暗視場(chǎng)與分色攝影結(jié)合提高指紋顯現(xiàn)清晰度研究

桑偉波

(中國(guó)刑事警察學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110000)

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，警務(wù)人員執(zhí)法破案技術(shù)不斷曝光，犯罪嫌疑人反偵察意識(shí)逐漸提高，在犯罪現(xiàn)場(chǎng)中遺留的痕跡物證呈減少趨勢(shì)，遺留條件也不斷苛刻，這就要求我們技術(shù)人員要有過(guò)硬的專(zhuān)業(yè)本領(lǐng)。物證檢驗(yàn)過(guò)程中，經(jīng)常遇到需要顯現(xiàn)和加強(qiáng)不同遺留條件下的指紋痕跡，如深色或彩色光滑客體上的汗?jié)摶蛴蜐撝讣y等。簡(jiǎn)單的拍照記錄滿(mǎn)足不了物證檢驗(yàn)的要求，這就需要運(yùn)用攝影技術(shù)進(jìn)行去偽存真、由表及里地進(jìn)行處理得到盡可能清晰的指紋證據(jù)，為案件偵查和法庭審判提供線索和依據(jù)。

1 攝影方法和原理

1.1 暗視場(chǎng)配光檢驗(yàn)攝影

暗視場(chǎng)配光法是光線以較小的入射角(10°到 30°)照射被攝物體，在垂直方向上接收記錄物體反射光的相對(duì)亮度分布，如圖1所示[1]。當(dāng)暗視場(chǎng)照明光線入射角度較小照射承痕體，由于客體表面性質(zhì)為深色光滑表面，所以呈現(xiàn)定向反射性質(zhì)，表面反射光沿著與入射角相等的反射角方向傳播，故反射光線沒(méi)有進(jìn)入鏡頭形成影響。同時(shí)，由于承痕體為深色客體，深色客體的內(nèi)反射很少或基本上沒(méi)有內(nèi)反射，所以客體表面在垂直方向上進(jìn)入鏡頭的光線也是很少或者基本沒(méi)有，所以形成的影像中背景為深色[2]。然而，相同的照明條件下，就指紋而言，指印紋線具有混合反射性質(zhì)，故其反射光線不僅僅局限于沿著與入射角相等的反射角方向傳播，在垂直方向有一定的反射光進(jìn)入鏡頭形成影像。盡管這部分反射光線不是很多，但是由于入射角度很小，所以在垂直方向上的反射光線相較于其他在垂直方向進(jìn)入鏡頭的光線來(lái)說(shuō)還是比較多。因此，在最終形成的影像中會(huì)呈現(xiàn)出深色背景下指印紋線以淺色調(diào)出現(xiàn)。

圖1 在垂直方向上接收記錄物體 反射光的相對(duì)亮度分布

1.2 分色攝影

分色攝影就是利用分色裝置將可見(jiàn)光有選擇性的分成各種波長(zhǎng)色光的技術(shù)。白光的反射光兩幅分布與肉眼觀察相近，而色光的反射光亮度分布與肉眼觀察可能有很大的差異，依次分色攝影有可能顯示出白光下難以觀察到的物體的細(xì)節(jié)特征。分色攝影與普通攝影記錄的都是物體的反射光，但是普通攝影記錄的是物體在整個(gè)可見(jiàn)光譜的反射光，而分色攝影只記錄

物體反射的可見(jiàn)光譜區(qū)內(nèi)的一小部分色光。這種接收反射光的光譜波段范圍的不同，可以改變被攝物體的亮度分布，使兩種攝影方法的效果產(chǎn)生很大的差異，這就使得可以獲得在白光下拍攝不出來(lái)的細(xì)節(jié)特征和反差清晰地呈現(xiàn)出來(lái)。

現(xiàn)如今在實(shí)際應(yīng)用中，最普遍使用的就是兩種：一種是利用可見(jiàn)光照射被攝物體，然后通過(guò)選擇在鏡頭前加不同濾色鏡來(lái)選擇通過(guò)某種特定色光，然后進(jìn)行拍攝物證影像，原理如圖2所示。第二種是通過(guò)在光源前加濾色鏡，提取出所需要的色光，在相對(duì)較暗的室內(nèi)進(jìn)行物證拍照，得到反差最大的圖像，原理如圖3所示。

圖2 利用可見(jiàn)光照射被攝物體鏡頭前加濾色鏡

圖3 通過(guò)在光源前加濾色鏡

2 實(shí)驗(yàn)操作與結(jié)果

2.1 實(shí)驗(yàn)操作

2.1.1 實(shí)驗(yàn)器材和樣本

佳能EOS 700D單反數(shù)碼相機(jī)(有效像素1800萬(wàn))；多波段光源；濾光鏡(紅、綠、藍(lán))；三腳架一臺(tái)等。

樣本為：①背景為淺黃色地板和深褐色木地板(地板表面為油漆組成)，分別捺印汗?jié)摵陀蜐撝讣y五枚；

②在紅色背景的塑料卡片、深綠色和白色相間的塑料卡片(表面光滑)上的油潛指紋各五枚。

2.1.2 實(shí)驗(yàn)原理

控制造痕體不變，通過(guò)改變承痕客體條件、物證攝影技術(shù)，提高不同客體上指紋顯現(xiàn)清晰度，以此來(lái)判斷在什么樣的狀況下需要運(yùn)用怎樣的拍攝方法。

2.1.3 實(shí)驗(yàn)方法

本文選用暗視場(chǎng)高角度拍攝法和分色攝影的方法，在承痕體具有不同的色彩背景單一或復(fù)雜，不同的表面特性，通過(guò)運(yùn)用攝影技術(shù)提高不同條件下顯現(xiàn)指紋清晰度進(jìn)行比對(duì)實(shí)驗(yàn)。首先用白光對(duì)樣本上的指印進(jìn)行照射，然后再用多波段光源照射，照射的同時(shí)觀察相比于白光照射條件下背景與指印紋線間的反差，并不斷改變多波段光源的輸出波長(zhǎng)，等到客體背景與指印紋線反差最清晰時(shí)進(jìn)行拍照記錄。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

(1)用白光照射淺黃色地板上的油潛指紋時(shí)，指印紋線與背景客體之間基本不能形成很強(qiáng)的反差；而通過(guò)白光照射深褐色地板上的油潛指紋時(shí)，指紋紋線與背景客體之間形成一定的反差，但不夠清晰明顯，體現(xiàn)不出很多的細(xì)節(jié)特征。然而在暗視場(chǎng)下用多波段光源通過(guò)不同波長(zhǎng)的色光照射并拍攝得到的指印紋線清晰度顯著提高，淺黃色地板上指印紋線以淺色調(diào)呈現(xiàn)在灰色調(diào)背景上，深褐色地板上呈現(xiàn)出亮背景，暗紋線，反差明顯，細(xì)節(jié)特征得到很好的效果，如圖4所示。

圖4 白光及暗視場(chǎng)對(duì)樣本上的指印進(jìn)行照射的結(jié)果

(2)在暗視場(chǎng)條件下，用白色光照射被攝物體，紅色、綠色與白色相間的塑料卡片(表面光滑)上的指印紋線在灰色背景上以淺色調(diào)顯現(xiàn)出來(lái)，顯現(xiàn)效果不理想。當(dāng)使用多波段光源時(shí)，選擇反差最明顯的波長(zhǎng)的光源光進(jìn)行照射，紅色部位上的指印效果比較清晰，淺色調(diào)的指印紋線呈現(xiàn)在灰色背景上，而綠色與白色相間部位的指紋顯現(xiàn)的效果較差，指印紋線的細(xì)節(jié)特征不能很好的體現(xiàn)，灰色的背景上顯現(xiàn)不出整體的指印紋線，如圖5所示。

圖5 多波段光源下指印紋線對(duì)比

3 分析討論

實(shí)驗(yàn)一所述的為暗視場(chǎng)配光檢驗(yàn)攝影通過(guò)對(duì)淺色客體和深色客體背景條件下油潛指印的比較，我們可以清晰的看出，淺色光滑客體內(nèi)反射光進(jìn)入鏡頭成像與具有混合反射性質(zhì)指印紋線進(jìn)入鏡頭形成的影像形成的反差不明顯，然而深色調(diào)的光滑客體的內(nèi)反射能力較差，其內(nèi)反射光線很少或基本沒(méi)有進(jìn)入鏡頭成像，而指印紋線具有混合反射能力，故二者形成的反差比較鮮明，可以清晰地再現(xiàn)指印紋線的細(xì)節(jié)特征。

如果被檢物證的背景是彩色光滑的，那么由于其內(nèi)反射能力相比于深色客體強(qiáng)得多，也就是說(shuō)，指印紋線進(jìn)入鏡頭成像的光線數(shù)量與客體背景的進(jìn)入鏡頭成像的光線數(shù)量差距不大，成像時(shí)形成不了鮮明的反差。所以對(duì)于彩色光滑的客體上的指紋，為了增強(qiáng)指印紋線與客體背景的反差，可以通過(guò)多波段光源照射被攝物體，使客體背景能夠吸收入射光而不產(chǎn)生很強(qiáng)的內(nèi)反射光，但是指印紋線物質(zhì)對(duì)相同波長(zhǎng)的光同樣產(chǎn)生混合反射，在垂直方向的反射光并不因此而受到影響，從而使客體背景與指印紋線形成較大的反差，使指紋清晰度得到提高。