應(yīng)光譜拍攝技術(shù)應(yīng)用研究開(kāi)題報(bào)告

1、開(kāi)題報(bào)告姓名學(xué)號(hào)論文類型題目來(lái)源科研課題論文題目應(yīng)光譜拍攝技術(shù)應(yīng)用研究一、選題依據(jù)命案現(xiàn)場(chǎng)中最常見(jiàn)的痕跡物證就是血跡。血跡作為刑事訴訟證據(jù)具有客觀、穩(wěn)定、廣泛、復(fù)雜的特點(diǎn)，在法庭科學(xué)技術(shù)中一直被當(dāng)做極具采信力的重要物證之一。由于血跡既具有痕跡的特點(diǎn)又具有物證的特點(diǎn)，其痕跡和物證的雙重特點(diǎn)也充分反映出血跡在犯罪現(xiàn)場(chǎng)上的重要地位和重要作用。針對(duì)血跡的痕跡特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)血跡的形態(tài)物理特征的測(cè)量和觀察，它能反映出受害人狀況和流血以后的活動(dòng)路徑及嫌疑人沾染現(xiàn)場(chǎng)血跡后的移動(dòng)軌跡，這一切使其在犯罪現(xiàn)場(chǎng)重塑和案情分析推斷中發(fā)揮出如指紋、鞋印等傳統(tǒng)痕跡無(wú)法比擬的作用。針對(duì)其法醫(yī)物證特點(diǎn)，利用血跡的物理及生物學(xué)

2、特性，即血跡的陳舊度、種屬、血型、性別以及 DNA 等參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)血跡的來(lái)源認(rèn)定。在犯罪現(xiàn)場(chǎng)血跡搜尋和定位識(shí)別檢測(cè)方面已有較多的研究，但由于技術(shù)手段落后和犯罪現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜等因素的影響，在實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)血跡形態(tài)物理特征可視化仍存在許多困難。高光譜圖像(Hyperspectral Image)是指光譜分辨率在 10nm 數(shù)量級(jí)范圍內(nèi)的光譜圖像。高光譜圖像技術(shù)在二十世紀(jì)末的發(fā)展十分突出，無(wú)論是對(duì)理論上還是技術(shù)上的應(yīng)用均有重大的影響。通過(guò)在不同的平臺(tái)上搭載高光譜傳感器，在紫外到中紅外區(qū)域的電磁波譜內(nèi)，其以幾十個(gè)到幾百個(gè)不等的連續(xù)光譜波長(zhǎng)區(qū)間對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行即時(shí)成像。在獲得目標(biāo)圖像特征信息的同時(shí)，也獲得了

3、光譜信息，這是首次真正的做到了光譜信息與圖像信息的結(jié)合。與以往的光譜圖像相比，高光譜圖像不僅極大的提高了信息量，在相關(guān)的處理技術(shù)上也為對(duì)光譜數(shù)據(jù)信息進(jìn)行更加合理的分析提供了可能性。因而，高光譜成像技術(shù)具有以往每個(gè)發(fā)展階段的技術(shù)所不能比擬的的影響能力及發(fā)展?jié)撃?，不但引起了遙感領(lǐng)域的關(guān)注，相應(yīng)的也引起了其它不同領(lǐng)域（如醫(yī)藥學(xué)、農(nóng)業(yè)學(xué)等）的極大關(guān)注。（一）理論意義和應(yīng)用價(jià)值傳統(tǒng)的血跡檢測(cè)方法如觀察法只適用于血跡較為明顯的現(xiàn)場(chǎng)，而試劑法通過(guò)加入化學(xué)試劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)達(dá)到顯示血跡的目的，這會(huì)一定程度上破壞血跡中的 DNA成分，為后續(xù)的法醫(yī)學(xué)檢測(cè)帶來(lái)影響。而高光譜圖像技術(shù)不僅能夠分析檢測(cè)血跡很明顯的現(xiàn)場(chǎng)，特

4、別是對(duì)潛在血跡也能夠在不同波段進(jìn)行成像，將二維圖片信息與一維的光譜信息結(jié)合起來(lái)構(gòu)成三維的數(shù)據(jù)立方體，由于血跡形態(tài)特征在不同波段下成像清晰度不一樣，經(jīng)過(guò)特征提取和圖像融合可以得到清晰的血跡圖像，同時(shí)得到的光譜圖像可以進(jìn)行血跡的生理特征如血跡陳舊度的分析。綜上所述，對(duì)基于高光譜成像技術(shù)的血跡形態(tài)特征進(jìn)行深入研究，將在刑偵系統(tǒng)中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。（二）研究概況長(zhǎng)久以來(lái)，光學(xué)成像技術(shù)和光譜技術(shù)作為歷史悠久而又應(yīng)用廣泛的技術(shù)沿著各自的方向發(fā)展，一直到 20 世紀(jì) 80 年代高光譜成像技術(shù)才將傳統(tǒng)的二維成像技術(shù)和光譜技術(shù)二者有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。高光譜成像技術(shù)一方面能對(duì)物體進(jìn)行形態(tài)成像，而在進(jìn)行形態(tài)成像的同時(shí)

5、還提供豐富的光譜信息，由于高光譜成像技術(shù)具有光譜分辨率高、波段多、圖像與光譜相結(jié)合等優(yōu)點(diǎn)，因而它一出現(xiàn)就受到各個(gè)國(guó)家的極大重視。高光譜成像技術(shù)是集合新型探測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)自動(dòng)信息處理技術(shù)、快速信號(hào)處理技術(shù)、精密光學(xué)機(jī)械技術(shù)和微信號(hào)探測(cè)技術(shù)于一體的多學(xué)科交叉綜合性技術(shù)。高光譜成像技術(shù)現(xiàn)今在地質(zhì)探測(cè)、海洋研究、植被監(jiān)測(cè)、顯微成像、偽裝目標(biāo)探測(cè)、果蔬及肉類品質(zhì)檢測(cè)等各領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。（三）研究的目的及重點(diǎn)解決的問(wèn)題本課題從理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面，更深入的研究了高光譜成像的機(jī)理及一般規(guī)律，并以此為基礎(chǔ)，研究能夠解決犯罪現(xiàn)場(chǎng)血跡檢測(cè)的方法，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)利用光譜分析技術(shù)以及化學(xué)計(jì)量方法，對(duì)血跡主要成分做了

6、更深入的研究，并通過(guò)譜分析技術(shù)建立理論模型提取特征信息，建立一系列血跡陳舊度判別依據(jù)，得到更精確的判別血跡物理特性與其陳舊度的檢測(cè)方法與設(shè)計(jì)方法。 基于高光譜相機(jī)，設(shè)計(jì)和搭建血跡的高光譜成像系統(tǒng)，通過(guò)系統(tǒng)得到血跡的二維圖像信息與一維的光譜信息構(gòu)成的三維數(shù)據(jù)立方體。對(duì)血跡的高光譜圖像進(jìn)行預(yù)處理，得到不同波段下對(duì)應(yīng)的高光譜圖像；進(jìn)行特征提取，得到較為清晰的部分波段的高光譜圖像；基于圖像融合技術(shù)，對(duì)特征波段的高光譜圖像進(jìn)行融合，得到清晰的血跡圖像。 對(duì)血跡的光譜提取特征信息，通過(guò)實(shí)驗(yàn)利用光譜分析技術(shù)以及化學(xué)計(jì)量方法，總結(jié)出具有高精度的血跡陳舊度分析模型。設(shè)計(jì)和搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，驗(yàn)證該模型在血跡檢測(cè)上的效

7、果與血跡陳舊度分析上的準(zhǔn)確性。二、 論文的框架結(jié)構(gòu)第一部分：引言隨著高光譜成像技術(shù)的逐漸成熟，它已經(jīng)被應(yīng)用到很多領(lǐng)域，這些領(lǐng)域大到航天航空，小到醫(yī)學(xué)的舌苔成像，豬肉的細(xì)菌檢測(cè)等等，其功能的強(qiáng)大性已經(jīng)漸漸顯現(xiàn)出來(lái)，也獲得了各國(guó)的重視。本課題針對(duì)犯罪現(xiàn)場(chǎng)的血跡檢測(cè)，尤其是犯罪現(xiàn)場(chǎng)的潛在血跡檢測(cè)提出了基于高光譜成像技術(shù)的血跡形態(tài)特征檢測(cè)方法。通過(guò)該方法能夠有效的對(duì)血跡進(jìn)行檢測(cè)和分析，彌補(bǔ)了高光譜成像技術(shù)在犯罪現(xiàn)場(chǎng)血跡分析應(yīng)用方面的一項(xiàng)空白。因此基于高光譜成像技術(shù)的血跡形態(tài)特征檢測(cè)系統(tǒng)的研究具有寬廣的研究空間和應(yīng)用前景。第二部分：光譜拍攝技術(shù)及分析技術(shù)1.高光譜成像系統(tǒng)的組成和成像原理 2.光譜分析技

8、術(shù)第三部分：基于高光譜成像技術(shù)的血跡形態(tài)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 1.實(shí)驗(yàn)儀器及樣品2.實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建3.實(shí)驗(yàn)步驟第四部分：血跡形態(tài)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理與分析1.高光譜圖像融合技術(shù)2.高光譜圖像融合理論3.圖像融合結(jié)果的定量評(píng)價(jià)指標(biāo)4.不同血跡樣本的高光譜圖像融合三、研究進(jìn)度計(jì)劃1.下達(dá)任務(wù)時(shí)間：2018 年 10月 10 日2.論文開(kāi)題時(shí)間：2018 年 3 月23 日擬定開(kāi)題報(bào)告階段，與老師積極溝通，查閱文獻(xiàn)，深入了解光譜成像檢驗(yàn)技術(shù)的原理及應(yīng)用。3.論文撰寫(xiě)時(shí)間2018 年 3 月 23 日至 2018 年 4 月1 日進(jìn)一步學(xué)習(xí)有關(guān)光譜成像技術(shù)的理論知識(shí)，為以后的論文奠定基礎(chǔ)。結(jié)合基層實(shí)際公安工作情

9、況，展開(kāi)調(diào)研工作，收集理論素材，以滲透或半滲透客體上的汗液指紋為重點(diǎn)，完成檢材的制作?？偨Y(jié)理論分析時(shí)遇到的問(wèn)題，探究問(wèn)題的解決方法。根據(jù)理論分析比較的進(jìn)展情況，依照學(xué)院對(duì)本科畢業(yè)論文格式的要求撰寫(xiě)論文初稿。4.中期檢查時(shí)間：2018年 4月 3 日審查論文初稿。這個(gè)階段的重點(diǎn)是研究如何寫(xiě)出合格的學(xué)術(shù)論文，應(yīng)該按照科技論文的寫(xiě)作要求，討論寫(xiě)作大綱，對(duì)科學(xué)術(shù)語(yǔ)的使用、分析處理結(jié)果的認(rèn)識(shí)和評(píng)估都應(yīng)做到準(zhǔn)確、正確。5.論文檢測(cè)時(shí)間： 2018 年4 月 9 日6.論文答辯時(shí)間： 2018 年 4 月 20 日四、參考文獻(xiàn)1錢(qián)樂(lè)祥,泮學(xué)芹,趙芊.中國(guó)高光譜成像遙感應(yīng)用研究進(jìn)展J,國(guó)土資源遙感,2004,

10、(04),4-9. 2 羅亞平.犯罪現(xiàn)場(chǎng)血跡形態(tài)分析概論J.公安大學(xué)學(xué)報(bào),2002,30(4):36-38. 3 閔建雄.淺談血跡分類J.刑事技術(shù),2002,5:36-374 耿青國(guó).淺析殺人案件現(xiàn)場(chǎng)中血跡的勘驗(yàn) J. Journal of Jilin Public Security Academy,2008, 23(2). 5 史 越 丹 , 邵 鯤 . 淺 議 犯 罪 現(xiàn) 場(chǎng) 血 跡 形 態(tài) 的 記 錄 方 法 J.Journal of Hunan Public SecurityCollege,2008,20(1). 6 孫鐘玫,任衛(wèi).利用四甲基聯(lián)苯胺噴劑顯現(xiàn)潛血足跡J.刑事技術(shù),1997,(4)7 呂