暗視場與分色攝影結合提高指紋顯現清晰度研究

桑偉波

(中國刑事警察學院，遼寧 沈陽 110000)

隨著社會的不斷發展，警務人員執法破案技術不斷曝光，犯罪嫌疑人反偵察意識逐漸提高，在犯罪現場中遺留的痕跡物證呈減少趨勢，遺留條件也不斷苛刻，這就要求我們技術人員要有過硬的專業本領。物證檢驗過程中，經常遇到需要顯現和加強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潛或油潛指紋等。簡單的拍照記錄滿足不了物證檢驗的要求，這就需要運用攝影技術進行去偽存真、由表及里地進行處理得到盡可能清晰的指紋證據，為案件偵查和法庭審判提供線索和依據。

1 攝影方法和原理

1.1 暗視場配光檢驗攝影

暗視場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亮度分布，如圖1所示[1]。當暗視場照明光線入射角度較小照射承痕體，由于客體表面性質為深色光滑表面，所以呈現定向反射性質，表面反射光沿著與入射角相等的反射角方向傳播，故反射光線沒有進入鏡頭形成影響。同時，由于承痕體為深色客體，深色客體的內反射很少或基本上沒有內反射，所以客體表面在垂直方向上進入鏡頭的光線也是很少或者基本沒有，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，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入鏡頭的光線來說還是比較多。因此，在最終形成的影像中會呈現出深色背景下指印紋線以淺色調出現。

圖1 在垂直方向上接收記錄物體 反射光的相對亮度分布

1.2 分色攝影

分色攝影就是利用分色裝置將可見光有選擇性的分成各種波長色光的技術。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節特征。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可見光譜的反射光，而分色攝影只記錄

物體反射的可見光譜區內的一小部分色光。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生很大的差異，這就使得可以獲得在白光下拍攝不出來的細節特征和反差清晰地呈現出來。

現如今在實際應用中，最普遍使用的就是兩種：一種是利用可見光照射被攝物體，然后通過選擇在鏡頭前加不同濾色鏡來選擇通過某種特定色光，然后進行拍攝物證影像，原理如圖2所示。第二種是通過在光源前加濾色鏡，提取出所需要的色光，在相對較暗的室內進行物證拍照，得到反差最大的圖像，原理如圖3所示。

圖2 利用可見光照射被攝物體鏡頭前加濾色鏡

圖3 通過在光源前加濾色鏡

2 實驗操作與結果

2.1 實驗操作

2.1.1 實驗器材和樣本

佳能EOS 700D單反數碼相機(有效像素1800萬)；多波段光源；濾光鏡(紅、綠、藍)；三腳架一臺等。

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)，分別捺印汗潛和油潛指紋五枚；

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 實驗原理

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

2.1.3 實驗方法

本文選用暗視場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雜，不同的表面特性，通過運用攝影技術提高不同條件下顯現指紋清晰度進行比對實驗。首先用白光對樣本上的指印進行照射，然后再用多波段光源照射，照射的同時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，等到客體背景與指印紋線反差最清晰時進行拍照記錄。

2.2 實驗結果

(1)用白光照射淺黃色地板上的油潛指紋時，指印紋線與背景客體之間基本不能形成很強的反差；而通過白光照射深褐色地板上的油潛指紋時，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，體現不出很多的細節特征。然而在暗視場下用多波段光源通過不同波長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呈現在灰色調背景上，深褐色地板上呈現出亮背景，暗紋線，反差明顯，細節特征得到很好的效果，如圖4所示。

圖4 白光及暗視場對樣本上的指印進行照射的結果

(2)在暗視場條件下，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顯現出來，顯現效果不理想。當使用多波段光源時，選擇反差最明顯的波長的光源光進行照射，紅色部位上的指印效果比較清晰，淺色調的指印紋線呈現在灰色背景上，而綠色與白色相間部位的指紋顯現的效果較差，指印紋線的細節特征不能很好的體現，灰色的背景上顯現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比

3 分析討論

實驗一所述的為暗視場配光檢驗攝影通過對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，淺色光滑客體內反射光進入鏡頭成像與具有混合反射性質指印紋線進入鏡頭形成的影像形成的反差不明顯，然而深色調的光滑客體的內反射能力較差，其內反射光線很少或基本沒有進入鏡頭成像，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，可以清晰地再現指印紋線的細節特征。

如果被檢物證的背景是彩色光滑的，那么由于其內反射能力相比于深色客體強得多，也就是說，指印紋線進入鏡頭成像的光線數量與客體背景的進入鏡頭成像的光線數量差距不大，成像時形成不了鮮明的反差。所以對于彩色光滑的客體上的指紋，為了增強指印紋線與客體背景的反差，可以通過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生很強的內反射光，但是指印紋線物質對相同波長的光同樣產生混合反射，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。