应光谱拍摄技术应用研究开题报告

1、开题报告姓名学号论文类型题目来源科研课题论文题目应光谱拍摄技术应用研究一、选题依据命案现场中最常见的痕迹物证就是血迹。血迹作为刑事诉讼证据具有客观、稳定、广泛、复杂的特点，在法庭科学技术中一直被当做极具采信力的重要物证之一。由于血迹既具有痕迹的特点又具有物证的特点，其痕迹和物证的双重特点也充分反映出血迹在犯罪现场上的重要地位和重要作用。针对血迹的痕迹特点，通过对现场血迹的形态物理特征的测量和观察，它能反映出受害人状况和流血以后的活动路径及嫌疑人沾染现场血迹后的移动轨迹，这一切使其在犯罪现场重塑和案情分析推断中发挥出如指纹、鞋印等传统痕迹无法比拟的作用。针对其法医物证特点，利用血迹的物理及生物学

2、特性，即血迹的陈旧度、种属、血型、性别以及 DNA 等参数，可实现现场血迹的来源认定。在犯罪现场血迹搜寻和定位识别检测方面已有较多的研究，但由于技术手段落后和犯罪现场复杂等因素的影响，在实际的现场实现血迹形态物理特征可视化仍存在许多困难。高光谱图像(Hyperspectral Image)是指光谱分辨率在 10nm 数量级范围内的光谱图像。高光谱图像技术在二十世纪末的发展十分突出，无论是对理论上还是技术上的应用均有重大的影响。通过在不同的平台上搭载高光谱传感器，在紫外到中红外区域的电磁波谱内，其以几十个到几百个不等的连续光谱波长区间对目标区域进行即时成像。在获得目标图像特征信息的同时，也获得了

3、光谱信息，这是首次真正的做到了光谱信息与图像信息的结合。与以往的光谱图像相比，高光谱图像不仅极大的提高了信息量，在相关的处理技术上也为对光谱数据信息进行更加合理的分析提供了可能性。因而，高光谱成像技术具有以往每个发展阶段的技术所不能比拟的的影响能力及发展潜能，不但引起了遥感领域的关注，相应的也引起了其它不同领域（如医药学、农业学等）的极大关注。（一）理论意义和应用价值传统的血迹检测方法如观察法只适用于血迹较为明显的现场，而试剂法通过加入化学试剂发生化学反应达到显示血迹的目的，这会一定程度上破坏血迹中的 DNA成分，为后续的法医学检测带来影响。而高光谱图像技术不仅能够分析检测血迹很明显的现场，特

4、别是对潜在血迹也能够在不同波段进行成像，将二维图片信息与一维的光谱信息结合起来构成三维的数据立方体，由于血迹形态特征在不同波段下成像清晰度不一样，经过特征提取和图像融合可以得到清晰的血迹图像，同时得到的光谱图像可以进行血迹的生理特征如血迹陈旧度的分析。综上所述，对基于高光谱成像技术的血迹形态特征进行深入研究，将在刑侦系统中发挥至关重要的作用。（二）研究概况长久以来，光学成像技术和光谱技术作为历史悠久而又应用广泛的技术沿着各自的方向发展，一直到 20 世纪 80 年代高光谱成像技术才将传统的二维成像技术和光谱技术二者有机地结合起来。高光谱成像技术一方面能对物体进行形态成像，而在进行形态成像的同时

5、还提供丰富的光谱信息，由于高光谱成像技术具有光谱分辨率高、波段多、图像与光谱相结合等优点，因而它一出现就受到各个国家的极大重视。高光谱成像技术是集合新型探测技术、计算机自动信息处理技术、快速信号处理技术、精密光学机械技术和微信号探测技术于一体的多学科交叉综合性技术。高光谱成像技术现今在地质探测、海洋研究、植被监测、显微成像、伪装目标探测、果蔬及肉类品质检测等各领域都得到了广泛的应用。（三）研究的目的及重点解决的问题本课题从理论和实验两个方面，更深入的研究了高光谱成像的机理及一般规律，并以此为基础，研究能够解决犯罪现场血迹检测的方法，并通过实验利用光谱分析技术以及化学计量方法，对血迹主要成分做了

6、更深入的研究，并通过谱分析技术建立理论模型提取特征信息，建立一系列血迹陈旧度判别依据，得到更精确的判别血迹物理特性与其陈旧度的检测方法与设计方法。 基于高光谱相机，设计和搭建血迹的高光谱成像系统，通过系统得到血迹的二维图像信息与一维的光谱信息构成的三维数据立方体。对血迹的高光谱图像进行预处理，得到不同波段下对应的高光谱图像；进行特征提取，得到较为清晰的部分波段的高光谱图像；基于图像融合技术，对特征波段的高光谱图像进行融合，得到清晰的血迹图像。 对血迹的光谱提取特征信息，通过实验利用光谱分析技术以及化学计量方法，总结出具有高精度的血迹陈旧度分析模型。设计和搭建实验平台，验证该模型在血迹检测上的效

7、果与血迹陈旧度分析上的准确性。二、 论文的框架结构第一部分：引言随着高光谱成像技术的逐渐成熟，它已经被应用到很多领域，这些领域大到航天航空，小到医学的舌苔成像，猪肉的细菌检测等等，其功能的强大性已经渐渐显现出来，也获得了各国的重视。本课题针对犯罪现场的血迹检测，尤其是犯罪现场的潜在血迹检测提出了基于高光谱成像技术的血迹形态特征检测方法。通过该方法能够有效的对血迹进行检测和分析，弥补了高光谱成像技术在犯罪现场血迹分析应用方面的一项空白。因此基于高光谱成像技术的血迹形态特征检测系统的研究具有宽广的研究空间和应用前景。第二部分：光谱拍摄技术及分析技术1.高光谱成像系统的组成和成像原理 2.光谱分析技

8、术第三部分：基于高光谱成像技术的血迹形态检测实验设计 1.实验仪器及样品2.实验平台的搭建3.实验步骤第四部分：血迹形态检测实验结果的处理与分析1.高光谱图像融合技术2.高光谱图像融合理论3.图像融合结果的定量评价指标4.不同血迹样本的高光谱图像融合三、研究进度计划1.下达任务时间：2018 年 10月 10 日2.论文开题时间：2018 年 3 月23 日拟定开题报告阶段，与老师积极沟通，查阅文献，深入了解光谱成像检验技术的原理及应用。3.论文撰写时间2018 年 3 月 23 日至 2018 年 4 月1 日进一步学习有关光谱成像技术的理论知识，为以后的论文奠定基础。结合基层实际公安工作情

9、况，展开调研工作，收集理论素材，以渗透或半渗透客体上的汗液指纹为重点，完成检材的制作。总结理论分析时遇到的问题，探究问题的解决方法。根据理论分析比较的进展情况，依照学院对本科毕业论文格式的要求撰写论文初稿。4.中期检查时间：2018年 4月 3 日审查论文初稿。这个阶段的重点是研究如何写出合格的学术论文，应该按照科技论文的写作要求，讨论写作大纲，对科学术语的使用、分析处理结果的认识和评估都应做到准确、正确。5.论文检测时间： 2018 年4 月 9 日6.论文答辩时间： 2018 年 4 月 20 日四、参考文献1钱乐祥,泮学芹,赵芊.中国高光谱成像遥感应用研究进展J,国土资源遥感,2004,

10、(04),4-9. 2 罗亚平.犯罪现场血迹形态分析概论J.公安大学学报,2002,30(4):36-38. 3 闵建雄.浅谈血迹分类J.刑事技术,2002,5:36-374 耿青国.浅析杀人案件现场中血迹的勘验 J. Journal of Jilin Public Security Academy,2008, 23(2). 5 史 越 丹 , 邵 鲲 . 浅 议 犯 罪 现 场 血 迹 形 态 的 记 录 方 法 J.Journal of Hunan Public SecurityCollege,2008,20(1). 6 孙钟玫,任卫.利用四甲基联苯胺喷剂显现潜血足迹J.刑事技术,1997,(4)7 吕