ˇ ´ UCEN ´I TECHNICKE ´ V BRNE ˇ VYSOKE BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
ˇ ´ICH TECHNOLOGI´I FAKULTA INFORMACN ´ ´ U ˚ USTAV INTELIGENTN´ICH SYSTEM FACULTY OF INFORMATION TECHNOLOGY DEPARTMENT OF INTELLIGENT SYSTEMS
´ ´ ´I DAKTYLOSKOPICKYCH ´ PROGRAM PRO TRENOV AN ˚ EXPERTU
´ RSK ˇ ´ PRACE ´ BAKALA A BACHELOR’S THESIS
´ AUTOR PRACE AUTHOR
BRNO 2010
ˇ JAN BARTON
ˇ ´I TECHNICKE ´ V BRNE ˇ VYSOKE´ UCEN BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
ˇ ´ICH TECHNOLOGI´I FAKULTA INFORMACN ´ ´ U ˚ USTAV INTELIGENTN´ICH SYSTEM FACULTY OF INFORMATION TECHNOLOGY DEPARTMENT OF INTELLIGENT SYSTEMS
´ ´ ´I DAKTYLOSKOPICKYCH ´ PROGRAM PRO TRENOV AN ˚ EXPERTU PROGRAM FOR TRAINING OF DACTYLOSCOPIC EXPERTS
´ RSK ˇ ´ PRACE ´ BAKALA A BACHELOR’S THESIS
´ AUTOR PRACE
ˇ JAN BARTON
AUTHOR
´ VEDOUC´I PRACE SUPERVISOR
BRNO 2010
´ ´ Ing. DANA HEJTMANKOV A
Abstrakt Tato bakal´ aˇrsk´ a pr´ ace se zab´ yv´ a n´avrhem a vytvoˇren´ım uˇzivatelsk´eho rozhran´ı programu pro tr´enink daktyloskopick´ ych expert˚ u. V prvn´ıch kapitol´ach je pops´an historick´ y a technick´ y v´ yvoj daktyloskopie. D´ ale jsou vysvˇetleny postupy a pojmy nutn´e k porozumˇen´ı a z´akladn´ı orientaci v urˇcov´ an´ı otisk˚ u prst˚ u. Z´avˇereˇcn´e kapitoly se zab´ yvaj´ı n´avrhem moˇznost´ı, jak´ ymi lze z´ıskat a zobrazit v´ ysledky v srozumiteln´e podobˇe. Z´avˇer pr´ace je vˇenov´an zhodnocen´ı v´ ysledk˚ u a test˚ um.
Kl´ıˇ cov´ a slova Daktyloskopie, otisk prstu, markant, j´adro, delta, s´emantick´e testov´an´ı shody.
Abstract This work deals with the design project and the creation of user interface of a programme for the training of dactyloscopy experts. The first chapters describe historical and technical evolution of dactyloscopy. Then the work explains the methods and concepts necessary for understanding and elemental orientations in determination of fingerprints. The final chapters present a proposition of possibilities in how to obtain and represent the results in a comprehensible form. The conclusion of the work is dedicated to tests and evaluation of the results.
Keywords Dactyloscopy, fingerprit, minutiae, core, delta, semantic conformance testing
Citace Jan Bartoˇ n: Program pro tr´enov´an´ı daktyloskopick´ ych expert˚ u, bakal´aˇrsk´a pr´ace, Brno, FIT VUT v Brnˇe, 2010
Program pro tr´ enov´ an´ı daktyloskopick´ ych expert˚ u Prohl´ aˇ sen´ı Prohlaˇsuji, ˇze jsem tuto bakal´ aˇrskou pr´aci vypracoval samostatnˇe pod veden´ım pan´ı Ing. Dany Hejtm´ankov´e ....................... Jan Bartoˇ n 19. kvˇetna 2010
Podˇ ekov´ an´ı Chtˇel bych podˇekovat sv´e vedouc´ı, Ing. Danˇe Hejtm´ankov´e za ochotu, vstˇr´ıcnost a pomoc pˇri ˇreˇsen´ı. Tak´ a dˇekuju vˇsem pˇr´ atel˚ um, spoluˇz´ak˚ um a spolubydl´ıc´ım za nekoneˇcnou podporu. V neposledn´ı ˇradˇe chci podˇekovat cel´e sv´e rodinˇe.
c Jan Bartoˇ
n, 2010. Tato pr´ ace vznikla jako ˇskoln´ı d´ılo na Vysok´em uˇcen´ı technick´em v Brnˇe, Fakultˇe informaˇcn´ıch technologi´ı. Pr´ ace je chr´ anˇena autorsk´ym z´ akonem a jej´ı uˇzit´ı bez udˇelen´ı opr´ avnˇen´ı autorem je nez´ akonn´e, s v´yjimkou z´ akonem definovan´ych pˇr´ıpad˚ u.
Obsah ´ 1 Uvod
3
2 Daktyloskopie 2.1 Vznik a v´ yvoj . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.1 Poˇc´ atky kriminalistick´e daktyloskopie 2.1.2 Prvn´ı klasifikaˇcn´ı syst´emy . . . . . . . 2.2 Z´ akladn´ı fyziologick´e principy . . . . . . . . . 2.2.1 Z´ akladn´ı daktyloskopick´e z´akony . . . 2.3 Daktyloskopick´ a stopa . . . . . . . . . . . . . 2.3.1 Vznik daktyloskopick´ ych stop . . . . . 2.3.2 Trvanlivost zanechan´ ych stop . . . . . 2.3.3 Zviditelnˇen´ı daktyloskopick´ ych stop . 2.3.4 Sejmut´ı daktyloskopick´ ych stop . . . . 2.4 Urˇcov´ an´ı markant˚ u a vzor˚ u otisk˚ u[9] . . . . . 2.4.1 Vzory otisk˚ u . . . . . . . . . . . . . . 2.4.2 Markanty . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5 Klasifikace a evidence otisk˚ u. . . . . . . . . . 2.5.1 Standardn´ı Americk´a klasifikace . . . 2.5.2 Henryho klasifikaˇcn´ı metoda . . . . . . ˇ 2.5.3 Ceskoslovensk´ a lasifikace . . . . . . . . 2.6 Vyuˇzit´ı poˇc´ıtaˇc˚ u v souˇcasn´e daktyloskopii . . 2.6.1 AFIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4 4 5 5 5 6 6 6 7 7 8 8 8 10 11 12 12 12 14 14
3 GUI for Dactyloscopy 3.1 Uˇzivatelsk´e rozhran´ı . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.1 Menu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.2 Kresl´ıc´ı pl´ atno s otiskem . . . . . . . . . . 3.1.3 Panel n´ astroj˚ u pro identifikaci markant˚ u. 3.2 Implementace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.1 Soubor GTM . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
16 16 16 17 18 19 21
. . . . . .
23 23 24 24 24 24 27
4 N´ avrh ˇ reˇ sen´ı 4.1 Z´ aklady poznatky . . . . . . . . . 4.1.1 Vzorov´ y soubor . . . . . . 4.1.2 Prvn´ı pokus o n´ avrh . . . 4.2 Vyhled´ av´ an´ı chyb pro zobrazen´ı . 4.2.1 Chyby urˇcen´ı pozice . . . 4.3 N´ avrh GUI . . . . . . . . . . . .
. . . . . .
. . . . . . 1
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
4.3.1 4.3.2 4.3.3
Ovl´ ad´ an´ı programu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . N´ avrh zobrazen´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . N´ avrh statistik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27 28 30
5 Implementace 5.1 Skladba programu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2 Ovl´ ad´ an´ı programu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3 Testov´ an´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
32 32 33 33
6 Z´ avˇ er
36
2
Kapitola 1
´ Uvod Daktyloskopie je vˇedn´ı obor zab´ yvaj´ıc´ı se obrazci, jenˇz zanech´avaj´ı chodidla nohou, dlanˇe a prsty ˇclovˇeka a nˇekolika m´ alo prim´at˚ u. Lid´e si tˇechto obrazc˚ u vˇsimli jiˇz pˇred nˇekolika tis´ıci lety. Od t´e doby z´ ajem o tyto obrazce rostl. Od d´avn´ ych dob, kdy lid´e kreslili obrovsk´e obrazce lidsk´e ruky na kameny, pˇres obdob´ı v nˇemˇz lid´e pouˇz´ıvali otisk prstu k stvrzov´ an´ı smluv, doˇsel v´ yvoj aˇz do dneˇsn´ıch dn˚ u. V souˇcasnosti je to jeden z m´ala pˇresn´ ych zp˚ usob˚ u identifikace ˇclovˇeka. Oproti metod´am identifikace osob, pˇri nichˇz se vyuˇz´ıv´a fotografi´ı, skenov´ an´ı oˇcn´ı s´ıtnice, ˇci geometrie tˇela m´a nespornou v´ yhodu v tom, ˇze ji lze vyuˇz´ıt i k dokazov´ an´ı, zdali se jist´ a osoba pohybovala, respektive dot´ ykala pˇredmˇet˚ u nach´azej´ıc´ıch se v urˇcit´em prostoru. Pr´ace se zab´ yv´ a n´ avrhem programu pro tr´enov´an´ı daktyloskopick´ ych expert˚ u. Tento program m´ a usnadnit vzdˇel´ av´ an´ı budouc´ıch daktyloskop˚ u. Ti by s vyuˇzit´ım tohoto programu mˇeli samostatnˇe zkoumat jednotliv´e otisky. Zkoum´an´ı tˇechto daktyloskopick´ ych otisk˚ u by mˇelo prob´ıhat zcela samostatnˇe a bez pˇr´ıtomnosti odborn´ıka na daktyloskopii. Odborn´ık by byl potˇreba pouze ke konzultaci v´ ysledk˚ u. ´ Uvodn´ ı ˇc´ ast textu se zab´ yv´ a veˇsker´ ymi okolnostmi jej´ıho vzniku, jak se v r˚ uzn´ ych zem´ıch vyv´ıjela aˇz do dneˇsn´ı podoby, metody jak´ ymi je moˇzno z´ıskat otisk prstu, zp˚ usoby jak´ ymi lze tento otisk porovnat a vyuˇzit´ı tˇechto poznatk˚ u v daktyloskopick´e praxi. Pot´e je lehce pˇribl´ıˇzen program GUI Dactyloscopy, nast´ınˇeno pouˇzit´ı a implementace. Jsou detailnˇeji pos´ any jeho souˇca´sti, na kter´e tato pr´ace d´ale navazuje. Dalˇs´ı kapitola se snaˇz´ı pˇribl´ıˇzit jednotliv´e etapy n´ avrhu a pˇr´ıpravy implementace ˇreˇsen´ı. Pˇredposledn´ı kapitola popisuje implementaci programu, jsou zde podrobnˇe rozeps´any jednotliv´e ˇc´ asti aplikace a zp˚ usob jak´ ym funguj´ı. Rovnˇeˇz jsou zde pops´any v´ ysledky testov´ an´ı. V z´ avˇereˇcn´e kapitole je zhrnut v´ ysledek pr´ace a nast´ınˇen moˇzn´ y budouc´ı v´ yvoj a vylepˇsen´ı.
3
Kapitola 2
Daktyloskopie Vyslov´ıte-li v okruhu sv´ ych pˇr´ atel ˇci koleg˚ u slovo daktyloskopie, s nejvˇetˇs´ı pravdˇepodobnost´ı se kaˇzd´emu z nich vybav´ı nˇeco jin´eho. Avˇsak jejich pˇredstavy budou m´ıt zˇrejmˇe nˇekolik spoleˇcn´ ych rys˚ u. Pˇredstav´ı si z´ ahyby, smyˇcky, jizvy a jak´ekoliv dalˇs´ı u ´tvary na lidsk´e pokoˇzce a odborn´ıky, kteˇr´ı se zab´ yvaj´ı jejich studiem, porovn´an´ım a identifikac´ı. Kdyby n´ as zaj´ımal pˇresn´ y v´ yznam, m˚ uˇzeme nahl´ednout pˇr´ımo do slovn´ıku: daktyloskopie - nauka o obrazc´ıch tvoˇren´ych papil´ arn´ımi liniemi na ruk´ ach a noh´ ach. Jeden ze speci´ aln´ıch podobor˚ u kriminalistiky. D. je jednou z metod spolehliv´e identifikace jedince. Z´ aklady d. vytvoˇril J. E. Purkynˇe [2].
2.1
Vznik a v´ yvoj
Poprv´e si lid´e uvˇedomili existenci papil´arn´ıch lini´ı na vlastn´ıch rukou pˇred nˇekolika tis´ıci lety. Byli to indi´ ani kmene s´ıdl´ıc´ıho na pobˇreˇz´ı jezera Michigan. Na zdejˇs´ıch kamenech se dochovaly ryt´e obrazy lidsk´e ruky, odbornˇe naz´ yvan´e petroglyfy. Vˇedci dodnes nev´ı, jestli tyto rytiny mˇely konkr´etn´ı v´ yznam. V zˇr´ıceninˇe Aˇsˇsurbanipalovy knihovny v As´ yrii byly nalezeny zbytky hlinˇen´ ych destiˇcek, poch´azej´ıc´ıch z obdob´ı 900 let pˇred naˇs´ım letopoˇctem. Kaˇzd´a z destiˇcek obsahovala psan´ y text, kter´ y byl potvrzen otiskem prstu. Tyto destiˇcky mˇely dan´ y form´at a otisk se nach´azel ˇ vˇzdy ve stejn´em m´ıstˇe. Ve totoˇzn´e dobˇe se v oblasti Recka zaˇcala rozm´ahat praktika v´ yrobc˚ u keramiky, kteˇr´ı kaˇzd´ y sv˚ uj v´ yrobek, zvl´aˇstˇe pak umˇeleck´e v´azy a keramiku, opatˇrili otiskem prstu a archeologov´e se domn´ıvaj´ı, ˇze otisk prstu mˇel zaruˇcit punc kvality v´ yrobku. Za prvn´ıho autora, kter´ y sepsal dokument zab´ yvaj´ıc´ı se moˇznost´ı vyuˇz´ıt otisku prst˚ u k identifikaci osob je povaˇzov´ an Kio Kung-Yen. Okolo roku 720 je v Japonsku a stejnˇe ˇ ınˇe, uzn´ tak v C´ an utisk prstu, jako moˇzn´ y podpis a identifikaˇcn´ı prvek. V obdob´ı dynastie Sung je seps´ ano prvn´ı d´ılo zab´ yvaj´ıc´ı se z´ısk´av´an´ım otisk˚ u prst˚ u a vyuˇzit´ım v boji proti zloˇcinu. V Japonsku se takˇrka do poloviny 18-t´eho stolet´ı pouˇz´ıval ”bo-han”- peˇcet’ palce. Po skonˇcen´ı soudu musel kaˇzd´ y odsouzen´ y zpeˇcetit rozsudek otiskem sv´eho lev´eho palce. Moˇzn´a jiˇz tehdy se jednalo o pokus vytvoˇrit datab´azi otisk˚ u prst˚ u vˇsech zloˇcinc˚ u. V oboru daktyloskopie byl V´ ychod daleko pˇred Evropou. Mezi prvn´ımi badateli v Evropˇe, ˇ kteˇr´ı se zaˇcali zab´ yvat otisky prst˚ u byl Cech Jan Evangelista Purkynˇe (1787-1869). Ve sv´ ych 36-ti letech vydal latinsky psan´ y spis ”Rozprava o fyziologick´em v´ yzkumu org´anu zrakov´eho a soustavy koˇzn´ı”. V jeho pr´aci je pops´ano rozliˇsen´ı dev´ıti r˚ uzn´ ych znak˚ u papil´arn´ıch lini´ı (markant˚ u) a poprv´e klasifikoval znak delty. Jeho pr´ace se vˇsak nezab´ yv´ a moˇznostmi urˇcov´ an´ı osob, ale pouze pojedn´av´a o fyziologick´e struktuˇre svrchn´ı vrstvy
4
pokoˇzky. V pozdˇejˇs´ı dobˇe je jeho pr´ace velmi ˇcasto citov´ana a poslouˇzila jako z´aklad pˇri tvorbˇe kriminalistick´e daktyloskopie.
2.1.1
Poˇ c´ atky kriminalistick´ e daktyloskopie
Od roku 1853 pracoval anglick´ yu ´ˇredn´ık sir William James Herschell (1833-1917) v Beng´alsk´e provincii Hooghly a zde si vˇsiml zvyku ˇc´ınsk´ ych obchodn´ık˚ u, kteˇr´ı sv´e obchody stvrzovali otiskem prstu, konkr´etnˇe otiskem palcem. Toho vyuˇzil pˇri uzav´ır´an´ı smlouvy s Indick´ ym obchodn´ıkem, vyˇzadoval po nˇem zpeˇcetˇen´ı smlouvy otiskem prstu. Pozdˇeji se zaˇcal o otisky zaj´ımat v´ıce a zaloˇzil si seˇsit s n´ azvem ”Kresby ruky”. Postupnˇe zaˇcal sb´ırat otisky sv´ ych pˇr´atel a experiment´ alnˇe zjistil, ˇze ˇz´adn´e dva otisky se neshoduj´ı. Toho pozdˇeji vyuˇzil pˇri ˇreˇsen´ı probl´emu, kdy voj´ aci pob´ırali d˚ uchod za sv´e d´avno zemˇrel´e kolegy. Kaˇzd´ y voj´ ak musel pˇri pˇrevzet´ı d˚ uchodu otisknout otisk palce, t´ım bylo zamezeno podvod˚ um a Herschell z´ıskal otisky do sv´e sb´ırky. Podobn´ y experiment opakoval ve vˇezen´ı, kde se pokouˇsel sesb´ırat otisky prst˚ u vˇsech vˇezˇ n˚ u, aby zabr´anil z´amˇenˇe pachatel˚ u z´avaˇzn´ ych zloˇcin˚ u od m´enˇe z´ avaˇzn´ ych. Svou pr´ aci publikoval a tento syst´em identifikace chtˇel zav´est ve vˇsech vˇeznic´ıch. Zcela samostatn´ ym b´ ad´ an´ım doˇsel Dr. Henry Faulds z Tokiisk´e nemocnice k velmi podobn´ ym v´ ysledk˚ um, kter´ y nav´ıc poprv´e pouˇzil otisk papil´arn´ıch lini´ı z m´ısta ˇcinu kr´adeˇze k identifikaci pachatele. Na poˇc´ atku 19-t´eho stolet´ı se zaˇcala daktyloskopie pouˇz´ıvat jako prim´arn´ı identifikaˇcn´ı metoda. Prvn´ı kdo ji zaˇcal pouˇz´ıvat v praxi byl policejn´ı inspektor Edward Henry (18501931) v Kalkatˇe, kde zcela nahradila metodu antropologickou, spoˇc´ıvaj´ıc´ı v poˇr´ızen´ı fotografi´ı pachatel˚ u z obou profil˚ u a zepˇredu, v mˇeˇren´ı d´elky paˇz´ı a nohou. Henry naˇr´ıdil odeb´ırat otisk lev´eho palce, protoˇze vˇetˇsina lid´ı jsou prav´aci a tak linie na jejich prav´em palci byly v´ıce opotˇrebovan´e. V roce 1901 pˇrevzal veden´ı Scotland Yardu a zaloˇzil zde oddˇeln´ı daktyloskopie, kter´e bˇehem prvn´ıho roku ˇcinnosti provedlo okolo 250 identifikac´ı.
2.1.2
Prvn´ı klasifikaˇ cn´ı syst´ emy
V roce 1923 se konal ve V´ıdni policejn´ı kongres, jehoˇz v´ ystupem bylo naˇr´ızen´ı, kter´e mˇelo za u ´kol sjednotit daktyloskopick´e karty v nˇekolika zem´ıch a zav´est klasifikaˇcn´ı ˇr´ad pro jednotliv´e otisky prst˚ u. Jednalo se o dekadaktyloskopii a poˇc´ıtalo se s t´ım, ˇze kaˇzd´emu vˇezni bude odebr´ ana kompletn´ı sada otisk˚ u vˇsech deseti prst˚ u a bude moˇzn´e porovn´avat otisky na d´ alku pomoc´ı telegrafu. Pˇri identifikaci mˇela b´ yt pouˇzita tzv.”gener´aln´ı formulka”znamenaj´ıc´ı, ˇze kaˇzd´ y prst mˇel b´ yt oznaˇcen z´akladn´ım vzorem. Tato podkapitola je volnˇe pˇrejata z [3].
2.2
Z´ akladn´ı fyziologick´ e principy
Lidsk´a k˚ uˇze se skl´ ad´ a z nˇekolika vrstev. Svrchn´ı vrstvou pokoˇzky je epidermis a pod n´ı je pro obor daktyloskopie d˚ uleˇzit´ a vrstva ˇsk´ara, zvan´a dermis. Dermis se skl´ad´a z dalˇs´ıch dvou vrstev. Hlubˇs´ı vrstva je m´ısty fixov´ana k podkoˇz´ı a m´ısty voln´a (napˇr. na krku). Epidermis je tvoˇrena vrstvou jemn´ ych elastick´ ych vl´aken s ˇcetn´ ymi vazivov´ ymi buˇ nkami a do pokoˇzky vyb´ıh´a ˇradou bradaviˇcit´ ych v´ ybˇeˇzk˚ u, papil. Nˇekter´e papily obsahuj´ı kliˇcky krevn´ıch kapil´ ar, jin´e receptory koˇzn´ıho vn´ım´ an´ı. Papily maj´ı m´ısty charakteristick´e uspoˇr´ad´an´ı (tvoˇr´ıc´ı valy a r´ yhy), kter´e je individu´ alnˇe odliˇsiteln´e, geneticky ovlivnˇen´e a prom´ıt´a se do povrchov´e struktury pokoˇzky, obzvl´ aˇstˇe je dobˇre patrn´e na bˇr´ıˇsk´ach prst˚ u.[5]
5
K urˇcen´ı identity osob pomoc´ı daktyloskopie jsou vyuˇzity papil´arn´ı linie vyskytuj´ıc´ı se na prstech, dlan´ıch rukou a chodidlech nohou vˇsech lid´ı a nˇekolika m´alo druh˚ u lidoop˚ u. Papil´arn´ı linie se na jin´ ych m´ıstech tˇela a u jin´ ych ˇzivoˇcich˚ u naˇs´ı planety nevyskytuj´ı. To zaruˇcuje, ˇze nalezen´e otisky lini´ı lze jednoznaˇcnˇe pˇriˇradit ke konkr´etn´ımu ˇclovˇeku. Linie jsou vysok´e 0,1 aˇz 0,4mm a maj´ı ˇs´ıˇrku 0,2 aˇz 0,7mm. [11] Z povrchu lidsk´e pokoˇzky v pr˚ ubˇehu ˇzivota neust´ale odpad´avaj´ı ˇc´asteˇcky zrohovatˇel´e k˚ uˇze, celkov´ a hmotnost vˇsech ˇsupinek k˚ uˇze odpadnut´ ych u ˇclovˇeka ve vˇeku 75-ti let se odhaduje pˇribliˇznˇe na 20kg. Lidsk´a pokoˇzka se neust´ale obnovuje nov´ ymi buˇ nkami, beze zmˇeny tvaru a mnoˇzstv´ı papil´ arn´ıch linii a markant˚ u.
2.2.1
Z´ akladn´ı daktyloskopick´ e z´ akony
Bˇehem v´ yzkum˚ u v oblasti otisk˚ u papil´arn´ıch lini´ı, bylo vysledov´ano nˇekolik z´akonitost´ı. Neexistuj´ı dva jedinci se stejn´ ymi obrazci papil´ arn´ıch lini´ı Matematicko-statistick´ ymi v´ ypoˇcty bylo prok´az´ano, ˇze variace papil´arn´ıch obrazc˚ u jsou velmi rozmanit´e. Je prakticky nemoˇzn´e, aby na zemˇekouli existovali dva r˚ uzn´ı lid´e s naprosto stejn´ ymi obrazci papil´ arn´ıch lini´ı. Relativn´ı st´ alost papil´ arn´ıch lini´ı Papil´arn´ı linie se ˇclovˇeka zaˇc´ınaj´ı tvoˇrit ve ˇctvrt´em mˇes´ıci embryon´aln´ıho v´ yvoje. Bˇehem jeho r˚ ustu, hubnut´ı a st´ arnut´ı se m˚ uˇze pokoˇzka r˚ uznˇe protahovat a pos´evat vr´askami. Samotn´ y tvar, sled, n´ avaznost a poloha papil´arn´ıch lini´ı pokoˇzky by mˇela z˚ ustat nemˇenn´ a. Neodstranitelnost Vzor papil´ arn´ı linie lze odstranit pouze, pokud se zniˇc´ı z´arodeˇcn´a vrstva k˚ uˇze. Tento teor´em prokazovalo mnoho daktyloskop˚ u. Napˇr´ıklad profesoˇri Locard a Witkovski se pokouˇseli papil´arn´ı linie u sv´ ych prst˚ u zmˇenit. Bˇr´ıˇska prst˚ u spalovali ve vodˇe a oleji, pˇrikl´adali na rozˇzhaven´ y kov, nam´ aˇceli do acetonu, po takov´em poniˇcen´ı pokoˇzky nebylo moˇzn´e sejmout otisky. Ale po kompletn´ım zahojen´ı pokoˇzky, byly sejmut´e otisky totoˇzn´e s otisky sejmut´ ymi pˇred prov´ adˇen´ım tˇechto experiment˚ u.
2.3
Daktyloskopick´ a stopa
K rozˇs´ıˇren´ı oboru daktyloskopie pˇrispˇel fakt, ˇze jej lze vyuˇzit nejen jako antropologickou metodu k rozliˇsen´ı identity ˇclovˇeka. Pˇri dodrˇzen´ı jednoduch´ ych z´asad je to metoda velmi snadn´a, rychl´ a a efektivn´ı. Nav´ıc ji lze pouˇz´ıt pˇri identifikaci osob, kter´e se zdrˇzovaly na ˇ ek zanech´ m´ıstˇe ˇcinu. Clovˇ av´ a daktyloskopick´e stopy na vˇsech pˇredmˇetech, kter´ ych se dotkne ˇcl´anky prst˚ u, chodidly, nebo dlanˇemi. Daktyloskopick´a stopa je jak´ ykoliv otisk, kter´ y lze naj´ıt ˇci zviditelnit a pot´e ho sejmout a uchovat pro dalˇs´ı zkoum´an´ı.
2.3.1
Vznik daktyloskopick´ ych stop
Pˇri ˇclenˇen´ı [10] daktyloskopick´ ych stop vyuˇz´ıv´ame p˚ uvodu jejich vzniku. Stopa m˚ uˇze vzniknout napˇr´ıklad vtiˇstˇen´ım palce do nˇejak´e tv´arn´e hmoty (3D stopa) - vosku, teru, peˇcetn´ı plastel´ıny, ˇcokol´ ady, m´ asla ˇci nevytvrdl´eho sklen´aˇrsk´eho tmelu. D´ıky fyzik´aln´ım a chemick´ ym
6
vlastnostem tˇechto materi´ al˚ u, m˚ uˇze na jejich povrchu vzniknout velmi kvalitn´ı, zrcadlovˇe pˇrevr´acen´ y obraz papil´ arn´ıch lini´ı, kter´ y vydrˇz´ı beze zmˇen takˇrka aˇz do roztaven´ı materi´alu. Druh´ ym typem je stopa vnikaj´ıc´ı bud’ navrstven´ım nebo odvrstven´ım. Stopy navrstven´e vznikaj´ı pˇrenesen´ım l´ atky z papil´arn´ıch lini´ı pokoˇzky na ˇcist´ y povrch pˇredmˇetu. Vrcholky papil´arn´ıch lini´ı mohou b´ yt zneˇciˇstˇeny potem, barvou, mastnotou nebo tak´e krv´ı obˇeti. Takto zanechan´ y otisk m˚ uˇze b´ yt lehce zjistiteln´ y. Jako vzorov´ y druh otisku tohoto typu lze uv´est krvavou stopu na zrcadle. Pokud pˇrenesen´ y otisk tvoˇr´ı pouze pot, je pouh´ ym okem nezjistiteln´ y, takzvanˇe latentn´ı a mus´ı b´ yt zviditelnˇen speci´aln´ı technikou. Stopy odvrstven´e vznikaj´ı pˇrichycen´ım ˇc´asti celistv´eho povrchu pˇredmˇetu na papil´arn´ı linie. Doch´ az´ı ke vzniku negativu otisku, protoˇze m´ısta vrchol˚ u papil´arn´ıch lini´ı b´ yvaj´ı lepkav´e (upocen´e) a pˇrichyt´ı na sebe povrch pˇredmˇetu. K tomuto typu pˇrenosu doch´az´ı na ˇcerstvˇe barvou natˇren´em, nebo na jemnˇe zapr´aˇsen´em hladk´em povrchu.
2.3.2
Trvanlivost zanechan´ ych stop
Daktyloskopick´e stopy jsou velmi choulostiv´e na poˇskozen´ı. Na m´ıstˇe sp´ach´an´ı trestn´eho ˇcinu se jich m˚ uˇze nach´ azet znaˇcn´e mnoˇzstv´ı. Avˇsak d´ıky sv´e mal´e velikosti se mohou snadno zniˇcit. Proto je d˚ uleˇzit´e je zajiˇst’ovat s velkou opatrnost´ı. Pop´ıˇseme-li si m´ısto ˇcinu, ve kter´em figuruje zbraˇ n, pachatel a obˇet’, mohou se stopy pachatele nach´azet na m´ıstˇe, na zbrani i na tˇele ˇci vˇecech poˇskozen´eho. A naopak, otisky obˇeti se mohou nach´azet na vˇecech pachatele, na jeho odˇevu a na tˇele. Avˇsak vˇsude se mohou nach´azet otisky nez´ uˇcastnˇen´ ych osob, kter´ ych m˚ uˇze b´ yt znaˇcn´e mnoˇzstv´ı. Trvanlivost stop znaˇcnˇe z´ avis´ı na vlivu povˇetrnostn´ıch podm´ınek, na okoln´ı teplotˇe, na vlhkosti vzduchu, na fyzik´ alnˇe chemick´ ych vlastnosti podkladu zanechan´ ych stop a na jejich struktuˇre.
2.3.3
Zviditelnˇ en´ı daktyloskopick´ ych stop
Viditeln´e stopy se zajiˇst’uj´ı zp˚ usobem, kter´ y je vybr´an na z´akladˇe charakteru stopy a povrchu materi´ alu, na nˇemˇz se stopa nach´az´ı. Stopy latentn´ı je nutno nejprve naj´ıt, k jejich zviditelnˇen´ı se pouˇz´ıvaj´ı fyzik´ aln´ı, chemick´e a fyzik´alnˇe-chemick´e metody [9]. Fyzik´ aln´ı metody jsou pouˇz´ıv´any ke zviditelnˇen´ı otisk˚ u prst˚ u, vznikl´ ych zanech´an´ım potu na pevn´em povrchu. Tato metoda vyuˇz´ıv´a pˇrilnavosti zasychaj´ıc´ıho potu. Jemn´ ymi vlasov´ ymi ˇstˇeteˇcky se opatrnˇe, aby nedoˇslo k poˇskozen´ı stopy, nan´aˇs´ı jemn´ y pr´aˇsek. Druh pr´aˇsku je z´ avisl´ y na konkr´etn´ım typu podkladu. Na hladk´ ych leskl´ ych povrˇs´ıch se pouˇz´ıv´ a hlin´ıkov´ y pr´ aˇsek, argentor´ at. Dalˇs´ı typy pr´aˇsk˚ u jsou rumˇelka, grafit, ultramar´ın. Na pap´ır a karton se pouˇz´ıv´ a jemn´ y feromagnetick´ y pr´aˇsek a pro tkaniny se pouˇz´ıv´a tkanol. V souˇcasnosti se vyuˇz´ıv´ a r˚ uzn´ ych pr´ aˇsk˚ u s vyˇsˇs´ı intenzitou zviditelnˇen´ı starˇs´ıch, ˇcasto uˇz velmi zaschl´ ych otisk˚ u. Pˇri z´ısk´ av´ an´ı otisku z materi´al˚ u nepor´ezn´ıch, kter´e byly vystaveny dlouh´emu p˚ usoben´ı vody, lze pouˇz´ıt tekut´ y prostˇredek, tzv. WetPrint. Chemick´e metody jsou zaloˇzeny na reakci chemik´ali´ı se sloˇzkami potu, pˇri kter´e je otisk zviditelnˇen. Uplatˇ nuj´ı se pˇredevˇs´ım na otisky na pap´ıˇre. Pouˇzit´a chemik´alie se vol´ı podle potˇreby tak, aby pˇri reakci nezniˇcila otisk, nebo pap´ırov´ y podklad, na kter´em se otisk nach´az´ı. Mezi fyzik´ alnˇe-chemick´e metody m˚ uˇzeme zaˇradit sublimaci j´odov´ ych par a vypaˇrov´ an´ı kyanoakryl´ atu. Sublimace j´ odu se vyuˇz´ıv´a k zviditelnˇen´ı daktyloskopick´ ych otisk˚ u na velk´ ych ˇ listin´ach, jako jsou napˇr´ıklad noviny. Supinky j´odu se zachyt´avaj´ı na otisc´ıch, kter´e vykresl´ı a ty pak lze pak vyfotografovat.
7
Pouˇz´ıv´ an´ı par kyanoakryl´ atu je v souˇcasnosti velmi rozv´ıjej´ıc´ı se a perspektivn´ı metodou ’ k zjiˇst ov´ an´ı latentn´ıch otisk˚ u. Kyanoakril´at lze vyuˇz´ıt jak ve venkovn´ı prostˇred´ı, tak i v interi´eru. Zviditelˇ nuje otisky takˇrka na vˇsech materi´alech, dokonce i k˚ uˇzi, igelitov´ ych pytl´ıch a dˇrevˇe. Z´ıskan´ a daktyloskopick´a stopa je velice st´al´a. V ter´enu se pouˇz´ıv´a tzv. ”kyanoakryl´ atov´ a h˚ ulka”, ze kter´e se pomoc´ı mal´eho hoˇr´aku na butan, uvolˇ nuj´ı p´ary kyanoakryl´ atu. Pˇri zanech´ an´ı potn´ıho otisku prstu se z nˇej postupnˇe zaˇc´ınaj´ı uvolˇ novat odpadn´ı l´atky z b´ılkovin, ty lze zaznamenat pˇri oz´aˇren´ı argonov´ ym laserem. Siln´ y laser by mohl otisky zniˇcit a tak se vyuˇz´ıv´ a r˚ uzn´ ych chemick´ ych barviv pro pˇred´ upravu povrchu, obvykle kapaln´ a l´atka ve spreji.
2.3.4
Sejmut´ı daktyloskopick´ ych stop
Po zviditelnˇen´ı stop je potˇreba z´ıskan´e d˚ ukazy stanoven´ ym zp˚ usobem uchovat pro bliˇzˇs´ı prozkoum´ an´ı a ohled´ an´ı. V praxi se uˇz´ıvaj´ı ˇctyˇri zp˚ usoby. Fotografov´an´ı, odl´ev´an´ı, pˇrenesen´ı na daktyloskopickou folii a in natura. Fotografov´ an´ı se pouˇz´ıv´ a zejm´ena u stop, kter´e nelze zdokumentovat jin´ ym zp˚ usobem, napˇr´ıklad stopy zobraziteln´e pomoc´ı kyanoakryl´atov´ ych par, nebo argonov´eho laseru. Obvykle se fotografuje kolmo na plochu s otiskem se svˇetlem dopadaj´ıc´ım z u ´hlu. Odl´ev´ an´ım se zajiˇst’uj´ı stopy vtiˇstˇen´e (3D stopy) do r˚ uzn´ ych foremn´ ych materi´al˚ u. Plastiˇcnost tˇechto stop nedovoluje jejich zdokumentov´an´ı pomoc´ı fotografie. Pˇrenesen´ı na daktyloskopickou folii je nejbˇeˇznˇejˇs´ı zp˚ usob sbˇeru otisk˚ u. Folie je vyr´abˇena v nˇekolika r˚ uzn´ ych barv´ ach a rozmˇerech. Barva se vol´ı pokud moˇzno co nejv´ıce kontrastn´ı k pouˇzit´emu pr´ aˇsku. Folie se skl´ad´a z pr˚ uhledn´e kryc´ı vrstvy a vrstvy potaˇzen´e vrstvou ˇzelatiny. Zajiˇstˇen´ı otisku prob´ıh´ a tak, ˇze se odchl´ıp´ı kryc´ı f´olie, opatrnˇe se ˇzelatina pˇriloˇz´ı na daktyloskopick´ y otisk a prsty se pˇritiskne ˇzelatina po cel´em povrchu tisku. Pot´e se opatrnˇe pˇrikryje ˇzelatina kryc´ı f´ oli´ı a vytlaˇc´ı vzduch. Drobnˇejˇs´ı pˇredmˇety je moˇzn´e zpracovat In natura. T´ yk´a se to tˇreba n´abojnic, zbran´ı a obsah˚ u kabelek. Tyto pˇredmˇety jsou zas´ıl´any do kriminalistick´e laboratoˇre k sejmut´ı otisk˚ u.
2.4 2.4.1
Urˇ cov´ an´ı markant˚ u a vzor˚ u otisk˚ u[9] Vzory otisk˚ u
Kaˇzd´ y daktyloskopick´ y otisk prstu lze klasifikovat jist´ ym obrazcem papil´arn´ıch lini´ı. Vˇetˇsinu otisk˚ u m˚ uˇzeme rozdˇelit do nˇekolika kategori´ı. Kaˇzd´ y otisk m´a svou charakteristickou kresbu, kterou tvoˇr´ı bˇeh jeho papil´ arn´ıch lini´ı. Prvn´ı detail, kter´ y je potˇreba zjistit je pozice delty popˇr´ıpadˇe delt. Delta je m´ısto v otisku, do kter´eho bychom mohli um´ıstit mal´ y troj´ uheln´ık, aniˇz bychom naruˇsili bˇeh papil´arn´ıch lini´ı a linie se z tohoto m´ısta rozb´ıhaj´ı do tˇr´ı smˇer˚ u. Dalˇs´ım v´ yznamn´ ym znakem je vrchol, pomysln´ y stˇred otisku. Linie se okolo vrcholu ot´ aˇc´ı. Pokud pˇrirovn´ ame otisk prstu k vrstevnic´ım na mapˇe, je vrchol, vrchol kopce. Podle vz´ ajemn´e pozice delt a vrchol˚ u se rozliˇsuje nˇekolik konkr´etn´ıch vzor˚ u, avˇsak odborn´ıci z nˇekolika r˚ uzn´ ych zem´ı rozliˇsuj´ı rozd´ıln´e mnoˇzstv´ı vzor˚ u. Napˇr´ıklad v zahraniˇc´ı se rozliˇsuje ˇ e Republice byl zaveden syst´em ˇsesti z´akladn´ıch vzor˚ i v´ıce neˇz osm vzor˚ u, v Cesk´ u viz. obr´azek 2.1. • Oblouk - pokud si pˇredstav´ıme otisk prstu, oblouk by se dal charakterizovat, Djako linie bˇeˇz´ıc´ı z jedn´e boˇcn´ı strany na druhou. Ve stˇredu otisku se nach´az´ı vrchol. Linie tento vrchol obch´ az´ı obloukem.
8
ˇ Obr´ azek 2.1: Sest z´akladn´ıch vzor˚ u [9]
• Otevˇren´ a smyˇcka vlevo - vrchol se nach´az´ı ve stˇredu otisku, linie vych´az´ı z lev´e strany, obch´ az´ı vrchol a vracej´ı se zpˇet na levou stranu. Tento vzor mus´ı obsahovat deltu, ta se nach´ az´ı vpravo dole od vrcholu. • Otevˇren´ a smyˇcka vpravo - opak otevˇren´e smyˇcky vlevo. Linie vych´az´ı z prav´e strany, ot´ aˇc´ı se okolo vrcholu , kter´ y leˇz´ı uprostˇred otisku a vrac´ı se zpˇet na pravou stranu. Delta se nach´ az´ı vlevo od otisku. • Dvojt´ a smyˇcka - zahrnuje otisky s alespoˇ n dvˇema deltami. Okolo vrcholu se linie toˇc´ı v e tvaru ov´ alu, elipsy, dvojt´ ych smyˇcek a spir´al. Tento vzor b´ yv´a nˇekdy oznaˇcov´ an tak´e jako v´ıcedeltov´ y vzor. • Uzavˇren´ a smyˇcka vlevo - vrchol se nach´az´ı ve stˇredu otisku. Z lev´e strany vyb´ıhaj´ı linie a obch´ az´ı vrchol a vrac´ı se na pravou stranu. Uvnitˇr t´eto uzavˇren´e smyˇcky se linie mˇen´ı ve v´ır, spir´ alu, nebo jin´ y vzor. • Uzavˇren´ a smyˇcka vpravo - opak uzavˇren´e smyˇcky vlevo. Linie vych´az´ı zprava a obch´ az´ı stˇred otisku, ve kter´em leˇz´ı vrchol a vrac´ı se vpravo. Vznikne uzavˇren´a oblast, ve kter´e se linie mˇen´ı ve v´ır, spir´ alu nebo jin´ y vzor. Delta se nach´az´ı vlevo od otisku. 9
2.4.2
Markanty
Pˇri identifikaci otisku se vyuˇz´ıv´ a tzv. markant˚ u. Markantem oznaˇcujeme jak´ekoliv vych´ ylen´ı, pˇreruˇsen´ı ˇci zmˇenu bˇehu papil´ arn´ı linie. Pˇri porovn´av´an´ı otisk˚ u, se vyhled´avaj´ı markanty s nejvyˇsˇs´ı identifikaˇcn´ı hodnotou. Pot´e se urˇc´ı poˇcet linii mezi nimi. Pokud se pˇrekroˇc´ı ”jist´ a hranice shodnosti”, kter´ a je v kaˇzd´e zemi jin´a, jsou otisky oznaˇceny za shodn´e. Napˇr´ıklad ˇ e Republice je povaˇzov´ v Cesk´ ano 10 markant˚ u za dostateˇcn´ y poˇcet k porovn´an´ı dvou otisk˚ u. Pro porovn´ an´ı v Nˇemecku jde o 12 markant˚ u a ve Velk´e Brit´anii dokonce o 16 markant˚ u. Teoreticky lze rozliˇsovat mnoho typ˚ u markant˚ u, na obr´azku 2.2 lze vidˇet vˇetˇsinu obrazc˚ u, kter´e se daj´ı rozliˇsit: 1. Zaˇc´ atek a konec linie (begin a ending) je snadno identifikovateln´ y 2. Dvojit´ a vidlice (bifurcation) je tvoˇrena sb´ıh´an´ım dvou lini´ı do jedn´e, kaˇzd´ y konec by mˇel b´ yt delˇs´ı neˇz 3 mm 3. Trojit´ a vidlice (trifurcation) - tˇri linie se sb´ıhaj´ı do jednoho bodu, podobn´a jako dvojit´ a vidlice 4. Teˇcka (dot) - papil´ arn´ı linie tvoˇr´ı teˇcku 5. Kr´ atk´ a linie (ridge) je kr´ atk´a linie, kter´a leˇz´ı rovnobˇeˇznˇe s ostatn´ımi liniemi, je vˇsak mezi nem´ a uzavˇren´ a (z obou stran jsou linie delˇs´ı) 6. M˚ ustek (fork) spojuje dvˇe vedle sebe leˇz´ıc´ı linie, nen´ı vˇsak delˇs´ı neˇz 3mm ˇ 7. Zdvojen´ı (uzn´ avan´e pouze v CR) - pˇri kˇr´ıˇzen´ı dvou lini´ı je jedna linie pˇreruˇsena tou druhou 8. Kˇr´ıˇzen´ı (crossing ridge) - dvˇe papil´arn´ı linie se prot´ınaj´ı ˇ 9. Posunut´ı (uzn´ avan´e pouze v CR) vznik´a tehdy jeli papil´arn´ı linie pˇreruˇsena, a v m´ıstˇe pˇreruˇsen´ı dojde k zahnut´ı konc˚ u 10. H´ aˇcek (hook) je typicky kr´ atk´a papil´arn´ı linie (ne delˇs´ı neˇz 3mm), pˇripojuj´ıc´ı se k jin´e linii 11. Oˇcko (eye) vznik´ a pokud se spoj´ı dvˇe linie v kruhu, jehoˇz pr˚ umˇer nen´ı vˇetˇs´ı neˇz 3mm 12. Ostr˚ uvek (island) velice podobn´ y oˇcku, avˇsak jeho pr˚ umˇer je mezi 3-6mm, uvnitˇr ostr˚ uvku nesm´ı b´ yt ˇz´ adn´e papil´arn´ı obrazce 13. Ostr˚ uvek s ˇcarou (enclosed ridge) obsahuje linii, kter´a je kratˇs´ı neˇz 6mm a uzavˇrena uvnitˇr ostr˚ uvku 14. Uzavˇren´ a smyˇcka (enclosed loop) dvˇe (nebo i v´ıce) vedle sebe leˇz´ıc´ı linie sv´ ym tvarem vytv´ aˇr´ı mezi sebou pr´ azdnou oblast 15. Speci´ aln´ı markanty (specialties) - otazn´ık nebo jin´ y specificky tvar uzavˇren´ y do ostr˚ uvku, nevyskytuje se pˇr´ıliˇs ˇcasto. U sloˇzitˇejˇs´ıch markant˚ u je velk´ y probl´em urˇcit u ´hel a i pˇresnou pozici, to se zjednoduˇs´ı pouˇzit´ım jednoduˇsˇs´ıch symbol˚ u. Ty mohou b´ yt nalezeny pˇresnˇe a tak stoup´a i jejich kvalita. V praxi se ˇcasto vyuˇz´ıv´ a metoda, kdy se urˇcov´an´ı jednoho sloˇzit´eho symbolu, napˇr´ıklad 10
Obr´ azek 2.2: Jednotliv´e markanty
trojit´e vidlice, zdvojen´ı, posunut´ı. Nahrad´ı nˇekolika jednoduˇsˇs´ımi markanty, jako je zaˇc´atek a konec. Typickou uk´ azkou vyuˇzit´ı tohoto postupu je urˇcen´ı tˇr´ı zaˇc´atk˚ u linie nam´ısto trojit´e vidlice. Stejnˇe tak zdvojen´ı m˚ uˇze b´ yt nahrazeno pouze dvˇemi markanty zaˇc´atek a konec.
2.5
Klasifikace a evidence otisk˚ u
Mnohalet´ a praxe uk´ azala, ˇze daktyloskopick´e metody jsou velice pˇresn´e a dok´aˇz´ı s velkou pravdˇepodobnost´ı identifikovat konkr´etn´ıho ˇclovˇeka. Daj´ı se vyuˇz´ıt pˇri porovn´av´an´ı konkr´etn´ıch otisk˚ u podezˇrel´eho s otisky na m´ıstˇe ˇcinu, zde se jedn´a ˇr´adovˇe o des´ıtky moˇzn´a stovky otisk˚ u. Chtˇel-li by znalec porovnat otisky podezˇrel´eho s otisky nalezen´ ymi na m´ıstech vˇsech trestn´ ych ˇcin˚ u, maj´ıc´ıch stejn´e rysy, ˇreknˇeme tˇreba vloup´an´ı do bytov´e jednotky s vyuˇzit´ım p´aˇcidla. Mohlo by se, napˇr´ıklad ve vˇetˇs´ım mˇestˇe jednat o nˇekolik tis´ıc˚ u otisk˚ u. Bˇehem v´ yvoje daktyloskopie si znalci vytvoˇrili nˇekolik r˚ uzn´ ych syst´emu, jak otisky uschovat takov´ ym zp˚ usobem, aby byly snadno zaˇraditeln´e a snadno vyhledateln´e. Podle potˇreb, respektive podle u ´ˇcelu datab´aze, existuje nˇekolik zp˚ usob˚ u a rozd´ıln´ ych hod-
11
nocen´ı jak´ ymi se otisky boduj´ı a zakl´adaj´ı do datab´az´ı. Pro uchov´an´ı evidence otisk˚ u z m´ısta p´ ach´ an´ı trestn´e ˇcinnosti se ˇcasto vyuˇz´ıvaj´ı jednoprstov´e (monodaktyloskopick´e) karty, pachatel ˇcasto zanech´ a jen nˇekolik m´alo otisk˚ u. Naopak sb´ırky v´ıceprstov´e (dekadaktyloskopick´e) se pouˇz´ıvaj´ı napˇr´ıklad k uchov´an´ı otisk˚ u majitel˚ u byt˚ u, aby jejich otisky mohly b´ yt vylouˇceny z okruhu ”podezˇrel´ ych”. Tak´e se tento typ pouˇz´ıv´a k identifikaci mrtvol a nezn´am´ ych osob. Vˇetˇsina tˇechto evidenc´ı je vz´ajemnˇe nekompatibiln´ı, protoˇze kaˇzd´a vyuˇz´ıv´a vlastn´ı ˇ vzorec, podle kter´eho jsou otisky hodnoceny a zaˇrazov´any. Razeny mohou b´ yt napˇr´ıklad ve form´atu: • Daktyloskopick´e karty z nevyˇreˇsen´ ych ud´alost´ı • Dle jm´ena abecednˇe ˇrazen´e karty • A karty ˇrazen´e podle daktyloskopick´eho vzorce ˇ Razen´ ı a identifikace otisk˚ u do karet, je velmi n´aroˇcn´a na ˇcas. Kdyby mˇel b´ yt tento syst´em zachov´ an do dnes, vyˇz´ adal by si velk´e mnoˇzstv´ı lidsk´ ych zdroj˚ u. Jak´akoliv chyba v urˇcen´ı otisk˚ u vznikl´ a neznalost´ı, nebo chyba vznikl´a n´ahodou, by zapˇr´ıˇcinila ˇspatn´e zaˇrazen´ı. Kaˇzd´a ˇspatnˇe zaˇrazen´ a karta m´ a fat´aln´ı d˚ usledek na identifikaci. V souˇcasnosti se aˇz na ˇ e vyj´ımky v nˇekter´ ych zem´ıch, vyuˇz´ıvaj´ı poˇc´ıtaˇcov´e metody zpracov´an´ı otisk˚ u. V Cesk´ Republice se manu´ aln´ı syst´em zaˇrazov´an´ı karet vyuˇz´ıval aˇz do roku 1994. V historii se pouˇz´ıvaly r˚ uzn´e metody klasifikace, zde budou uvedeny ty nejd˚ uleˇzitˇejˇs´ı.
2.5.1
Standardn´ı Americk´ a klasifikace
Klasifikace se vyjadˇruje zlomkem. Obˇe ruce maj´ı stejnˇe ohodnoceny jednotliv´e prsty. Na ˇ ıslov´an´ı prst˚ prstech se hled´ a vzor ”v´ır”, avˇsak pouze na sud´ ych prstech. C´ u zaˇc´ın´a jedniˇckou na palci prav´e ruky, pokraˇcuje pˇetkou na mal´ıˇcku prav´e ruky, ˇsestkou na palci lev´e ruky a des´ıtkou na mal´ıˇcku lev´e ruky konˇc´ı. Jednotliv´e prsty od palce po mal´ıˇcek jsou hodnoceny 16, 8, 4, 2 a 1 bodem. Obˇe ruce maj´ı ekvivalentn´ı bodov´an´ı. Celkov´ y zlomek je pak vyj´adˇren souˇctem hodnot prav´e ruky, k tomu je pˇriˇctena jedniˇcka. T´ım vznikne ˇcitatel, kter´ y je zaruˇcenˇe vˇetˇs´ı neˇz nula. Jmenovatel se urˇc´ı podobnˇe jako ˇcitatel. Urˇc´ı se souˇcet bod˚ u lev´e ruky a pˇriˇcte se jedniˇcka.
2.5.2
Henryho klasifikaˇ cn´ı metoda
Tato metoda klasifikace se opˇet urˇcuje zlomkem, avˇsak bodov´e hodnocen´ı jednotliv´ ych prst˚ u a typ vzorce se od pˇredchoz´ı liˇs´ı. Bodov´e oznaˇcen´ı prst˚ u je 16, 16, 8, 8, 4, 4, 2, 2, 1, 1 (bodov´e hodnoty odpov´ıdaj´ı pozic´ım prst˚ u v ˇc´ıslov´an´ı od prvn´ıho po des´at´ y). Prsty jsou ˇc´ıslov´any stejnˇe jako v Standardn´ı Americk´e klasifikaci. Prav´ y palec m´a ˇc´ıslo jedna, d´ ale prav´ y mal´ıˇcek pˇet, lev´ y palec m´ a ˇsest a nakonec lev´ y mal´ıˇcek ˇc´ıslo deset. Vzorec je zaloˇzen ˇ na bodov´ an´ı prst˚ u se vzorem ”v´ır”. Citatel vznikne obodov´an´ım vzoru ”v´ır”na vˇsech sud´ ych prstech obou rukou. K v´ ysledku se pˇriˇc´ıt´a jedniˇcka. Jmenovatel oboduje vˇsechny lich´e prsty s v´ yskytem ”v´ıru”a pˇriˇcte k souˇctu jedniˇcku.
2.5.3
ˇ Ceskoslovensk´ a lasifikace
ˇ y klasifikaˇcn´ı syst´em je rozdˇelen do oblast´ı dekadaktyloskopick´e a monodaktloskopick´e. Cesk´
12
ˇ a subklasifikaˇcn´ı tabulka Tabulka 2.1: Cesk´ Prst Poˇ cet lini´ı K´ od ukazov´ak 1-7 1 prostˇredn´ık 8-13 2 prostˇredn´ık 14-. . . 3 prsten´ık 1-10 1 prosten´ık 11-15 2 prsten´ık 16-. . . 3
Dekadaktyloskopie Jej´ı urˇcen´ı se skl´ ad´ a ze tˇr´ı ˇc´ ast´ı klasifikace, subklasifikace a doplˇ nku. Klasifikace Pro zvl´ adnut´ı klasifikace je tˇreba zn´at z´akladn´ı pojmy (delta, vrchol) a vzory. V ˇcesk´e terminologii je uzn´ av´ ano ˇsest vzor˚ u: oblouk, otevˇren´a smyˇcka vlevo, otevˇren´ a smyˇcka vpravo, v´ıcedeltov´ y vzor, uzavˇren´a smyˇcka vlevo a uzavˇren´a smyˇcka vpravo (obr. [9]). V nˇekter´ ych zem´ıch je pouˇz´ıv´ano i devˇet vzor˚ u, avˇsak mezin´arodn´ım syst´em pouˇz´ıv´ a pouze tˇri vzory: oblouk (arch), smyˇcka (loop) a v´ıcedeltov´ y vzor, neboli v´ır (whorl). Prax´ı bylo zjiˇstˇeno, ˇze ˇcetnost jednotliv´ ych vzor˚ u se odv´ıj´ı od etnick´eho p˚ uvodu. V´ıcedeltov´e vzory jsou typick´e pro Asijsk´e obyvatele, smyˇcky pro Evropany a oblouky pro Afriˇcany. Subklasifikace Rozliˇsuje tˇri r˚ uzn´e pˇr´ıpady, kter´e mohou nastat. Sublasifikace se prov´ ad´ı pouze na ukazov´ aku, prostˇredn´ıku a mal´ıku. Pokud je prst amutov´an, do vzorce se p´ıˇse amk , pokud je prst chrom´ y je zaznaˇceno ank . • V pˇr´ıpadˇe ˇze je vzorem oblouk, prst nen´ı subklasifikov´an, do k´odu se p´ıˇse pomlˇcka. • V druh´em pˇr´ıpadˇe, pokud je prst vzoru smyˇcky, poˇc´ıt´a se poˇcet lini´ı mezi ohybem vnitˇrn´ı smyˇcky a nejbliˇzˇs´ı deltou. Pro kaˇzd´ y prst a poˇcet lini´ı je v´ ysledkem jin´ y k´ od. Podrobnosti v tabulce 2.5.3. • Pokud je na prstˇe v´ıcedeltov´ y vzor, prob´ıh´a subklasifikace urˇcov´an´ım vz´ajemn´e polohy dvou delt, kter´e se nach´ az´ı nejbl´ıˇze kraj˚ um. Zaˇc´ın´a se od nejlevˇejˇs´ı delty smˇerem k prav´e deltˇe. Objektem zkoum´an´ı je linie vych´azej´ıc´ı pod levou deltou, dojdeme-li aˇz k prav´e deltˇe, poˇc´ıt´ a se poˇcet lini´ı k n´ı. – Pokud se nach´ az´ı pod deltou a nad danou lini´ı v´ıce neˇz dvˇe linie, k´od je stanoven na 1. – Jestli je poˇcet lini´ı nad, nebo pod deltou niˇzˇs´ı neˇz dvˇe, znaˇc´ı se k´odem 2. – Je-li vzd´ alenost linie pod deltou vˇetˇs´ı neˇz dvˇe linie, je prst subklasifikov´an k´odem 3. Doplnˇ ek Pokud je prav´ y mal´ık vzoru smyˇcka, ud´av´a poˇcet vˇsech lini´ı. Uv´ad´ı se jako posledn´ı ˇc´ıslo vzorce.
13
Nakonec jsou dekadaktyloskopick´e karty podle vzorc˚ u uchov´av´any, muˇzi a ˇzeny zvl´aˇst’. Pˇr´ıklad daktyloskopick´eho vzorce: 1 3 2 1 1 - 1 3 1 amp ank Monodaktyloskopie Monodaktyloskopick´ a klasifikace se zab´ yv´a ˇclenˇen´ım jednotliv´ ych otisk˚ u prst˚ u a skl´ad´a se z klasifikace a subklasifikace. Karty jsou dvou typ˚ u, prvn´ım je jmenn´a karta ˇrazen´a podle jm´ena a obsahuj´ıc´ı jeden otisk. Druh´ ym typem je karta obsahuj´ıc´ı vˇsech deset otisk˚ u prst˚ u. Standardn´ı postup je, ˇze se karta s deseti otisky prst˚ u podrob´ı daktyloskopov´an´ı. Po proveden´e expert´ıze se rozstˇr´ıh´ a na jednotliv´e prsty(karta je zhotovena ve dvou proveden´ıch), ty se pak ˇrad´ı podle pozice prstu (palce, ukazov´aky, prostˇredn´ıky,. . . ) a podle vzorce. Klasifikace Prob´ıh´ a urˇcov´ an´ım vzor˚ u, z´akladn´ıch vzor˚ u je celkem jeden´act, vˇetˇsina z´akladn´ıch vzor˚ u se d´ ale bl´ıˇze subklasifikuje. Subklasifikace
Metody subklasifikace jsou z´avisl´e na pˇredem urˇcen´em vzoru.
• U smyˇcek jsou poˇc´ıt´ any linie mezi vrcholem a deltou, toto ˇc´ıslo se uv´ad´ı za k´odem hlavn´ıho vzoru. • U vˇsech v´ıcedeltov´ ych vzor˚ u, vyj´ımaje dvoudeltov´ y dvousmyˇckov´ y vzor, se zjiˇst’uje poˇcet lini´ı mezi vrcholem a deltami. V´ ysledek se uv´ad´ı ve tvaru zlomku. • U dvoudeltov´eho dvousmyˇckov´eho vzoru, se postupuje stejnˇe jako v pˇredchoz´ım pˇr´ıpadˇe, akor´ at se poˇc´ıt´ a pro kaˇzd´ y vrchol.
2.6
Vyuˇ zit´ı poˇ c´ıtaˇ c˚ u v souˇ casn´ e daktyloskopii
Modern´ı technologie zcela zmˇenili pohled na daktyloskopick´e sb´ırky. Co se t´ yˇce lidsk´ ych zdroj˚ u, hodnˇe zefektivnily a zrychlily pr´aci s otisky. I nad´ale jsou potˇreba n´astroje jako lupa, ˇstˇeteˇcek a ˇrada fyzik´ alnˇe chemick´ ych prostˇredk˚ u, pomoc´ı kter´ ych jsou otisky z´ısk´av´any. Vˇetˇsina modern´ıch aplikaˇcn´ıch syst´em˚ u, jiˇz vyuˇz´ıv´a porovn´av´an´ı dvou otisk˚ u, jako dvou obraz˚ u. Nˇekter´e algoritmy porovn´avaj´ı obraz zcela n´ahodnˇe, jin´e vyuˇz´ıvaj´ı natoˇcen´ı obraz˚ u pomoc´ı daktyloskopick´ ych vrchol˚ u a delt (program tyto body nalezne a otisk pomoc´ı nich vhodnˇe natoˇc´ı). Zadavatel pouze urˇc´ı krit´eria prohled´av´an´ı a ˇcek´a na v´ ysledek. Syst´em je velmi rychl´ y, informace vrac´ı v ˇr´adu nˇekolika m´alo minut. Pro porovn´an´ı s daktyloskopick´ ymi evidencemi, kde pracovalo okolo dvaceti vyˇskolen´ ych odborn´ık˚ u, vyhled´ an´ı jednoho otisku jim zab´ıralo ˇcas okolo dvou t´ ydn˚ u. Tak´e je velmi zv´ yˇsena pˇresnost a spolehlivost. Tak jako v jin´ ych oborech, se v r´amci zv´ yˇsen´ı produktivity zav´adˇely informaˇcn´ı syst´emy i do daktyloskopie. S rostouc´ı kriminalitou stoupal poˇcet z´aznam˚ u v daktyloskopick´ ych evidenc´ıch. Pˇri sekvenˇcn´ım prohled´ av´an´ı to znamenalo postupn´e prodlouˇzen´ı doby expert´ızy.
2.6.1
AFIS
Automated Fingerprint Identification Syst´em [7] je souhrnn´ y n´azev pro aplikace, slouˇz´ıc´ı ˇ e k automatizovan´e identifikaci a verifikaci osob pomoc´ı poˇc´ıtaˇce. Tento syst´em byl v Cesk´ republice uveden do pln´eho provozu v roce 1994. Od t´e doby plnˇe nahradil syst´em ˇrazen´ ych 14
daktyloskopick´ ych kartot´ek. Syst´em AFIS je velmi v´ ykonn´ y. D´ıky jeho modulov´emu sloˇzen´ı je snadno rozˇsiˇriteln´ y a d´ a se aktualizovat o dalˇs´ı funkce. Spolupr´ ace se syst´emem je velmi rychl´a, pˇresn´a a bezchybn´a. Daktyloskop zaˇsle otisk pomoc´ı poˇc´ıtaˇce do centr´ aln´ı datab´aze v Praze. Tam je otisk vyhodnocen, a syst´em zaˇsle tazateli nˇekolik nejv´ıce shodn´ ych z´aznam˚ u. Tato operace si zab´ır´a ˇcas v ˇr´adu nˇekolika minut. Posledn´ı publikovan´ a konfigurace datab´aze AFIS v Praze je schopna pojmout okolo 800 000 daktyloskopick´ ych karet. Bˇehem dne je schopna zaevidovat nov´ ych 250 karet a ty porovnat s datab´ az´ı. Porovnat 250 karet s datab´az´ı otisk˚ u zajiˇstˇen´ ych u neobjasnˇen´ ych trestn´ ych ˇcin˚ u. Porovnat 50 stop s evidovan´ ymi z´aznamy otisk˚ u a s z´aznamy osob. AFIS-RRS Rapid Respond Syst´em[8] byl do syst´emu v ˇcesk´e republice zaˇclenˇen v roce 2000. Jeho z´ akladn´ı myˇslenkou je jednoduch´a, ˇcasovˇe neomezen´a moˇznost identifikovat osoby. Nejˇcastˇeji je vyuˇz´ıv´ an cizineckou polici´ı ke kontrole uprchl´ık˚ u a migruj´ıc´ıch osob. Syst´em je nastaven tak, ˇze policista pˇri kontrole totoˇznosti, pomoc´ı jednoduch´eho sn´ımac´ıho zaˇr´ızen´ı (pracovn´ı stanice), sejme otisky obou palc˚ u a ty zaˇsle do centra spolu se z´akladn´ımi osobn´ımi informacemi. Syst´em pak s´am rozhodne podle nastaven´e hranice citlivosti a vr´ at´ı pouze informaci shoda - neshoda. Pˇri shodˇe jsou ˇzadateli zobrazeny detailnˇejˇs´ı u ´daje o sobˇe. V opaˇcn´em pˇr´ıpadˇe ( neshoda) jsou otisky s informacemi doˇcasnˇe uloˇzeny. Pokud by bylo potˇreba, muˇze b´ yt vytiˇstˇena dekadaktyloskopick´a karta i s otisky obou palc˚ u. Zbytek prst˚ u je pak sejmut na m´ıstˇe pomoc´ı daktyloskopick´e barvy. Cel´a karta m˚ uˇze b´ yt zasl´ ana k expert´ıze a pozdˇeji slouˇzit i pˇri ˇz´adosti o azyl, nebo jako podklad k vyhoˇstˇen´ı.
15
Kapitola 3
GUI for Dactyloscopy GUI for Dactyloscopy je program vytvoˇren´ y pro tr´enov´an´ı daktyloskopick´ ych expert˚ u, vytvoˇrila jej Ing. Dana Hejtm´ ankov´a1 . Hlavn´ım c´ılem m´eho GUI je nauˇcit zaˇc´ınaj´ıc´ı dakˇ ym zkouˇsen´ım, by postupem ˇcasu mˇeli b´ tyloskopy urˇcovat otisky prst˚ u. Cast´ yt schopni samostatnˇe a velmi pˇresnˇe ohodnotit jednotliv´e otisky. Z´akladn´ı myˇslenkou tohoto programu je porovn´ an´ı markant˚ u nalezen´ ych studentem s markanty zaznaˇcen´ ymi ve ”vzorov´em”vyhodnocen´ı. Pot´e urˇcit, jak pˇresn´ y byl student a zhodnotit jeho snaˇzen´ı a vypracovat statistiku.
3.1
Uˇ zivatelsk´ e rozhran´ı
Uˇzivatelsk´e rozhran´ı programu je rozdˇeleno do tˇr´ı hlavn´ıch ˇc´ast´ı. V horn´ı liˇstˇe programu se nach´az´ı menu k ovl´ ad´ an´ı programu. Cel´ y program se skl´ad´a ze dvou hlavn´ıch ˇc´ast´ı. Vlevo kresl´ıc´ı pl´ atno s otiskem a vpravo nab´ıdka n´astroj˚ u, slouˇz´ıc´ı ke vkl´ad´an´ı markant˚ u.
3.1.1
Menu
Menu obsahuje z´ akladn´ı poloˇzky slouˇz´ıc´ı k ovl´ad´an´ı programu. Je sloˇzeno ze tˇr´ı z´akladn´ıch nab´ıdek. • File – Open image file zajist´ı otevˇren´ı obrazu daktyloskopick´eho otisku ve form´atech BMP a WSQ 2 – Save minutie . . . zajist´ı uloˇzen´ı vloˇzen´ ych markantu ve form´atu GTM (Ground Truth Minutiae). Pˇred uloˇzen´ım jsou kontrolov´any vloˇzen´e markanty, jestli obsahuj´ı veˇsker´e potˇrebn´e u ´daje. • Zoom – Zoom up slouˇz´ı k pˇribl´ıˇzen´ı obrazu otisku – Zoom down slouˇz´ı k odd´alen´ı obrazu otisku • About spust´ı informaci o programu 1
Ing. Dana Hejtm´ ankov´ a, NISlab, Norway 2009 Wavelet Scalar Quantization je ztr´ atov´ y kompresn´ı form´ at, kter´ y se vyuˇz´ıv´ a k uchov´ av´ an´ı obraz˚ u daktyloskopick´ ych otisk˚ u. Form´ at pracuje s 8-bitovou stupnic´ı ˇsedi a dok´ aˇze velmi dobˇre zachovat detaily. Jeho kompresn´ı pomˇer oproti bmp je obvykle 12:1. FBI ho urˇcila jako standardn´ı form´ at.[6] 2
16
3.1.2
Kresl´ıc´ı pl´ atno s otiskem
Kresl´ıc´ı pl´ atno lze pˇribliˇzovat a oddalovat, jsou v nˇem graficky zaznaˇceny markanty. Na obr´azku 3.1 je otisk se vzorem otevˇren´a smyˇcka vlevo. Zaznaˇcen´ a delta se tˇremi u ´hly zn´azornˇena vpravo dole a jedno j´adro v daktyloskopick´em stˇredu otisku. J´ adra a delty jsou kresleny ˇzlutˇe. Pˇri pˇrid´av´an´ı dalˇs´ıch jader a delt je barva ˇcerven´ a (pˇri pˇrid´ av´ an´ı nov´ ych jader a delt, stejnˇe i pˇri upravov´an´ı jiˇz pˇridan´ ych se zmˇen´ı barva na ˇcervenou). Novˇe pˇridan´ y a aktu´ alnˇe upravovan´ y markant m´a barvu zelenou. Pˇredchoz´ı maj´ı barvu modrou. Markanty jsou znaˇceny pr˚ uhledn´ ym kruhem, naopak j´adra maj´ı kruh vyplnˇen´ y.
Obr´ azek 3.1: Okno pro kreslen´ı markant˚ u
17
3.1.3
Panel n´ astroj˚ u pro identifikaci markant˚ u
Boˇcn´ı panel pro zad´ av´ an´ı informac´ı o otisku se skl´ad´a ze ˇctyˇr oddˇelen´ ych sekc´ı. V´ yvˇer z kaˇzd´e podnab´ıdky obsahuje typ ”not set”, ten je nastaven jako difoltn´ı volba. V lev´e ˇc´asti se nach´ az´ı tlaˇc´ıtko v´ ybˇeru, kter´e slouˇz´ı k oznaˇcen´ı libovoln´eho jiˇz vloˇzen´eho prvku v oblasti pl´atna. N´ıˇze se nach´ az´ı tlaˇc´ıtka pˇribl´ıˇzen´ı a odd´alen´ı (zoom up a zoom down). Otisk prstu V t´eto sekci (obr.3.2) se nastavuj´ı parametry t´ ykaj´ıc´ı se cel´eho otisku prstu. • Daktyloskopick´ y vzor (type) otisku se vyb´ır´a z pˇeti moˇznost´ı – Oblouk (arch) – Lev´ a smyˇcka (left loop) – Prav´ a smyˇcka (right loop) – V´ır (whirl) – Nezn´ am´ y (unknown) • Ohodnocen´ı kvality otisku (quality), hodnot´ı se kvalita otisku po jeho grafick´e str´ance. 1 Excellent 2 Very good 3 Good 4 Fair 5 Poor • Celistvost otisku (completeness) obsahuje stejn´e volby k v´ ybˇeru jako u quality.
Obr´ azek 3.2: Z´akladn´ı urˇcen´ı otisku
Markanty Tato podnab´ıdka (obr.3.3) slouˇz´ı ke vkl´ad´an´ı jednotliv´ ych markant˚ u, jsou zde dvˇe tlaˇc´ıtka, jedno pro vloˇzen´ı a druh´e pro odstranˇen´ı. Pˇri vloˇzen´ı markantu jsou vypisov´any jeho souˇradnice, poˇrad´ı a u ´hel, tak´e je nutno urˇcit:
18
• Kvalitu, ˇc´ım lepˇs´ı kvalita, t´ım pˇresnˇejˇs´ı je urˇcen´ı. 1 Excellent 2 Very good 3 Good 4 Fair 5 Poor • Typ – Jin´ y (other) – Zaˇc´ atek a konec linie (begin/ending) – Dvojit´ a vidlice (bifurcation)
Obr´azek 3.3: Urˇcen´ı markantu
J´ adra V ˇc´asti pro vkl´ ad´ an´ı jader (cores), jsou dostupn´e dvˇe tlaˇc´ıtka, jedno pro vloˇzen´ı a druh´e pro odstranˇen´ı j´ adra. Uˇzivatel je vyzv´an k nastaven´ı kvality u ´hlu a kvality pozice. Po vloˇzen´ı j´adra je zobrazena jeho pozice, poˇrad´ı a u ´hel (obr.3.4. Delty Sekce pro vkl´ ad´ an´ı delt obsahuje ˇctyˇri tlaˇc´ıtka. Tlaˇc´ıtkem lze vloˇzit deltu do otisku. Lze pohybovat u ´hly a deltu odstranit. Standardnˇe jsou zaznaˇceny tˇri u ´hly, avˇsak v pˇr´ıpadˇe nutnosti lze jeden u ´hel odstranit. Je nutno nastavit i kvalitu nalezen´e delty. U aktu´alnˇe oznaˇcen´e delty jsou zobrazeny informace (obr. 3.5).
3.2
Implementace
Cel´ y program je vytvoˇren v prostˇred´ı wxDev-C++ s vyuˇzit´ım wxWidget a programovac´ıho jazyka C++. Jedn´ a se o aplikaci sloˇzenou z nˇekolika tˇr´ıd, kaˇzd´a tˇr´ıda zajiˇst’uje urˇcitou
19
Obr´azek 3.4: Nastaven´ı j´adra
Obr´azek 3.5: Nastaven´ı delty
funkˇcnost. Aplikace naˇc´ıt´ a obr´ azek otisku prstu ze souboru, kter´ y uloˇz´ı a zobraz´ı na obrazovce. Nad tento obr´ azek zobraz´ı kresl´ıc´ı pl´atno s pr˚ uhledn´ ym pozad´ım a poˇc´ateˇcn´ım bodem v lev´em horn´ım rohu. Po kliknut´ı v prav´e ˇc´asti, je rozpozn´ano sepnut´e tlaˇc´ıtko a podle aktu´aln´ıho tlaˇc´ıtka je zvolena funkce, pomoc´ı kter´e se vykresl´ı obrazec na kresl´ıc´ı pl´atno. Soubˇeˇznˇe s kreslen´ım prob´ıhaj´ı i dalˇs´ı operace. Hlavn´ı operac´ı je z´ısk´av´an´ı souˇradnic pozic kliknut´ı v kresl´ıc´ım pl´ atnˇe. Tyto pozice jsou uchov´av´any v datov´e struktuˇre. Program k tˇemto dat˚ um m˚ uˇze pˇristupovat a dle potˇreby je mˇenit. Nezbytnou souˇc´ast´ı uchov´av´ an´ı tˇechto informac´ı je i kontrola jejich integrity. Speci´aln´ı funkce kontroluj´ı, zdali kaˇzd´ y zadan´ y markant obsahuje veˇsker´e povinn´e informace. Napˇr´ıklad nelze zadat do pl´atna j´adro, aniˇz by nebyly zaznaˇceny informace o kvalit´ach. Konkr´etnˇe u j´adra se jedn´a o kvalitu u ´hlu a pozice. Takto zkontrolovan´e u ´daje jsou uloˇzeny. Po skonˇcen´ı zad´av´an´ı veˇsker´ ych informac´ı o otisku je uˇzivateli umoˇznˇeno uloˇzen´ı datov´e struktury do form´atu *.gtm. Jedn´a se o speci´aln´ı form´at, osahuj´ıc´ı kompletn´ı informace potˇrebn´e k vyhodnocen´ı otisku, podle tohoto souboru lze zpˇetnˇe zrekonstruovat veˇsker´e zaznaˇcen´e markanty v kresl´ıc´ım pl´atnu. Jednotliv´e znaˇcky markant˚ u maj´ı pˇredem specifikovan´ y tvar i barevn´e proveden´ı. Pro z´akladn´ı typy jako je zaˇc´ atek, konec a zdvojen´ı je pouˇzita svˇetle modr´a barva. Tvar je urˇcen jako kruh bez v´ yplnˇe. Aktu´ alnˇe upravovan´ y prvek m´a barvu svˇetle zelenou, d´ıky tomu lze na obrazovce aktibn´ı od pasivn´ıch prvk˚ u snadno rozliˇsit. J´adro je zobrazov´ano takˇrka totoˇzn´ ym zp˚ usobem, odliˇsuje se v barvˇe. Z´akladn´ı barva je rud´a, pro rychlejˇs´ı orientaci je opˇet aktu´ alnˇe upravovan´e, nebo zrovna vloˇzen´e j´adro zobrazeno ˇzlutˇe. Symbol j´adra je barevnˇe vyplnˇen´ y kruh. Posledn´ım typem, jenˇz je zad´av´an je obrazec delty. Jeho barevn´e 20
proveden´ı je totoˇzn´e s proveden´ım j´adra, avˇsak tvar je naprosto odliˇsn´ y. Delta se zakresluje obrazcem troj´ uheln´ıku. V pr˚ umˇernˇe zkouman´em otisku jsou nejv´ıce zastoupeny z´akladn´ı typy markant˚ u. Proto jsou znaˇceny obyˇcejnˇejˇs´ı, m´enˇe v´ yraznou modrou barvou. To ˇze j´adro a delta m´ a stejn´e barevn´e zobrazen´ı, nen´ı matouc´ı, ponˇevadˇz jejich poˇcet v jednom otisku pr˚ umˇernˇe nepˇresahuje pˇet kus˚ u. Po ukonˇcen´ı zkoum´ an´ı otisku je umoˇznˇeno uloˇzit z´ıskanou datab´azi markant˚ u. Pˇri ukl´ad´an´ı nen´ı moˇzno zmˇenit n´ azev v´ ysledn´eho souboru, soubor je automaticky pojmenov´ an. N´azev nov´eho souboru je tvoˇren jm´enem souboru s obrazem otisku prstu, n´asleduje pomlˇcka a na konec je pˇrid´ ano identifikaˇcn´ı ˇc´ıslo. Toto ˇc´ıslo je z´ısk´ano pˇri spuˇstˇen´ı programu, jedn´ a se o osobn´ı ˇc´ıslo uˇzivatele. Kaˇzd´ y expert, nebo zaˇc´ateˇcn´ık zaznaˇcuj´ıc´ı markanty do otisku je identifikov´ an podle sv´eho ID. Program pracuje s obrazov´ ymi form´aty BMP a WSQ. BMP je standardn´ı obrazov´ y form´ at, form´at WSQ je speci´aln´ı form´at vyuˇz´ıvan´ y k uchov´av´ an´ı ˇcernob´ıl´ ych obraz˚ u v osmibitov´e hloubce. M´a velmi dobr´ y kompresn´ı pomˇer a stal se standardem v uchov´ av´ an´ı daktyloskopick´ ych otisk˚ u.
3.2.1
Soubor GTM
Width : Height : Fingerprint type : Fingerprint quality : Fingerprint completeness:
832 px 768 px L 2 1
Number of minutiae: 4 ----------------------------------------------------------id: type, x , y , angle, quality of minutia ----------------------------------------------------------0: 0, 415, 438, 51, 30 1: 1, 520, 467, 21, 30 2: 1, 638, 492, 147, 90 3: 2, 532, 577, 239, 50 Number of cores : 1 ----------------------------------------------------------------id: x , y , quality of position, angle, quality of angle ----------------------------------------------------------------0: 461, 402, 50, 177, 50 Number of deltas : 2 -------------------------------------------------------id: x , y , angle, angle, angle, quality of delta -------------------------------------------------------0: 361, 540, 64, 234, 148, 50 1: 502, 607, 64, 64, 148, 50
Soubor s koncovkou .gtm je moˇzno popsat jako bˇeˇzn´ y textov´ y soubor. Pracovat s n´ım 21
lze bˇeˇzn´ ymi funkcemi jazyka C. Vzorov´ y soubor form´atu Ground Truth Minutia je zde zobrazen. Skladba souboru pˇribliˇznˇe odpov´ıd´a zad´avac´ımu panelu GUI Dactyloscopy. Na prvn´ı pohled jsou viditeln´e ˇctyˇri pomysln´e bloky informac´ı. V prvn´ı ˇc´asti jsou zobrazeny rozmˇery obrazu otisku, kvalita, kompletnost a vzor otisku.
22
Kapitola 4
N´ avrh ˇ reˇ sen´ı C´ılem t´eto pr´ ace bylo navrhnout kvalitn´ı, pˇrehledn´e a srozumiteln´e zobrazen´ı v´ ysledk˚ u daktyloskopick´e expert´ızy. Pˇredpokladem je, ˇze zaˇc´ınaj´ıc´ı technik, nebo daktyloskopick´ y expert pomoc´ı programu GUI Dactyloscopy vyhodnot´ı obraz otisku prstu. Jeho ˇreˇsen´ı by posl´eze mˇelo b´ yt porovn´ ano se vzorov´ ym ˇreˇsen´ım. A v´ ysledky jeho pr´ace zobrazeny ve srozumiteln´e podobˇe. Aby s´ am student mohl porovnat sv´e v´ ysledky, zjistit nedostatky sv´e pr´ace a pokusit se sv´e schopnosti zlepˇsit. C´ılem t´eto kapitoly je pˇribl´ıˇzit ˇcten´aˇri, jak´ ym smˇerem se od zaˇc´atku n´avrh vyv´ıjel. Jestli a kde doˇslo k r˚ uzn´ ym probl´em˚ um, nebo komplikac´ım. Bude zde pops´ana i ˇc´ast n´avrhu vznikaj´ıc´ı v r´ amci pˇredmˇetu ISP1 Tento n´avrh poslouˇzil jako z´aklad´ı varianta a pozdˇeji uˇz nebyl v´ıce mˇenˇen. Pˇred ˇreˇsen´ım t´eto pr´ ace bylo nutn´e se sezn´amit se z´akladn´ımi poznatky o oboru daktyloskopie. Zejm´ena bylo potˇreba detailnˇe prozkoumat, jak´ ym zp˚ usobem uˇzivatel´e pracuj´ı s programem GUI Dactyloscopy. A vyzkouˇset n´aroˇcnost a sloˇzitost daktyloskopick´e anal´ yzy. Bˇehem n´ asleduj´ıc´ı kapitol budou v textu ˇcasto pouˇz´ıv´any r˚ uzn´e oznaˇcen´ı uˇzivatel˚ u programu. Nejˇcastˇeji se bude jednat o role student a expert. Pˇredpokl´ad´a se ˇze s programem budou zach´ azet jednak odborn´ıci a tak´e naprost´ı zaˇc´ateˇcn´ıci. Ale pojmy student a expert znaˇc´ı, jak´ a data vytvoˇrili. Student vˇzdy porovn´av´a sv´e v´ ysledky s v´ ysledky experta, nebo expert˚ u. V roli studenta m˚ uˇze vystupovat i expert, avˇsak to znamen´a, ˇze bude porovn´avat sv´e v´ ysledky s v´ ysledky vzorov´ ymi.
4.1
Z´ aklady poznatky
Jak uˇz bylo ˇreˇceno, tento program je vyv´ıjen pro pouˇz´ıv´an´ı opravdov´ ymi lidmi, proto bylo potˇreba se vˇz´ıt do jejich situace. Z´akladn´ı myˇslenkou bylo vyzkouˇset si oznaˇcit markanty v nˇekolika otisc´ıch a vizu´ alnˇe je porovnat s v´ ysledky opravdov´ ych expert˚ u, kter´e byly pˇri psan´ı pr´ ace k dispozici. Postupn´ ym zkoum´an´ım bylo zjiˇstˇeno, ˇze se jedn´a opravdu o n´aroˇcnou ˇcinnost. Kaˇzd´ a individu´aln´ı osoba upˇresˇ novala jin´ y typ markant˚ u, jenˇz pot´e pˇrednostnˇe vyhled´ avala. Rovnˇeˇz bylo vypozorov´ano, ˇze i naprosto jasn´e markanty nalezeny vˇsemi experty se m´ırnˇe liˇsily v pozici, smˇerov´an´ım u ´hl˚ u, popˇr´ıpadˇe oznaˇcen´ım kvality. 1 Jedn´ a se o vyuˇcovac´ı pˇredmˇet v zimn´ım semestru, v jehoˇz r´ amci se m´ a student sezn´ amit se zad´ an´ım sv´e pr´ ace a splnit ˇca ´st zad´ an´ı.
23
4.1.1
Vzorov´ y soubor
ˇ Casto v n´ avrhu aplikace bude zmiˇ nov´an vzorov´ y soubor markant˚ u. Jedn´a se o soubor pˇridruˇzen´ y k jednomu konkr´etn´ımu obrazu otisku prstu. K jeho vzniku je potˇreba, aby dostateˇcn´e mnoˇzstv´ı odborn´ık˚ u ohodnotilo obr´azek otisku prstu markanty. V´ ysledkem je znaˇcn´e mnoˇzstv´ı soubor˚ u, jenˇz by se mˇely liˇsit pouze v drobn´ ych detailech. Jin´ ymi slovy mˇely by b´ yt vyplnˇeny s maxim´ aln´ı peˇclivost´ı. Po shlukov´an´ı tˇechto soubor˚ u vznikne jeden soubor. Uvnitˇr souboru jsou obsaˇzeny markanty s informacemi. Tyto markanty lze povaˇzovat za vzorov´e, ponˇevadˇz se na nich shodla znaˇcn´a ˇc´ast expert˚ u. V t´eto pr´ aci nejsou vyuˇz´ıv´ any autentick´e vzorov´e soubory, pouze ruˇcnˇe vytvoˇren´e, vznikl´e zaznaˇcen´ım markant˚ u jednou osobou. Pˇri n´avrhu se osvˇedˇcil postup, pˇri kter´em byly navz´ ajem porovn´ av´ any soubory expert˚ u, p˚ uvodnˇe urˇcen´e pro shlukov´an´ı v´ ysledn´eho vzorov´eho souboru. I takto z´ıskan´e v´ ysledky a poznatky mˇely velkou informaˇcn´ı hodnotu.
4.1.2
Prvn´ı pokus o n´ avrh
Prvn´ı snaha o n´ avrh zobrazen´ı smˇeˇrovala k probl´emu ”jak zobrazit chyby”, tento postup se uk´azal jako ˇspatn´ y. Navrˇzen´e ˇreˇsen´ı bylo sice zaj´ımav´e, avˇsak nebylo podloˇzeno vˇedomostmi o chyb´ ach. T´ım p´ adem bylo navrˇzeno nesystematicky a nebylo moˇzn´e ho d´ale upravit do pouˇziteln´e podoby. Bylo znaˇcnˇe nepruˇzn´e a tud´ıˇz po detailn´ım zmapov´an´ı veˇsker´ ych moˇzn´ ych chyb a moˇznost´ı, kter´e bylo potˇreba zobrazit, nebyl schopn´ y tento pˇredˇcasn´ y n´avrh zahrnout do sv´eho zobrazen´ı veˇsker´e moˇzn´e stavy. Stav˚ u kter´e vznikaj´ı pˇri porovn´av´an´ı dvou sad markant˚ u je velk´e mnoˇzstv´ı.
4.2
Vyhled´ av´ an´ı chyb pro zobrazen´ı
Po t´eto zkuˇsenosti byla prvn´ı ˇc´ ast n´avrhu zamˇeˇrena na hled´an´ı rozd´ıl˚ u. Postup jak´ ym jsou nalezeny moˇzn´e rozd´ıly a chyby, kter´ ych se uˇzivatel´e programu dopouˇst´ı pˇri porovn´av´an´ı je jednoduch´ y. Nejprve jsou zkoum´ any vlastnosti typick´e pro kaˇzd´ y markant a pot´e zkouˇseno do jak´ ych situac´ı se zmˇenou tˇechto vlastnost´ı lze dostat. Pˇri zkoum´ an´ı bylo zjiˇstˇeno, ˇze omyl˚ u v urˇcen´ı markant˚ u je opravdu velk´e mnoˇzstv´ı, ale typovˇe se shoduj´ı pro vˇsechny tˇri hlavn´ı skupiny. Pro delty, j´adra, zaˇc´atky a konce lini´ı ˇci rozdvojen´ı. Nyn´ı budou pops´ any moˇzn´e rozd´ıly v urˇcen´ı, jenˇz byly objeveny. Jedn´a se o rozd´ıl v pozici, natoˇcen´ı u ´hlu, popˇr´ıpadˇe dalˇs´ıch typick´ ych vlastnost´ı.
4.2.1
Chyby urˇ cen´ı pozice
Technologie porovn´ an´ı nevrˇzen´ a v t´eto pr´aci pouˇz´ıv´a jako prvotn´ı mechanismus syst´em shlukov´ an´ı expertova vzorov´eho souboru se souborem studenta. Shlukov´ an´ı prob´ıh´ a velmi jednoduch´ ym zp˚ usobem, protoˇze vych´az´ı z pˇredpokladu, ˇze kaˇzd´ y shluk se skl´ ad´ a pouze ze dvou bod˚ u. D´ale mus´ı b´ yt splnˇena n´asleduj´ıc´ı podm´ınka, ve shluku mus´ı b´ yt z´ astupci obou soubor˚ u. Nelze vytvoˇrit shluk ze dvou bod˚ u experta, nebo dvou bod˚ u studenta. Takov´ yto v´ ysledek by nesplˇ noval u ´ˇcel a je nepˇrijateln´ y. Rovnˇeˇz je d˚ uleˇzit´e shlukovat pouze stejn´e kategorie markant˚ u. Aby nedoch´azelo k situaci, kdy nespr´avnˇe zaznaˇcen´e, m´enˇe v´ yznamn´e prvky zdvojen´ı, zaˇc´atek a konec linie, k sobˇe do shluku nav´azaly j´ adro, nebo deltu. Z tohoto d˚ uvod˚ u prob´ıh´a proces shlukov´an´ı samostatnˇe pro kaˇzdou ze tˇr´ı kategori´ı. V tomto n´ avrhu je poˇc´ıt´ ano i s t´ım, ˇze zaˇc´ınaj´ıc´ı studenti budou m´ıt horˇs´ı schopnosti neˇz zkuˇsen´ı experti. Nastala nutnost umoˇznit zaˇc´ınaj´ıc´ım uˇzivatel˚ um nastavit si benevolentnˇejˇs´ı 24
vstupn´ı podm´ınky. Kdyby tato moˇznost neexistovala, mohlo by se st´at, ˇze zaˇc´ateˇcn´ık by mˇel spr´ avnˇe urˇcenou pozici pouze u miziv´e ˇc´asti sv´ ych markant˚ u. • Chybˇej´ıc´ı markant - tato je chyba pomˇernˇe ˇcasto se vyskytuj´ıc´ı, je tˇreba si uvˇedomit, ˇze jeden otisk prstu m˚ uˇze obsahovat i pˇres sto markant˚ u a snadno se stane, ˇze student tento markant pˇrehl´ıdne a zapomene ho zaznaˇcit, tato chyba se urˇcuje snadno. V pˇr´ıpadˇe, ˇze zapomene zaznaˇcit jeden konec a zaˇc´atek linie, je chyba opravdu zanedbateln´ a. Mnohem z´ avaˇznˇejˇs´ı je pokud nen´ı schopn´ y urˇcit otisk pˇresnˇe a zaznaˇc´ı jej mimo pozici. Pokud by k tomuto pˇr´ıpadu doˇslo napˇr´ıklad u delty je chyba znaˇcn´ a. Takto vznikl´ a situace je tˇesnˇe spjata s n´asleduj´ıc´ı chybou. • Pˇreb´ yvaj´ıc´ı markant tento typ nedostatku m´a velice podobn´e pˇr´ıˇciny, jako pˇredchoz´ı druh chyby. Jedn´ a se o situaci zapˇr´ıˇcinˇenou t´ım, ˇze student oznaˇc´ı markantem pozici v otisku, kterou expert nenalezl. • Pˇresnˇe urˇcen´ a pozice je posledn´ı moˇzn´ y v´ ysledek, kter´ y je moˇzn´e pˇri urˇcov´an´ı pozice z´ıskat. Znaˇc´ı, ˇze nelezen´ y markant odpov´ıd´a protˇejˇsku ve vzorov´em souboru. Je takˇrka nemoˇzn´e, aby i dva velmi zkuˇsen´ı experti zaznaˇcili dva jasnˇe totoˇzn´e markanty naprosto stejnˇe. Je tˇreba urˇcit jistou m´ıru tolerance v˚ uˇci vz´ajemn´e pozici. Tolerovan´ a odchylka pozice Pˇri shlukov´ an´ı dvou bod˚ u hraje velmi v´ yznamnou roli pˇr´ıpustn´a odchylka, jak uˇz bylo ˇreˇceno, je urˇcen´ı pozice naprosto pˇresnˇe velmi sloˇzit´e. Podle pˇr´ıpustn´ ych norem jsou dva markanty leˇz´ıc´ı ve sv´e bl´ızkosti s urˇcitou odchylkou povaˇzov´any za totoˇzn´e. Pˇri urˇcov´ an´ı shluk˚ u je tato odchylka pevnˇe stanovena. Jedn´a se o jednu polovinu ˇs´ıˇrky papil´arn´ı linie. Pˇresnˇeji ˇreˇceno, jedn´ a se o jednu ˇctvrtinu souˇctu papil´arn´ı linie a pˇrilehl´e mezery, leˇz´ıc´ı mezi zkoumanou lini´ı a lini´ı pˇrilehlou. Tato vzd´alenost je oznaˇcov´ana jako w viz. obr´azek 4.1. Na tomto obr´ azku je vˇse jasnˇe patrn´e. Pomysln´ y vzorov´ y markant je um´ıstˇen uprostˇred ˇcerven´ ych kruh˚ u a tolerovan´a odchylka je nastavena na w/4. Jak´ ykoliv student˚ uv markant um´ıstˇen´ y mimo v´ yˇrez ˇcerven´eho kruhu je identifikov´an jako markant nav´ıc a z´aroveˇ n markant experta se st´ av´ a neoznaˇcen´ ym markantem.
Obr´ azek 4.1: Tolerovan´a odchylka pozice [1]
25
Chyba ve velikosti u ´ hlu Jak uˇz bylo pops´ ano v pˇredchoz´ı kapitole, chyby vznikl´e nepˇresn´ ym um´ıstˇen´ım jsou jednoduch´e na vykreslen´ı a dalˇs´ı porovn´an´ı. Nen´ı tˇreba uˇz d´al nic porovn´avat, protoˇze neurˇc´ı-li student markant, nem˚ uˇzou b´ yt porovn´any dalˇs´ı vlastnosti tohoto markantu. V pˇr´ıpadˇe, ˇze je pozice markantu urˇcena s poˇzadovanou pˇresnost´ı, jsou zkoum´any dalˇs´ı vlastnosti. Mezi vlastnosti, kter´e je potˇreba d´ale zkoumat patˇr´ı i u ´hel markantu. V t´eto pr´ aci ´ je u ´hel markantu povaˇzov´ an za jednu z nejˇcastˇejˇs´ıch chyb. Uhel je uchov´av´an v neobvykl´em form´atu. Standardn´ı zobrazen´ı zobazuje namˇeˇren´ yu ´hel ve 360◦ stupnici. Pˇredstav´ıme-li si ji na cifern´ıku hodin, nula se nach´ az´ı na stejn´em m´ıstˇe jako ˇc´ıslo 3. Stupnˇe rostou protismˇeru hodinov´ ych ruˇciˇcek. Aplikace vˇsak vyuˇz´ıv´a jin´ y typ vyj´adˇren´ı neˇz je obvykl´e. Celou stupnici o hodnotˇe 360◦ rozdˇel´ı na 255 d´ıl˚ u. V tomto form´atu jsou uloˇzeny veˇsker´e u ´hlov´e informace. Pokud se markanty shoduj´ı v pozici, je potˇreba porovnat u ´hel studenta a experta. K porovn´ av´ an´ı je nutno opˇet urˇcit odchylku, kter´a bude pˇri porovn´av´an´ı tolerov´ana. Je d˚ uleˇzit´e poˇc´ıtat s t´ım, ˇze pozice shlukovan´ ych bod˚ u se mohly liˇsit o jistou vzd´alenost. A t´ım p´ adem u ´hly nemohou b´ yt nikdy totoˇzn´e. Pˇri n´avrhu byl zohlednˇen fakt, ˇze je nutno uchovat informace o u ´hlu experta i o u ´hlu studenta pro pozdˇejˇs´ı vykreslen´ı. Pˇri vyhodnocen´ı v´ ysledk˚ u je d˚ uleˇzit´e studentovi zobrazit i spr´avn´e natoˇcen´ı u ´hlov´e ˇc´ary, ten pak okamˇzitˇe zjist´ı, kde udˇelal chybu. Delta je speci´ aln´ı pˇr´ıklad markantu, jenˇz m˚ uˇze obsahovat dva aˇz tˇri u ´hly. Tato atypick´ a situace je pro porovn´ av´ an´ı trochu sloˇzitˇejˇs´ı, avˇsak je zaloˇzena na stejn´em principu jako u markant˚ u s jedn´ım u ´hlem. Zdvojen´ı, ”other”, zaˇ c´ atek a konec linie Dalˇs´ı moˇznost, kde by se mohli r˚ uzn´ı experti liˇsit je typ markantu. Typem markantu se rozum´ı konec, zaˇc´ atek linie, zdvojen´ı a typ other. Tento druh chyby nem˚ uˇze nastat u delt a jader. V podstatˇe doch´ az´ı jen k z´amˇenˇe jednoho typu za druh´ y. Student oznaˇc´ı markant jako zdvojen´ı a experti se shodli, ˇze se jedn´a o zaˇc´atek a konec linie. Tato chyba je naprosto jasn´a a je potˇreba ji zobrazit. V´ ychoz´ım technikou pˇri vyhled´av´an´ı a porovn´av´an´ı markant˚ u je pˇredpoklad, ˇze typ other je povaˇzov´ an za vzor, jenˇz nen´ı vyuˇz´ıv´an vˇsemi experty. Je tud´ıˇz tˇreba zav´est zp˚ usob, jak´ ym povolit ˇci zak´ azat akceptov´an´ı typu other. T´ımto se rozum´ı, ˇze pokud je povoleno akceptov´ an´ı typu other a dojde k porovn´av´an´ı napˇr´ıklad typu zdvojen´ı s typem other. Je toto porovn´ an´ı vyhodnoceno u ´spˇeˇsnˇe. Jednoduˇse ˇreˇceno, povolen´ı typu other m´a za n´asledek kladn´e vyhodnocen´ı porovn´av´an´ı typu other s typy konec, zaˇc´atek linie a zdvojen´ı. Pˇri nepovolen´em typu other, je tento typ br´an jako samostatn´ y typ, kladnˇe je vyhodnocen pouze se stejnˇe znaˇcen´ ym typem. Kvalita Souˇc´ast´ı kaˇzd´eho markantu je tak´e urˇcen´ı jeho kvality, nˇekter´e markanty vyˇzaduj´ı urˇcen´ı kvality samotn´eho markantu. U j´adra je potˇreba zaznaˇcit i kvalitu u ´hlu. Student se m˚ uˇze dopustit jen dvou chyb. Bud’ kvalitu oznaˇc´ı niˇzˇs´ı, nebo vyˇsˇs´ı. Obˇe tyto situace je tˇreba pˇrehlednˇe zaznaˇcit do obr´ azku.
26
4.3
N´ avrh GUI
Prvn´ı myˇslenka n´ avrhu tohoto uˇzivatelsk´eho rozhran´ı smˇeˇrovala k implementaci do programu GUI Dactyloscopy. Mˇelo se jednat o rozˇs´ıˇren´ı programu doplnˇen´ım m´e implementace. Pˇrid´ an´ım jedn´e z´ aloˇzky, ve kter´e mˇely b´ yt um´ıstˇeny veˇsker´e nastavovac´ı komponenty. Student by po zaznaˇcen´ı sv´eho otisku v tomto programu okamˇzitˇe vyhodnotil sv´e v´ ysledky. Nakonec byl program navrˇzen jako samostatn´e grafick´e uˇzivatelsk´e rozhran´ı. Programov´e rozhran´ı je sloˇzeno ze dvou hlavn´ıch ˇc´ast´ı, v jedn´e ˇc´asti (viz. obr 4.2) je zajiˇstˇeno naˇc´ıt´ an´ı soubor˚ u a spouˇstˇen´ı nastavovac´ıho dialogu. Pˇri zapnut´ı programu je povolena pouze nab´ıdka otevˇren´ı souboru studenta, nastavovac´ı dialog a dialog pro vyhodnocen´ı zadan´ ych soubor˚ u. Po postupn´em otevˇren´ı tˇrech nutn´ ych soubor˚ u je umoˇznˇeno spustit vyhodnocen´ı. Parametry ovlivˇ nuj´ıc´ı vyhodnocen´ı jsou zobrazeny v nab´ıdkov´em oknˇe settings. Zde se nach´ az´ı nastaven´ı, ovlivˇ nuj´ıc´ı chov´an´ı programu. Je zde moˇzno specifikovat zobrazen´ı pouze urˇcit´ ych chyb. Student se m˚ uˇze zamˇeˇrit tˇreba na nastaven´ı u ´hl˚ u. To uˇcin´ı tak, ˇze nech´a zobrazit pouze chyby u ´hlu a nejprve nastav´ı hranici odchylky na vysokou u ´roveˇ n. Pot´e s kaˇzd´ ym novˇe porovnan´ ym otiskem m˚ uˇze povolenou odchylku u ´hlu sniˇzovat.
Obr´ azek 4.2: Hlavn´ı menu aplikace
4.3.1
Ovl´ ad´ an´ı programu
Ovl´ad´an´ı programu je rozdˇeleno do dvou sekc´ı, hlavn´ı nab´ıdka a nab´ıdka nastaven´ı. • Hlavn´ı menu • Open studen’s GTM zobrazuje dialog k otevˇren´ı studentova GTM. souboru • Open expert’s GTM slouˇz´ı k otevˇren´ı vzorov´eho souuboru GTM. • Open picture otevˇre dialog pro otevˇren´ı souboru s obr´azkem ve form´atu GTM. • Settings zobraz´ı dialog s kompletn´ım nastaven´ım, n´ıˇze jsou detailnˇeji pops´any jednotliv´e nab´ıdky (obr. 4.3). – Permissible deviation of distance urˇcuje nejvˇetˇs´ı vzd´alenost, jenˇz je akceptovateln´ a pˇri shlukov´ an´ı markant˚ u. – Permissible deviation of angle slouˇz´ı k nastaven´ı pˇrijateln´e odchylky expertova a studentova u ´hlu. – Accept type "other" zatrˇzen´ı pˇri porovn´av´an´ı typ˚ u ”other”, zdvojen´ı, zaˇc´atek a konec linie umoˇzn ˇuje, ˇze pokud bud’ expert, nebo student m´a zaznaˇcen typ ”other”bude vyhodnocen´ı pozitivn´ı. – Permissible deviation of quality nastavuje toleranci pˇri urˇcov´an´ı kvality markant˚ u, hodnota 20 odpov´ıd´ a jednomu kvalitativn´ımu stupni.
27
– Check togetherness of picture and GTM files, tato volba spouˇs´ı kontrolu soun´ aleˇzitosti vstupn´ıch soubor˚ u, jedn´a se o jednoduchou kontrolu, kter´a porovn´ av´ a velikost obr´ azku v pixelech s velikostmi zaznaˇcen´ ymi v souborech GTM. – Length of angle line urˇcuje d´elku u ´hlov´e ˇc´ary pˇri vykreslen´ı do v´ ysledn´eho souboru. – Missing minutiae zobraz´ı markanty zaznamenan´e expertem, a z´aroveˇ n neoznaˇcen´e studentem (studentovi tyto markanty chyb´ı). – Moreover minutiae zaˇskrknut´ı znamen´a, ˇze budou zobrazeny vˇsechny pˇreb´ yvaj´ıc´ı markanty, to jsou markanty zaznaˇcen´e studentem, ale expertem ne. – Correct position zobraz´ı markanty v toleranci s markanty experta, u spr´avnˇe zaznaˇcen´ ych markant˚ u m˚ uˇzou b´ yt d´ale voleny potkategorie zobrazen´ı ∗ Wrong angle zobrazuje ˇspatn´ y a spr´avn´ y uhel u markant˚ u, kter´e byly spr´avnˇe um´ıstˇeny ∗ Wrong type zobraz´ı markanty se ˇspatnˇe zaznaˇcen´ ym typem ∗ Wrong quality zviditeln´ı markanty s kvalitou pˇresahuj´ıc´ı povolenou odchylku – OK - toto tlaˇc´ıtko pouze uloˇz´ı u ´daje o nastaven´ı – Evaluate - t´ımto tlaˇc´ıtkem je spuˇstˇeno vyhodnocen´ı souboru • Save picture uloˇz´ı obr´ azek ve form´atu BMP. • Evaluate vyhodnot´ı studentovy GTM data dle nastaven´ı.
4.3.2
N´ avrh zobrazen´ı
Z´akladn´ı ot´ azkou t´eto pr´ ace je jak´ ym zp˚ usobem do jednoho okna zobrazit vyhodnocen´e v´ ysledky, tak aby byly srozumiteln´e a okamˇzitˇe zhodnotitel´e. Probl´emem je, ˇze na malou obrazovku je potˇreba zobrazit obrovsk´e mnoˇzstv´ı dat. Prvotn´ı n´ avrh se pokouˇsel vˇetˇsinu podstatn´ ych zjiˇstˇen´ı pˇredat pomoc´ı textov´eho v´ ypisu, ale jiˇz v prvopoˇc´ atku se uk´ azal jako velice nevhodn´ y. V textov´em v´ ypisu informace spl´ yvaly a mˇely takˇrka nulovou informaˇcn´ı hodnotu. Druh´ y n´ avrh se zamˇeˇril na vykreslov´an´ı veˇsker´ ych d˚ uleˇzit´ ych informac´ı pˇr´ımo do obr´azku. Kaˇzd´ y druh chyby mˇel svou znaˇcku. Tato metoda se pozdˇeji uk´azala jako spr´avn´a cesta. Nejsloˇzitˇejˇs´ım probl´emem je urˇcen´ı symboliky, u ´tvar˚ u a barev, kter´ ymi oznaˇcovat jednotliv´e chyby. Bylo zvoleno nˇekolik r˚ uzn´ ych symbol˚ u a postupnˇe byly skl´ad´any dohromady, aby v ˇz´ adn´e situaci nemohlo doj´ıt ke kolizi zaznaˇcen´ı. Tato situace je uvedena na pˇr´ıkladu: kdyby bylo vyuˇzito barevn´e proveden´ı zobrazen´ı chyby pro ˇspatn´ yu ´hel i pro ˇspatnou chybu, mohlo by se st´ at zaznaˇcen´ı tˇechto dvou chyb na jednom markantˇe nemoˇzn´e. N´avrh pouˇzit´ y v t´eto aplikaci je zobrazen na obr´azku 4.4, ten slouˇz´ı jako vzorov´a ilustrace vˇsech moˇzn´ ych chyb, jenˇz je aplikace schopna zobrazit. Pˇri popisu obr´ azku detailnˇeji pˇribl´ıˇz´ım navrˇzen´ y zp˚ usob zobrazen´ı chyb. V urˇcov´ an´ı pozice se rozliˇsuj´ı tˇri z´ akladn´ı stavy. Tyto stavy jsou rozliˇseny tvarem ukazatele na markant. • Pokud je markant nalezen na spr´avn´e pozici, z˚ ustav´a jeho tvar stejn´ y jako v programu GUI Dactyloscopy. J´ adra jsou tvoˇrena vyplnˇen´ ym kruhem, z´akladn´ı markanty pouze kruhem bez v´ yplnˇe a delty troj´ uheln´ıkem. • Pokud je markant pˇrebyteˇcn´ y, ˇcili student zaznaˇcil markant nav´ıc. Z˚ ust´av´a jeho z´ akladn´ı tvar, ale obvodov´e linie jsou kresleny teˇckovanou ˇcarou. 28
Obr´azek 4.3: Dialog nastaven´ı
• Markanty, kter´e student nezaznaˇc´ı ikdyˇz jsou zaznaˇceny expertem si ponech´avaj´ı vlastnosti z´ akladn´ıho vzoru, ale jejich stˇred zmˇen´ı tvar z kruhu, vyplnˇen´eho kruhu, nebo troj´ uheln´ıku na tvar ˇctverce. V pˇr´ıpadˇe j´adra vyplnˇen´ y ˇctverec. Dalˇs´ı proveden´ı chyb se t´ yk´ a pouze markant˚ u se spr´avnˇe urˇcenou pozic´ı. Bude-li chybnˇe urˇcena kvalita um´ıstˇen´ı markantu. Zmˇen´ı se barevn´e proveden´ı u ´hlov´e ˇc´ary. • V pˇr´ıpadˇe ˇze odchylka u ´hlu je vˇetˇs´ı neˇz tolerovan´a odchylka, jsou vykresleny oba u ´hly, spr´ avn´ yu ´hel je zakreslen silnˇejˇs´ı ˇcarou. • V pˇr´ıpadˇe z´ akladn´ıch markant˚ u se barva pˇri podhodnocen´ı kvality, mˇen´ı na zelenou. Zaznaˇc´ı-li student kvalitu v´ yraznˇe l´epe neˇz expert, barva se mˇen´ı na modrou. • V pˇr´ıpadˇe delt a jader je barevn´e proveden´ı jin´e, pˇri podhodnocen´ı kvality je barva r˚ uˇzov´ a a v pˇr´ıpadˇe nadhodnocen´ı se mˇen´ı na ˇzlutou Speci´aln´ı pˇr´ıpad nast´ av´ a u j´ adra, zde se urˇcuje jeˇstˇe dalˇs´ı kvalita, jedn´a se o kvalitu u ´hlu. Pokud je studetovo ohodnecen´ı kvality u ´hlu nadhodnoceno, je v bl´ızkosti markantu zobrazeno p´ısmeno "H". V pˇr´ıpadˇe podhodnocen´ı je zobrazeno p´ısmeno "L". Jedn´a se o poˇc´ateˇcn´ı p´ısmena slov High a Low. Posledn´ım moˇznou ud´ alost´ı u kter´e nebyl uveden symbol oznaˇcen´ı je ˇspatn´ y typ v pˇri urˇcov´an´ı zaˇc´ atku a konce linie, zdvojen´ı a typu other. Pˇri zjiˇstˇen´ı ˇspatn´eho typu je markant oznaˇcen p´ısmenem "T"
29
Obr´ azek 4.4: N´avrh zobrazovac´ı symboliky
4.3.3
N´ avrh statistik
Pˇri vyhodnocen´ı studentova souboru se zaznaˇcen´ ymi markanty vznikne obraz s grafick´ ymi znaˇckami. Tento druh zobrazen´ı je vyhovuj´ıc´ı pˇri v´ yuce. Student m˚ uˇze okamˇzitˇe pozorovat sv´e chyby a zlepˇsen´ı. Nicm´enˇe pokud by chtˇel sv˚ uj v´ ykon pˇresnˇeji sledovat, jsou pro tento u ´ˇcel vhodnˇejˇs´ı ˇc´ıseln´e statistiky. Z´akladn´ı statistiky mohou zobrazovat celkov´e mnoˇzstv´ı nalezen´ ych markant˚ u, poˇcet nalezen´ y nav´ıc a poˇcet nenalezen´ ych. Takto zpracov´ano pro vˇsechny tˇri kategorie markant˚ u. Takto z´ıskan´e statistiky zobrazit pˇri vyhodnocen´ı. S´ emantick´ e testov´ an´ı shody Pro testov´ an´ı shody zadan´ ych markant˚ u s markanty vzorov´ ymi se pouˇz´ıvaj´ı tˇri vzorce urˇcuj´ıc´ı m´ıru shody. Jejic popis je pˇrejat z [4]. Po proved´em v´ ypoˇctu jsou z´ısk´ana konkr´etn´ı ˇc´ısln´a naznaˇcuj´ıc´ı u ´spˇeˇsnost. Podle tˇechto hodnot mohou b´ yt studenti porovn´av´ani. Prvn´ı vzorec pro urˇ cen´ı shody Prvn´ı vzorec pro urˇcen´ı shody popisuje s jakou pˇresnost´ı byly shlukovan´e markanty urˇceny. Bere v potaz pouze utvoˇren´e dvojce. Vzorec poˇc´ıt´ a pr˚ umˇer ohodnocen´ı jednotliv´ ych shodnost´ı. Pngtm
mcsi (4.1) ngtm Pokud je vzd´ alenost bodu zaznaˇcen´eho studentem od bodu experta vˇetˇs´ı neˇz povolen´ a odchylka vzd´ alenosti je shodnost ohodnocena 0, v pˇr´ıpadˇe ˇze doˇslo k shlukov´an´ı je ohodnocen na stupnici 1 − penalizace. 0 if d ≥ told told = W 4 mcs = (4.2) 1−p jindy crgtm =
i=1
Penalizaci je vypoˇc´ıt´ ana souˇcem penalizace za ˇspatn´ y typ a souˇctem penalizace za ˇspatn´ yu ´hel. p = p∆θ + p∆t (4.3) 30
|θgtm − θagm | ∗ 0, 5 Π Zkratka gtm znaˇc´ı markant vloˇzen´ y expertem a agm markant vloˇzen´ y studentem. ∆θ =
(4.4)
Druh´ y vzorec Druh´ y vzorec porovn´av´a jestli jsou markanty vloˇzeny v oblasti otisku prstu, na jeho hranici nebo mimo otisk prstu. Takto jsou kontrolov´any vˇsechny studentovy markanty. 0, 25 if tgtm 6= tagm p∆θ = (4.5) 0 jindy Pnagm mpsi (4.6) cragm = i=1 nagm Tˇ ret´ı vzorec Posledn´ı vzorec za zamˇeˇruje na zmapov´an´ı poˇctu markant˚ u vloˇzen´ ych studentem, kter´e nebyly shlukov´ any. pokud je agm mimo oblast otisku prstu 0 0, 5 pokud je agm na hranici otisku (4.7) mps = 1 jindy
31
Kapitola 5
Implementace Program byl vyv´ıjen pod operaraˇcn´ım syst´emem Microsoft Windows 7 s pomoc´ı rozhra´ı wxWidgets. Je implementov´ an kompletnˇe v jazyce c++. V n´asleduj´ıc´ıch kapitol´ach pop´ıˇsu jeho z´akladn´ı skladbu a popis ovl´ad´an´ı. Posledn´ı kapitola bude obsahovat uk´azku jeho pouˇzit´ı.
5.1
Skladba programu
Program je naps´ an objektovˇe, skl´ad´a se ze ˇsesti tˇr´ıd, kter´e spolu navz´ajem komunikuj´ı, soupis tˇr´ıd je vidˇet zde: • FrmApp jedn´ a se o z´ akladn´ı tˇr´ıdu, kter´a vykresluje hlavn´ı okno a zodpov´ıd´a za vol´ an´ı ostatn´ıch tˇr´ıd. • Frm je tˇr´ıda obsahuj´ıc´ı temˇeˇr veˇsker´e funkce nutn´e pro chod programu, z t´eto tˇr´ıdy jsou pot´e vol´ any ostatn´ı tˇr´ıdy. V n´asleduj´ıc´ıch ˇr´adc´ıch budou pops´any nejd˚ uleˇzitˇejˇs´ı funkce. – Funkce pro naˇc´ıt´ an´ı soubor˚ u - je zde implementov´ano pˇet funkc´ı, jejichˇz u ´kolem je naˇc´ıt´ an´ı a kontrola otevˇren´ ych soubor˚ u. Kaˇzd´a z tˇechto funkc´ı pouˇz´ıv´a vlastn´ı dialogy k otv´ır´ an´ı a pˇristupov´an´ı k soubor˚ um. Obsluhujou i chybov´e dialogy pˇri probl´emech s otv´ır´ an´ım soubor˚ u. Funkce pro otv´ır´an´ı jsou vol´any stiskem tlaˇc´ıtka v hlavn´ım menu. – Funkce pro parsov´ an´ı soubor˚ u GTM parseGTM() m´a za u ´kol naˇc´ıst z cest z´ıskan´ ych pˇri otv´ır´ an´ı soubor˚ u informace do struktur obsaˇzen´ ych v tˇr´ıdˇe CDB tyto struktury jsou pak d´ ale v programu pouˇz´ıv´any. – Zde jsou tak´e funkce zab´ yvaj´ıc´ı se porovn´av´an´ım jednotliv´ ych markant˚ u. Maj´ı za u ´kol ze struktur naplnˇen´ ych informacemi o markantech v´ yjmout d˚ uleˇzit´e informace a uloˇzit je do struktury, ze kter´e jsou potom zakresleny. Vyjmut´ı ze struktur uˇz podl´eh´ a hodnot´am nastaven´ ym v nastavovac´ım dialogu. – Funkce pro porovn´ av´ an´ı markant˚ u jsou v programu tˇri MEvalCo(), MEvalDE(), MEvalMi() podle informace a maxim´aln´ı moˇzn´e vzd´alenosti dvou markant˚ u z nastavovac´ıho dialogu, nejprve porovn´avaj´ı kaˇzd´ y markant experta se vˇsemi markanty studenta, vyb´ıraj´ı takovou dvojci, kter´a m´a mezi sebou nejmenˇs´ı vzd´ alenost a z´ aroveˇ n vzd´ alenost menˇs´ı neˇz maxim´aln´ı povolenou odchylku. Pokud takov´ yto prvek najdou je oznaˇcen jako ”shodn´ y”. Jestliˇze se nepodaˇr´ı objevit ˇz´adn´ y markant, 32
kter´ y by pasoval k markantu experta, je uloˇzena informace o tomto expertovˇe markantu a oznaˇcena pˇr´ıznakem ”nenalezen”. Takto je porovn´ana cel´a struktura. Po skonˇcen´ı porovn´av´an´ı je znovu proch´azena struktura se studentov´ ym markanty a vˇsechny neoznaˇcen´e prvky jsou oznaˇceny jako ”nav´ıc”. Tyto informace jsou uloˇzeny do struktury DAT. – Pot´e jsou vol´ any funkce PaintC(), PaintD(), PaintM() jejichˇz u ´kolem je vykreslit a porovnat markanty z´ıskan´e v pˇredchoz´ım kroku. Nejprve jsou na obrazovku vykresleny markanty, kter´e uˇz nen´ı tˇreba porovn´avat. Jedn´a se o markanty pˇreb´ yvaj´ıc´ı a markanty chybˇej´ıc´ı. Pot´e jsou postupnˇe kontrolov´any dalˇs´ı vlastnosti.Nejprve je namˇeˇrena odchylka kvality, protoˇze zmˇena kvality m´a za n´asledek i zmˇenu barvy. Takto zmˇenˇen´a barva je uchov´ana a pˇrejde se k porovn´av´an´ı u ´hlu. Pokud je u ´hel vpoˇr´ adku je vykreslen spr´avnou barvou, pokud nen´ı poˇr´adku je nav´ıc vykreslen jeˇstˇe u ´hel spr´avn´ y, tento spr´avn´ yu ´hel poch´az´ı od experta. Pot´e je porovn´ an typ. • DlgS je tˇr´ıda obsluhuj´ıc´ı formul´aˇr akce formul´aˇre, kter´ y je vyuˇzit pˇri zad´av´an´ı nastaven´ı. Tento formul´ aˇr pˇri bˇehu programu uchov´a sv´a nastaven´ı. Pˇri opˇetovn´em zapnut´ı jsou nastaven´ı obnovena.
5.2
Ovl´ ad´ an´ı programu
Ovl´ad´an´ı programu je velmi jednoduch´e a nativn´ı. Pro porovn´an´ı je potˇreba pouze zapnout program a v otv´ırac´ıch dialoz´ıch naˇc´ıst jednotliv´e soubory. Program kontroluje zdali jsou naˇcteny opravdu vˇsechny soubory. Pokud tomu tak nen´ı, vyzve uˇzivatele k nov´emu zad´an´ı. Pˇri pr´aci zobrazuje d˚ uleˇzit´e informace do zobrazovac´ı liˇsty nach´azej´ıc´ı se pod menu. Po otevˇren´ı soubor˚ u je nutno vyhodnotit v´ ysledek (tlaˇc´ıtko evaluate). Pˇred vyhodnocen´ım je moˇzn´e nastavit v dialogu nastaven´ı jednotliv´e informace.
5.3
Testov´ an´ı
Pro testov´ an´ı byly nastaveny n´ızk´e hodnoty odchylek a zapnuty vˇsechny pˇrep´ınaˇce, to znamen´ a, ˇze byly hled´ any veˇsker´e druhy chyb. Na n´asleduj´ıc´ıch obr´az´ıch 5.1, 5.2, 5.3 jsou zobrazeny v´ ysledky. Zaj´ımavost´ı je ˇze vˇsechny tˇri soubory byly vytvoˇren experty, porovn´ an´ı prob´ıhalo kaˇzd´ a s kaˇzd´ ym. Je zde vidˇet spousta drobn´ ych chyb a rozd´ıl˚ u.
33
Obr´azek 5.1: Test 1
Obr´azek 5.2: Test 2
34
Obr´azek 5.3: Test 3
35
Kapitola 6
Z´ avˇ er Bakal´aˇrsk´ a pr´ ace se zab´ yvala tvorbou aplikace pro tr´enink daktyloskopick´ ych expert˚ u, c´ılem tohoto programu bylo navrhnout takov´e uˇzivatelsk´e rozhran´ı, aby pr´ace s programem byla co nejjednoduˇsˇs´ı a pˇritom velmi efektivn´ı. Z´aroveˇ n bylo nutno vymyslet a otestovat zp˚ usob, jak´ ym budou uˇzivatel˚ um, tr´enuj´ıc´ım se v daktyloskopov´an´ı, zobrazov´any jejich chyby. Toto zobrazen´ı mˇelo b´ yt pˇrehledn´e a umoˇzn ˇovat selekci prvk˚ u aktu´alnˇe viditeln´ ych a zakreslen´ ych do obr´ azku tak, aby se expert mohl zamˇeˇrit pouze neoblasti, kter´e mu zp˚ usobovaly probl´emy. Pˇri tvorbˇe programu jsem se nejprve sezn´amil se z´akladn´ımi poznatky z oboru daktyloskopie, abych mohl co nejl´epe navrhnout samotn´e zobrazov´an´ı. Navrˇzen´ y zp˚ usob vyznaˇcov´ an´ı markant˚ u se mi zd´ a velmi pˇrehledn´ y, jeho pˇrehlednost vyplynula i z proveden´ ych test˚ u. Velk´a pˇrednost programu se skr´ yv´a v moˇznostech zobrazit pouze konkr´etn´ı chyby. Dalˇs´ı nespornou v´ yhodou je moˇznost zv´ yˇsit tolerovan´e odchylky u jednotliv´ ych porovn´avac´ıch mechanizm˚ u. Pokud bych mˇel popsat nev´ yhody programu, nebo oblasti implementace, kter´e by se daly do budoucna vylepˇsit. Musel bych se zm´ınit o moˇznosti vylepˇsit uˇzivatelsk´e rozhran´ı zakomponov´ an´ım do programu GUI Dactyloscopy. Aplikace by mohla b´ yt s´ıt’ov´a a vyhodnocen´e v´ ysledky sd´ılet na centr´ aln´ım serveru. Umoˇznit tak daktyloskop˚ um proch´azet v´ ysledky sv´ ych koleg˚ u. Pˇri n´ avrhu a implementaci t´eto aplikace jsem z´ıskal cenn´e zkuˇsenosti s programov´an´ım v prostˇred´ı wxWidgets a n´ avrhem rozs´ahl´e aplikace. Tak´e jsem se dozvˇedˇel spoustu informac´ı souvisej´ıc´ıch s propojen´ım daktyloskopie a informaˇcn´ıch technologi´ı.
36
Literatura [1] Busch Christoph, Hejtmankova Dana, and Tabassi Elham. Semantic conformance testing methodology and intial results for fingeprint minutia encoding. [online], [cit. 2010-05-01]. Dostupn´e na URL:
. [2] J. Hugo and M. Vokurka. Velk´y l´ekaˇrsk´y slovn´ık. Maxdorf, 2009. ISBN 978-80-7345-166-0. [3] M. Jedlicka. Kriminalisticka daktyloskopie. [online], [cit. 2010-01-20]. Dostupn´e na URL: . [4] Dana Lodrov´ a, Christoph Busch, and Martin Drahansk´ y. Semantic conformance testing methodology for finger minutiae data. In Proceedings of the Special Interest Group on Biometrics and Electronic Signatures, Lecture Notes in Informatics, pages 31–42. Society for Informatics, 2009. [5] A. Merkunov´ a and M. Orel. Anatomie a fyziologie ˇclovˇeka. Grada, Praha, 2008. ISBN 802471521X. [6] NIST. Wsq fingerprint image compression. [online], [cit. 2010-05-01]. Dostupn´e na URL: . [7] Spoleˇcnost pro kriminalistiku. Afis. [online], [cit. 2010-03-25]. Dostupn´e na URL: . [8] Spoleˇcnost pro kriminalistiku. Afis - rapiid respond system pro cizineckou policii. [online], [cit. 2010-03-25]. Dostupn´e na URL: . ˇ ıha. Biometrie a identita ˇclovˇeka v informaˇcn´ıch [9] R. Rak, V. Maty´ aˇs, and Z. R´ technologi´ıch. Grada, Praha, 2008. ISBN 978-80-247-2365-5. ˇ ek, 2007. [10] J. Stratus. Kriminalistick´ a technika. Druh´e vyd´an´ı. Aleˇs Cenˇ ISBN 9788073800529. [11] J. Stratus. Stopy na m´ıstˇe ˇcinu. [online], [cit. 2010-01-25]. Dostupn´e na URL: .
37
Seznam obr´ azk˚ u 2.1 2.2
ˇ Sest z´ akladn´ıch vzor˚ u [9] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Jednotliv´e markanty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9 11
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5
Okno pro kreslen´ı markant˚ u Z´ akladn´ı urˇcen´ı otisku . . . Urˇcen´ı markantu . . . . . . Nastaven´ı j´ adra . . . . . . . Nastaven´ı delty . . . . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
17 18 19 20 20
4.1 4.2 4.3 4.4
Tolerovan´ a odchylka pozice [1] . Hlavn´ı menu aplikace . . . . . Dialog nastaven´ı . . . . . . . . N´ avrh zobrazovac´ı symboliky .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
25 27 29 30
5.1 5.2 5.3
Test 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Test 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Test 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
34 34 35
. . . . .
38
