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1、刑事数字图像处理 Forensic Digital Image Processing,本讲内容,1、为什么刑事技术专业学生要学习数字图像处理？2、课程特点3、学习资源4、课程目标及要求5、数字图像处理技术在刑事技术工作中的应用实例介绍,课程预备,一、为什么刑事技术专业学生要学习数字图像处理？（一）、现代日常生活的必备技能：随着计算机技术、数字图像技术、现代通信技术的飞速发展和迅速普及，数字图像已经广泛进入我们的日常生活。掌握一些基本的图像处理应用技术是现代人的必备技能之一。两个个现实生活中情景：当前的摄影器材店很少能售出传统胶卷，传统胶片相机逐步推出历史舞台；各种求职报名、事业单位、公务员招考
2、报名、职称英语、职称计算机报名等采用网络报名需要上传规定尺寸、规定背景色彩、大小的个人相片。,课程预备,（二）、数字图像技术在刑事司法领域的广泛应用给刑事技术人员提了新的要求：数码摄影、摄像技术被广泛应用于现场照相、物证照相。使得刑事技术日常工作需要面对很多诸如：图像压缩、尺寸调整、裁剪、拼接、旋转之类的处理任务。当前的现场记录手段也开始逐步过度到使用图像技术手段进行（现场绘图、现场照片制卷），提高了工作效率，也保证了现场记录的规范性和严肃性。一些刑事理化分析、法医检验所借助的的现代仪器（例如电子扫描显微镜、DNA测序仪）生成的结果以数字图像记录和呈现，以供检验分析。,三种高爆炸药的扫描显微镜
3、颗粒结构数字图像：A:NENO炸药、B:TNN炸药（三硝基萘），C:TNN炸药（三硝基萘）的另外形式,三种纤维的扫描显微镜下获取的纤维结构图像:A：棉纤维 B:尼龙纤维 C:木纤维,课程预备,4、经常需要借助数字图像处理技术增强物证图像细节、复原退化（模糊）图像以抽取有价值信息为案件侦破和起诉服务。（例如增强痕迹反差、去除或削弱痕迹干扰背景，复原照片或录像画面中的模糊车牌、嫌疑人面貌特征等）。5、一些数字图像技术还作为新的物证检验鉴定手段和工具在痕迹检验、文件检验中得到广泛应用，大幅提高了物证检验鉴定质量与效率。6、用于描绘与案件事实有关的人物、物体或者场景的模型。在案侦阶段用于分析案情，在起
4、诉阶段用以辅助说明证据的内容以及作为示意证据帮助审判人员理解和认定有关争议事项。（例如：全景照片合成、嫌疑人模拟画像、三维现场重建、尸体面貌或颅像复原等）,课程预备,综上所述：刑事技术工作的现场记录、案侦、物证检验鉴定、案件起诉都与可能需要刑事图像技术提供服务。因此，数字图像技术及其处理技术逐渐成为警务图像信息科学技术的重要组成部分，是从事刑事技术工作的警务人员、司法鉴定等相关的公安科学技术工作者必须了解和掌握的重要基本技能。,三、数字图像处理课程特点,相对年轻的热门学科：在其短短的发展中，被不同程度成功应用于几乎所有与成像有关的领域。年轻：伴随数字技术的出现而出现热门：来源于稳定的商业需求及
5、巨大的市场推动（工业，医学应用、公共安全、军事等）多学科交叉的领域：涉及光学，电子学、数学、摄影技术、计算机技术等学科的众多方面。,三、数字图像处理课程特点,内容源于当前数字图像处理技术在刑事科学技术领域中的主流应用，尽量避开复杂理论或以通俗的方式进行理论讲解，必要的知识及基本概念适时补充。注意上机实践环节，培养动手能力。国内缺乏可直接使用的合适教材，必要时可参阅所给资源。,四、学习资源,书籍：George Reis，Photoshop.CS3.for.Forensics.Professionalsphotoshop 刑事专家应用J.Russ，Forensic Uses of Digital
6、Imaging 刑事图像处理软件在线帮助：F1获得在线帮助网络：中国知网：WWW.CNKI.NET 关键字：刑事 图像 数字网络：搜索引擎及图像处理类网站http:/www.theiai.org/guidelines/swgit/index.php国际鉴定联合会（IAI）下的图像工作组对于刑事图像处理应用的一系列指导建议,五、课程目标及要求,了解刑事科学技术领域内的数字图像处理应用技术。图像处理技术在刑事技术工作中能作什么？需要满足什么样的条件才能符合处理的基本要求？不能作什么？目的：避免误导，过度依赖、贻误战机（例如快速确定送检模糊录像画面是否满足处理的基本条件，当不能满足基本的处理条件时时
7、候，及时调整侦查策略.）能使用计算机软件完成刑事技术工作中常见的简单处理任务。该如何作？（包括：分析图像问题、选择正确的处理策略和方法、如何保全证据价值等。）,六、数字图像处理在刑事技术工作中的应用,改善图像视觉效果，挖掘图像隐含信息，提高图像线索和证据价值刑事现场和重要物证信息的重组和再现、为侦查提供线索为比对鉴定提供辅助工具,（一）、改善图像视觉效果，挖掘图像隐含信息，提高图像证据价值或为案件侦破提供线索,挖掘隐含信息模糊图像的复原图像偏色的校正变形图像的复原图像中前景或背景干扰的消除图像噪声去除图像曝光问题修正（全图或局部）对比度（反差）调整微弱痕迹图像的增强重叠影像的分离监控画面处理,
8、挖掘隐含信息,处理之前,处理之后,图像复原（去运动模糊）,back,图像复原（去运动模糊）,处理之前,处理之后,图像复原（去除相机抖动模糊）,处理之前,处理之后,图像复原（去除散焦模糊）,处理之前,处理之后,由于采集设备无法避免带入图像清晰度不够,back,隐含痕迹信息提取,处理之前,处理之后,隐含在织物背带上的字迹及其处理结果,直方图均衡化处理处理的杂志封面字母E上刷显的指纹及其处理结果,直方图均衡化处理处理的全波段CCD照相系统拍摄的指纹图像,back,对比度（反差）调整例一,back,对比度（反差）调整例二,back,变形脚印图像矫正,柱面上的变形指纹校正,处理之前,处理之后,颜色矫正,
9、back,现场概貌照片局部曝光问题改善，还原现场概貌,back,去除痕迹图像规则干扰背景,使用软件 Image-Pro Plus6.0,FFT（快速傅立叶变换）,规则织物上的指纹,频谱图,去除高频部分后的频谱图,通过逆变换得到的去除背景后的指纹图像,back,back,削弱不规则背景干扰,处理之前,处理之后,使用图像相减的方法：,削弱不规则背景干扰,A：报纸上的指纹图像,B:同一期报纸上的相同位置图像,C：A图-B图获得的结果,削弱背景干扰,使用计算机分色技术削弱茚三铜显现法显现的指纹图像背景干扰，,计算机分色技术减低背景干扰提高书写字迹可辨识性,处理前（上），处理后（下）,计算机分色技术减低
10、背景干扰提高指纹图像可辨识性,处理前（上），处理后（下）,重叠指纹分离,录像画面处理,处理目标,放大4倍后重建后的结果图,去噪、数学计算后产生的结果,录像画面车牌处理,原录像画面（手持拍摄）,原录像截屏局部（车牌无法分辨）,使用名捕（快速多桢融合处理）,处理后的图像局部（车牌数字清晰可辨）,暗视场条件下的录像画面处理,原录像画面（低照度且较大明暗对比环境下拍摄）,名捕监控录像处理系统重建后进行明暗校正处理结果,直接截屏后明暗校正处理,录像画面处理（实际案例）,实际录像带采集图像低分辨率处理,放大四倍2246帧参加运算的结果,拍摄距离约为10m的静止车辆,原始录像截屏,截屏局部放大,名捕处理后的
11、效果（能够分辨出车牌数字）,拍摄处于慢速运动（约10km/h）、拍摄距离约为50m的车辆,原始录像截屏,截屏局部放大,名捕处理后的效果（能够分辨出其中几位数字）,（二）、对刑事现场和物证信息进行重组和再现,利用3D成像和虚拟现实技术等，将从不同位置和方向拍摄的平面图像在计算机中进行数据综合和三维重建，可以为更加全面地研究客观对象提供条件。目前，这项技术已成功应用于现场勘查、法医人类学和各种立体痕迹的研究中。人像组合与颅像重合的研究中也应用到这方面的技术。,颅像复原例子,Images of famous faces generated using computer software:Bruce
12、WillisElvis PresleyAlbert EinsteinBill Clinton,人像组合例子,返回,拼接合成刑事现场方位或概貌照片,（三）、物证检验鉴定提供辅助工具,利用现有的一些通用或专用刑事图像处理软件，可以在计算机上实现笔迹、印章印文以及痕迹图像的特征进行测量或直接进行重叠比对和拼接比对。利用模式识别技术，结合大容量数据库管理技术，可以实现手印，人脸，痕迹，毒品（药片），笔迹，印章印文甚至DNA图谱的自动检索和比对，大大减轻刑事技术人员的工作强度。,使用计算机图像折角比对检验印章真伪,使用计算机图像重叠比对法检验印章印文真伪,直接将检材和样本印章数字图像重叠后比对局部放大可进行细节差异比对,使用计算机图像拼接比对法检验工具痕迹,线条状痕迹拼接结果,使用计算机图像重叠比对法检验足迹与造痕鞋底的同一性,使用计算机进行图像拼接分析案情或事故原因案例,大连5.7空难飞机残骸拼接图（机舱位置）,计算机测量进行物证特征测量检验,计算机测量进行物证特征测量检验,计算机测量进行物证特征测量检验,枪弹痕迹检验：弹底窝面积测量,利用计算机软件滤镜检验添加笔迹,右图：使用黄色软件滤镜后明显揭示出不同笔迹添加的“0”与原有笔迹存在差异，证实添加篡改事实,
