浅谈运用数码影像技术提高现场取证能力

2012-08-15方刚

铁道警察学院学报 2012年5期

方刚

(成都铁路公安处技术支队，四川成都610081)

一、数码相机的特点与警务照相

(一)数码相机和传统相机的差异

数码相机与传统胶片相机的差别在于成像方式的不同。数码相机成像原理是把光学影像投射到光电感应器CCD或COMS这一电子靶面上，通过光电转换，形成数字影像，再通过电子处理，还原成现实生活中的照片。而传统相机是通过光学镜头把光影投射到银盐胶片上，通过化学反应，生成光学潜影，再通过一系列的暗房显影、定影、冲洗，形成负片，再把胶片影像(负片)投射到感光相纸上，通过暗房显影、定影、冲洗，感光相纸上才产生了真实影像，这就是我们所说的传统照片。

由此可以看出，数码相机的成像虽然复杂，但过程简单，不像传统照相有繁琐的冲洗过程、严格的技术要求和工艺流程。它能瞬间一次成像，并通过自带显示器立即观看照片。这是一个非常实用的功能，它能立即检验照片的质量，在一些重大现场的拍摄中，非常有效，可以有效地避免拍摄失误，若发现问题，可以立即补拍。在拍摄室内现场时会常常遇到这样的问题:光线不足、各种光源交织在一起，光线较为复杂;近距离开闪光灯拍摄客体会反光;没有三脚架只能手持拍摄;快门速度设置较慢;感光度设置过高;这些情况都给拍摄带来了难度。

首先，照相机镜头的光圈不可以无限开大，是有一定限度的，一般一只变焦镜头最大光圈系数为F2.8，差一点的达不到，只能为F3.5，若光线较暗，手持拍摄时快门速度必然偏慢，容易抖动，造成虚焦;若相机光圈设置过大，景深浅、容易产生像差，成像模糊;若相机曝光量设置不准确，照片就会缺乏层次，反差不好;相机感光度设置过高，噪点就会增多，照片细节损失大，成像模糊。这一切都可以通过数码照相机自带显示器现场重放，发现问题立即纠正并重拍。这一功能的充分运用，基本保证了现场照片的质量。

其次，数码相机和传统相机还有一个区别，就是感光度ISO可以调整。光电感应器生成的是矩阵电子像素，通过提高其电平值，可以提高数码相机的感光度，但是图像的燥波也会相应加重，这需要权衡与优化。也就是说，感光度可以调高但不可随意提高，要结合光圈与快门的组合，找到一个优化值，相当于正常感光度范围的下限值。而传统相机的感光度是不能随意调整的，一般感光胶片是多少度就设定多少度，正常彩色胶卷是100度，那么相机的感光度也只能设定100度。

数码相机的感光度可以调整，它可以相对提高数码相机的感光能力，极大方便了摄影拍摄。特别是在室内光线不足的情况下，为摄影师带来了更多的操控选择，过去手持不可能完成的拍摄，现今可以完成。公安保卫工作的照相，拍摄对象很多都在室内，比如室内现场勘查照相、物证照相、犯罪嫌疑人人像照相以及各种会议照相等，只有正确运用数码相机的各种功能，掌握光学成像和数码相机的特点，正确设置和操控，才能出色完成各项公安业务照相工作。

(二)数码相机的性能

数码相机的成像能力、档次，基本上是以感应器面积大小来划分的，感应器像素多少只可以作相对参考，从小的1/3.2英寸，1/1.6英寸，23mm×16mm (APS－C)，36mm×24mm(全画幅，和135胶片面积相同)，到更大的中画幅等，感应器面积越大，单个像素面积就越大，像素排列疏松间距也越大，这样一来，像素的感光宽容度大大提高了，像素之间的干扰降低了，高感光度成像画质提高了。由于数码相机有这样的特点，在警务工作中，就要扬长避短，结合实际，配置好照相设备。

(三)合理配置好不同档次的数码相机

基层所队技术人员，担负一般刑事案件的现场勘查和其他侦查照相任务，使用APS－C画幅的数码相机可以胜任。APS－C画幅数码相机成像质量较高，仅次于全画幅数码相机，但体积更小，质量更轻，便于携带。在一般案件的现场勘查中，由于现场简单，微量、疑难物证较少，APS－C画幅数码相机的性能完全够用。再者，由于基层所队技术人员较少，工作时往往一人携带较多设备，较轻的数码相机既保证了工作质量，又减轻了技术员的工作负担。

一般小型数码卡片机非常小巧、轻便，装载的感应器面积都很小，高感光度成像质量很差，但是在室外，光线充足时拍照，也能取得较好的效果。这是因为室外光线强，数码卡片机曝光量减少，感光度降低的结果。因为数码相机感光度设置越低，噪点就越少，成像质量也就越好。当威光度设置到相机最低值时，就达到了这部数码相机最佳成像效果。因此，把这种相机配发给警务区非常适合。警务区民警大量的工作是巡线和站车维序，户外取证拍照，发现情况可以立即拍照，如破封货物列车的拍照、线路破损及设施被盗拍照等等。这些现场大都是在光线充足的室外，对数码相机的拍摄能力要求不是很高，卡片机完全可以胜任，并且这种相机小巧，薄如卡片，携带非常方便，随时可以放入衣裤包内，丝毫不影响执勤民警的警容风纪。

全画幅数码相机由于感光器面积较大，成像质量非常好，另外它和135型胶片相机成像画幅相同，因此它们之间的光学镜头可以互换，而且镜头视场角保持不变。这样一来，它可以充分利用过去的传统镜头，轻松获得无压缩的宽广视角。其他装载感应器面积小于36mm×24mm(全画幅)的数码相机镜头视场角均要被压缩，在相同焦段下，视角只能达到135相机视角的一部分，也就是通常所说的有一个转换倍率，乘以倍率后，焦距变长，视场角变窄。所以全画幅数码相机可以充分发挥镜头的光学性能，拍出的照片，色彩艳丽，图像锐利，空间透视感强烈，在与光学镜头的配合上是最完美的。非全画幅相机在这一点上是不可比拟的。

二、全画幅数码相机在刑事技术工作中的运用

(一)现场勘验、检查

技术支队担负着重特大案件的现场勘查和刑事物证检验工作，对数码相机成像质量和可靠性要求较高，配置全画幅数码相机非常适合。在勘查一些较为复杂的现场时，常常发现一些微量痕迹物证，肉眼看不清，借助光源照射，虽能显现，但细节特征细小微弱，用普通数码相机拍摄难以拍出细节特征。这时我们用全画幅数码相机拍摄，就能较好地拍摄出清晰的微量物证照片，并保留丰富的细节。因为全画幅数码相机感应器面积大，感光能力很强，像素的动态范围较宽，对暗部层次和高光细节表现较好。另外，为获得较快的快门速度，即使感光度设置到3200度时，噪点依然微弱，对画面细节损失极小，所以拍摄室内光线很微弱的痕迹物品，比如现场遗留的残缺指纹、灰尘鞋印等，效果都非常理想，特别是照片的细节特征经放大后，仍然非常清晰、锐利。司法实践屡屡证明，这种高素质取证设备，非常适合刑事技术工作，并能达到物证检验照相的苛刻要求，因此它是现场勘查和开展刑事物证检验工作较为理想的专业设备。

(二)物证检验

刑事物证检验包括痕迹检验(指纹、足迹、工具痕迹和枪弹痕迹)、文件检验、法医学检验、影像检验等，每一种检验都离不开照相。这就是我们所说的检验照相，特别是同一认定检验，对照片的要求更为严格和专业，检材的细节特征必须清晰，并且要客观真实，否则它就不具备检验条件。所谓物证检验，就是把送检的检材和样本按相同的配光进行拍摄，拍成相同大小的照片，进行同一比对，找出相同点和差异点，然后通过论证、分析最后得出鉴定结论。综上所述，影响检验过程的关键环节是照片，因为比对检验实际是照片比对，照片清晰，能客观还原现场，技术人员就能充分运用专业技术，客观比对，按着刑事科学技术的法定流程，得出正确的鉴定结论。如果照片不清晰，不能反映检材的细节特征，那么技术人员的专业技术水平再高，也不能完成检验，因为在客观上它已经失去了检验条件。所以刑事物证检验是一项非常严谨的工作，首先要尊重科学，按规律办事，选择切实可行的工具和设备，然后严格依照法定程序，逐步实施，最后完成检验鉴定。这样得出的鉴定结论客观真实，不偏不倚，既维护了法律的公正，同时也为诉讼提供了重要的证据。

三、数码照片的存储和使用

(一)存储

现场勘查照片作为诉讼证据，既要发送给办案机关参与诉讼，又要在技术部门存档，过去一直是采用文档形式一式两份进行制作和管理。现在有了公安网络，管理、使用、查阅都更为方便和快捷。网络是计算机技术和通信技术结合的产物，它通过电信网络将计算机连接在一起，所有内容都可以相互通信和传输，使信息资源优化配置、利用达到了最大化，实现了资源共享，它提高了我们的工作效率，改变了传统的工作模式。我们将现场勘查照片通过计算机录入公安网络，存储在网络云端，既方便管理又便于查询，工作效率大幅提高。

(二)使用

数码照片采用数字编码，是存储在计算机内的一种电子文件，有专门的文件后缀名，如 RAW、JPEG、TIF等等，实际上就是数字(计算机化)照片。因此，我们可以运用计算机对数码照片实现充分管理。首先，把现场数码照片复制到计算机内，采用机内照片播放软件进行查看，经选片、编排，制成现场勘查照片卷文件，存储在专门的文件夹内。该文件要通过和计算机相连的数码打印机打印出现场勘查照片卷，发送给办案机关，参与诉讼。其次，按公安部要求，还要把现场勘查照片卷录入上传到公安网，存储在云端，既便于管理检查，又便于串并案侦查，它整合了全国公安机关案件现场资源，提高了公安机关的整体战斗力。例如，当发现并提取了犯罪嫌疑人的遗留痕迹后，如果快速上网查询，就有可能立即找到犯罪嫌疑人并快速破案。因此，它为侦查破案带来了极大的便利，提高了公安机关工作效率。这也是现场照片数码化、网络化管理后发挥的巨大作用。

2005年5月，成都一铁路单位内的设备被盗，技术人员在该房窗户外侧玻璃上提取了一枚指纹，通过上传公安专网查询比对，很快查到了犯罪嫌疑人。随后，侦查人员迅速将其捕获并在其家中查获了被盗赃物。经讯问，该犯罪嫌疑人对犯罪实事供认不讳，从而迅速破获了此案。这是一起采用数码照相且运用公安专网来快速破案的成功案例。

四、视频监控录像的检验

(一)存储格式的多样化

视频监控作为新型技防设备被广泛运用在城市交通、机关单位、宾馆、车站等场所，其可以24小时不间断摄像，对辖区实时监控。这样一来，凡是发生在监控区域内的案件，都有现场视频监控录像资料。对监控录像进行处理，截图，使之清晰化，成为证据照片，又成为刑事技术影像专业人员的一项重要工作。

现在的监控视频格式大多采用MP－4，该格式具有低码率(视频编码压缩率较高)、图像质量相对较好的特点，但由于MP－4内核开源，可以二次开发，于是设备制造公司根据自身需要，往往通过采用修改视频压缩码率、图像大小甚至帧率等参数的技术以达到节约带宽优化系统的目的，于是形成了目前监控视频格式种类繁多互不兼容的局面。办案单位送检的视频监控资料，往往需要拷取专门的视频播放软件才能正常播放。

(二)常规视频录像检验方法

过去一些常规的视频录像检验方法都是截图，生存JPEG常规压缩照片格式，然后调整图像的亮度、对比度等基本参数，提高其动态范围。这些方法虽能在一定程度上提高照片质量，但效果不是很好。这是因为图像在拍摄时通常采用平均测光，主体曝光量可能不准确，其色彩难以准确还原;采用JPEG常规压缩格式存储，照片清晰度损失较大。所以，必须找出关键环节，切实提高画面的清晰度。

(三)视频监控录像检验方法与步骤

笔者在工作中，通过多次实践，总结出了以下视频检验方法。当视频检验开始时，必须反复观看视频图像，了解犯罪嫌疑人在现场的活动情况，然后找出关键性镜头画面，定格、截图，最好存为无压缩TIFF格式数码照片，把该照片放在图像处理软件上进行处理。

第一步，提高照片的物理分辨率。通常视频监控录像分辨率较低，截图生成照片后分辨率更低，只有72dpi。经过多次实践证实，运用软件把图像分辨率提升到300dpi较为适应，照片的细节较为清楚。第二步，调整照片的色阶。在拍摄画面时，摄像机曝光量是以整个画面的平均亮度值为参考进行设置的，因此主体(犯罪嫌疑人)曝光量不一定准确，调整色阶，即亮度范围内某一灰度值，通过提高或降低主体亮度的灰度区域值，使主体曝光量更加准确，犯罪嫌疑人照片亮度、色彩还原更加真实，体貌特征清晰可辨。第三步，适当提高照片锐度。视频监控录像截图生成的照片往往非常模糊，不清晰，通过加强画面边缘像素，使明暗过度细节锋利自然，提高了照片的整体清晰度。但是需要注意的是，锐度不能过度提升，否则会使图像劣化。最后就是调整图像的亮度、对比度，通过提高其动态范围，更好地反映出画面的高光细节和暗部层次。

2012年5月，成都火车站西侧地道口发生一起抢夺案，一旅客携带的价值10万元的钻石项链当场被抢。刑侦部门受理案件后，立即调取了现场视频监控录像，并送我支队检验。我们采用以上方法，成功处理出了三张犯罪嫌疑人照片，基本反映出了其面部、体态及衣着特征。刑侦部门以此为线索，很快查获了犯罪嫌疑人，破获了此案。

五、视频监控录像检验中应注意的问题

在此，需要明确这样一个问题，我们处理数码照片，虽然采取增加像点密度、调整色阶等方法使之清晰化，但是并没有改变它的原始性即客观真实性，没有产生新的画面细节，也没有删减变换画面细节。所以它是可靠的，是符合法律程序的，能够成为视听证据。

六、总结

数码相机和视频监控作为新型设备，为刑事科学技术的向前发展，开辟了广阔的道路，它提高了刑事照相的工作效率，加强了获取犯罪线索的能力，具有以下突出的作用。

(一)实时、快捷

数码相机借助机内微处理器，可以对相机进行快速准确的设置，瞬间完成拍照;由于感光度可调，数码相机的适应性非常强，可用度很高，室内室外都能完成拍照，这就为刑事照相应对复杂环境、全天候拍摄奠定了基础。24小时不间断视频监控录像，可以实时瞬间捕捉犯罪影像，对于发生在重要场所的疑难案件的破获，发挥着至关重要的作用。