법의학 방법 연구에서 사용되는 사진 촬영에 대항하여 3D 스캐닝 테스트하기

토론토 대학의 연구 결과, Artec Eva 3D 스캐너가 범죄 현장에서 사진보다 부드럽고 빠른 작업에 용이하며, 중요한 공간 데이터를 제공합니다.

법 집행 기관 및 법원을 지원할 때, 법의병리학자는 범죄 사건을 구축하는 데 사용되는 자료를 수집하고 조사하는 중요한 역할을 합니다. 그러나 Janujah Sivanandan, Eugene Liscio 및 P. Eng (토론토 대학)의 최근 연구에 따르면 법의학 조사 도구와 방법이 때때로 증거를 누락시킬 수 있습니다. 더 나쁜 경우, 심지어 중요한 증거를 놓칠 수도 있습니다.

전통적으로 법의병리학자들은 사진 촬영을 통해 범죄 장면과 부검 장면을 문서화했습니다. 그리고 오늘날까지 이 방법상 변화는 거의 없었습니다. 카메라는 계속 사용되고 있습니다. 하지만 2D 이미지 카메라 사용은 해상도, 기술 사양 및 전반적인 비주얼 품질에 관계없이 개체 간의 공간적 관계만이 만들어 낼 수 있는 중요한 데이터 수집에 부족하다는 연구 결과가 있습니다. 사실, 이러한 매개 변수는 형사 사법 제도가 결백한 사람들을 기소하거나 범죄자를 옹호하는지에 대한 여부를 밝힐 수 있는 중요한 가치가 될 수 있습니다.

범죄 현장에서 사용 되는 전통적인 사진. 사진 제공: forensicoutreach.com

토론토 대학 (University of Toronto)의 과학자들은 수동으로 측정하는 것이 공간 차원을 측정하기에 충분하지만 획득한 매개 변수는 대략적인 추정치일 뿐이라고 지적합니다.​

이 연구를 진행한 연구원에 따르면, 범죄 수사에 대한 기하학적 정보의 필요성은 법의학 방법론에서 두드러진 결함을 드러냅니다. 따라서 이는 현재의 3D 스캐닝 기술로 쉽게 해결할 수 있는 문제의 만병통치약으로써 자 및 테이프 측정법에 대한 병리학자의 의지로 설명됩니다. 토론토 대학 (University of Toronto)의 과학자들은 수동으로 측정하는 것이 공간 차원을 측정하기에 충분하지만 획득한 매개 변수는 대략적인 추정치일 뿐이라고 지적합니다. 대략적인 견적은 결코 배심원 심의, 법원 판결, 형사 선고의 기초가 되지 않아야 합니다. 그럼에도 불구하고, 이것이 현대 법의학의 현실입니다.

따라서 실험의 목적은 기존의 법의학 방법과 3D 이미징 기술을 비교하여 테스트하는 것이었습니다. 이 실험을 위해 연구원은 Artec Eva 구조광3D 스캐너를 선택했고 이 스캐너가 현재의 사진 문서 도구에 비해 얼마나 잘 측정하는지 판단했습니다. Artec Eva는 항공부터 정형 외과까지 수많은 산업을 혁명적으로 바꾼 전문적인 3D 이미징 도구입니다. 또한 수많은 학문 분야와 기술 분야에서 수없이 많은 연구, 실험 및 테스트를 거친 베테랑 장치입니다.

이 특별한 실험을 위해 살아있는 참가자의 머리와 목 주변 및 팔과 다리를 따라 신체의 여러 부위에 11 개의 일시적인 타투를 그렸습니다. 이 방법을 통해 연구원은 시신 변형에 따라 희생자의 신원을 나타낼 수 있는 법의병리학의 요소인 고품질의 색상을 얻는 데 있어서 3D 스캐너의 성능을 평가할 수 있었습니다. 실제로, 색상은 시신의 다양한 상태를 밝혀 줄 수 있어 조사관에게 법의학 데이터의 풍부한 스펙트럼을 제공합니다. 예를 들어, 타박상과 상처를 포함한 신체적인 상처 흔적의 색상 정도는 부상과 그 진행의 심각성을 전달할 수 있습니다. 보다 일반적으로 피부 변색은 시신의 부패 단계를 반영 할 수 있습니다. 시신 발견 당시 날씨 설정과 같은 환경 요인을 추가하면 색상이 퍼즐의 핵심 조각이 될 수 있는 타임 스탬프로 작용할 수 있습니다.

살아있는 참가자를 스캔하는 데 사용된 Artec Eva

실험은 일정한 조건에서 수행하고 관찰한 두 가지 테스트로 구성됩니다. 하나는 사진용이고 다른 하나는 Artec Eva용입니다. 첫 번째 테스트에서는 참가자가 누워 있는 채로 진행되었습니다. 거리를 등록하기 위해, 얼굴과 몸 부위(즉, 코, 팔꿈치, 무릎 등)를 기준 전체적으로 줄자가 사용되었습니다. 사람은 테이블의 측면에 그려진 눈금자과 함께 촬영되었습니다. 한편, 추가 상해 사진은 더 가까운 범위에서 촬영되었습니다.

두 번째 테스트에서 Artec Eva를 사용한 작업은 눈에 띄게 부드러웠습니다. 참가자의 신체는 3D 이미저로 여러 번 스캔 되었습니다. Artec Studio의 측지선 도구는 부상과 곡률의 측정을 기록하는 데 도움이 되었습니다. 색상을 등록하기 위해 색상 맵이 적용되었습니다. 한편, 스캔 중에는 컴퓨터의 출력 화면에 3D 메쉬 데이터 또는 포인트 클라우드가 표시되어, 보기 각도와 방향 조정에 도움이 되었습니다. 특히, 더 높은 해상도를 가능하게 하는 메쉬 표면 데이터를 생성합니다. 이 스캔을 위한 플랫폼은 3D 디지털 복제본 모음을 위한 이미지 정렬 및 융합이 이루어지는 Artec Studio 소프트웨어였습니다.

몸의 곡면에서 타투를 측정하는 데 사용되는 측지학 도구의 예시입니다.

3D 데이터를 사용하는 사용자는 이미지를 조작하고 볼 수 있는 유연성과 다양성의 이점을 누릴 수 있습니다. 더 넓은 범위의 사용을 허용하므로, 법의병리학자에게 더 완전하고 현실적인 설명을 제공합니다. 예를 들어, 신체에 들어가는 이물질의 궤도를 재현하는 능력은 사법 당국과 의학 전문가가 사망 원인을 결정하는 것뿐만 아니라 범죄 현장에서 배우들의 상호작용에도 도움을 줄 수 있습니다. 사실상, 범죄의 새로운 맥락을 발견 할 수 있는 다른 가능성을 열어주는 것입니다.

실험의 목적을 위해, 연구원은 신체에 들어가는 탄환의 궤도를 다시 만들려고 했습니다. 그들은 시험 테이블의 측면에 삼각대를 세우고 총알의 경로를 나타내는 강철 막대를 놓았습니다. 광택이 있는 막대는 대개 캡처하기가 어렵습니다. 특히 충돌 광원이 많은 소음을 발생시키는 구조광 스캐너의 경우 더욱 그렇습니다. 그럼에도 불구하고 Artec Eva는 이 작업을 잘 처리했습니다. 이러한 작업은 형상을 전달하지 못하는 사진 문서로서는 말도 안 되는 이야기 이지요.

Artec Studio의 탄환 궤적 설정 스크린 샷. 빨간색으로 둘러싸인 녹색 선은 Artec Eva를 사용해 성공적으로 스캔한 궤도 막대를 나타냅니다.

사실, Artec Eva의 형상 디테일을 재현하는 능력은 기존의 법의학 방법과 비교할 때 가장 효과적인 개선임을 입증했습니다. 색상 캡처 기능 또한 주목할만한 것입니다.

연구원들은 거기서 멈추지 않았습니다. 그들은 이 방법이 얼마나 간단한지 그리고 이 장치들이 얼마나 오류에서 자유로운지에 대한 병렬 조사를 추구했습니다. 결국 복잡한 다중 계층 데이터를 제공하도록 설계된 기술은 반드시 작동하기 어려워야 했습니다. 하지만 이 연구는 이러한 가정을 망각시켰습니다.

전체 사진의 문서화 작업을 완료하는 데 정확히 54 분 30 초 소요되었던 반면에, Artec Eva는 26 분 및 1 초, 즉 기존 방법의 거의 절반의 속도로 작업을 완료했습니다.​

사진 촬영 및 3D 스캐닝의 용이성을 정량화하기 위해 실험자는 효율성과 사용 편의성을 계산하는 방법을 고안했습니다. 이 방법은 기술적 어려움(문서 작성을 심각하게 저해 할 수 있는 소프트웨어 오류와 같은 "일시적 고장"을 포함함)과 문서화에 소요 된 시간을 기반으로 심사 시스템을 구성합니다. 결과는 즉시 나타났습니다. 전체 사진의 문서화 작업을 완료하는 데 정확히 54 분 30 초 소요되었던 반면에, Artec Eva는 26 분 및 1 초, 즉 기존 방법의 거의 절반의 속도로 작업을 완료했습니다. 이 차이는 Artec Eva가 초당 최대 16 프레임의 속도로 복잡한 형상을 복제 할 수 있는 능력에서 비롯됩니다. 또한 후처리의 상당 부분이 부검 이후에 수행되어 시간을 대폭 줄일 수 있었습니다.

토론토 대학 (University of Toronto)의 연구원은 Artec Eva가 현재 법의학의 문서화 방법에 비해 상당한 이점을 가지고 있다고 결론지었습니다. Artec Eva는 사진 카메라보다 색상을 더 잘 기록했을 뿐만 아니라 기술적 복잡성이 없는 3D로 풍부한 데이터 세트를 렌더링 할 수 있었습니다. 또한 생성된 3D 데이터는 보다 명확하고 효율적으로 조사 결과를 공개하고 보존 할 수 있습니다. 특히 현재 또는 후대에 관계없이 데이터가 보유하고 있는 명백한 "생생함"이 특히 중요합니다. 새로운 기술을 통해 소위 "미제 사건 (cold cases)"를 다시 검토하는 것은 분실, 손상 또는 해독되지 않은 데이터로 인한 어려움을 덜 수 있습니다. 사건을 처음 접했던 법의병리학자는 이미지 파일을 열어 다양한 각도에서 조작하고 검사 할 수 있으며, 사진 더미를 훑어 보거나 단절된 이미지 갤러리를 보는 것보다 훨씬 빨리 시각적 증거를 익힐 수 있습니다. 즉, Artec Eva를 사용하면 범죄 현장을 재현해야 하는 어려움이 거의 없습니다.