化学成像技术在手印显现和增强中的应用

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1、化学成像技术在手印显现和增强中的应用第30卷，第5期2010年5月光谱学与光谱分析SpectroscopyandSpectralAnalysisVol.30,No.5,ppl367—1370May,2010化学成像技术在手印显现和增强中的应用夏彬彬，杨瑞琴,王彦吉中国人民公安大学，北京100038摘要化学成像技术结合光谱分析和成像技术从而同时获得物质的光谱和空间各点的组成和结构信息.振动光谱方法（红外和拉曼光谱）与成像相结合，具有灵敏，快速，无损检验等优点，能够为检验鉴定提供定性定量的准确信息,近年来在物证鉴定领域获得了重要的

2、应用•手印的显现和增强有多种方法，化学成像技术作为一种潜力巨大的方法可以显现多种客体上的潜在手印而不需要任何前处理•该技术还可以增强用其他方法显现后的手印，使之与背景形成较大反差.随着成像仪器的发展,化学成像技术在手印显现领域的应用将会一步拓展•文章介绍了化学成像技术的基本原理和仪器，综述了化学成像技术在潜在手印的显现和增强方面的具体应用，展望了化学成像技术的发展前景.关键词化学成像;光谱成像;手印;检验中图分类号:D918.9文献标识码:AIX）I:10・3964〜.issn.1000—0593（2010）05—1367—0

3、4引言化学成像（Chemicallmaging）是指结合了传统的成像技术和光谱技术而同时获得物质图像（空间信息）利光谱（化学信息）的技术_】］•通过将反映物质成分的光谱特征与成像显示相结合，化学成像可以清晰直观地描述不同成分在物质中的分布情况•由于该技术的实验样本大多为固态,制备简单，不产生化学和生物污染，且具有快速，灵敏，准确等诸多优点，在化学，生物学和药学等领域已取得了重要的应用］.化学成像是对样品的每一个空间点在多个离散或连续波长下扫描得到的，它实际上是由三维数据阵（二维空间和一维波长）组成的，称为超立方阵（Hyperc

4、ube）,如图1所示”1］.这个超立方阵可看作是由一系列空间分辨光谱（称为像元,Pixel）,或是一系列光谱分辨图像（称为像平面,ImagePlane）组成•选择一个独立像元就会得到样品所有空间点的连续光谱，同样，选择一个像平面就会得到样品所有空问点在某一特定波长下的强度响应，即光谱图像•通过光谱图库检索或现代模式识别技术，就可分辨出样品空间的组成分布信息，并由彩色的视图直观清晰地表示出来，即化学图像⑹•化学成像记录的光谱超立方阵包含了样本在多幅等间隔波长位置的窄波段单色光强度响应分布影像，因此这种成像技术也被称为多光谱成像或

5、超光谱成像(HyperspectralImaging)〜.Fig.lSchematicrepresentationofchemicalimaginghyper—cubeshowingtherelationshipbetweenspectral(A)andspatial(X,y)dimensions化学成像技术在法庭科学领域的应用起步较晚，但美国,加拿大和澳大利亚等国的法庭工作者已经开始研究将化学成像技术应用于物证检验领域,主要包括微量物证检验18•，手印检验E11⑹和文件检验」］等•同时,国内公安部物证鉴定中心王桂强研究小组也

6、对化学成像在物证检验中的应用做了初步研究［1820］•本文就化学成像在手印检验中的应收稿口1^:2009—06—28,修订口期：2009—09—29基金项目:北京市教育委员会共建项S(JD100410669)资助作者简介：夏彬彬J983年生，中国人民公安大学博士生e-mail:xiabb05@l63.corn*通讯联系人e-mail:rqyang66@yahoo.com.cn1368光谱学与光谱分析第30卷用进行了综述.1化学成像仪器分类不同领域，不同部门使用的化学成像仪器有所不同，有些研究机构自行设计开发化学成像装置，还有一

7、部分单位购买带有完整系统的商用仪器•总体而高'，化学成像仪器主耍由照明光源,光学成像系统，分光系统和检测器以及计算机等构成•图2是化学成像仪器组成示意图.化学成像技术的分类方法很多2】，基于不同的分子光谱技术，化学成像仪可以分为紫外/可见化学成像，荧光化学成像］，近红外化学成像，中红外化学成像］，拉曼化学成像••表1所示为根据成像系统构成的差异对不同成像仪器进行的比较.载物台系统Fig.2TypicalcomponentsofachemicalimagingsystemTablelComponentsofdifferentch

8、emicalimaginginstruments在手印鉴定领域巾,可见化学成像和红外化学成像是比较常用的方法•前者主要记录物体在各个选定波长的发射光亮度分布，通过选择合适的照明配光方法，获得能够最有效反映有用特征形态细节的光谱影像集［7.红外化学成像主要基于物质的分子对红外辐