную размерность изображения и сравнить ее с имеющимися данными.

Недостатком этого способа является его ограниченная функциональная возможность, использование данного подхода на практике весьма ограничено наличием папиллярного узора и фактически является инструментальным дополнением широко используемых в настоящее время традиционных методов.

Технической задачей изобретения является повышение достоверности биометрической идентификации личности за счет привлечения дополнительных количественных признаков при отсутствии полных и четких следов папиллярных линий.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей способа идентификации личности, сокращение времени и упрощение проведения процедуры идентификации личности. При использовании изобретения в качестве дополнения к известным методам повышается достоверность идентификации личности.

Это достигается тем, что в способе идентификации личности с использованием фрактальной размерности, заключающемся в фиксации эталонного значения фрактальной размерности изображения поверхностных следов кожи человека, вычислении фрактальной размерности изображения следа идентифицируемой личности, сравнении полученного значения фрактальной размерности изображения следа идентифицируемой личности с эталонным значением, по результатам сравнения суждении об идентификации личности, согласно изобретению анализируют изображения поверхностных следов кожи человека, свободные от папиллярного узора, а для вычисления фрактальной размерности каждый след покрывают сеткой с квадратными ячейками характерного размера ε и определяют количество таких ячеек.

Также анализируют поверхностные окрашенные следы кожи человека.

Сущность изобретения поясняется иллюстрацией, где представлена фотография с исходным фрагментом следа губ человека.

Способ идентификации личности по следу кожного покрова части тела человека с использованием фрактальной размерности осуществляют следующим образом.

В качестве материальных объектов используют изображения поверхностных следов кожи человека, свободные от папиллярного узора, и экспериментального следа идентифицируемой личности.

В специальной базе-данных фиксируют эталонное значение фрактальной размерности изображения поверхностных следов кожи человека, свободные от папиллярного узора. Снимают изображение следа идентифицируемой личности, полученное изображение увеличивают (см. фиг.). Следы кожного покрова включают в себя неоднородные элементы неправильной формы с многочисленными изломами на границах. Эта особенность следов кожного покрова без папиллярных линий позволяет отнести их к фрактальным множествам. Анализируют признаки поверхностных следов кожи человека, при этом каждый след покрывают сеткой с квадратными ячейками характерного размера ε. Далее определяют количество таких ячеек N(ε), которые содержат точки исследуемого фрактального множества. Вычисляют фрактальную размерность D по формуле .

Полученные численные значения D для двух следов сравниваются. В случае полного совпадения этих значений делается вывод о тождестве исследуемых следов.

Можно анализировать поверхностные окрашенные следы кожи человека.

Пример реализации заявленного способа.

В качестве материальных объектов используют изображения кожного покрова тела человека, свободного от папиллярного узора, например, фрагмента следа губ, изъятого с посуды или курительных принадлежностей, и отпечатка с дактилоскопической карты подозреваемого или экспериментального следа. Исследуют увеличенный в 20-25 раз фрагмент, который обладает большой совокупностью индивидуализирующих признаков.

С использованием специального компьютерного приложения анализируют признаки поверхностных следов кожи человека, при этом каждый след покрывают сеткой с квадратными ячейками характерного размера ε. Вычисляют фрактальную размерность D по формуле , где N - количество ячеек. При этом доказано, что использование расчетной сетки с квадратными ячейками существенно упрощает планарное разбиение плоскости, и как следствие сам расчёт, что в свою очередь влияет на сокращение времени идентификации личности.

Расчет ведется известными апробированными методами, в т.ч. с использованием компьютерной обработки материальных объектов. После чего сравнивают полученное значение фрактальной размерности D изображения следа идентифицируемой личности с эталонным значением. Если полученное значение фрактальной размерности D схоже с эталонным значением в пределах допустимой погрешности, то личность признается идентифицированной. В противном случае личность не идентифицируется.

Способ идентификации личности по следу кожного покрова части тела человека, основанный на определении фрактальной размерности увеличенного фрагмента кожного покрова тела человека, позволяет оперировать с любым следом кожного покрова тела человека. Достоверность биометрической идентификации повышается, за счет включения в анализ всей совокупности признаков кожи человека.

Эффективность изобретения характеризуется введением в процесс идентификационного экспертного исследования следов кожи человека без папиллярного узора, весьма важного количественного идентификационного признака - фрактальной размерности. Учет указанного признака имеет значительное преимущество по сравнению с прототипом, поскольку ни в одной из существующих методик экспертного исследования следов кожного покрова человека этот признак не рассматривается как идентификационный.

Использование изобретения позволяет повысить достоверность биометрической идентификации личности за счет привлечения дополнительных количественных признаков при отсутствии полных и четких следов папиллярных линий, расширить функциональные возможности способа идентификации личности, сократить время и упростить проведение процедуры идентификации личности, при использовании в качестве дополнения к известным методам повышается достоверность идентификации личности.

Изобретение относится к области биометрической идентификации личности, основанной на определении фрактальной размерности фрагмента следа кожного покрова тела человека, свободного от папиллярного узора, и может быть использовано при идентификационном исследовании материально-фиксированных поверхностных окрашенных следов. Предложен способ идентификации личности с использованием фрактальной размерности, заключающийся в фиксации эталонного значения фрактальной размерности изображения поверхностных следов кожи человека, вычислении фрактальной размерности изображения следа идентифицируемой личности, сравнении полученного значения фрактальной размерности изображения следа идентифицируемой личности с эталонным значением, по результатам сравнения суждении об идентификации личности. Согласно изобретению анализируют изображения поверхностных следов кожи человека, свободные от папиллярного узора, а для вычисления фрактальной размерности каждый след покрывают сеткой с квадратными ячейками характерного размера ε и определяют количество таких ячеек. Анализируют поверхностные окрашенные следы кожи человека. Изобретение обеспечивает расширение функциональных возможностей способа идентификации личности, сокращение времени и упрощение проведения процедуры идентификации личности. 1 ил.

1. Способ идентификации личности с использованием фрактальной размерности, заключающийся в фиксации эталонного значения фрактальной размерности изображения поверхностных следов кожи человека, вычислении фрактальной размерности изображения следа идентифицируемой личности, сравнении полученного значения фрактальной размерности изображения следа идентифицируемой личности с эталонным значением, по результатам сравнения суждении об идентификации личности, отличающийся тем, что анализируют изображения поверхностных следов кожи человека, свободные от папиллярного узора, а для вычисления фрактальной размерности каждый след покрывают сеткой с квадратными ячейками с размером стороны квадрата ε и определяют количество таких ячеек.

2. Способ идентификации личности с использованием фрактальной размерности по п. 1, отличающийся тем, что анализируют поверхностные окрашенные следы кожи человека.