基于DX-1拍照系統(tǒng)進行指紋提取的研究

舒鈺凱

南京森林警察學院,江蘇 南京 210046

在案件的現(xiàn)場經(jīng)常存在著許多指紋，而指紋的發(fā)現(xiàn)與提取會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人員熟練地掌握對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（見圖1）、暗室場拍照器（見圖2）和掠入攝拍照器（見圖3）三個主要儀器組成，其中垂直定向拍照器可改變光照強弱和拍攝客體到鏡頭面的距離，暗室場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方向上的反射光亮度遠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節(jié)特征［1］。

2.2 掠入攝照明原理

照明光線從一側入射時，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，在垂直方向上沒有分量［2］，由此垂直的反射光只來自于客體內(nèi)反射的垂直分量。當掠入射照明的入射角逐漸增加直至90°時，入射光線只有極少數(shù)的折射光線進入客體內(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 暗視場反射照明原理

暗視場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，但是相對于光滑客體來說，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遠大于光滑客體，進而形成較大亮度反差。

3 實驗準備及過程

3.1 實驗樣本和器材

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

3.2 操作方法

設定相機參數(shù)為F5.6的光圈與1/125 s的快門后，僅通過改變不同拍照器的各項參數(shù)，將調(diào)置好的3種儀器的取景口依次對準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，在取景口待相機對焦完畢后，立即拍下此刻照片。

3.3 垂直定向拍照器提取效果

分別在無色玻璃片、無色塑料片、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

分別在無色玻璃片、無色塑料片、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。提取結果如表2所列，提取效果如圖8～圖11所示。

3.5 暗室場拍照器提取效果

分別在無色玻璃片、無色塑料片、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 結語

通過上述實驗可得出如下結論：

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

（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)搭配可輔助技術人員快速提取現(xiàn)場指紋，本文中的參數(shù)設置可做參考，具體參數(shù)視現(xiàn)場情況而定。

（3）不同的拍照器對不同的客體有著不同的對應性，如掠入攝拍照器針對金屬客體、暗視場拍照器針對玻璃客體均有著普遍的適應性（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，因此可推廣應用。