基于高光谱成像技术的血迹形态特征检测研究

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Level of Secrecy：Publicity Student Number：50100810211
Master's Dissertation of Chongqing University of Technology
III
technology. Bloodstains’ spectral information on different ages and different objects (glass, white writing paper and plastic film) were obtained through fiber optic spectrometer experiment platform. (4) Base on spectroscopy, an riment was designed to explore the relationship between postmortem interval and the bloodstain absorption in different time and different objects. The study found a positive correlation between bloodstain age and the absorption as time goes on. Key words: Hyperspectrum Imaging technology Image fusion Bloodstain age
Research Direction: information acquisition and Process Training Unit: Department of Electronic Information and Automation Thesis Deadline: Oral Defense Date: April 8, 2013 May 30, 2013
作者签名： 导师签名：
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摘要
摘要
血迹的形态检测与陈旧度特征分析一直都是刑事案件侦破的重要因素之一。通过有效 的手段对犯罪现场血迹进行处理，可以得到大量关于犯罪现场尤其是潜在的犯罪现场的潜 在物证信息。传统的血迹检测普遍应用直接观察法、试剂法等，而光电学应用到血迹分析 中也仅仅是使用很简单的光源法，这些方法在犯罪现场的应用都有很大的局限性，而且很 容易破坏血迹本身的成分，不利于案件的取证和侦破。 随着高光谱成像技术的逐渐成熟， 它已经被应用到很多领域， 这些领域大到航天航空， 小到医学的舌苔成像，猪肉的细菌检测等等，其功能的强大性已经渐渐显现出来，也获得 了各国的重视。本课题针对犯罪现场的血迹检测，尤其是犯罪现场的潜在血迹检测提出了 基于高光谱成像技术的血迹形态特征检测方法。通过该方法能够有效的对血迹进行检测和 分析，弥补了高光谱成像技术在犯罪现场血迹分析应用方面的一项空白。因此基于高光谱 成像技术的血迹形态特征检测系统的研究具有宽广的研究空间和应用前景。 本课题的主要研究工作如下： （1）提出了新的血迹形态特征检测方法——基于高光谱成像技术的血迹形态特征检 测方法。在实验的实际操作中，搭建了高光谱成像系统，通过高光谱成像技术在不同波段 下对现场血迹进行成像，取得了血字迹、血指纹、常规血迹和潜在血迹在不同波段对应的 高光谱图像，将拍摄的二维图像信息与一维的光谱信息结合起来构成三维的数据立方体。 对复杂状态、复杂环境下的血迹进行检测与分析。 （2）将基于小波变换的高光谱图像融合方法应用于血迹形态特征检测中。通过高光 谱相机在不同波段下对现场血迹进行成像，而不同波段下的图像会呈现出血迹某一方面特 征的极致放大，通过不同波段下图像的融合即把这些被极致放大的特征集聚在一起，完成 物体图形的重组， 而重组出来的图像就会更加真实的反映血迹本身的形态特征信息。 因此， 基于高光谱图像融合技术的血迹分析系统设计会更加真实的反映血迹的形态特征，提高血 迹识别的精准度。 （3）提出了新的血迹陈旧度检测方法——基于光谱分析技术的血迹陈旧度检测方法。 通过光纤光谱仪实验平台检测得到了血迹在不同陈旧度，不同介质（玻璃、白色书写纸、 塑料膜）上的光谱信息。 （4）采用光谱分析技术，对玻璃、白色书写纸、塑料膜三种介质上不同陈旧度血迹 的吸光度进行分析，探讨其与死亡时间的关系。研究发现三种介质上的血迹随时间推移， 吸光度都呈上升趋势，与死亡时间密切正相关。 关键词：高光谱 成像技术 图像融合 血迹陈旧度
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分 类 号： 论文编号：
密 学
级：公开 号： 50100810211
重庆理工大学硕士学位论文
基于高光谱成像技术的血迹 形态特征检测研究
研 指 学 研 培
究
生:
冯小平 赵明富 教授
导 教 师： 科 专 业： 究 方 向： 养 单 位：
信号与信息处理 信息获取与处理 电子信息与自动化学院 2013 年 4 月 8 日 2013 年 5 月 30 日
作者签名：
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Study on the morphology and characteristics detection of bloodstains based on hyperspectral imaging technology
Postgraduate: Supervisor： Specialty:
Feng Xiaoping Prof. Zhao Mingfu Signal and Information Process
I
Abstract
Abstract
Morphological detection and age analysis of the bloodstain has always been one of the important factors in criminal scene. Through effective means for processing the crime scene bloodstain, we can get a great deal of potential evidences about the crime scene, especially in the potential crime scene. The traditional blood detection widely used direct view method and reagent method, these methods have great limitations in the crime scene, and it is easy to damage the blood ingredient itself, also it is not conducive to the forensics and detection of the case. With the development of hyperspectral imaging technology, it has been applied to many fields such as remote sensing, medicine imaging of tongue, bacteria detection of pork. Aiming at the crime scene bloodstain detection, especially the potential crime scene bloodstain detection, morphological feature detection which uses hyperspectral imaging technique is presented in this paper. By this method we can effectively detect and analysis the bloodstain, also make up for a gap of hyperspectral imaging technology at the crime scene bloodstain analysis applications. So the research of bloodstain pattern feature detection system based on hyperspectral imaging technology has a wide application prospect and research space. The main research content as follows: (1) A new bloodstain morphological feature detection method based on hyperspectral imaging technology was proposed. In the actual operation of the experiment, we built a hyperspectral imaging system. By hyperspectral imaging technology, hyperspectral images of blood fingerprints, blood handwriting, common blood and potential blood in different wavelengths were got. The spectral information of two-dimensional images and one-dimensional hyperspectrum together constituted the three-dimensional data cube. Detection and analysis of bloodstains was made in complex state and complex environment. (2) A hyperspectral image fusion method based on the wavelet transform was applied to the detection of bloodstain morphological characteristics. Hyperspectral images of different wavelengths were got by hyperspectral cameras, and these images would exhibit a extreme amplification in certain aspects of bloodstain. Based on the fusion of different wavelengths, extreme amplification characteristic was clustered together to finish the graph reconstruction of bloodstain, the restructured image was more realistic to reflect bloodstains’ own morphological characteristics. Therefore, the blood analysis system design based on the hypespectral image fusion technology is more realistic to reflect bloodstains’ own morphological characteristics, and improved the recognition accuracy of bloodstain. (3) A new bloodstain age detection method was proposed based on the spectral analysis