CERA LT彈殼手印顯現(xiàn)系統(tǒng)的應(yīng)用

左琦

（河南警察學(xué)院刑事技術(shù)系，河南 鄭州 450046）

CERA LT彈殼手印顯現(xiàn)系統(tǒng)的應(yīng)用

左琦

（河南警察學(xué)院刑事技術(shù)系，河南 鄭州 450046）

CERA LT彈殼手印顯現(xiàn)系統(tǒng)是用于彈殼等圓柱形客體表面手印顯現(xiàn)的先進(jìn)儀器，其利用定制的光學(xué)系統(tǒng)和高分辨率彩色攝像機(jī)及專用圖像處理軟件，完成了圓柱形客體表面手印的觀察、顯現(xiàn)、提取、圖像增強(qiáng)等一系列工作。這種技術(shù)方法具有高效無損、操作簡(jiǎn)單、圖像質(zhì)量高的特點(diǎn)，是一種有價(jià)值的新檢驗(yàn)方法。

痕跡檢驗(yàn)；彈殼；圓柱形客體；手印顯現(xiàn)

由于手紋具有“人各不同”的遺傳特點(diǎn)和“終身基本不變”的遺傳規(guī)律，對(duì)伴隨著作案行為而遺留的手印的檢驗(yàn)就成為人身識(shí)別的主要方法。近百年來刑事司法領(lǐng)域一直利用手印查線索、找證據(jù)，手印的檢驗(yàn)鑒定成為刑事法庭科學(xué)的重要組成部分。

現(xiàn)場(chǎng)手印的遺留客體十分豐富，在涉槍案件中，嫌疑人在裝彈、壓彈過程中，手指與彈殼表面接觸，留下汗?jié)撌钟?。要檢驗(yàn)彈殼上的手印，需要將手印顯現(xiàn)出來并進(jìn)行拍照?，F(xiàn)在彈殼大多是以覆銅鋼、低碳鋼鍍銅為主要材質(zhì)制造的圓柱形光滑客體，在這類客體上顯現(xiàn)汗?jié)撌钟〖斑M(jìn)行拍照一直是個(gè)技術(shù)難題。對(duì)彈殼表面汗?jié)撌钟★@現(xiàn)的主要方法有：多波段光源顯現(xiàn)法、激光顯現(xiàn)法、煙熏法、真空鍍膜法、硝酸銀法［1］。對(duì)圓柱形光滑客體拍照易產(chǎn)生光斑，實(shí)踐中多采用定向反射拍照法、小角度掠入式多方位拍照法［2］、photoshop CS4修復(fù)法［3］、IPP軟件修復(fù)等，采用這些方法雖然能取得一定的效果，但對(duì)設(shè)備要求高、技術(shù)水平要求高，操作過程復(fù)雜，不易掌握，難以推廣。

2008年7月英國(guó)萊斯特大學(xué)的John Bond博士與其研究小組，利用將高壓導(dǎo)電性能良好的粉末涂抹在彈殼上進(jìn)行通電顯現(xiàn)手印。2013年英國(guó)Con?solite Forensics公司與John Bond博士合作推出Car?tridge Electrostatic Recovery and Analysis Light，簡(jiǎn)稱CERA LT彈殼手印顯現(xiàn)系統(tǒng)。2014年河南警察學(xué)院在全國(guó)率先引進(jìn)該系統(tǒng)應(yīng)用于科研和辦案。本文主要對(duì)該系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行探討。

一、CERA LT彈殼手印顯現(xiàn)系統(tǒng)概述

（一）系統(tǒng)的原理

手印汗液成分中的氯離子與空氣中的氧氣結(jié)合，可以使彈殼表面的黃銅材質(zhì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕（即吸氧腐蝕），開槍射擊瞬間火藥燃燒產(chǎn)生的高溫會(huì)加速腐蝕的發(fā)生，手印就會(huì)“永久”遺留在彈殼表面，即使經(jīng)泥污、水洗、擦拭及長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存，手印紋線也不會(huì)消失。與常規(guī)潛在手印顯現(xiàn)原理不同，該系統(tǒng)顯現(xiàn)手印并非將彈殼表面殘留的手印紋線物質(zhì)從不可見變?yōu)榭梢?，而是通過光學(xué)方法，設(shè)法清晰地觀察汗液手印紋線物質(zhì)對(duì)黃銅材質(zhì)彈殼表面腐蝕所留下的印跡。CERA LT彈殼手印顯現(xiàn)系統(tǒng)前期研發(fā)時(shí)，曾用導(dǎo)電碳粉顯現(xiàn)彈殼表面汗?jié)撌钟。僮鬟^程復(fù)雜，效果與光學(xué)顯現(xiàn)差別不大，現(xiàn)系

統(tǒng)省去粉末顯現(xiàn)程序，直接用定制光源顯現(xiàn)。

（二）系統(tǒng)的適用范圍

1.彈殼及其他圓柱形客體體部

直徑1mm～25mm，長(zhǎng)100mm的圓柱體，如從0.22英寸緣火式獵槍到12號(hào)獵槍的彈殼、螺絲刀桿、筆帽、不銹鋼管均可檢驗(yàn)，但客體外表面損壞的除外。

2.彈殼及其他中空?qǐng)A柱形客體底部

主要適用于彈殼底部彈道信息的復(fù)原，如彈底的撞針壓痕、頂針痕等信息，并完整記錄彈殼底部圖像（本文略）。

（三）系統(tǒng)的構(gòu)成

系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分構(gòu)成。

1.硬件。由一個(gè)長(zhǎng)圓形主機(jī)（見圖1、圖2）和一臺(tái)計(jì)算機(jī)構(gòu)成。

圖1 主機(jī)外部

圖2 主機(jī)內(nèi)部及主要部件

主機(jī)外部尺寸為485mm（長(zhǎng)）×350mm（寬）× 160mm（高），重量約為8kg。主機(jī)是一個(gè)封閉空間，外部有兩個(gè)門——正門和側(cè)門。正門在主機(jī)的正面右側(cè)，可以上下開合；側(cè)門在主機(jī)的左側(cè)，可以旋轉(zhuǎn)開合。主機(jī)內(nèi)部由兩部分構(gòu)成，一部分由彈殼軟爪卡盤、毛刷固定系統(tǒng)構(gòu)成，這部分對(duì)應(yīng)主機(jī)正門；另一部分是由一臺(tái)攝像機(jī)和定制光源系統(tǒng)匯總構(gòu)成，采用1000萬像素高分辨率CCD圖像采集系統(tǒng)及內(nèi)置LED配光濾色系統(tǒng)，這部分對(duì)應(yīng)主機(jī)正門。

2.軟件。軟件主要提供圖像預(yù)覽、圖像拍照、圖像增強(qiáng)等功能，可以控制彈殼旋轉(zhuǎn)、調(diào)整攝像機(jī)位置、對(duì)焦，進(jìn)行單幅或8幅360度彈殼拍照自動(dòng)拼接，完成柱狀展開，將彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖、反色圖，進(jìn)行直方圖調(diào)整、亮度/對(duì)比度/伽馬值調(diào)整、圖像90度逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)等，提供數(shù)字濾波器、FFT快速傅立葉變換等操作。

二、實(shí)驗(yàn)部分

（一）樣本

1.擊發(fā)彈殼500枚，其中五一式7.62mm手槍彈彈殼200枚、六四式7.62mm手槍彈彈殼300枚，兩種彈殼均為2000年射擊后收集到的，室內(nèi)自然環(huán)境下保存。

2.未擊發(fā)五一式手槍彈50枚（啞彈），2000年收集。

3.塑料筆帽、不銹鋼筆帽、不銹鋼等圓柱形客體。

（二）操作步驟（以彈殼為例）

1.開機(jī)裝入檢材

將彈殼放置在卡盤夾具內(nèi)，彈殼底部向卡盤內(nèi)，口部向卡盤外，向外側(cè)擰緊夾具。點(diǎn)擊預(yù)覽界面的旋轉(zhuǎn)按鈕，卡盤旋轉(zhuǎn)一周，目測(cè)檢查彈殼是否水平，有無傾斜，注意確保彈殼與卡盤平面垂直、與旋鈕軸線水平。

2.實(shí)時(shí)圖像預(yù)覽

點(diǎn)擊預(yù)覽界面彈殼按鈕，進(jìn)入實(shí)時(shí)圖像預(yù)覽狀態(tài)。調(diào)整攝像機(jī)位置、對(duì)焦、光源強(qiáng)度、截止濾色片等功能按鈕，使計(jì)算機(jī)顯示器中預(yù)覽手印圖像各處明暗均勻、對(duì)比度高、反差強(qiáng)、紋線清晰。

3.圖像數(shù)據(jù)拍照

點(diǎn)擊預(yù)覽界面的拍照控制按鈕，點(diǎn)擊相機(jī)8幅圖片按鈕及自動(dòng)拼接按鈕，進(jìn)行彈殼360度8幅圖片的自動(dòng)拍照、自動(dòng)拼接，完成柱面展開。

4.圖像數(shù)據(jù)增強(qiáng)處理

點(diǎn)擊圖像增強(qiáng)處理按鈕除去圖像中的縱向接縫線，調(diào)整均衡圖像各處明暗、增強(qiáng)圖像對(duì)比度、增加圖像標(biāo)尺，使圖像達(dá)到最佳效果。

5.取出檢材、關(guān)機(jī)

點(diǎn)擊主界面上方的相機(jī)按鈕，先打開主機(jī)側(cè)門，再打開主機(jī)正門，向內(nèi)側(cè)擰動(dòng)卡盤夾具，取下彈

殼。關(guān)閉主機(jī)正門和側(cè)門，關(guān)閉CFIS工作軟件。

（三）分級(jí)

本次實(shí)驗(yàn)手印顯現(xiàn)效果，按照質(zhì)量分為4級(jí)：0（未顯出）、1（少量紋線）、2（紋形和細(xì)節(jié)特征，可鑒定）、3（紋線、細(xì)節(jié)特征并有汗孔，可鑒定）。

（四）顯現(xiàn)效果

1.500枚彈殼中，顯現(xiàn)質(zhì)量為0的160枚，質(zhì)量為1的270枚，質(zhì)量為2的81枚，質(zhì)量為3的0枚；達(dá)到鑒定條件的手印共81枚，比例為16.2%。兩種類型的彈殼，在該系統(tǒng)顯現(xiàn)后，最佳顯現(xiàn)效果見圖3、圖4。

2.未擊發(fā)的子彈上遺留的手印紋線中可見汗孔見圖5。

3.筆帽等圓柱形客體顯現(xiàn)效果見圖6。

（五）討論

1.本次實(shí)驗(yàn)選取15年前的彈殼，在未做初步觀察的情況下，直接用該系統(tǒng)觀察拍照，彈殼上手印紋線顯出率較低。在顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)：沒有顯出紋線的彈殼其本身沒有紋線，顯出紋線的彈殼其本身有紋線。所以使用該系統(tǒng)的前提是彈殼表面可以觀察到部分紋線，如果彈殼本身紋線不可見，使用該系統(tǒng)效果不佳。

圖3 五一式手槍彈彈殼

圖4 六四式手槍彈彈殼

圖5 未擊發(fā)五一式手槍彈

圖6 不同材質(zhì)圓柱形客體

2.未擊發(fā)子彈上紋線的顯現(xiàn)效果好于擊發(fā)彈殼上紋線的顯現(xiàn)效果，部分未擊發(fā)子彈上紋線中可見汗孔。

3.該系統(tǒng)拍攝的照片無光斑，效果好。8幅展開圖片以彩色圖像形式保存時(shí)，紋線信息反映豐富，圖片連接處會(huì)有縱向接縫。利用系統(tǒng)圖像增強(qiáng)軟件處理轉(zhuǎn)換為灰度圖后，接縫去除，紋線連貫自然，但會(huì)損失部分微觀紋線特征，如原有的汗孔反映不清或消失。

4.對(duì)筆帽等圓柱形客體，若先按照常規(guī)方法顯現(xiàn)再用該系統(tǒng)拍照，效果更好。

三、應(yīng)用前景

通過實(shí)驗(yàn)可見，CERA LT彈殼手印顯現(xiàn)系統(tǒng)可以使彈殼等圓柱形客體表面手印的觀察、顯現(xiàn)、提取、圖像增強(qiáng)等系列工作一次完成，實(shí)現(xiàn)了手印檢驗(yàn)設(shè)備多功能、集約化的高效利用。該系統(tǒng)使用操作方便、自動(dòng)化程度高、軟件簡(jiǎn)單易用、圖像質(zhì)量高，實(shí)現(xiàn)了無損化檢驗(yàn)，其技術(shù)先進(jìn)可靠，將該系統(tǒng)應(yīng)用于彈殼等圓柱形客體表面手印的檢驗(yàn)是一種有價(jià)值的新檢驗(yàn)方法。

［1］臺(tái)治強(qiáng).彈殼表面指紋的顯現(xiàn)方法［J］.刑事技術(shù)，2002，（2）.

［2］劉紅玉.不銹鋼圓柱體上指紋拍照1例［J］.刑事技術(shù)，2008，（2）.

［3］唐明佳，周宏.巧妙消除手印圖像中的光斑［J］.警察技術(shù)，2010，（5）.

責(zé)任編輯：賈永生

D918

A

1009-3192（2015）05-0053-03

2015-07-07

左琦，女，河南 鄭州 人，河南警察學(xué)院刑事技術(shù)系副教授，主要研究方向?yàn)楹圹E檢驗(yàn)。

本文為2014年河南省重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目“基于指紋三級(jí)特征的人身識(shí)別新技術(shù)研究”（編號(hào)：142102310097）和河南警察學(xué)院院立項(xiàng)目“睿鷹CERA LT彈殼手印顯現(xiàn)系統(tǒng)的應(yīng)用研究”（編號(hào)：HNJY-2014-13）的階段性成果。