暗视场与分色摄影结合提高指纹显现清晰度研究

桑伟波

(中国刑事警察学院，辽宁 沈阳 110000)

随着社会的不断发展，警务人员执法破案技术不断曝光，犯罪嫌疑人反侦察意识逐渐提高，在犯罪现场中遗留的痕迹物证呈减少趋势，遗留条件也不断苛刻，这就要求我们技术人员要有过硬的专业本领。物证检验过程中，经常遇到需要显现和加强不同遗留条件下的指纹痕迹，如深色或彩色光滑客体上的汗潜或油潜指纹等。简单的拍照记录满足不了物证检验的要求，这就需要运用摄影技术进行去伪存真、由表及里地进行处理得到尽可能清晰的指纹证据，为案件侦查和法庭审判提供线索和依据。

1 摄影方法和原理

1.1 暗视场配光检验摄影

暗视场配光法是光线以较小的入射角(10°到 30°)照射被摄物体，在垂直方向上接收记录物体反射光的相对亮度分布，如图1所示[1]。当暗视场照明光线入射角度较小照射承痕体，由于客体表面性质为深色光滑表面，所以呈现定向反射性质，表面反射光沿着与入射角相等的反射角方向传播，故反射光线没有进入镜头形成影响。同时，由于承痕体为深色客体，深色客体的内反射很少或基本上没有内反射，所以客体表面在垂直方向上进入镜头的光线也是很少或者基本没有，所以形成的影像中背景为深色[2]。然而，相同的照明条件下，就指纹而言，指印纹线具有混合反射性质，故其反射光线不仅仅局限于沿着与入射角相等的反射角方向传播，在垂直方向有一定的反射光进入镜头形成影像。尽管这部分反射光线不是很多，但是由于入射角度很小，所以在垂直方向上的反射光线相较于其他在垂直方向进入镜头的光线来说还是比较多。因此，在最终形成的影像中会呈现出深色背景下指印纹线以浅色调出现。

图1 在垂直方向上接收记录物体 反射光的相对亮度分布

1.2 分色摄影

分色摄影就是利用分色装置将可见光有选择性的分成各种波长色光的技术。白光的反射光两幅分布与肉眼观察相近，而色光的反射光亮度分布与肉眼观察可能有很大的差异，依次分色摄影有可能显示出白光下难以观察到的物体的细节特征。分色摄影与普通摄影记录的都是物体的反射光，但是普通摄影记录的是物体在整个可见光谱的反射光，而分色摄影只记录

物体反射的可见光谱区内的一小部分色光。这种接收反射光的光谱波段范围的不同，可以改变被摄物体的亮度分布，使两种摄影方法的效果产生很大的差异，这就使得可以获得在白光下拍摄不出来的细节特征和反差清晰地呈现出来。

现如今在实际应用中，最普遍使用的就是两种：一种是利用可见光照射被摄物体，然后通过选择在镜头前加不同滤色镜来选择通过某种特定色光，然后进行拍摄物证影像，原理如图2所示。第二种是通过在光源前加滤色镜，提取出所需要的色光，在相对较暗的室内进行物证拍照，得到反差最大的图像，原理如图3所示。

图2 利用可见光照射被摄物体镜头前加滤色镜

图3 通过在光源前加滤色镜

2 实验操作与结果

2.1 实验操作

2.1.1 实验器材和样本

佳能EOS 700D单反数码相机(有效像素1800万)；多波段光源；滤光镜(红、绿、蓝)；三脚架一台等。

样本为：①背景为浅黄色地板和深褐色木地板(地板表面为油漆组成)，分别捺印汗潜和油潜指纹五枚；

②在红色背景的塑料卡片、深绿色和白色相间的塑料卡片(表面光滑)上的油潜指纹各五枚。

2.1.2 实验原理

控制造痕体不变，通过改变承痕客体条件、物证摄影技术，提高不同客体上指纹显现清晰度，以此来判断在什么样的状况下需要运用怎样的拍摄方法。

2.1.3 实验方法

本文选用暗视场高角度拍摄法和分色摄影的方法，在承痕体具有不同的色彩背景单一或复杂，不同的表面特性，通过运用摄影技术提高不同条件下显现指纹清晰度进行比对实验。首先用白光对样本上的指印进行照射，然后再用多波段光源照射，照射的同时观察相比于白光照射条件下背景与指印纹线间的反差，并不断改变多波段光源的输出波长，等到客体背景与指印纹线反差最清晰时进行拍照记录。

2.2 实验结果

(1)用白光照射浅黄色地板上的油潜指纹时，指印纹线与背景客体之间基本不能形成很强的反差；而通过白光照射深褐色地板上的油潜指纹时，指纹纹线与背景客体之间形成一定的反差，但不够清晰明显，体现不出很多的细节特征。然而在暗视场下用多波段光源通过不同波长的色光照射并拍摄得到的指印纹线清晰度显著提高，浅黄色地板上指印纹线以浅色调呈现在灰色调背景上，深褐色地板上呈现出亮背景，暗纹线，反差明显，细节特征得到很好的效果，如图4所示。

图4 白光及暗视场对样本上的指印进行照射的结果

(2)在暗视场条件下，用白色光照射被摄物体，红色、绿色与白色相间的塑料卡片(表面光滑)上的指印纹线在灰色背景上以浅色调显现出来，显现效果不理想。当使用多波段光源时，选择反差最明显的波长的光源光进行照射，红色部位上的指印效果比较清晰，浅色调的指印纹线呈现在灰色背景上，而绿色与白色相间部位的指纹显现的效果较差，指印纹线的细节特征不能很好的体现，灰色的背景上显现不出整体的指印纹线，如图5所示。

图5 多波段光源下指印纹线对比

3 分析讨论

实验一所述的为暗视场配光检验摄影通过对浅色客体和深色客体背景条件下油潜指印的比较，我们可以清晰的看出，浅色光滑客体内反射光进入镜头成像与具有混合反射性质指印纹线进入镜头形成的影像形成的反差不明显，然而深色调的光滑客体的内反射能力较差，其内反射光线很少或基本没有进入镜头成像，而指印纹线具有混合反射能力，故二者形成的反差比较鲜明，可以清晰地再现指印纹线的细节特征。

如果被检物证的背景是彩色光滑的，那么由于其内反射能力相比于深色客体强得多，也就是说，指印纹线进入镜头成像的光线数量与客体背景的进入镜头成像的光线数量差距不大，成像时形成不了鲜明的反差。所以对于彩色光滑的客体上的指纹，为了增强指印纹线与客体背景的反差，可以通过多波段光源照射被摄物体，使客体背景能够吸收入射光而不产生很强的内反射光，但是指印纹线物质对相同波长的光同样产生混合反射，在垂直方向的反射光并不因此而受到影响，从而使客体背景与指印纹线形成较大的反差，使指纹清晰度得到提高。