基于DX-1拍照系統(tǒng)進(jìn)行指紋提取的研究

舒鈺凱

南京森林警察學(xué)院,江蘇 南京 210046

在案件的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常存在著許多指紋，而指紋的發(fā)現(xiàn)與提取會(huì)給案件勘察提供更多的線索，為案件的偵破提供更大的可能，所以這就需要基層民警以及技術(shù)人員熟練地掌握對(duì)指紋固定和提取的方法。筆者在了解了DX-1拍照系統(tǒng)的操作原理后，發(fā)現(xiàn)其是一種便于推廣的提取光滑客體上指紋的較好儀器。

1 DX-1拍照系統(tǒng)組成

DX-1拍照系統(tǒng)由垂直定向拍照器（見(jiàn)圖1）、暗室場(chǎng)拍照器（見(jiàn)圖2）和掠入攝拍照器（見(jiàn)圖3）三個(gè)主要儀器組成，其中垂直定向拍照器可改變光照強(qiáng)弱和拍攝客體到鏡頭面的距離，暗室場(chǎng)可在指紋周圍形成約12cm2的小型暗室并自帶光源，掠入攝拍照器在一端有一較大開口，可從該開口掠入攝角度、亮度不同的光源。

圖1 垂直定向拍照器

圖2 暗室場(chǎng)拍照器

圖3 掠入攝拍照器

2 DX-1拍照系統(tǒng)的原理

2.1 定向反射照明原理

在使用定向反射配光的條件下，光滑客體表面的定向反射光全部集中在同一方向上，而客體表面上的痕跡物質(zhì)由于其表面非光滑，產(chǎn)生漫反射光或混合反射光（非定向反射光），這部分非定向反射光中只有很少一部分反射光分量會(huì)出現(xiàn)在與定向反射光相同的方向上，因此光滑客體在這個(gè)方向上的反射光亮度遠(yuǎn)大于其表面痕跡物質(zhì)在這一方向上的反射光亮度，形成很高的亮度反差。從而觀察到潛在的指紋紋線以及表面的細(xì)節(jié)特征［1］。

2.2 掠入攝照明原理

照明光線從一側(cè)入射時(shí)，入射在客體背景部位的光線在客體表面被反射一部分，另一部分折射進(jìn)入客體內(nèi)部并形成內(nèi)反射光，客體表面的定向反射光出現(xiàn)在反射角上方向上，在垂直方向上沒(méi)有分量［2］，由此垂直的反射光只來(lái)自于客體內(nèi)反射的垂直分量。當(dāng)掠入射照明的入射角逐漸增加直至90°時(shí)，入射光線只有極少數(shù)的折射光線進(jìn)入客體內(nèi)部，大部分在客體表面被反射掉。此外，具有漫反射的痕跡物質(zhì)的垂直反射光線垂直分量不隨照明光線入射角度變化。因此客體垂直方向上的反射光亮度很小，而漫反射痕跡物質(zhì)保持較大垂直反射分量，于是痕跡物質(zhì)與背景之間呈現(xiàn)較大亮度反差［3］。

2.3 暗視場(chǎng)反射照明原理

暗視場(chǎng)入射光線是以較小的角度照射在光滑客體上，根據(jù)定向反射的性質(zhì)，反射光只出現(xiàn)在一個(gè)方向上，只在反射的方向上有光的分布［4］，而在垂直方向上并沒(méi)有分量，所以客體背景在垂直方向上的反射光分量很低，在一定的光照條件下由于痕跡為混合反射光，導(dǎo)致其在空間范圍內(nèi)都有反射光，同樣的在垂直方向上也具有反射光。雖然這些反射光相對(duì)于痕跡物質(zhì)的全部反射光只是其中的很少一部分，但是相對(duì)于光滑客體來(lái)說(shuō)，在垂直方向上的分量是很大的，因此痕跡物質(zhì)的垂直反射量仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于光滑客體，進(jìn)而形成較大亮度反差。

3 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備及過(guò)程

3.1 實(shí)驗(yàn)樣本和器材

無(wú)色玻璃片、無(wú)色塑料片、銀色金屬片、綠色油漆片、DX-1拍照系統(tǒng)裝置、Nikon d40相機(jī)、LED強(qiáng)光光源、黑白比例尺若干等。

3.2 操作方法

設(shè)定相機(jī)參數(shù)為F5.6的光圈與1/125 s的快門后，僅通過(guò)改變不同拍照器的各項(xiàng)參數(shù)，將調(diào)置好的3種儀器的取景口依次對(duì)準(zhǔn)被提取客體上的指紋，使指紋均位于取景口中央并平行于取景口，在取景口待相機(jī)對(duì)焦完畢后，立即拍下此刻照片。

3.3 垂直定向拍照器提取效果

分別在無(wú)色玻璃片、無(wú)色塑料片、銀色金屬片、綠色油漆片4種客體上改變拍攝距離、光照強(qiáng)度的參數(shù)，提取指紋照片共32張，在Photoshop軟件中查看觀察清晰程度。提取結(jié)果如表1所列，提取效果如圖4～圖7所示。

表1 垂直定向拍照器提取指紋照片清晰度

圖4 玻璃

圖5 塑料

圖6 金屬

3.4 掠入攝拍照器提取效果

分別在無(wú)色玻璃片、無(wú)色塑料片、銀色金屬片、綠色油漆片4種客體上改變光源入射角度、光源距拍攝客體距離參數(shù)，提取指紋照片共36張，在Photoshop軟件中查看觀察清晰程度。提取結(jié)果如表2所列，提取效果如圖8～圖11所示。

3.5 暗室場(chǎng)拍照器提取效果

分別在無(wú)色玻璃片、無(wú)色塑料片、銀色金屬片、綠色油漆片4種客體上改變參數(shù)，提取指紋照片共24張，在Photoshop軟件中查看觀察清晰程度。提取結(jié)果如表3所列，提取效果如圖12～圖15所示。

表2 掠入攝拍照器提取指數(shù)照片清晰度

圖8 玻璃

圖9 塑料

圖10 金屬

圖11 油漆

表3 暗室內(nèi)拍照器提取指紋照片清晰度

圖12 玻璃

圖13 塑料

圖14 金屬

圖15 油漆

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)可得出如下結(jié)論：

（1）DX-1拍照系統(tǒng)提取的指紋圖像增強(qiáng)了與客體背景的反差，對(duì)大多數(shù)指紋顯現(xiàn)效果好且方便快捷，技術(shù)人員容易拍照固定。

（2）DX-1拍照系統(tǒng)各提取器的參數(shù)影響著拍照固定指紋的效果，較好的參數(shù)搭配可輔助技術(shù)人員快速提取現(xiàn)場(chǎng)指紋，本文中的參數(shù)設(shè)置可做參考，具體參數(shù)視現(xiàn)場(chǎng)情況而定。

（3）不同的拍照器對(duì)不同的客體有著不同的對(duì)應(yīng)性，如掠入攝拍照器針對(duì)金屬客體、暗視場(chǎng)拍照器針對(duì)玻璃客體均有著普遍的適應(yīng)性（在不同的參數(shù)下都能很好地適用）。

（4）4DX-1拍照系統(tǒng)操作方法簡(jiǎn)單，能快速提取光滑客體表面的指紋，特別是玻璃、塑料、金屬上的指紋效果較好，因此可推廣應(yīng)用。