数字图像处理技术在刑事技术工作中的应用

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[摘 要]本文在分析数字图像技术优势的基础上，结合数字图像处理的内容，详细讨论了其在刑事技术工作中的应用，包括在刑事照相、低质量与模糊刑事图像增强、辅助物证检验、刑事图像分析与鉴定以及刑事图像重建演示中的应用。与传统摹拟图像处理技术相比，数字图像处理技术具有无可比拟的优势。

[关键词]数字图像技术 刑事图像 图像增强 图像处理

中图分类号：TP 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）31-0203-01

随着数字图像技术的理论和方法的不断进步，它在刑事技术领域的应用也不断的扩展和深入，显示出了无可比拟的优势和广阔的发展前景。本文拟对数字图像处理技术在刑事技术工作中的应用作初步探讨。

1、数字图像处理的概念

图像处理是指运用一定的理论，使用特定的设备和技术方法，对已经获得的图像进行加工改造，达到某种特殊目的的一种技术。根据处理对象和方法不同，图像处理可分为摹拟图像处理和数字图像处理两大类。摹拟图像处理的对象是具有连续色调的摹拟图像，即客观景物所生成的原始图像。由于摹拟图像大多可用一个连续函数来描述，所以摹拟图像处理也称作“连续图像处理”。摹拟图像处理是利用光学、化学等技术方法和相应设备，对图像本身进行的加工和处理。例如在暗房中对正负片进行减薄、加厚、变形矫正、放大、遮挡、着色、虚化、浮雕化、剪裁等。摹拟图像处理精度较差，处理方式也不够灵活。数字图像处理是利用计算机对数字图像进行去除噪声、增强、复原、分割、特征提取、图像重建等处理的理论和方法的总称。数字图像处理的对象是数字图像，即由一组带有不同颜色，具有一定尺寸，被称为像素的点有规律排列组成的。数字图像的特点决定了数字图像处理的灵活性。

2、数字图像处理的内容

在进行数字图像处理时，必须先将摹拟图像数字化，即通过取样与量化，将摹拟图像变换成能够用计算机识别和处理的数字形式。图像数字化最常用的方法是扫描和数码相机拍摄。在物证检验中，常用的数字图像处理技术包括：图像增强、对比度增强、图像的平滑处理、图像的锐化处理、图像消除背景处理、图像的彩色增强处理、变形图像矫正、图像复原、图像合成、图像识别等。

3、数字图像技术在刑事技术工作中的应用

3.1 图像采集、传输技术在刑事照相中的应用

3.1.1 应用于现场照相

传统的刑事照相使用胶片照相，只有经过拍照、暗房冲洗和印放的过程才能看到最终结果，工作中任何一个环节出现问题就会带来不可挽回的损失。数码照相的方法可以即时显示结果，又无需化学冲洗等繁琐过程，极大简化了工作。现场照相完成之后，可以将照片输入计算机，可使用图像处理软件对数字照片进行编辑、裁切、标注、打印，按照刑事照相制卷质量标准制作成卷。现场照相获取的各类物证图像信息可借助各类公安图像管理系统，如指纹自动识别系统、足迹查询系统、人相识别系统等，进行方便的归档、管理、查询、传报；也可借助于网络传输发送到异地进行移动办案或进行网上，网上追逃等。

3.1.2 应用于物证照相

物证照相中的分色照相技术根据物质对不同色光的反射与吸收的特性不同，借助滤光镜来加强被摄物体之间的色彩反差，从而分离物证与背景。如今数字图像处理利用颜色模式与通道可以方便有效的实现数字图像的分色，基本淘汰了分色照相的方法。目前普通数码相机感光范围基本达到350-1100nm，而物证摄影专用的全波段ccd系统感光范围达到200-1200nm，对远红外、可见光、紫外光谱都有很好的响应，可以方便的进行长波紫外照相和红外照相，以进行文件字迹、体液、弹药残留、足迹等的显见和检验。

3.1.3 应用于辨认照相

利用数字图像存储与管理技术，对采集到的海量人犯面貌辨认照片、尸体照片、物证辨认照片进行有效管理，可快速的进行登记、查询、比对等。对于一些面貌不易辨识的尸体照片，可以进行适当修复，改善辨认条件。对于高度腐烂甚至白骨化的尸体可以使用颅像重合技术来辨认尸源。计算机人像组合技术使得没有专业绘画功底的人员也能方便快速的组合出嫌疑人像，增加效率并降低由手工模拟画像带来的主观性，使画像的辨识度大幅提高。

3.2 图像复原技术在刑事模糊图像处理中的应用。

图像在采集、传输的过程中，由于成像设备、外界条件、传输介质、人为等各种因素而引起图像质量降低从而形成模糊图像。图像复原技术分析图像退化的原因，试图建立起精确的图像退化模型，并对退化过程逆转从而将退化图像恢复本来面目。如监控中运动车辆的车牌号码识别是当前刑事图像复原的一个研究热点。针对不同类型的退化图像，图像复原技术建立相应的退化模型，运用维纳滤波、逆滤波等方法去除干扰和模糊。

3.3 图像几何矫正、标注、测量技术为物证对比鉴定提供辅助工具

图像几何变换可实现对图像进行坐标变换、缩放、旋转、变形、配准等，是对图像预先处理的常规方法。在物证检验经常出现存在于非平面客体上的痕迹，例如圆柱圆锥、弯曲物体的转弯处、不规则弧面上的手印、文字等，变形的痕迹给检验鉴定带来极大的困难，可以预先运用数字图像处理的几何变换方法矫正，降低工作难度。图像的标注和测量在物证鉴定中应用最广，传统人工测量检验操作复杂且误差较大，而使用数字图像测量比对技术，测量精确操作简单。如对印章印文进行测量比对、拼接比对；人相鉴定；笔迹分析鉴定；指纹对比鉴定；工具痕迹鉴定等工作均可以用数字图像处理工具进行辅助检验。

3.4 图像识别、比对、分析技术在刑事图像内容辨认与分析中的作用

图像识别与分析技术是建立在图像测量的基础之上自动识别场景中的目标特征，包括形状、颜色、纹理、运动、空间等特征，从图像信息得出数据和判断等结论。这项技术在刑事图像理解中有很重要的应用价值。如在影像资料中对人物衣着、毒物等的识别；基于几何形状对比根据面部器官形态符合程度进行自动的人像识别与检验；和法医人类学相结合的通过比较无名颅骨与失踪人照片的形态特征的颅骨与人相重合鉴定等。目前结合数据库管理的指纹自动识别系统，人像自动识别比对，dna图谱自动检索等广泛应用于刑事技术实战中，极大提高工作效率和减轻工作强度。

3.5 数字图像取证技术在刑事图像鉴定中的应用

随着数字图像技术的发展与图像处理工具的广泛普及，数字图像的编辑修改变得异常简单，伪造图像的大量出现给社会安全稳定带来隐患，因此数字图像取证技术成为当前图像处理与信息安全的研究热点。数字图像盲取证技术根据图像自身的成像原理、场景特征、设备引入噪声、篡改留痕的特征对可疑图像运用数学方法计算分析从而对图像真伪做出量化的鉴定结论。图像取证技术在刑事图像领域主要应用于数字图像真实性与原始性的检验。

3.6 数字图像合成重建技术在刑事影像合成演示中的应用

数字图像合成技术是利用计算机绘图技术来形成图像。数字图像重建技术则利用输入的空间、形态、时间等数据信息生成二维或三维图像。目前这两项技术在现场勘查、法医人类学中已成功应用。计算机人像组合技术可以根据目击者的描述用数据库中的面部器官部件组成人面部像，用于排查犯罪嫌疑人。计算机颅骨复原系统可以根据无名颅骨还原其生前的二维或三维头像。在犯罪现场获取的平面图像与空间测量信息可利用计算机图形学进行影像与事件的三维重建，例如对现场三维图像自动生成，对犯罪事件进行案情模拟演示等。

参考文献

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