浅析全波段CCD在影像技术中的作用

[摘 要]全波段CCD可在波长200-1200纳米光谱范围进行摄影，包括紫外线、可见光和红外线。它可将不可见光图像实时转化为可见光图像，并可实现低照度情况下微弱信号的采集以及高质量图像的采集和处理， 集痕迹检验、文件检验、数字照相和图像处理于一体，对于痕迹检验、文件检验等有重要的作用。

[关键词]公安 影像技术 CCD

中图分类号：D918 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）28-0274-01

1 前言

全波段CCD系统最初是由美国研制，最初应用于航天、军工科学技术领域，该设备主要采用延长曝光时间和降低噪声的方法，在照度低或者痕迹物证很微弱的情况下，可以获得较为清晰的图像，同时也能较为有效减低客体背景的干扰。该设备是目前较为先进的公安机关基层实验室影像专业设备。全波段CCD系统是一套紫外、可见光、红外图像高分辨率实时显示和专业图像处理设备。它可将不可见光图像实时转化为可见光图像，并可实现低照度情况下微弱信号的采集以及高质量图像的采集和处理，可以帮助痕迹检验、文件检验、数字照相和图像等工作的开展。

2 全波段CCD的技术特点

全波段CCD 系统采用深度半导体制冷技术，在外界环境温度为+20℃时，最低制冷温度可达到-70℃，通过降低工作温度可以减少暗电流，提高信噪比，实现长时间曝光，捕获极其微弱的信号。全波段CCD系统采用积分曝光技术，同时量化并获得同一图像中的强信号和弱信号。该系统的感光范围160nm-1100nm，记录的是黑白图像，是用灰阶来反映和记录图像的色别和层次的，其灰度级从1到65553，拍摄时通过软件选择系统的增益和读出速度，能获得反差增强的痕迹物证图像，对一些反差极微弱的痕迹图像，可以显示其特征。全波段CCD系统敏感波段宽，该系统的光谱敏感范围为200nm-1200nm，可以进行紫外区、可见光区、红外区照相等。

3 全波段CCD技术在影像技术中的应用

3.1 搜寻现场痕迹物证

全波段CCD的工作方式是能够以较高的频率脉冲式完成曝光，并相应在一台调焦预览监视器屏幕上显示图像，虽然不是真正连续地实地显现紫外图像，而是间断跳跃式地“实时显示”，但是也能使操作人员能及时看到将要采取的影像的效果。调焦取景完毕后采用积分曝光方式，所搜寻范围的指印在曝光完成后输入计算机在监视器观察到采取的影像。由于全波段 CCD 系统内致冷功能，对非常微弱的信号仍然有较高的灵敏度，因此对一些很微弱的潜在指印，运用它进行搜寻的成功率也较高。

3.2 指纹检验

在运用全波段CCD系统进行指纹检验过程中，可以采用与激光指纹检验技术类似的方法，包括直接检验法、染料覆膜粉末法、茚三酮法、染料漂染法等，适用于潜在指纹、血染指纹、血迹、足迹等物证的观察、提取和检验。在激光指纹检验技术中使用的化学药品DFO在全波段CCD系统下也会有强烈的荧光。总之运用全波段CCD系统可以有效地消除痕迹背景干扰，增强影像反差。

3.3 文件检验

在书写墨水检验方面上，部分品牌的墨水在多波段光源照射下显现出荧光，而且也有多种颜色变化。另外，书写文件上的墨水经薄层分析法分层后的层析图，在多波段光源下，某些成份会产生强烈荧光，而且荧光带的部位也存在差别，故而可方便地区别不同品牌的墨水。证件、纸币真伪鉴别方面上，全波段CCD系统则是一项利器。真伪纸币的纸质、水印、荧光标识和金属标识线在全波段CCD系统观察下，差异明显，可作为判断的依据。对于掩盖涂污文件的检验，用修改液销涂的字迹，在全波段CCD系统观察下可以清晰地看到原书写的内容，其他方面的检验，如印泥、墨水转印、色带或笔序的鉴别与激光检验相同。

3.4 法医物证检验

法医物证常见的、血清、唾液、油脂等人体分泌在全波段CCD系统观察下产生荧光，因而可以轻易地识别其斑迹位置，特别是对深色衣物上的体液检验更明显。

3.5 枪弹残留物检验

发射后的弹药残留痕迹中存在着钡盐，在全波段CCD系统观察下呈现橙色荧光颗粒状分布，可作为判别发射入口的依据，实验表明在黑色载体上采用全波段CCD系统拍摄室内更容易观察钡盐颗粒的存在。

3.6 足迹显现

对足迹的显现目前有物理方法、化学方法和光学方法等。在光学方法中主要有配光照相方法、分色照相方法、偏振光照相方法和紫外反射照相方法。对于这些光学方法，用全波段CCD系统都能进行拍摄显现。相对于普通相机来说，全波段CCD系统在这些光学显现方法中，其显现速度更快，而且显现效果更为理想，特别是在紫外反射照相中其优点更为明显。全波段CCD系统需要的曝光时间是1-5分钟，同时可以调整整个足迹各个部位曝光均匀，使输出图像在反差和明亮度上保持一致。

4 结语

随着科学技术的快速发展，全波段CCD不但直接输出数字化图片，还可以实时校验修正，使得整个影像技术的数字化进程大大加快;不仅减少了感光胶片冲洗印放等环节，大大提高了工作效率，还为影像技术获得的实时性、有效性奠定了坚实的基础。但同时需要注意的是，随着光源、光照等条件限制与影响，如何有效的去噪成为值得深入思考的问题。

参考文献：

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作者简介：

李燕京（1986-）男，湖南嘉禾人，广东省深圳市公安局龙华分局刑警大队，助理工程师，主要从事影像检验工作。

陈磊（1986-）男，广西武宣人，广西梧州市公安局龙圩公安分局刑侦一大队，助理工程师，主要从事影像检验工作。