Sistemas espectrales de televisión para exámenes forenses.

Sistemas espectrales de televisión para exámenes forenses.

V. V. Butusov, N. P. Kornyshev, Ph.D., profesor asociado, O. F. Rodionov, V. I. Chelpanov

Actualmente para exámenes forenses de documentos, sistemas espectrales de televisión (TSS) están empezando a ser ampliamente utilizados.

TSS se refiere a equipos de televisión combinados, con cuya ayuda, según técnicas forenses estándar, se llevan a cabo las siguientes investigaciones:

• detección de diversos tipos de falsificaciones de documentos : identificación de huellas de grabado, borrados mecánicos, adiciones, correcciones, así como establecer la secuencia de ejecución del texto, firmas y aplicación de sellos y timbres (a lo largo de trazos que se cruzan);
• establecer un método para aplicar sellos y estampillas: forma de impresión calcográfica, alta y plana, determinar las diferencias entre una impresión de sello estándar y una impresión de sello en un documento;
• establecer un método para producir formas de documentos (planas ( offset), tipografía, impresión calcográfica);
• detección de la presencia de marcas especiales, sellos, microfuentes y otros elementos de seguridad en documentos y valores;
• detección de bajo contraste, bajo -huellas luminiscentes en documentos;
• identificación de textos rellenados, tachados o descoloridos (descoloridos), registros formados por trazos prensados ​​o realizados en papel carbón, etc.;
• identificación de la estructura del material del documento;
• identificación de la estructura del tejido;
• detección de contaminantes en los tejidos (hollín y residuos de aceites minerales) durante lesiones por arma de fuego y accidentes de transporte;
• detección de rastros de sangre lavados, así como rastros de sangre ubicados en objetos abigarrados, oscuros y sucios.

TSS le permite realizar investigaciones en los siguientes modos:

• en rayos UV reflejados, rayos visibles y rayos IR;
• en rayos visibles o IR transmitidos;
• análisis de luminiscencia en la región visible del espectro bajo la influencia de rayos UV;
• análisis de luminiscencia en la región IR del espectro bajo la influencia de rayos visibles;
• en luz oblicua;
• análisis espectrozonal.

A continuación, en la Fig. 1, se muestran algunas imágenes de fragmentos de documentos obtenidos utilizando sistemas espectrales de televisión.

Fragmento de un pasaporte reflejado en luz visible (izquierda) e IR (derecha)
Un fragmento de un pasaporte en luz visible oblicua (izquierda) y IR transmitida (derecha)
Licencia de conducir (luminiscencia ultravioleta)
Sello fiscal en luz visible reflejada (izquierda) y luminiscencia ultravioleta del número del sello y tira protectora (derecha)
Billete de banco en luz visible reflejada (izquierda) y luminiscencia infrarroja de fibras de seguridad (derecha)

Fig.1. Ejemplos de imágenes de fragmentos de documentos obtenidos utilizando TSS.

Actualmente, podemos distinguir condicionalmente tres series de modelos de TSS, que se diferencian entre sí en su propósito y, en consecuencia, en su nivel de complejidad.

La primera gama de modelos incluye TSS para el análisis rápido de documentos en puestos de control como “DVC Portable (Suiza), “Regula 4004M” (Bielorrusia), TSS-3M (Rusia).

La segunda gama de modelos TSS, destinada a realizar investigaciones documentales en departamentos forenses a nivel de distrito y ciudad, incluye sistemas como “VSC-4 (Gran Bretaña), “VSK-1”, “Expert ” (Rusia).

Los TSS pertenecientes a la tercera gama de modelos, destinados a la investigación en profundidad de documentos en unidades forenses de los niveles regional y republicano, deben considerarse sistemas como «VSC-1», «VSC-2000 (Gran Bretaña), «Docubox». , “Docuzenter” (Alemania) ), ED-1100” (Bielorrusia), así como Russian Expert-K”, “Rainbow”.

La mayoría de los TSS están disponibles en blanco y negro o color. La ventaja de la versión en blanco y negro es su alta sensibilidad.

Los sistemas espectrales de televisión en color, además de las capacidades de los de blanco y negro, permiten la observación de imágenes en color de objetos examinados en la región visible del espectro bajo iluminación directa y oblicua, así como bajo luminiscencia bajo la influencia de la radiación ultravioleta. rayos.

Esto permite realizar un análisis comparativo de los objetos en estudio basado en diferencias de color con muestras de referencia y aumentar significativamente la eficiencia en la identificación de falsificaciones de documentos y valores con elementos de seguridad de color, por ejemplo por ejemplo, sellos de Oryol e iris, cuadrículas de fondo, fibras o imágenes luminiscentes de colores, etc.

Consideremos las características de construcción de un TSS para cada uno de los modelos enumerados usando el ejemplo de los sistemas domésticos TSS-3M, «Expert» y «Rainbow».

Sistema espectral de TV TSS-3M

Este sistema es diseñado para el análisis rápido de documentos directamente en los puestos de control de la policía de tránsito, aduanas, diversos servicios de seguridad, etc.

Fig. 2. Aspecto del sistema espectral de televisión TSS-3M.

Características del sistema:

• eficiencia, simplicidad y conveniencia del análisis rápido de documentos;
• corrección de señal de video para una detección efectiva de luminiscencia
• la capacidad de medir las dimensiones lineales y angulares de sellos y estampillas usando Vasos extraíbles con rejillas medidoras

Composición del sistema:

.

• analizador
• monitor en blanco y negro (color) con una diagonal de pantalla de 9 o 12?

Características técnicas:

Sensibilidad espectral 365-1000 nm
Resolución 375 líneas telefónicas
Tamaño de campo controlado 32×42 mm
Tamaño de documento controlado 297×210 mm
Tensión de alimentación 220 V
Dimensiones totales:
— analizador 231x248x260 mm
— monitor 233x225x213 mm
Peso:
— analizador 7 kg
— monitor 5 kg

Diagrama funcional y características de diseño del analizador TSS-3M

El diagrama funcional del analizador TSS-3M se muestra en Fig. 3.

Arroz. 3. Diagrama funcional del analizador TSS-3M

1. Fotodetector;
2. Unidad de selección de modos de funcionamiento con unidad de entrada de filtro C2. ;
3.Ventilación combinada con filtros de luz C1;
4.Plano objeto con ventana transparente;
5.Pinza plegable con fuente de luz transmitida incorporada.

Característica TSS -3M [N. P. Kornyshev, O. F. Rodionov, “Sistema de televisión para control de documentos”, patente nº 2094849, b. Y. 30, 1997, N. P. Kornyshev, O. F. Rodionov, N. G. Troshin,

Sistema espectral de televisión”, patente 2066930, b.i. No. 26, 1996] es un diseño que garantiza la máxima simplicidad, alta eficiencia y conveniencia del análisis rápido de documentos.

El documento que se examina se coloca en un plano del objeto — 4 con una ventana transparente y se presiona con una abrazadera plegable con una fuente incorporada — 5 de luz transmitida, que al mismo tiempo protege el documento que se examina de la luz extraña. El TSS-3M proporciona un enfoque fijo en el plano del sujeto.

El documento que se examina se ilumina a través de una ventana transparente con luz ultravioleta, visible o infrarroja, encendida en una fuente de excitación de luminiscencia combinada. (LVS) — 3 V dependiendo del modo de funcionamiento seleccionado del bloque — 2. El bloque 2 proporciona, simultáneamente con el encendido de la fuente de luz con espectro de absorción C1, la entrada delante del fotodetector -1 del filtro de luz C2, resaltando el espectro de luminiscencia.

La unidad de ventilación combinada TSS-3M tiene una fuente de luz UV con un filtro UFS-5 y una fuente de luz azul-verde con un filtro SZS-21.

El conjunto de filtros de luz C2 El TSS consta de dos filtros de luz: tipo ZhS11 para aislar la luminiscencia en la región visible del espectro bajo la influencia de la luz ultravioleta y KS-19 para aislar la luminiscencia infrarroja bajo la influencia de la luz azul-verde.

Sistema espectral de televisión « Expert»

Este sistema está diseñado para la investigación de documentos en laboratorios forenses.

Fig. 4. Sistema espectral de televisión «Expert»

Características del sistema:

• la presencia de una caja protectora de luz, que brinda la posibilidad de trabajar con objetos volumétricos y extendidos;
• examen fragmento por fragmento de objetos grandes instalando el analizador directamente sobre el objeto en estudio;
• aumento de las dimensiones del campo de visión (60×90 mm) y cambio múltiple discreto de 4x en la escala de la imagen mediante el cambio rápido de lentes;
• corrección de la señal de vídeo para una detección efectiva de rastros luminiscentes en documentos en las regiones visible e IR del espectro;
• la presencia de 20 filtros de luz, realizados en forma de 2 líneas, que resaltan partes individuales del espectro en el rango de 400 a 1000 nm, para realizar estudios espectrozonales de objetos.

Composición del sistema:

• analizador;
• fuente de alimentación;
• fuente de luz con caja protectora de luz;
• monitor en blanco y negro (color) 9& #8243;, (12”).

Características técnicas:

Rango espectral 365-1000 nm
Resolución 375 líneas telefónicas
Tamaño del campo de visión en estudio 60×90, 15 x 22 mm
Tensión de alimentación 220 V
Dimensiones totales:
—  analizador 306x234x256 mm
— fuente de alimentación 50x135x74 mm
— fuente de luz 325x240x88 mm
— monitor 223x225x13 mm

Peso:
— analizador 5,0 kg
— fuente de alimentación 1,5 kg
— fuente de luz 2,6 kg
— monitor 5,0 kg

Diagrama funcional y características de diseño del analizador TSS Expert

El diagrama funcional del analizador TSS Expert se muestra en la Fig. 5.

Fig. 5. Diagrama funcional de TSS “Expert”

1. Fuente de luz transmitida;
2. Caja protectora de luz con puertas batientes;
3. Ventilación combinada con filtros de luz C1;
4. Fijación óptica con unidad de entrada para una línea de filtros de luz C2;
5. Fotodetector.

Una característica especial del diseño del TSS Expert es la presencia de una pequeña caja protectora de luz — 2 con puertas plegables, dentro de las cuales el objeto en estudio se encuentra en el plano del objeto de la fuente de luz transmitida — 1.

Ventilación combinada — 3 es similar al ventilador TSS-3M . El accesorio óptico — 4 ofrece la posibilidad de hacer un zoom discreto de 4x cambiando las lentes, así como de subenfocar la imagen del objeto en estudio, cuya necesidad puede surgir cuando se coloca en una caja protectora de luz.

La unidad de entrada de filtro le permite insertar reglas con filtros de luz de un juego estándar de anteojos de colores en la sección de trabajo trasera de las lentes.

Volver- Como fotodetectores se utilizan cámaras de televisión montadas en blanco y negro o en color con sensibilidad aumentada de “EVS”.

TSS «Expert», gracias al mayor conjunto de filtros de luz C2 que resaltan el espectro de luminiscencia, permite, en comparación con TSS-3M, realizar estudios espectrozonales más detallados.

Sistema espectral de televisión « Rainbow-2»

Este sistema está diseñado para realizar estudios forenses en profundidad de documentos y otras pruebas materiales en laboratorios forenses. y centros. La apariencia del sistema se muestra en la Fig. 6.

Fig. 6. Sistema espectral de televisión «Raduga-2»

Capacidades del sistema:

• Entrada de imagen en Computadora y su procesamiento adicional;
• Fuentes de iluminación pulsada de alta potencia;
• Cambio suave en la escala de la imagen (lente con zoom de 6, 10, 16x);
• Aumento significativo campo de visión.

Características del sistema:

• la alta intensidad de iluminación en el rango UV, asegura una detección efectiva de objetos luminiscentes (fragmentos) en el modo UVL;
• la presencia de fuentes de iluminación pulsada de alta potencia en los rangos visible y UV, asegura la detección de objetos débilmente luminiscentes (fragmentos) en los modos PCL y UVL;
• la capacidad de cambiar el espectro de una fuente de luz visible pulsada reemplazando filtros adicionales del kit de accesorios;
• la capacidad de acumular (integrar) imágenes cuando se trabaja con una computadora para identificar fragmentos o elementos de bajo contraste del objeto en estudio;
• los tamaños grandes y el diseño original de la caja protectora de luz le permiten para examinar objetos y documentos tridimensionales, carpetas archivadas;
• gran campo de visión (120×160 mm) y cambio suave de 6, 10 y 16 veces en el zoom de la imagen usando una lente de zoom;
• la presencia de 20 filtros de luz en forma de líneas, que resaltan partes individuales del espectro en el rango de 400 a 1000 nm, para realizar estudios espectrozonales de objetos;
• entrada de imágenes en una computadora, su procesamiento adicional (incluido el uso de editores gráficos estándar), creación de un archivo de imágenes;
• fuente de luz adicional mediante diodos emisores de luz brillantes, que proporciona iluminación de la superficie en estudio con un diámetro de 20 mm.

Composición del sistema:

• analizador;
• tarjeta para entrada de imágenes en una computadora, tipo Tarjeta de captura PCI;
• software.

Especificaciones:

Espectral rango 254-1000 nm
Resolución:
— versión blanco y negro 500 tel.lin.
— opción de imagen en color 400 tel.lines
Número de filtros 20 piezas.
Tamaño del campo de visión estudiado durante la operación:
— con lente variable 6x de 112×148 mm a 21×28 mm
— con lente de zoom 10x de 105×140 mm a 12×16 mm
Tensión de alimentación 220 V
Dimensiones totales del analizador 550x260x410 mm
Peso del analizador 15 kg

Diagrama funcional y características de diseño del analizador Raduga TSS

El diagrama funcional del analizador TSS Raduga se muestra en la Fig. 7.

Fig. 7. Diagrama funcional de TSS “Rainbow”

1. Fuente de luz transmitida;
2. Caja protectora de luz con paredes plegables;
3. Ventilación combinada;
4. Ventilación por impulsos en el rango visible;
5. Ventilación por impulsos en el rango UV;
6. BCT;
7. Ventilación combinada con LED.

Una característica especial del diseño del TSS Raduga es la presencia de una caja protectora de luz agrandada, ventiladores UV continuos más potentes (2×15 W para 254 y 365 nm), así como ventiladores pulsados ​​para detectar objetos débilmente luminiscentes en las regiones visible e infrarroja. del espectro. TSS «Rainbow» tiene un ventilador LED combinado adicional, con el que, en una caja protectora de luz, se puede iluminar un objeto con luz con una longitud de onda de 470, 567, 590, 615, 626 o 655 nm en un campo con un diámetro de unos 30 mm

Echemos un vistazo más de cerca al BKT TSS Rainbow”, que se muestra en la Fig. 8.

Fig. 8. Diagrama funcional del BKT TSS “Rainbow”

1. Lente correctora;
2. Lente variable;
3. . Unidad de control de lentes varifocales;
4. Unidad de entrada de filtro;
5. Fotodetector.

El BKT utiliza una lente varifocal motorizada -2 de COMPUTAR con un factor de zoom de 6,10 o 16x.

Para asegurar su funcionamiento en campos de visión de 160×120 mm con un aumento suave de escala a una distancia que permita minimizar la pérdida de luz del objeto en estudio, se instala una lente correctiva — 1 frente a la lente varifocal del bloque -3, la escala, el enfoque y la apertura de la lente varifocal se controlan aplicándola a los motores de voltaje de control correspondientes.

Usando la unidad de entrada de filtro 4, C2 filtra de un conjunto discreto (línea) de gafas ópticas de colores se introducen en la sección de trabajo trasera de la lente.

El diseño de la unidad permite, si es necesario, reemplazar las reglas y así cambiar las características espectrales del BKT. Como fotodetector — 5, BKT utiliza cámaras de televisión sin marco de la empresa EWS con mayor sensibilidad de imágenes en blanco y negro o en color.

La cámara de imágenes en color está adaptada para funcionar en una amplia gama de espectro desde la región UV de onda larga (380 nm) hasta la región IR cercana del espectro (1000 nm).

Para hacer esto, el filtro de paso de banda delante del color Se elimina la matriz. La reproducción cromática correcta cuando se trabaja en el rango visible del espectro se logra instalando un filtro de luz correspondiente en un conjunto discreto, idéntico al filtro de paso de banda remoto.

La señal de video del BKT se suministra a través de una unidad de corrección (UKVS), que le permite aumentar el contraste de la imagen resultante mediante la fijación adicional del nivel de negro y la amplificación de la señal de video, a la salida TCC, conectada a un dispositivo de entrada de imágenes en una PC o en un dispositivo de visualización de video.

Características del funcionamiento TSS en modo pulso

Consulte la figura. 9 con diagramas de tiempo.

Fig. 9. Diagramas de tiempo del proceso de obtención
de una trama de televisión de información en el modo de funcionamiento por pulsos del TSS.

1. Pulsos de sincronización de trama (CSI );
2. Pulso de activación del flash;
3. Flash;
4. Marco de información;
5. Señal para grabar una imagen en la memoria.

En el modo de funcionamiento por impulsos del TSS, es necesario garantizar la sincronización de los procesos de encendido de la lámpara de flash y grabación del cuadro de televisión de información individual que sigue al flash.

Para este propósito , se genera un impulso de disparo en relación con el ISI (diagrama 1), que garantiza que la lámpara de flash se active durante el escaneo del fotograma hacia adelante (diagrama 3) y la formación de un relieve potencial de la escena iluminada. sección de acumulación de la matriz CCD.

El cuadro de televisión que sigue al flash es informativo (diagrama 4) y debe grabarse en el dispositivo de memoria (diagrama 5).

Un solo cuadro, especialmente cuando se visualiza una imagen de bajo contraste, es muy ruidoso. La supresión de ruido para una escena estática se puede llevar a cabo sumando la señal en la memoria digital durante varios ciclos de exposición al pulso y promediando posteriormente su número.

A pesar de algunas dificultades para lograr la sincronización, el algoritmo descrito anteriormente se puede implementar controlando una lámpara de flash a través del puerto COM de la PC y grabando imágenes a través de un dispositivo de entrada de imágenes estándar que admita el modo de visualización de hardware OVERLAY.

En este caso, el impulso del flash se puede vincular a los momentos de actualización de la imagen en el búfer de video de la PC y considerarse como ciertos fotogramas del sistema, cuya duración depende de los parámetros de la PC y del dispositivo de grabación de video. Para garantizar que el momento del destello se incluya consistentemente en el escaneo del cuadro de avance del sensor de televisión, el pulso de disparo debe tener un retraso de software ajustable.

Además, para fijar el cuadro de información, es necesario proporcionar la selección de software de uno de varios fotogramas del sistema, actualizado en el búfer de vídeo de la PC después de que se genera la señal de control del flash.

Esta opción de control ha demostrado ser bastante estable cuando se opera el TSS con PC de varias modificaciones, a partir de Intel PII 300 MHz, sin embargo, para cada sistema es necesario seleccionar los valores de retardo individualmente.

Lupa para TV «Video Mouse VM-2»

La lupa para TV está diseñada para examinar fragmentos de documentos con una ampliación de 40-60x.

Fig. 10. Lupa de televisión «Ratón de vídeo VM-2»

La lupa de televisión tiene los siguientes modos de funcionamiento:

• amplio espectro, creado mezclando colores azul (470 nm), verde (567 nm) y amarillo (590 nm);
• región espectral azul (470 nm);
• región espectral verde (567 nm);
• región espectral amarilla (590 nm);
• región espectral roja ( 655 nm);
• Región IR del espectro (810 nm);
• luz oblicua en la región verde del espectro (567 nm);
• oblicua luz en la región IR del espectro (810 nm);
• luminiscencia IR.

Características técnicas:

Resolución 375 líneas telefónicas
Tamaño del campo controlado 3×4 mm
Tensión de alimentación 12 V
Consumo de corriente, no más 250 mA
Dimensiones totales 120x75x65 mm
Peso 0,5 kg

Se conecta directamente:

• al blanco y negro analizador TCC cualquiera de las opciones básicas;
• a un microscopio de televisión;
• a un interruptor de señal de vídeo;
• o usarse de forma independiente con una fuente de alimentación y un monitor.

Diagrama funcional y características de diseño de VM-2

El diagrama funcional de VM-2 se muestra en la Fig. 11.

Fig. 11. Diagrama funcional de VM-2

1. Fotodetector;
2. Unidad de entrada de filtro C2;
3. Fuente de luz combinada que utiliza LED;
4. La superficie del documento que se examina.

Una característica especial del VM-2 es su diseño [S. A. Arkhipov, A.N. Gerasimov, N.P. Kornyshev, “Dispositivo de lectura”, patente nº 2134932, b. Y. 23, 1999]. VM-2 proporciona la capacidad de visualizar luminiscencia IR al iluminar un objeto con LED azules e introducir 1 filtro de luz C2 tipo KS-19 delante del fotodetector mediante el nodo -2.

Tabla de características comparativas de TSS para una investigación en profundidad de documentos

Tabla de características comparativas de TSS para una investigación en profundidad de documentos

Analizando los parámetros técnicos disponibles en el mercado de venta de equipos de televisión para investigar la autenticidad de documentos y otras pruebas materiales, podemos afirmar la presencia de una gama bastante amplia de TSS, que permite al consumidor resolver con éxito sus problemas.

En la tabla comparativa de características, se dan los parámetros de los mejores análogos nacionales y extranjeros de equipos para la investigación en profundidad de documentos.

Al mismo tiempo, podemos observar el nivel técnico bastante alto de los TSS de producción rusa y bielorrusa, lo que permite a estos sistemas competir con éxito en el mercado interno con equipos importados similares.

El Las principales tendencias en el desarrollo de TSS se dirigen a saturar los equipos con funciones de servicio programadas desde el PC. En particular, trabaje en modo automático según un algoritmo determinado para estudiar documentos con grabación de imágenes obtenidas en varios modos, control automatizado del posicionamiento de los filtros de luz, escala y apertura en el BKT.

Otra dirección en el desarrollo de los TSS es aumentar su sensibilidad, selectividad y resolución.

El aumento de la sensibilidad está asociado con la mejora de las características energéticas de la ventilación mecánica y la mejora de los parámetros de los fotodetectores: sensibilidad y relación señal-ruido.

La mayor selectividad está asociada con el uso de filtros de interferencia de banda estrecha, que permiten una diferenciación más fina a lo largo del espectro para detectar diferencias de color en documentos, así como resaltar ciertas áreas en el espectro de luminiscencia.

Un aumento en la resolución está asociado con el uso de CCD de formato completo — matrices que garantizan el cumplimiento del estándar de retransmisión televisiva.

Para obtener imágenes con mayor resolución en un futuro próximo, cabe esperar el uso en TSS de cámaras digitales adaptadas para trabajar en condiciones de funcionamiento específicas. del sistema, en particular, en un rango espectral extendido con respecto a la parte visible.