基于高光谱成像技术的血迹形态特征检测研究

摘要

血迹的形态检测与陈旧度特征分析一直都是刑事案件侦破的重要因素之一。通过有效的手段对犯罪现场血迹进行处理，可以得到大量关于犯罪现场尤其是潜在的犯罪现场的潜在物证信息。传统的血迹检测普遍应用直接观察法、试剂法等，而光电学应用到血迹分析中也仅仅是使用很简单的光源法，这些方法在犯罪现场的应用都有很大的局限性，而且很容易破坏血迹本身的成分，不利于案件的取证和侦破。　　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。　　本课题的主要研究工作如下：　　（1）提出了新的血迹形态特征检测方法——基于高光谱成像技术的血迹形态特征检测方法。在实验的实际操作中，搭建了高光谱成像系统，通过高光谱成像技术在不同波段下对现场血迹进行成像，取得了血字迹、血指纹、常规血迹和潜在血迹在不同波段对应的高光谱图像，将拍摄的二维图像信息与一维的光谱信息结合起来构成三维的数据立方体。对复杂状态、复杂环境下的血迹进行检测与分析。　　（2）将基于小波变换的高光谱图像融合方法应用于血迹形态特征检测中。通过高光谱相机在不同波段下对现场血迹进行成像，而不同波段下的图像会呈现出血迹某一方面特征的极致放大，通过不同波段下图像的融合即把这些被极致放大的特征集聚在一起，完成物体图形的重组，而重组出来的图像就会更加真实的反映血迹本身的形态特征信息。因此，基于高光谱图像融合技术的血迹分析系统设计会更加真实的反映血迹的形态特征，提高血迹识别的精准度。　　（3）提出了新的血迹陈旧度检测方法——基于光谱分析技术的血迹陈旧度检测方法。通过光纤光谱仪实验平台检测得到了血迹在不同陈旧度，不同介质（玻璃、白色书写纸、塑料膜）上的光谱信息。　　（4）采用光谱分析技术，对玻璃、白色书写纸、塑料膜三种介质上不同陈旧度血迹的吸光度进行分析，探讨其与死亡时间的关系。研究发现三种介质上的血迹随时间推移，吸光度都呈上升趋势，与死亡时间密切正相关。

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1 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 基于高光谱成像技术的血迹形态特征检测方法的提出

1.4 基于光谱分析技术的血迹陈旧度检测方法的提出

1.5 课题主要研究内容

1.6 本章小结

2 高光谱成像技术及光谱分析技术

2.1 高光谱成像技术

2.2 高光谱成像系统的组成和成像原理

2.3光谱分析技术

2.4 本章小结

3 基于高光谱成像技术的血迹形态检测实验设计

3.1 实验仪器及样品

3.2 实验平台的搭建

3.3 实验步骤

3.4 本章小结

4 血迹形态检测实验结果的处理与分析

4.1高光谱图像融合技术的提出

4.2高光谱图像融合理论

4.3图像融合结果的定量评价指标

4.4不同血迹样本的高光谱图像融合

4.5 本章小结

5 基于光谱分析技术的血迹陈旧度检测实验设计

5.1实验仪器及样品

5.2 实验平台的搭建

5.3 实验步骤

5.4 本章小结

6血迹陈旧度检测实验结果的处理与分析

6.1光谱数据预处理

6.2 经过预处理后的不同介质血迹光谱图

6.3不同介质血迹光谱数据分析

6.4 不同介质血迹陈旧度回归方程的验证

6.5 本章小结

7 结论与展望

7.1 课题总结

7.2 未来展望

致谢

参考文献

附录

个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果