Голографія в криміналістиці

Один з важливих аспектів криміналістичної діяльності фіксація ходу і результатів слідчих дій, обставин місць події, окремих криміналістичних об'єктів. Традиційно використовувані технічні методи фіксації дозволяє отримувати високоякісні чорно-білі та кольорові зображення. Вище розглянуті і спеціальні прийоми, за допомогою яких виявляються і відображаються особливості, невидимі в звичайних умовах. Однак реєструються будь-яким з розглянутих способів зображення відрізняються істотним недоліком відображена на них є плоскої копією вихідної тривимірної картини. Цей недолік значно знижує інформативність зображень і можливість аналізу зафіксованих даних.

Спроби отримати об'ємне зображення чисто фотографічними методами робилися з початку XX століття. Найбільш вдале вирішення цієї проблеми стало можливим із становленням голографії (від грец. Holos весь, повний і grapho пишу, креслю, малюю) методу реєстрації та відтворення хвильового поля, що створюється за допомогою лазера. Унікальні властивості лазерного випромінювання, яке здатне зберігати постійну частоту, фазу і поляризацію, висока надійність квантових генераторів, їх доступність, що випускаються цільове різноманітність типів стали важливими чинниками їх широкого застосування в криміналістиці, у тому числі для цілей голографірованія.

Голографічні методи використовуються в даний час як для фіксації, так й для дослідження криміналістичних об'єктів. Голографія досконаліше фотозйомки; вона дозволяє отримати більш повну інформацію про об'єкт, тому що являє собою процес реєстрації на світлочутливому шарі не тільки амплітудних (як у фотографії), але і фазових характеристик світлового потоку.

Відомо, що всі освітлені об'єкти поглинають, відбивають і розсіюють світло. Що формується, при цьому поле світлове містить повну інформацію про об'єкти, їх формі, взаємне розташування і навіть матеріал, з якого вони складаються. При огляді об'єкта саме на це реагує очей спостерігача. Отриману інформацію аналізує мозок, у результаті людина бачить. У кожному з напрямків переміщення зіниць спостерігача структура світлового поля, що формується об'єктом, дещо відрізняється від сусіднього. Тому зміна ракурсу огляду змінює взаємне положення об'єктів. Отже, для найбільш повної реєстрації потрібно фіксувати не зображення об'єкта, а що формується їм світлове поле. Навчившись реєструвати ту ниву, а потім відновлювати її, можна "побачити" образ об'єкта таким же, яким він був у момент фіксації.

Під час зйомки одночасно з вільний, відображеної об'єктом, на фотослой направляють допоміжну хвилю від того ж джерело світла лазера. Взаємодіючи, вони дають інтерференційну картину. Якщо на виявлену голограму спрямувати промінь лазера, то в просторі виникає об'ємне зображення зафіксованого об'єкта, що містить повну інформацію про нього. У спостерігача створюється враження, що він бачить реальний предмет. Тривимірне зображення обумовлюється дифракцією, тобто заходом променів в область тіні в результаті огібанія предмета.

Активної середовищем газових лазерів, оптимальних для цілей голографії, служать чисті гази, їхньої суміші, а також суміші газу та парів металу. У криміналістичній практиці найбільш вживані гелій-неонові, аргонові, азотні квантові генератори. Працюють вони як в імпульсному, так і в безперервному режимі, випромінюючи світло в діапазоні інфрачервоної від ультрафіолетової до зони спектра.

В останні роки голографія стала широко відомою тому, що дає змогу отримувати ефектні об'ємні кольорові зображення різноманітних об'єктів, зокрема криміналістично значимих. Дійсно, якщо записати і відтворити з усіма подробицями поле випромінювання, розсіяне об'єктом, то оці дуже важко відрізнити відновлене поле від реального об'єкта. Виникає ілюзія присутності відбитого об'єкта перед спостерігачем. Більш того, голограма здатна відтворювати понад мільйон відтінків яскравості, в той час як для звичайного фотографії цей показник не перевищує сотні.

Суть голографірованія складається в реєстрації інтерференційної картини двох променів, що висвітлюють об'єкт: опорного і об'єктного. Для одержання голограми промінь лазера ділять на два, причому опорний направляють безпосередньо на фотослой, а іншим висвітлюють об'єкт. Відбитий від об'єкта світло теж потрапляє на платівку. Утвориться, у її поверхні живопис інтерференції світлових хвиль (опорної та об'єктної) реєструється світлочутливим шаром. Таким чином, при голографірованіі відбувається взаємодія двох хвиль, а що виникає при цьому інтерференційна картина періодична структура темних і світлих смуг і плям містить повну інформацію про відображена об'єкті. Саме ця картина і реєструється на матеріалі світлочутливому.

Голограма точно відтворює поле об'єктної хвилі, але при строго певних умовах. Це дозволяє на одну реєстраційну середу записати послідовно, а потім відтворити кілька різних інтерференційних картин. Число голограм визначається властивостями реєструючої середовища та схемою голографірованія. Голограма відбиває світло так само, як реальний об'єкт, а виникає світлове поле в точності відповідає об'єктному. Голограма це не зображення об'єкта, а зареєстроване розподіл інтерференційної картини об'єктного і опорного хвильових полів; звідси для голографічного методу не існує понять "негатив і позитив".

Під час запису голограми кожна крапка об'єкта розсіює випромінювання на практично всю поверхню реєструючої середовища. Тому в будь-якій точці голограми міститься інформація про все об'єкті. З цього випливає кілька особливостей голографічного процесу. По-перше, будь-яку ділянку голограми здатний відтворювати образ усього об'єкта. Зменшення розміру голограми приводить лише до деякого погіршення зображення якості. По-друге, окремі дефекти голограми (тріщини і подряпини на емульсії), на відміну від фотонегативів, практично не позначаються на якості відновлюваного образу об'єкта.

Крім скляних пластинок розміром від 4 х 4 мм до 280 х 406 см для голографірованія застосовуються також гнучкі плівки, які можуть мати розмір до 6 кв. м, що дозволяє отримувати дуже великі зображення. Голограма дає тривимірне зображення навіть при освітленні яскравим білим світлом, оскільки вона сама "вибирає" із спектру падаючого на неї випромінювання та відображає саме ту монохроматичному складову, яка експонувала її при зйомці.

Особливу актуальність голографічні методи набувають тоді, коли криміналісту доводиться мати справу з недовговічними, швидкопсувними об'єктами, розміри і деталі яких необхідно неодноразово зіставляти зі зразками і перевіряються предметами. Можливості голографії сприяють створенню інформаційного фонду різних знарядь злочинів, а на цій основі своєрідних "музеїв", які використовуються в оперативних та навчальних цілях.

Отримання зображень далеко не головне і не єдине застосування голографії. Голограма можна використовувати для вимірювання геометричних розмірів об'єктів. Це необхідно, коли обмір реальних об'єктів важко або взагалі неможливо (наприклад, при експертизі мікрорельєфу слідів ковзання). Тут корисні способи визначення просторового положення відновленої точки, аналізу профілю поверхні об'єкта та ін

Їх застосування в криміналістичній практиці найбільш перспективно при аналізі слідів удари і тиску (віджимання), що зіставляються з робочими поверхнями перевіряються знарядь злому. Вони доцільні в першу чергу там, де потрібно створення стерео - і псевдостереоеффекта, наприклад при дослідженні відбитку бойка на капсулі гільзи. Як надійні ідентифікаційних ознак тут можуть фігурувати макроскопічні і мікроскопічні особливо, зокрема незначні відхилення поздовжньої осі бойка, асферічность поверхні його, координатні характеристики рельєфу та ін

Голографічні методи широко використовуються зараз в криміналістичному дослідженні документів для розрізнення штрихів графітних олівців, синіх копірок, чорних та синіх чорнил за допомогою цветоделітельной зйомки, а також для прочитання залитих, закреслених, замурзані записів і відбитків, відновлення витравленим, згаслих, змитих текстів, виявлення дописок і інших змін у документах за допомогою лазерної люмінесценції.

Важливе завдання фототехніческой експертизи точно визначити просторове положення відновлених по голограма точок і відстаней між ними, зокрема при встановленні за наданими слідчим фотознімками механізму і просторово-часових характеристик дорожньо-транспортної пригоди.

На відміну від оптичної, що дозволяє досліджувати тільки поліровані об'єкти, інтерферометрія голографічна дає можливість аналізувати шорсткуваті криміналістичні об'єкти, яких, зрозуміло, більшість. Так, за допомогою голографії удається виявити невидимі сліди, залишені ногами злочинця на ворсистих підлогових покриттях. Після того як по ковроліну або інший товстою тканини, вистилає підлогу, пройшов чоловік, на поверхні залишаються абсолютно нерозрізнені вм'ятини сліди ніг. Вони дуже повільно "запливають" у мiру того, як волокна тканини або ворсинки килима розпрямляються. Якщо в цей час на одну й ту ж світлочутливу платівку з невеликим інтервалом зареєструвати два голограми обстежуваної ділянки статі, то виявляться відображеними ті незначні відмінності, які утворилися в результаті распрямления волокон або ворсинок. Для цієї мети розроблена переносна голографічну камера на рубіново квантовому генераторі.

При голографірованіі бистропротекающіх (наприклад, вибухових) процесів дуже потрібні короткі витримки. Тут використовуються спеціальні установки з імпульсним рубіновим лазером. Тому стає можливою, наприклад, аналіз змін густини газу в ударної хвилі за пролітає кулею при виробництві судово-балістичної експертизи.

Важливий напрямок голографічної інтерферометрії встановлення групової приналежності скла, кераміки та різних пластичних мас. Вихідною передумовою тут служить те, що дві частини одного предмета, виявлені в різних містах (наприклад, на місці події і при особистому обшуку підозрюваного), якщо вони виготовлені з одного й того ж матеріалу, не повинні мати істотних відмінностей у розподілі інтерференційних смуг на відновленому зображенні. Метод дає гарні результати при дослідженні поверхні паперу в ході технічної експертизи документів. Оскільки при підробці нерідко вдаються до травяна речовин, які змінюють фізичні властивості паперу, метод двох експозицій з імпульсним лазером як джерело випромінювання дозволяє виявити конкретну ділянку фальсифікації документа.

Аналогічні завдання вирішуються і при встановленні факту підробки номерів на різних виробах і деталях: вогнепальна та холодна зброя, основних агрегатах і вузлах автомобілів та ін Набивка номерних знаків за допомогою штампів викликає локальні зміни властивостей матеріалів. Під час дослідження методом голографічної інтерферометрії виникли зміни будуть виявлятися у вигляді стрибків смуг інтерференційної картини на зображенні об'єкта. Грамотний вибір умов голографірованія дозволяє відновлювати видалені злочинцями номерні знаки.

Голографічний інтерферометрія забезпечує ідентифікацію плоского скла за інтерференційної картині на його оптичних неоднорідностях у відбитому лазерному світлі. Піддаються аналізу скляні осколки за відсутності загальної лінії розлому і невідомої взаємної орієнтації в просторі.

Помітне місце в криміналістиці, особливо в фототехніческой експертизі, займає оптична обробка зображень. Вона забезпечує посилення дрібних деталей і чіткості зображення, виправлення дефокусірованного (нерізкого) негативу. Ототожнення за динамічними слідах нерідко викликає великі труднощі через нечіткість цих слідів трас, що утворилися при скоєнні розслідуваного злочину. У таких умовах їх порівняльне зіставлення з експериментальними слідами, утвореними об'єктами, що перевіряються в ідеальних умовах, не забезпечує переконливих результатів. Не можуть тут допомогти і традиційні фотографічні методи обробки зображень.

Голографічні методи дуже корисні в практиці трасологічної і судово-балістичних експертиз, коли фонові перешкоди заважають виділити, проаналізувати і порівняти ознаки, що відобразилися в слідах. Їх суть полягає в тому, що інформація в зображенні перерозподіляється шляхом просторової фільтрації його спектра. Оскільки інформативна частина зображення та спотворюють її перешкоди мають різноманітні просторові частоти, можна зменшити останні, впливаючи на спектр фільтром, що ослаблює або повністю екранують ті чи інші його зони. Після фільтрації порівняльне зіставлення фотознімків сліду ковзання, знайденої на місці події, і експериментального стверджує у висновку, що вони залишені знаряддям, вилученими у підозрюваного, або навпаки.

Традиційні методи експертизи відбитків друкованих форм (друкарські і машинописні тексти, кліше, штампи, клейма і т.п.), хоча й дають непогані результати, повністю задовольнити практичні потреби поки не могли. Так, вони не дозволяють вирішувати ідентифікаційні завдання при малому обсязі досліджуваних символів, не здатні ідентифікувати нові, особливо електричні, які пишуть машинки, ціфропечатающіе пристрої та принтери комп'ютерів. Вони не дають точних критеріїв для визначення черговості листа однієї закладки і рішення деяких діагностичних завдань. Тут теж оптимальні голографічні методи, засновані на порівнянні дифракційних спектрів окремих літер друкарських форм, освітлених променем лазера. Гарантовані результати цілком задовільні. Так, надійність ідентифікації нових друкарських машин при малому обсязі досліджуваного матеріалу доходить до 95%.

У практичній діяльності судових експертів повсякденно виникає необхідність розпізнавати і ототожнювати різні об'єкти: знаряддя злому, інструменти, портрети, сліди, зафіксовані на фотознімках; тексти машинописні, відбитки печаток і штампів, підпису та ін Візуальний аналіз цих об'єктів навіть з використанням спеціальних технічних засобів досить трудомістке заняття. Більш того, виявляються, як правило, макроскопічні ознаки, особливості а більш тонкого порядку враховуються експертом при формулюванні висновку далеко не завжди.

У зв'язку з цим абсолютно необхідна опора на методи оптичної обробки інформації, зокрема на розпізнавання образів. Найбільш поширений підхід до вирішення цієї проблеми полягає у виявленні цікавить образу і визначенні його місця в досліджуваному зображенні.

Голографічне моделювання сприяє криміналістичної ідентифікації трасологические об'єктів (по слідах розрубування, розрізу, ковзання, віджимання, відкусив, удару на дереві, металу, пластмаси і так далі). Воно головним чином зорієнтоване на створення придатних для порівняльного дослідження відбитків ідентифікаційного поля. Фотознімки, зліпки, відбитки теж придатні, але найкращі результати моделювання забезпечує голографічний метод фіксації речових доказів. Моделювання голографічне дозволяє вірогідно, об'єктивно і економно експертну вирішувати завдання ідентифікації знарядь по лінійних слідах, ознаки яких зафіксовані в профілограммах. Ототожнення проводиться за допомогою голографічних погоджених фільтрів.

У трасології та судової балістиці часто фігурують сліди ковзання або тиску з дуже дрібним рельєфом. Кількісні характеристики і розташування деталей рельєфу являють собою, як правило, сукупність ознак, необхідну для висновку про наявність або відсутність тотожності. У зв'язку з цим досить перспективно голографічне профілювання слідів, що дозволяє отримати чітке уявлення про всі ознаках рельєфу та мікрорельєфу. Важливо, що таке профілювання забезпечує об'ємних вивчення особливостей рельєфу слідів.

Усе більше застосування знаходить голографія в ході заходів, спрямованих на запобігання злочинних посягань. Так, спеціалізована американська фірма впровадила метод ідентифікації дорогоцінних каменів по їх лазерним відбитками, цілком однозначно характеризують конкретні камені. Відбитки є зняту на кольорову плівку дифракційних картину, що виникає при опроміненні гелій-неоновим лазером огранованому поверхні коштовного каменя: алмаза, смарагд, сапфіру, шпінелі та ін Оскільки практично не існує двох каменів з повністю ідентичною огранюванням, поліровкою і набором дефектів, такі голограми законодавчо закріплені для ідентифікації дорогоцінних каменів.

У картотеці фірми зберігаються сотні тисяч голограм різних дорогоцінних каменів. Кожна з них схожа на фотографію зоряного неба безліч світлих точок на темному тлі. Так реєструється кожен знову огранований каміння, після чого спеціальний комп'ютер вимірює кути і відстані між світлими точками і порівнює їх із зображеннями, що зберігаються в його пам'яті. Іноді для ототожнення каменю достатньо десяти точок. Ця система дозволяє не тільки ідентифікувати викрадені дорогоцінні камені. Вона дає можливість переконатися, що ювелір повернув саме той камінь, який був йому переданий для чищення або виготовлення оправи, а також розпізнати підроблені камені, що мають зовсім не такі відбитки, як натуральні, оскільки умови їх утворення та хімічна структура різні. Голографічний систему ідентифікації дорогоцінних каменів довів свою надійність і ефективність.

Розробка і впровадження подібної системи в Російській Федерації мали б, безумовно, саме позитивне значення. У таку централізовану голографічну картотеку необхідно внести лазерні відбитки каменів, що зберігаються в Алмазному фонді, Золотий кімнаті Ермітажу та інших державних і приватних зібраннях, а також в культових закладах; відбитки натуральних дорогоцінних каменів, що виготовляються на вітчизняних гранувальних і ювелірних фабриках. Профілактична цінність даної системи, думається, швидко окупить матеріальні витрати, які будуть потрібні для її впровадження. Реєстрацію дорогоцінних каменів варто було б організувати в рамках облікової системи "Антикваріат", що забезпечує збереження вітчизняних історичних і культурних цінностей.