樊金英，楊玉柱

（1.華東政法大學(xué) 上海 200042；2.中國(guó)人民公安大學(xué) 北京 102600）

指印作為重要的生物物證，以其“人各不同，終身不變”的特性，對(duì)案件偵破發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。指印的提取和顯現(xiàn)有無(wú)損和有損兩種方法。這兩種方法的研究和技術(shù)突破一直是刑事科學(xué)技術(shù)人員的關(guān)注點(diǎn)。目前，指印無(wú)損檢驗(yàn)方法主要為配光檢驗(yàn)技術(shù)、分色偏振光技術(shù)、紅紫外反射照相技術(shù)、光致發(fā)光照相技術(shù)，不同檢驗(yàn)技術(shù)的側(cè)重點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)各有不同[1]。然而，隨著各地公安視頻偵查支隊(duì)的成立、監(jiān)控探頭普及和DNA公認(rèn)的高度科學(xué)性，大部分刑事案件的偵破越來(lái)越依賴(lài)視頻和DNA。其次，犯罪嫌疑人反偵察意識(shí)的增強(qiáng)，著手套作案也成為常識(shí)，犯罪現(xiàn)場(chǎng)指印遺留率越來(lái)越小。另外，根據(jù)對(duì)縣區(qū)級(jí)和市級(jí)公安隊(duì)伍中技術(shù)人員的調(diào)查，指印無(wú)損檢驗(yàn)的方法大多停留在相機(jī)和配光技術(shù)的結(jié)合，很少用到特種照相技術(shù)，只有省會(huì)技術(shù)部門(mén)配備少量無(wú)損檢驗(yàn)裝備。綜合以上現(xiàn)狀，指印遺留率的減小更迫切要求提取率的提高，也對(duì)公安技術(shù)實(shí)踐工作者和研究者提出更高的要求。

瓷磚作為日常家居裝修必須品，在室內(nèi)刑事案件的出現(xiàn)率很高。地板所用瓷磚多遺留腳印，墻壁所用瓷磚遺留的紋線(xiàn)痕跡以指印為主。就瓷磚光滑程度而言，一種是光滑且光澤度高的表面，稱(chēng)之為光滑表面；一種是光滑但光澤度不高的表面，稱(chēng)之為亞光表面。兩者的區(qū)別是光學(xué)性質(zhì)不同[2]。前者因光澤度很高，客體表面呈現(xiàn)為鏡面反射，指印易發(fā)現(xiàn)和提??；后者因光澤度低，客體表面為漫反射性質(zhì)，指印提取難度較大。

公安科研工作包括社會(huì)科學(xué)的研究和技術(shù)科學(xué)的研究，其中技術(shù)科學(xué)研究指圍繞有關(guān)公安工作的技術(shù)手段、裝備現(xiàn)代化進(jìn)行的研究[3]。本文以推動(dòng)指印無(wú)損檢驗(yàn)的技術(shù)更高端、裝備更現(xiàn)代化為出發(fā)點(diǎn)，以便捷裝置微距全向光源為中心，研究該裝置對(duì)六種顏色亞光瓷磚表面潛在指印的顯現(xiàn)效果，并結(jié)合大量數(shù)據(jù)分析做支撐，總結(jié)該裝置對(duì)指印的顯現(xiàn)規(guī)律，期望能推動(dòng)基層公安技術(shù)指印無(wú)損檢驗(yàn)裝置的更新。

一、實(shí)驗(yàn)原理和設(shè)計(jì)

（一）實(shí)驗(yàn)原理

微距全向光源裝置同時(shí)具備配光檢驗(yàn)技術(shù)和分色照相兩種功能，高度集成化使裝備更加便捷。公安技術(shù)人員在指印無(wú)損檢驗(yàn)研究和實(shí)踐時(shí)面臨多個(gè)難題，首先光源角度難以控制；其次相機(jī)、翻拍架和光源等實(shí)驗(yàn)設(shè)備繁多，攜帶不便。微距全向光源不僅結(jié)合了配光檢驗(yàn)技術(shù)和分色照相技術(shù)，還將傳統(tǒng)照相中光源、濾光鏡、翻拍架等三種裝置集成在微距全向光源中，有效地解決了操作繁瑣和不便攜帶的難處，可以給一線(xiàn)民警減輕裝備繁多的負(fù)擔(dān)。

微距全向光源裝置光源的照射角度有四檔，分別為定向反射照明、暗視場(chǎng)照明、均勻照明和掠入射照明；光源顏色有七檔，分別為白色光、紅色光、品紅色光、黃色光、綠色光、藍(lán)色光、紫色光[4]。微距全向光源在不同的照射角度下可以發(fā)七種顏色的光，完美結(jié)合了配光檢驗(yàn)技術(shù)和分色照相的功能。

（二）實(shí)驗(yàn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定

指印之所以稱(chēng)之為“證據(jù)之王”，是因?yàn)橹赣∮泻芏嗉?xì)節(jié)特征，平均每枚指印含有75-175個(gè)細(xì)節(jié)特征點(diǎn)，這些細(xì)節(jié)特征點(diǎn)構(gòu)成了特征體系[5]?，F(xiàn)在一些指印學(xué)專(zhuān)著中將指印特征分為三級(jí)：一級(jí)紋線(xiàn)類(lèi)型特征、二級(jí)宏觀細(xì)節(jié)特征、三級(jí)微觀細(xì)節(jié)特征[6]。指印能夠稱(chēng)之為證據(jù)使用，其細(xì)節(jié)特征要滿(mǎn)足一定數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)此，不同國(guó)家采用了不同的數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)，具體見(jiàn)表3.1。對(duì)于沒(méi)有制定數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)家，指印鑒定完全依賴(lài)于專(zhuān)家意見(jiàn)[7]。我國(guó)對(duì)于指印的鑒定標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有統(tǒng)一，但是行業(yè)內(nèi)普遍以8-10個(gè)細(xì)節(jié)特征點(diǎn)為最低標(biāo)準(zhǔn)。通常為保證指印鑒定的科學(xué)性和可靠性，公安安全領(lǐng)域和司法領(lǐng)域在做指印鑒定時(shí)，指印顯現(xiàn)有15個(gè)細(xì)節(jié)特征同一時(shí)，才做出同一認(rèn)定結(jié)論。本文為評(píng)價(jià)指印顯現(xiàn)效果，選取細(xì)節(jié)特征在15個(gè)以上的指印和10-15個(gè)的指印。

表1 亞光瓷磚表面潛在指印的顯現(xiàn)效果統(tǒng)計(jì)圖

（三）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.儀器裝備。Canon-EOS60D數(shù)碼相機(jī)、Canon-90mm（1:1）微距鏡頭、微距全向光源。

圖2.1 微距全向光源裝置圖

2.相機(jī)參數(shù)設(shè)置。曝光模式為M檔（手動(dòng)曝光）、光圈系數(shù)為5、感光度為800，快門(mén)時(shí)間根據(jù)實(shí)驗(yàn)環(huán)境設(shè)定。實(shí)驗(yàn)參數(shù)為光源角度、光源顏色和快門(mén)時(shí)間。

3.樣本制作。選取黑、白、紅、黃、藍(lán)、綠六種顏色的亞光瓷磚，在瓷磚表面選取合適區(qū)域按捺一枚油汗混合指印，樣本原貌圖如2.2。

圖1 不同顏色亞光瓷磚上的潛在指印

4.實(shí)驗(yàn)步驟。首先，組裝相機(jī)設(shè)備。其次，調(diào)整相機(jī)參數(shù)。最后，選擇白色光源，在取景器內(nèi)尋找被檢驗(yàn)指印、觀察比例尺并調(diào)節(jié)清楚。調(diào)整相機(jī)的配光角度檔、顏色檔、曝光量、光圈值、快門(mén)時(shí)間等參數(shù)，比較顯現(xiàn)效果，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

二、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析

（一）實(shí)驗(yàn)結(jié)果

1.黑色亞光瓷磚表面潛在指印的顯現(xiàn)效果如圖：

圖2 黑色亞光瓷磚表面潛在指印的最佳顯現(xiàn)效果圖

檢驗(yàn)黑色亞光瓷磚表面上的潛在指印，擇優(yōu)選取實(shí)驗(yàn)條件發(fā)現(xiàn)：光源為白色時(shí)，照明角度為定向反射照明和暗視場(chǎng)照明時(shí)，指印可顯現(xiàn)出15個(gè)特征以上。

2.白色亞光瓷磚表面潛在指印的顯現(xiàn)效果如下：

圖3 白色亞光瓷磚表面潛在指印的顯現(xiàn)效果圖

檢驗(yàn)黑色亞光瓷磚表面上的潛在指印，擇優(yōu)選取實(shí)驗(yàn)條件發(fā)現(xiàn)：光源為白色時(shí)，照明角度為定向反射照明時(shí)，指印可顯現(xiàn)出10～15個(gè)特征。

3.紅色亞光瓷磚表面潛在指印的顯現(xiàn)效果如下：

圖4 紅色亞光瓷磚表面潛在指印的顯現(xiàn)效果圖

檢驗(yàn)紅色亞光瓷磚表面上的潛在指印，擇優(yōu)選取實(shí)驗(yàn)條件發(fā)現(xiàn)：光源為藍(lán)色和綠色時(shí)，照明角度為定向反射照明時(shí)，指印可顯現(xiàn)出15個(gè)特征以上。

4.黃色亞光瓷磚表面潛在指印的顯現(xiàn)效果如下：

圖5 黃色亞光瓷磚表面潛在指印的顯現(xiàn)效果圖

檢驗(yàn)黃色亞光瓷磚表面上的潛在指印，擇優(yōu)選取實(shí)驗(yàn)條件發(fā)現(xiàn)：光源為藍(lán)色時(shí)，照明角度為定向反射照明時(shí)，指印可顯現(xiàn)出15個(gè)特征以上。

5.藍(lán)色亞光瓷磚表面潛在指印的顯現(xiàn)效果如下：

圖6 藍(lán)色亞光瓷磚表面潛在指印的顯現(xiàn)效果圖

檢驗(yàn)藍(lán)色亞光瓷磚表面上的潛在指印，擇優(yōu)選取實(shí)驗(yàn)條件發(fā)現(xiàn)：光源為白色或者黃色時(shí)，照明角度為定向反射照明和暗視場(chǎng)照明時(shí)，指印可顯現(xiàn)出15個(gè)特征以上。

6.綠色亞光瓷磚表面潛在指印的顯現(xiàn)效果如下：

圖7 綠色亞光瓷磚表面潛在指印的顯現(xiàn)效果圖

檢驗(yàn)綠色亞光瓷磚表面上的潛在指印，擇優(yōu)選取實(shí)驗(yàn)條件發(fā)現(xiàn)：光源為白色或者黃色時(shí)，照明角度為定向反射照明和暗視場(chǎng)照明時(shí)，指印可顯現(xiàn)出15個(gè)特征以上。

現(xiàn)將6種亞光瓷磚表面潛在指印顯現(xiàn)效果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，方便統(tǒng)計(jì)計(jì)算該裝置效果。如表3.1所示：

表3.1 亞光瓷磚表面潛在指印的顯現(xiàn)效果統(tǒng)計(jì)圖

（二）實(shí)驗(yàn)條件對(duì)指印顯現(xiàn)效果影響的研究

1.照明角度對(duì)指印顯現(xiàn)效果影響的研究

圖3.7 照明角度對(duì)顯現(xiàn)效果影響分析圖

通過(guò)對(duì)裝置顯現(xiàn)亞光瓷磚的效果統(tǒng)計(jì)，顯現(xiàn)效果中能夠反映指紋特征數(shù)量在10個(gè)以上的照明角度集中在定向反射照明和暗視場(chǎng)照明。其中，定向反射照明的顯現(xiàn)效果最好，暗視場(chǎng)照明的顯現(xiàn)效果次之。究其根本，顯現(xiàn)效果差異性和裝置中光源位置和亞光瓷磚的光學(xué)性質(zhì)有關(guān)。

就光源位置而言，定向反射照明的光源為21個(gè)二極管以圓形狀在設(shè)備頂端照射；頂端垂直照明使得裝置可以完全接受到物體表面的反射光。而通常裝置的定向反射照明難以達(dá)到垂直照明，而是采用～的小角度照明，所以本裝置的定向反射照明角度優(yōu)于一般設(shè)備。

暗視場(chǎng)照明的光源以4×3個(gè)二極管分布在正方形裝置的4個(gè)角上照射；一般裝置的暗視場(chǎng)照明中的只有一處照明，而本裝置暗視場(chǎng)照明的光源分布在4個(gè)頂角，更多的光源意味著客體接受到的光源越多，這也是本裝置的優(yōu)越之處。均勻照明技術(shù)的光源以4×12個(gè)二極管分布在正方形裝置的四面，在距離客體3cm～4cm左右處照射；均勻照明技術(shù)主要用于顯現(xiàn)色調(diào)反差較大的客體，而亞光瓷磚上的指紋不具有這一特點(diǎn)，因此均勻照明技術(shù)的顯現(xiàn)效果不是很好。掠入射照明技術(shù)的光源是4×12個(gè)二極管分布在正方形裝置的四面，在距離客體0.5cm～1.5cm左右處照射客體。掠入射照明的適用顯現(xiàn)平整客體表面上的漫反射物質(zhì)形成的痕跡，而油汗混合指印的光學(xué)性質(zhì)為混合反射性質(zhì)，故掠入射照明的顯現(xiàn)效果較差。

2.背景顏色和光源顏色對(duì)指印顯現(xiàn)效果影響的研究

表3.2 不同顏色亞光瓷磚的最佳匹配光源顏色

圖3.8 照明角度對(duì)顯現(xiàn)效果影響分析圖

補(bǔ)色又稱(chēng)互補(bǔ)色，余色，亦稱(chēng)強(qiáng)度比色，是指任何兩種以適當(dāng)比例混合后而呈現(xiàn)白色或灰色的顏色，即這兩種顏色互為補(bǔ)色。互補(bǔ)色總是成對(duì)出現(xiàn)。色調(diào)環(huán)角度呈角的兩種顏色為互補(bǔ)色。如黃與藍(lán)、青與紅、品紅和綠均為互補(bǔ)色。互補(bǔ)色原理適用在指印顯現(xiàn)主要為消除客體顏色，通過(guò)選擇客體顏色的互補(bǔ)的光源色，根據(jù)光補(bǔ)色原理，使之中和為白色或者灰色，從而相對(duì)減少客體顏色的干擾。因裝置中光源顏色有限，而客體背景顏色可以細(xì)分為很多種，所以實(shí)際運(yùn)用中并不能找到色相環(huán)上完全處于的互補(bǔ)色，達(dá)到背景色被互補(bǔ)至灰色或者白色，而是最大程度接近互補(bǔ)色，最大程度消除干擾。

三、結(jié)論

本文應(yīng)用微距全向光源對(duì)亞光瓷磚表面潛在指印的顯現(xiàn)效果研究，樣本顏色選有黑色、白色、黃色、紅色、藍(lán)色和綠色六種。通過(guò)改變照明角度、光源顏色及ISO、快門(mén)時(shí)間、光圈系數(shù)等相機(jī)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用微距全向光源對(duì)亞光瓷磚表面潛在指印的顯現(xiàn)效果存在明顯規(guī)律。首先，應(yīng)用微距全向光源對(duì)亞光瓷磚表面潛在指印的顯現(xiàn)率為100%，其中定向反射照明能顯示的顯現(xiàn)效果最好，暗視場(chǎng)照明的顯現(xiàn)效果次之。其次，應(yīng)用微距全向光源的七檔光源顏色，使得存在背景顏色時(shí)，通過(guò)選擇背景色的互補(bǔ)色或者互補(bǔ)色的相近色，根據(jù)互補(bǔ)色原理將有色背景中和為灰色或者白色，有效地消除背景色的干擾。