王夢楠沈宇辰張翔

摘??要：槍支彈藥專用保險柜指紋模塊比對算法的一致性驗證過程中，存在檢測程序效率低、需要人工比對的問題。提供了一種驗證方法，能夠將證后監督檢驗的檢測結果更好更快地與3C認證檢驗的結果進行一致性比對，并編程實現。

關鍵詞：槍支彈藥專用保險柜?? 指紋比對算法?? 一致性??錯誤拒絕率?? 錯誤接受率

一、引言

近年來，隨著全國濫用警用槍械的事件增多，國家和公安機關對于警用槍械的控制也更為嚴格。在2013年出版的公共安全行業標準GA1051-2013《槍支彈藥專用保險柜》中，對槍支彈藥專用保險柜做出了安裝指紋模塊等生物識別鎖具的要求。指紋模塊的指紋比對算法須滿足在錯誤接受率為0.001%時，錯誤拒絕率小于等于3%。

為了保證進入公共安全行業領域的指紋模塊的指紋比對算法符合上述標準，公安部安全與警用電子產品質量檢測中心（以下簡稱“公安部檢測中心”）已于2014年開展相關檢測，并制定了《槍支彈藥專用保險柜指紋防盜鎖具測試大綱》，研發了專用測試工具。目前槍支彈藥專用保險柜指紋比對算法的檢測類型分為3C認證的型式檢驗（以下簡稱“認證檢驗”）和證后監督檢驗（以下簡稱“一致性檢驗”）。如果把認證檢驗比喻為該槍支彈藥專用保險柜指紋模塊進入公安領域的門票，那么一致性檢驗就是一個抽檢門票的過程，換句話說，一致性檢驗考察的是實體槍支彈藥專用保險柜上的指紋比對算法是否與認證檢驗的指紋比對算法完全一致。由于指紋比對算法的一致性檢驗是近兩年開展的新檢測項目，原有的檢測流程和檢測程序只針對認證檢驗，對于僅需要驗證指紋比對算法一致性的一致性檢驗而言，如果完全使用認證檢驗的檢測流程，則檢測耗時過長；如果僅僅驗證兩次檢測的一致性，則現有檢測程序并不能做到自動比對兩種檢測的結果，而人工比對檢測結果不僅花費了檢測工程師大量的時間，還容易造成數據混亂等問題。因此，優化一致性檢驗的檢測過程勢在必行。

?二、槍支彈藥專用保險柜指紋比對算法認證檢驗方法

槍支彈藥專用保險柜指紋比對算法的委托檢驗流程如圖1所示：

（1）從身份證指紋測試庫中隨機抽取N枚指紋圖像（N/3個手指，每個手指3枚指紋圖像），并使用被測指紋儀現場采集M枚圖像（M/3個手指，每個手指3枚指紋圖像），共N+M枚圖像混合作為指紋測試庫；

（2）對上述N+M枚圖像生成指紋特征；

（3）對上述N+M枚指紋特征進行兩兩比對，為每一次比對生成比分；

（4）通過程序計算出該指紋比對算法在錯誤接受率為0.001%時的錯誤拒絕率，如小于等于3%則檢測通過，否則為檢測不通過。

指紋比對算法檢測生成的數據記錄文件格式如表1、表2，首先為每一枚指紋圖像賦予在測試中對應的測試編號，然后列出各個編號的指紋兩兩比對時的先后順序和得分。

要使得測試數據滿足標準中錯誤接受率的要求，即能“在錯誤接受率為0.001%時，錯誤拒絕率小于等于3%”的數量級要求，則比對次數至少應是105級的。認證檢驗中，滿足此數量級的N+M枚指紋兩兩比對的測試時間較長，數據量大，且按照測試大綱要求，需要現場采集指紋，對于參與測試的人員數量有一定的要求。而一致性檢驗為驗證性檢測，不需要重新采集指紋，也不需要大數據量的檢測和最終錯誤拒絕率的數值，只需要使用足夠的數據來證明指紋模塊中的指紋比對算法與認證檢驗中的指紋比對算法一致即可。

?三、槍支彈藥專用保險柜指紋比對算法一致性檢驗方法

一致性檢驗的檢測過程如圖2所示：

（1）在認證檢驗的N+M枚指紋中指定X（20≤X≤50）枚指紋作為檢驗庫；

（2）按照認證檢驗的方法對該X枚指紋生成指紋特征并進行比對；

（3）將指紋比對得到的比分與認證檢驗中這X枚指紋比對得到的比分進行比較，如所有比分均與認證檢驗一致，則檢測通過，否則檢測不通過。

由圖2可以看出，一致性檢驗的關鍵在于將少量指紋對的比對得分結果與認證檢驗的指紋比對得分結果進行逐一比較，只要比對得分與認證檢驗中的完全一致，即可認為兩次測試所用到的指紋比對算法是一致的。為提高檢測效率，確保檢測的數據比對的準確性，就需要提供一種快速有效的方法和程序來進行比分比較，并生成最終的檢測結論。

四、槍支彈藥專用保險柜指紋比對算法一致性檢驗的實現

（一）一致性檢驗程序流程設計

一致性檢驗程序流程如圖3所示：

（二）導入認證檢驗與一致性檢驗的數據文件

讀取認證檢驗與一致性檢驗的數據文件，獲得每一枚指紋在兩次檢測中的序列編號及相應比分。文件格式如上文中表1、表2所示。

（三）對兩次檢測的編號進行關聯

由于指紋測試庫和檢驗庫均為固定，因此可讀入事先寫好的編號關聯文件。編號關聯文件格式如表3所示，其中第一列為指紋圖像的文件名，第二列為一致性檢驗的指紋編號，第三列為認證檢驗的指紋編號。例如，001_0.raw和001_1.raw兩枚指紋，在一致性檢驗中的編號分別為0和1，在認證檢驗中編號分別為24和25。

（四）比較兩次檢測的比分并判定

按照對應編號查找每對指紋分別在兩次檢測中的比對得分，如果兩次比分結果一致，則記為“是”，否則記為“否”。

仍然以001_0.raw和001_1.raw兩枚指紋為例，已知它們在一致性檢驗時的得分為1909，對照表2查找認證檢驗中編號為24和25的兩枚指紋比對的得分，如果得分也為1909，則記為“是”，否則記為“否”。

（五）輸出結果

將第4步中的比分和判定輸出為TXT文件，格式如表4所示。

（六）結果展現

為了使測試結果更加直觀，除了文件中的詳細數據，檢測結果以彈窗形式展現，如圖4（a）、（b）所示。對于驗證成功的一致性檢驗結果生成指紋數據比對成功的彈窗，對于驗證不成功的一致性檢驗結果生成指紋數據比對不成功的彈窗，并輸出比對失敗的指紋對，使檢測更加便利。

五、結語

本文介紹了目前公安部檢測中心對槍支彈藥專用保險柜的指紋模塊進行指紋比對算法檢測的情況，簡述了指紋比對算法認證檢驗的檢測流程直接應用在一致性檢驗時所面臨的效率低、時間長、數據量大等問題，提出了一種快速有效的檢測方法并編程實現。該檢測方法檢測時間短、檢測數據量小、檢測結果清晰直觀，已經運用到槍支彈藥專用保險柜指紋模塊比對算法的檢測中，極大提高了檢測工程師的檢測效率。