應用數學在發展刑事科學技術中的作用

雷志鵬 藍綿申

摘 要：在經濟全球化和法治現代化的快速發展下，中國法制在不斷健全普及，講證據、用證據、重證據已成為人們的共識。在這樣的情況下，刑事技術人員如何能鑒定證據是否有效，則顯得尤為關鍵。近年來，應用數學不斷發展，應用數學在刑事中有什么作用呢？本文首先簡要闡述應用數學以及刑事科學技術的相關概念，再重點說明應用數學在刑事科學技術中的作用。

關鍵詞：應用數學;形勢科學技術;回歸分析;圖像復原技術;圖像合成重建技術

在經濟全球化和法制現代化的大背景下刑事技術鑒定工作就面臨著越來越多的新情況和新問題，犯罪活動越來越注意掩蓋證據，越來越科技化，這也就致使對訴訟證據質量的不斷提高，要求刑事科學技術工作人員在質量和數量上都要有顯著提高，才能適應當前以及未來刑事犯罪的形勢，強有力的打擊各種犯罪，維護社會治安以及政治穩定，為我國的建設保駕護航。發展形勢科學技術是加強公安部門“戰斗力”的有效辦法，將應用數學應用到刑事科學技術中，有利于刑事科學技術的科學化、規范化、現代化，對促進刑事科學技術的發展具有十分重要的現實意義。

1 概念解讀

1.1應用數學

應用數學是數學學科的一個分支，是指應用目的明確的數學理論和方法的總稱，研究如何將應用數學知識應用到其他范疇的數學分支。

1.2刑事科學技術

刑事科學技術是公安、司法機關依照刑事訴訟法的規定，利用社會科學和自然科學的原理和方法，應用現代科學技術的成果，進行現場勘察、刑事勘察，采集現場圖像證據并對其進行檢驗、鑒定工作，為偵查、起訴、審判工作提供線索和證據的專門技術，簡稱刑事技術，也稱物證技術。

2 應用數學在發展刑事科學技術中的作用

2.1量性分析鎖定特征

回歸分析法目前在刑事科學技術中應用的較為廣泛，主要是利用現場發現的各種痕跡推斷嫌疑人的年齡、身高、體重等基礎信息，分析犯罪手法以及受害人的死亡時間等。

線性回歸分析可根據不同環境下，人體器官隨著死亡時間的變化規律為推斷死亡時間為破案提供參考資料;正確計算射擊距離，對槍擊事件的定性能起到至關重要的作用，利用槍彈散布圖，應用線性回歸方程可以較準確的推斷出槍擊距離進而鎖定案發時嫌疑人所在位置。當然還有很多物證技術都采用了回歸分析方法，如：利用平面赤足足跡推斷相關涉案人員身高;人類肝臟腐爛產生的胺類和周圍環境溫度與受害者死亡時間之間關系的研究;根據女性踝關節推斷年齡、根據男性恥骨結構推斷面臨的研究等。

2.2圖像復原

圖像是刑事案件分析過程中必不可少的工具，但是在獲取圖像時可能由于外界環境干擾或是器械本身影像或者圖像形成和傳輸過程中的影響導致最終得到的圖像模糊不清，使得現場可識別的目標變得不可識別，該注意的細節被忽略，因此圖像復原技術在刑事科學技術中則顯得尤為重要。

傳統的圖像復原技術算法主要有代數以及逆濾波法和空域濾波法等，基于偏微分方程（PDE：Partial Differential Equation）的圖像復原方法是近十幾年來發展起來的新興算法。其基本思想是先建立一個與圖像復原問題接近的變分PDF模型，再通過求解此PDE方程進而獲得復原后的圖像。

圖像復原能改善圖像視覺效果，挖掘圖像隱藏信息，提取圖像證據價值，為偵查破案提供關鍵方向。圖像復原在指紋識別、印章、手跡、人像等的鑒定方面，為公安機關的判斷分析提供條件，給破案提供了極大的便利。當然由于刑事技術工作的特殊性，在對圖片進行修復是需要客觀，即不能“修改”，不可隨意修改鑒定圖片或現場圖片，要本著復原的心態對圖像進行處理。

2.3數字圖像合成重建

在案件偵破過程中遇到瓶頸，或者對嫌疑人作案手法有所質疑時，對案件進行案情模擬還原是一個不錯的方法，但是若是在案發現場進行模擬則會破壞現場、破壞部分尚未被發現的隱藏線索，此時，刑偵人員需要一個虛擬環境來對案件進行模擬還原，這就需要運用到數字圖像合成重建技術了。

數字圖像合成技術利用輸入的空間、時間、現場平面圖像等數據，利用計算機繪圖技術來生成二維或三維圖像。復原技術的早期成果主要歸功于數字信號處理中一些技術和方法的引用，如逆濾波技術;隨后發現可以利用狀態空間、自回歸滑動平均模型（ARMA：Auto-Regressive and Moving Average Model）等控制技術，根據犯罪現場采集到的平面圖像以及測量到的現場空間信息可以進行對影像和空間的重建，對犯罪事件進行案情模擬演示。公安執法機關還可以通過目擊者的描述用數據庫里的人體面部器官組合生成犯罪嫌疑人面部頭像，用于排查犯罪嫌疑人。另外顱骨復原系統還可以根據顱骨還原生成死者生前的二維或三維圖像。

結語

雖說應用數學直接用于刑事科學技術范圍的有限，但刑事科學技術中所涉及的其他科學技術多是基于應用數學的基礎上發展進步的，比如圖像還原技術、數字圖像合成重建技術等。

將數學知識應用到不同領域中，建立相關模型，為各領域技術發展帶來便利。應用數學在刑事科學技術上的應用不僅為公安機關提供了至關重要的破案線索，為案件的偵破帶來巨大作用，還提供了證實嫌疑人犯罪行為的有力證據。法制社會對“證據”的關注越來越大，這就要求不斷提升應用數學在刑事科學技術的應用，取得更有利的證據，打擊犯罪份子，維護社會穩定。

參考文獻

[1]張劉新武. 基于偏微分方程的圖像復原技術研究[M].湖南大學.2014

[2]劉瑩、郜杰雷. 數字圖像在刑事技術中的應用研究[J].中國科技博覽.2017.6