原标题：图像矩阵技术开启文物保护新视角
2021年,云南省昆明市检察技术人员使用矩阵技术对石刻进行现场勘验和证据固定。
图像矩阵技术突破了传统取证方式中相机取景画幅限制及人眼视觉极限,用科技力量弥补了石刻、壁画类文物保护公益诉讼案件现场取证的短板,让现场勘验数据可以承载更多的数字信息,有效提高了案件办理质量和科技含量。
文字,是璀璨文明的重要表现和载体,只有文字存续,文明才能永传。“禄劝县钻字岩彝文碑”位于云南省昆明市禄劝彝族苗族自治县掌鸠河西岸互助大沟西侧岩壁上,1983年1月13日经云南省政府公布为云南省第二批省级文物保护单位。“彝·汉文摩崖石刻”作为我国目前保存最古老、最完整、内容最丰富的彝文石刻,是研究西南地区彝族历史、少数民族地区土司制度、云南地方史的珍贵金石资料和研究彝族发展史、语言文字、文学艺术书法的重要范本和珍稀金石文献,具有很高的历史价值和艺术价值。
【基本案情】
2020年11月,禄劝彝族苗族自治县检察院在履职过程中梳理本地省市级文物古迹时发现,“彝·汉文摩崖石刻”保护单位标志碑及说明碑部分被丛生杂草和倾倒竹木遮挡,《武定军民府土官知府凤世袭脚色记》汉文石刻全部被苔藓覆盖,字迹难辨;《罗婺贤代铭》彝文石刻部分铭文因长期自然销蚀未得到有效保护褪色难辨;其他四处石刻,均因长年未得到有效保护,滋生苔藓、褪色,难以辨认。
禄劝彝族苗族自治县检察院在调查此案中,委托昆明市检察院技术与信息部进行现场勘验,运用3D全景实景影像、图像矩阵等技术手段,在宏观上对现场所处地理位置、文物现状、环境因素等情况使用全景勘验进行了固定,对石刻碑文等状况,使用图像矩阵技术拍摄高像素照片进行了固定,并出具了《现场勘检报告》。现场勘验固定的证据充分证明禄劝彝族苗族自治县文化和旅游局未全面依法履职,且未采取有效措施对“彝·汉文摩崖石刻”进行保护,国家和社会公共利益持续处于受侵害状态。
2020年12月2日,禄劝彝族苗族自治县检察院向县文化和旅游局发出检察建议书,督促其积极履行保护管理职责,对石刻进行有效保护。县文化和旅游局于2020年12月28日作出书面回复,针对“彝·汉文摩崖石刻”编制了专业维修方案并进行报批,计划在2021年度内实施保护维修工程进行整体抢救性修复,并与相关责任人签订《文物保护责任书》,加强安全巡视力度,协同相关职能部门做好文物保护工作。
【传统取证技术勘验遇到难题】
在文物保护类公益诉讼案件现场勘验中,对石刻、壁画、建筑雕刻等文物拍摄取证时,按照办案需求和该类文物的特性,不仅要完整记录文物所处环境、轮廓现状,同时也要对其包含的文字、图案、雕刻花纹等细节进行详细记录,也就是要从大到小、由远及近进行完整的证据固定。由于需拍摄的影像信息包含的内容及层次较多,传统取证方式在远景上为了能完整地容纳拍摄对象,只能采用广角、超广角镜头拍摄,这时往往只能记录一个大概的轮廓,同时也会带来相片边缘发暗、物体变形、细节不清晰等问题。而细节拍摄时,受限于相机的画幅,只能清晰地记录文物非常小的局部情况,而丧失对文物整体性的把握。
【图像矩阵技术的运用】
1.图像矩阵是什么?在数学中,矩阵是一个按照长方阵列排列的复数或实数集合,最早来自于方程组的系数及常数所构成的方阵。图像矩阵就是把拍摄对象分割成多个行和列的区域进行拍摄,再将拍摄的图像进行拼接成为一张完整的高像素图片。通俗来讲,就是拍摄一个对象时,先用相机分成无数的小块进行拍摄,再将这些纵横相邻的局部图像拼合成为一张完整的图片。
2.文物保护类案件为什么要使用图像矩阵技术进行现场勘验?图像矩阵拍摄技术是把多张长焦镜头拍摄的细节画面拼接起来,既保留了文物的全貌,避免了画面变形等弊端,同时在画面放大后,也保留了文物的各种细节情况。在办案实践中,使用的相机像素越高,使用镜头的焦距越长,拼接出来的图像越大,也越清晰,使用越多的多块拼接,可获得亿万像素以上的超细致画面,对此类文物保护案件的勘验取证非常适用。
3.昆明市检察院检察技术与信息部在图像矩阵取证上的技术尝试。2021年,昆明市院技术部门使用“昆检慧视”办案辅助体系,运用卫星遥感图片、3D全景影像、地面全景、3D测绘建模等技术体系化融合运用到现场勘查中,把整个案件现场搬到了检察官的桌面,便于办案人员从不同角度详细了解案件现场的全貌和细节。
在固定相关文物的细节上,将全景取证体系的运用范围进行了延伸,将全景拍摄积累的经验运用到图像矩阵技术开展取证工作,在现场勘验时,因条件限制,使用24-70mm/2.8镜头,尼康D810机身,电动云台等设备拍摄1行30列共30张图片,拼接合成的高清矩阵图片。
【经验分享】
在使用图像矩阵取证的实践过程中,总结了如下拍摄经验:
1.在器材的准备上,单反相机、镜头、云台三大件为图像矩阵拍摄的必备器材,设备需求较为简单,投资相对较小,对于当前各级检察院,利用现有设备基本就可以开展此项工作。关于相机,建议使用全画幅单反,传感器的尺寸越大,拍出的相片质量越好。镜头选用方面,可使用24-70mm、70-200mm焦段的两支镜头,方便在不同的现场环境下使用,拍摄焦距越远,需要拍摄的照片数量越多,但合成出的矩阵照片细节也就越清晰。矩阵照片在拍摄时建议使用“云台+三脚架”的组合,在实践中一个小型场景的拍摄时间也需要10分钟左右,手持拍摄不能保证画面的稳定性和一致性,经常会造成后期合成图片失败。关于云台,建议选择电动云台,拍摄较为稳定,还可以根据现场情况快速调节拍摄每张照片间隔的角度和时间,省时省力。
2.在前期技术测试及实际案件办理过程中,对相机拍摄的参数选择也进行了一些探索和总结:矩阵照片拍摄使用的光圈值,在保证曝光充足、快门速度足够的情况下,尽量选择较小光圈,光圈越小,景深越深,照片前景背景都能很清晰呈现,有利于消除被拍摄的文物表面往往不在一个平面带来的影响。白平衡要以现场勘验的天气情况手动选择,不使用自动模式,以保证每张照片的白平衡统一,保障后期拼接的效果。
3.拍摄方式方面,在现场拍摄距离条件允许的情况下,可选择定点旋转拍摄,拍摄的距离越远越好,最好使用70-200mm的焦段进行拍摄,以抵消后期拼接照片的曲面变形,并减少被拍摄表面不平整带来的影响。
但在办案中,很多勘验现场拍摄条件受限,拍摄距离较近,此时使用单点拍摄方式会造成最终矩阵图像边缘区域的曲变较大,图像严重变形,为了减少这种情况,我们实践了等距多中心点的拍摄方法:就是以到被拍摄表面相同距离的多个点为拍摄中心,单点拍摄旋转角度不大于80度,照片重合率大于20%的方式进行拍摄,同样取得了较好的效果,在办案中适用性较强。
【典型意义】
图像矩阵技术在检察公益诉讼文物保护类案件上的运用,突破了传统取证方式中相机取景画幅限制及人眼视觉极限,用科技力量弥补了石刻、壁画类文物保护公益诉讼案件现场取证的短板,让现场勘验数据可以承载更多的数字信息,不仅解决了检察官在办理此类案件中面临的问题,同时也夯实了相关证据材料的完整性和说服力,有效提高了案件办理质量和科技含量。昆明市检察机关将不断用科技创新推进文物保护公益诉讼工作开展,用科技力量做好文物的“守护人”。
(作者单位:云南省昆明市人民检察院)
