4. Особенности съемки и обработки изображений

с использованием средств цифровой фотографии

Появление цифровых фотографических средств значительно модернизировало известные методы криминалистической фотографии (репро-, макро, микрофотографию, съемку в невидимой зоне спектра и контрастирующую фотографию), устраняя из процесса изготовления снимков наиболее сложные и рутинные операции (приготовление растворов, обработка фотоматериалов), упрощая ряд сложных исследовательских методов (суммирование изображений, фотографическое маскирование, фильтрация деталей, спектрозональная съемка). Вместе с тем, необходимо учитывать и ряд особенностей их использования.

Особенности съемки с использованием средств цифровой фотографии. При использовании цифровых средств съемки в криминалистической фотографии неизменными остаются правила и рекомендации размещения объекта, выбора масштаба съемки, установки освещения и т. п. Они достаточно подробно освещены в литературе по криминалистической фотографии. Поэтому в данной лекции рассматриваются только особенности применения компьютерных методов исследовательской фотографии: выбора технических средств для фотографирования объектов, параметров съемки, организации освещения.

Репродукционная съемка плоских объектов (документов) и поверхностных следов осуществляется с помощью планшетных сканеров. Они позволяют с достаточным контрастом воспроизводить штриховые оригиналы, передавать в изображении яркостные и цветовые оттенки полутоновых и многоцветных оригиналов, обеспечивая строгую равномерность освещения. Задачи репродукционной фотографии для оригиналов – черно-белых и цветных, штриховых и полутоновых реализуются при выборе соответствующих параметров съемки для каждого из них.

Сканирование может производиться из любой графической программы (программы обработки изображений в среде Windows) – Adobe Photoshop, Photo Enhancer, Photo Editor и др., поддерживающей стандарт TWAIN.

Макросъемка объемных предметов и следов производится с использованием цифровых фото-, теле-, видеокамер и проекционных сканеров. Крупногабаритные объекты (длинноствольное огнестрельное оружие, одежду) фотографируют с помощью цифровых любительских фотокамер. Объекты средних размеров (орудия взлома, пистолеты, ножи, замки) и более мелкие (пули, гильзы, пломбы, детали взрывных устройств) фотографируют с помощью студийных цифровых фотокамер, проекционных сканеров, или цифровыми теле- и фотокамерами, установленными на фотографических установках типа «Уларус».

Макросъемка при небольших масштабах от 1:10 до 2:1 посредством указанных средств не вызывает затруднений. Однако большинство из них не рассчитано на производство съемки при больших увеличениях. Так, бытовые телекамеры (системы наблюдения), которыми укомплектованы экспертные лаборатории Волгоградской академии МВД России, рассчитаны на проведение съемки в масштабе от 1:10 до 1:1 и от 4:1 и выше, следовательно, широкий круг объектов выпадает из сферы экспертного исследования. Восполнить этот пробел возможно посредством применения профессиональных цифровых фотокамер, предназначенных для макросъемки, проекционных сканеров, бытовых видеокамер форматов VHS, VHS-C, miniDV и других, имеющихся в экспертных подразделениях МВД. Благодаря объективам с переменным фокусным расстоянием такие видеокамеры могут обеспечивать при съемке диапазон увеличений от 1:10 до 5:1 при достаточно больших предметных расстояниях (около 30-40 мм).

Светоприемники современных цифровых средств обладают очень высокой чувствительностью (не ниже 400 ед. ISO). При съемке трасологических, баллистических следов и других объектов, где основным средством выявления идентификационных признаков служат различные виды направленного света, качество изображения снижается из-за неравномерности освещения, появления бликов по центру кадра. Вследствие этого недостатка невозможна съемка с их помощью объектов и следов при светлопольном освещении.

При высокой освещенности и наличии на поверхности объекта бликующих деталей светоприемная поверхность матриц или линеек заполняется избыточными зарядами, которые «перетекают» в соседние ячейки, что приводит к дефектам изображения в виде светлых полос. Это явление получило название «блуминг». Оно устраняется при рассеянном освещении, которое получают: экранированием осветителей, молочными фильтрами, помещая объект в «световой колодец», ограничивая световой поток диафрагмой, применяя поляризационные фильтры.

Более жесткие, чем в традиционной фотографии, требования предъявляются и к равномерности освещения, поскольку даже незначительные отклонения от равномерности могут привести к значительной «зашумленности» получаемого изображения на отдельных участках.

Для микросъемки объектов используют микрофотографические установки, состоящие из микроскопа (типа МБС или МСК) и соединенной с ним теле-, видео- или цифровой фотокамеры. Они позволяют исследовать объекты в широких пределах увеличений, предъявляя те же требования к освещению, что и при микросъемке.

Спектральная чувствительность светоприемников в цифровой фотографии – от 200 до 1100 нм (некоторые устройства – до 1500 нм в ИК-диапазоне), что позволяет использовать их при проведении исследований в невидимой зоне спектра.

В УФ-фотографии применение цифровых средств возможно как при съемке в отраженных УФ-лучах, так и видимой люминесценции. Результаты, получаемые при съемке в отраженных УФ-лучах, сопоставимы по качеству с результатами на традиционных фотоматериалах, а по ряду показателей их превосходят. Так, элементы штрихов вытравленного текста на изображениях, получаемых с помощью цифровых средств, имеют более высокий контраст, чем основной текст. Традиционный же метод не дает существенных различий между данными элементами исследуемого объекта. С помощью цифровых средств упрощается съемка видимой люминесценции, поскольку светоприемники цифровых фотоаппаратов и видеокамер более интенсивно реагируют на видимое световое излучение, чем на ультрафиолетовое. Поэтому при фотографировании нет необходимости применять заградительные светофильтры. Отсутствие аккумулирующей способности у светоприемников цифровой техники затрудняет регистрацию люминесцентного свечения низкой интенсивности. До некоторой степени устранить этот недостаток можно, используя в цифровых фотоаппаратах и видеокамерах режим съемки при низкой освещенности, а также методы цифровой обработки изображений.

Съемка в ИК-зоне с использованием цифровых средств дает положительные результаты при съемке объектов в отраженных и проходящих ИК-лучах, позволяя выявлять залитые и заклеенные записи в документах. Однако инфракрасное люминесцентное свечение из-за слабой его интенсивности зарегистрировать достаточно сложно. Для увеличения его энергетической мощности необходимы эффективные источники возбуждающего излучения свечения (люминесцентные газоразрядные лампы, лазеры и др.).

Качество получаемых в результате съемки цифровыми средствами изображений зависит от такой характеристики технических средств (видео-, теле-, цифровых фотокамер и печатающих устройств), как разрешающая способность¹. Разрешающая способность устройств (ввода и вывода) показывает минимальный размер точки, различаемой устройством ввода и воспроизводимой устройством вывода. Устройства с более высоким разрешением позволяют работать с мелкими деталями и обеспечивают лучшее качество воспроизведения изображения (например, принтер с разрешением 1200 точек на дюйм обеспечивает более высокое качество, чем принтер с разрешением 600 точек на дюйм). Разрешение при съемке с использованием цифровых средств следует выбирать так, чтобы обеспечить выявление всех значимых мелких деталей объектов и следов (трасс следа скольжения, номерных знаков на оружии и т. д.).

Особенности методов цифровой обработки изображений. Цифровое представление изображения в компьютере позволяет в последующем обработать его программными средствами. Компьютерные программы обработки изображений (например, Adobe Photoshop) позволяют улучшить качество изображения и выделить из имеющейся информации необходимую для расследования.

Потребность улучшения качества изображений определяется как погрешностями (аппаратными ошибками) при вводе изображений (например, светофильтры сканера могут привести к преобладанию красного тона в изображении), искажениями, вызванными оптическим или отображающим оборудованием (например, когда круг выглядит овальным из-за того, что на мониторе масштаб изображения различен по ширине и высоте), так и отличающимися условиями съемки (изменением освещенности, различным спектральным составом источников света и т. д.).

При проведении экспертных исследований очень часто требуется выделить из имеющегося фотографического изображения слаборазличимые и невидимые криминалистические признаки объектов. Подобного рода задачи возникают при фотографировании малоконтрастных объектов (следов), объектов, имеющих широкий интервал яркостей, и при получении изображений в условиях низкой освещенности (например, на месте происшествия).

Для решения этих задач, как и в традиционной технологии, вначале используют первичные методы изменения контраста, так называемые аналоговые методы, применяемые на стадии съемки (особые условия освещения, цветоразличение, люминесцентный анализ и т. п.). Цифровая обработка данных изображений программными методами позволяет довести уровень выявляемых деталей до необходимой степени наглядности.

Программные методы являются компьютерными аналогами традиционных, но основаны на математически воспроизводимых операциях цифровой обработки изображений. Они позволяют увеличивать резкость изображений, выделять контуры деталей, выявлять слабовидимые детали, подавлять помехи, повышать контраст изображения при работе со слабовидимыми следами и записями в документах, исправлять пространственные искажения изображений и т. д.