王明廣，夏軍鋒，王 正

（1.江蘇省淮安市公安局物證鑒定所，江蘇淮安 223000；2.江蘇省淮安市公安局工業(yè)園區(qū)分局，江蘇淮安223000；3.江蘇省淮安市公安局淮陰分局，江蘇淮安 223300）

長(zhǎng)期以來(lái)，對(duì)案件現(xiàn)場(chǎng)遺留在鏡面上的手印進(jìn)行無(wú)損照相提取，一直是現(xiàn)場(chǎng)勘查工作中的難點(diǎn)。在尚未開(kāi)始提取接觸型DNA的時(shí)代，現(xiàn)場(chǎng)勘查人員實(shí)際工作中多采取粉末顯現(xiàn)提取，雖然可以方便快捷地提取現(xiàn)場(chǎng)手印，但因?yàn)槊ⅰ⒎勰┒酁榉磸?fù)使用，會(huì)交叉污染手印中的DNA檢材，極大地降低現(xiàn)場(chǎng)手印提取接觸型DNA檢材的成功率。所以，為了保證現(xiàn)場(chǎng)手印紋線內(nèi)接觸型DNA的提取成功率，就需要盡量采用光學(xué)方法無(wú)損提取現(xiàn)場(chǎng)手印。

傳統(tǒng)光學(xué)提取方法包括定向反射鏡照相法、小景深照相法、偏振光照相法等方法，實(shí)際操作中較為繁瑣，對(duì)照相設(shè)備和附屬配件器材的依賴程度較高，同時(shí)受現(xiàn)場(chǎng)空間環(huán)境、光場(chǎng)環(huán)境等因素制約較多[1]。筆者經(jīng)過(guò)分解掃描儀組件、分析其構(gòu)造和成像原理、反復(fù)試驗(yàn)，成功采用掃描儀無(wú)損提取鏡面現(xiàn)場(chǎng)手印，經(jīng)Adobe Photoshop處理后，手印紋線清晰、反差好、無(wú)背景和重疊圖像干擾，相比傳統(tǒng)照相手段更簡(jiǎn)便、快捷、高效。

1 材料與方法

1.1 樣本

留有一枚汗液手印的鏡子一塊；留有一枚汗液手印的不銹鋼水壺一只。

1.2 器材與環(huán)境

愛(ài)普生墨倉(cāng)式L220打印掃描復(fù)印一體機(jī)一臺(tái)；臺(tái)式計(jì)算機(jī)（或筆記本電腦）一臺(tái)，操作系統(tǒng)為Microsoft Windows10專業(yè)版x64，并裝有圖像處理軟件Adobe Photoshop CC x64；NIKOND80相機(jī)；快門線；NIKON NIKKOR 18-200mm F/3.5-5.6G ED VR II鏡頭；NIKON NIKKOR 50mm F/1.4鏡頭；ZADF-II型定向反射鏡；三腳架；勻光LED燈；比例尺。

溫度25℃，濕度50%～60%；暗室環(huán)境。

1.3 方法

采用入射光觀察法尋找遺留在鏡面的汗液手印，并在手印旁按照物證照相的要求貼上比例尺。將鏡面平放在掃描儀的玻璃平板上。為了避免手印直接接觸掃描儀玻璃而產(chǎn)生對(duì)手印紋線內(nèi)DNA檢材的污染，用高度0.5mm的硬物（如訂書(shū)針、回形針等）將鏡子的四個(gè)角墊高。最后，輕放掃描儀的文稿蓋。打開(kāi)掃描儀電源，并保證與計(jì)算機(jī)連接完好。在計(jì)算機(jī)中打開(kāi)掃描儀掃描程序軟件EpsonScan，并選擇切換至“專業(yè)模式”。

第一步，點(diǎn)擊預(yù)覽，在預(yù)覽的圖像中選擇掃描范圍，并可以根據(jù)被掃描物品的實(shí)際情況，調(diào)節(jié)設(shè)定掃描儀的自動(dòng)曝光類型、圖像類型、分辨率、文稿大小、目標(biāo)尺寸、曝光、色調(diào)、色彩、銳化、去網(wǎng)紋等參數(shù)，本文選擇的參數(shù)為24位全彩、1200dpi；

第二步，點(diǎn)擊掃描并輸出圖像，為了得到高質(zhì)量的圖像，存為無(wú)損格式的TIF圖像，能夠反映出手印完整清晰的紋線，且紋線間的間隔清晰，無(wú)重影干擾，但手印紋線灰暗，反差較弱；

第三步，打開(kāi)Adobe Photoshop CC圖像處理軟件，對(duì)剛剛掃描得到的TIF圖像進(jìn)行編輯處理。首先，對(duì)圖像的色階進(jìn)行調(diào)整，拖動(dòng)“輸入色階”的3個(gè)滑塊，分別調(diào)整“陰影輸入色階”、“中間調(diào)輸入色階”和“高光輸入色階”，直至圖像背景接近黑色而手印紋線反差明顯，本文中針對(duì)圖1.a選擇設(shè)定的值分別為18、1.00和123；然后，對(duì)圖像進(jìn)行黑白化處理，進(jìn)一步提高手印紋線的反差，減小色彩干擾。

2 結(jié)果與討論

遺留在鏡面上的現(xiàn)場(chǎng)手印，因?yàn)殓R子本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，導(dǎo)致玻璃表面和鏡中的兩個(gè)影像形成重影干擾，所以光學(xué)方法提取鏡面手印的任務(wù)就是去重影、去干擾[2]。按照上述操作，使用掃描儀提取到的鏡面手印，無(wú)重影、無(wú)背景干擾，如圖1.a，經(jīng)Photoshop軟件進(jìn)一步處理后，紋線更加清晰，反差較好。如圖1.b，整個(gè)提取過(guò)程較為簡(jiǎn)便、快捷。

圖1 手印圖片（a：平板式掃描儀提??；b：經(jīng)Photoshop處理）Fig.1 Fingerprint image (a: extracted by a fl at-bed scanner; b:processed with Photoshop)

除了上述遺留于鏡面現(xiàn)場(chǎng)手印之外，對(duì)于不銹鋼表面、鏡面薄膜等類似客體上的現(xiàn)場(chǎng)手印，均可以采取掃描儀進(jìn)行無(wú)損提取，如圖2。

圖2 掃描儀提取不銹鋼水壺表面汗液手印 (1200 dpi)Fig.2 One sweat fi ngerprint extracted from a stainless steel kettle by a scanner

2.1 掃描儀工作原理

掃描儀的核心部件包含光學(xué)組件和CCD元件。光學(xué)組件由光源、反光鏡片、鏡頭組成，用來(lái)獲取被掃描物體的反射光信息，相當(dāng)于掃描儀的“眼睛”。光學(xué)分辨率可以達(dá)到9600dpi以上，遠(yuǎn)大于普通單反相機(jī)的300dpi。掃描儀的CCD元件是線性排列的CCD陣列，在大約10μm的寬度上排列著數(shù)千個(gè)CCD圖像單元。CCD圖像單元極其微小，對(duì)垂直方向的光線更為敏感，可以有效地過(guò)濾其他方向上的散射光。掃描儀工作時(shí)，機(jī)內(nèi)光源發(fā)出均勻光線照亮玻璃面板上的被掃描稿件，產(chǎn)生表示圖像特征的反射光。掃描頭上的一組反射鏡片將反射光通過(guò)一組鏡頭送至掃描儀CCD元件上。CCD元件將不同強(qiáng)度與顏色的反射光轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，并通過(guò)數(shù)字接口傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，處理程序根據(jù)順序?qū)⑹占降臄?shù)字信號(hào)處理整合為一幅完整的圖像。

2.2 掃描儀提取鏡面手印原理

當(dāng)掃描鏡面手印時(shí)，沒(méi)有手印紋線的地方，光線直接穿過(guò)玻璃表面而發(fā)生鏡面反射，無(wú)法被掃描儀鏡頭捕捉到；而有手印紋線的地方發(fā)生了漫反射，其中一部分被掃描儀鏡頭捕捉到，并由掃描儀CCD轉(zhuǎn)換為圖像信號(hào)發(fā)送至計(jì)算機(jī)，如圖3。因?yàn)閽呙鑳x鏡頭捕捉到的光線數(shù)量有限，所以手印紋線較為灰暗，反差相對(duì)較弱。同時(shí)，因?yàn)閽呙鑳x光學(xué)組件景深很小，即使鏡子的反射面有部分干擾光線，也無(wú)法被掃描儀鏡頭捕捉到。

2.3 與其他光學(xué)方法的比較

使用掃描儀和Photoshop軟件提取鏡面手印具有以下優(yōu)勢(shì)：1）較好解決了背景重影干擾的問(wèn)題。采用定向反射鏡法、小景深法時(shí)，為避開(kāi)光源的直射光斑，往往需要使光源或相機(jī)有較小的偏角，較難實(shí)現(xiàn)相機(jī)拍攝方向與鏡面的完全垂直，使提取到的手印紋線的邊緣依然存在一定的重疊圖像，形成一定的干擾，如圖4a、圖4b。2）操作相對(duì)簡(jiǎn)便，能夠快速提取，一人可以輕松完成。定向反射法、偏振光照相法和紫外線照相法在照相過(guò)程中需要不斷調(diào)整光的入射方向[3-4]，并同時(shí)觀察相機(jī)拍攝的效果，往往需要2人共同操作完成。3）受環(huán)境制約較少。由于掃描儀特殊的結(jié)構(gòu)，使其工作時(shí)對(duì)檢驗(yàn)環(huán)境的要求較低，無(wú)需遮蔽環(huán)境其他光源，而定向反射法、偏振光照相法和紫外線照相法為了避免干擾，取得良好的拍攝效果，需要遮蔽環(huán)境門窗，形成暗室條件進(jìn)行拍攝。同時(shí)，也不會(huì)產(chǎn)生如超長(zhǎng)焦小景深法在狹窄環(huán)境內(nèi)無(wú)法滿足最近對(duì)焦距離的困擾。4）圖像分辨率可以輕松超越單反相機(jī)300dpi的限制。5）根據(jù)掃描儀的工作原理，掃描得到的圖像沒(méi)有畸變。使用相機(jī)進(jìn)行拍攝時(shí)，不同型號(hào)的鏡頭會(huì)產(chǎn)生不同的畸變，尤其是在圖像的邊沿區(qū)域，變形更加嚴(yán)重，后期往往需要對(duì)圖像進(jìn)行鏡頭畸變矯正。6）有效避免了照相抖動(dòng)、感光度過(guò)高、快門速度過(guò)低等現(xiàn)象，從而保證了圖像的質(zhì)量。7）有效避免了對(duì)提取人員身體健康的可能損害。采用紫外線照相法時(shí)，短波紫外線對(duì)人體，尤其是眼睛和皮膚有很大的傷害作用，防護(hù)措施不足會(huì)產(chǎn)生眼睛紅腫和皮膚紅斑、脫落，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致眼睛永久性損傷和皮膚癌[4]。

圖3 掃描儀提取鏡面手印原理示意圖Fig.3 The principle to extract mirror-carried fi ngerprint by a scanner

圖4 鏡面手?。╝:定向反射法提取; b:大光圈小景深法提?。〧ig.4 The mirror-carried fi ngerprint (a: extracted by the direct re fl ection; b: extracted via the large aperture and shallow depth of fi eld).

但是，與傳統(tǒng)照相方法相比較，本方法也存在以下不足或不便之處：1）使用掃描儀直接掃描得到的手印圖像反差較弱，需借助于Adobe Photoshop軟件的后期處理，對(duì)操作人員的計(jì)算機(jī)操作和圖像處理技能有一定的要求。2）日常使用的多為平板式掃描儀，如遇體積或重量較大、無(wú)法實(shí)物提取的物證（如陷入墻體或櫥柜內(nèi)部的穿衣鏡等），操作難度較大，但可以通過(guò)購(gòu)置便攜式掃描儀來(lái)解決。3）如在案件現(xiàn)場(chǎng)操作，需要額外攜帶筆記本電腦等設(shè)備，增加了基層現(xiàn)場(chǎng)勘查人員的負(fù)擔(dān)。4）因?yàn)閽呙鑳x光學(xué)元件焦距固定、景深較小，對(duì)遺留在如凹面鏡、球面鏡等非平面或不規(guī)則客體表面上的鏡面手印無(wú)法進(jìn)行提取，此類客體上的鏡面手印提取還需依靠傳統(tǒng)的照相手段。

3 結(jié)論

綜上所述，使用掃描儀和Photoshop軟件能夠簡(jiǎn)便、快捷地?zé)o損提取鏡面手印，并且實(shí)現(xiàn)手印紋線無(wú)重影、無(wú)背景干擾，提取到的手印紋線清晰，反差較好。

[1] 夏軍鋒,王明廣,王正. 淺析光場(chǎng)成像技術(shù)在刑事影像中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息,2016(21):78.

[2] 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.

[3] 李欣,王桂強(qiáng).偏振光照相顯現(xiàn)鏡面客體上的潛在指印[J].刑事技術(shù),2007(1):7-8.

[4] 梁家奎.用Andor全波段CCD照相系統(tǒng)拍照鏡面上的汗液手印[J].山西警官高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào),2010,18(3):78-80.