工具痕迹检验技术研究的现状及展望_杨敏

工具痕迹检验技术研究的现状及展望杨　敏(广东警官学院,　广东广州510440) 摘　要:工具痕迹在现场出现率高,但对其利用率很低。

人的主观因素和技术上的客观因素是造成 工具痕迹利用率低的主要原因,技术上的客观因素从根本上制约了对现场工具痕迹的利用。

要着重剖 析工具痕迹检验的技术上原因,深入了解工具痕迹检验技术的现状以及工具痕迹检验技术的国内外研 究情况,并分析研究中所存在的问题,从而探寻工具痕迹检验技术的发展和研究方向。

关键词:工具痕迹;检验技术;现状;展望 中图分类号:D918.91 文献标识码:A 文章编号:1008-5750(2011)04-0052-(05) 一、引言工具痕迹在刑事案件现场上出现率较高,这是多年办案实践已经证明的一个特点。

据不完全统计,工具痕迹出现率占刑事案件现场的70%以上,有的地区则占80%左右。

工具痕迹在现场出现率高,但对其的利用率却低。

某市公安部门近五年的统计结果显示:全市公安技术鉴定室平均每年共勘查12486起刑事案件现场,其中入室抢劫盗窃案件勘查占据勘查案件总数的89.0%,达10323起。

从这些案件的现场提取痕迹物证种类来看,提取到手印的案件4482起,占盗窃现场勘查数的41%;提取到足迹的案件6145起,占盗窃现场勘查数的48%;提取到工具痕迹的案件191起,占盗窃现场勘查数的14.4%。

目前,基层技术员在现场勘查过程中,比较注重手印的发现与提取,对工具痕迹一般只采取照相处理,有的甚于不予处理。

在现场勘查中,由于对现场的工具痕迹处理得不够好而直接造成对其的利用率较低。

工具痕迹利用率低并不说明工具痕迹在案件侦查中的作用不大,相反,工具痕迹包含了大量反映作案工具及作案人的相关信息,对案件的分析起重要作用。

关于工具痕迹利用率低的原因已有相关研究,[1]但其研究主要侧重点于人的管理、主观意识等方面;对工具痕迹检验发展与展望也有研究,[2]但其研究只针对了我国的工具痕迹检验问题,且其对检验技术的阐述不够深入。

本文主要针对工具痕迹利用率低的技术原因进行剖析,并在阐述国内外工具痕迹检验技术的研究现状及存在的问题的基础上,探讨工具痕迹检验技术的未来研究方向。

二、工具痕迹利用率低的原因剖析当前,我国正处于刑事犯罪的高发期,诱发、滋生违法犯罪的各种社会因素大量存在。

随着法律的不断完善,庭审制度、诉讼模式的变革,刑事侦查、诉讼对证据的要求越来越高,这就对刑事科学技术提出了更高的要求。

对于刑事案件,痕迹检验鉴定是主要的破案手段;在法庭上,痕迹物证及其科学的鉴定结论是判别案件性质的有力证据。

在实际的案件现场勘查和案件侦破过程中,使用最多的痕迹物证是指印。

其主要原因包括:指印特征的特定性,即每个人的指纹特征均不同;指印在犯罪现场出现率高;已有较成熟的指纹识别系统。

随着作案人反侦查意识增强,在很多犯罪现场,罪犯往往有意识地戴上手套作案,以至于在现场提取不到可用的指纹。

犯罪工具痕迹是现场勘查中最常见的一种痕迹,且在现场不容易被破坏或伪装,出现率高,特征稳定,一般有较好的鉴定价值,这些优势是其它类型痕迹难以比拟的。

但是,从办案的实际效果来看,与手印、足迹和枪弹痕迹相比,工具痕迹在现场的发现提取率、检验鉴定率相差甚远,究其原因,主要有人的主观和技术上的客观两大因素。

收稿日期:2010-12-19 责任编辑:陈　汇基金项目:本文系公安部科技应用创新项目《基于知识的工具及其痕迹查询与分析数据库的研究》(项目编号:2009YYCXGDST070)之研究成果。

作者简介:杨敏(1974-),男,广东警官学院刑事技术系副教授,博士。

—52—2011年8月第21卷第4期 上海公安高等专科学校学报Journal of Shanghai Police College Aug .,2011Vol .21　No .4 1.人的主观因素:领导和技术人员不重视。

一直以来,司法机关均认为手印为证据之首,造成一些刑侦领导及现场勘查人员在现场非常注重手印的发现与提取,而对工具痕迹不作过多要求。

特别是现场勘查人员对工具痕迹的认识存在误区,有些同志认为,对工具痕迹的检验鉴定能力不强,不如指纹、DNA等具有强大的直接指向和证明作用,从而导致了不能充分发挥工具痕迹在侦破工作中的作用,阻碍了痕检工作的整体发展。

2.技术上的客观因素。

工具痕迹检验包括现场工具痕迹的分析及鉴定,现场工具痕迹的分析与鉴定涉及多门学科,如力学、材料学、物理学等,且工具的种类繁多、痕迹变化复杂,相关知识的深度与广度造成技术人员难以掌握。

目前鉴定技术单一,设备简陋也同样影响了工具痕迹的检验鉴定。

工具痕迹的利用率低是一个不争的事实。

笔者认为,技术上的客观因素是造成工具痕迹利用率低的一个重要原因,由于技术上的制约,技术人员即使提取到工具痕迹也用不上。

在痕迹检验鉴定技术中,犯罪工具痕迹的分析与鉴定是一大难题,本文试图从技术上阐述国内外工具痕迹检验鉴定技术的现状,目前国内外工具痕迹检验技术研究情况和存在的问题,探讨工具痕迹检验技术的未来发展和研究方向。

三、目前工具痕迹检验技术状况目前,工具痕迹检验比对的理论基础主要是基于空间几何的形态学和拓扑学。

不管是工具痕迹检验分析还是鉴定,其主要手段是用肉眼或借助于显微镜观察比较工具痕迹的形态及线条特征,比较检验的方法主要有以下四种:1.特征对照法。

这是工具痕迹检验的主要方法之一,特别适宜于静态印压接触痕迹的比较,如打击痕迹或撬压痕迹等。

其具体方法是:拍照条件相同的等大照片对照;检验工具痕迹或其模型与可疑工具相关部位对照;检材工具痕迹与自然工具样本痕迹对照;检材工具痕迹与实验样本痕迹对照。

2.特征重叠法。

此方法主要用于痕迹轮廓清晰完整、特征明显、变化不大的打击和撬压痕迹的检验,其方法是利用可以重叠比较的显微镜将检材工具痕迹和实验样本痕迹的细节特征进行物像重叠,或者用拍摄、洗印条件相同的幻灯片或底片重叠放映成图像或制作成正片进行观察。

3.线痕接合法。

此种方法主要适用于线条状痕迹的检验。

其方法是将检材工具痕迹与实验样本痕迹的凸凹线条,左右相对接合在同一个平面上,观察其符合点或差异点。

检验时,可利用比较显微镜进行线痕对接,也可利用相同条件拍摄制作的比对照片剪接,以发现其能对接和不能对接的线形痕迹特征。

4.线痕计算机识别法。

用轮廓仪或其他光电扫描仪将检材工具线痕和实验样本线形痕迹的某一部位横切面波形扫描成电信号,经过图像输入、处理、识别、判断并输出结果,以发现波形图的吻合与差异情况。

随着计算机信息技术的发展,数字化痕迹检验所具有的优势为刑侦技术发展提供了新的契机。

针对传统工具痕迹的提取与检验存在的缺陷,数字化工具痕迹检验正在以其强大的技术优势成为新时代刑侦技术的宠儿。

数字化工具痕迹检验不仅可以更直观检验校正犯罪痕迹,还可以借助互联网实现不同区域的远程查询比对,从而可以更有效提高办案效率。

传统的工具痕迹比对、串并工作往往仅局限在一个县市区或者一个地级市,而大量的入室盗窃案件中流窜作案跨度大,工具痕迹多,但常常因案件小,难以有效地组织力量从工具痕迹上寻找突破口。

数字化科技的发展及计算机网络的建设,可以建立健全犯罪现场勘查信息系统,工具痕迹数字化提取技术可以依靠网络开展工具痕迹的网上会诊、网上串并、远程查询、异地审查犯罪嫌疑人携带的可疑作案工具等。

对于工具痕迹的比对,计算机图像处理软件的应用已经慢慢改变了只使用比对显微镜在人眼观察下的现状。

对于图像处理软件(如PHOTOSHOP)在工具痕迹检验中的应用主要体现在以下两个方面:(1)凹陷状工具痕迹检验。

可用图像重叠比对法检验,也可用图像并列特征对照比较法检验。

将其中一幅图像拖移到另一幅比对图像中,拖移的图像与比对图像成为一个图层,设置图层的透明度为50%左右,使用移动、编辑变换、旋转等命令可实现两幅图像的重叠比对。

(2)线条状痕迹的检验。

以特征线条对接的方式检验更为直观快速,同样首先要保证比对的数字图像比例大小一致,再通过裁剪、托移、拼接的步骤实现特征线条对接,最后再合并所有图层,保存文件。

在操作中应避免使用透视、扭曲、斜切、缩放等影响图像比例大小的命令,对于比对的两幅工具痕迹图像尽量保证是在相同的比例下拍摄而成的图像。

工具痕迹检验的应用可以追溯到二千多年前的战国时期,当时有文字记载了利用工具痕迹分析作案工具的案例。

长期以来,工具痕迹的检验分析主要靠肉眼观察工具痕迹的形态特征,如面积、尺寸、线条和凸凹点等,在上个世纪末才广泛使用显微镜和比对显微镜等工具来观察工具痕迹的形态特征。

对于两个工具痕迹之间的比较,通过形态特征已经可以很好地解决—53—问题了。

近些年来,计算机及图像处理软件已应用到工具痕迹检验中来,大大改善了工具痕迹检验的手段,一定程度上降低了人工的劳动强度,提高了检验效率。

但是,不管是利用比对显微镜还是图像处理软件,对工具痕迹的检验均还是凭借检验人员的肉眼观察痕迹的形态特征,比对显微镜和图像处理软件只是增强人眼观察能力的工具,对于两个痕迹的比对,其的确比单凭肉眼观察要方便得多,但是对于多个工具痕迹之间的比对,还是显得不够用,对于海量工具痕迹数据检验就更不可能了。

比对显微镜和图像处理软件并不能自动提取工具痕迹的相关特征,还需要人眼来分离出特征再进行比较,整个检验过程均靠检验人员的主观判断与分析,因此,此类方法只适合于两个工具痕迹之间的比对任务,对于数量多的工具痕迹之间的比对,劳动强度就非常大。

同时,工具痕迹特征的提取还是要依靠检验人员的实际经验,致使检验可靠性受到影响。

为了解决多样本工具痕迹间比对困难的问题,以及工具痕迹比对的定量化问题,有学者从事于研究工具痕迹特征自动提取的方法,目前,研究出的方法在工具痕迹检验中已有了应用,其检验过程如图1所示。

图1:工具痕迹自动处理流程图1所示的工具痕迹自动处理流程,其实也非完全自动处理,只能算是半自动处理。

此方法主要用于线条类工具痕迹的检验。

首先把工具痕迹通过光电扫描设备(轮廓仪或激光探头类的仪器)沿着某个方向进行扫描,获得该方向上的线条轮廓信号,该信号可能是光信号,然后需要把该信号转换为数字电信号,并对数字信号进行滤波去噪处理,最后对处理后的信号进行特征表示,主要有小波特征和傅立叶特征,以用来进行工具痕迹之间的比较。

特征的比较可以由检验人员来完成,也可以通过计算机的识别算法来完成。

上述方法可以实现工具痕迹特征的自动提取及特征比对,但其过程并不能实现完全自动化且有一定的局限性。

其问题主要表现在:工具痕迹的轮廓信号需要专门设备来提取,轮廓仪是专业设备,而激光探头类仪器需要专门设计制作,两者的成本很昂贵;在工具痕迹的轮廓信号提取时也需要人工确定提取的位置,并不能由仪器自动提取,从而降低了提取效率。