В сотрудничестве с JFE Techno Research Corporation и Национальным научно-исследовательским институтом полицейских наук профессор Сота Такаюки (Школа передовых наук и инженерии) разработал устройство «Криминалистический гиперспектральный сканер», основанное на методах гиперспектральной визуализации, которое может различать многослойные отпечатки пальцев на отдельные отпечатки. и обнаруживать необработанные скрытые отпечатки пальцев на таких поверхностях, как стены и магнитные стороны железнодорожных билетов.Устройство достаточно компактно, чтобы его можно было хранить в чемодане, и способно обнаруживать сигналы жиров и аминокислот в отпечатках пальцев или жидкостях неинвазивно и без физического контакта. Даже с развитием технологии профилирования ДНК уникальность и постоянство отпечатков пальцев делают их полезными в судебной криминологии. Благодаря превосходным методам идентификации, устройство улучшит возможности групп судебно-медицинских экспертов и внесет вклад в более безопасное общество, позволяя пользователям быстро идентифицировать и арестовывать подозреваемых.
Также ожидается, что с усовершенствованием это устройство будет способно быстро и точно идентифицировать жертв стихийных бедствий по их отпечаткам пальцев. Устройство потенциально может открыть дверь для идентификации скрытых отпечатков пальцев на основе их флуоресцентных спектров. Демонстрационные испытания надежности устройства начались при полном сотрудничестве Национального исследовательского института полицейских наук с октября 2014 года.
Революционный «судебно-гиперспектральный сканер»1. Фон
С момента создания системы непрофессиональных судей становится все более важным представлять доказательства уголовного преступления, невидимые невооруженным глазом, в легкодоступных изображениях в суде. Даже с развитием технологии профилирования ДНК уникальность и постоянство отпечатков пальцев является ценным криминалистическим активом при идентификации подозреваемых. Слабым местом существующих методов (порошковых, жидких, газообразных и т. Д.) Является их неспособность идентифицировать и отличать скопившиеся отпечатки пальцев и отпечатки рук от таких объектов, как магнитные поверхности железнодорожных билетов и фотобумага.
2) Цель исследования
Целью этого исследования является разработка компактного устройства спектроскопической визуализации на основе методов гиперспектральной визуализации, способного обнаруживать побочные продукты человека, такие как жиры, аминокислоты в скрытых отпечатках пальцев и жидкостях, неинвазивно и без физического контакта.3) Новые методыПри разработке устройства был использован метод гиперспектральной визуализации (HIT), который первоначально был разработан как метод дистанционного зондирования для наблюдения Земли из космоса.
Этот метод позволяет за короткое время накапливать огромный куб данных или гиперспектральные данные (HSD), которые включают двумерную информацию о местоположении и спектральную информацию. Спектральная информация относится к такой информации, как спектры поглощения, спектры флуоресценции побочных продуктов человека. Настройка HIT и устройства измерения расстояния, которое измеряет расстояние до объекта, позволяет создавать изображение отпечатка пальца, сопоставимое с базой данных отпечатков пальцев, которой Япония может похвастаться во всем мире.
4) Результаты и выводы исследованийНа изображении 1 ниже показан компактный и портативный судебно-медицинский гиперспектральный имидж-сканер, используемый для обнаружения видимых длин волн. Во время лабораторной демонстрации в Национальном научно-исследовательском институте полицейских наук конфигурация мощного зеленого лазера и устройства с фильтром оранжевого цвета продемонстрировали возможности обнаружения, превосходящие возможности существующих методов обнаружения отпечатков пальцев.
На изображении 2 представлены изображения (а) скрытого отпечатка ладони на стене и (б) отпечатка пальца на магнитной стороне железнодорожного билета, оба из которых были невидимы невооруженным глазом, но впервые были обнаружены с помощью флуоресцентного HSD, полученного при возбуждении зеленым лазером. Используя флуоресцентный HSD, можно точно разделить двухслойные отпечатки пальцев на отдельные отпечатки с высокой вероятностью успеха (70% на данном этапе). Пример процесса можно увидеть на изображении 3. (a) — цветное изображение, снятое обычной однообъективной зеркальной камерой CCD, (b) — восстановленное изображение на основе флуоресцентного HSD и (c) и (d) являются, соответственно, отпечатком ладони и отпечатком пальца, разделенными с помощью флуоресцентного HSD. Зеленый (красный) спектр на (e) указывает на типичный флуоресцентный спектр части отпечатка пальца (отпечатка ладони), отображаемого зеленым (красным) прямоугольником на (b).
Отпечаток ладони был очень старым, и дату его оттиска установить невозможно. Однако было понятно, что поверх старого отпечатка ладони отпечатался новый отпечаток пальца. Человеко-машинный интерфейс устройства позволяет пользователям легко управлять им и изучать необходимую информацию, содержащуюся в HSD.
5) Исследования и социальная значимостьЭто революционное устройство для обнаружения отпечатков пальцев, которое может не только неинвазивно и без физического контакта идентифицировать и обнаруживать скрытые отпечатки пальцев, но также может разделять многослойные отпечатки пальцев с помощью спектроскопии на отдельные отпечатки. В некоторых отношениях он превосходит существующие методы обнаружения отпечатков пальцев, и поэтому ожидается, что использование устройства в сочетании с существующими методами окажет огромное влияние на идентификацию лиц и подозреваемых в совершении преступлений. Следовательно, ожидается, что, предотвращая и сдерживая преступность, это устройство поможет создать более безопасное общество, а с улучшениями, как ожидается, станет бесценным методом для быстрого выявления жертв стихийных бедствий.
Конфигурация системы защищенной передачи и устройства могут позволить пользователям мгновенно проверять данные по всеобъемлющей базе данных, и если этот метод будет реализован, мы увидим резкое сокращение времени, необходимого для идентификации людей.6) Дальнейшие исследования
Мы получили отзывы от сотрудников криминалистических лабораторий префектур относительно портативности и удобства использования Судебно-гиперспектрального тепловизора, изображенного на Рисунке 1. В настоящее время проводятся совместные испытания с Национальным институтом полицейских исследований для улучшения функциональности и удобства использования устройства.Флуоресцентный HSD предполагает, что флуоресцентные спектры отпечатков пальцев меняются со временем. Это заставляет нас думать, что в принципе мы должны уметь определять временной период отпечатка пальца на основе флуоресцентных спектров.
Мы считаем, что это стоит изучить. Важно отметить, что мы одновременно разработали судебно-медицинский гиперспектральный сканер, который можно использовать в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн. Устройства нельзя использовать, когда фоновые шумы мешают сигналам.
В этой ситуации следует использовать устройство формирования флуоресцентных спектральных изображений с временным разрешением и / или устройство формирования когерентных спектральных изображений антистоксова комбинационного рассеяния для обнаружения необработанных скрытых отпечатков пальцев. Можно использовать первое устройство, чтобы отличать сигналы скрытого отпечатка пальца от фоновых шумов / сигналов, а когерентные сигналы, используемые в последнем устройстве, по существу не имеют фона.
Оба эти устройства были разработаны в Национальном научно-исследовательском институте полицейских наук (JFE Techno Research Corporation). Новые задачи будут заключаться в создании уникальной системы, состоящей из трех устройств, каждое из которых играет дополнительную роль в идентификации и обнаружении скрытых отпечатков пальцев неинвазивно и без физического контакта.