В 2011 г. нами был произведен анализ дерматоглифической идентификации погибших в ходе контртеррористической операции на Северном Кавказе 1995—2001 гг. [1]. В то время применялась идентификационная дерматоглифическая компьютерная программа (КП) Dglyphic-7 [2]. В результате пришли к выводу, что для повышения эффективности дерматоглифики в идентификационном процессе необходимо разработать инструмент объективного считывания информации с папиллярного узора. Была поставлена задача — разработать точечно-цифровую модель (ТЦМ) папиллярного узора, приемлемую для компьютерной обработки. В 2013 г. опубликованы предварительные результаты работы [3], а затем создан программный комплекс (ПК) D-glyphic.7−14 [4]. Это позволило производить оцифровку признаков и минимизировать субъективное влияние на их интерпретацию. Примененное в программе масштабирование на основе гребневой ширины оказалось некорректным для некоторых дерматоглифических признаков, а также не позволяло использовать изображения отпечатков пальцев, сканированных с различным разрешением. Кроме того, требовала существенной переработки примененная в ПК классификация дерматоглифических признаков из-за сложности их разметки. Отсюда появилась необходимость разработать новый ПК, устраняющий указанные недостатки.

В процессе исследования дерматоглифических признаков была создана оригинальная классификация (табл. 1)

Для компьютерной обработки установлен порядок оцифровки признаков [5]:

— типам, подтипам и ориентации узоров присваивали условные балльные оценки (УБО): A — 1, Lu — 2, Lr — 3, Wc — 4, Wl — 5; U — 1, R — 2;

— гребневой счет регистрировали абсолютными цифровыми значениями количества гребней по соответствующим линиям счета;

— углы ориентации узоров и дистальных радиантов фиксировали абсолютными значениями угловых градусов;

— широтно-высотные индексы, широтный и высотный индексы выражали цифровыми значениями вычисленных отношений соответствующих линейных размеров по горизонтальной и вертикальной осям;

— тотальный фенотип (ТФ) отражали суммой значений признака на 10 пальцах;

— индекс симметрии (ИС) признака отражали отношением суммы значений признака на пяти пальцах левой руки к сумме значений признака на правой руке;

— маркеры фиксировали наличием или отсутствием признака — 1 или 0.

Классификация дерматоглифических признаков и их оцифровка применимы как для пальцев рук, так и для пальцев ног.

Цель исследования — разработка ПК для безмасштабной оцифровки дерматоглифических признаков в рамках созданной точечно-цифровой модели с возможностью использования баз данных для диагностики кровного родства.

Язык программирования: Object Pascal (в среде Delphi). Объем программы Biometrical Dactylography 17.0: 270 Мб. Программа прошла государственную регистрацию в Реестре программ для ЭВМ Федеральной службы по интеллектуальной собственности, о чем выдано соответствующее свидетельство [7].

В качестве примеров пальцевых отпечатков семейных групп использовали коллекцию дерматоглифов, собранной в 124 Центральной лаборатории медико-криминалистической идентификации Минобороны России (Ростов-на-Дону) в 1996—2001 гг.

Назначение программного комплекса:

— формирование базы данных (БД), которая хранит электронные копии изображений отпечатков пальцев рук и ног, а также цифровую информацию о папиллярных узорах пальцев рук и ног в семейных триплетах (отец+ мать+ребенок);

— разметка изображений исследуемых отпечатков пальцев точками и линиями в рамках ТЦМ с автоматическим считыванием первичной цифровой угловой и метрической информации;

— расчет заданных относительных величин исходя из первичной цифровой информации;

— импорт полученных данных в файл MS Excel.

ПК предназначен для исследований, связанных с вопросами диагностики кровного родства с целью идентификации личности в судебно-медицинской экспертизе.

Программный комплекс включает следующие модули:

1. Модуль работы с базой данных.

2. Модуль обработки отпечатков пальцев рук.

3. Модуль обработки отпечатков пальцев ног.

4. Блок справочной информации о папиллярных узорах и их разметке.

База данных предназначена для хранения общей информации об исследуемом объекте, сканов отпечатков (далее — отпечатков) пальцев рук и ног, значений зафиксированных признаков. Категории баз данных представляют: БД исследуемые, предназначена для сбора дерматоглифической информации о неопознанных погибших, подлежащих идентификации; БД сравниваемые, предназначена для сбора дерматоглифической информации о кровных родственниках погибших или пропавших без вести; БД эксперимент, предназначена для накапливания посемейной дерматоглифической информации с целью проведения научных исследований.

Стартовое окно программы функционально препровождено кнопками для управления базами данных (рис. 1).

Загрузка БД в стартовое окно программы происходит по нажатии на кнопку создать базу данных (при создании нового файла) или открыть базу данных (при работе с уже существующим файлом). Так, например, на рис. 1 в стартовом окне загружена БД, содержащая 6 записей, относящиеся к двум семейным группам — триплетам: отец+мать+ребенок.

Для внесения записей в БД нажимают кнопку «ввод» и на экране появляется диалоговое окно, предназначенное для заполнения общей информации об объекте исследования. Окно имеет вид информационной карточки, после заполнения которой и нажатия на ней кнопки «ввод», данные автоматически заносятся в поля 1—11 БД (табл. 2).

Для обращения к модулю обработки отпечатков пальцев рук в стартовом окне ПК в текущей БД выделяют строку, соответствующую исследуемому объекту и нажимают кнопку ПР (пальцы рук) (см. рис. 1). На экране отобразится окно пальцы рук (рис. 2),

Окна для изображений отпечатков пальцев являются показателями наличия отпечатков в БД и кнопками активации определенного отпечатка для последующих действий. Загрузка отпечатков осуществляется из файлов по нажатии на кнопку загрузить изображение для загрузки каждого отпечатка по отдельности либо на кнопку «загрузка всех изображений» для одновременной загрузки отпечатков обоих рук. Для использования коллекции посемейной БД отпечатков, собранной в 124 СМЛ (Ростов-на-Дону), имеется кнопка с именем: Б.Д. Ракитин В.А. В модуле предусмотрены функции удаления изображения и увеличения отпечатка.

Для разметки дерматоглифических признаков пальцев необходимо в окне «пальцы рук» (см. рис. 2) выделить соответствующий отпечаток и нажать кнопку «разметка изображения». Выполнение этих команд приводит к появлению на экране окна Разметка (рис. 3),

Окно разметки (см. рис. 3) включает 3 части:

— первая занимает левую половину окна, содержит информацию об объекте исследования и окно с отпечатком пальца с указанием ульнарной и радиальной сторон;

— вторая — режимы разметки признака;

— третья — содержит цифровые значения размечаемых признаков для визуального контроля. Значения признаков автоматически вводятся в соответствующие строки после разметки определенных признаков.

Первичная и расчетная информация об узорах пальцев всех членов выборки заносится в БД значений признаков дерматоглифики пальцев рук. Поля Б.Д., кроме полей 1—11 (см. табл. 2), содержат значения признаков, перечисленных в табл. 1: поля 12—161 — значения признаков узоров 10 пальцев; поля 162—171 — значения тотальных фенотипов 10 признаков (без маркеров); поля 172—181 — значения индексов симметрии по тем же признакам. Аналогичная Б.Д. с полями 1—181 формируется по результатам разметки пальцев ног.

Кнопка выход из окна разметки обеспечивает переход к предыдущему окну (см. рис. 2) и работу со следующим отпечатком.

Для обращения к модулю обработки отпечатков пальцев ног в стартовом окне ПК текущей БД выделяют строку с соответствующим объектом и нажимают кнопку ПН (пальцы ног) (см. рис. 1). На экране отобразится окно «пальцы ног». Далее производят все аналогичные манипуляции, описанные для пальцев рук.

Порядок разметки признаков состоит из двух частей: а) выбор вербальных признаков, б) режимная разметка.

Выбор вербальных признаков производится из списков — тип (подтип) и ориентация узора; выбором опции для соответствующего маркера.

Режим разметки представляет собой последовательные манипуляции, обеспечивающие правильную программную разметку признаков, автоматическое считывание первичных угловых и линейных размеров и производство расчетов относительных величин. Последовательность режимных действий разметки:

1. Рисование базисной линии для всех типов узоров.

Только для петель и завитков:

2. Рисование скелета узора.

3. Поиск верхней точки.

4. Предварительная постановка точек дельты (дельт) и центра.

Для всех типов узоров:

5. Построение углов.

6. Постановка точки дельты.

7. Постановка точки центра узора.

Только для петель и завитков:

8. Постановка верхней точки узора

9. Постановка нижней точки узора.

Для всех типов узоров:

10. Постановка точки талии узора.

11. Гребневой счет.

Включение требуемых функций разметки производятся путем выбора соответствующей опции режима разметки или вспомогательных построений. Вспомогательные построения можно включать и производить в любой последовательности относительно функций режима разметки. При необходимости повторения разметки признака необходимо выбрать соответствующую опцию и нажать кнопку «удалить признак с изображения» и продолжить разметку. Можно полностью очистить изображение, нажав на кнопку «очистить изображение» и произвести новую разметку.

1. Для рисования базисной линии ставят точку на одной стороне отпечатка в выбранном месте складки, затем, удерживая нажатой левую кнопку мыши, тянут прямую линию на другую сторону отпечатка и в выбранном месте отпускают клавишу. Автоматически ставится вторая точка, между точками рисуется прямая линия.

2. Скелет узора наносят курсором, нажимая левую клавишу мыши и рисуя вдоль соответствующего гребня отрезки прямых линий различной длины.

3. Поиск верхней точки осуществляют установкой курсора выше дистальной скелетной линии. При перемещении курсора за ним будет двигаться прямая линия, параллельная БЛУ. При приближении этой линии к выпуклой кверху части скелетной линии наименьшее расстояние между ними укажет на верхнюю точку узора. Для установки этой линии на нужном уровне необходимо отпустить клавишу мыши.

4. Построение углов. а — в петлях и завитках из верхней точки узора рисуют две линии: одну через дельту (основную — в завитках), вторую в петлях и внутрипетлевых завитках в виде касательной к противоположному дельте скату дистального радианта, в петлевых и беспетлевых завитках — через неосновную дельту. Затем нажимают кнопку «принять угол»; б — в дугах вначале ищут гребень с наименьшим углом изгиба, затем принимают угол. Этой функцией определяется угол дистального радианта и угол ориентации узора.

5—6. Точки дельты и центра узора:

— в петлях и завитках устанавливают в выбранных соответствующих точках;

— в дуге: дельту — в точке касания радианта и касательной на стороне меньшего угла; центр узора — на вершину угла дистального радианта.

От дельты рисуется поперечная ось, от центра — продольная. При постановке точки центра узора вычисляется широтно-высотный индекс 1.

7. Верхнюю точку узора в петлях и завитках ставят на вершину угла дистального радианта. При постановке этой точки вычисляется широтно-высотный индекс 2.

9. Нижнюю точку узора ставят только в петлях и завитках на пересечениии проксимального радианта с продольной осью. При постановке этой точки вычисляются широтно-высотный индекс 3 и высотный индекс.

10. Постановка точки талии узора:

— в дугах, петлях и внутрипетлевых завитках точку талии ставят в середине касания противоположного дельте ската радианта и касательной;

— в петлевых и беспетлевых завитках — в точку неосновной дельты.

При постановке этой точки вычисляется широтный индекс.

11. Для гребневого счета от первых двух кликов левой клавиши мыши ставится две точки, между которыми автоматически рисуется линия счета. Для рисования линии счета в петлях и завитках одну точку ставят в дельте, вторую — в центре узора. Для рисования линии счета в дугах одну точку ставят в координатном центре (ЦК), другую — на вершине угла дистального радианта, т. е. в центре узора. После рисования линии счета на ней в точках пересечения с гребнями ставят точки, количество которых учитывается автоматически. Если плотность линий большая и затрудняет подсчет гребней, то включают функцию Увеличить фрагмент (для расчета ГС), устанавливают курсор на середину линии счета и кликают левой клавишей мыши. В появившемся окне производят ту же процедуру счета. Значение Г.С. появляется в соответствующей строке после закрытия окна увеличения фрагмента.

По завершении разметки всех пальцевых узоров заданной выборки людей возвращаются в стартовое окно (см. рис. 1), нажимают кнопку «копировать БД (пальцев рук или пальцев ног)» и экспортируют данные разметки о всех исследуемых объектах раздельно БД пальцев рук и БД пальцев ног в предварительно созданный и открытый файл (файлы) Exсel функцией вставить.

Блок справочной информации представлен текстовым файлом типа *.pdf, который открывается нажатием кнопки «описание и примеры разметки признака» в окне Разметка (см. рис. 3).

Создан и зарегистрирован в Реестре программ для ЭВМ Федеральной службы интеллектуальной собственности программный комплекс, позволяющий следующее:

— создавать базы данных, содержащие копии изображений отпечатков пальцев рук и ног семейных групп без разметки или с разметкой, а также цифровые значения исследуемых признаков дерматоглифики;

— изучать изображения отпечатков и пальцев на экране монитора при различных увеличениях;

— размечать их по установленному алгоритму и набору дерматоглифических признаков;

— конвертировать результаты разметки в таблицы MS Excel;

— упрощать процесс обучения дерматоглифической технике исследования, увеличивать усвоение материала за счет наглядности этапов обработки узоров и оперативности вызова справочной информации.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.