分色摄影与光谱成像在刑事物证摄影中的应用

向 阳

恩施市公安局刑侦大队，湖北 恩施 445000



分色摄影与光谱成像在刑事物证摄影中的应用

向 阳

恩施市公安局刑侦大队，湖北 恩施 445000

分色摄影与光谱成像是刑事物证摄影中常用技术。本文介绍了分色摄影与光谱成像的基本原理和方法，探讨了运用数码相机进行完成分色摄影和光谱成像的方法和技巧。指出将分色摄影与光谱成像应用在刑事物证摄影中，可以获得符合检验要求的图像，为破案寻找更多线索，以增强刑事物证的可靠性和准确性。

分色摄影；光谱成像；刑事摄影；物证检验

刑事物证摄影是采用专门的摄影方法，将犯罪现场中、搜查过程中和技术检验过程中提取和发现的与案件有关的痕迹、物品成像并记录下来的专门技术，包括原物大摄影和直接扩大摄影、红外线摄影反射摄影和透射摄影、长波紫外线反射摄影、翻拍和脱影照相、偏振光脱影和分色摄影六类[1]。刑事摄影以解决刑事侦察的特殊任务为目的，讲求证据性、先行性和快捷性[2]，但现实中，常常遇到图案混沌、模糊，很难分辨的现象，就需要应用到分色摄影与光谱成像去进行去伪存真、由表及里地进行甄别性处理[3]，在物证检验摄影数码化取代传统胶卷相机后，研讨分色摄影与光谱成像的应用技巧有着很强的现实意义。

一、分色摄影的原理及作用

分色摄影本身就是刑事物证摄影六大种类中的一种，参照中华人民共和国公共安全行业标准《刑事照相、录像词汇》中的界定，所谓分色摄影是在可见光范围内，利用分光装置有目的选择成像光波段的专业技术[4]。这项技术从1908年柏林警察局用彩色照相机在凶杀案现场成功拍照红地毯上的清晰血迹算起，已有100多年历史，随着不同介质的滤色镜和不同波段的多波段光源的发明使用，分色摄影技术逐步走向更加便捷、成熟和完善[5]。

我们知道，大千世界万事万物的色彩都是由红、黄、蓝这3种原色光组成，也就是通常所称的三原色原理。分色摄影利用三原色不断变化叠加，产生单一色光去照射多元素组成的被摄客体，不同元素对单一色光的吸收和反射是有差异的，按照“同色通过，异色吸收”的原理，被摄主体在单一色光的照射下会呈现不同的亮度差，且这种亮度差随单一色光波长的变化而变化，选用光谱成分不同的色光进行成像记录，达到“增感”或“减感”效果，就可得到所希望的亮度分布差异明显的照片[6]。过去通常的办法是在相机镜头前或者在光源前加装红色、绿色、黄色、蓝色等各种滤光镜，但选择什么样的滤光镜能将所需要的光谱和图案“分开”，只能凭摄影者现场判断，还依然是一种凭经验办事，准确性、客观性和效率都得不到保障。如今绝大多数分色摄影已不再需要通过加装物理滤光镜，而是指采用相机自带的“优化校准”下的“滤镜效果”中的功能进行模拟分色摄影，这是数码相机常用的分色摄影技术，技术简单易行，快速有效。

作为刑事物证摄影中的一个重要类别，分色摄影对于侦查破案提供线索、案件审判定性提供证据有极大帮助，包括进行痕迹检验、显示难读字迹、区分伪彩色、加强某些痕迹、字迹的反差、显示被掩盖的字迹或照片上影像、鉴别物质异同等，尤其是在显现消褪、涂抹和模糊的字迹、指纹、足印等，辨别伪造文件、票证方面有非常独特的作用[7]。因三原色的波长(λ)差异显著，红色波长约600-700毫微米(nm即纳米)，而黄色λ=500-600nm，蓝色λ=400-500nm，通过单一色光的吸收或反射客体，增加和减弱物体上某种颜色，就能从而显现出肉眼难以区别或者反差不明显的细微特征，用于比较检验。

二、光谱成像的原理及功效

光谱成像(spectral lmaging)技术是利用多个光谱通道进行图像采集、显示、处理和分析解释的技术[8]。任何物证都有不同的色彩，表面都可构成不同的光谱曲线，分色摄影借助于滤光镜或相机上的“优化校准”装置，在可见光下通过单色光可将潜在痕迹进行加强显现，形成能清晰区分的图片；光谱成像组合了光谱技术和数字成像技术，其装置由液晶可调波长滤光镜、数字CCD照相机、照明光源和计算机及专用软件构成。经光谱检验得到被检验物体的窄波段单色光的反射光或荧光亮度分布影像，通过分色摄影，将微弱和潜在痕迹显示出来，得到清晰的物证照片，其过程如图1所示。

图1 光谱成像结构图

由此可见，光谱成像的原理与分色摄影的原理基本一致，不同的在于分色摄影凭借滤光装置以单色光去增强或减弱检材物中的色彩，在可见光下，依靠相机直接获取分辨信息，而光谱成像要利用波长光谱区分检材物中的某一特征色彩、形体轮廓和形象，既可在可见光下进行，也可红外线或短波紫外线等光源照射分辨被检验物体，需要应用多种设备分步骤记录被检物体在很宽光波范围内的亮度信息，最后才能形成能够最有效反映物体证据和侦查价值信息的图像[9]。

光谱成像虽然操作复杂、对设备要求也较高，但由于其不受照明光源和条件限制，且根据光谱波段透过滤光镜依次到达CCD感应器，最后应用计算机进行分析，其检验范围更广，形成的图像更清晰、细致，检验结论更准确，在刑事物证摄影中的作用非常大，不仅在各种颜色的文件、图案、图表、票证、照片等物体影调变化上能“明察秋毫”，而且在提取汗液、油脂、灰尘、足印、血迹、指纹和人体皮肤損伤等刑事案件中常用痕迹方面有独特功效。

三、应用体会

分色摄影与光谱成像在刑事物证摄影中的应用不仅有雄厚的理论基础，而且在刑事检验工作实践中也会经常应用，并产生了积极的帮助和促进效果。

(一)分色摄影的应用

分色摄影是刑事物证摄影中最常用的手段，尤其是在现场提取犯罪嫌疑人或其它相关人员的指纹和足迹时，能及时迅速地完成取证工作。如我市某小区2005年12月发生了一起入室抢劫杀人案，犯罪嫌疑人是攀爬窗户而进入房间，室内一名老人已遇害，由于犯罪嫌疑人反侦察能力较强，现场留下的作案线索非常少，加上现场破坏较大，侦察人员经过认真细致的反复勘查，终于在窗户旁的红色木质柜子上发现了一枚足迹，但遗留足迹的痕迹非常淡，加之背景为深色的红色，正常拍照取证获得的足迹非常模糊(图2)。在此情况下，我们架好三脚架，固定一台尼康D700数码相机，关闭室内其他光源，在无杂散光的条件下，使用足迹灯以掠入射照明方式布光，使光照范围大小覆盖搭个足迹，然后将相机参数调整为拍摄菜单——设定优化校准——单色——滤镜效果——G，进行分色摄影，最后成功获得了一张反差较大、细节特征清晰的足迹照片(图3)。最后通过这张足迹照片，确定了作案人的身高、体重、走路姿态等重要特征，并很快将犯罪嫌疑人捉拿归案。

在这一实例中，我们体会到一是分色摄影在刑事物证摄影中应用非常广泛，对刑事侦察破案和取证有很大帮助作用；二是进行分色摄影并非一定要加装滤光镜，也可用相机上的“滤镜效果”功能进行模拟分色摄影；三是采用数码相机直进行分色摄影，入射光线只能以接近90°的光线入射，以防地板、墙壁产生漫反射光进入相机镜头，降低显现效果[10]。

(二)光谱成像的应用

现代高端的光谱成像系统需要使用液晶调变式滤光器及相关专用软件进行可以在使用的成像波长范围之内，精细区分仅有细微差异的同色异谱现象。但这种系统由于体积大，价格昂贵和成像波长范围有限，刑事物证摄影的现场应用极少。但在工作实际中，通过对普通数码相机进行一定改造，仍可记录物体一系列不同波长的射线影像，现实光谱成像。利用普通数码相机进行光谱成像多用于以下一些刑事物证摄影：(1)现场生物物证的发现；(2)不同目标信号和背景下提取指纹；(3)消除印油捺印指印下签字笔字迹背景，检验潜在手印，进行文字墨迹识别；(4)检验消退、模糊的传真纸、热合打印和复印纸字迹；(5)鉴别不同种类纤维；(6)血液年龄的鉴定[11]。2015年6月，我局在侦破一起诈骗案件时，需要在一张单据上提取指纹，我们利用普通数码相机进行光谱成像在不同的波长范围拍摄了5张图片，如图4所示光谱检验如图4所示。

图4 选取指印和背景为基准点不同波长的图片显示

以这一基准点我们绘制了光谱曲线图(图5)。比较显示，在λ=335nm时反射光强度差别较大，我们以此作进一步处理后终于提取到一枚非常清晰和完整的指纹，以此很快破案，并作为给犯罪嫌疑人定罪的重要物证。见图6。

我们体会，一是利用普通数码相机进行光谱成像，波长的响应范围要进一步扩宽，短波可扩展到200nm，相机镜头前加用240nm—300nm的紫外线滤镜，甚至可拍到白色文字；二是用于改装成光谱影像的数码相机，其像素需要在2000万以上高方可拍得高度清晰的影像；三是必要是与显微镜连接，形成显微光谱成像；四是在处理显现被掩盖、漂洗、烧焦字迹，或加强模糊印章印文时，可对比荧光效果和光谱成像效果，更有利于发现细节和找准特征[12]。

四、结语

分色摄影与光谱成像都是刑事物证摄影的常用技术，在寻找痕迹、线索，区别、鉴定模糊印迹中应用非常广泛，两者都有一个共同特点就是排除干扰，摄取特征[13]，在工作实践中，除了要学会应用功能齐全、影像高清、便携操作的设备外，还要设备和条件不具备或不方便情况下，应用相关原理，因陋就简地对现有设备进行改造使用，尤其要拓展数码相机的功能，将其应用到分色摄影与光谱成像中，进行更多的去伪存真甄别处理，进一步探索用数码相机分色摄影技术进行物证检验摄影值和用普通数码相机光谱成像技术进行文件检验，既增强刑事物证的可靠性和准确性，也促进相关技术的发展[14]。

[1]张海东，靳业，周纯冰.彩色增强技术在物证检验摄影中的应用[J].刑事技术，2011，(4)：62-65.

[2]代雪晶.数码物证检验摄影[M].汕头：汕头大学出版社，2010：67-69.

[3]于捷年.分色摄影与光谱成像[J].中国刑警学院学报，2014(1)：42-44.

[4]GA/T120-1995.刑事照相、录像词汇[Z].

[5]李婷.蒋占卿利用紫外光谱成像技术显现复印纸上遗留防晒护肤品指印研究[J].中国人民公安大学学报(自然科学版)，2014(2)：14-19.

[6]张婷，杨瑞琴.指印中化学物质光谱质谱成像分析技术研究进展[J].中国司法鉴定，2015(1)：71-75.

[7]丁治，刘锋.数码相机分色摄影技术在物证检验摄影中的应用[J].科技创新与应用，2015(17)：288.

[8]汪旭峰，李忠，王文斌.光谱成像技术的应用[J].刑事技术，2010(5)：61-6.

[9]罗顿，罗伟夫.普通数码相机光谱成像技术在文件检验中的应用研究[J].政法学刊，2013，30(3)：121-122.

[10]王文艳.常用滤色镜在物证照相中的应用实验研究[J].硅谷，2012(15)：90.

[11]张慧.浅析刑事影像技术在案件侦查工作中的重要作用[J].中国科技博览，2014(4)：174.

[12]卢文涛，王萌.数字图像处理技术在公安实践中的应用及其优缺点[J].卷宗，2015(8)：406-407.

[13]金香杉.特种物证取证系统中光谱曲线的应用研究[D].中国刑警学院，2012：27-30.

[14]魏万君，王峤.浅述分色摄影在检验鉴定中的应用[J].法制博览，2014(21)：201-202.

D

A

向阳(1975-)，男，本科，恩施市公安局刑侦大队，研究方向：影像技术。