向 陽

恩施市公安局刑偵大隊，湖北 恩施 445000

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分色攝影與光譜成像在刑事物證攝影中的應用

向 陽

恩施市公安局刑偵大隊，湖北 恩施 445000

分色攝影與光譜成像是刑事物證攝影中常用技術(shù)。本文介紹了分色攝影與光譜成像的基本原理和方法，探討了運用數(shù)碼相機進行完成分色攝影和光譜成像的方法和技巧。指出將分色攝影與光譜成像應用在刑事物證攝影中，可以獲得符合檢驗要求的圖像，為破案尋找更多線索，以增強刑事物證的可靠性和準確性。

分色攝影；光譜成像；刑事攝影；物證檢驗

刑事物證攝影是采用專門的攝影方法，將犯罪現(xiàn)場中、搜查過程中和技術(shù)檢驗過程中提取和發(fā)現(xiàn)的與案件有關(guān)的痕跡、物品成像并記錄下來的專門技術(shù)，包括原物大攝影和直接擴大攝影、紅外線攝影反射攝影和透射攝影、長波紫外線反射攝影、翻拍和脫影照相、偏振光脫影和分色攝影六類[1]。刑事攝影以解決刑事偵察的特殊任務為目的，講求證據(jù)性、先行性和快捷性[2]，但現(xiàn)實中，常常遇到圖案混沌、模糊，很難分辨的現(xiàn)象，就需要應用到分色攝影與光譜成像去進行去偽存真、由表及里地進行甄別性處理[3]，在物證檢驗攝影數(shù)碼化取代傳統(tǒng)膠卷相機后，研討分色攝影與光譜成像的應用技巧有著很強的現(xiàn)實意義。

一、分色攝影的原理及作用

分色攝影本身就是刑事物證攝影六大種類中的一種，參照中華人民共和國公共安全行業(yè)標準《刑事照相、錄像詞匯》中的界定，所謂分色攝影是在可見光范圍內(nèi)，利用分光裝置有目的選擇成像光波段的專業(yè)技術(shù)[4]。這項技術(shù)從1908年柏林警察局用彩色照相機在兇殺案現(xiàn)場成功拍照紅地毯上的清晰血跡算起，已有100多年歷史，隨著不同介質(zhì)的濾色鏡和不同波段的多波段光源的發(fā)明使用，分色攝影技術(shù)逐步走向更加便捷、成熟和完善[5]。

我們知道，大千世界萬事萬物的色彩都是由紅、黃、藍這3種原色光組成，也就是通常所稱的三原色原理。分色攝影利用三原色不斷變化疊加，產(chǎn)生單一色光去照射多元素組成的被攝客體，不同元素對單一色光的吸收和反射是有差異的，按照“同色通過，異色吸收”的原理，被攝主體在單一色光的照射下會呈現(xiàn)不同的亮度差，且這種亮度差隨單一色光波長的變化而變化，選用光譜成分不同的色光進行成像記錄，達到“增感”或“減感”效果，就可得到所希望的亮度分布差異明顯的照片[6]。過去通常的辦法是在相機鏡頭前或者在光源前加裝紅色、綠色、黃色、藍色等各種濾光鏡，但選擇什么樣的濾光鏡能將所需要的光譜和圖案“分開”，只能憑攝影者現(xiàn)場判斷，還依然是一種憑經(jīng)驗辦事，準確性、客觀性和效率都得不到保障。如今絕大多數(shù)分色攝影已不再需要通過加裝物理濾光鏡，而是指采用相機自帶的“優(yōu)化校準”下的“濾鏡效果”中的功能進行模擬分色攝影，這是數(shù)碼相機常用的分色攝影技術(shù)，技術(shù)簡單易行，快速有效。

作為刑事物證攝影中的一個重要類別，分色攝影對于偵查破案提供線索、案件審判定性提供證據(jù)有極大幫助，包括進行痕跡檢驗、顯示難讀字跡、區(qū)分偽彩色、加強某些痕跡、字跡的反差、顯示被掩蓋的字跡或照片上影像、鑒別物質(zhì)異同等，尤其是在顯現(xiàn)消褪、涂抹和模糊的字跡、指紋、足印等，辨別偽造文件、票證方面有非常獨特的作用[7]。因三原色的波長(λ)差異顯著，紅色波長約600-700毫微米(nm即納米)，而黃色λ=500-600nm，藍色λ=400-500nm，通過單一色光的吸收或反射客體，增加和減弱物體上某種顏色，就能從而顯現(xiàn)出肉眼難以區(qū)別或者反差不明顯的細微特征，用于比較檢驗。

二、光譜成像的原理及功效

光譜成像(spectral lmaging)技術(shù)是利用多個光譜通道進行圖像采集、顯示、處理和分析解釋的技術(shù)[8]。任何物證都有不同的色彩，表面都可構(gòu)成不同的光譜曲線，分色攝影借助于濾光鏡或相機上的“優(yōu)化校準”裝置，在可見光下通過單色光可將潛在痕跡進行加強顯現(xiàn)，形成能清晰區(qū)分的圖片；光譜成像組合了光譜技術(shù)和數(shù)字成像技術(shù)，其裝置由液晶可調(diào)波長濾光鏡、數(shù)字CCD照相機、照明光源和計算機及專用軟件構(gòu)成。經(jīng)光譜檢驗得到被檢驗物體的窄波段單色光的反射光或熒光亮度分布影像，通過分色攝影，將微弱和潛在痕跡顯示出來，得到清晰的物證照片，其過程如圖1所示。

圖1 光譜成像結(jié)構(gòu)圖

由此可見，光譜成像的原理與分色攝影的原理基本一致，不同的在于分色攝影憑借濾光裝置以單色光去增強或減弱檢材物中的色彩，在可見光下，依靠相機直接獲取分辨信息，而光譜成像要利用波長光譜區(qū)分檢材物中的某一特征色彩、形體輪廓和形象，既可在可見光下進行，也可紅外線或短波紫外線等光源照射分辨被檢驗物體，需要應用多種設備分步驟記錄被檢物體在很寬光波范圍內(nèi)的亮度信息，最后才能形成能夠最有效反映物體證據(jù)和偵查價值信息的圖像[9]。

光譜成像雖然操作復雜、對設備要求也較高，但由于其不受照明光源和條件限制，且根據(jù)光譜波段透過濾光鏡依次到達CCD感應器，最后應用計算機進行分析，其檢驗范圍更廣，形成的圖像更清晰、細致，檢驗結(jié)論更準確，在刑事物證攝影中的作用非常大，不僅在各種顏色的文件、圖案、圖表、票證、照片等物體影調(diào)變化上能“明察秋毫”，而且在提取汗液、油脂、灰塵、足印、血跡、指紋和人體皮膚損傷等刑事案件中常用痕跡方面有獨特功效。

三、應用體會

分色攝影與光譜成像在刑事物證攝影中的應用不僅有雄厚的理論基礎(chǔ)，而且在刑事檢驗工作實踐中也會經(jīng)常應用，并產(chǎn)生了積極的幫助和促進效果。

(一)分色攝影的應用

分色攝影是刑事物證攝影中最常用的手段，尤其是在現(xiàn)場提取犯罪嫌疑人或其它相關(guān)人員的指紋和足跡時，能及時迅速地完成取證工作。如我市某小區(qū)2005年12月發(fā)生了一起入室搶劫殺人案，犯罪嫌疑人是攀爬窗戶而進入房間，室內(nèi)一名老人已遇害，由于犯罪嫌疑人反偵察能力較強，現(xiàn)場留下的作案線索非常少，加上現(xiàn)場破壞較大，偵察人員經(jīng)過認真細致的反復勘查，終于在窗戶旁的紅色木質(zhì)柜子上發(fā)現(xiàn)了一枚足跡，但遺留足跡的痕跡非常淡，加之背景為深色的紅色，正常拍照取證獲得的足跡非常模糊(圖2)。在此情況下，我們架好三腳架，固定一臺尼康D700數(shù)碼相機，關(guān)閉室內(nèi)其他光源，在無雜散光的條件下，使用足跡燈以掠入射照明方式布光，使光照范圍大小覆蓋搭個足跡，然后將相機參數(shù)調(diào)整為拍攝菜單——設定優(yōu)化校準——單色——濾鏡效果——G，進行分色攝影，最后成功獲得了一張反差較大、細節(jié)特征清晰的足跡照片(圖3)。最后通過這張足跡照片，確定了作案人的身高、體重、走路姿態(tài)等重要特征，并很快將犯罪嫌疑人捉拿歸案。

在這一實例中，我們體會到一是分色攝影在刑事物證攝影中應用非常廣泛，對刑事偵察破案和取證有很大幫助作用；二是進行分色攝影并非一定要加裝濾光鏡，也可用相機上的“濾鏡效果”功能進行模擬分色攝影；三是采用數(shù)碼相機直進行分色攝影，入射光線只能以接近90°的光線入射，以防地板、墻壁產(chǎn)生漫反射光進入相機鏡頭，降低顯現(xiàn)效果[10]。

(二)光譜成像的應用

現(xiàn)代高端的光譜成像系統(tǒng)需要使用液晶調(diào)變式濾光器及相關(guān)專用軟件進行可以在使用的成像波長范圍之內(nèi)，精細區(qū)分僅有細微差異的同色異譜現(xiàn)象。但這種系統(tǒng)由于體積大，價格昂貴和成像波長范圍有限，刑事物證攝影的現(xiàn)場應用極少。但在工作實際中，通過對普通數(shù)碼相機進行一定改造，仍可記錄物體一系列不同波長的射線影像，現(xiàn)實光譜成像。利用普通數(shù)碼相機進行光譜成像多用于以下一些刑事物證攝影：(1)現(xiàn)場生物物證的發(fā)現(xiàn)；(2)不同目標信號和背景下提取指紋；(3)消除印油捺印指印下簽字筆字跡背景，檢驗潛在手印，進行文字墨跡識別；(4)檢驗消退、模糊的傳真紙、熱合打印和復印紙字跡；(5)鑒別不同種類纖維；(6)血液年齡的鑒定[11]。2015年6月，我局在偵破一起詐騙案件時，需要在一張單據(jù)上提取指紋，我們利用普通數(shù)碼相機進行光譜成像在不同的波長范圍拍攝了5張圖片，如圖4所示光譜檢驗如圖4所示。

圖4 選取指印和背景為基準點不同波長的圖片顯示

以這一基準點我們繪制了光譜曲線圖(圖5)。比較顯示，在λ=335nm時反射光強度差別較大，我們以此作進一步處理后終于提取到一枚非常清晰和完整的指紋，以此很快破案，并作為給犯罪嫌疑人定罪的重要物證。見圖6。

我們體會，一是利用普通數(shù)碼相機進行光譜成像，波長的響應范圍要進一步擴寬，短波可擴展到200nm，相機鏡頭前加用240nm—300nm的紫外線濾鏡，甚至可拍到白色文字；二是用于改裝成光譜影像的數(shù)碼相機，其像素需要在2000萬以上高方可拍得高度清晰的影像；三是必要是與顯微鏡連接，形成顯微光譜成像；四是在處理顯現(xiàn)被掩蓋、漂洗、燒焦字跡，或加強模糊印章印文時，可對比熒光效果和光譜成像效果，更有利于發(fā)現(xiàn)細節(jié)和找準特征[12]。

四、結(jié)語

分色攝影與光譜成像都是刑事物證攝影的常用技術(shù)，在尋找痕跡、線索，區(qū)別、鑒定模糊印跡中應用非常廣泛，兩者都有一個共同特點就是排除干擾，攝取特征[13]，在工作實踐中，除了要學會應用功能齊全、影像高清、便攜操作的設備外，還要設備和條件不具備或不方便情況下，應用相關(guān)原理，因陋就簡地對現(xiàn)有設備進行改造使用，尤其要拓展數(shù)碼相機的功能，將其應用到分色攝影與光譜成像中，進行更多的去偽存真甄別處理，進一步探索用數(shù)碼相機分色攝影技術(shù)進行物證檢驗攝影值和用普通數(shù)碼相機光譜成像技術(shù)進行文件檢驗，既增強刑事物證的可靠性和準確性，也促進相關(guān)技術(shù)的發(fā)展[14]。

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[6]張婷，楊瑞琴.指印中化學物質(zhì)光譜質(zhì)譜成像分析技術(shù)研究進展[J].中國司法鑒定，2015(1)：71-75.

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[13]金香杉.特種物證取證系統(tǒng)中光譜曲線的應用研究[D].中國刑警學院，2012：27-30.

[14]魏萬君，王嶠.淺述分色攝影在檢驗鑒定中的應用[J].法制博覽，2014(21)：201-202.

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向陽(1975-)，男，本科，恩施市公安局刑偵大隊，研究方向：影像技術(shù)。