基于DX-1拍照系统进行指纹提取的研究

舒钰凯

南京森林警察学院,江苏 南京 210046

在案件的现场经常存在着许多指纹，而指纹的发现与提取会给案件勘察提供更多的线索，为案件的侦破提供更大的可能，所以这就需要基层民警以及技术人员熟练地掌握对指纹固定和提取的方法。笔者在了解了DX-1拍照系统的操作原理后，发现其是一种便于推广的提取光滑客体上指纹的较好仪器。

1 DX-1拍照系统组成

DX-1拍照系统由垂直定向拍照器（见图1）、暗室场拍照器（见图2）和掠入摄拍照器（见图3）三个主要仪器组成，其中垂直定向拍照器可改变光照强弱和拍摄客体到镜头面的距离，暗室场可在指纹周围形成约12cm2的小型暗室并自带光源，掠入摄拍照器在一端有一较大开口，可从该开口掠入摄角度、亮度不同的光源。

图1 垂直定向拍照器

图2 暗室场拍照器

图3 掠入摄拍照器

2 DX-1拍照系统的原理

2.1 定向反射照明原理

在使用定向反射配光的条件下，光滑客体表面的定向反射光全部集中在同一方向上，而客体表面上的痕迹物质由于其表面非光滑，产生漫反射光或混合反射光（非定向反射光），这部分非定向反射光中只有很少一部分反射光分量会出现在与定向反射光相同的方向上，因此光滑客体在这个方向上的反射光亮度远大于其表面痕迹物质在这一方向上的反射光亮度，形成很高的亮度反差。从而观察到潜在的指纹纹线以及表面的细节特征［1］。

2.2 掠入摄照明原理

照明光线从一侧入射时，入射在客体背景部位的光线在客体表面被反射一部分，另一部分折射进入客体内部并形成内反射光，客体表面的定向反射光出现在反射角上方向上，在垂直方向上没有分量［2］，由此垂直的反射光只来自于客体内反射的垂直分量。当掠入射照明的入射角逐渐增加直至90°时，入射光线只有极少数的折射光线进入客体内部，大部分在客体表面被反射掉。此外，具有漫反射的痕迹物质的垂直反射光线垂直分量不随照明光线入射角度变化。因此客体垂直方向上的反射光亮度很小，而漫反射痕迹物质保持较大垂直反射分量，于是痕迹物质与背景之间呈现较大亮度反差［3］。

2.3 暗视场反射照明原理

暗视场入射光线是以较小的角度照射在光滑客体上，根据定向反射的性质，反射光只出现在一个方向上，只在反射的方向上有光的分布［4］，而在垂直方向上并没有分量，所以客体背景在垂直方向上的反射光分量很低，在一定的光照条件下由于痕迹为混合反射光，导致其在空间范围内都有反射光，同样的在垂直方向上也具有反射光。虽然这些反射光相对于痕迹物质的全部反射光只是其中的很少一部分，但是相对于光滑客体来说，在垂直方向上的分量是很大的，因此痕迹物质的垂直反射量仍然远远大于光滑客体，进而形成较大亮度反差。

3 实验准备及过程

3.1 实验样本和器材

无色玻璃片、无色塑料片、银色金属片、绿色油漆片、DX-1拍照系统装置、Nikon d40相机、LED强光光源、黑白比例尺若干等。

3.2 操作方法

设定相机参数为F5.6的光圈与1/125 s的快门后，仅通过改变不同拍照器的各项参数，将调置好的3种仪器的取景口依次对准被提取客体上的指纹，使指纹均位于取景口中央并平行于取景口，在取景口待相机对焦完毕后，立即拍下此刻照片。

3.3 垂直定向拍照器提取效果

分别在无色玻璃片、无色塑料片、银色金属片、绿色油漆片4种客体上改变拍摄距离、光照强度的参数，提取指纹照片共32张，在Photoshop软件中查看观察清晰程度。提取结果如表1所列，提取效果如图4～图7所示。

表1 垂直定向拍照器提取指纹照片清晰度

图4 玻璃

图5 塑料

图6 金属

3.4 掠入摄拍照器提取效果

分别在无色玻璃片、无色塑料片、银色金属片、绿色油漆片4种客体上改变光源入射角度、光源距拍摄客体距离参数，提取指纹照片共36张，在Photoshop软件中查看观察清晰程度。提取结果如表2所列，提取效果如图8～图11所示。

3.5 暗室场拍照器提取效果

分别在无色玻璃片、无色塑料片、银色金属片、绿色油漆片4种客体上改变参数，提取指纹照片共24张，在Photoshop软件中查看观察清晰程度。提取结果如表3所列，提取效果如图12～图15所示。

表2 掠入摄拍照器提取指数照片清晰度

图8 玻璃

图9 塑料

图10 金属

图11 油漆

表3 暗室内拍照器提取指纹照片清晰度

图12 玻璃

图13 塑料

图14 金属

图15 油漆

4 结语

通过上述实验可得出如下结论：

（1）DX-1拍照系统提取的指纹图像增强了与客体背景的反差，对大多数指纹显现效果好且方便快捷，技术人员容易拍照固定。

（2）DX-1拍照系统各提取器的参数影响着拍照固定指纹的效果，较好的参数搭配可辅助技术人员快速提取现场指纹，本文中的参数设置可做参考，具体参数视现场情况而定。

（3）不同的拍照器对不同的客体有着不同的对应性，如掠入摄拍照器针对金属客体、暗视场拍照器针对玻璃客体均有着普遍的适应性（在不同的参数下都能很好地适用）。

（4）4DX-1拍照系统操作方法简单，能快速提取光滑客体表面的指纹，特别是玻璃、塑料、金属上的指纹效果较好，因此可推广应用。