利用445 nm激光檢測指印固有熒光

楊飛黃，高樹輝，侯雨石

（1.北京市通州區(qū)人民檢察院 檢察技術(shù)處，北京101101；2.中國人民公安大學(xué) 刑事科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京100038；3.虹彩模識北京科技有限公司，北京 100081）

利用445 nm激光檢測指印固有熒光

楊飛黃1，高樹輝2，*，侯雨石3

（1.北京市通州區(qū)人民檢察院 檢察技術(shù)處，北京101101；2.中國人民公安大學(xué) 刑事科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京100038；3.虹彩模識北京科技有限公司，北京 100081）

目的 利用便攜式激光生物檢材搜索儀對指印固有熒光進(jìn)行研究。方法 利用445 nm激光分別對不同客體上的5種指印定期進(jìn)行提取和顯現(xiàn)，同時利用紫外CCD對指印進(jìn)行比較研究，總結(jié)445 nm激光提取潛在指印的影響條件及最佳拍照時間。結(jié)果 445 nm激光光源對多數(shù)的油汗混合指印的顯現(xiàn)效果較好，指印的顯現(xiàn)效果隨遺留時間的不同而變化。滲透性客體上指印的顯現(xiàn)效果會隨時間的增加而增強(qiáng)，在2~4周后顯現(xiàn)效果趨于穩(wěn)定；非滲透性客體上指印的顯現(xiàn)效果最初會隨時間的增加而增強(qiáng)，1個月之后，指印顯現(xiàn)效果逐漸變?nèi)?。結(jié)論445 nm激光照相更適合顯現(xiàn)滲透性客體上的陳舊性汗?jié)撝赣『陀秃够旌现赣?。紫外反射照相更適合非滲透性客體上新鮮的油潛指印，可與445 nm激光照相在顯現(xiàn)指印過程中能夠?qū)崿F(xiàn)互補(bǔ)。

指印；445 nm激光；固有熒光； 滲透性客體； 非滲透性客體

利用光學(xué)無損方法顯現(xiàn)潛在指印是提取指印的首選方法。自1976年門塞爾等人首次報道了使用氬離子激光檢測潛在指印方法以來，激光在指印顯現(xiàn)領(lǐng)域發(fā)揮了巨大作用。但受限于激光器體積龐大、功率較小等因素，此后一段時間對激光顯現(xiàn)指印的研究多集中于結(jié)合化學(xué)方法處理后對指印的二次熒光進(jìn)行檢測［1］。由于該技術(shù)相對復(fù)雜［2］，現(xiàn)場勘驗(yàn)人員仍無法快速發(fā)現(xiàn)和提取一些陳舊疑難指印。近年來市場上出現(xiàn)了便攜式小型激光光源，可在現(xiàn)場搜索生物檢材和拍攝提取手印等痕跡。本文利用便攜式激光生物檢材搜索儀（波長445 nm）對指印固有熒光檢測以及不同客體上遺留不同時間的指印固有熒光成像效果進(jìn)行研究，為法庭科學(xué)工作提供參考數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣本采集

選取滲透性和非滲透性物質(zhì)作為指印捺印的客體。其中滲透性客體包括銅版紙、膠版紙、新聞紙、報紙、牛皮紙、白卡紙、草紙、復(fù)印紙、信紙、黑色卡紙、照相紙、乳膠漆墻壁。非滲透性客體包括快遞袋、塑料袋、瓷磚、pvc板、pvc膠帶。分別在以上幾種客體上捺印5枚指印，編為A、B、C、D和E。其中，A指印為普通指印，即不對手指做任何處理，直接捺??；B指印為汗液指印，將手指用水清洗，不觸摸任何物體，20 min后捺??；C指印為皮脂汗指印，將手指用水清洗，在鼻尖或額頭等皮脂分泌旺盛部位擦蹭后捺印；D指印為唾液指印，將手指用水清洗，蘸取適量的唾液后捺?。籈指印為尿液指印，將手指用水清洗，蘸取適量的尿液后捺印。樣本數(shù)量：5種類型的指印各30枚。

1.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器

獵蹤激光生物檢材搜索儀（北京虹彩模識北京科技有限公司），激發(fā)光源445 nm；尼康D90數(shù)碼單鏡頭反光相機(jī)；尼康A(chǔ)F Micro-Nikkor 60 mm f /2.8D型鏡頭；專用激光截止濾光鏡455 nm；護(hù)目鏡；快門線。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

將實(shí)驗(yàn)樣本放置于室內(nèi)，分別在指印捺印遺留時間為1天、1周、2周、1個月、3個月和6個月時對實(shí)驗(yàn)樣本進(jìn)行紫外反射照相（254 nm）和激光可見熒光照相，記錄拍照結(jié)果，分析比較所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果；同時分析和總結(jié)445 nm激光檢驗(yàn)指印的時效性。

1.4 評價方法

根據(jù)拍照及觀察的結(jié)果，將評價分為0~5六個等級，統(tǒng)計(jì)出各類指印分別在不同客體上的平均分?jǐn)?shù)，以圖表方式進(jìn)行對比。其中0表示無法顯示紋線，1和2表示紋線特征點(diǎn)部分清晰，紋線不夠連貫且與背景反差較弱不具備鑒定條件，3表示剛好達(dá)到鑒定條件，4和5表示紋線清晰連貫且與背景反差明顯。

2 結(jié) 果

2.1 紫外反射照相

紫外反射照相方法是提取多數(shù)光滑客體上油潛指印的有效光學(xué)方法。其原理是短波紫外線經(jīng)物體表面反射在垂直方向上的反射分量可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于客體表面的垂直反射分量，從而使指印紋線與客體表面之間形成很大的亮度反差［4］。從指印遺留2周時拍攝統(tǒng)計(jì)結(jié)果（見圖1）可以看出，短波紫外反射照相效果與客體類型、客體表面的光滑度、指印類型有關(guān)，此外成像效果還受配光角度和指印遺留時間影響。

圖1 紫外反射照相顯現(xiàn)滲透性客體（左）和非滲透性客體（右）上指印結(jié)果Fig.1 Detection of fingerprint on porous surfaces (left) and on non-porous surfaces (right) by UV photography

2.2 激光可見熒光照相

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，使用波長445 nm的激光作為激發(fā)光源，激光可見熒光照相方法是提取部分滲透性客體及非滲透性客體上油汗混合指印的有效光學(xué)方法，且只有當(dāng)指印中存在能夠被藍(lán)光激發(fā)照射產(chǎn)生橙黃色熒光的微量物質(zhì)時，指印才有可能與背景形成亮度反差。從指印遺留2周時拍攝統(tǒng)計(jì)結(jié)果（見圖2）中可以看出，可見熒光照相效果與客體類型、客體表面的光滑度、指印類型有關(guān)，此外成像效果還受指印遺留時間影響。

445 nm激光可見熒光照相顯現(xiàn)油汗混合指印及尿液指印效果較好，因?yàn)樯鲜鲋赣≈挟a(chǎn)生熒光的微量物質(zhì)比例較多，而唾液和油脂中此種微量物質(zhì)較少故無法觀察到指印紋線。此外，很多客體（如pvc膠帶）也會在445 nm光源的激發(fā)下產(chǎn)生強(qiáng)烈的熒光，無法與指印產(chǎn)生的熒光形成亮度反差，造成顯現(xiàn)結(jié)果欠佳。

圖2 激光可見熒光照相顯現(xiàn)滲透性客體（左）和非滲透性客體（右）上指印結(jié)果Fig.2 Graphic representation of fngerprint detection on porous surfaces (left) and on non-porous surfaces (right) by 445 nm laser

2.3 激光可見熒光照相顯現(xiàn)指印的時效性

隨著時間的推移，指印中各種物質(zhì)的種類和濃度都會發(fā)生變化。相比新鮮指印，陳舊性指印水分會減少，微量物質(zhì)的成分和含量也會相應(yīng)變化，這些也會影響指印的顯現(xiàn)效率［5］。以油汗混合指印為例（見圖3），滲透性客體上指印的顯現(xiàn)效果會隨時間的增加而增強(qiáng)，在2~4 周后顯現(xiàn)效果趨于穩(wěn)定，達(dá)到目測最強(qiáng)效果。非滲透性客體上指印的顯現(xiàn)效果最初會隨時間的增加而增強(qiáng)。但隨著時間的推移，自然條件下瓷磚、塑料袋等非滲透性客體表面會吸附較多的灰塵、纖維。這些物質(zhì)受445 nm激光激發(fā)同樣會產(chǎn)生與指印固有熒光相似的熒光，對指印的顯現(xiàn)形成干擾。因此，在1個月后，指印顯現(xiàn)效果逐漸變?nèi)?。圖4為油汗混合指印在銅版紙上分別捺印1周、2周、1個月和3個月后的顯現(xiàn)效果。

圖3 445 nm激光顯現(xiàn)不同遺留時間油汗混合指印的顯現(xiàn)結(jié)果Fig.3 Development of oil-sweat fingerprints at different aging time by 445 nm laser

圖4 不同遺留時間的指印捺印。從左至右依次為1周、2周、1個月和3個月的指印。Fig.4 Images of fngerprints kept for various time.From left to right: 1 week, 2 weeks, 1 month and 3 months.

3 討 論

445 nm激光能激發(fā)指印中的微量物質(zhì)產(chǎn)生固有熒光且主要集中于黃綠光波段。以往激光器的工作波長通常為488、514.5、510、532和578 nm［1］，445 nm藍(lán)色光波段部分對多數(shù)背景物質(zhì)的熒光激發(fā)沒有紫色光及紫外波段光線強(qiáng)烈，加之激光波段單色性好、能量強(qiáng)，給445 nm激發(fā)光波段在檢測指印方面的應(yīng)用帶來了新契機(jī)［3］，對滲透性客體上油汗混合指印及汗?jié)撝赣∮休^好的顯現(xiàn)效果。由于顯現(xiàn)原理不同，紫外反射照相和激光可見熒光照相適用情況不同。前者更適合光滑非滲透客體上新鮮的油潛指印、油汗混合指印。后者對部分非光滑滲透性客體上陳舊油汗混合指印、汗?jié)撝赣?、尿液指印有較好顯現(xiàn)效果。實(shí)際案件中多為油汗混合指印，因此445 nm激光是尋找和顯現(xiàn)現(xiàn)場遺留指印較好的方法。

不同客體上汗?jié)撝赣』蛴秃够旌现赣★@現(xiàn)效果不同。主要與客體光滑程度、滲透特性等有關(guān)，其中背景受激發(fā)產(chǎn)生熒光對指印成像影響最大。某些客體產(chǎn)生的熒光集中于黃綠色波段，強(qiáng)烈干擾指印產(chǎn)生的固有熒光，影響指印的成像效果。此時，可結(jié)合化學(xué)方法對指印進(jìn)行處理，再用熒光進(jìn)行二次顯現(xiàn)。

445 nm激光適用于特定疑難陳舊指印的顯現(xiàn)。多數(shù)情況下，滲透性客體上指印的顯現(xiàn)效果會隨時間的增加而增強(qiáng)，在2~4周后顯現(xiàn)效果趨于穩(wěn)定；非滲透性客體上指印的顯現(xiàn)效果最初會隨時間的增加而增強(qiáng)，1個月之后，指印顯現(xiàn)效果逐漸變?nèi)酢?/p>

［1］ 王桂強(qiáng).指印的光學(xué)顯現(xiàn)和照相技術(shù) ［M］.北京:群眾出版社, 2001.

［2］ 李康，唐衛(wèi)軍，樸相杰，等.基于PolyCyano UV粉末顯現(xiàn)手印的新技術(shù) ［J］.刑事技術(shù), 2013(4):51-53.

［3］ 馬榮梁，常柏年.手印固有熒光的檢測 ［J］.刑事技術(shù), 2001(6):17-18.

［4］ 楊飛黃，高樹輝.塑料袋表面502 熏顯指印的光學(xué)加強(qiáng)方法研究 ［J］.中國人民公安大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版, 2012(4):14-17.

［5］ 樊攀，高樹輝，楊飛黃.激光顯現(xiàn)紙張上潛在指印實(shí)驗(yàn)研究［J］.中國人民公安大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版, 2014(2):21-22.

引用本文格式：楊飛黃， 高樹輝， 侯雨石.利用445 nm激光檢測指印固有熒光 ［J］.刑事技術(shù)， 2015，40（4）:288-290.

Detection of Inherent Fingerprint Fluorescence by 445 nm Laser

YANG Feihuang1, GAO Shuhui2,*, HOU Yushi3
(1.Attorney Technology Department, Tongzhou District People’s Procuratorate, Beijing 101101,China; 2.School of Criminal Science and Technology, People’s Public Security University of China, Beijing 100038,China; 3.SmartIris Biometrics Co.Ltd, Beijing 100081,China)

Objective In crime scene investigation， it is diffcult for investigators to quickly detect and collect some longdeposited and complicated fngerprints.This paper aims to explore the inherent fuorescence imaging quality of fngerprints left on different surfaces for various time, by a Portable Laser Biological Specimen Detector setting at wavelength of 445 nm.Methods Fingerprints, left on 5 different objects,were regularly extracted and visualized by 445 nm laser and an ultraviolet CCD.By compared the different visualization effects between the above handling, the impact factors on extracting potential fngerprints by 445 nm laser were analyzed along with the best time to take photos.Results Better images had been obtained from fingerprints of oil-sweat mixture by 445 nm laser.The visualization effect varied from different length of time.The fingerprints on pervious objects were displayed better with the increase of time, and kept stable after 2~4 weeks.As for impervious objects， the fngerprints were at frst developed better with the increase of time.However， the visualization was getting worse past a month.Conclusions The fingerprint inherent fluorescence detected by 445 nm laser is influenced by such factors as smooth degree， object permeability and types of fngerprint， and hence the best visualizing time should be determined from different surfaces.Meanwhile， ultraviolet refex photography is complementary to 445 nm laser photography in the process of fngerprint visualization since it is more suitable for the fresh greasy fngerprint on impermeable objects，while the 445 nm laser photography is better for the aged sweat or oil-sweat fngerprint on pervious objects.This research produces a potentially more accurate and reliable methodology for fngerprint identifcation.

latent fngerprint； 445 nm laser； inherent fngerprint fuorescence； pervious objects； impervious objects

DF794.1

A

1008-3650（2015）04-0288-03

10.16467/j.1008-3650.2015.04.009

北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目（No.201430009115）

楊飛黃（1987—）男，河北廊坊人，碩士，研究方向?yàn)樾淌聢D像技術(shù)。 E-mail: yangfeihuang@126.com

高樹輝，女，教授，博士，研究方向?yàn)樾淌聢D像技術(shù)。 E-mail: shhuigao1019@sina.com

2014-10-09