浅谈数字图像技术在刑事图像工作中应用-

论文导读：对比度增强的方法将像素灰度重新分布，动态范围扩展至人眼能够感知，图像的细节就能够清晰可辨了。(2)在对物证图像进行判读时，最感兴趣的往往是物证的轮廓与纹线特征，低质量的图像纹线细节模糊影响判断，可以使用图像锐化技术增加图像的清晰度。(12下一页
摘要：本文在分析数字图像技术优势的基础上，详细讨论了其在刑事图像工作中的应用，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。
关键词：数字图像技术刑事图像图像处理图像分析图像重建
1007-9416(2012)07-0220-02
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。

1、数字图像技术

数字图像技术从广义上指利用计算机和其他电子设备进行的与数字图像有关的各种技术的总称。可以从三个层次上理解数字图像技术。低层次为数字图像处理技术，包括图像的采集、压缩、存储、显示和输出技术；图像的变换、合成、增强和复原技术；图像的数字水印技术、信息隐藏技术等。中层次为图像分析技术，包括图像分割和边缘检测技术；图像的测量、分类和描述技术；图像和目标颜色、纹理、形状、运动等特性的分析；指纹、虹膜、人脸等人体生物特征的提取和验证技术。高层次为图像理解，包括图像匹配与校准技术； 三维场景的重建技术，基于内容的图像检索技术；图像的感知、理解和判断决策如语义描述、专家系统、机器学习等。

2、数字图像技术在刑事图像工作中的优势

2.1 适用面广，适用于各种来源的图像

数字图像是将图像采样量化为二维数组，以二进制代码形式表示的计算机文件。图像可以有多种来源和不同的类型，包括可见光形成的图像，不可见光形成的物理图像，感兴趣的量转化而成的数学图像等。针对不同类型的图像采取相应的图像采集方法，均可以将其转化为数字图像，使用数字图像技术对其进行处理。

2.2 图像采集、传输、管理的便捷

数字图像采集过程中即拍即显，采集失误可及时补拍，最大限度减少技术失误造成的损失。数字图像显示与输出便捷，不用暗房冲洗，使工作极大简化。数字图像传输快速，不因存储、传输、复制而降低图像质量，保证了刑事物证照片高速无损的传输，提高了刑侦部门快速反应能力。在图像档案管理中，使用数字图像库代替实物照片库，具有先进的图像管理、分类、检索、查询源于：7彩论文网论文开题报告www.7ctime.com
的功能，既降低了能耗又提高了工作效率。

2.3 图像处理精度高，灵活性高

在模拟图像光学方法处理中，只能对图像的全局或局部区域进行处理，难以达到对刑事图像处理的需求。而对数字图像的处理可以精确到像素级，即精确到每一个像素点进行处理，灵活性高。同时，从理论上来讲，采样频率与每一个像素点的量化级别可以达到无限，处理精度非常高。

2.4 图像处理功能强大，自动化、高效率

光学处理方法只能进行线性处理，而数字图像处理还能进行非线性的变换，例如图像的变形、融合等。数字图像处理技术本质上是数学处理方法，只要是能够用数学公式与逻辑公式能够表达出来的一切运算，都可以运用到数字图像处理中，因此能够实现的功能非常强大。且借助于计算机的高速运算性能，数字图像处理具有高度自动化和高效率的优势。模拟图像处理方法很难实现的变形图像校正、复杂背景痕迹的分离、物证的标注测量等均可用数字图像技术轻松实现。

3、数字图像技术在刑事图像工作中的应用

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发布，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、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 图像增强技术在改善低质量刑事图像中的应用

图像增强是指根据人或机器分析的需求对图像进行处理，以突出和加强感兴趣的那部分信息，主要包括对比度增强、图像的平滑与锐化、彩色增强方法等。数字图像技术可以弥补人眼视野小、分辨力低、感光范围狭窄、时间鉴别力低、识别灰度能力低的缺陷。对低质量的刑事图像进行图像增强，将人眼不易观察到的图像隐含的信息显现出来，可以大大增加物证图像的使用价值。
(1)在获取刑事图像时，因不足、过度、光照不均等使图像的对比度低于人眼识别的限度，会引起物证细节特征无法辨识。使用对比度增强的方法将像素灰度重新分布，动态范围扩展至人眼能够感知，图像的细节就能够清晰可辨了。(2)在对物证图像进行判读时，最感兴趣的往往是物证的轮廓与纹线特征，低质量的图像纹线细节模糊影响判断，可以使用图像锐化技术增加图像的清晰度。
(论文导读：分析中典型的应用是人体移动的步态分析。3.6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
3)与灰度差别相比，人的眼睛对色彩的差异区分更为敏感。在痕迹检验中，可以将复杂背景中的指纹、鞋底痕迹等灰度图像进行伪彩色增强，使细节更易辨认。在视频监控中，对红外图像可使用假彩色增强，使目标对象更引人注目。
(4)在刑事案件现场类物证，往往遗留在复杂色彩与花纹的背景上，如花色纺织品上提取的手印足迹、钱币证券上的指纹等，复杂背景严重的干扰了物证的辨认和检验。利用通道进行数字分色、以及把图像从空间域变换为频率域再进行处理等方式均能很好地进行复杂背景分离。

3.3 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。在刑事图像拍照时所用光圈过小，景物光点变成圆斑形成散焦模糊图像；错误可能引起图像失去暗部或亮部的细节；对焦不准，拍摄主体对象模糊不清形成离焦模糊。如果图像获取过程中采集设备与拍摄对象产生相对运动，则会产生运动模糊，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。另外，由成像设备、传输介质引入的噪声随机加在图像中形成噪声模糊。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。

3.4 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。由于摄影镜头的光学特性也会形成影像的变形，如鱼眼镜头的强烈桶形畸变。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。
图像测量技术以数学和度量学为基础，通过二维平面的图像信息获取三维立体相关信息，包括对长度、高度、角度、周长、面积的测量等。常见的图像测量应用为从照片或视频信息中测量源于：7彩论文网论文格式模板www.7ctime.com
嫌疑人的身高、物品的尺寸、纸币的厚度等。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。

3.5 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、毒品毒物等的识别；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。
近年来随着视频的大量应用与视频侦查的兴起，图像运动分析也随之受到大量关注。运动分析技术可以检测场景中目标的运动情况、运动特征、运动规律等，在刑事图像分析中典型的应用是人体移动的步态分析。

3.6 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。具体内容包括：确认图像的内容是否是真实的，如果被篡改过，使用了什么样的手段在图像的哪个区域进行篡改；进行照片与相机的同一性检验，即确认某照片是否出自某一嫌疑相机，再进一步分析拍摄时间地点参数信息等。

3.7 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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作者简介
姚园园，女，硕士，出生年月：1980年3月，河南郑州，助教，研究方向：刑事图像技术，工作单位：河南学院。