数字图像处理技术在公安领域中的应用及发展前景.doc

数字图像处理技术在公安领域中的应用及发展前景随着科学技术日新月异的发展,犯罪分子的作案手段也更加狡猾。为适应新形势下打击犯罪的需要,数字图像处理技术将会在公安领域中发挥越来越重要的作用,公安人员应不断汲取新知识,认真学习数字技术,充分认识数字图像处理技术在公安领域中的优势和局限,扬长避短,使数字技术更好地服务于公安领域,为保证执法公正和公平做出贡献。1数字图像处理技术概论数字图像处理技术是指将计算机、数字图像输人输出硬件、图像处理软件等相结合组成图像处理的系统,并对所捕获的图像进行数字化转换、存储、编辑、传送和使用的技术1。1.1数码图像与传统图像之间的差异传统图像主要是将景物通过照相机的镜头透射到胶片上,引起胶片上的感光乳剂发生化学变化产生潜影,再通过化学处理使潜影像转变为可见的、由银盐组成的与实际景物明暗变化相反的影像,再通过放大将胶片上的负像转变为与实际景物明暗相同的正像,从而实现图像的准确再现。数码图像则是通过数码相机,将对光线敏感的感光元件(CCD或CMOS)记录的影像的电子信号转换为数字信号并记录在存储器上完成摄影,然后再通过计算机进行处理,将原景物再现出来并通过输出设备打印出图像照片2,3。由此可见两者的光学部分并无多大差别,只是对透镜产生的图像感受和存储方式有所不同。1.2数字图像处理技术研究的主要内容1)图像的数字化图像的数字化是指将模拟图像经过离散化之后,得到用数字表示的图像。主要包括图像的采样与量化。采样是将在空间上连续分布的图像转换成为离散的采样点集的操作。量化是将各个采样点所含的明暗信息离散化后,用数字来表示4。2)图像的增强图像增强是通过去除噪声和干扰来加强图像的有用信息,从而提高图像的使用价值。它可以改善人眼对原始图像的视觉效果,使观察者从中获得更加清晰、便于理解的信息。3)图像的复原图像的复原是把退化、模糊了的图像进行复原。造成图像模糊的原因有很多,常见的有运动模糊、离焦模糊等。4)图像的分割与特征提取图像的分割是将图像中的边缘、部分区域等有意义的特征部分提取出来,是进一步进行图像识别和分析的基础。图像的特征提取包括图像中的形状特征、纹理特征、颜色特征等。5)图像的变换由于图像阵列很大,直接在空间域中进行处理,涉及的计算量很大。因此,在图像处理中常采用傅立叶变换、离散余弦变换等间接处理技术,将空间域的处理转换为变换域处理。如傅立叶变换可在频域中进行数字滤波处理。6)图像的编码压缩图像的编码压缩可以减少描述图像的数据量,从而节省图像传输和处理的时间,并减小所占用的存储器的容量。7)图像的分析图像的分析是对图像中的不同对象进行分割、分类、识别、描述和解释。2数字图像处理技术的优势2.1拍照方便,再现性好数字图像的输人设备,如数码相机体积小巧、易于携带、不苛刻光线条件,具有所见即所得和即时浏览所获图像的功能,对不满意的图像可以当场重复拍摄直到满意为止,并能将其立刻输出。可以在重、特大案件现场使用数码相机拍摄现场照片,再辅以笔记本电脑便能方便、快捷的进行现场幻灯片制作,为分析研究案情提供客观直接的资料；在一些未携带传统的物证照相器材或不具备传统物证照相条件的现场,对无法提取的痕迹可以进行数码照相5。2.2系统功能强大,适用性强数字图像处理技术具备复制、增强、减弱、翻转、旋转、缩放、均衡、清晰、分色等丰富的特效手段,而且其强大的功能只需在电脑中点击鼠标即能实现,并且通过软件具有的预览功能,可以边改变参数边观察结果直到满意为止,方便快捷。对在现场提取的变形痕迹、减弱痕迹、重叠痕迹、反向痕迹、分离痕迹和因技术原因造成的提取后的有损痕迹图像,可以将其输人计算机后在图像编辑软件中进行如矫正、加强、分离、翻转、拼接等特效编辑,从而得到高质量的图像。数字图像的技术处理操作比较简单,处理效果好,看不出处理痕迹。2.3适用面广,灵活性强数字图像可以通过建立数据库和索引文件的方法将图像文件分类、分批存档,从而实现快速查找,可以通过复制方式随时制作若干份拷贝,并利用网络和电子邮件瞬间将其传送到目的地,缩短了工作时间。对于通缉、协查、辨认、悬赏等工作需要的大量照片,可以通过批量打印的方式迅速完成；通过公安网络可以及时将人像、痕迹、物证照片上传到特定网页供异地公安机关查询使用。2.4便于储存,信息量大数字图像处理技术得到的图像可以以图像文件的格式存储在磁盘、磁带、光盘等大容量的介质中,占用空间小,做好备份不会有任何损坏和丢失,保存时间长。3数字图像处理技术存在的问题3.1易损坏随着数字图像处理技术的不断发展完善,功能也越来越强大,但是实施数字化的任何一个技术环节出现失误,例如：病毒、软件或硬件故障、突然断电等都会损坏数字化图像的原始性和真实性。3.2易修改数字图像在生成、存储、传送与接收、收集等诸环节都可能被改变,且被编辑后痕迹往往不易被察觉；数字图像加密技术有待进一步完善3.3占用空间大非压缩式图像质量好,但所占用的存储空间大；压缩式图像所占存储空间小,但质量差,且常常是有损压缩,造成图像分辨率低,难以进行处理。目前还没有专门针对硬盘压缩图像进行恢复处理的专业软件。4数字图像处理技术在公安领域中的应用传统的图像处理周期长、检验难度大、成功率低、结论的准确度低、档案管理及查询难,且费力耗财,远不能满足现代公安领域的需要。数字图像处理技术在公安领域中的成功应用提高了工作效率,减少了人、财、物的消耗,大大提高了工作效率。4.1数字图像处理技术在刑事摄影中的应用采集图像时不但可以观察拍照效果,而且能直观地看到对图像的处理结果,可以随意进行修改,不易出现废片,节约了人力、降低了成本；在图像检验过程中,可以根据需要突出某些有用信息,抑制或消除一些无用的信息,以提高图像的使用价值(即图像的增强)；数字图像处理技术很容易实现对数字图像的放大、缩小及旋转,同时还可实现对鱼眼、柱面及球面等变形图像的校正处理6；由于种种原因拍摄出来成图像模糊不清,经过图像处理系统就可以消除模糊使图像信息变得比较清晰；计算机图像处理技术具有多种标注方式,标注完成后,计算机可对各标注点间的距离和角度进行测量且测量结果精确,不受图像放缩比例的影响,使标注和测量变得简易、直观。4.2数字图像处理技术在档案管理中的应用以往公安人员要花费大量的时间整理资料及填写各种表格,同时还要对各类物证进行拍照、暗房冲洗、比对鉴别及存档等,即费时又费力,这使公安人员始终处于高强度的工作状态下。数字图像处理技术的应用,改变了公安人员原有的繁琐工作模式：可利用电脑,借助于图像处理系统、指纹自动识别系统、足迹查询系统、法医工作管理系统及人相识别系统等,完成对案件信息的查询、传报和对各类痕迹物证的处理、存档等工作,通过互联网或公安DDN网对异地的数据库进行查询,从而为侦破案件提供了条件。4.3数字图像处理技术在痕迹检验中的应用某些现场因器材和环境所限无法使用传统物证照相方法直接提取痕迹物证,如何处理这类只能看,不能摸,不能拍照的痕迹物证成为难点,而采用数码照相与计算机图像处理技术相结合的方法就可使问题迎刃而解7；用数码相机采集到的痕迹,在有关软件的支持下,即可进行比对和测量等鉴定工作,直接得出检验鉴定结果；一个熟练的技术人员一天只能分析3000枚指纹,且有较高差错率；而计算机1秒钟就能分析3000枚指纹,是人工分析的几万倍且差错率低,还可以通过全国联网达到资源共享,大大提高了办案效率。计算机图像处理系统还可完成检材与样本的拼接和重叠比对,使工具痕迹比对等更易操作、快捷。4.4数字图像处理技术在文件检验中的应用利用数字图像处理技术,可以迅速鉴别印章印文的真伪；可以迅速检验对文件的添、减笔画；可以将红色的印章印文与黑色字迹进行分离8,以便分别对印章印文和文字进行检验。4.5数字图像处理技术在法医中的应用由于人眼对灰度级的分辨能力有限,所以无法识别图像中的全部信息,而利用数字图像处理技术,就可以将重要的信息控制在人眼能识别的灰度级内,使检验者容易观察到微小的差别,为检验皮肤上的伤痕等提供了很大方便。4.6数字图像处理技术在物证提取中的应用数码相机和摄像机可在现场进行物证的发现、物证的采集、记录、提取及鉴定,系统可进行现场处理分析,数秒内即可得到物证图像,若发现需要重拍,则可在数秒内再次完成,这是传统胶片照相所无法实现的9,10。若再配用现场勘察及实验室物证检验的优秀工具多波段光源则会使物证的提取率,检出率和显现成功率大大提高扫描仪可以对以前保存的大量胶片和照片资源进行处理和存储。4.7制作公安教学或宣传软件公安多媒体教学或多媒体宣传离不开软件制作。用数码照相将需要的图片拍摄下来并下载到计算机里(比用传统照相机拍出底片,再冲洗成照片,用扫描仪输送到计算机里,要方便快捷得多,且清晰度也要高得多),经过相关的图像技术处理、加工制作成公安教学或宣传软件。5数字图像处理技术的发展