內(nèi)容摘要：數(shù)字圖像處理在刑偵技術(shù)工作中的應(yīng)用是刑事技術(shù)領(lǐng)域的一場革命，將計算機(jī)數(shù)字圖像處理技術(shù)融入傳統(tǒng)的刑偵技術(shù)工作中是必然的趨勢，它將為現(xiàn)代刑偵工作帶來新的發(fā)展機(jī)遇,。文章就數(shù)字圖像處理技術(shù)的概念、主要研究內(nèi)容,、在刑偵技術(shù)工作中的優(yōu)越性及具體應(yīng)用等作了較為詳細(xì)的介紹,。

關(guān)鍵詞：數(shù)字圖像處理；內(nèi)容,；應(yīng)用

20世紀(jì)80年代,，圖像處理技術(shù)已逐步涉及人們工作生活的各個方面。數(shù)字圖像處理在刑偵技術(shù)工作中的應(yīng)用是刑事技術(shù)領(lǐng)域的一場革命,。隨著計算機(jī),、數(shù)碼相機(jī)、掃描儀和激光打印機(jī)等數(shù)字化產(chǎn)品的普及應(yīng)用,，傳統(tǒng)的膠片照相,、暗房技術(shù)、光學(xué)比對及檔案管理等已不能滿足現(xiàn)代刑偵工作的需要,，將計算機(jī)數(shù)字圖像處理技術(shù)融入傳統(tǒng)的刑偵技術(shù)工作中是必然的趨勢,，它將為現(xiàn)代刑偵工作帶來新的發(fā)展機(jī)遇。

一、數(shù)字圖像處理的概念

所謂圖像是指實際景物在二維平面的光學(xué)投影,，可有明暗和彩色之變化,，在計算機(jī)中表現(xiàn)為一個矩陣。它包括可見光圖像,、不可見物理圖像和數(shù)學(xué)圖像三種,。可見光圖像是指在可見光 (波長為350-780nm)的范圍內(nèi),，人眼能夠直接觀察并易于感知的一類最重要,、最基本的圖像，如:黑白,、彩色照片,、繪畫、文字資料,、熒屏圖像等,；不可見物理圖像是指人眼不可感知的電磁波場、引力場,、聲波場,、溫度場等物理現(xiàn)象的強(qiáng)度、密度等特征量在空間上形成的某種分布狀態(tài),，如紅外線,、紫外線、X光圖像,、超聲波,、核磁共振等圖像。不可見物理圖像通?？梢圆捎媚撤N換能措施,，使之轉(zhuǎn)換成為可見光圖像，從而被人們所利用,；數(shù)學(xué)圖像是指用數(shù)學(xué)函數(shù)或數(shù)學(xué)方法來表述的抽象圖像,，它不具有所代表物體的直觀形象，是人們根據(jù)客觀存在的物體建立的某種數(shù)學(xué)函數(shù)或有序的數(shù)字代碼集,。

圖像處理是指按特定的目標(biāo),，使用一定的技術(shù)設(shè)備和方法，對上述圖像進(jìn)行的“加工” 和“改造”,，從而使原圖像更加清晰,、完美或從原圖像中提取某些人眼不易感知的信息供人們利用。早期的圖像處理是用光學(xué),、化學(xué),、電學(xué)等方法和相應(yīng)設(shè)備,，直接對原圖像進(jìn)行的加工和處理，稱之為模擬圖像處理,，如在暗房中進(jìn)行的放大和底片加工,、光學(xué)圖像處理等。隨計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,，出現(xiàn)了計算機(jī)圖像處理,，又稱數(shù)字圖像處理 (Digital Image Processing)，它是指將圖像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,，并利用計算機(jī)對圖像進(jìn)行去除噪聲,、增強(qiáng)、復(fù)原,、分割,、特征提取、圖像重建等處理的理論,、方法和技術(shù),。其處理的對象是數(shù)字圖像，模擬圖像必須經(jīng)過離散化,，得到用數(shù)字表示的圖像后,，才能為計算機(jī)接受和處理。

二,、數(shù)字圖像處理研究的主要內(nèi)容

（一）圖像的數(shù)字化,。圖像的數(shù)字化是指將模擬圖像經(jīng)過離散化之后，得到用數(shù)字表示的圖像,。主要包括圖像的采樣與量化。采樣是將在空間上連續(xù)分布的圖像轉(zhuǎn)換成為離散的采樣點集的操作,。量化是將各個采樣點所含的明暗信息離散化后,，用數(shù)字來表示。

（二）圖像的增強(qiáng),。圖像增強(qiáng)是通過去除噪聲和干擾來加強(qiáng)圖像的有用信息,，從而提高圖像的使用價值。它可以改善人眼對原始圖像的視覺效果,，使觀察者從中獲得更加清晰,、便于理解的信息。如強(qiáng)化圖像高頻分量,，可使圖像中物體輪廓清晰,，細(xì)節(jié)明顯；強(qiáng)化低頻分量可減少圖像中的噪聲影響,。

（三）圖像的復(fù)原,。圖像的復(fù)原是把退化,、模糊了的圖像進(jìn)行復(fù)原。造成圖像模糊的原因有很多,，常見的有運動模糊,、離焦模糊等。

（四）圖像的分割與特征提取,。圖像的分割是將圖像中的邊緣,、部分區(qū)域等有意義的特征部分提取出來，是進(jìn)一步進(jìn)行圖像識別和分析的基礎(chǔ),。圖像的特征提取包括圖像中的形狀特征,、 紋理特征、 顏色特征等,。

（五）圖像的變換,。由于圖像陣列很大，直接在空間域中進(jìn)行處理,，涉及的計算量很大,。 因此，在圖像處理中常采用傅立葉變換,、離散余弦變換等間接處理技術(shù),，將空間域的處理轉(zhuǎn)換為變換域處理。如傅立葉變換可在頻域中進(jìn)行數(shù)字濾波處理,。

（六）圖像的編碼壓縮,。圖像的編碼壓縮可以減少描述圖像的數(shù)據(jù)量，從而節(jié)省圖像傳輸和處理的時間,，并減小所占用的存儲器的容量,。

（七）圖像的分析。圖像的分析是對圖像中的不同對象進(jìn)行分割分類,、識別,、描述和解釋。

三,、數(shù)字圖像處理在刑偵技術(shù)工作中的優(yōu)越性

（一）具有良好的再現(xiàn)性,，利于存貯、傳輸和復(fù)制,。

傳統(tǒng)的模擬圖像處理,，常因圖像的存儲、傳輸和復(fù)制等過程而導(dǎo)致圖像的質(zhì)量降低,。而在數(shù)字圖像處理中,，只要圖像在數(shù)字化時能準(zhǔn)確地表現(xiàn)原稿，則在圖像的存儲,、傳輸和復(fù)制等過程中將始終能保持原圖像的再現(xiàn),。照片信息數(shù)字化,，可以保證刑事物證照片高速無損地傳輸，提高時效性,。借助公安內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),，數(shù)字化的刑事物證照片還可以進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，最大限度地提高了刑偵部門的快速反應(yīng)能力,。

（二）系統(tǒng)功能強(qiáng)大,，實用性強(qiáng)。

首先,，數(shù)字圖像處理對各類物證的識別,、比對、重疊指紋的分離,、物證的測量,、標(biāo)注等諸多方面都體現(xiàn)了傳統(tǒng)方法所不可比擬的優(yōu)勢。其次,，數(shù)字掃描技術(shù)用于對照片進(jìn)行保存和管理,，既能以低消耗的數(shù)字圖像庫代替照片實物庫，又能長期保證照片的質(zhì)量,，同時方便對照片的調(diào)用和傳輸,。此外，系統(tǒng)還具有先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫文檔管理功能,可分門別類地對所有圖像及相關(guān)信息進(jìn)行管理,，查尋時省時省力,。

（三）適用面廣，對各種來源的圖像均適用,。

圖像可以來自多種信息源,，它可以是可見光圖像，也可以是不可見的物理圖像,。這些圖像只要被轉(zhuǎn)換為數(shù)字編碼形式后,，均是由二維數(shù)組表示的灰度圖像組合而成，故只要針對不同的圖像信息源,，采取相應(yīng)的圖像信息采集方法，對各種來源的圖像均可進(jìn)行數(shù)字圖像處理,。

（四）具有很強(qiáng)的處理靈活性,。

圖像的光學(xué)處理只能進(jìn)行線性運算，這就極大地限制了光學(xué)圖像處理能實現(xiàn)的目標(biāo),。而數(shù)字圖像處理不僅能完成線性運算,，而且還能實現(xiàn)非線性處理，即凡是可以用數(shù)學(xué)公式或邏輯關(guān)系來表達(dá)的一切運算均可用數(shù)字圖像處理實現(xiàn),，這就使我們對圖像的處理具有了很強(qiáng)的靈活性,。數(shù)字圖像處理對傳統(tǒng)暗房操作所不能解決的運動模糊,、聚焦模糊等均有很好的解決辦法，這一點在刑偵工作中發(fā)揮了很大作用,。

四,、數(shù)字圖像處理在刑偵技術(shù)工作中的應(yīng)用

由于受現(xiàn)場條件、儀器設(shè)備,、勘查人員技術(shù)水平及檔案管理水平等的限制,，我們對物證的提取、固定,、檢驗,、存儲及管理等工作采用傳統(tǒng)的方法和手段，致使檢驗周期長,、檢驗難度大,、成功率低、結(jié)論的準(zhǔn)確度低,、檔案管理及查詢難,，且費力耗財，傳統(tǒng)的技術(shù)手段和管理方法已不能滿足現(xiàn)代刑偵工作的需要,。為了提高工作效率,，減少人、財,、物的消耗,，我們在刑偵技術(shù)工作中引入了數(shù)字圖像處理，從而使刑偵技術(shù)工作上升到一個新臺階,。

（一）在圖像采集和處理中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的圖像采集是使用膠片照相的方法,，需要經(jīng)歷拍照、沖洗和印放三個階段,。使用時不僅周期長,，而且在任何一個階段出現(xiàn)問題時，均會產(chǎn)生廢片,，給檢驗工作帶來無法挽回的損失,。而在計算機(jī)圖像處理中，圖像的實質(zhì)是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的集合,，需要借助數(shù)碼相機(jī),、掃描儀等來實現(xiàn)對圖像的采集。采集時不但可以觀察拍照效果,，而且能直觀地看到對圖像的處理結(jié)果,，可以隨意進(jìn)行修改，不易出現(xiàn)廢片,，節(jié)約了人力,、降低了成本,。

（二）在圖像增強(qiáng)中的應(yīng)用

在檢驗過程中，需要突出某些有用信息,，抑制或消除一些無用的信息,，以提高圖像的使用價值，即圖像的增強(qiáng),。如刑事案件現(xiàn)場遺留在有花紋背景上的手印,、足跡及其他痕跡物證等，為便于鑒定,，需要去除背景花紋的干擾,。又如將紅色的印章印文與黑色字跡進(jìn)行分離，以便分別對印章印文和文字進(jìn)行檢驗,。圖像增強(qiáng)的主要技術(shù)方式有：1,、提高對比度，即將原圖像的每一像素的灰度值重新進(jìn)行分度,，使其亮度的動態(tài)范圍予以擴(kuò)展,，以達(dá)到改善或提高視覺效果的一種圖像處理方法；2,、彩色調(diào)整,，即通過改變原圖像的顏色分布，獲得多種視覺效果,，可以突出需要的信息,，達(dá)到圖像增強(qiáng)的目的；3,、圖像的平滑,，即抑制噪聲、消除干擾,，改善圖像質(zhì)量的處理技術(shù),；4、圖像的銳化,，即邊緣增強(qiáng),，增強(qiáng)邊緣可以增加圖像的清晰度；5,、圖像的偽彩色增強(qiáng),，是將黑白灰度圖像中不同灰度值的像素，用人為規(guī)定的不同的彩色來表示,，以提高識別率的增強(qiáng)處理方法。

（三）在模糊圖像處理中的應(yīng)用

在實際案件的調(diào)查取證過程中,，偵查部門通常采用照相和錄像等手段記錄,、固定與犯罪有關(guān)的客體影像,。這些影像在形成和傳輸過程中，由于受成像設(shè)備,、現(xiàn)場條件及人為因素等的影響,，直接導(dǎo)致了影像質(zhì)量的降低，形成了模糊圖像,。常見的模糊圖像有：非正確曝光退化的圖像,即由于拍照中曝光控制不當(dāng),，產(chǎn)生曝光不足或曝光過度現(xiàn)象;散焦模糊圖像，即由于攝影,、攝像系統(tǒng)的實際孔徑大小有限或存在較嚴(yán)重的光的衍射效應(yīng),，使景物的光點在成像面上成為“圓斑”，形成散焦模糊圖像,；運動模糊圖像,即由于拍攝曝光期間照相機(jī)或攝影機(jī)與被拍影物體間有相對運動而形成的模糊圖像,；噪聲干擾模糊圖像，即成像過程中成像系統(tǒng)夾入了噪聲,，隨機(jī)地附加在圖像上形成所謂的噪聲,；離焦模糊圖像，即調(diào)焦過程中,，調(diào)焦不實,，使照片中的被攝主體形象模糊不清，形成離焦模糊圖像,。傳統(tǒng)技術(shù)對這些模糊圖像進(jìn)行處理過程復(fù)雜,、難度大。應(yīng)用計算機(jī)圖像處理中的圖像平滑,、銳化,、濾波及數(shù)學(xué)運算等技術(shù)，不僅可提高模糊圖像的清晰度,，而且快捷,、方便、效果明顯,。

（四）在矯正幾何變形圖像中的應(yīng)用

現(xiàn)場物證是附著于各種不同客體之上的,，由于客體形狀的不同，拍攝固定時對物證特征的距離,、相互關(guān)系等造    成很大的影響,。傳統(tǒng)的技術(shù)方法很難對變形物證進(jìn)行處理，采用數(shù)字圖像處理方法不僅處理速度快,，且效果明顯,。計算機(jī)圖像處理很容易實現(xiàn)對數(shù)字圖像的放大、縮小及旋轉(zhuǎn)，同時還可實現(xiàn)對魚眼,、柱面及球面等變形圖像的校正處理,。

（五）在圖像標(biāo)注、測量中的應(yīng)用

標(biāo)注和測量是痕跡,、文件檢驗中經(jīng)常使用的比對檢驗的重要手段之一,。傳統(tǒng)的標(biāo)注和測量由人工利用直尺在物證照片或復(fù)印件上標(biāo)劃完成，其操作復(fù)雜,、工作量大且易出現(xiàn)誤差,。計算機(jī)圖像處理技術(shù)具有多種標(biāo)注方式，標(biāo)注完成后,，計算機(jī)可對各標(biāo)注點間的距離和角度進(jìn)行測量,，且測量結(jié)果精確，不受圖像放縮比例的影響,，使標(biāo)注和測量變得簡易,、直觀。同時計算機(jī)圖像處理系統(tǒng)還可完成檢材與樣本的拼接和重疊比對,，使印章印文檢驗,、人相檢驗、工具痕跡比對等更易操作,。

（六）在檔案管理中的應(yīng)用

以往偵查人員在勘查現(xiàn)場及調(diào)查取證結(jié)束后,，要花費大量的時間整理筆錄及填寫各種表格，同時還要對各類痕跡物證進(jìn)行拍照,、暗房沖洗,、比對鑒別及存檔等，即費時又費力,，這使偵查人員始終處于高強(qiáng)度的工作狀態(tài)下,。數(shù)字圖像處理技術(shù)的應(yīng)用，改變了偵查人員原有的繁瑣工作模式,，勘查人員可利用電腦,，借助于圖像處理系統(tǒng)、指紋自動識別系統(tǒng),、足跡查詢系統(tǒng),、法醫(yī)工作管理系統(tǒng)及人相識別系統(tǒng)等，完成對案件信息的查詢,、傳報和對各類痕跡物證的處理,、存檔等工作。

五,、應(yīng)用數(shù)字圖像處理技術(shù)值得注意的問題

（一）應(yīng)用數(shù)字圖像處理技術(shù)需要有一定的前提條件,。

通過對原始圖像進(jìn)行處理,，達(dá)到將肉眼不可識別的信息變?yōu)榭梢宰R別的信息。在此過程中原始圖像所包含的內(nèi)容是十分關(guān)鍵的,，系統(tǒng)可以對原圖像中隱含的信息進(jìn)行處理,，但不能無中生有，從沒有信息的圖像中產(chǎn)生信息是不可能做到的,。

（二）應(yīng)用數(shù)字圖像處理技術(shù)必須以相應(yīng)的配套設(shè)施作保證。

相關(guān)器材配套齊全是數(shù)字圖像處理技術(shù)發(fā)揮作用的前提,。任何一種技術(shù)的應(yīng)用必須有其相應(yīng)的物質(zhì)基礎(chǔ),，數(shù)字圖像處理技術(shù)的應(yīng)用也依賴于相關(guān)數(shù)字化設(shè)備的配套使用。由于目前數(shù)字化設(shè)備種類較多,、性能差別較大,，選用時應(yīng)注意其相互間的功能搭配。數(shù)碼照相機(jī)的選擇重點應(yīng)放在CCD與相機(jī)鏡頭上,；在視頻圖像處理上,，應(yīng)注重錄像機(jī)的普適性和視頻捕獲卡的非壓縮性；在其他數(shù)字設(shè)備的選擇上,，應(yīng)注意設(shè)備的分辨率,，分辨率并非越高越好，如底片掃描儀的分辨率達(dá)到2700DPI已經(jīng)足夠,，再高的分辨率就會產(chǎn)生更多的劃痕,。

（三）應(yīng)用數(shù)字圖像處理技術(shù)要注意法律規(guī)范問題。

數(shù)字圖像處理技術(shù)的應(yīng)用,，實現(xiàn)了刑偵技術(shù)工作的全數(shù)字化飛躍,。它在給刑偵技術(shù)工作帶來方便的同時，其自身也存著“ 可修改性”的缺陷,。因此,，在應(yīng)用數(shù)字圖像處理技術(shù)時，要注意進(jìn)行證據(jù)的保全,。國家應(yīng)制定相關(guān)的法律法規(guī)具體規(guī)定數(shù)字圖像處理的研究對象,、適用范圍、應(yīng)用程序方面的法律規(guī)范和技術(shù)要求等,，以保證其在刑偵技術(shù)工作中的健康發(fā)展,。