数码偏振光照相提取光滑表面上潜在痕迹的方法

高树辉， 王 梅

(1.中国人民公安大学刑事科学技术系，北京 100038;2.新疆警官高等专科学校科研处，新疆乌鲁木齐 830011)

0 引言

镜面、地板革属非金属光滑表面，在自然光或线偏振光照射下，反射光可能会出现不同的偏振性质。利用偏振光照相消除镜面、地板革定向反射光形成的反光和背景干扰，降低背景亮度，加强反差突出指纹和足迹痕迹特征。

1 主要实验设备

尼康 (Nikon)单镜头反光数码相机。尼康AFMicro-Nikkor 60 mm f/218D型镜头。翻拍架、偏振镜、光源。

2 实验原理

数码偏振光照相是利用数码相机记录因光的偏振性质调整和改变产生的物体反射光相对亮度分布的数码照相方法。在自然光或线偏振光照射下，物质表面反射光可能会出现不同程度的偏振性质。

本实验利用物体的这个特性来调节两类指纹、一类足迹和承痕体表面的亮度分布。当线振光照射灰尘指纹和足迹时，颗粒度极细的灰尘对入射线偏振光具有漫反射特性，使灰尘颗粒上反射光的偏振状态发生重大变化;油脂潜在指纹对入射线偏振光具有混合反射性质。两类指纹和灰尘足迹对入射的线偏振光都有较强的退偏振作用。而载体镜面和地板革对入射线偏振光具有定向反射性质，且和指纹物质反射光呈现不同偏振方向和偏振度。利用镜头前起检偏作用的偏振片消除背景反光，增加痕迹和非金属载体表面间的反差。

3 实验方法及结果

3.1 镜面灰尘加层指纹的提取

照相机固定在翻拍架上，光轴垂直于指纹所在载体面，加比例尺，取景并调焦，光圈F 5.6，选择掠入射配光方法，光源和镜头前分别加偏振镜。光源前偏振片作用为起偏作用，镜头前偏振片起检偏作用。旋转镜头前偏振镜偏光轴方向，可看到背景发生周期性的明暗变化，直到消除背景反光获得最大反差后，系列曝光拍照提取。实时检查拍摄结果，及时查漏补缺，无损提取结果，见图1。

3.2 镜面油汗混合潜在指纹的提取

油汗混合潜在指纹选用暗视场配光方法。提取方法同上。无损提取结果，见图2。

3.3 两种光滑地板革上微弱灰尘足迹的提取

固定好相机的高度，使用比例照相的方法，准确调焦。在光源前和镜头前都添加偏振镜，选手动曝光控制档，光圈选定F5.6，调整快门速度进行系列曝光。旋转偏振镜偏光轴，调节偏振方向，另外可适当改变照相机光学主轴相对反射面的角度，直至获得减弱或消除不利反射光的最佳位置;同时调节照明光线的入射角度，观察比较不同照明角度和各个偏光轴方向的效果，确定最佳组合，然后拍照记录。

图1 镜面上灰尘指纹数码偏振光照相提取结果

图2 镜面上油汗潜在指纹数码偏振照相提取结果

图3 光滑地板革上微弱灰尘足迹数码偏振照相提取结果

图4 半光滑地板革上微弱灰尘足迹数码偏振照相提取结果

4 实验结论

(1)通过实验，得出以下经验，见表1。

(2)偏振光是一种只在某一平面内振动的光波，当偏振光照在具有漫反射性质的指纹上时其反射光也为漫反射，照射在镜面上时其反射光为偏振光。灰尘潜在痕迹利用偏振光照相和掠入射的方法相结合有较好的提取效果，镜面上油手印采用偏振光照相与暗视场照明技术相结合有较好的提取效果。

(3)偏振光照相有效地抑制了非金属检材客体表面的定向反射光，包括客体表面的光斑和不规则定向反光，使痕迹与背景形成很好的亮度反差，同时降低了表面内反射光的亮度，削弱了客体划痕对痕迹的干扰作用。

(4)为避免照射在物体上的光线不被完全偏振，实验中所用光源的面积不能比偏振片的面积大。

(5)调焦必须清楚。先以比例尺调焦，再通过配光对痕迹进行调焦。由于检偏镜会减弱光的强度，曝光量与起偏镜和检偏镜的偏光轴夹角有关，所以偏振光照相需要对曝光量进行补偿，应进行系列曝光试验确定。

(6)为了使被拍照的痕迹各处亮度一致，光源对痕迹的覆盖面要大，以保证痕迹受光均匀。因为拍照时光源和镜头上都要加用偏光镜，光的透过率会降低，为了保证痕迹能够充分曝光，选用高亮度光源，但光源温度不易过高，工作时间不宜过长。

表1 光滑表面潜在痕迹的数码偏振光照相条件

［1］ 李欣，王桂强.偏振光照相显现镜面客体上的潜在指印［J］.刑事技术，2007(1)：7－8.

［2］ 刘自强.掠入射偏振光照相方法显现电脑电源接线头上灰尘指纹［J］.湖北警官学院学报，2007(1)：86－88.

［3］ 宁平，何旺.运用偏振光照相技术提取指纹尝试［J］.刑事技术，2004(6)：31 －33.