Методы криминалистической голографии

Получение изображений — далеко не главное и не единственное применение голографии. Голограмму, записанную по любому из рас­смотренных методов, можно использовать для проведения измере­ний геометрических размеров объектов. Это особенно актуально тогда, когда обмер реальных объектов затруднен или невозможен (например, при экспертизе рельефа следов скольжения). Здесь полез­ны способы реальной марки, вибрирующей диафрагмы, определения пространственного положения восстановленной точки, анализа про­филя поверхности объекта и др.

Применение перечисленных приемов в криминалистической практике наиболее перспективно при анализе следов удара и давле­ния (отжима), сопоставляемых с рабочими поверхностями проверя­емых орудий взлома. Они целесообразны в первую очередь там, где необходимо создание стерео- и псевдостереоэффекта, например при исследовании отпечатка бойка на капсюле гильзы. В качестве надеж­ных идентификационных признаков тут могут фигурировать макро­скопические и микроскопические особенности, в частности, незначи­тельные отклонения продольной оси бойка, асферичность его по­верхности, координатные характеристики рельефа и др. Важной за­дачей фототехнической экспертизы является точное установление

413

пространственного положения восстановленных по голограммам точек и расстояний между ними, в частности, при установлении по представленным следователем фотоснимкам механизма и простран­ственно-временных характеристик дорожно-транспортного проис­шествия.

Восстановление по голограмме точной копии волнового поля, рассеянного объектом, может быть использовано для анализа состо­яния последнего. В этом аспекте голографический метод представля­ется уникальным инструментом, поскольку позволяет сопоставить световые волны, зарегистрированные в разные моменты времени, а также запечатленную на голограмме и рассеянную самим объектом. Интерференция этих волн, разделенных неким промежутком време­ни, позволяет проанализировать состояния объекта, его деформации и др. Делается это посредством голографической интерферометрии. В отличие от оптической, позволяющей исследовать только полиро­ванные объекты, голографическая интерферометрия дает возмож­ность анализировать шероховатые криминалистические объекты, которых, разумеется, большинство.

Если на одной светочувствительной пластинке дважды зареги­стрировать голограмму и между экспозициями немного изменить положение или форму объекта (например, нагревая его), то после проявления такой дважды экспонированной фотопластинки на ней будут запечатлены оба изображения объекта в его разных состоя­ниях.

При восстановлении голограмму устанавливают так, чтобы опор­ный луч падал на нее примерно под тем же углом, что и во время регистрации интерференционной картины. Часть волнового фронта при этом отклоняется, формируя по обе стороны фотослоя два новых световых фронта, один из которых представляет собой точную копию первичного светового потока, отраженного запечатлеваемым предметом.

Интерференция двух волн оказывается существенной даже в том случае, если один и тот же предмет в промежутке между двумя экспозициями деформировался очень слабо. Так, с помощью голо­графии удается выявить невидимые следы, оставленные ногами пре­ступника на напольных покрытиях. После того как по ковру или другой толстой ткани, устилающей пол, прошел человек, на по­верхности остаются совершенно неразличимые вмятины — следы ног. Они очень медленно «заплывают» по мере того, как волокна ткани или ворсинки ковра распрямляются. Если в это время на одну и ту же светочувствительную пластинку с небольшим интер-

414

валом зарегистрировать две голограммы обследуемого участка пола, то окажутся запечатленными те ничтожные различия, которые об­разовались в результате распрямления волокон или ворсинок. Для этих целей разработана переносная голографическая камера на ру­биновом квантовом генераторе, которая уже используется в зару­бежной криминалистической практике. При голографировании бы-стропротекающих (например, взрывных) процессов нужны очень короткие выдержки. Здесь используются специальные установки с импульсным рубиновым лазером.

Применяется несколько разновидностей голографической интер­ферометрии: метод реального времени, двух экспозиций, усредне­ния во времени и стробоголографический. Наиболее прост и легко реализуем первый из них. После точного совмещения мнимого голо-графического изображения с исследуемым объектом последний под­вергается внешнему воздействию. Характер последнего выбирают в зависимости от качеств объекта, задач и условий экспертизы. В роли воздействующих факторов могут фигурировать локальное давление, вибрация, изменение температуры, влажности и др. В результате меняется расстояние от лазерного источника освещения до изобра­жения и самого объекта. В конечном итоге изменение состояния предмета будет характеризовать интерференционная картина сум­марного светового поля. Вариации этой картины наблюдаются одно­временно с изменениями самого объекта, отсюда и название «метод реального времени». Он удобен еще и тем, что позволяет исследовать динамику изменений характеристик объекта. Для фиксации голо­грамм здесь оптимальны фототермопластические среды, работаю­щие в реальном масштабе времени и почти не дающие усадок эмуль­сионного слоя.

Метод двух экспозиций предполагает запись нескольких голо­грамм на одну пластинку. Здесь на фотопластинку регистрируют две голограммы одного предмета, находящегося сначала в исходном со­стоянии, а затем после приложения воздействия. В обоих случаях опорная и объектная волны неизменны. Освещение опорной волной голограммы, записанной по этому методу, приводит к одновремен­ному восстановлению двух изображений предмета, соответствую­щих разным моментам времени. Использование импульсных лазе­ров обеспечивает визуализацию быстропротекающих процессов. На­пример, возможен анализ изменения плотности газа в ударной волне за пролетающей пулей при производстве судебно-баллистической экспертизы.

В тех случаях, когда нужно получить распределение напряжений или деформации в вибрирующих объектах, используется стробого-

лографический метод, или усреднение во времени. Тогда объект регистрируют на голограмме непрерывно, что позволяет зафиксиро­вать его изменения в каждый отдельный временной интервал. Изме­нения состояния объекта фиксируются с точностью, превышающей 0,1 мм. Рассмотренные разновидности голографической интерферо­метрии позволяют также обнаружить скрытые дефекты, микротре­щины, проанализировать распределение напряжений в деталях и узлах механизмов при производстве различных «технических» экс­пертиз. Важно, что интерференционно-голографические методы от­носятся к неразрушающим, ибо обеспечивают полную сохранность исследуемых объектов.

Важное направление голографической интерферометрии — уста­новление групповой принадлежности стекла, керамики и различных пластических масс. Исходной предпосылкой является то, что две части одного предмета, обнаруженные в разных местах (например, на месте происшествия и при личном обыске подозреваемого), если они изготовлены из одного и того же материала, не должны иметь существенных отличий в распределении интерференционных полос на восстановленном изображении. Метод дает хорошие результаты при исследовании поверхностного слоя бумаги в ходе технической экспертизы документов. Поскольку при подделке нередко прибегают к травящим веществам, изменяющим физические свойства бумаги, метод двух экспозиций с импульсным лазером в качестве источника излучения позволяет визуализировать и локализовать участок фаль­сификации документа.

Аналогичные задачи решаются и при установлении факта поддел­ки номеров на различных изделиях и деталях: огнестрельном и хо­лодном оружии, основных агрегатах и узлах автомобилей и др. На­бивка номерных знаков с помощью штампов вызывает локальные нарушения свойств материалов. При проведении исследования мето­дом голографической интерферометрии возникшие изменения будут проявляться в виде скачков полос интерференционной карти­ны на изображении объекта. Грамотный выбор условий голографи-рования позволяет восстанавливать удаленные номерные знаки.

Голографическая интерферометрия обеспечивает идентифика­цию плоского стекла по интерференционной картине на его оптичес­ких неоднородностях в отраженном лазерном свете. Поддаются ана­лизу стеклянные осколки при отсутствии общей линии разлома и неизвестной взаимной ориентации в пространстве. Для этого голо­грамму освещают опорной волной, а восстановленное изображение осколка и интерференционной картины фиксируют фотографичес-

416

ким путем. Снимки интерференционных картин осколков затем со­вмещают по правилам трасологического исследования динамичес­ких следов.

Заметное место в криминалистике, особенно в фототехнической экспертизе, занимает оптическая обработка изображений. Послед­няя часто используется как промежуточный этап и при решении других криминалистических задач: усилении и ослаблении контрас­тов, цветном фотографировании и др. На базе средств голографии и когерентной оптики существуют реальные возможности обработки фотоизображений на качественно новом уровне. Наиболее пригодны для этих целей линейные и нелинейные системы. К линейным систе­мам относятся полосовая фильтрация, оптическое вычитание и кор­реляция. Нелинейные системы включают операции логарифмирова­ния, квантования, ограничения уровня контраста и аналого-цифро-вого преобразования. Они обеспечивают усиление мелких деталей и четкости изображения, исправление дефокусированного (нерезкого)

негатива.

Отождествление по динамическим следам нередко вызывает большие трудности из-за нечеткости трасс, образовавшихся при со­вершении расследуемого преступления. В таких условиях их сравни­тельное сопоставление с экспериментальными следами, образован­ными проверяемыми объектами в идеальных условиях, не обеспечи­вает убедительных результатов. Не могут здесь помочь и традицион­ные фотографические методы обработки изображений. Весьма эф­фективное решение проблемы дает оптическая обработка изображе­ний. Методы последней можно рекомендовать для широкого исполь­зования в практике трасологических и судебно-баллистических экс­пертиз, когда фоновые помехи мешают выделить, проанализировать и сравнить признаки, отобразившиеся в следах.

Суть подхода основана на перераспределении информации в изо­бражении путем когерентно-оптической пространственной фильтра­ции его спектра. Поскольку информативная часть изображения и искажающие ее помехи имеют различные пространственные часто­ты, можно уменьшить помехи, воздействуя на спектр фильтром, ослабляющим или полностью экранирующим те или иные его зоны. После фильтрации сравнительное сопоставление фотоснимков следа скольжения, обнаруженного на месте происшествия и эксперимен­тального, утверждает в выводе, что они оставлены орудием, изъятым

у подозреваемого.

Проблема объективизации сравнительного исследования предме­тов и их деталей, имеющих четко очерченные границы и строгие

417

геометрические формы, для установления несомненного тождества или различия — в криминалистике не нова. Традиционные методы экспертизы оттисков печатных форм (типографские и машинопис­ные тексты, клише, штампы, клейма и т.п.) хотя и дают неплохие результаты, полностью удовлетворить практические потребности не могут. Так, эти методы не позволяют решать идентификационные задачи при малом количестве исследуемых знаков, не способны иден­тифицировать новые, особенно электрические пишущие машинки и цифропечатающие устройства. Они не дают точных критериев для определения очередности листа одной закладки и решения некото­рых неидентификационных задач. Здесь тоже рекомендуются коге­рентно-оптические методы, основанные на сравнении дифракцион­ных спектров отдельных литер печатных форм, освещенных лучом лазера. Гарантируемые результаты вполне удовлетворительны. Так, надежность идентификации новых пишущих машин при малом объеме исследуемого материала повышается до 95%.

В практической деятельности судебных экспертов повседневно возникает необходимость распознавать и отождествлять различные объекты: орудия взлома, инструменты, портреты, следы, запечатлен­ные на фотоснимках; машинописные тексты, оттиски печатей и штампов, подписи и др. Визуальный анализ этих объектов даже с использованием специальных технических средств является доволь­но трудоемким занятием. Более того, выявляются, как правило, мак­роскопические признаки, а особенности более тонкого порядка учи­тываются экспертом при формулировании выводов далеко не всегда.

В связи с этим совершенно необходима опора на методы оптичес­кой обработки информации, в частности, на распознавание образов. Наиболее распространенный подход к решению этой проблемы за­ключается в обнаружении интересующего образа и определении его места в исследуемом изображении. Ключевая операция во всех опти­ческих системах распознавания образов — это корреляция исследуе­мого и эталонного изображений. Яркость получаемого сигнала (точка корреляции) по сравнению с откликом эталона позволяет оценить степень сходства сравниваемых объектов. В настоящее время для решения этих задач все шире используются оптоэлектрон-ные комплексы, включающие в свою функциональную схему опти­ческий коррелятор, а также электронные, цифровые и телевизион­ные средства.

При экспертизе машинописных текстов большое значение при­дается точности определения смещений и перекосов оттисков знаков от горизонтальных и вертикальных направляющих строки, несовпа-

418

дений линий оснований строчных и прописных знаков. Эти призна­ки выявляют визуально, проводя измерения с помощью специаль­ных приспособлений. Однако при таком подходе не удается зафик­сировать незначительные смещения или перекосы оттисков, особен­но если они оставлены литерами пишущих машин с малым эксплуа­тационным периодом.

Для выявления очень незначительных смещений и перекосов зна­ков оптимален метод пространственной фильтрации. Распознава­ние происходит уверенно, если имеется сочетание из трех и более знаков. Результаты тем надежнее, чем сложнее исследуемый объект. Данным методом были проведены сравнительные исследования ма­шинописных текстов, отпечатанных на нескольких машинах одной системы при одинаковых условиях (равное количество экземпляров, новая лента, одна и та же бумага и др.). Выявлена четкая картина различия яркостей корреляционных точек, характеризующих про­странственные несоответствия в сравниваемых изображениях. Оце­нить эти нюансы традиционными методами было невозможно.

Для портретной идентификации в криминалистике используют­ся методы, основанные на данных антропологии и математической статистики. Признаки, выявленные при визуальном сравнительном исследовании разных портретов во многом, к сожалению, субъектив­ны и не всегда отражают действительность. Предпринимались по­пытки использовать для объективизации выводов методы проектив­ной геометрии и кибернетики, но они пока не принесли ожидаемых результатов. Использование же метода распознавания образов под­твердило его эффективность. Сигнал корреляции был максимален тогда, когда для сравнения предъявлялись изображения строго анфас. При сопоставлении снимков лица с различным наклоном и поворотом головы сигналы корреляции уменьшались, однако разли­чия до 25% не препятствовали уверенному распознаванию образа. Сигналы были и в тех случаях, когда сравнивались снимки, масштаб которых несколько различался. В то же время при сопоставлении фотопортретов разных лиц сигнал корреляции отсутствовал. Эти данные свидетельствуют, что метод голографической корреляции вполне применим для сравнительного исследования фотопортретов в целях отождествления личности. Требования к масштабу изображе­ний и ограничения по наклону и повороту головы сфотографирован­ных субъектов не препятствуют практическому использованию ме­тода.

Голографическое моделирование способствует осуществлению криминалистической идентификации трасологических объектов (по

419

следам разруба, разреза, скольжения, отжима, откуса, удара на дереве, металлах, пластмассах и т.д.). Оно, главным образом, сориентирова­но на создание пригодных для сравнительного исследования отпечат­ков идентификационного поля. Фотоснимки, слепки, оттиски тоже пригодны, но лучшие результаты моделирования обеспечивает голо-графический метод фиксации вещественных доказательств.

В трасологии и судебной баллистике часто фигурируют следы скольжения или давления с очень мелким рельефом. Количествен­ные характеристики и расположение деталей рельефа представляют собой, как правило, совокупность признаков, необходимую для вы­вода о наличии или отсутствии тождества. В этой связи весьма пер­спективно голографическое профилирование следов, позволяющее получить четкое представление обо всех признаках рельефа и микро­рельефа. Важно, что такое профилирование обеспечивает изучение объемных особенностей рельефа следов.

Голографическое моделирование позволяет достоверно, объек­тивно и экономично решать экспертную задачу идентификации ору­дий по линейным следам, признаки которых зафиксированы в про-филограммах. Отождествление проводится с помощью голографи-ческих согласованных фильтров. Используется гелий-неоновый лазер, а в качестве регистрирующей среды — пленки типа ВРЛ.

Все более широкое применение находит голография в осущест­влении мероприятий, направленных на предотвращение преступных посягательств. Так, специализированная американская фирма внед­рила метод идентификации драгоценных камней по их лазерным отпечаткам, вполне однозначно характеризующим конкретные камни. Отпечатки представляют собой снятую на цветную пленку дифракционную картину, возникающую при облучении гелий-нео­новым лазером небольшой мощности ограненной поверхности дра­гоценного камня: алмаза, изумруда, сапфира, шпинели и др. По­скольку практически не существует двух камней с полностью иден­тичной огранкой, полировкой и набором дефектов, то такие голо­граммы законодательно закреплены для идентификации драгоцен­ных камней.

В картотеке фирмы хранится свыше 200 тысяч голограмм разных драгоценных камней. Каждая из них похожа на фотографию звезд­ного неба — множество светлых точек на темном фоне. Так регистри­руется каждый вновь ограненный камень, после чего специальный компьютер измеряет углы и расстояния между светлыми точками и сравнивает их с изображениями, хранящимися в запоминающем уст­ройстве. Иногда для отождествления камня бывает достаточно деся-

420

ти точек. Эта система позволяет не только идентифицировать похи­щенные драгоценные камни. Она дает возможность убедиться, что ювелир возвратил именно тот камень, который был ему передан для чистки или изготовления оправы, а также распознать поддельные камни, которые имеют совсем не такие отпечатки, как натуральные, поскольку условия их образования и химическая структура различ­ны. Голографическая система идентификации драгоценных камней доказала свою надежность и эффективность.

Разработка и внедрение подобной системы в Российской Федера­ции, безусловно, имели бы самое положительное значение. В такую централизованную голографическую картотеку драгоценных кам­ней необходимо внести лазерные отпечатки камней, хранящихся в Алмазном фонде, Золотой комнате Эрмитажа и других государствен­ных и частных собраниях, а также в культовых учреждениях; отпе­чатки натуральных драгоценных камней, изготавливаемых на отече­ственных гранильных и ювелирных фабриках. Это обеспечит иден­тификацию камней при их обнаружении после хищения, в незакон­ном владении, при попытках контрабандного вывоза за границу и в других случаях. Профилактическая ценность данного мероприятия, думается, быстро окупит материальные затраты, которые потребуют­ся для ее внедрения. Регистрацию драгоценных камней следовало бы организовать в рамках учетной системы «Антиквариат», направлен­ной на обеспечение сохранности отечественных исторических и культурных ценностей.

Нет сомнений в том, что с дальнейшим развитием голографии будут разработаны и внедрены в практику и другие ее методы и средства, позволяющие значительно усовершенствовать не только фиксацию и исследование следов и вещественных доказательств, но и деятельность, направленную на предотвращение преступных пося­гательств.

В целом же фотографические, электронные (видеозапись) и голо-графические средства и методы, рассмотренные в настоящей работе, обеспечивают надежную фиксацию и разностороннее исследование криминалистической информации, способствуют повышению эф­фективности борьбы с преступностью на современном, чрезвычайно сложном этапе.

 

Приложение 3