109 警察特考三等 刑事鑑識人員 物理鑑識 考古題詳解

109 年・警察特考・三等・刑事鑑識人員
試題代碼 物理鑑識

第 一 題25 分

有關聲紋鑑識工作,請說明下列問題:

(一) 何為聲譜圖(spectrogram)及如何產生?(5 分)

(二) 寬頻聲譜圖(wide-band spectrogram)與窄頻聲譜圖(narrow-band spectrogram)二者有何差異?(10 分)

(三) 聲譜圖上有哪些重要資訊(含聲學特徵)可以供鑑識人員比對?(10 分)

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核心觀念

本題考聲譜圖(spectrogram)的定義、時頻解析度,以及如何運用圖上的聲學特徵比對語音。聲譜圖是把聲音訊號分段分析後,呈現「時間、頻率、能量」三者關係的圖形:橫軸通常為時間,縱軸為頻率,顏色或灰階深淺表示各頻率成分的能量大小。

語音訊號會隨時間改變,分析時常使用短時傅立葉轉換(Short-Time Fourier Transform, STFT)。將訊號切成一段段短時間窗,對每段計算頻譜,再把各段頻譜依時間排列,即可形成聲譜圖。其基本表示式為:

X(m,ω)=∑nx[n] w[n−mH] e−jωnX(m,\omega)=\sum_n x[n]\,w[n-mH]\,e^{-j\omega n}

其中 x[n]x[n] 是離散聲音訊號,w[⋅]w[\cdot] 是分析窗,HH 是相鄰分析窗的移動間距;∣X(m,ω)∣|X(m,\omega)| 或其平方表示該時間與頻率位置的幅度或能量。

解題方法

作答可依序掌握三個層次:先說明聲譜圖如何由聲音訊號產生,再比較寬頻與窄頻分析的解析度取捨,最後列出可供鑑識比對的語音及聲學特徵。寬頻與窄頻的差別,核心在分析窗長短:短窗保留較佳時間解析度,長窗保留較佳頻率解析度。

(一)何為聲譜圖及如何產生?(5 分)

聲譜圖是語音訊號的時頻表示圖,顯示不同時刻所含各頻率成分及其相對強度。一般以橫軸表示時間、縱軸表示頻率,能量則以灰階深淺或色彩呈現;能量較強的頻率成分通常顯示得較深或較亮,視繪圖慣例而定。

產生方式如下:

  1. 將錄音轉為數位訊號,必要時先做去噪、濾波或正規化等前處理。
  2. 以分析窗將訊號切成彼此重疊的短時間片段。
  3. 對每一片段計算傅立葉頻譜,取得該時刻各頻率成分的幅度或能量。
  4. 依各片段的時間位置排列頻譜,並以灰階或色彩顯示能量,形成聲譜圖。

(二)寬頻聲譜圖與窄頻聲譜圖的差異(10 分)

寬頻與窄頻聲譜圖主要是分析窗長度不同所造成的時頻解析度差異。短分析窗提供較佳時間解析度,但頻率解析度較差;長分析窗則提供較佳頻率解析度,但時間上的細節較模糊。這是時頻分析的取捨。

比較項目寬頻聲譜圖(wide-band)窄頻聲譜圖(narrow-band)
分析窗較短較長
時間解析度較高,較能看出快速變化較低,瞬間變化較模糊
頻率解析度較低,鄰近頻率較不易分開較高,較能區分鄰近頻率
常見圖形特徵語音的共振峰呈現為較清楚的水平帶;
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第 二 題25 分

刑案現場中,許多細微的證物存有案件的關鍵訊息,為了分辨這些微物證據,必須利用各種不同的顯微鏡來觀察鑑別多樣化的證物,請列舉 5 種以上的顯微鏡,並說明其原理及可進行哪些微物證據之物理鑑識?

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核心觀念

本題考查物理鑑識中「以不同成像原理觀察、比較微物證」的能力。顯微鏡不只用來放大;不同儀器能呈現證物的外觀、表面形貌、光學性質或元素組成,應依證物特性選用。常見微物證包括毛髮、纖維、油漆、玻璃、土壤礦物、金屬碎屑、火藥殘留及微小工具痕跡。

作答時,至少列舉五種顯微鏡,並對每種說明兩件事:成像原理與適用的微物證及鑑識目的。

解題方法

可依顯微鏡使用的訊號分類,再逐項配對:

  1. 可見光成像:利用透射光或反射光觀察外觀、形態及層次。
  2. 偏振或螢光成像:利用材料的光學各向異性、雙折射或螢光反應辨識差異。
  3. 電子束成像:利用電子與樣品交互作用取得高倍率表面影像,或分析元素組成。

以下列舉七種,已超過題目要求的五種。

各類顯微鏡的原理與鑑識用途

顯微鏡原理可鑑識的微物證與用途
體視顯微鏡(解剖顯微鏡)以兩組不同光路觀察樣品,形成具有立體感的低倍率影像;常用反射光觀察不透明物。初步搜尋、分選與記錄毛髮、纖維、玻璃碎片、油漆片、土壤顆粒、金屬碎屑及工具痕跡;可觀察形狀、表面及破裂特徵。
複式光學顯微鏡(明視野顯微鏡)可見光穿透薄樣品,經物鏡與目鏡形成放大影像;不透明樣品則可採反射光。觀察纖維的直徑、縱向紋理、截面及毛髮的髓質、皮質等形態;也可檢視微小生物性或植物性碎屑。
比較顯微鏡將兩台顯微鏡的影像經光學系統合併,在同一視野內並列觀察兩件樣品。比較疑似相同來源的毛髮、纖維、油漆或玻璃;在槍彈鑑識中,可比對子彈或彈殼上的膛線、擊針與其他工具痕跡。其功能重點是直接比對兩件樣品的特徵。
偏光顯微鏡(PLM)樣品置於起偏器與檢偏器之間;具各向異性或雙折射的材料會改變偏振光狀態,呈現干涉色、消光或其他光學特徵。
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第 三 題25 分

某日於中部地區果菜市場發生疑似槍擊案件,現場遺留二顆彈殼,並於鐵皮屋頂上發現一個疑似彈孔,惟現場並未發現彈頭。嫌犯到案辯稱僅其一人一槍涉案,且係使用不具殺傷力之模擬槍犯案,並交付涉案之模擬槍。請問你如何進行相關的槍彈鑑識工作,來釐清犯嫌所言的真實性?

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核心觀念

本題要以物證相互印證檢驗嫌犯說法:兩顆彈殼是否由同一枝槍擊發、扣案模擬槍是否能擊發該類彈藥、屋頂疑似彈孔是否由彈丸造成,以及現場是否存在支持「實際發射彈丸」的痕跡。

「一人一槍」與「使用不具殺傷力的模擬槍」是兩項不同主張,須分別查證。兩顆彈殼不能單獨證明有兩枝槍,也不能只因扣案槍枝外觀像模擬槍,就認定它無法發射彈丸。

涉及法規者,以命題當年(民國 109 年)法規為準。依當時《槍砲彈藥刀械管制條例》第 4 條,槍砲的判斷與能否發射金屬或子彈並具有殺傷力有關;「不具殺傷力」須由槍枝與彈藥的檢驗結果判斷,不能僅依嫌犯說法或物品名稱認定。

解題方法

一、現場勘察與證物保全

先記錄現場全景、局部與比例尺照片,標示兩顆彈殼及屋頂疑似彈孔的位置、方向和相對距離,並記錄周遭可能的撞擊點、落彈區域、遮蔽物與逃逸路線。彈殼及疑似彈孔應分別包裝、標示,避免刮擦或混放;完整記錄採證、封緘與移交過程。

屋頂彈孔須檢查孔緣變形、金屬翻捲、擦痕、附著物及入口、出口特徵,判斷是否為彈丸撞擊或穿透造成。必要時以現場幾何關係、彈孔方向及可用的軌跡工具重建射擊方向,搜尋屋頂內側、地面、牆面及周邊可能的彈頭或碎片。沒有找到彈頭,不等於沒有發射彈丸:彈頭可能穿出、反彈、碎裂或落在未搜索區域。

二、檢驗兩顆彈殼

先分別檢視彈殼的口徑、底火與彈底痕跡、彈底標記、殼口及彈殼側面的工具痕,判斷其是否為已擊發彈殼、彈藥種類,以及能否與扣案槍枝相容。

再以比較顯微鏡,比對兩顆彈殼上的個別化痕跡,尤其是擊針痕、槍機面痕、抽殼鉤痕與拋殼挺痕。若相符,可支持兩顆彈殼由同一枝槍擊發;若不相符,則不支持同槍發射,但仍須考量痕跡保存狀況、彈殼變形及可供比較特徵是否充分。彈殼外觀或口徑相同,只能說明有相似性,不能單獨證明出自同一枝槍。

三、檢驗扣案模擬槍及試射比對

對扣案槍枝拍照、編號並檢查其外觀、構造、槍管、彈膛、擊發機構及是否有改造或損壞痕跡;確認其使用的彈藥種類及槍枝能否正常完成擊發。若依法及安全條件允許,依鑑定程序以適用彈藥試射,收集試射彈殼;再將試射彈殼與現場兩顆彈殼作比較顯微鏡比對。

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第 四 題25 分

文書遭偽變造時,經常會以破壞字跡或添加文字等方式進行,請說明下列問題:

(一) 如何運用不同的光源檢視文書上不明文字或遭破壞的痕跡?(15 分)

(二) 如何判斷文書上各類文字筆畫的先後順序?(10 分)

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核心觀念

文書的紙張、墨水、印刷材料及遭處理部位,對不同波段或方向的光線會有不同的反射、吸收、穿透與螢光反應。檢驗時可依序比較一般可見光、斜射光、透射光、紫外光及紅外光下的影像,找出肉眼不易辨認的文字、墨色差異、擦刮痕跡或化學處理區域。

解題方法

  1. 一般可見光檢視 先在均勻照明下觀察全文,記錄文字排列、字體、墨色、行距及局部不連續處,並以未受影響區域作為比較基準。這是後續特殊光源檢驗的對照。

  2. 斜射光(側光) 使光線以低角度照射紙面,並從不同方向觀察。紙面刮擦、擦拭、折痕、壓痕及筆畫凸起會形成陰影或反光差異。

  • 適合發現橡皮擦除、刮除、紙面磨損及壓痕。
  • 改變光線方向,有助於分辨真正的表面起伏與單純墨色差異。
  1. 透射光 由紙張背面照光,觀察光線穿過紙張後的明暗與均勻程度。
  • 紙張遭刮薄、擦薄、撕裂或局部補貼時,透光程度可能不同。
  • 水印、折痕、紙張厚薄差異及局部纖維損傷也可能更清楚。
  • 須與未處理區域比較,以免將紙張原有差異誤認為破壞痕跡。
  1. 紫外光 紫外光照射文書後,觀察紙張或墨水的螢光反應。不同紙張、墨水及化學處理部位的螢光強弱或顏色可能不同。
  • 可用來發現隱沒文字、不同墨水或局部化學處理區域。
  • 化學消除或漂白可能造成紙張螢光反應異常,與周圍區域形成對比。
  • 紫外光反應只提供差異線索,須與其他檢視結果交互比對。
  1. 紅外光 紅外光下,不同墨水可能呈現不同程度的吸收或反射;有些可見光下顏色相近的墨水,在紅外影像中會呈現不同深淺,有些墨水則可能變淡或消失。
  • 可協助區分重疊或添加的墨水,並顯示被表面墨跡遮蓋的文字。
  • 搭配不同波段或濾鏡觀察,可比較文字與紙張的反射差異,尋找遭覆蓋的原有內容。
  1. 綜合比對 對同一部位依序拍攝不同光源下的影像,記錄光源、方向及觀察結果,再與未受影響處比較。特殊光源下顯現的差異,應和紙面形貌、墨水特徵及文字內容互相印證,不宜只憑單一光源直接判定曾遭偽變造。

解題技巧

可用「表面看起伏、背光看厚薄、紫外看螢光、紅外看墨水差異」記憶各光源的主要用途。斜射光與透射光偏重紙張及表面痕跡,紫外光與紅外光偏重材料反應及墨水差異;實務上以多種光源交叉檢視,判斷較可靠。

(二)判斷文書上各類文字筆畫的先後順序

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