Citation
Meijerman, L. (2006, February 15). Inter- and intra-individual variation in earprints. Barge's Anthropologica, Leiden. Retrieved from https://hdl.handle.net/1887/4292
Version: Not Applicable (or Unknown)
License: Licence agreement concerning inclusion of doctoral thesis in theInstitutional Repository of the University of Leiden
Downloaded from: https://hdl.handle.net/1887/4292
SAMENVATTING
Inter- en intra-individuele variatie in oorafdrukken
Inbrekers en andere criminelen leggen soms, voordat ze een pand betreden, hun oor te luister aan deuren of ramen om te bepalen of iemand in het pand aanwezig is. Tijdens het luisteren creëren de vettige afscheidingen die van nature aanwezig zijn op de huid, een afdruk van de oorschelp en van een gedeelte van de wang op het oppervlak waaraan men heeft geluisterd. Dergelijke latente oorafdrukken kunnen zichtbaar gemaakt worden met behulp van technieken die ook worden toegepast om vingerafdrukken veilig te stellen, en kunnen mogelijk dienen als identificatiemiddel.
In het FearID onderzoeksproject, gefinancierd door de Europese Unie, hebben diverse Europese instellingen, elk met hun eigen expertise, hun krachten gebundeld in een poging de bewijswaarde van oorafdrukken als identificatiemiddel te onderzoeken en praktische toepassing te vereenvoudigen door middel van een systeem voor het opslaan en vergelijken van oorafdrukken. Barge’s Anthropologica (Leids Universitair Medisch Centrum) was één van de onderzoekspartners in dit project. Het onderzoek waarvan verslag is gedaan in dit proefschrift werd uitgevoerd in het kader van genoemd onderzoeksproject.
tussen afdrukken van verschillende oren (de inter-individuele variatie) groot genoeg, en variatie tussen meerdere afdrukken van één oor (de intra-individuele variatie) klein genoeg, om aan te mogen nemen dat we een oorafdruk kunnen herkennen als afkomstig van een bepaald oor?
In de praktijk betekent het beantwoorden van deze vraag dat we een inschatting dienen te maken hoe groot de kans is dat we oorafdrukken van verschillende oren niet als zodanig kunnen herkennen. Alleen als de kans dat we een oorafdruk onterecht zullen aanwijzen als behorend bij één bepaald oor acceptabel klein wordt geacht, zal de oorafdruk gebruikt kunnen worden als identificatiemiddel in forensisch onderzoek, dus als opsporingsmiddel, en misschien zelfs als bewijs tegen een verdachte tijdens een rechtzaak. Het inschatten van deze kans gebeurt door middel van een statistische analyse van een groot aantal kenmerken in oorafdrukken. Daartoe worden de kenmerken van een oorafdruk bestudeerd en geclassificeerd, en beoordeeld op hun diagnostische waarde. Hoe karakteristiek is een bepaald kenmerk? En niet minder belangrijk: hoe stabiel? Hoe gedraagt het kenmerk zich in verschillende afdrukken van hetzelfde oor? In hoeverre kan men bij verschillen tussen oorafdrukken nog spreken over mogelijke intra-individuele variatie, en wanneer mag deze als inter-individuele variatie worden aangemerkt?
Om deze vragen te beantwoorden is het noodzakelijk eerst kennis te vergaren over de oorzaken van intra-individuele variatie. Deze kennis kan vervolgens gebruikt worden om de condities te bepalen waaronder afdrukken moeten worden afgenomen wil men tot een volledig beeld komen aangaande de realistische variabiliteit van verschillende onderdelen in oorafdrukken van een enkel oor. Vervolgens kan de variabiliteit in afdrukken van hetzelfde oor vergeleken worden met de variabiliteit in afdrukken van verschillende oren.
Inter-individuele variatie wordt bestudeerd door afdrukken van grote aantallen mensen te vergelijken. Tijdens het tot stand komen van dit proefschrift zijn afdrukken van beide oren van meer dan 500 verschillende mensen bestudeerd. In totaal zijn er door het FearID onderzoeksteam oorafdrukken van meer dan 1350 verschillende mensen bekeken. Het bestuderen van intra-individuele variatie is mogelijk gemaakt door van elk oor drie tot vijf afdrukken te maken.
aan het oppervlak dat in aanraking is geweest met het oor en de wang en daardoor enigszins vettig is geworden. Door het gepoederde oppervlak vervolgens met een kleverige, zogenaamde zwarte ‘gel lifter’ te bedekken, wordt de gepoederde afdruk verplaatst naar de gel, waarna deze veilig gesteld kan worden door het met transparante folie te bedekken. De oorafdrukken worden vervolgens gedigitaliseerd en bestudeerd.
In hoofdstuk 1 geven wij een inleiding betreffende de verschillende anatomische onderdelen van het oor, en de representaties van deze onderdelen in een oorafdruk.
In hoofdstuk 2 wordt een overzicht gegeven van de literatuur die beschikbaar is over het classificeren van oorafdrukken. Gegevens uit de literatuur worden vergeleken met de resultaten van een voorlopig onderzoek naar variatie in oorafdrukken. Een belangrijke conclusie van deze studie is dat verschillen in de druk die het oor uitoefent op het luisteroppervlak niet alleen leiden tot een vergroting of verkleining van het afgedrukte ooroppervlak, maar dat de relatieve positie van de verschillende anatomische onderdelen ook verandert. Dit kan de betrouwbaarheid van een classificatie gebaseerd op patronen van berekende centroïden voor de verschillende anatomische onderdelen negatief beïnvloeden, alsmede de nauwkeurigheid van een classificatie waarbij gebruik wordt gemaakt van een pool-as om twee afdrukken op één lijn te brengen alvorens metingen te vergelijken.
In de hoofdstukken 3 en 4 trachten we te onderzoeken welke factoren de door het oor uitgeoefende druk op het luisteroppervlak kunnen beïnvloeden. Deze wetenschap kan ons helpen te bepalen hoe variabel verschillende (op natuurlijke wijze verkregen) afdrukken van hetzelfde oor mogelijk kunnen zijn. In hoofdstuk 3 testen we of het geluidsniveau van achtergrondgeluiden, alsmede het niveau en de frequentie van het doelgeluid, i.e., het geluid dat men beoogt te horen, van invloed zijn op de uitgeoefende luisterdruk. In hoofdstuk 4 onderzoeken we of het al dan niet aanwezig zijn van een doelgeluid van invloed is op de uitgeoefende luisterdruk.
Het al dan niet aanwezig zijn van een doelgeluid lijkt de uitgeoefende luisterdruk ook niet significant te beïnvloeden. Het volume van het doelgeluid beïnvloedt deze druk wel. Tijdens een luisterpoging waarbij een nauwelijks hoorbaar geluid wordt aangeboden als doelgeluid wordt het oor met grotere kracht tegen het luisteroppervlak gedrukt. Daarnaast blijkt dat de druk van het oor op het luisteroppervlak in het algemeen lager is tijdens eerste luisterpogingen dan tijdens een volgende luisterpoging. Deze wetenschap kan gebruikt worden om de kans op het maximaliseren van de hoeveelheid intra-individuele variatie in een beperkt aantal afdrukken van één oor te vergroten. Men zou bijvoorbeeld tijdens eerste luisterpogingen een luider geluid kunnen aanbieden als doelgeluid, en het geluidsniveau tijdens een volgende luisterpoging reduceren.
De resultaten van ons onderzoek suggeren verder een significante invloed van de frequentie van het doelgeluid. Wij vermoeden echter dat een verschil in verstaanbaarheid van de stemmen die als doelgeluid aangeboden zijn de uitkomst van dit onderzoek beïnvloed kan hebben. Er wordt derhalve geen uitspraak gedaan over de invloed van de frequentie van het doelgeluid.
Uit de onderzoekingen is gebleken dat de intra-individuele variatie in luisterdruk veel kleiner is dan de inter-individuele variatie. Het wordt daarom aangeraden om referentie-afdrukken van verdachten, waar mogelijk, te verzamelen na daadwerkelijke pogingen tot luisteren, en niet door een vlakke plaat met wisselende kracht tegen het oor van de verdachte te drukken, of de verdachte te vragen afwisselend ‘hard’ en ‘zacht’ te drukken. Het laten reproduceren van het doelgeluid door de verdachte zou als bewijs kunnen dienen dat er daadwerkelijk geluisterd is. Registratie van de uitgeoefende druk tijdens verschillende luisterpogingen zou bovendien kunnen helpen in het herkennen van pogingen tot het produceren van niet-natuurlijke afdrukken.
alsmede de lengte van de oorlel gemeten in foto's van beide oren van 1353 mensen van verschillende leeftijden. De metingen worden afgezet tegen de leeftijd van de proefpersonen, en door middel van een regressie-analyse wordt een inschatting gemaakt van de veranderingen in oordimensies.
De respectieve geschatte jaarlijkse toename in oorlengte, oorbreedte en oorlellengte voor mannen is 0.178, 0.073 en 0.115 mm. Voor vrouwen is dit 0.162, 0.073 en 0.100 mm. Het verschil in toename van oorlengte en -breedte verschilt significant tussen mannen en vrouwen, maar dit lijkt voornamelijk een verschil te zijn in de leeftijden waarop de grootste toenamen zijn te herkennen.
In hoofdstuk 6 wordt onderzocht of de duur van luisteren van invloed is op de oorafdruk. Hiertoe vergelijken we details in verschillende afdrukken van het zelfde oor, en vergelijken we de z.g. ‘massa’ van de gedigitaliseerde afdrukken. De massa van een afdruk wordt bepaald door de grootte van het afgedrukte oppervlak, almede door de intensiteit van de pixels in het afgedrukte oppervlak.
De resultaten van dit onderzoek suggereren een significante invloed van luisterduur op de massa van een afdruk. Binnen het geteste bereik (i.e., luisterpogingen van 13 tot 45 seconden, met een enkele poging van 85 en 107 seconden) neemt de massa van een afdruk toe naarmate de luistertijd langer is.
In hoofdstuk 7 onderzoeken we of de hoeveelheid oliën die aanwezig is op de huid van het oor van invloed is op de massa van een oorafdruk. Hiertoe vergelijken we de massa van een oorafdruk die gemaakt is aan het einde van een warme zomerse middag met een afdruk van het zelfde oor nadat dit grondig gewassen is.
De resultaten van dit onderzoek suggereren geen significant verschil tussen de massa van afdrukken die gemaakt zijn voor het wassen van het oor, en de massa van afdrukken die gemaakt zijn na het wassen van het oor. De massa van een oorafdruk geeft geen informatie over de mogelijkheid details te kunnen onderscheiden. Een onderzoek hiertoe is nog gaande.
automatisch gelijkende afdrukken in een databank vinden. Een expert zal vervolgens details in deze afdrukken vergelijken met die in het aangetroffen daderspoor om tot een opinie te komen of twee afdrukken al dan niet van hetzelfde oor kunnen zijn. Hierbij worden de overeenkomsten vergeleken, maar ook verschillen geëvalueerd. Zijn de verschillen tussen twee afdrukken klein genoeg om nog als intra-individuele variatie aangemerkt te kunnen worden? Hoewel er, gebruikmakend van zogeheten Active Appearance Models, een poging wordt gedaan variatie in oorafdrukken objectief te kwantificeren, zal de expert op dit moment zelf een kwalitatieve inschatting moeten maken over de grenzen van intra-individuele variatie. In hoofdstuk 8 geven we voorbeelden van variatie in afdrukken van hetzelfde oor. We geven een opsomming van de karakteristieke details en de verschillen, en speculeren over de oorzaak van deze verschillen.
In hoofdstuk 9 vergelijken we inter- en intra-individuele variatie in oorafdrukken. We gebruiken oorafdrukken van monozygotische tweelingen, en beschikken hiermee over afdrukken waarin een relatief kleine hoeveelheid inter-individuele variatie tot uitdrukking komt. In het verslag van deze studie wordt voor het eerst een methode beschreven waarmee volledig automatisch oorafdrukken kunnen worden vergeleken.
In het onderzoek maken we gebruik van diverse methoden met een verschillende mate van objectiviteit. Allereerst geven we een opsomming van de overeenkomsten en de verschillen tussen afdrukken van de tweelingbroers of -zussen. We evalueren verschillen in de aanwezigheid van details, maar ook verschillen in de positie van de afgedrukte oor-delen. De verschillen worden beoordeeld op hun diagnostische waarde, i.e., de mogelijkheid om afdrukken per individu te groeperen. De beschrijving van verschillen en overeenkomsten tussen afdrukken van beide leden van een tweeling is als subjectief aan te merken, maar biedt wel inzicht in de mogelijke mate van gelijkenis tussen afdrukken van verschillende oren.
vertoont tussen afdrukken van een tweeling dan tussen de afdrukken van één individu. De resultaten van de clusteranalyse suggereren dat dit inderdaad het geval is.
Als laatste stap gebruiken we een volautomatische methode om alle afdrukken onderling te kunnen vergelijken. Een algoritme selecteert hiertoe zogenaamde ‘keypoints’. Een keypoint is een regio in de afdruk die van belang kan zijn voor het herkennen van de afdruk, en wordt gevonden door, gebruikmakend van diverse filters, de verschillen in intensiteit van de pixels te beoordelen. De patronen van beschreven keypoints in een gegeven afdruk worden vergeleken met de patronen in afdrukken in een databank. Het aantal gelijkende keypoints in een overeenkomstig patroon wordt berekend. Dit aantal geeft de mate van overeenkomst tussen twee afdrukken aan.
Met de resultaten uit ons voorlopige onderzoek blijkt het niet mogelijk een automatische classificatie van oorafdrukken van monozygotische tweelingen te bewerkstelligen. Niet alle afdrukken worden correct naar individu gegroepeerd. Het gebruikte algoritme biedt echter wel een objectieve methode om afdrukken te sorteren naarmate van gelijkheid. Hiermee is het mogelijk om gelijkende afdrukken terug te vinden in een databank. Deze gelijkende afdrukken kunnen vervolgens door een expert bestudeerd en beoordeeld worden.
Het aantal overeenkomstige keypoints in een gelijke constellatie dat gevonden wordt in twee afdrukken kan verder gebruikt worden om een objectieve berekening te maken van de kans dat deze twee afdrukken van hetzelfde oor afkomstig zijn.
In hoofdstuk 10 bieden we een kort overzicht van het gebruik van oorafdrukken in forensische onderzoekingen en hun toepassing als bewijs tijdens rechtzaken. Theoretische en praktische vragen rond het gebruik van oorafdrukken als forensisch bewijs komen aan de orde. Vervolgens bieden we een kort overzicht van de resultaten van de diverse onderzoeken zoals verwoord in de eerdere hoofdstukken.
