CC BY
31
АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ЭКСПЕРТНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
© СЕМЕНОВ Константин Петрович
кандидат технических наук, доцент, начальник кафедры информа тики и применения компьютерных технологий в раскрытии пре ступлений Саратовского юридического института МВД России.
8 (845-2) 379-309, И [email protected]
© НЕшКО Андрей Николаевич
кандидат юридических наук, старший преподаватель кафедры информатики и применения компьютерных технологий в раскрытии преступлений Саратовского юридического института МВД России.
8 (845-2) 379-253, И [email protected]
В статье рассматривается возможность применения цифровых технологий (сканера и растрового графического редактора) в экспертной деятельности на примере отдельно взятой экспертной задачи: исследования оттисков печатей на предмет их идентичности. Рассматриваемая методика проведения такого вида экспертиз основывается на оптическом наложении оттисков печатей.
Ключевые слова: экспертиза документов, сканирование документов, исследование оттисков печатей, метод наложения, компьютерные технологии, Adobe РЬО^р.
Вс
► современном мире нет ни одной отрасли жизнедеятельности человека, где бы не применялись цифровые технологии. Борьба с преступностью не является исключением. В практике иностранных правоохранительных органов такие технологии используются уже несколько десятилетий. В России, в силу ряда причин, по сей день множество процессов делается вручную или традиционными методами и средствами, что увеличивает затраты времени, сил и не всегда дает наилучший результат. Широкому применению цифровых технологий в криминалистике и экспертной деятельности мешают несовершенство нормативно-правовой
базы, отсутствие апробированных методик проведения экспертиз. Следует отметить, что в последнее время ситуация «сдвинулась с мертвой точки», экспертно-криминалистические подразделения стали оснащаться новой цифровой техникой, разрабатываются и внедряются в практику различные методики, базирующиеся на технологиях цифровой обработки информации.
В данной статье рассматривается возможность применения цифровых технологий (сканера и растрового графического редактора А^Ье РИоІюзИор) в экспертной деятельности на примере отдельно взятой экспертной задачи:
исследования оттисков печатей на предмет их идентичности. Рассматриваемая методика проведения такого вида экспертиз основывается на оптическом наложении оттисков печатей.
Рассмотрим методику проведения наложения оцифрованных изображений оттисков печатей с использованием графического редактора Adobe Photoshop1.
Решение задачи разбивается на несколько этапов:
1. Сканирование образцов (подготовка цифровых изображений).
2. Геометрическая обработка изображений.
3. Выделение на исследуемых изображениях оттисков печатей.
4. Подготовка образцов и проведение их цифрового наложения.
5. Анализ результатов наложения.
Рассмотрим каждый из этапов более подробно.
1. Сканирование образцов
При сканировании необходимо обращать внимание на следующие моменты:
- выбор разрешения;
- выбор режима сканирования;
- выбор формата сохранения файла с изображением документа.
При выборе разрешения следует руководствоваться следующими соображениями.
При высоких (1200 dpi и выше) разрешениях можно зафиксировать структуру и дефекты бумаги документа, характер растекания чернил, индивидуальные особенности следообразования в местах пересечения реквизитов документа, индивидуальные дефекты клише печати. С другой стороны, при таких высоких разрешениях существенно возрастают (до нескольких гигабайт) размеры файлов с изображениями, а производить обработку больших файлов на компьютерах стандартных конфигураций весьма проблематично2. Также на изображениях с высокими разрешениями могут появляться цифровые «шумы». Существенно увеличиваются время сканирования и требования к аппаратной конфигурации компьютера.
Средние (300-600 dpi) разрешения позволяют на приемлемом уровне зафиксировать форму и индивидуальные особенности оттиска печати, но не позволяют зафиксировать индивидуальные особенности следообразования в местах пересечения реквизитов документа.
Низкие (100 dpi и ниже) разрешения не позволяют в достаточной мере зафиксировать
1 Использовалась русифицированная версия Adobe Photoshop CS2.
2 Отчасти эту проблему можно решить, сканируя не весь
документ, а лишь его фрагмент с оттиском печати.
форму и индивидуальные особенности оттиска печати.
При выборе режима сканирования следует руководствоваться следующими рекомендациями.
Если оттиск печати выполнен тёмным насыщенным красителем на чистом листе бумаги или не пересекается с другими реквизитами документа, можно использовать режим битового сканирования3. Использование этого режима позволит, с одной стороны, зафиксировать индивидуальные особенности оттиска печати, а с другой стороны, максимально облегчит дальнейшее выделение оттиска.
Если оттиск печати или частные признаки на нём выполнены бледным красителем или имеют пересечения с другими реквизитами документа, следует использовать полноцветное сканирование (режим RGB) в высоком разрешении. В этом случае выделение оттиска печати будет несколько затруднено, но станет возможным выделить именно фрагменты оттиска (отсечь фрагменты не имеющих отношения к оттиску реквизитов) в местах пересечения оттиска печати и других реквизитов документа.
Наилучшим, с точки зрения авторов, форматом сохранения отсканированного изображения, является формат TIFF с отсутствием компрессии либо с LZW/ZIP компрессией. В качестве альтернативы можно использовать более универсальный и простой формат BMP. Искажающий формат JPG (или формат TIFF с jpeg-компрессией) использовать не следует.
2. Геометрическая обработка изображений
При геометрической обработке необходимо решить следующие задачи:
- уравнять разрешения изображений объектов;
- измерить (уравнять) диаметры оттисков печатей и удостовериться в их равенстве (в противном случае дальнейшее наложение смысла не имеет);
- выбрать и зафиксировать на каждом из накладываемых оттисков пару контрольных точек, измерить расстояние между ними и удостовериться в их равенстве.
В связи с особенностями программной реализации цифрового наложения растровых изображений (наложение может осуществляться только в режиме «пиксель в пиксель»), размеры пикселей накладываемых изображений должны быть равны, следовательно, должны быть уравнены и разрешения изображений. Отсюда и возникает первая задача.
3 Имеется ввиду сканирование в режиме Bitmap: пиксель может окрашиваться в чёрный или белый цвета.
Рис. 1. Измерение диаметра изображения оттиска печати
Если на исследование поступили бумажные документы с оттисками печатей, то их необходимо отсканировать в одинаковом разрешении и, желательно, в одном режиме. Если же исследование проводится с полученными ранее изображениями оттисков печатей1, их необходимо привести к одинаковому (лучше к большему) разрешению.
При этой операции могут измениться геометрические размеры запечатлённых оттисков, соответственно необходимо измерить и, при необходимости, уравнять, диаметры (либо другие измерения) изображений оттисков печатей. Измерение диаметра можно производить по следующей схеме: выставляются две параллельные направляющие, касающиеся изображения оттиска печати с разных сторон. Между ними проводится перпендикулярный им измерительный отрезок. Его длина и есть диаметр оттиска печати. Иллюстрация этого приема приведена на рис. 1.
Выбор и фиксация контрольных точек необходима для последующего размещения изображений сравниваемых оттисков в точности друг под другом. Контрольные точки следует выбирать исходя из следующих соображений: они должны находиться на разных концах оттиска печати (далеко друг от друга) и чётко проявляться на обоих сравниваемых оттисках.
В качестве контрольных точек можно выбирать звездочки, элементы букв, видимые на обоих сравниваемых оттисках. В силу «жёсткости» оттиска печати можно ограничиться двумя контрольными точками. Фиксируют каждую контрольную точку парой направляющих. Для идентичных печатей расстояния между контрольными точками должны быть равными (с учётом возможной погрешности 2-3%). Пример выбора и фиксации контрольных точек для изображения оттиска печати приведен на рис. 2.
3. Выделение на исследуемых изображениях оттисков печатей
Методика решения этой задачи зависит от конкретного объекта экспертизы, качества изображения оттиска, наличия пересекающих оттиск других реквизитов документа. Нередко приходится проводить многоэтапное выделение, комбинируя различные инструменты и режимы (добавления, вычитания, пересечения) выделения. В большинстве случаев целесообразным представляется применение в качестве основного инструмента выделения Волшебная палочка2 с различными настройками. При этом эталоном может служить как фрагмент изображения оттиска печати, так и фрагмент фона документа с последующей инверсией выделенной области3.
1 Следует учитывать, что при сканировании истинные размеры документа, как правило, не изменяются. Если же цифровое изображение документа получено при помощи фотографирования, то для восстановления истинных размеров документа и его реквизитов фотосъёмку производят с использованием масштабного элемента.
2 Инструмент Волшебная палочка выделяет пиксели в изо -бражении исходя из их цветовой близости к указанному эталонному пикселю (эталонному цвету).
3 Инверсией называется смена состояния всех пикселей изображения на противоположное: выделенные пиксели становятся невыделенными и наоборот.
Рис. 2. Выбор и фиксация контрольных точек для изображения оттиска печати. Контрольные точки показаны стрелками
Достаточно часто изображение перед выделением подвергают тоново-цветовой коррекции - при помощи инструментов Уровни, Кривые, Яркость/контраст [1] и их аналогов искусственно улучшают контраст между оттиском и фоном документа. В ряде случаев хорошие результаты даёт применение инструментов Порог или Постеризация, позволяющих «разложить» изображение на два или несколько разных цветов с последующим выделением областей одного цвета.
Маску выделенной области желательно сохранить в альфа-канале файла изображения. Пример выделения выявленных штрихов с сохранением маски выделенной области в альфа-канале приведен на рис. 3.
4. Подготовка образцов и проведение их цифрового наложения
На этом этапе необходимо подготовить образцы, которые будут накладываться и сравниваться «на просвет». Для обеспечения наилуч-
Рис. 3. Маска выделения оттиска печати, сохранённая в альфа-канале. Стрелкой показана палитра Каналы
Рис. 4. Файл с двумя образцами, размещёнными на разных слоях.
Палитра Слои показана увеличенной. Видимость включена только для верхнего слоя
ших результатов рекомендуется придерживаться следующей последовательности действий.
1) Создать в одном из двух рабочих окон с исследуемыми объектами новый прозрачный слой, сделать его активным.
2) Выбрать цвет заливки1 выделенной области.
3) Не снимая выделения с оттиска печати (при необходимости загрузив выделение из альфа-канала), произвести заливку нового слоя выбранным цветом.
4) Повторить пп. 1-3 для другого объекта.
5) Скопировать созданный слой из одного файла в другой (слой по умолчанию вставится на верх стопки).
Результат этих действий проиллюстрирован на рис. 4. Вся дальнейшая работа проводится со вторым файлом.
Теперь необходимо разместить изображения сравниваемых оттисков друг под другом (то есть фактически провести цифровое наложение). Для этого потребуются выставленные ранее
Рис. 5. Применение инструмента Трансформация — поворот для наложения изображений оттисков печатей. Стрелкой показан центр поворота
1 Авторы рекомендуют использовать красный (FFoooo) и зеленый (ooFFoo) цвета.
Рис. 6. Цифровое наложение изображений оттисков печатей
направляющие, показывающие положения контрольных точек на нижнем (в данный момент невидимом) изображении оттиска печати. На этом этапе рекомендуется придерживаться следующей последовательности действий:
1) При помощи инструмента Перемещение совместить одну из контрольных точек оттиска печати на верхнем (видимом) слое с соответствующим перекрестьем направляющих, показывающих аналогичную точку оттиска на нижнем (невидимом) слое.
2) При помощи инструмента Трансформация — поворот, установив центр поворота в совмещённой ранее контрольной точке, повернуть верхний слой до совмещения и во второй контрольной точке (рис. 5).
3) Включить видимость второго слоя с изображением оттиска печати. При необходимости создать внизу стопки новый видимый слой, залитый белым (FFFFFF) цветом.
5. Анализ результатов наложения
Для визуального анализа результата цифрового наложения нужно включить для верхнего слоя режим Умножение. Области, в которых оттисков совпали с эталонными цифрами, потемнеют (в случае использования в качестве базовых зеленого и красного цветов - закрасятся в чёрный цвет). Несовпадающие области своего
цвета не изменят. Результат анализа проиллюстрирован на рис. 6.
Итоговое изображение распадается на три цвета. Тёмный (чёрный) цвет показывает совпадающие области оттисков, светлые (красный и зелёный) - несовпадающие области. Полученный результат достаточно удобен для анализа благодаря чёткому разделению на цвета [2]. Выделяя области нужного цвета при помощи инструмента Волшебная палочка, можно оценить эту область качественно (визуально) и количественно (определив количество пикселей в выделенной области при помощи гистограммы изображения).
Библиографический список
1. Семёнов К. П., Нешко А. Н. Компьютерные технологии в экспертной деятельности: учеб. пособие. Ч. I. - Саратов, 2008. - ISBN 978-57485-0565-9.
2. Семёнов К. П., Райгородский В. М. Использование компьютерных технологий в экспертизе восстановления изменённых и уничтоженных маркировочных обозначений // Информационная безопасность регионов. - 2009.
- № 1 (4). - ISSN 1995-5731.
