工具痕迹检验技术研究 徐文彬

工具痕迹检验技术研究徐文彬
摘要：指纹、足迹、枪弹痕迹数据库的建设和计算机自动识别技术的相继开发和推广使用，触发了痕迹检验技术人员重新审视工具痕迹和利用工具痕迹的研究热情。

笔者对当前工具痕迹利用率偏低的主要原因作了简要分析，对数字化提取工具痕迹并就数字图像比对技术进行了实验研究，提出了提高工具痕迹利用率应当走数字化提取与检验之路的基本对策。

关键词：痕迹检验计算机技术图像对比
1工具痕迹利用率偏低的主要原因
1.1 工具痕迹的特点与应用现状
工具痕迹是刑事犯罪现场上常见的一种痕迹。

具有多发性、立体性、稳固性、复杂多变性和附属物、分离物多的特点。

在犯罪现场上，工具痕迹的出现率多高于手印、足迹等犯罪痕迹。

据不完全统计，工具痕迹的总体出现率达70%以上，尤其在入室盗窃、凶杀现场出现率更高。

一般情况下出现的工具痕迹多为立体痕迹。

有一定的长度、宽度和深度，这一特点要求我们观察工具痕迹时必须作立体观察，甚至在观察工具痕迹时配光的方向角度都会直接影响凹凸特征的不同表现。

工具痕迹的复杂多变性是源于能够用于作案的造痕工具种类繁多，结构复杂，即使是同一件工具，其不同部位可以形成不同的痕迹。

即使是同一件工具的同一部位，不同的使用方法和不同的作用力因素
也可以形成不同的痕迹。

工具痕迹的上述特点告诉我们这样一个事实，即工具痕迹出现率高，但特征反映复杂。

检验难度大。

20世纪80年代中期以前工具痕迹检验占痕迹检验（手足工枪)的比例平均可达到15%左右，但在当前情形下，有提取而无利用，甚至漏提、放弃的比例已相当高，工具痕迹就认定作案工具，以痕及物，以物及人的传统破案模式而言几乎成了“弃之可惜，食之无味的鸡肋”。

据某市最近一个月的勘查与物证检验统计数据发现:全市技术室10月份（其它月份也有类同表现)共勘查刑事案件现场1486起，其中入室盗窃案件勘查1323起，占勘查刑事案件总数的89。

0%。

入室盗窃案件勘查数几乎占勘查刑事案件总数的90%左右。

从现场提取痕迹物证种类来看:现场提取到足迹的案件645起，占盗窃现场勘查数的48。

8%;提取到手印的案件543起。

占盗窃现场勘查数的41.0%;提取到工具痕迹的案件1引起。

占盗窃现场勘查数的14.4%。

提取到ONA的案件74起，占盗窃现场勘查数的5.6%，明确截手套作案案件108起，占盗窃现场勘查数的8.2%。

说明该市的技术员对工具痕迹的勘查提取还是比较重视的。

全市技术室串并案件83串282起、破获17串47起（含月前)，当月全市技术认定案件221起（不包括法医伤检)，其中指纹远程比对认定犯罪嫌疑人案件115起，占技术认定案件总数的52.0%，人工指纹比对认定犯罪嫌疑人案件38起，占技术认定案件总数的17.2%。

足迹认定犯罪嫌疑人案件20起，占技术认定案件总数的9.0%，法医认定犯罪嫌疑人案件13起，占技
术认定案件总数的 5.9%，而工具痕迹检验鉴定项目为空缺。

工具痕迹近年来几乎处于有提取无利用的尴尬局面。

这说明欲通过工具痕迹认定作案工具，以痕及物，以物及人的传统破案模式已经受到现实的挑战。

工具痕迹的现实作用主要表现在一定区域范围内的依据作案工具的种类、规格大小和破坏手段一致性上的串并，以及对作案手段、出入口的分析。

1.2 工具痕迹利用率低的原因分析
工具痕迹不如指纹、ONA等具有的直接指向和证明作用，导致广大技术人员思想上轻视它。

行动上忽视它，该提取的不提取，由于侦查中常常找不到嫌疑作案工具或案犯就地取材、作案后销毁工具导致“以痕及物、以物及人”链中断，久而久之，对工具痕迹失去信息。

工具痕迹的分析检验鉴定难度大，工具多样、形态复杂、部位难定、认定缺乏依据（新工具无明显特征、工具反复使用又造成特征变形缺失)。

在人员、设备、时间、技术培训和磨练方面缺乏，对工具痕迹的检验鉴定能力不强，人案比例失衡，难于应对繁重的勘查和检验任务。

此外，提取痕迹简单化，理论上强调提取工具痕迹要做到拍照，提取痕迹原物或制作模型，但实际上后两者相对难办到。

事主往往不情愿原物提取法。

技术员也嫌麻烦，而制作模型既费时且难把握。

存在粉提取效果不佳、应用范围不广等问题。

因此一般用照相法提取。

但是拍照方法简单化，如同拍摄平面指纹或伤口那样，不能完整、客观、准确反映工具痕迹特征的弊端，势必影响后期的比对检验。

2 数字化提取技术
是有效且快速提取工具痕迹的好办法，如前所述，针对工具痕迹的立体性特点，从检验鉴定的角度看应尽可能地提取痕迹原物或制作模型，拍照只是一种辅助手段。

因为照片是平面的，不能真实反映立体的特征，影响对特征的认识。

但是照相法又具有原物提取法和制模提取法所不具备的优越性。

一是快速，二是无损，三是减少携带的勘查器材，尤其是现代数码相机的普及使用和成像质量的提高为拍照提取相对细小的工具痕迹提供了物质条件。

数码照片可以实现网上传输，图片共享，异地查询比对和串并。

笔者认为现阶段提取工具痕迹应当首选数码照相，现场数码照相通常适用于撬压、打击、切割等作用在较大型的客体上的痕迹，如果可能再辅以原物提取法和制模提取法。

对于钳剪砍切类痕迹因客体细小且便于分离提取就应以原物提取法为好。

在实验室可进行显微数码摄影。

那么如何有效拍照提取工具痕迹呢？数字化提取技术如图1所示。

2.1端正拍摄态度
一些技术员思想上不重视工具痕迹或对工具痕迹存在偏见，拍照似乎成了一种形式，认为拍照无非就是留个现场被破坏过的证据，因此拍照马马虎虎。

不用三脚架，不采取合适的配光，甚至不放比例尺，
没有严格按细目照相的要求和工具痕迹的特点去拍照，因此拍出来的照片不能完整、客观、准确地反映工具痕迹特征，影响后期的比对检验，即使有嫌疑工具，也很难发挥痕迹的同一认定作用。

2.2真实再现特征
对于一个立体事物。

由于观察的角度不同，光照方向角度的不同，其呈现出来的形态特征就会千变万化。

作为具有立体形态特征的工具痕迹，要满足同一认定比对检验和工痕并案比对的需要，拍照时一要做到细目照相的基本要求，垂直拍照，比例照相，聚焦清晰，防止抖动;二要多方向合适角度配光，具体来说，就是分别从左侧面、正前方、右侧面均匀配光拍照。

在配光角度上视痕迹的深浅情况，采用20°~45°。

角配光;三是根据痕迹的大小，充分利用近摄器材扩大成像倍率，提高拍照像素，力求显示出细微结构特征;四是做好记录，一处工具痕迹的重点部位照相要涵盖痕迹物证编号，以反映所处位皿，并与其细目照相连贯拍摄，一气呵成。

2.3视觉错觉的纠正
无论胶片摄影还是数码摄影。

照片（影像)都是平面的，它是借助于光照产生的明暗对比实现视觉上的立体感，由干观察方向的不同或受光照的方向角度的不同，观着立体痕迹的照片时视觉错觉总是客观存在，原本凹陷的痕迹看上去象是凸起的。

凸起的特征也可能看成凹陷的。

2.4工具痕迹的显微摄影
显徽摄影在工具痕迹检验中具有重要作用，尤其在细徽工具痕迹检验中往往藉要用到显徽镜及显微摄影技术。

但要拍摄好显微照片，豁要学会正确的操作要领。

由于显徽镜种类多样，带有摄影装量的显微镜也因品牌、型号的不同在安装操作上有别。

但是有三点是共同的，一是根据显微镜摄影的操作说明正确安装摄影装皿，二是正确使用数码相机，三是要反映出所拍痕迹的比例大小。

笔者选用公安基层已广泛选用的成像质，较高的Stemi DV4体视显微镜和SONY F707数码相机进行了拍照实验，并成功检验了线缆上的剪切痕迹。

操作步骤如下：
（1)拍摄痕迹。

根据检材粗细（痕迹大小)预先调整选取好显微镜的放大倍率，剪切面尽可能放置水平，影像居中精确调焦后紧固调焦扭。

按说明书提示安装摄影接口和数码相机，打开数码相机拍摄键。

将数码相机的自动调焦改为手动调焦，旋转相机调焦环置于无穷远二，将数码相机的变焦杆推至标准焦距，即液晶显示屏中的广角W 与远角T之间的中间分界线处，检查取景与调焦是否准确。

然后轻轻按动快门自动嗓光。

拍摄中仅移动聚光灯（冷光源或其它光源)分别拍摄不同配光方向角度的痕迹照片多张。

（2)拍摄比例尺。

由于工具痕迹细微，普通比例尺难以放置在痕迹上，必须单独拍摄，事后用Photoshop软件进行合成。

在不改变显微镜放大倍率的情况下，撤离已拍摄的痕迹，换上指纹马蹄镜5mm
分划尺（或有机直尺、照相比例尺)，再用显微镜徽调进行调焦。

此时相机设置（焦距、物距调焦环)不允许改变，聚焦清晰后轻按快门。

由于是在显徽镜放大倍率和相机像距未作改变的情况下拍摄的痕迹和比例尺，通过图像处理软件将比例尺图像与痕迹图像合成，便可通过比例尺的大小来反映痕迹的实际大小。

样本痕迹的拍摄方法参照拍摄比例尺的方法。

（3)比例合成。

将检材痕迹、样本痕迹图像与比例尺图像导入到photoshop软件窗口，适当扩大痕迹图像的画布大小，选取比例尺适当大小裁减粘贴到痕迹图像的合适位置，图层拼合。

这样一幅带有比例尺的痕迹图像就完成了，可以对图像的反差、亮度、滤镜锐化、像素大小等进行调整，还可以在图像上测量换算痕迹的大小、特征距离，标示特征等。

3 工具痕迹检验数字化
正如指纹、足迹、印童印纹的数字图像检验一样，工具痕迹也完全可以应用photoshop图像处理软件进行比对检验，这方面的研究和应用经验交流已有许多，在此不展开论迷。

以下就工具痕迹比对的特殊情况作简要说明。

3.1 对于凹陷状工具痕迹一般多用图像并列特征对照法检验，也可用图像重盛比对法检验
在用图像比对法检验时，首先应将不同来源的数字图像比例大小
调整成一致（通过比例尺换算，像紊大小改变)，如同指纹足迹检验一样。

如是在同一台显微镜上按前述的那样取得的图像，其痕迹图像大小已经一致，就可直接对照检验了。

采用图像重盈比对法检验时，可以将其中一幅图像（铸如样本痕迹)拖移到另一幅图像（现场痕迹)中，拖移的图像成为一个图层，将该图层的透明度设置成50%，使用移动工具和编辑一变换一旋转命令即可实现两幅图像的重。

比对。

为提高重盛比对效果，还可在图像拖移之前分别给现场痕迹和样本痕迹坡充50%的红色前景色和互补的青色前景色，使重合的效果更直观。

3.2对于线条状痕迹的检验，以特征线条对接的方式更为直观快速
同样首先要保证比对的数字图像比例大小调整成一致，再通过局部裁剪、拖移图层、拼接比对的步骤实现特征线条对接。

缓后合并所有图层，保存文件。

在操作中务必注意避免使用缩放、斜切、扭曲、透视等改变影像比例大小的命令，并应使用原图像的备份图像进行操作，保存好原始图像的真实性以供审核。

4 讨论
工具痕迹的数宇化提取是数字化科技时代发展的必由选择，是实现工具痕迹数字化检验的基础，更是开展网上远程查询比对的前提。

很难想像传统的提取、比对手段能够跨越远距离的地域限制，除非案情重大，才有可能派人专程拿粉实物的痕迹或模型或嫌疑工具前往送
检比对。

因此，传统的工具痕迹串并、比对工作一般仅能局限在一个县市区或者一个地市，而大量的入室盗窃案件遇到的工具痕迹多，流串作案跨度大，往往因案件小，难以组织力量从工具痕迹上寻找突破口。

计算机网络的建设，犯罪现场勘查信息系统的建设和工具痕迹数宇化提取技术为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提供了前提条件和实现的可能性。

在数字化提取工具痕迹的过程中，规范而全面的拍摄是关键，正如指纹自动识别系统要发挥作用务必保证捺印入库的指纹质，要好。

现场指纹要力求提取到完整清晰的指纹，且按规范格式和要求入库。

在照相法提取中，比例照相和多方向配光十分重要，要统一拍照标准，制定规范，各地通用，这样才能确保今后本地及异地交叉比对的铸要。

建立工具痕迹数据库是发展方向。

当然，工具痕迹不同于指纹库、枪弹库，与鞋印库相类似，工具痕迹建库有两个方面的内容和目的:一是已发案件现场痕迹库，用于嫌疑人所持工具的审查和不同案件现场痕迹的串并比对，好比指纹识别系统中的正查和串查;二是建设工具样品库，其目的不是为比对所用，而主要是用于协助分析工具种类，寻找生产地。

工具痕迹的数字化提取与检验技术并不能解决工具痕迹一切问题，工具痕迹的自身发展在力求与科技进步保持同步的时代背景下，数字化技术虽然能带来许多传统检验技术、传统破案模式无法或比较
难以解决的问题，但是由于工具的极其广泛性和痕迹的复杂多变性，决定了要发挥好工具痕迹的作用，人的主观能动性和专业素质依然是第一位，工具种类的推断，手段的分析研究，比对样本的制作，乃至工具痕迹与微置物证的综合利用等等都离不开人的主体因素。

即使工具痕迹中的线条痕迹检验今后能象枪弹膛线痕迹那样实现数字化采集，计算机自动识别，也离不开比对样本制作的关键环节。

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