Использование компьютерных технологий в экспертизе восстановления измененных и уничтоженных маркировочных обозначений Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

использование компьютерных технологий в экспертизе восстановления измененных и уничтоженных маркировочных обозначений

© Семенов Константин Петрович

кандидат технических наук, доцент, начальник кафедры информатики и применения компьютерных технологий в раскрытии преступлений Саратовского юридического института МВД России

8 (845-2) 379-309, И semenov1976@bk.ru

© РАЙГОРОДСКИЙ Владимир Михайлович

кандидат физико-математических наук, доцент, доцент кафедры криминалистического обеспечения раскрытия преступлений Са ратовского юридического института МВД России

8 (845-2) 379-205, И Vladimir_rai@mail.ru

Рассматривается методика проведения экспертизы восстановления измененных и удаленных маркировочных обозначений. Особое место уделено применению компьютерных технологий, позволяющих повысить информативность данного исследования и решить вопрос о первоначальном значении маркировочного обозначения.

Ключевые слова: экспертиза, маркировочное обозначение, компьютерные технологии, метод наложения

Методика восстановления маркировочных обозначений включает в себя два разнородных исследования и, по сути, является комплексным.

Первое из них - трасологическое, связано с изучением площадки с удаленными обозначениями с целью установления факта удаления и использовавшихся при этом методов и инструментов. В процессе трасологических исследований происходит изучение штрихов восстановленных обозначений.

Второй вид исследования - материало-ведческое - имеет целью изучение групповой и родовой принадлежности материала объекта, что в значительной мере определяет метод восстановления и качество восстановленных обозначений.

Перед экспертами в данном роде экспертизы ставятся вопросы о подлинности, первоначальности номерных обозначений, о том, каким способом (заводским или самодельным) были они нанесены и подвергались ли изменениям.

Проставление маркировочных знаков на изделиях в заводских условиях в процессе их производства может производиться одним из следующих способов [1]: штамповкой; гравированием, которое может быть электрическим, с помощью лазера, механическим либо ручным (с помощью штихеля); отливкой; травлением (химическим или электрохимическим); вырезанием; выжиганием.

Методы удаления и изменения маркировочных обозначений на изделиях можно разделить на следующие группы:

а) удаление всего номера целиком;

б) удаление отдельных знаков;

в) изменение имеющихся знаков без удаления.

Удаление маркировочных знаков производят, как правило, механическим воздействием на материал в месте расположения маркировки на всю глубину рельефа обозначения. При этом происходит выравнивание поверхности изделия в месте нанесения маркировки [4]. Чаще всего удаление обозначений производят шлифовкой наждачным кругом, напильником, наждачной бумагой, абразивным камнем. Реже используют ножовки, стамески, зубила и другие предметы с острой режущей кромкой. Кроме того, удаление маркировочных обозначений может осуществляться на токарных, фрезерных, строгальных и др. станках, а также с помощью гравировальных инструментов. Удаление может производиться высверливанием маркировочных обозначений с последующей заливкой отверстий легкоплавкими сплавами и шлифовкой поверхности.

Восстановление удаленных маркировочных обозначений на изделиях возможно в тех случаях, когда при их нанесении происходит изменение каких-либо физико-механических или иных свойств материала: остаточных напряжений (деформаций) кристаллической структуры, растворимости, остаточного намагничивания, плотности, электропроводности и т.д.

Для восстановления удаленных обозначений на металлах применяют в основном две группы методов:

1) физические;

2) химические и электрохимические.

Наибольшее распространение при восстановлении удаленных и измененных маркировочных обозначений получили химические методы. Связано это с их универсальностью и простотой реализации.

Принцип химических методов состоит в селективности (избирательности) процесса травления, т.е. в различии скоростей травления в деформированных и недеформированных участках поверхности материала. Химически активнее и быстрее происходит растворение

тех участков, где присутствуют изменения в структуре материала. Состав травителя в каждом конкретном случае зависит от вида материала и технологии его изготовления.

Для металлов и сплавов состав травителя зависит, в первую очередь, от группы самого исследуемого металла либо от группы металла, в основном присутствующего в сплаве.

Для полимеров подбор травителей осуществляют опытным путем по результатам проб на нейтральных участках материала изделия. Для наиболее часто употребляемых полимеров травители известны [4].

Типичные вопросы, которые могут быть поставлены на разрешение эксперта при проведении экспертизы восстановления измененных и уничтоженных маркировочных обозначений, обычно следующие:

1. Подвергались ли уничтожению или изменению заводские знаки на изделии?

2. Если да, то каким способом и с использованием каких инструментов?

3. Каково первоначальное значение заводского номера?

Процесс проведения экспертизы состоит из пяти этапов:

- предварительное исследование;

- подготовка объекта к процессу восстановления;

- восстановление удаленных знаков;

- фиксация восстановленных обозначений;

- оформление результатов экспертного исследования.

На предварительной стадии исследования производят его общий и детальный осмотр, измерение объекта, определяют природу материала и его родовую принадлежность, устанавливают факт удаления или перебивки знаков, изучают характер имеющихся следов, по которым определяют способ и технические средства удаления. На этом же этапе производят фотофиксацию общего вида объекта и участка удаленного обозначения. Фотографирование необходимо производить по правилам масштабной (детальной) съемки.

Подготовка объекта к процессу восстановления заключается в очистке поверхности от загрязнений, ржавчины, окислов. Очистку производят тампонами, смоченными водой или органическими растворителями: ацетоном, керосином, бензином и т.д., стараясь не повредить исследуемый участок. После очистки поверхности участок маркировочного обозначения шлифуют, освобождая поверхность материала от грубых дефектов, возникших при удалении знаков. Инструмент, используемый для шлифования, зависит от материала объекта. Для объектов из стали используют шлифный напильник, затем

последовательно грубую и мелкую наждачную бумагу. Шлифовку необходимо производить в направлении, перпендикулярном основному направлению трасс, осторожно, снимая минимальный слой материала, чтобы в наименьшей степени затронуть слои, лежащие ниже дефектного объема материала.

Шлифовку необходимо производить до тех пор, пока на образце не останутся единичные наиболее глубокие трассы, расстояние между которыми намного превышает толщину выявляемых штрихов.

Устранение всех без исключения трасс, вопреки мнению, распространенному в литературе, нецелесообразно, т.к. при этом происходит уменьшение толщины деформированного приповерхностного слоя, хранящего информацию об уничтоженном изображении. Частичное удаление данного слоя приводит к ухудшению качества восстановленных знаков. При незначительной толщине деформированного слоя или полном его отсутствии восстановить изображение практически невозможно. В том случае, если шлифование поверхности произвести, не удаляя единичные трассы, оставшиеся на площадке с маркировочными обозначениями и расположенные на значительном расстоянии друг от друга, возможно сохранение большей толщины деформированного слоя. Поскольку расстояние между этими трассами намного больше толщины выявляемых штрихов, они не могут ухудшить визуальный контроль выявленных обозначений.

Оформление результатов экспертного исследования имеет ту же последовательность, что и его проведение. В фототаблице приводят снимки общего вида объекта, маркировочной площадки (участка с удаленным маркировочным обозначением), выявленных обозначений. В том случае, если выявленные обозначения плохо читаются на фотоснимке, необходимо включить в фототаблицу дополнительный снимок с выявленным обозначением, на котором проводится разметка знаков. Для этого выявленные штрихи обводят с двух сторон красителем контрастного цвета на небольшом расстоянии от них.

В случае возникновения сомнений в отношении какой-либо выявленной цифры или буквы в резюмирующей части заключения и выводах необходимо привести все возможные варианты данного знака. Если предположения в отношении конкретного знака отсутствуют, в исследовательской и резюмирующей части заключения необходимо дать описание выявленных штрихов. Так же, как и при полном отсутствии выявленных штрихов, результат восстановления данного конкретного элемента маркировочного обозначения при этом считается отрицательным.

В этом случае необходимо указать причину, по которой оказалось невозможным восстановить первоначальное содержание маркировки.

В том случае, когда эксперт может поставить в соответствие выявленному штриху определенный ограниченный набор цифр или букв, он делает вывод о принадлежности выявленного штриха (штрихов) данной группе. Например: «Третий элемент выявленного обозначения может быть цифрой о, 9 или буквой О». Подобный вывод делается субъективно, на основе зрительного восприятия выявленного штриха экспертом. Кроме того, данный вывод мало информативен, поскольку фактически не позволяет ответить на поставленный перед экспертом вопрос о первоначальном значении маркировочного обозначения.

Повысить информативность данного исследования, а в случае, когда выявленные штрихи не позволяют поставить им в соответствие конкретный ограниченный набор цифр или букв, решить вопрос о первоначальном значении маркировочного обозначения, возможно с применением экспертного метода наложения, реализованного при помощи компьютерных технологий, в частности, с помощью известного графического редактора Adobe Photoshop.

Обоснование возможности применения математического обеспечения рассмотрены в [2]. Рассмотрим алгоритм решения задач по исследованию выявленных маркировочных обозначений, а также пример решения задачи данного класса применительно к конкретным маркировочным обозначениям с помощью графического редактора Adobe Photoshop CS2. Необходимые сведения по инструментам и средствам графического редактора Adobe Photoshop приведены в [3].

При решении задачи о первоначальном значении измененного (уничтоженного) маркировочного обозначения требуется провести наложение изображений выявленных штрихов на изображение эталонного символа. Эксперту, занимающемуся проведением подобного рода экспертиз, целесообразно иметь библиотеку изображений символов шрифта, которым наносилось первоначальное маркировочное обозначение, и использовать эти символы в качестве эталона. Представляется целесообразным иметь цветное1 изображение каждого эталонного символа на отдельном слое. В этом же файле на отдельном слое следует иметь изображение масштабного элемента. В этом случае эксперт получает возможность достаточно быстро «набрать» любой номер и сверить с ним

1 Авторы рекомендуют использовать зеленый цвет (00FF00).

изображения выявленных штрихов не только посимвольно, но и в совокупности.

Пример такого «эталонного шрифта» приведен на рис. 1 - в файле на отдельных слоях представлены изображения цифр, которые набивают на двигателях автозавода ВАЗ (в нашем случае использовали обозначение на двигателе ВАЗ 2103). Получение такого «эталонного файла» является достаточно сложной задачей, но она решается однократно - полученный «эталонный файл» может быть использован для проведения экспертиз по данному классу объектов.

- разместить объекты на разных слоях в точности друг под другом.

Для решения первой задачи необходимо иметь на изображении масштабный элемент. Ее решение обычно проводят по следующей схеме: 1. При помощи инструмента Измерение измерить единицу деления масштабной линейки и рассчитать масштабный коэффициент к=М ал/ М , где М - единица масштабной линейки

рис' ^ реал ^ ^

(как правило, 1 см), а Мрис - размер отображения этой единицы на фотографии. Например, если один сантиметр масштабной линейки отобра-

Рис. 1. Пример электронного «эталонного шрифта»

Решение задачи компьютерного наложения выявленных штрихов и эталонных цифр проводится по следующей схеме:

1) геометрическая подготовка исследуемого изображения;

2) выделение (маскирование) на исследуемом изображении выявленных штрихов;

3) подготовка образцов и проведение цифрового наложения;

4) анализ результатов наложения.

Рассмотрим каждый из этапов более подробно для случая, когда один из накладываемых объектов - символ (набор символов) эталонного шрифта, а другой - выявленный штрих (набор выявленных штрихов).

Геометрическая подготовка изображения.

При геометрической подготовке необходимо решить следующие задачи:

- уравнять масштабы изображений объектов;

зился в 8 мм на фотографии, то масштабный коэффициент к=10/8=1,25.

2. Повторить п. 1 для второго изображения.

3. Изменить размер одного из изображений, умножив его длину (или ширину) на соответствующее отношение масштабных коэффициентов.

Достаточно удобно иметь файл с эталонным шрифтом в таком масштабе, чтобы измерения по нему сразу же давали реальные результаты (т. е. 1 см масштабной линейки при измерении его по изображению давал бы 1 см). Тогда потребуется выполнить п. 1 для изображения с восстановленными штрихами и изменить его размер в соответствии с п. 3. Геометрические размеры всех объектов будут равномерно искажены в соответствии с масштабным коэффициентом, и любые измерения по изображению со штрихами будут сразу давать реальные результаты. При применении

этого приема следует помнить, что изменение геометрического размера без изменения геометрического разрешения (а именно так происходит масштабирование размеров изображения по умолчанию) приводит к потере качества и смазыванию мелких деталей. Поэтому, если с изображением предполагается проводить дальнейшие детальные исследования, этот прием лучше не применять.

Решение второй задачи обычно осуществляют по следующей схеме:

достижения этой цели могут потребоваться предварительные измерения углов.

3. При помощи направляющих или сетки происходит разметка прямоугольников, соответствующих позициям символов маркировочного обозначения.

4. Слои с эталонными символами перемещаются таким образом, чтобы исследуемые эталонные символы встали в размеченные прямоугольники. При необходимости создаются дополнительные слои с эталонными цифрами.

Рис. 2. Изображение выявленных штрихов, вставленное в файл с эталонными символами. Горизонтальная направляющая показывает линию, по которой выровнены символы измененного маркировочного обозначения

1. Изображение с выявленными штрихами копируется как слой в файл с эталонными символами.

2. Скопированный слой поворачивается таким образом, чтобы линия, по которой были выровнены символы маркировочного обозначения, стала строго горизонтальной. Для

На рис. 2-4 проиллюстрированы описанные этапы.

Выделение (маскирование) на исследуемом изображении выявленных штрихов. Методика решения этой задачи зависит от конкретного объекта экспертизы, количества и качества выявленных штрихов, качества цифрового изображения штрихов. Достаточно часто

Рис. 3. Размеченные направляющими прямоугольники, соответствующие позициям символов маркировочного обозначения

8о

Рис. 4. Номер 5437280, созданный в размеченных позициях из эталонных символов. Каждый из эталонных символов размещен на отдельном слое

приходится проводить многоэтапное выделение, комбинируя различные инструменты и режимы выделения. Во многих случаях целесообразным представляется применение в качестве основных инструмента Магнитное Лассо или режима Быстрая маска.

Пример выделения выявленных штрихов с сохранением маски выделенной области в альфа-канале приведен на рис. 5.

И MtHi l.ptrfjfc ■10. JS [0. *||ы)и 1H8J

- убрать видимость основного изображения (как вариант - создать между нижним слоем с основным изображением и стопкой остальных слоев новый слой с белой основой).

Анализ результатов наложения. Для визуального анализа результатов цифрового наложения нужно включить для верхнего слоя режим «Умножение». Области, в которых выявленные штрихи совпали с эталонными цифрами,

Рис. 5. Маска выделения выявленных штрихов, сохраненная в альфа-канале

Подготовка образцов и проведение цифрового наложения. На этом этапе необходимо подготовить образцы, которые будут сравниваться с эталонными символами. Для обеспечения наилучших результатов рекомендуется придерживаться следующей последовательности действий:

- создать вверху стопки новый прозрачный слой, сделать его активным;

- выбрать цвет заливки1 выявленных штрихов;

- не снимая выделения с выявленных штрихов (при необходимости загрузив выделение из альфа-канала), произвести заливку нового слоя выбранным цветом;

1 Авторы рекомендуют использовать красный цвет (FF0000).

потемнеют (в случае использования в качестве базовых зеленого и красного цветов - закрасятся в черный цвет). Несовпадающие области своего цвета не изменят.

На рис. 6 приведен пример цифрового наложения выявленных штрихов, показанных на рис. 5, и эталонных цифр, показанных на рис. 4.

Из рис. 6 видно, что третья цифра в ряду не соответствует выявленному штриху. На рис. 7 приведен второй вариант наложения, где в качестве третьей эталонной цифры использовался правильный символ - цифра 8. Как видно, выявленный штрих полностью лег на эталонный символ.

Наибольшую сложность из всего процесса исследования представляет выявление первона-

Рис. 6. Цифровое наложение выявленных штрихов и эталонных цифр. Третий эталонный символ - цифра 3

Рис. 7. Цифровое наложение выявленных штрихов и эталонных цифр. Третий эталонный символ - цифра 8

чальных маркировочных обозначений. Связано это с условиями нанесения и удаления знаков. Повышение вероятности благоприятного исхода восстановления знаков может быть достигнуто привлечением в этот процесс информационных технологий. В данной работе предпринята попытка применения компьютерных технологий в процессе восстановления измененных и уничтоженных маркировочных обозначений, показана принципиальная возможность и пример ее решения.

Библиографический список 1. Поль К. Д. Естественнонаучная криминалистика. Опыт применения научно-технических средств при расследовании отдельных видов преступлений [Текст] / Пер. с нем. - М., 1985.

2. Райгородский В. М., Семенов К. П. Информативность результатов экспертизы восстановления измененных и уничтоженных маркировочных обозначений [Текст] // Информационная безопасность и компьютерные технологии в деятельности правоохранительных органов: межвуз. сб. - Вып. 6. - Саратов, 2007. - ISBN 978-5-7485-0407-2.

3. Семенов К. П., Нешко А. Н. Компьютерные технологии в экспертной деятельности [Текст] : учеб. пособие. Ч. I. - Саратов, 2008.

4. Устинов С. Н., Струков В. М. Восстановление уничтоженных рельефных изображений на металлах, полимерах и дереве [Текст] // Экспертная практика. - 1989. - № 27.