引用本文
甘霖, 焦彩洋. 似然比在赤足足迹检验鉴定中的应用[J]. 刑事技术,2016,41(5): 414-416
GAN Lin, JIAO Caiyang. Trial Application of Likelihood Ratio Test into Barefoot Print Examination[J]. Forensic Science and Technology,2016,41(5): 414-416  
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似然比在赤足足迹检验鉴定中的应用
甘霖, 焦彩洋
中国刑事警察学院,沈阳 110035

作者简介：甘霖（1996—）,女,河南信阳人,硕士研究生,研究方向为足迹检验。E-mail：275802463@qq.com

摘要

目的 探索似然比检验方法用于赤足足迹鉴定,并对检验结果作量化分析。方法 收集300份赤足足迹样本,并对它们的拇趾形状、跖前（后）缘形状、足弓类型、足跟类型、足趾分布是否为重叠型以及第三趾中心点与第二、四趾中心点连线的关系等项特征进行统计,然后计算出各种特征在赤足足迹中的出现概率,计算似然比值。结果 对应于6个似然比等级,关联的特征性足迹类型越多则累积似然比值越大,证据强度越高。结论 似然比检验可用于赤足足迹的检验鉴定。

关键词: 似然比; 赤足; 足迹; 量化检验
中图分类号:DF794.1 文献标志码:B 文章编号:1008-3650(2016)05-0414-03 doi: 10.16467/j.1008-3650.2016.05.017
Trial Application of Likelihood Ratio Test into Barefoot Print Examination
GAN Lin, JIAO Caiyang
National Police University of China, Shenyang 110035, China
Abstract

Objective Exploring to apply the likelihood ratio test into barefoot print examination through the quantitative analysis of the test results.Methods 300 samples of human barefoot prints were collected and statistically recorded of their seven features of toe shape, both leading and trailing edge shape of sole, arch type, heel shape, overlapped digits, and the relation between the central point of the third digit and the line connecting the central points of the second and fourth digits. The probability of each above feature that appears in the barefoot prints was calculated in order to obtain each relevant likelihood ratio and the product (cumulative likelihood ratio) by multiplication of each one.Results Corresponding to the six grades of likelihood ratio, the more involvement of the featured types of footprint, the bigger value of the cumulative likelihood ratio, and consequently the higher strength of evidence.Conclusion The likelihood ratio test can be applied into the examination of barefoot print.

Keyword: likelihood ratio (LR); barefoot; footprint; quantification test

似然比是一种反映灵敏度与特异度的复合指标, 主要反映某一性状或表征在某关联群体中筛检结果的概率与在正常群体中出现概率的比值。在物证鉴定中, 似然比是一种关于相似性与典型性的比值, 作为一种逻辑与概率统计相结合的证据评估体系, 它可直接将案件中证据的力度进行量化, 将证据强度以数字形式表现出来, 量化呈现检验结果。似然比检验基于贝叶斯定理, 而贝叶斯定理是以联合概率 [1]为基础。联合概率是指两个事件同时发生的概率, 其前提条件为两个事件都是独立事件, 即二者相互独立。贝叶斯定理包括三个部分, 即先验优势、似然比和后验优势。在一个案件中, 除了在现场发现的物证E以外, 往往还会有被害人陈诉、目击者证言以及其它的证据, 即非物质证据I。先验优势就是在分析现场的物证之前, 只考虑非物质证据I所得到的支持假设（H0）的力度。后验优势是先验优势与似然比的乘积, 表示的是在先验优势的基础上, 考虑物证E后得到的支持假设（H0）的力度 [2]。似然比可表述为在相同条件下犯罪嫌疑人与其他某个人能够分别形成现场物证的概率之比值。即： 。其中, E为现场物证, H0和H1分别是犯罪嫌疑人与其他某个人为现场物证遗留者的假设, P(E|H0)为犯罪嫌疑人能够形成现场物证的概率, 即相似性; P(E|H1)则为其他某个人能够形成现场物证的概率, 即典型性。P(E|H0 )多为1或近似于1, P(E|H1 )需要从建立的相关数据库中求取。本文将似然比引用到赤足足迹的检验鉴定中, 为足迹检验探索新思路。

1 材料与方法
1.1 研究对象

在中国刑事警察学院内收集的行走正常、年龄18~50岁之间共300人的赤足足迹样本。

1.2 研究方法

1.2.1 样本收集

被捺印者均在正常行走状态下进行赤足足迹捺印。对收集的样本足迹分别进行编号及标注。

1.2.2 特征选取

赤足足迹特征包括足型特征、肤纹特征以及其他特征 [3]。由于似然比在检验鉴定中所反映的是相似性与典型性的比值, 故不是所有的赤足足迹特征都能够被选取和使用。赤足足迹的足型特征, 由于该特征在现场中随作案人的行走、心理状态以及承受客体的性质等而变化, 导致其典型性较差, 故不选取; 趾头形状, 除了拇趾以外的其它四个趾头均较小, 在犯罪现场中的反映性较差, 故只选取拇趾形状这一特征; 趾节形状特征, 在行走过程中, 趾节的受力不稳定, 或出现或消失, 利用价值低, 故不选取; 跖区结构特征, 考虑到犯罪现场赤足足迹的反映性以及检验鉴定的可用性, 对于跖区结构特征, 本文只选取跖前（后）缘结构特征; 弓区结构特征包括足弓的类型和边缘形态, 因为足弓的边缘形态在足迹中反映不稳定, 变化较大, 故本文只选足弓类型这一特征, 它分为高弓、窄弓、中等弓、扁平弓和膨胀弓; 跟区结构特征主要指的是足跟形状, 它包括圆形、椭圆形、类方形以及不规则形。赤足足迹的肤纹特征, 由于该特征特定性强, 可直接进行同一认定, 如果将其用在似然比检验中, 那就没有了检验意义, 所以本文也不选取肤纹特征。赤足足迹的其他特征, 包括畸形、损伤、疤痕、鸡眼、胼胝、脱皮和附着物特征等, 由于趾的畸形、损伤、疤痕、鸡眼以及胼胝特征同乳突纹线特征一样, 具有较强的特定性, 所以本文同样不选取; 而脱皮和附着物特征的稳定形较差, 故也不选取。

除以上三大类特征, 考虑到实用性与准确性, 还另选了两个特征, 一个是足趾的分布是否重叠; 另一个是第三趾中心点与第二、四趾中心点连线的关系, 分别为第三趾中心点在第二、四趾中心点连线的上方、下方以及第二、四趾中心点连线穿过第三趾中心点。

1.2.3 数据库建立

对收集到的300份实验样本进行上述7种特征的统计, 分别对选取的这7种特征在300份实验样本中出现次数进行统计和录入, 建立数据库。然后计算出该7种特征在300份实验样本中的出现概率。

1.3 似然比等级

针对似然比值, Association of Forensic Science Providers (AFSP)将其按等级转换成言语形式表达 [4], 即表1所示的6
个等级 [5]。将得到的似然比值与表1比对, 获得现场赤足足迹特征的支持力度。

表1 似然比等级 Table 1 Grade definition of likelihood ratio
2 结果
2.1 数据的分析

对300份平面赤足足迹捺印样本进行统计, 得到表2的统计结果。可以看出, 对于拇趾形状, 左、右足均表现为不规则形与三角形出现率最高; 对于跖前缘形状, 左、右足均表现为波浪形出现率最高, 平直形出现率最低; 对于跖后缘形状, 左、右足均表现为弧形与凸凹形出现率最高, 小波浪形出现率最低; 对于足弓类型, 左、右足均表现为中等弓出现率最高。对于数据库中扁平弓与膨胀弓所占的比例较小, 特别是膨胀弓的出现率为0的现象, 应是因为本实验所收集的样本是在刑警学院内部进行, 实验对象基本上都是警察或者预备警官, 他们在入校和入警前都进行过严格的体检, 因扁平弓与膨胀弓者不能入警, 故导致这两种类型的比例稍低于实际情况, 但差距并非很大; 对于足跟形状, 左、右足均表现为椭圆形出现率较高, 圆形则较低; 对于足趾分布是否重叠, 左、右足均表现为重叠趾出现率较低, 所以这一特征成为似然比检验中利用价值较高的特征之一; 而对于第三趾中心点与第二、四趾中心点连线的关系, 出现在上方和穿过的情况均较常见, 下方的情况则较少。

表2 特征典型性 Table 2 Statistics of characteristic barefoot prints
2.2 似然比检验鉴定

2.2.1 特征独立性

基于似然比检验要求事件独立性的前提, 有关计算需确定7种特征之间的独立性。通过上文中建立的赤足足迹特征数据库, 可知各个特征的出现次数以及每份样本中7类特征的组合关系。利用SPSS（Statistical Program for Social Sciences）19.0统计分析软件进行交叉列联表分析（因数据庞大且分析过程过于复杂, 故对于分析过程, 本文略去）。对各类特征进行卡方检验以及Fisher精确检验, 所得到的P值均小于0.05, 故各类特征之间相互独立。

2.2.2 实例应用

对于上述似然比检验的整个过程, 下面以实例具体说明。图1为两枚需要鉴定的左足赤足足迹, a为检材, b为样本。检材足迹的拇趾形状为三角形, 跖前缘形状为波浪形, 跖后缘形状为凸凹形, 足弓类型为中等弓, 足跟形状为椭圆形, 足趾无重叠, 第三趾的中心点在第二、四趾中心点连线的上方; 样本足迹的拇趾形状为不规则形, 跖前缘形状为波浪形, 跖后缘形状为凸凹形, 足弓类型为中等弓, 足跟形状近似方形, 足趾无重叠, 第二、四趾的中心点连线穿过第三趾中心点。

图1 左足赤足足迹（a、检材; b、样本）Fig.1 The tested material

可以看出, 检材与样本足迹在跖前（后）缘形状、足弓类型以及足趾分布是否重叠这4个特征方面表现一致。进行似然比计算, 分别计算出跖前缘形状、跖后缘形状、足弓类型以及足趾分布是否重叠这4个特征的似然比比值, 即：LR跖前缘=1/0.5767=1.73; LR跖后缘=1/0.3737=2.68; LR足弓=1/0.7833=1.28; LR不重叠=1/0.8867=1.13。

将以上4个似然比比值相乘, 得出累积似然比比值, 即：LR=LR跖前缘× LR跖后缘× LR足弓× LR不重叠=1.73× 2.68× 1.28× 1.13=6.71。该值介于2~10之间, 属于似然比等级的第一级, 即轻微的支持。就是说支持检材足迹与样本足迹为同一人足迹的力度很轻微。而对于后验优势也就是鉴定结论, 要再结合案件中的先验优势才可最终确定。

3 结论

本文针对赤足足迹利用似然比检验进行了研究尝试, 有许多待完善之处, 例如选取特征较少等, 下一步将完善研究数据, 对赤足足迹的特征作进一步的量化检验。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
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