一类工具加工痕迹的检验识别

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1、迹图像进行分析，从而做出判定。工具加工痕迹检验应用于产品质量检测、安防等各个领域。在产品质量检测方向上，对表面轮廓、几何尺寸、粗糙度、各种模具及自由曲面的测量工作越来越多，精度要求越来越高。此外，物证鉴定技术中的痕迹[22,23]检验同样依赖于造痕客体本身特征的特定性、稳定性和反映性。因此，痕迹检[23,24,25]验作为一项完成物证的归属认定的重要刑侦技术被公安部门普遍采用。痕迹检验技术是物证鉴定的重要手段之一，其重要性越来越明确。在我国社会发展过程中，各种犯罪一直危害着社会安定，给人民的生命财产安全和国家的安定构成很大威胁。因此对各种案件必须迅速侦破，以制止进一步的犯罪行为。无论何种性质

2、的犯罪案件，一经发现和侦破，必须进行痕迹检验并出具鉴定结论。在诉讼过程中，是其他手段不能替代的证据之一。犯罪分子所使用的工具种类增加，工具来源也不统一，需要做刑事鉴定的工具数量极大，工具痕迹趋于复杂化。工具痕迹形态既有其确定性，又表现出一定的随机性和模糊性。这样，在案件侦破过程中就无法确定作案工具的来源。所以就必须提高鉴定的速度以及准确度，建立数据库，实现工具痕迹的计算机检验和快速识别，以达到快速识别作案工具来源地，提高案件侦破率，维护社会安定的目的。把计算机与人工智能技术应用在工具痕迹检验中，就可以把所有已知的工具痕迹数据储存在数据库里。再把被测工具的痕迹数据输入进系统，与数据库中的数据进

3、行比对，查找出该工具痕迹来源，以此作为物证鉴定的重要依据。这种方法实现了工具痕迹检验的自动化、标准化、定性与定量分析相结合，并且向微观领域发展，节省了时间和人力。当前，已有部分痕迹检验技术成功应用于实际生产生活中，例如：无损检测系统，指纹识别系统，车牌识别系统等等。1.2国内外研究现状[26]工具痕迹由于力的不同作用结果，通常可以分为凹陷痕迹和线形痕迹两大类。目前，用于工具痕迹检验的手段和技术，主要可分为定性化检验和定量化检验两种[7,14]方式。定性化检验一般采用比较显微镜、电子显微镜。定量化检验多为软件系统设计，以及目前应用最多的自动识别系统。1.2.1国内研究现状[2]在国内，定性化分

4、析仍在公安部门应用广泛。如常见的比较显微镜可以将检[24]验图像和比对样品分开并排比对。再则，扫描电子显微镜在物证检验中也有着广2泛的用途。用扫描电子显微镜检验的物证特征，比低倍光学显微镜要能更好的特征再现，放大和识别，从而为物证鉴定提供条件。随着科技的发展和在各个领域的应用之广泛，工具痕迹检验发展也在朝着定量化方向发展。辽宁省公安厅开发了工具[24][24]痕迹智能鉴定系统，以及北京公安局研制了工具痕迹自动识别系统。上海市公安局发明的“线条擦痕计算机自动识别法”、周口地区公安处研究的“步法定量化检验模糊数学法”、厦门市公安局发明的“异种客体的同性检验法”等新技术。1.2.2国外关于工具痕迹

5、检测研究概况近年来，鉴于这种传统的人工比对分析的局限性，为了实现工具痕迹的定量化检验和检验程序标准化，国外都已经开始采用计算机提取痕迹和智能比对的方法来[27,28]取代人工比对。美国能源部(AmesLaboratory,U.S.Dep.ofEnergy)(阿姆斯国家实验室)发明了一种分析及比对工具痕迹的新方法。首先，建立了工具痕迹影像的数据库，包括了六种不同的使动工具在受动工具表面所形成的痕迹，共收集了约一万三千张各种工具影像。接着爱荷华州立大学(ISU)的研究人员Dr.MaxMorris，建立一种统计学演算方式，以利于模拟鉴定人员的比对分析过程；最后，由冶金专家Dr.ScottChumb

6、ley以轮廓仪(Profilometer)建立痕迹表面轮廓图，以便进行三维空间的工具痕迹比对分析。[29]另外，九十年代，美国FBI建立了Drugfire，枪弹匹配系统，它将数据库、有线网络和显微镜相结合，今已有115个国家枪弹实验室正在使用该系统。随后，又推出了IBIS系统。图像分析系统使用自动成像技术，快速获取图像数据，提取微观痕迹特征，并将其分类。1.3工具痕迹识别的原理目前对于物证鉴定或质量检验中，对于工具痕迹识别的方法主要局限于传统的[30]方法，也就是人眼比对采用多处凹陷痕迹相互对照，多处线形痕迹比对，确定制痕工具的特征。或者凹陷痕迹与线形痕迹相互拼接，确定加工工具特征，支点、重

7、点痕迹特征相互印证，确定工具痕迹特征。另外，对于产生先后形成的工具痕迹进行比对，还有附着物的相互检验、比对，从而才能更加有效地确定工具痕迹特征。本文利用显微摄影技术与计算机图像处理技术，将工具痕迹识别过程智能化、安全化、统一化。工具痕迹识别系统主要分两部分：工具痕迹图像的采集和工具痕迹图像的处理。基本原理如图1.1所示3灰特特显摄计灰度滤锐征征微像算度均波化提比镜机机化衡取对图像预处理图像识别工具痕迹图像的采