法庭科学中光谱成像技术的使用及案例介绍

摘 要：　光谱成像技术由光谱和成像两种技术催生而成，通过对犯罪现场的指纹、笔记、生物和微量物证的检验鉴定，为公安机关刑事侦查工作确定侦查方向、锁定侦查范围提供依据。本文就现阶段光谱成像技术在法庭科学中的应用予以综述，并介绍光谱成像技术在真实案件中的应用一例。

　　关键词：　光谱技术; 成像技术; 刑事侦查; 检验鉴定;

　　一、光谱成像基本原理及特点

　　（一）光谱成像基本原理

　　光谱成像(Spectral Imaging)是指通过成像光谱仪，记录被检验物体（品）在一定光谱范围内密集均匀分布的多个窄波段单色光的反射光亮度分布或荧光亮度分布,形成由诸多单色光影像构成的光谱影像集1。

　　光谱成像技术（spectra limaging tech nique）主要的仪器设备由光源、液晶显示可以调整光线波长的滤光镜片（Liquid Crystal Turnable Filter）、数字CCD照相机以及计算机及专门应用软件组成。将检材置于液晶可调波长滤光镜正下方，依据被检物体的物理及化学性质选择合适的照明光源，在被检物体上形成对应的反射光线或者萤光亮度在一定范围内散布。光谱在成像并用数字化记录时，由电子计算机控制液晶显示的可以调整光线波长的滤光镜片在特定范围内依次透过预先设定的多个等间距波长位置上的窄波段单色光，使被检物体在不同波段的反射光、荧光透过液晶可调波长滤光镜按照次序到达CCD感光器。电子计算机控制的CCD感光器记录操作与滤光镜透过单色光操作同步的进行，使得CCD感光器可以记录被检物体在相对应的波段上散布亮度，并且将诸多单色光亮度的影像存储在电子计算机中形成光谱成像的光谱影像集。


法庭科学中光谱成像技术的使用及案例介绍


　　其中高光谱成像技术是在很多窄波段内的影像数据技术，高光谱成像技术将成像技术与光谱技术相结合，检测目标的平面空间及光谱长度信息，发现高光谱解析度的连续、窄波段的各像素（pixel）的灰度值的集合。随着光谱成像技术的不断发展，高光谱成像技术也越发成熟，如芯片镀膜等。高光谱成像技术可以很好的应用在食品、医学、航天等领域。

　　计算机中记录的是物体反射光在各个波段透过液晶显示可以调整光线波长的滤光镜的影像而形成的影像集，因此光谱成像又称为多光谱（Multispectral）成像或者超光谱（Hyperspectral）成像。

　　（二）光谱成像技术特点

　　通过光谱成像技术，对自发萤光有一定的消除，基于对自发萤光的消除作用，光谱成像技术可以在多萤光标记和混合标记方面有广泛的应用。光谱成像技术可以适用于各种染料如传统的荧光染料，可以对这种染料衣服上很好的发现并提取指纹等痕迹物证。在文件检验中，通过观察不同部位的荧光分布变化，可以发现添改的文件字迹。利用光谱成像技术还可以将藏在案件相关人血色衣物纤维中的少量生物物证。

　　二、技术特性阐释

　　光谱成像技术特性主要有无损性和双重检验特性两部分组成：

　　（一）无损性检验

　　无损性检验是指在痕迹物证的检验鉴定中在不损坏检材的前提下，以科学的方法为手段，利用相关的技术和设备，对检材进行检验的方法。

　　光学检验技术是指对物证不损坏的检验检测方法，对案件现场物证的发现、提取、记录、保存和检验鉴定等方面具有十分重要的意义。随着科技的进步发展，光学提取检验也是物证提取的方向，光谱成像技术能在不破坏检材的前提下分析检材的化学成分，达到检验分析物质成分的目的。

　　（二）双重检验

　　光谱成像技术不仅可以获得被检验物体的物理特性，例如被摄物体的光学分布信息、成像信息、结构特征等，还可以分析被检验物体的化学性质，例如成分信息等。相比较传统的光学成像技术一般只能记录被拍摄物体（品）亮度的信息，不同化学成分所包含的光学特性没有很好的被运用和发掘出来。光谱成像技术的双重检验特性使得它在物证分析检验中越来越重要。

　　三、光谱成像技术在法庭科学中的应用

　　光谱成像技术在法庭科学中的应用主要体现在对疑难指纹、射击残留物、（无损）文件、生物物证等进行检验：

　　（一）疑难指纹等痕迹的检验

　　指纹是刑事案件中的重要证据，如何完整的提取指纹是刑事侦查员与刑事技术人员追求的目标。我国在运用光谱成像仪显现疑难复杂指纹取得了很高的成效，例如成功消除指纹下签字笔迹或者印刷文字、图案的干扰，处理指纹覆盖下背景有复杂图案、文字的技术性疑问。

　　物证鉴定中将能够证明案件真实情况的细微物质材料称为微量物证，例如爆炸物和射击残留物、油脂、涂料、玻璃、纤维和泥土等。这些不借助仪器肉眼便很难找到、察见的微小物质在适当的多光谱成像下都会有很好反应印记。使用光谱成像技术检验，对于同种颜色的油漆以及纤维的鉴别率分别达到72.00%、69.90%，该技术可以显现出不同种类色彩纯度低的纺织物体外表所遗留的火药形态和分布状态。

　　（二）文件的检验

　　污损文件是指受到人为的作用或自然条件的影响，使文件上的字迹受到变造、模糊和损坏的文件2。包括消退、添改、擦刮等变造文件；掩盖、压痕等模糊字迹；烧毁、浸泡等损坏字迹。将文件物证置于多波段紫外灯、蓝光灯或文件检验仪下照射，通过观察不同部位的荧光分布变化，可以发现添改的文件字迹3。

　　（三）生物物证的检验

　　生物物证是指犯罪分子在作案过程中，遗留、附着在现场或从现场带走的能够用以揭露和证实犯罪行为的一切与人体有关的生物物质4，如毛发、体液、血液、皮肤组织、脱落细胞等。光谱成像技术在生物物证的发现和定位方面有很强的能力。利用光谱成像技术可以将藏在案件相关人血色衣物纤维中少量血迹显现出来，或者利用紫外线找到衣物上被清洗过或浸水的微量血液成分、微量精液斑迹、微量分泌物斑迹等微量物证5。

　　四、光谱成像技术实际应用案件一例

　　2013年11月10日21时宁夏回族自治区中卫市海原县公安局接到报警电话称：海原县关庄乡窑儿行政村下窑自然村刘某家发生一起盗窃案件。接报后，海原县公安局刑事侦查大队立即组织侦查、技术人员赶赴现场，刑事科学技术人员对现场进行仔细的勘验，提取怀疑留有嫌疑人指纹的香烟盒一个。经过光谱成像技术检验，成功显现指纹两枚。指纹纹线清晰，反差效果好，无背景干扰，指纹纹线特征点稳定，具备进行检验鉴定的效果。通过指纹信息的比对，成功抓获犯罪嫌疑人陈某某。

　　五、结语

　　随着光谱成像技术的不断发展，加之近些年广泛应用的液晶显示可以调整光线波长的滤光镜和计算机数字化成像技术的发展，使光谱成像技术发展到一个新的高度，在众多案件中起到十分重要的作用。光谱成像技术不仅在案件侦查中起到重要的作用，其在医学、工业等领域也有十分广阔的应用前景。随着对光谱成像技术研究的不断深入，光谱成像技术将在物证光学检验领域有一个全新的发展与突破。

　　注释

　　1王桂强．光谱成像检验技术[J]．刑事技术，2004(01):7-12.
　　2罗亚平．刑事科学技术[M]．中国人民公安大学出版社，2011．
　　3陈源锋，林艳平，李华，等．红外线合成图像在变造文件检验中的应用与分析[J]．福建警察学院学报，2009,23(04):47-49．
　　4侯一平．法医物证学[M]．人民卫生出版社，2004．
　　5李树，宁淑华，王清山．浅谈微量生物物证的发现方法[J].广东公安科技，2010,18(03):15-17.