引用本文
杨飞黄, 高树辉, 侯雨石. .利用445 nm激光检测指印固有荧光[J]. 刑事技术,2015,40(4): 288-290
YANG Feihuang, GAO Shuhui, HOU Yushi. .Detection of Inherent Fingerprint Fluorescence by 445 nm Laser[J]. Forensic Science and Technology,2015,40(4): 288-290
10.16467/j.1008-3650.2015.04.009  
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《刑事技术》编辑部
利用445 nm激光检测指印固有荧光
杨飞黄1, 高树辉2,*, 侯雨石3
1.北京市通州区人民检察院 检察技术处,北京101101
2.中国人民公安大学 刑事科学技术学院,北京100038
3. 虹彩模识北京科技有限公司,北京 100081
高树辉,女,教授,博士,研究方向为刑事图像技术. E-mail: shhuigao1019@sina.com

作者简介: 杨飞黄(1987—)男,河北廊坊人,硕士,研究方向为刑事图像技术. E-mail: yangfeihuang@126.com

基金: 北京市重点实验室建设项目(No; 201430009115)
摘要

目的 利用便携式激光生物检材搜索仪对指印固有荧光进行研究.方法 利用445 nm激光分别对不同客体上的5种指印定期进行提取和显现,同时利用紫外CCD对指印进行比较研究,总结445 nm激光提取潜在指印的影响条件及最佳拍照时间.结果 445 nm激光光源对多数的油汗混合指印的显现效果较好,指印的显现效果随遗留时间的不同而变化.渗透性客体上指印的显现效果会随时间的增加而增强,在2~4周后显现效果趋于稳定;非渗透性客体上指印的显现效果最初会随时间的增加而增强,1个月之后,指印显现效果逐渐变弱.结论 445 nm激光照相更适合显现渗透性客体上的陈旧性汗潜指印和油汗混合指印.紫外反射照相更适合非渗透性客体上新鲜的油潜指印,可与445 nm激光照相在显现指印过程中能够实现互补.

关键词: 指印; 445 nm激光; 固有荧光; 渗透性客体; 非渗透性客体
中图分类号:DF794.1 文献标志码:中图分类号:DF794.1 文献标识号:A 文章编号:1008-3650(2015)04-0288-03 文章编号:1008-3650(2015)04-0288-03 doi: 10.16467/j.1008-3650.2015.04.009
Detection of Inherent Fingerprint Fluorescence by 445 nm Laser
YANG Feihuang1, GAO Shuhui2,*, HOU Yushi3
1. Attorney Technology Department, Tongzhou District People’s Procuratorate, Beijing 101101,China
2. School of Criminal Science and Technology, People’s Public Security University of China, Beijing 100038,China
3.SmartIris Biometrics Co. Ltd, Beijing 100081,China
Abstract

Objective In crime scene investigation, it is difficult for investigators to quickly detect and collect some long-deposited and complicated fingerprints. This paper aims to explore the inherent fluorescence imaging quality of fingerprints left on different surfaces for various time, by a Portable Laser Biological Specimen Detector setting at wavelength of 445 nm.Methods Fingerprints, left on 5 different objects,were regularly extracted and visualized by 445 nm laser and an ultraviolet CCD. By compared the different visualization effects between the above handling, the impact factors on extracting potential fingerprints by 445 nm laser were analyzed along with the best time to take photos.Results Better images had been obtained from fingerprints of oil-sweat mixture by 445 nm laser. The visualization effect varied from different length of time. The fingerprints on pervious objects were displayed better with the increase of time, and kept stable after 2~4 weeks. As for impervious objects, the fingerprints were at first developed better with the increase of time. However, the visualization was getting worse past a month.Conclusions The fingerprint inherent fluorescence detected by 445 nm laser is influenced by such factors as smooth degree, object permeability and types of fingerprint, and hence the best visualizing time should be determined from different surfaces. Meanwhile, ultraviolet reflex photography is complementary to 445 nm laser photography in the process of fingerprint visualization since it is more suitable for the fresh greasy fingerprint on impermeable objects, while the 445 nm laser photography is better for the aged sweat or oil-sweat fingerprint on pervious objects. This research produces a potentially more accurate and reliable methodology for fingerprint identification.

Keyword: latent fingerprint; 445 nm laser; inherent fingerprint fluorescence; pervious objects; impervious objects

利用光学无损方法显现潜在指印是提取指印的首选方法.自1976年门塞尔等人首次报道了使用氩离子激光检测潜在指印方法以来, 激光在指印显现领域发挥了巨大作用.但受限于激光器体积庞大, 功率较小等因素, 此后一段时间对激光显现指印的研究多集中于结合化学方法处理后对指印的二次荧光进行检测[1].由于该技术相对复杂[2], 现场勘验人员仍无法快速发现和提取一些陈旧疑难指印.近年来市场上出现了便携式小型激光光源, 可在现场搜索生物检材和拍摄提取手印等痕迹.本文利用便携式激光生物检材搜索仪(波长445 nm)对指印固有荧光检测以及不同客体上遗留不同时间的指印固有荧光成像效果进行研究, 为法庭科学工作提供参考数据.

1 材料与方法
1.1 样本采集

选取渗透性和非渗透性物质作为指印捺印的客体.其中渗透性客体包括铜版纸, 胶版纸, 新闻纸, 报纸, 牛皮纸, 白卡纸, 草纸, 复印纸, 信纸, 黑色卡纸, 照相纸, 乳胶漆墙壁.非渗透性客体包括快递袋, 塑料袋, 瓷砖, pvc板, pvc胶带.分别在以上几种客体上捺印5枚指印, 编为A, B, C, D和E.其中, A指印为普通指印, 即不对手指做任何处理, 直接捺印; B指印为汗液指印, 将手指用水清洗, 不触摸任何物体, 20 min后捺印; C指印为皮脂汗指印, 将手指用水清洗, 在鼻尖或额头等皮脂分泌旺盛部位擦蹭后捺印; D指印为唾液指印, 将手指用水清洗, 蘸取适量的唾液后捺印; E指印为尿液指印, 将手指用水清洗, 蘸取适量的尿液后捺印.样本数量:5种类型的指印各30枚.

1.2 主要实验仪器

猎踪激光生物检材搜索仪(北京虹彩模识北京科技有限公司), 激发光源445 nm; 尼康D90数码单镜头反光相机; 尼康AF Micro-Nikkor 60 mm f /2.8D型镜头; 专用激光截止滤光镜455 nm; 护目镜; 快门线.

1.3 实验方法

将实验样本放置于室内, 分别在指印捺印遗留时间为1天, 1周, 2周, 1个月, 3个月和6个月时对实验样本进行紫外反射照相(254 nm)和激光可见荧光照相, 记录拍照结果, 分析比较所得实验结果; 同时分析和总结445 nm激光检验指印的时效性.

1.4 评价方法

根据拍照及观察的结果, 将评价分为0~5六个等级, 统计出各类指印分别在不同客体上的平均分数, 以图表方式进行对比.其中0表示无法显示纹线, 1和2表示纹线特征点部分清晰, 纹线不够连贯且与背景反差较弱不具备鉴定条件, 3表示刚好达到鉴定条件, 4和5表示纹线清晰连贯且与背景反差明显.

2 结 果
2.1 紫外反射照相

紫外反射照相方法是提取多数光滑客体上油潜指印的有效光学方法.其原理是短波紫外线经物体表面反射在垂直方向上的反射分量可能远远大于客体表面的垂直反射分量, 从而使指印纹线与客体表面之间形成很大的亮度反差[4].从指印遗留2周时拍摄统计结果(见图1)可以看出, 短波紫外反射照相效果与客体类型, 客体表面的光滑度, 指印类型有关, 此外成像效果还受配光角度和指印遗留时间影响.

图 1 紫外反射照相显现渗透性客体(左)和非渗透性客体(右)上指印结果Fig.1 Detection of fingerprint on porous surfaces (left) and on non-porous surfaces (right) by UV photography

2.2 激光可见荧光照相

根据实验结果, 使用波长445 nm的激光作为激发光源, 激光可见荧光照相方法是提取部分渗透性客体及非渗透性客体上油汗混合指印的有效光学方法, 且只有当指印中存在能够被蓝光激发照射产生橙黄色荧光的微量物质时, 指印才有可能与背景形成亮度反差.从指印遗留2周时拍摄统计结果(见图2)中可以看出, 可见荧光照相效果与客体类型, 客体表面的光滑度, 指印类型有关, 此外成像效果还受指印遗留时间影响.

445 nm激光可见荧光照相显现油汗混合指印及尿液指印效果较好, 因为上述指印中产生荧光的微量物质比例较多, 而唾液和油脂中此种微量物质较少故无法观察到指印纹线.此外, 很多客体(如pvc胶带)也会在445 nm光源的激发下产生强烈的荧光, 无法与指印产生的荧光形成亮度反差, 造成显现结果欠佳.

图 2 激光可见荧光照相显现渗透性客体(左)和非渗透性客体(右)上指印结果Fig.2 Graphic representation of fingerprint detection on porous surfaces (left) and on non-porous surfaces (right) by 445 nm laser

2.3 激光可见荧光照相显现指印的时效性

随着时间的推移, 指印中各种物质的种类和浓度都会发生变化.相比新鲜指印, 陈旧性指印水分会减少, 微量物质的成分和含量也会相应变化, 这些也会影响指印的显现效率[5].以油汗混合指印为例(见图3), 渗透性客体上指印的显现效果会随时间的增加而增强, 在2~4 周后显现效果趋于稳定, 达到目测最强效果.非渗透性客体上指印的显现效果最初会随时间的增加而增强.但随着时间的推移, 自然条件下瓷砖, 塑料袋等非渗透性客体表面会吸附较多的灰尘, 纤维.这些物质受445 nm激光激发同样会产生与指印固有荧光相似的荧光, 对指印的显现形成干扰.因此, 在1个月后, 指印显现效果逐渐变弱.图4为油汗混合指印在铜版纸上分别捺印1周, 2周, 1个月和3个月后的显现效果.

图 3 445 nm激光显现不同遗留时间油汗混合指印的显现结果Fig.3 Development of oil-sweat fingerprints at different aging time by 445 nm laser

图 4 不同遗留时间的指印捺印.从左至右依次为1周, 2周, 1个月和3个月的指印.Fig.4 Images of fingerprints kept for various time. From left to right: 1 week, 2 weeks, 1 month and 3 months.

3 讨 论

445 nm激光能激发指印中的微量物质产生固有荧光且主要集中于黄绿光波段.以往激光器的工作波长通常为488, 514.5, 510, 532和578 nm[1], 445 nm蓝色光波段部分对多数背景物质的荧光激发没有紫色光及紫外波段光线强烈, 加之激光波段单色性好, 能量强, 给445 nm激发光波段在检测指印方面的应用带来了新契机[3], 对渗透性客体上油汗混合指印及汗潜指印有较好的显现效果.由于显现原理不同, 紫外反射照相和激光可见荧光照相适用情况不同.前者更适合光滑非渗透客体上新鲜的油潜指印, 油汗混合指印.后者对部分非光滑渗透性客体上陈旧油汗混合指印, 汗潜指印, 尿液指印有较好显现效果.实际案件中多为油汗混合指印, 因此445 nm激光是寻找和显现现场遗留指印较好的方法.

不同客体上汗潜指印或油汗混合指印显现效果不同.主要与客体光滑程度, 渗透特性等有关, 其中背景受激发产生荧光对指印成像影响最大.某些客体产生的荧光集中于黄绿色波段, 强烈干扰指印产生的固有荧光, 影响指印的成像效果.此时, 可结合化学方法对指印进行处理, 再用荧光进行二次显现.

445 nm激光适用于特定疑难陈旧指印的显现.多数情况下, 渗透性客体上指印的显现效果会随时间的增加而增强, 在2~4周后显现效果趋于稳定; 非渗透性客体上指印的显现效果最初会随时间的增加而增强, 1个月之后, 指印显现效果逐渐变弱.

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
[1] 王桂强. 指印的光学显现和照相技术 [M]. 北京: 群众出版社, 2001. [本文引用:2]
[2] 李康, 唐卫军, 朴相杰, 等. 基于PolyCyano UV粉末显现手印的新技术[J]. 刑事技术, 2013(4): 51-53. [本文引用:1]
[3] 马荣梁, 常柏年. 手印固有荧光的检测[J]. 刑事技术, 2001(6): 17-18. [本文引用:1]
[4] 杨飞黄, 高树辉. 塑料袋表面502 熏显指印的光学加强方法研究[J]. 中国人民公安大学学报: 自然科学版, 2012(4): 14-17. [本文引用:1]
[5] 樊攀, 高树辉, 杨飞黄. 激光显现纸张上潜在指印实验研究[J]. 中国人民公安大学学报: 自然科学版, 2014(2): 21-22. [本文引用:1]