短波紫外反射照相技術顯現(xiàn)垃圾袋表面血潛指印

師 康, 楊玉柱

(中國人民公安大學,北京 100038)

0 引言

由于垃圾袋的便捷性、易得性和隱蔽性(深黑色),在各類刑事案件中,常常被犯罪嫌疑人用作攜帶作案工具、贓物、生活用品等。尤其是碎尸、拋尸案,在裝運尸塊過程中,所使用的垃圾袋表面往往會遺留下本人的血潛指印,對這類血潛指印進行顯現(xiàn)檢驗就顯得極為重要。常規(guī)檢驗方法需要使用儀器分析手段或者化學檢驗方法,在不同程度上對檢材造成了破壞,而物證檢驗鑒定的基本要求之一就是盡量避免對檢材的損壞。為此,尋求更為簡單無損的方法成為物證檢驗人員致力追求的目標。將短波紫外反射照相技術拓展應用于垃圾袋表面血潛指印顯現(xiàn),可以從真正意義上實現(xiàn)對檢材的無損檢驗。同時,全波段 CCD照相系統(tǒng)這樣的高科技數(shù)字影像設備在公安工作應用中起著重要的作用,可以對各種不同類型的指紋進行檢驗。因此,筆者針對實際案件中常見垃圾袋表面血潛指印,利用全波段 CCD照相系統(tǒng)對其進行短波紫外反射照相,通過顯現(xiàn)效果考察實驗條件的影響因素。

1 實驗內(nèi)容

1.1 短波紫外反射照相技術對垃圾袋表面血潛指印的顯現(xiàn)能力

實驗選擇垃圾袋作為血潛指印的承載客體,利用全波段 CCD照相系統(tǒng),對垃圾袋表面血潛指印進行短波紫外反射照相顯現(xiàn),分析比較顯現(xiàn)效果,考察其對垃圾袋表面血潛指印的顯現(xiàn)能力。

顯現(xiàn)效果是對顯現(xiàn)能力的直觀表達,可以參照相關標準進行等級劃分,受到個人主觀因素的制約。本實驗的顯現(xiàn)效果分為顯示效果達到鑒定條件(Ⅰ)和無法鑒定(Ⅱ)兩個等級。

1.2 配光檢驗角度的選擇

全波段 CCD照相系統(tǒng)的 CCD相機配光角度從0°至 90°,以 15°為間隔 ,共分成 7個等級 。在不同的配光角度下,可以采集得到顯現(xiàn)效果不同的圖像。

1.3 曝光時間的優(yōu)化選擇

實驗研究過程中,樣本圖像采集的科學性直接影響分析結果的準確度。全波段 CCD照相系統(tǒng)進行圖像采集時,曝光時間的測定是一個重要的參數(shù)值,其準確與否直接關系到圖像質(zhì)量的高低。盡管成像光譜儀可以進行自動曝光,但是實驗樣本和條件的改變對光譜成像圖像采集所需曝光時間產(chǎn)生很大影響,總結曝光時間的變化規(guī)律可以為樣本圖像的采集方法提供可靠的參考。為此,實驗比較不同聚焦模式下采集圖像的效果,總結各種條件下采集圖像所需曝光時間的變化規(guī)律,從而優(yōu)化樣本圖像的采集過程。

2 實驗方法

2.1 樣本制作

考慮到垃圾袋本身的常用性,筆者在北京有關超市中搜集了成批垃圾袋(顏色:黑色,型號:Q/TTSY01-2003,規(guī)格 :45 cm×50 cm,質(zhì)量:3 g,經(jīng)銷商:北京天平朝暉經(jīng)貿(mào)有限公司,生產(chǎn)商:安徽省桐城市天平垃圾有限責任公司)。

將每個垃圾袋用記號筆劃分為若干小格,尺寸為 5 cm×10 cm,數(shù)量視垃圾袋本身面積而定。劃分標記時須手戴實驗用手套,以免在檢驗樣本前因按捺上非樣本指印而干擾之后的成像檢驗。

血潛指印:手指洗干凈后蘸上血液,在紙張表面按捺數(shù)次直至肉眼幾乎觀察不到血跡,再在垃圾袋表面捺印一枚血潛指印。

選取按捺血潛指印后的實驗樣本,依次以自然數(shù)“1、2、3……”編號 。例如 “1”即為垃圾袋的第一個樣本。

之所以需要將垃圾袋按以 5 cm×10 cm的尺寸劃分成格,是因為垃圾袋整個表面存在著若干枚指印,在圖像處理時,若在同一個視野中觀察顯現(xiàn),相互之間的干擾性較大。劃分成格后,每一格按捺上一枚血潛指印作為實驗樣本,并進行編號予以區(qū)分,有利于鑒別結果的分析。

2.2 實驗操作

2.2.1 實驗設備調(diào)試

(1)設備的開啟組裝。通過計算機打開全波段CCD照相系統(tǒng)主程序,對其進行溫度、曝光時間等的設置。其中“快門控制”選項中選擇“完全自動”,并安裝 254 nm短波紫外濾光鏡來進行進一步調(diào)試,一般情況下光圈設為 f/8,快門速度為 0.5 s,物距為35 cm。放置檢材后開啟紫外燈光源,確保其工作正常穩(wěn)定。

(2)調(diào)焦。在紫外照相中調(diào)焦是一個重要環(huán)節(jié)。由于紫外線是不可見光,在拍照中只能依靠可見光進行調(diào)焦,而可見光的像平面又與紫外線的像平面不重合,必然造成調(diào)焦誤差。這種誤差若不進行校正,會使影像模糊,失去檢驗依據(jù)。因此曝光前必須進行焦點校正。最理想的校正方法是收縮光圈,增加景深,使成像誤差控制在景深范圍之內(nèi)。即采用 f/8的光圈進行曝光,一方面可以使影像清晰,更重要的是可以通過收縮光圈,進一步提高影像的反差。但因為使用全波段 CCD照相系統(tǒng)可以在顯示器上直接觀察到實時圖像,所以可以在控制光圈方法的基礎上再在紫外光環(huán)境下進行調(diào)焦,通過這樣雙重的方法達到調(diào)焦準確。

(3)試拍。將全波段 CCD照相系統(tǒng)調(diào)試正常后,挑選出一個肉眼能明顯觀察出的實驗樣本進行短波紫外反射照相技術拍照。

如果圖像清楚,則設備調(diào)試結束;如不清楚,則按照調(diào)試步驟重新調(diào)試一遍。

2.2.2 實驗樣本的篩選

點擊主程序中的“采集”按鈕預覽圖像,調(diào)整紫外鏡頭焦距及紫外燈的入射光角度,直至顯示器中出現(xiàn)清晰的圖像。再點擊“停止采集”按鈕,采集到當前圖像即可保存。

在同種的規(guī)范拍攝條件下,通過短波紫外反射照相技術對之前制作好的實驗樣本進行大量的拍照,觀察拍攝的圖像,且保存符合鑒定條件的圖像結果。

通過這樣大工作量的拍攝,從大量的實驗樣本中,找出兩個最符合本實驗的血潛指紋樣本,固定于載玻片上,來進行進一步的配光角度和曝光時間考察的實驗。

2.2.3 圖像采集記錄

圖像的采集是以考察配光角度和曝光時間的目的來進行的。

全波段 CCD照相系統(tǒng)的 CCD相機配光角度是可以變化調(diào)節(jié)的,為了考察配光角度對實驗結果的影響,在其他實驗條件一致的前提下,筆者采用 7個不同的配光角度等級對垃圾袋表面的血潛指印進行短波紫外反射照相,可以采集得到光照強度大小不同的圖像,然后比較顯現(xiàn)效果。

總結各種實驗條件下進行短波紫外反射照相時,圖像采集所需配光角度的變化規(guī)律,分析實驗樣本和條件的改變對參數(shù)的影響。

在其他實驗條件一致的前提下,筆者以 0.05 s為間隔,選擇了 0.35～0.65 s 7種不同的曝光時間等級對垃圾袋表面的血潛指印進行短波紫外反射照相的圖像采集,比較鑒別效果?？偨Y各種實驗條件下進行短波紫外反射照相時,圖像采集所需曝光時間的變化規(guī)律,分析實驗樣本和條件的改變對參數(shù)的影響。

用篩選所得出的兩個樣本來進行進一步實驗,其中一個用于試驗,一個備用,按以下表格中的方法編號采集記錄圖像:編號中的兩個字母依次代表不同等級的配光角度和曝光時間,如“CD”中“C”代表配光角度為 30°,“D”代表曝光時間為 0.50 s。采集記錄總表如表1。

3 實驗結果和討論

3.1 短波紫外反射照相技術對垃圾袋表面血潛指印的顯現(xiàn)能力

使用 254 nm紫外濾光鏡拍攝垃圾袋表面血潛指印的理想樣本(如圖1),圖中指印紋線清晰,特征點明顯,特別是指紋右下部分,將十分微弱的血潛痕跡也清晰地顯現(xiàn)出來,顯示效果達到鑒別條件,屬于鑒別等級(Ⅰ)。

表1 圖像采集記錄總表

圖1 短波紫外拍攝垃圾袋表面血潛指印的理想樣本

3.2 配光角度對指印顯現(xiàn)成像的影響

對實驗得出來的照片進行分析。首先,將之前表格中編號的照片,分別以縱向進行比較,如將AA、BA、CA、DA、EA、FA、GA在配光角度由 0°～ 90°變化條件下,且曝光時間相同的 7張照片為一小組進行分析,選出效果最好的一張,如此小組中效果最好的為 DA;然后,用同樣的方法,每種垃圾袋客體以縱向可分為 7個小組,每組各得出一個結果,如客體垃圾袋的 7個結果為 DA、DB、DC、ED、DE、EF、DG;最后,這 7個結果中相同配光角度編號出現(xiàn)最多的就為該種客體的最佳效果,例如垃圾袋的最佳效果為 DX,即 45°是效果最佳。

以下為分析的結果:對于垃圾袋,在曝光時間和光圈不變的前提下,配光角度從 0°變化至 90°的過程中,在 45°時的效果最佳。

3.3 曝光時間對指印顯現(xiàn)成像的影響

對實驗得出來的照片進行分析。首先,將之前表格中編號的照片,分別以橫向進行比較,如將AA、AB、AC、AD、AE、AF、AG在曝光時間由 0.35～0.65 s變化條件下,且配光角度相同的 7張照片為一小組進行分析,選出效果最好的一張,如此小組中效果最好的為 AD;然后,用這樣的方法,每種垃圾袋客體可分為 7個小組,每組各得出一個結果,如客體垃圾袋的 7個結果為 AC、BD、CD、DD、ED、FD、GF;最后,這 7個結果中相同配光角度編號出現(xiàn)最多的就為該種客體的最佳效果,例如垃圾袋的最佳效果為 XD,即 0.50 s是效果最佳。

以下為分析的結果:對于垃圾袋,在配光角度和光圈不變的前提下,曝光時間從 0.35 s變化至 0.65 s的過程中,在 0.50 s時的效果最佳。

4 結論

(1)短波紫外反射照相技術顯現(xiàn)垃圾袋表面血潛指印的實驗,通過嚴謹細致的方案設計、樣本制作、實驗操作,能夠顯現(xiàn)垃圾袋表面的血潛指印,并且顯現(xiàn)出來的指印具有檢驗價值,顯示效果達到鑒別條件。

(2)短波紫外反射照相技術顯現(xiàn)垃圾袋表面血潛指印的實驗結果明顯受到配光角度變化的影響。在曝光時間和光圈不變的前提下,配光角度從 0°變化至 90°的過程中,在 45°時的效果最佳。

(3)短波紫外反射照相技術顯現(xiàn)垃圾袋表面血潛指印的實驗結果受到曝光時間變化的影響。對于垃圾袋這種客體,在配光角度和光圈不變的前提下,曝光時間從 0.35 s變化至 0.65 s的過程中,在 0.50 s時的效果最佳。

(4)全波段 CCD照相系統(tǒng)顯現(xiàn)血潛指印具有圖像清晰、操作簡便、反應靈敏的特點,并且與傳統(tǒng)的化學顯現(xiàn)血潛指印的方法相比,有著不損壞檢材的優(yōu)勢。

[1] 汪旭峰.全波段 CCD系統(tǒng)在紫外反射照相中的應用[J].警察技術,2005(3).

[2] 林景,王桂強,羅啟龍.短波紫外反射照相顯現(xiàn)膠帶粘面表面汗液指印[J].刑事技術,2002(5).

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