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法庭科学应用傅里叶变换增强手印原来需要这样做

2019-06-13

 


傅里叶是谁?

让·巴普蒂斯·约瑟夫·傅里叶(Baron Jean Baptiste Joseph Fourier),是法国著名的数学家和物理学家,于1807年在法国科学学会上发表论文,运用正弦曲线来描述温度分布。 

                                                     

傅里叶变换(Fourier Transformation)的提出是傅里叶一生诸多成就中取得伟大的发现之一。傅里叶变换是一种可以用来对数字以及信号处理等领域来进行计算的一种方法,其核心思想是任何周期函数是不同振幅,不同频率正弦波的叠加,换言之,任何负杂的周期信号,都可分解成波长波幅不同的单一波长的正弦波,这一重大发现,使任何复杂的信号分析都变得非常的简便。

 

刑事bwin必赢亚洲平台物证检验中,经常需要对各种bwin必赢亚洲平台的手印进行增强处理,手印处理检验过程中,由于手印承载客体多种多样,这些承载客体很多具有各种复杂背景干扰,如报纸、画报、纸币等,由于这些背景干扰,严重影响了手印的检验鉴定。而通过傅里叶变换bwin必赢亚洲平台,能够有效去除背景的干扰,使手印的纹线特征更加清晰。

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傅里叶变换如何去除背景上的干扰
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客体背景规则的干扰图案,经过傅里叶变换转化成由多种不同单一频率的正弦波

手印图像经过傅里叶变换也可转换成正弦波信号,但其与背景图案的正弦波信号频率不同

我们只需通过软件处理bwin必赢亚洲平台,将背景图案的正弦波信号去掉,即可实现去除手印背景干扰,达到手印清晰化处理的要求。

 

目前市场上一些商业图像图形处理软件,也提供了傅里叶变换功能,用于图像增强、去噪、图像特征提取(包括形状、纹理)等,但去除手印背景的效果不理想。

使用FFT处理后造成图像过高的对比度

 

使用FFT处理后造成手印纹线的变形

 

无法有效去除背景干扰

常规的图像处理软件处理指纹存在几个问题

 

我们知道,经过傅里叶变换的频域信号,多数有用的信息集中在坐标系靠近中心位置,背景干扰会以“频率尖峰亮点”的形式出现在频域坐标系中(见下图),只要将这些频率尖峰亮点去除,即可消除手印背景干扰。但常规的图像图形处理软件,不是针对法庭科学应用而设计,因此其在算法和信号处理上,存在诸多瑕疵。

常规软件工具应用于法庭科学中去除手印背景干扰,存在几个问题:

 

处理图像所必须的信息量不足

常规的图像图形处理软件,只能处理8比特的图像,而8比特的信息在生成频域信息时,远远无法满足手印增强处理的要求,因而无法有效去除背景干扰。

 

无法正确识别频域信号

常规的图像图形处理软件,采用全自动处理的方式,无法区分频域中的背景干扰造成的频率尖峰(亮点)和手印纹线特征形成的频率尖峰(亮点),只要是“亮点”,全部去掉,造成频率区域中包含手印纹线特征形成的有价值的亮点也被去掉,从而丢失了有价值的重要信息,造成手印纹线与背景对比度异常。

 

造成手印纹线畸形及图像对比度异常

常规软件仅去除了频域坐标系远离中央区域的亮点,而保留了中央区域的亮点,会造成手印纹线的畸变;常规软件将频域坐标系中央部分有价值的信息删除,造成手印图像对比对的异常高反差,影响了入库查询效果。

 

DCS5手印检验工作站

由英国法特公司结合英国警方bwin必赢亚洲平台研制的DCS5智能化手印检验工作站内置有效去除规则背景干扰、增强手印的傅里叶变换程序,在大量的实际案件中得到应用,并证实其操作简便、高效和绝佳的处理效果,在法庭科学应用中真正体现了术业有专攻。

 

DCS5智能化手印检验工作站中傅里叶变换程序的优势:

 

使用DCS5配备的定制尼康D810高全画幅专业相机,配合专业图像处理软件,通过专业的配光方式,对采集后的图像转换为12比特的图像格式,所生成的傅里叶变换的频域信号,能充分满足手印增强处理的要求。 

 

启动傅里叶变换快速程序,导入采集的图像,生成的傅里叶变换的频域信号,检验人员手动将频域坐标系中的亮点删除即可,处理完毕后,清晰的手印可实时呈现。

通过删除频率尖峰,能有效去除手印去除背景干扰,避免出现手印纹线畸形及图像对比度异常。

下面是DCS5处理手印的实际效果:

 

傅里叶变换处理前后报纸上的血手印去除背景干扰前后效果对比

  

 纺织品上氨基黑显现后的血手印处理效果