光学显现法在手印痕迹检验中的应用研究
引言
在现场勘查、司法鉴定等工作中，手印痕迹的发现和提取是重点。目前，手印痕迹显现主要利用化学、材料学等学科中的相关技术来实现。如电化学方法容易对手印痕迹造成污染，而采用真空镀膜机、手印熏显柜等工业设备并不利于技术人员实施现场勘查操作。因此，如何方便、快捷、无损化提取手印痕迹，成为当前亟待解决的问题。
文献[1]归纳了各种现场手印痕迹检验分析方法的程序和步骤。文献[2]利用不同的自制胶片实现了汗液指纹的提取。文献[3]采用聚乙烯醇薄膜化学方法来显现手印痕迹。文献[4]依托工业真空镀膜设备，基于金属喷溅原理实现了手印痕迹的显现。
伴随光学技术、处置方法和设备的快速发展，检验范围和灵敏度在不断提高，且在司法鉴定中受到了越来越多的关注[5]。为探究光学技术和方法在痕迹检验工作中的应用，本文将三种光学显现法——蓝光灯显现手印、多波段光源显现手印和紫外观察系统显现手印应用到手印痕迹检验中，采用实验，结合痕迹物证和遗留客体的固有性质，探讨不同手印痕迹遗留于不同客体时如何更有针对性地选择最为合适的光学显现法。本文介绍的原理和方法能为指纹识别等工业设备的研发提供指导，由手印显现得出的结论也能为指纹信息的智能化识别等提供基础依据。
1 光学显现法基本原理
1.1 蓝光灯显现手印
由于血液、汗液等手印物质及手印遗留客体对蓝光的吸收、反射程度不同，因此不同形式的手印将反映出不同的色调。蓝光灯显现手印正是从手印与背景形成的反差实现手印痕迹显现的。
1.2 多波段光源显现手印
多波段光源最初在20世纪90年代是作为激光器的替代光源出现的，是一种具有多个高强度窄带单色光输出的激发光源。在实际工作中，10个波段一般就可以基本满足现场需要。目前，对于高档多波段光源的单色光，单色性可达到1～10 nm的水平，输出强度可达到1000 mW；而低档产品单色光的单色性仅为10～100 nm的水平，输出强度只有100 mW左右[6-7]。
1.3 紫外观察系统显现手印
在痕迹检验应用中，紫外反射照相能够有效显现和加强手印的最重要原因是可以有效减少客体的内反射光线，甚至使内反射光线完全不存在。这样，客体背景色调变黑，纹线与客体背景之间的亮度反差增大，背景图案干扰作用减小。
手印物质对紫外线的反射与吸收作用差异很大，如汗液、血液、灰尘具有反射紫外线性质，油类物质大部分具有吸收紫外线性质。在可见光区具有较强内反射光性质而在普通照相中呈现浅色调或灰色调的物质，有可能在紫外观察系统中因为内反射光线完全不存在而呈现全黑色调。
2 光学显现法应用
2.1 蓝光灯显现手印的效果比较
把制作好的在各种承痕客体上的样本放在蓝光灯照射激光下观察，并调整光照角度，直到纹线显现到相对清晰为止。蓝光灯对血液、汗液遗留于非渗透性光滑客体表面的手印显现效果如表1所示，蓝光灯对血液、汗液遗留于非渗透性半光滑客体表面的手印显现效果如表2所示。在手印显现效果中，本文作出如下约定，后续不再赘述：
（1）“+++”表示纹线的连贯性强、清晰度高，且客体背景无染色或轻微染色，整体反差大；
（2）“++”表示纹线的连贯性、清晰度较好，或客体背景有一定的染色，整体反差较好；
（3）“+”表示纹线的连贯性差、清晰度低，或客体背景染色重，整体反差弱；
（4）“—”表示未显出任何纹线。
从表1、表2可见，蓝光灯对遗留于红色或深色非渗透性光滑客体上的血手印纹线显现清晰，对遗留于非渗透性半光滑客体上的血手印纹线显现也比较清晰、流畅。此外，汗潜手印遗留于部分非渗透性光滑、半光滑客体时的手印纹线显现也比较连贯、清晰[8]。
2.2 多波段光源显现手印的效果比较
为各种承痕客体刷上磁性荧光粉末，注意磁性荧光粉末的用量要适当，不宜过多。用多波段光源照射客体，并转换不同波长的光源。实验时尤其要注意带护目镜，观察纹线显现情况，直至找到合适的波段为止。多波段光源对不同手印物质遗留于非渗透性光滑客体上的手印显现效果如表3所示，部分手印显现实物图如图1所示。
从表3可以看出，在刷上磁性荧光粉末后，多波段光源对各种客体上的手印物质都有良好的显现效果。因为多波段光源具有多光谱，因此可以根据各种物质的光谱性质设定光源参数，具有很强针对性。利用多波段光源对非渗透性光滑客体、非渗透性半光滑客体、渗透性客体上的不同手印物质的显现都很全面。
2.3 紫外观察系统显现手印的效果比较
首先调整好系统，把手印样本放在载物台上，然后对手印样本对焦，并调整好紫外灯的打光角度，以达到最佳效果。紫外观察系统对不同手印物质遗留于非渗透性光滑客体上的手印显现效果如表4所示，紫外观察系统对不同手印物质遗留于非渗透性半光滑客体上的手印显现效果如表5所示。
从表4中可以看出，普通玻璃上手印物质的显现纹线都很清晰、流畅，其他非渗透性光滑客体上的手印显现则不是那么理想。对于非渗透性光滑客体，正如前文所提到的，短波紫外线可以有效地减少客体的内反射光线，甚至使内反射光线完全不存在，使客体背景色调变黑。而手印纹线物质对紫外线的混合反射能力使其出现一定的垂直反射分量，于是在紫外线反射照相中得到的手印纹线是以浅色调呈现在深色背景上的效果，油类物质手印显现出来的纹线都是暗纹线。由于客体是非渗透性光滑客体，因此手印纹线比其它客体清晰。部分手印显现实物图如图2所示。
表1 蓝光灯对血液、汗液遗留于非渗透性光滑客体表面的手印显现效果
表2 蓝光灯对血液、汗液遗留于非渗透性半光滑客体表面的手印显现效果
表3 多波段光源对不同手印物质遗留于非渗透性光滑客体上的手印显现效果
从表5中可以看出，对于遗留于非渗透性半光滑客体上的手印，在紫外观察系统下，除黑色橡胶和白色皮革下的纹线效果不理想外，其他手印物质的纹线显现都比较清晰。此类非渗透性半光滑客体表面对紫外线的吸收没有非渗透性光滑客体那么强烈，当短波紫外线以一定的入射角照射到客体上时，由于客体表面不是那么光滑，一部分光线在客体表面形成了漫反射，另一部分光线折射到客体内部被客体完全吸收。此类潜在手印成分对紫外线的反射性质是漫反射（油类手印物质是吸收紫外线），因此手印物质反射紫外线的手印纹线与背景形成的反差不是很大，显现效果没有非渗透性光滑客体上的手印观察效果好。另外，通过实验可知，紫外观察系统对不同手印物质在非渗透性光滑客体上的手印显现效果较差[9-10]。
图1 多波段光源部分手印显现实物图
(a) 黑色皮革上的油手印 (b) 硬塑料上的汗手印 (c) 玻璃上的汗手印 (d) PVC上的油手印
表4 紫外观察系统对不同手印物质遗留于非渗透性光滑客体上的手印显现效果
图2 紫外观察系统部分手印显现实物图
(a) 彩色照片上的润肤霜手印 (b) PVC机上的油手印 (c) 玻璃上的牛奶手印
表5 紫外观察系统对不同手印物质遗留于非渗透性半光滑客体上的手印显现效果
表6 手印显现效果综合比较
3 光学显现法综合比较与讨论
将上述三种光学显现法的手印显现效果进行综合比较，如表6所示。综合比较可知：
（1）蓝光灯对遗留于非渗透性光滑客体上的血手印的显现纹线最清晰、连贯性最好，背景反差最大；对遗留于非渗透性光滑客体上的汗液手印和遗留于非渗透性半光滑客体上的血手印显现比较清晰。
（2）汗液、血液、油类物质遗留于非渗透性光滑客体、非渗透性半光滑客体上的手印经磁性荧光粉末刷显后，利用多波段光源不同波段的光对其显现，显现纹线都比较流畅、清晰；对遗留于渗透性客体上的手印也可以显现，但只能观测到轮廓。
（3）紫外观察系统显现非渗透性光滑客体上的手印，显现纹线都比较清晰、流畅，但对于遗留于非渗透性半光滑客体上的手印，显现纹线只能显现出轮廓，未能显现出遗留于渗透性客体上的手印。
总之，多波段光源显现痕迹范围最广，且设备携带方便，可在基层中推广。
4 结束语
本文对蓝光灯显现手印、多波段光源显现手印和紫外观察系统显现手印这三种光学显现法进行了介绍，并应用到手印痕迹检验中。采用实验，结合痕迹物证和遗留客体的固有性质，对比了各自的优劣势，最终表明多波段光源显现法能识别的痕迹范围最广。
本文介绍的原理和方法在现场勘查领域得到了成功运用，此外也能为指纹识别等工业设备的研发提供指导。由手印显现得出的结论也能为指纹信息的智能化识别等提供基础依据。
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Research on the Application of Optical Visualization Method in the Fingerprint Trace Inspection
夏维忠（1967—），通信作者，本科，抚顺市东洲公安分局刑侦大队大队长。研究方向：刑事侦查和刑事技术。
E-mail: gshabigman@163.com
