應(yīng)用紅紫外數(shù)碼相機(jī)拍照顯現(xiàn)塑料鋼窗上汗?jié)撝赣?/h1>
2014-08-25 02:44楊玉柱
中國人民公安大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版） 2014年1期
彭 恒， 楊玉柱
(中國人民公安大學(xué)，北京 100038)
0 引言
隨著刑事科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，光學(xué)無損檢驗(yàn)技術(shù)在提取潛在痕跡物證方面發(fā)揮著越來越大的作用。紅紫外數(shù)碼相機(jī)具有感光波段寬(200 nm～1 100 nm)、操作簡易、攜帶輕便的特點(diǎn)，在案發(fā)現(xiàn)場的潛在指紋勘查和提取工作中體現(xiàn)出了很大的優(yōu)越性。
本文將以塑料鋼窗上潛在汗?jié)撝讣y為實(shí)驗(yàn)樣本，應(yīng)用紅紫外數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行短波紫外線反射照相，總結(jié)提取條件，為案件現(xiàn)場塑料鋼窗上潛在汗液指紋的提取提供參考條件。
1 主要實(shí)驗(yàn)儀器
國產(chǎn)獵蹤紅紫外數(shù)碼相機(jī)1臺，配套254 nm短波紫外鏡頭(78 mm、F/3.8)及短波紫外濾光鏡各1個；美國紐約Spectroline公司生產(chǎn)254 nm短波紫外燈兩臺，型號分別為BEF- 140C(6DC VOLT、0.9AMPS)和EF- 160C/FE (230 VOLTS、5OHZ、0.17AMPS)；長城牌翻拍架1臺。
2 實(shí)驗(yàn)方法和步驟
2.1 實(shí)驗(yàn)方法
2.1.1 實(shí)驗(yàn)樣本制作
以常見居民房屋窗戶的塑料鋼窗作為研究客體，根據(jù)表面光滑度和背景顏色選擇3種類型：客體1，表面光滑、白色背景；客體2，表面光滑、深紅色背景；客體3，表面粗糙、白色背景。分別捺印汗?jié)撝赣?，?cè)光觀察指印并按規(guī)范貼好比例尺。
2.1.2 實(shí)驗(yàn)方法
在無雜光干擾的暗室內(nèi), 將紅紫外數(shù)碼相機(jī)裝在翻拍架上, 照相機(jī)鏡頭光軸垂直于痕跡載體平面。將捺印有汗液指紋的塑料鋼窗客體置于翻拍架載物臺上，以254 nm短波紫外燈為光源，從照相機(jī)取景器內(nèi)觀察比例尺并調(diào)節(jié)清晰, 裝上短波紫外濾光鏡之后微調(diào)物距至影像清晰。通過改變不同型號的紫外光源、改變不同的配光角度、改變不同光圈和改變不同曝光時間進(jìn)行短波紫外線反射照相，比較汗液指印紋線的反差，分析總結(jié)利用紅紫外數(shù)碼相機(jī)拍照提取塑料鋼窗表面遺留汗液指印的最佳條件。
2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
2.2.1 可見光拍照效果和不同型號短波紫外光源拍照效果比較
15°角配光，選擇F5.6、30 s曝光組合，分別以EF- 160C/FE和BEF- 140C兩個型號的短波紫外燈為光源，拍照提取客體上捺印的指紋，觀察比較潛在汗液指紋提取效果。
2.2.2 不同配光角度比較
用型號BEF- 140C紫外光源照射，F(xiàn)5.6、30 s曝光組合，分別用15°、30°、45°、80° 4個角度配光拍照，提取塑料鋼窗上的指印，觀察比較潛在汗液指紋提取效果。
2.2.3 不同光圈比較
以BEF- 140C短波紫外燈為光源、15°角照射，設(shè)置曝光時間梯度為2 s、4 s、8 s、10 s、15 s、20 s、30 s、40 s、50 s、60 s、70 s、80 s，分別在F8和F5.6光圈的情況下，以客體1為例拍照實(shí)驗(yàn), 觀察比較潛在汗液指紋提取效果。
2.2.4 不同曝光時間比較
以BEF- 140C短波紫外燈為光源、15°角照射，固定光圈F5.6，曝光時間分別設(shè)置為5 s、10 s、20 s、30 s、40 s、50 s、60 s、70 s、80 s、90 s的梯度系列，對客體1、客體2、客體3進(jìn)行拍照實(shí)驗(yàn)，觀察比較潛在汗液指紋提取效果。
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
3.1 可見光拍照效果和不同型號短波紫外光源對指印提取效果的影響
可見光拍照效果如圖1所示，潛在汗液指紋紋線不清楚，沒有反差。
利用紅紫外數(shù)碼相機(jī)在254 nm光源照射下分別使用EF- 160C/FE和BEF- 140C兩個型號的紫外燈作光源，均可以有效拍照提取塑料鋼窗上遺留的潛在汗液指紋。但是相對而言，BEF- 140C提取的指印紋線清晰、反差較強(qiáng)，如圖2所示；EF- 160C/FE提取的指印則紋線淺淡、反差較弱，如圖3所示。
圖1 可見光拍照效果
圖2 BEF- 140C拍照效果
圖3 EF- 160C拍照效果
3.2 不同配光角度對提取指印效果的影響
15°角配光提取的指印效果如圖4所示，指印紋線清晰、反差較大。
30°角配光提取的指印效果如圖5所示，指印紋線較清晰、反差較弱。
45°角配光提取的指印效果如圖6所示，指印紋線不清晰、反差極弱。
80°角配光提取的指印效果如圖7所示，指印紋線不清晰、反差極弱。
圖4 15°角配光拍照效果
圖5 30°角配光拍照效果
圖6 45°角配光拍照效果
圖7 80°角配光拍照效果
保持F5.6、30 s曝光組合，4種配光角度(15°角、30°角、45°角、80°角)雖然均可以提取塑料鋼窗上捺印的汗?jié)撝赣D像，但是，隨著配光角度的增大，指印紋線與背景的反差越來越弱，尤其是80°角配光條件下指印紋線斷裂、只剩下點(diǎn)狀集合圖紋。
3.3 不同光圈對指印提取效果的影響
分別選用F5.6光圈和F8光圈，曝光時間梯度為2 s、4 s、8 s、10 s、15 s、20 s、30 s、40 s、50 s、60 s、70 s、80 s，對客體1表面遺留的潛在汗液指印進(jìn)行短波紫外線反射照相，通過觀察照片，指印提取效果如表1所示。
表1 不同光圈、不同曝光時間下指印提取效果
從表1可以看出：
以BEF- 140C短波紫外燈為光源、15°角配光，選擇F5.6光圈進(jìn)行梯度曝光，當(dāng)曝光時間大于10 s時，能觀察到指印的紋線，曝光時間達(dá)到40 s時，指紋紋線反差最大。
以BEF- 140C短波紫外燈為光源、15°角配光，選擇F8光圈進(jìn)行梯度曝光，當(dāng)曝光時間大于20 s時，能觀察到指印的紋線，曝光時間達(dá)到50 s時，指紋紋線反差最大。
當(dāng)曝光時間為30 s和40 s時，選擇F5.6光圈和F8光圈，雖然都能夠提取到指印，但是，使用F5.6光圈的拍照效果明顯強(qiáng)于使用F8光圈的拍照效果。
3.4 不同曝光時間對指印提取效果的影響
在F5.6光圈固定不變的情況下，曝光時間梯度為5 s、10 s、20 s、30 s、40 s、50 s、60 s、70 s、80 s、90 s，分別對客體1、客體2、客體3表面遺留的潛在汗液指印進(jìn)行短波紫外線反射照相，通過觀察照片，指印提取效果如表2所示。
表2 相同光圈、不同曝光時間下指印提取效果
從表2可以看出：
客體1，以BEF- 140C短波紫外燈為光源、15°角配光，選擇F5.6光圈進(jìn)行梯度曝光，當(dāng)曝光時間大于30 s時，能觀察到指印的紋線，曝光時間達(dá)到50 s時，指紋紋線反差最大。
客體2，以BEF- 140C短波紫外燈為光源、15°角配光，選擇F5.6光圈進(jìn)行梯度曝光，當(dāng)曝光時間大于10 s時，能觀察到指印的紋線，曝光時間達(dá)到40 s時，指紋紋線反差最大。
客體3，以BEF- 140C短波紫外燈為光源、15°角配光，選擇F5.6光圈進(jìn)行梯度曝光，當(dāng)曝光時間大于40 s時，能觀察到指印的紋線，曝光時間達(dá)到60 s時，指紋紋線反差較大。
4 結(jié)論
4.1 紫外線光源的選擇
在應(yīng)用紅紫外數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行短波紫外線反射照相過程中，紫外線光源在一定程度上限制了紫外反射照相應(yīng)用范圍和效果。通過實(shí)驗(yàn)比較發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用型號BEF- 140C的短波紫外燈比應(yīng)用型號EF- 160C/FE的短波紫外燈進(jìn)行短波紫外線反射照相，影像反差效果更明顯。此外，BEF- 140C是直流電源，可使用攜帶方便的普通干電池供電，更加有利于在現(xiàn)場勘查中的應(yīng)用。
4.2 光照角度的選擇
短波紫外線燈光照角度為15°角時，提取的塑料鋼窗上的潛在汗液指印效果最好。
4.3 光圈的選擇
根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在光圈F5.6和F8情況下都能顯現(xiàn)和提取塑料鋼窗上的潛在汗液指印?？紤]到應(yīng)用于現(xiàn)場時，盡可能縮短曝光時間，避免抖動帶來的影像模糊。因此，選用F5.6光圈比較合適。
4.4 曝光時間的選擇
通過對三類典型客體上潛在指印的拍照提取效果比較發(fā)現(xiàn)，客體表面越光滑，光澤度越好，拍照提取的效果越好，客體表面顏色越深，拍照提取指印紋線越清晰，所需的曝光時間越短。
[1]楊玉柱,謝紅英.利用數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行配光檢驗(yàn)攝影技術(shù)的研究[J].中國人民公安大學(xué)學(xué)報: 自然科學(xué)版，2004(4):44-47.
[2]高樹輝，陳龍，王磊.畫報表面潛在指紋的光學(xué)顯現(xiàn)[J].中國人民公安大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2012(2):6-9.
[3]高樹輝.數(shù)碼紅紫外照相提取光滑客體上潛在指紋的比對研究[J]. 新疆警官高等?？茖W(xué)校學(xué)報,2010，30(3):27-28.
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彭 恒， 楊玉柱
(中國人民公安大學(xué)，北京 100038)
0 引言
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本文將以塑料鋼窗上潛在汗?jié)撝讣y為實(shí)驗(yàn)樣本，應(yīng)用紅紫外數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行短波紫外線反射照相，總結(jié)提取條件，為案件現(xiàn)場塑料鋼窗上潛在汗液指紋的提取提供參考條件。
1 主要實(shí)驗(yàn)儀器
國產(chǎn)獵蹤紅紫外數(shù)碼相機(jī)1臺，配套254 nm短波紫外鏡頭(78 mm、F/3.8)及短波紫外濾光鏡各1個；美國紐約Spectroline公司生產(chǎn)254 nm短波紫外燈兩臺，型號分別為BEF- 140C(6DC VOLT、0.9AMPS)和EF- 160C/FE (230 VOLTS、5OHZ、0.17AMPS)；長城牌翻拍架1臺。
2 實(shí)驗(yàn)方法和步驟
2.1 實(shí)驗(yàn)方法
2.1.1 實(shí)驗(yàn)樣本制作
以常見居民房屋窗戶的塑料鋼窗作為研究客體，根據(jù)表面光滑度和背景顏色選擇3種類型：客體1，表面光滑、白色背景；客體2，表面光滑、深紅色背景；客體3，表面粗糙、白色背景。分別捺印汗?jié)撝赣?，?cè)光觀察指印并按規(guī)范貼好比例尺。
2.1.2 實(shí)驗(yàn)方法
在無雜光干擾的暗室內(nèi), 將紅紫外數(shù)碼相機(jī)裝在翻拍架上, 照相機(jī)鏡頭光軸垂直于痕跡載體平面。將捺印有汗液指紋的塑料鋼窗客體置于翻拍架載物臺上，以254 nm短波紫外燈為光源，從照相機(jī)取景器內(nèi)觀察比例尺并調(diào)節(jié)清晰, 裝上短波紫外濾光鏡之后微調(diào)物距至影像清晰。通過改變不同型號的紫外光源、改變不同的配光角度、改變不同光圈和改變不同曝光時間進(jìn)行短波紫外線反射照相，比較汗液指印紋線的反差，分析總結(jié)利用紅紫外數(shù)碼相機(jī)拍照提取塑料鋼窗表面遺留汗液指印的最佳條件。
2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
2.2.1 可見光拍照效果和不同型號短波紫外光源拍照效果比較
15°角配光，選擇F5.6、30 s曝光組合，分別以EF- 160C/FE和BEF- 140C兩個型號的短波紫外燈為光源，拍照提取客體上捺印的指紋，觀察比較潛在汗液指紋提取效果。
2.2.2 不同配光角度比較
用型號BEF- 140C紫外光源照射，F(xiàn)5.6、30 s曝光組合，分別用15°、30°、45°、80° 4個角度配光拍照，提取塑料鋼窗上的指印，觀察比較潛在汗液指紋提取效果。
2.2.3 不同光圈比較
以BEF- 140C短波紫外燈為光源、15°角照射，設(shè)置曝光時間梯度為2 s、4 s、8 s、10 s、15 s、20 s、30 s、40 s、50 s、60 s、70 s、80 s，分別在F8和F5.6光圈的情況下，以客體1為例拍照實(shí)驗(yàn), 觀察比較潛在汗液指紋提取效果。
2.2.4 不同曝光時間比較
以BEF- 140C短波紫外燈為光源、15°角照射，固定光圈F5.6，曝光時間分別設(shè)置為5 s、10 s、20 s、30 s、40 s、50 s、60 s、70 s、80 s、90 s的梯度系列，對客體1、客體2、客體3進(jìn)行拍照實(shí)驗(yàn)，觀察比較潛在汗液指紋提取效果。
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
3.1 可見光拍照效果和不同型號短波紫外光源對指印提取效果的影響
可見光拍照效果如圖1所示，潛在汗液指紋紋線不清楚，沒有反差。
利用紅紫外數(shù)碼相機(jī)在254 nm光源照射下分別使用EF- 160C/FE和BEF- 140C兩個型號的紫外燈作光源，均可以有效拍照提取塑料鋼窗上遺留的潛在汗液指紋。但是相對而言，BEF- 140C提取的指印紋線清晰、反差較強(qiáng)，如圖2所示；EF- 160C/FE提取的指印則紋線淺淡、反差較弱，如圖3所示。
圖1 可見光拍照效果
圖2 BEF- 140C拍照效果
圖3 EF- 160C拍照效果
3.2 不同配光角度對提取指印效果的影響
15°角配光提取的指印效果如圖4所示，指印紋線清晰、反差較大。
30°角配光提取的指印效果如圖5所示，指印紋線較清晰、反差較弱。
45°角配光提取的指印效果如圖6所示，指印紋線不清晰、反差極弱。
80°角配光提取的指印效果如圖7所示，指印紋線不清晰、反差極弱。
圖4 15°角配光拍照效果
圖5 30°角配光拍照效果
圖6 45°角配光拍照效果
圖7 80°角配光拍照效果
保持F5.6、30 s曝光組合，4種配光角度(15°角、30°角、45°角、80°角)雖然均可以提取塑料鋼窗上捺印的汗?jié)撝赣D像，但是，隨著配光角度的增大，指印紋線與背景的反差越來越弱，尤其是80°角配光條件下指印紋線斷裂、只剩下點(diǎn)狀集合圖紋。
3.3 不同光圈對指印提取效果的影響
分別選用F5.6光圈和F8光圈，曝光時間梯度為2 s、4 s、8 s、10 s、15 s、20 s、30 s、40 s、50 s、60 s、70 s、80 s，對客體1表面遺留的潛在汗液指印進(jìn)行短波紫外線反射照相，通過觀察照片，指印提取效果如表1所示。
表1 不同光圈、不同曝光時間下指印提取效果
從表1可以看出：
以BEF- 140C短波紫外燈為光源、15°角配光，選擇F5.6光圈進(jìn)行梯度曝光，當(dāng)曝光時間大于10 s時，能觀察到指印的紋線，曝光時間達(dá)到40 s時，指紋紋線反差最大。
以BEF- 140C短波紫外燈為光源、15°角配光，選擇F8光圈進(jìn)行梯度曝光，當(dāng)曝光時間大于20 s時，能觀察到指印的紋線，曝光時間達(dá)到50 s時，指紋紋線反差最大。
當(dāng)曝光時間為30 s和40 s時，選擇F5.6光圈和F8光圈，雖然都能夠提取到指印，但是，使用F5.6光圈的拍照效果明顯強(qiáng)于使用F8光圈的拍照效果。
3.4 不同曝光時間對指印提取效果的影響
在F5.6光圈固定不變的情況下，曝光時間梯度為5 s、10 s、20 s、30 s、40 s、50 s、60 s、70 s、80 s、90 s，分別對客體1、客體2、客體3表面遺留的潛在汗液指印進(jìn)行短波紫外線反射照相，通過觀察照片，指印提取效果如表2所示。
表2 相同光圈、不同曝光時間下指印提取效果
從表2可以看出：
客體1，以BEF- 140C短波紫外燈為光源、15°角配光，選擇F5.6光圈進(jìn)行梯度曝光，當(dāng)曝光時間大于30 s時，能觀察到指印的紋線，曝光時間達(dá)到50 s時，指紋紋線反差最大。
客體2，以BEF- 140C短波紫外燈為光源、15°角配光，選擇F5.6光圈進(jìn)行梯度曝光，當(dāng)曝光時間大于10 s時，能觀察到指印的紋線，曝光時間達(dá)到40 s時，指紋紋線反差最大。
客體3，以BEF- 140C短波紫外燈為光源、15°角配光，選擇F5.6光圈進(jìn)行梯度曝光，當(dāng)曝光時間大于40 s時，能觀察到指印的紋線，曝光時間達(dá)到60 s時，指紋紋線反差較大。
4 結(jié)論
4.1 紫外線光源的選擇
在應(yīng)用紅紫外數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行短波紫外線反射照相過程中，紫外線光源在一定程度上限制了紫外反射照相應(yīng)用范圍和效果。通過實(shí)驗(yàn)比較發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用型號BEF- 140C的短波紫外燈比應(yīng)用型號EF- 160C/FE的短波紫外燈進(jìn)行短波紫外線反射照相，影像反差效果更明顯。此外，BEF- 140C是直流電源，可使用攜帶方便的普通干電池供電，更加有利于在現(xiàn)場勘查中的應(yīng)用。
4.2 光照角度的選擇
短波紫外線燈光照角度為15°角時，提取的塑料鋼窗上的潛在汗液指印效果最好。
4.3 光圈的選擇
根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在光圈F5.6和F8情況下都能顯現(xiàn)和提取塑料鋼窗上的潛在汗液指印?？紤]到應(yīng)用于現(xiàn)場時，盡可能縮短曝光時間，避免抖動帶來的影像模糊。因此，選用F5.6光圈比較合適。
4.4 曝光時間的選擇
通過對三類典型客體上潛在指印的拍照提取效果比較發(fā)現(xiàn)，客體表面越光滑，光澤度越好，拍照提取的效果越好，客體表面顏色越深，拍照提取指印紋線越清晰，所需的曝光時間越短。
[1]楊玉柱,謝紅英.利用數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行配光檢驗(yàn)攝影技術(shù)的研究[J].中國人民公安大學(xué)學(xué)報: 自然科學(xué)版，2004(4):44-47.
[2]高樹輝，陳龍，王磊.畫報表面潛在指紋的光學(xué)顯現(xiàn)[J].中國人民公安大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2012(2):6-9.
[3]高樹輝.數(shù)碼紅紫外照相提取光滑客體上潛在指紋的比對研究[J]. 新疆警官高等?？茖W(xué)校學(xué)報,2010，30(3):27-28.
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