现场照相显微镜在刑案现场工具痕迹之应用
在刑案现场，工具痕迹往往都会存在歹徒破坏之物上，由于各类刑案犯罪工具之差异性，造成工具痕迹是窃盗案现场最常见的痕迹之一。窃盗犯利用工具(如钳子、铁橇、螺丝起子等)破坏铁窗、门锁、抽屉及保险箱后侵入窃取财物，并重复地使用相同的工具再次犯案，因此，这些工具痕迹将成为重要的关联性证据。工具痕迹具有出现机率高、易发现、易采取、不易消失或破坏、立体感强等特点，可供以研判犯罪手法、犯罪历程、案件真伪及工具种类等，根据工具痕迹比对结果，刑案侦查人员将可关联不同地方之窃盗案件，提升窃盗案件破案数。
然而，工具痕迹的形成是作用力、工具和被破坏客体等共同作用的结果，易因作用力方向、工具和被破坏客体的材质特性而具有多变性及复杂性，本文将探讨利用可携式数字显微照相技术采取刑案现场工具痕迹之可行性，并让现场勘察人员能迅速且有效地采集刑案现场工具痕迹，以利刑事鉴识人员鉴定及提升刑案侦破数。

前言
在刑案鉴定上，工具痕迹属于非常重要的关联性证据，经由工具痕迹的鉴定，犯罪工具与刑案现场或各案刑案现场之间都可紧密关联在一起。李昌钰博士指出，任何一个犯罪嫌疑人的行为都会导致刑案现场各项微物迹证的变化，刑案侦查人员透过这些变化分析及研判，就可以辨识案件的基本情况，证明犯罪事实，证明犯罪嫌疑人与案件之关系，而工具痕迹则是微物迹证中最不易被破坏且可达个化程度之迹证。然而，工具痕迹具有广泛性和复杂性，若无一套便利的采取工具协助刑事鉴识人员减少人力采集之困难，这些工具痕迹将持续被遗忘与忽略在刑案现场里。
工具痕迹是指运用工具破坏某种物体时所留下的痕迹，它是工具表面结构的映像。在刑案现场中，通常都会发现工具痕迹的踪迹，特别是在窃盗案现场，根据犯罪工具与被破坏物表面的接触差异而产生线形痕迹或凹陷痕迹等二种型态。在本文中，我们将以现场线形痕迹作为主要的研究对象，因为目前它是最耗损人力比对鉴定的痕迹种类，当工具以不同的角度接触被破坏物表面时，将会产生不同的线形痕迹，因此，鉴定人员常需测试不同角度的工具痕迹型态。以螺丝起子 (screwdriver) 为例，鉴定人员必须根据每面痕迹制作最少4种不同角度的测试痕迹 (test marks)，所有的测试痕迹都必须和现场痕迹进行比对。
根据内政部警政署各类刑案统计结果，94年度发生刑案555109件，其中窃盗案件发生328154件，占59.11百分比，显见窃盗案件仍占全般刑案大多数。当歹徒清楚知道侵害被害人财物时应戴手套以避免留下指纹时，在刑案现场采集到歹徒指纹已成为越来越无法达成的梦想，然而，歹徒为达侵入或使被害人无法反抗之目的，势必藉助工具以破坏保全设备 (如铁窗、门锁等)，在破坏过程中，工具表面结构痕迹将纪录在现场被破坏物上，刑事鉴识人员藉由工具痕迹鉴定，可判断犯罪工具种类、现场的真伪、犯罪的手法、歹徒可能从事的职业与特质，从而分析案情、确定和缩小侦查范围，采取必要的侦查借施，关联工具与刑案现场、工具与歹徒之关系，让歹徒无所卸责。
由于工具痕迹易因施力角度、材质等问题，造成鉴定比对上的困难，其与枪弹上工具痕迹具有高再现性不同，因此，如何有效率地将现场工具痕迹数字化及储存，供日后客观的统计分析使用，此举将可大幅提高刑案现场勘察人员采取工具痕迹之意愿。

实验方法

一、仪器设备：
1. 现场照相显微镜：
本实验利用X-Loupe G20 现场照相显微镜(如照片1)拍摄刑案现场工具痕迹，并与macro镜头拍摄之工具痕迹作比较。
照片1：X-Loupe G20 现场照相显微镜

a 正面照	b 顶部照
c 背面照	d 底部照

2. 可更换式显微物镜：
适用X-Loupe G20 现场照相显微镜的可更换显微物镜分别为60X、150X、300X，解像力(Resolution)分别为90.5、181及228 lp/mm，均具有8颗低角度LED灯，可切换不同光源方向。
3. 近摄镜头：
Canon EF 100 mm F2.8 macro。
4. 球型云台：
利用球型云台迅速且粗略地将镜头调整与拍摄面平行。
5. 双向微调云台：
UN-5694可左右55mm及前后50mm微调，适用于微距摄影，如照片2所示。

照片2：UN-5694 双向微调云台

二、数字影像处理：

1.影像融合 (Image Composition)：
由于工具痕迹属于立体痕迹，不同角度的光源对于工具痕迹的建文件品质有着决定性影响，如照片3所示，不同角度的光源已明显造成纹线显现的差异，(a)10点钟方向侧向光源情形，(b)为4点钟方向侧向光源情形，当光源的方向有所不同时，纹线的阴影特征亦有所不同；而(c)、(d)影像即无法纪录工具痕迹特征。特征纹痕的品质将严重影响未来系统检索比对之效能，在此，我们将应用影像融合(image fusion)技术在鉴识领域应用之成就，以影像融合技术提升特征纹痕之品质，并探究这样的处理方式在鉴识领域应用上之影响。

		e(e)为(a)和(b)影像融合结果
a 10点钟方向光源情形	b 4点钟方向光源情形
c 为7点钟方向光源情形	d 为1点钟方向光源情形

2.影像并合 (Photomerge)
影像并合系利用影像并合特征 (photomerge feature)
将多张部份影像重迭在一起，此举除可将主体之外的影像排除，并提高影像鉴定特征。如照片4所示，(a)为标准镜头所拍摄，由于必需站在比较远的地方才能将主体物一次拍摄下来，所以影像中会有其它干扰物(如车辆、树)存在；(b)为主体物多张影像并合结果，每张影像均站在离主体物较近的地方拍摄，故未拍摄到其它干扰物；(c)系撷取(a)玻璃橱窗上广告影像；(d)系撷取(b)玻璃橱窗上相同之广告影像，经由(c)、(d)比较结果，并合影像具有较高解晰度。

(a)标准镜头拍摄情景	(b)不同角度影像拼合结果
(c)由(a)撷取之广告影像	(d)由(b)撷取之广告影像

结果与讨论

一、照相显微镜与近摄照相之差异：
MTF特性图是Modulation Transfer Function的简称，是一种测试镜头反差对比度及锐利度的评估方法。一般镜头大都以10 lp/mm及30 lp/mm作为MTF特性图评估标准，由于显微镜头解像力均远大于一般近摄镜头，在光圈全开情形下，将直接以近摄镜头及显微镜头拍摄所得之工具痕迹影像作比较。如照片5所示，(a)为近摄镜头所拍摄之工具痕迹，(b)为显微镜头所拍摄之工具痕迹，在相同倍率下，将相同位置之工具痕迹排列于(c)及(d)，从(c)、(d)即可清楚辨视，以照相显微镜所拍摄之工具痕迹具有较高解像力(Resolution)。

(a)以近摄镜头拍摄	(b)以照相显微镜拍摄
(c)以近摄镜头拍摄之工具痕迹情形
(d)以照相显微镜拍摄之工具痕迹情形

二、光源：
若拍摄光源几乎平行于物体表面的话，对于物体表面轻微的高度变化或表面细微特征能较为清楚纪录。虽然市面上已有“低角度环形光源”贩售，然基于刑案现场操作方便性，本研究曾以“蛇灯”作为低角度光源，亦能得到品质不错的影像。由于照相显微镜将光源内建于镜头内，除同轴光源外，显微物镜亦具有低角度光源，照片6显示50元硬币在不同方向光源方向拍摄下所造成的影响，不同光源方向将造成纹痕有不同的阴影位置，当以环型光源拍摄时，如照片6(i)，主要纹痕部份会被拍摄下来，但较细微纹痕部份则模糊。照片6(j)则是将(a)-(b)影像融合后的影像，该影像完整纪录了主要轮廓和细微特征，可作为日后鉴定主要依据。

(a)右方光源	(b)下方光源	(c)左方光源	(d)上方光源
(e)右上方光源	(f)右下方光源	(g)左下方光源	(h)左上方光源
(i)环型光源		(j)影像融合情形

三、较大倍率拍摄问题：

1.球形像差：
于透镜边缘与中央的焦点并不一致，当光线经过球形曲面透镜时，那些离主轴较远的光线，经镜面反射后会聚到主轴上的另外一点 ；这样的结果就形成了模糊的像，此种效应称为球面像差。由于高倍率镜头景深非常短，球形像差所造成的模糊现象更为明显，如照片8所示。

照片8：工具痕迹影像之球形像差情形

2.对焦不易：
由于照相显微镜镜头景深非常短，加上球形像差影响，要1次纪录到完整且清晰的工具痕迹影像，非常不易，建议检视工具痕迹后，以照相显微镜拍摄多张不同位置之工具痕迹后，再以影像并合技术建构完整且清晰工具痕迹影像。如照片9所示，经检视该工具痕迹后发现，较清晰且未受破坏之工具痕迹为前半部，分别以照相显微镜拍摄工具痕迹左半部及右半部，二张影像均需有部份重迭，经影像并合后即可得到完整且清晰之影像。

(a)工具痕跡左半部	(b)工具痕跡右半部
(c)经由(a)、(b)影像拼合结果

结论
本文研究之目的，主要在探讨以现场照相显微镜拍摄刑案现场中非常重要且不易采取之工具痕迹，并作为日后工具痕迹鉴定依据，对于刑案现场中可携回实验室以实体显微镜处理之迹证，本文不建议以照相显微镜拍摄。然而，对于刑案现场上需快速筛检之微物迹证，现场照相显微镜可作为刑案现场勘察人员另一项搜证利器，如交通事故案件，车体刮擦痕迹上油漆堆积方向之纪录与研判、被害人或肇事者衣物上玻璃碎片、油漆碎片及织物纤维破裂痕迹快速检视；可疑伪造文书检视；可疑伪造硬币检视……等。

现场照相显微镜在刑案现场工具痕迹之应用由余秋忠、范兆兴、林明锋制作，以创用CC 姓名标示 2.5 台湾 授权条款释出。