应用红紫外数码相机拍照显现塑料钢窗上汗潜指印

彭 恒， 杨玉柱

(中国人民公安大学，北京 100038)

0 引言

随着刑事科学技术的发展，光学无损检验技术在提取潜在痕迹物证方面发挥着越来越大的作用。红紫外数码相机具有感光波段宽(200 nm～1 100 nm)、操作简易、携带轻便的特点，在案发现场的潜在指纹勘查和提取工作中体现出了很大的优越性。

本文将以塑料钢窗上潜在汗潜指纹为实验样本，应用红紫外数码相机进行短波紫外线反射照相，总结提取条件，为案件现场塑料钢窗上潜在汗液指纹的提取提供参考条件。

1 主要实验仪器

国产猎踪红紫外数码相机1台，配套254 nm短波紫外镜头(78 mm、F/3.8)及短波紫外滤光镜各1个；美国纽约Spectroline公司生产254 nm短波紫外灯两台，型号分别为BEF- 140C(6DC VOLT、0.9AMPS)和EF- 160C/FE (230 VOLTS、5OHZ、0.17AMPS)；长城牌翻拍架1台。

2 实验方法和步骤

2.1 实验方法

2.1.1 实验样本制作

以常见居民房屋窗户的塑料钢窗作为研究客体，根据表面光滑度和背景颜色选择3种类型：客体1，表面光滑、白色背景；客体2，表面光滑、深红色背景；客体3，表面粗糙、白色背景。分别捺印汗潜指印，侧光观察指印并按规范贴好比例尺。

2.1.2 实验方法

在无杂光干扰的暗室内, 将红紫外数码相机装在翻拍架上, 照相机镜头光轴垂直于痕迹载体平面。将捺印有汗液指纹的塑料钢窗客体置于翻拍架载物台上，以254 nm短波紫外灯为光源，从照相机取景器内观察比例尺并调节清晰, 装上短波紫外滤光镜之后微调物距至影像清晰。通过改变不同型号的紫外光源、改变不同的配光角度、改变不同光圈和改变不同曝光时间进行短波紫外线反射照相，比较汗液指印纹线的反差，分析总结利用红紫外数码相机拍照提取塑料钢窗表面遗留汗液指印的最佳条件。

2.2 实验步骤

2.2.1 可见光拍照效果和不同型号短波紫外光源拍照效果比较

15°角配光，选择F5.6、30 s曝光组合，分别以EF- 160C/FE和BEF- 140C两个型号的短波紫外灯为光源，拍照提取客体上捺印的指纹，观察比较潜在汗液指纹提取效果。

2.2.2 不同配光角度比较

用型号BEF- 140C紫外光源照射，F5.6、30 s曝光组合，分别用15°、30°、45°、80° 4个角度配光拍照，提取塑料钢窗上的指印，观察比较潜在汗液指纹提取效果。

2.2.3 不同光圈比较

以BEF- 140C短波紫外灯为光源、15°角照射，设置曝光时间梯度为2 s、4 s、8 s、10 s、15 s、20 s、30 s、40 s、50 s、60 s、70 s、80 s，分别在F8和F5.6光圈的情况下，以客体1为例拍照实验, 观察比较潜在汗液指纹提取效果。

2.2.4 不同曝光时间比较

以BEF- 140C短波紫外灯为光源、15°角照射，固定光圈F5.6，曝光时间分别设置为5 s、10 s、20 s、30 s、40 s、50 s、60 s、70 s、80 s、90 s的梯度系列，对客体1、客体2、客体3进行拍照实验，观察比较潜在汗液指纹提取效果。

3 实验结果与分析

3.1 可见光拍照效果和不同型号短波紫外光源对指印提取效果的影响

可见光拍照效果如图1所示，潜在汗液指纹纹线不清楚，没有反差。

利用红紫外数码相机在254 nm光源照射下分别使用EF- 160C/FE和BEF- 140C两个型号的紫外灯作光源，均可以有效拍照提取塑料钢窗上遗留的潜在汗液指纹。但是相对而言，BEF- 140C提取的指印纹线清晰、反差较强，如图2所示；EF- 160C/FE提取的指印则纹线浅淡、反差较弱，如图3所示。

图1 可见光拍照效果

图2 BEF- 140C拍照效果

图3 EF- 160C拍照效果

3.2 不同配光角度对提取指印效果的影响

15°角配光提取的指印效果如图4所示，指印纹线清晰、反差较大。

30°角配光提取的指印效果如图5所示，指印纹线较清晰、反差较弱。

45°角配光提取的指印效果如图6所示，指印纹线不清晰、反差极弱。

80°角配光提取的指印效果如图7所示，指印纹线不清晰、反差极弱。

图4 15°角配光拍照效果

图5 30°角配光拍照效果

图6 45°角配光拍照效果

图7 80°角配光拍照效果

保持F5.6、30 s曝光组合，4种配光角度(15°角、30°角、45°角、80°角)虽然均可以提取塑料钢窗上捺印的汗潜指印图像，但是，随着配光角度的增大，指印纹线与背景的反差越来越弱，尤其是80°角配光条件下指印纹线断裂、只剩下点状集合图纹。

3.3 不同光圈对指印提取效果的影响

分别选用F5.6光圈和F8光圈，曝光时间梯度为2 s、4 s、8 s、10 s、15 s、20 s、30 s、40 s、50 s、60 s、70 s、80 s，对客体1表面遗留的潜在汗液指印进行短波紫外线反射照相，通过观察照片，指印提取效果如表1所示。

表1 不同光圈、不同曝光时间下指印提取效果

从表1可以看出：

以BEF- 140C短波紫外灯为光源、15°角配光，选择F5.6光圈进行梯度曝光，当曝光时间大于10 s时，能观察到指印的纹线，曝光时间达到40 s时，指纹纹线反差最大。

以BEF- 140C短波紫外灯为光源、15°角配光，选择F8光圈进行梯度曝光，当曝光时间大于20 s时，能观察到指印的纹线，曝光时间达到50 s时，指纹纹线反差最大。

当曝光时间为30 s和40 s时，选择F5.6光圈和F8光圈，虽然都能够提取到指印，但是，使用F5.6光圈的拍照效果明显强于使用F8光圈的拍照效果。

3.4 不同曝光时间对指印提取效果的影响

在F5.6光圈固定不变的情况下，曝光时间梯度为5 s、10 s、20 s、30 s、40 s、50 s、60 s、70 s、80 s、90 s，分别对客体1、客体2、客体3表面遗留的潜在汗液指印进行短波紫外线反射照相，通过观察照片，指印提取效果如表2所示。

表2 相同光圈、不同曝光时间下指印提取效果

从表2可以看出：

客体1，以BEF- 140C短波紫外灯为光源、15°角配光，选择F5.6光圈进行梯度曝光，当曝光时间大于30 s时，能观察到指印的纹线，曝光时间达到50 s时，指纹纹线反差最大。

客体2，以BEF- 140C短波紫外灯为光源、15°角配光，选择F5.6光圈进行梯度曝光，当曝光时间大于10 s时，能观察到指印的纹线，曝光时间达到40 s时，指纹纹线反差最大。

客体3，以BEF- 140C短波紫外灯为光源、15°角配光，选择F5.6光圈进行梯度曝光，当曝光时间大于40 s时，能观察到指印的纹线，曝光时间达到60 s时，指纹纹线反差较大。

4 结论

4.1 紫外线光源的选择

在应用红紫外数码相机进行短波紫外线反射照相过程中，紫外线光源在一定程度上限制了紫外反射照相应用范围和效果。通过实验比较发现，应用型号BEF- 140C的短波紫外灯比应用型号EF- 160C/FE的短波紫外灯进行短波紫外线反射照相，影像反差效果更明显。此外，BEF- 140C是直流电源，可使用携带方便的普通干电池供电，更加有利于在现场勘查中的应用。

4.2 光照角度的选择

短波紫外线灯光照角度为15°角时，提取的塑料钢窗上的潜在汗液指印效果最好。

4.3 光圈的选择

根据实验结果，在光圈F5.6和F8情况下都能显现和提取塑料钢窗上的潜在汗液指印。考虑到应用于现场时，尽可能缩短曝光时间，避免抖动带来的影像模糊。因此，选用F5.6光圈比较合适。

4.4 曝光时间的选择

通过对三类典型客体上潜在指印的拍照提取效果比较发现，客体表面越光滑，光泽度越好，拍照提取的效果越好，客体表面颜色越深，拍照提取指印纹线越清晰，所需的曝光时间越短。

[1]杨玉柱,谢红英.利用数码相机进行配光检验摄影技术的研究[J].中国人民公安大学学报: 自然科学版，2004(4):44-47.

[2]高树辉，陈龙，王磊.画报表面潜在指纹的光学显现[J].中国人民公安大学学报:自然科学版，2012(2):6-9.

[3]高树辉.数码红紫外照相提取光滑客体上潜在指纹的比对研究[J]. 新疆警官高等专科学校学报,2010，30(3):27-28.