一种微量血迹无损检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种微量血迹无损检测装置及方法，检测装置的光源模块和数据采集模块安装在支架模块上，数据采集模块的输出接数据处理模块，数据处理模块的输出接数据显示模块；光源模块为数据采集模块提供照明白光光源；数据采集模块用于对现场图像进行高光谱数据采集。检测时，首先建立血迹检测模型，再由高光谱相机实时采集现场采样点高光谱数据并与血迹检测模型比对分析，通过类别结果判断该采样点是否有血迹并进行显示。本发明专利技术可以实现光谱的全波段的血迹检测，并且本装置具有便携性，可以携带到现场进行检测；同时本方法具有无损性，在不破环现场的情况下进行自动扫描和检测，自动标识存在血迹的特征点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微量血迹检测，具体涉及一种可实现案发现场微量血迹的无损自动检 测装置及方法，属于血迹检测

技术介绍
血迹是案发现场最重要的物证之一。血迹被用作刑事诉讼案件的重要证据具有客 观、稳定、广泛、复杂等特点，一直是法庭上极具采信力的证物。血迹具有痕迹、物证的双重 特点，充分反映出其作为物证的重要性，血迹侦测在犯罪现场具有重要的地位和重要作用。 针对案发现场的血迹侦测可以有效提取犯罪嫌疑人的DNA信息并对案发现场进行情景还 原。这使得血迹侦测在犯罪现场重塑和案情分析推理中有着指纹、鞋印等证物无法比拟的 作用。针对其法医物证特点，可以对其进行测量分析以确定血迹种类性别等特征，但传统测 量方式与手段较为落后，其在实际的现场实现物理特征可视化仍具有很多困难。 现有血迹检测技术主要有：直接观察法、试剂法、光源法、光谱检查法。 1、直接观察法 此方法主要适用于血迹明显的犯罪现场，肉眼就能够检查到明显血迹，并可以观 察颜色、形态和部位等。 该方法依赖办案人员的经验、能力，长时间观察容易疲劳，且检测速度较慢。 2、试剂法 当血迹在现场遗留时间过久时会发生霉变或者褪色，而与承痕物品之间的色差并 不强，不易被肉眼发现，所以为了验证可疑物质是否为血迹，就会使用试剂（如四甲基联苯 胺、鲁米诺、二氢荧光素等）进行检验识别。 这种方法对现场血迹有一定的破坏，属于有损检测，并且检测结果容易受周围环 境的影响，如不同载体的影响。另外，一些检测试剂需要配合其他光学仪器进行检测，系统 操作复杂，检测麻烦。 3、光源法 利用紫外、红外、多波段光源来帮助侦测血迹。现场血迹在多波段光源的照射下可 以看清楚。血迹在红外、紫外荧光灯下是没有荧光的，但是其背景却可以发出荧光，这是通 过增大血迹和血迹背景的反差来实现对血迹侦测的。 该方法只用到部分波段的检测，没有实现全波段的血迹检测，检测范围受到限制。 4、光谱检查 该方法是利用血液中所含有的血红蛋白以及血红蛋白衍生物都有着自己特定的 吸收曲线。因此，当使用日光进行照射时，血迹的光谱图像一定会在某一波长处出现条形状 阴影吸收线。然后用显微分光镜对待测体进行检测即可。 该方法的缺陷是采用吸收光谱检测，且联合使用了显微分光装置，需要在实验室 进行，非现场检测技术。
技术实现思路
针对现有血迹检测方法的不足，本专利技术提出了一种微量血迹无损检测装置及方 法，本专利技术基于高光谱成像技术，可以实现光谱的全波段的血迹检测，并且本装置具有便携 性，可以携带到现场进行检测；同时本方法具有无损性，在不破环现场的情况下进行自动扫 描和检测，自动标识存在血迹的特征点。 为实现本专利技术目的，采用了以下技术方案： -种微量血迹无损检测装置，包括支架模块、光源模块、数据采集模块、数据处理 模块和数据显示模块；光源模块和数据采集模块安装在支架模块上，由支架模块实现对光 源模块和数据采集模块的托举和位置改变；光源模块为数据采集模块提供照明白光光源； 数据采集模块的输出接数据处理模块，数据处理模块的输出接数据显示模块； 数据采集模块用于对现场图像进行高光谱数据采集，采集的数据为三维数据，其 中两维为二维空间的横向和纵向，形成二维图像平面，第三维是各个采样点的全波长的光 谱数据，该维数据的长度由数据采集模块的波长分辨率决定； 数据处理模块实现数据的接收和处理，在接收到数据采集模块的高光谱数据之 后，数据处理模块实时地对各个采样点的光谱数据进行比对和分析，得到该采样点高光谱 数据的血迹检测结果，然后将检测的结果传输给数据显示模块； 数据显示模块实现二维平面图像、当前采样点光谱曲线、检测结果信息的显示。 其中，所述支架模块包括三角支架、主支撑杆、次支撑杆、水平旋转电机、水平主支 撑杆、水平伸缩电机和水平次支撑杆，三角支架每个腿上设有滚轮以方便三角支架移动，主 支撑杆为上端开口的管状并固定安装在三角支架上，次支撑杆下端插装在主支撑杆管腔中 并通过锁紧环锁紧；水平旋转电机固定在次支撑杆上部，水平旋转电机的输出轴水平布置 并与水平主支撑杆连接，水平主支撑杆前端通过水平伸缩电机连接有水平次支撑杆，水平 次支撑杆通过水平伸缩电机的作用可相对水平主支撑杆缩回和伸出；光源模块和数据采集 模块安装在水平次支撑杆前端。 进一步地，在光源前端设有聚焦棱镜，所述数据采集模块为高光谱相机，高光谱相 机的镜头朝向和聚焦棱镜出射光的方向一致。 一种微量血迹无损检测方法，首先建立血迹检测模型，再由高光谱相机实时采集 现场采样点高光谱数据进行实时检测； 其中血迹检测模型建立具体步骤如下， S1-1 :通过采集样本数据以建立不同基底上不同血迹的光谱数据库；该数据库中 既有血迹样本，也有基底样本，每个样本代表一个采样点的光谱数据，光谱数据为不同波长 的反射光强度；数据库中保存了各个样本对应的由1或〇表示的类别标号，1表示血迹样 本，0表示非血迹样本； S1-2:对所有样本的光谱数据进行主成分分析，将包含一定比例信息量的主成分 保留下来，其他成分剔除；利用主成分构成新的特征向量，以供识别模型使用； S1-3 :利用主成分处理后的数据库的样本建立人工神经网络识别模型，该模型由 输入层、隐藏层、输出层组成，输入层将每个样本的光谱数据的主成分分析结果作为输入， 输出层将每个样本对应的类别标号作为输出，隐藏层的神经元个数为待设定参数，可根据 识别结果进行调整；神经元的传递函数为线性函数或其他函数，各层之间的连接权重根据 误差反向传播算法进行调整； 其中血迹实时检测步骤为： S2-1 :由高光谱相机拍摄现场照片以获取现场采样点高光谱数据，高光谱数据为 三维数据，其中两维为二维空间的横向和纵向，形成二维图像平面，第三维是各个采样点的 全波长的光谱数据，该维数据的长度由高光谱相机的波长分辨率决定；将当前采样点的高 光谱数据分别利用建模阶段的标准进行主成分变换和降维处理，得到新的特征向量； S2-2:将降维之后的特征向量输入到训练好的人工神经网络识别模型中进行计 算，得到类别结果；通过类别结果判断该采样点是否有血迹； S2-3:若采样点被检测为血迹点，则在数据显示模块上给出该点在二维图像上的 坐标，并在所采集到的二维图像上用红色标注，并在显示屏上进行红色报警灯闪烁。 上述步骤S1-3中用于调整人工神经网络各层之间连接权重的误差反向传播算法 如下： S1-3-1 :网络初始化，给各连接权值和阀值分别赋一个区间（_1，1)内的随机数， 设定误差函数e，给定计算精度值和最大学习次数M，选择学习效率n>〇; S1-3-2 :随机选取第k个样本，获得其输入向量和期望输出向量， 输入向量：x(k)=匕⑵士⑵，…，xn(k)) 其月望输出向量：d〇(k) = (djk)，d2(k)，…，djk)) S1-3-3,计算隐含层各神经元的输入和输出 隐含层输入向量： 隐含层输出向量：hoh(k) =f(hih(k))h= 1，2,…，p 输出层输入向量： 输出层输出向量：yojk) =f^yijk)) 〇 = 1，2,…q 其中，wih为输入层与隐含层的连接权值，wh。隐含层与输出层的连接权值，bh隐含 层各神经元的阈值，b。输出层各神经元的阈值，f()为激活函数；当前第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微量血迹无损检测装置，其特征在于：包括支架模块、光源模块、数据采集模块、数据处理模块和数据显示模块；光源模块和数据采集模块安装在支架模块上，由支架模块实现对光源模块和数据采集模块的托举和位置改变；光源模块为数据采集模块提供照明白光光源；数据采集模块的输出接数据处理模块，数据处理模块的输出接数据显示模块；数据采集模块用于对现场图像进行高光谱数据采集，采集的数据为三维数据，其中两维为二维空间的横向和纵向，形成二维图像平面，第三维是各个采样点的全波长的光谱数据，该维数据的长度由数据采集模块的波长分辨率决定；数据处理模块实现数据的接收和处理，在接收到数据采集模块的高光谱数据之后，数据处理模块实时地对各个采样点的光谱数据进行比对和分析，得到该采样点高光谱数据的血迹检测结果，然后将检测的结果传输给数据显示模块；数据显示模块实现二维平面图像、当前采样点光谱曲线、检测结果信息的显示。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖汉光，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85