光譜成像法顯現(xiàn)淺淡文字

李江春

（湖北警官學(xué)院，湖北武漢 430034）

光譜成像法顯現(xiàn)淺淡文字

李江春

（湖北警官學(xué)院，湖北武漢 430034）

光譜成像法，是近幾年法庭科學(xué)運(yùn)用的一重要方法。筆者以熱敏字跡、印油文字、無碳復(fù)寫字跡、針擊字跡、純藍(lán)墨水及藍(lán)黑墨水字跡色料形成的淺淡文字為研究對象，運(yùn)用光譜成像技術(shù)做了系列實(shí)驗(yàn)，在普通白光照射下產(chǎn)生光譜影像，與傳統(tǒng)可見熒光檢驗(yàn)比較效果相當(dāng)，且檢驗(yàn)范圍擴(kuò)大至無熒光效果的色料。實(shí)驗(yàn)表明，光譜成像法是顯現(xiàn)淺淡文字的一種全新的、有效的檢驗(yàn)方法。

光譜成像法；熒光檢驗(yàn)；淺淡文字；顯現(xiàn)

一、引言

光譜成像法（Spectral Imaging），是近幾年新興的運(yùn)用于法庭科學(xué)的一項(xiàng)熱門技術(shù)。它是通過成像光譜儀，記錄被檢驗(yàn)物體在一定光譜范圍內(nèi)，密集均勻分布的多個窄波段單色光的反射光亮度分布或熒光亮度分布，形成由許多單色光影像構(gòu)成的光譜影像集［1］。其最大的特點(diǎn)，是利用物體表面不同化學(xué)成分存在光譜特性上的差異，通過采集被檢驗(yàn)物體在一定光譜響應(yīng)范圍內(nèi)的反射光亮度分布或熒光亮度分布，使成像范圍內(nèi)任意點(diǎn)的空間位置及其光學(xué)信息量值真實(shí)的與被檢驗(yàn)物體上相應(yīng)物點(diǎn)位置、光學(xué)特性一一對應(yīng)并最終成像。同時，記錄的光譜信息包含被檢驗(yàn)物體在一定光譜范圍內(nèi)多個波長位置的光亮度分布，為區(qū)分不同化學(xué)成分提供了依據(jù)，因此，這種成像技術(shù)也稱為化學(xué)成像（chemicalimaging）。目前該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用研究涉及到指紋顯現(xiàn)、微量物證鑒別、變造文件的鑒別等方面［2-6］。

淺淡文字的顯現(xiàn)一直是可疑文件檢驗(yàn)的重點(diǎn)與難點(diǎn)，它可能是自然老化形成，也可能是人為等因素形成，不同色料形成的淺淡文字，顯現(xiàn)方法也各不相同，且各有優(yōu)劣。如分色檢驗(yàn)法，它是通過選用與淺色文字呈補(bǔ)色的濾色片來達(dá)到顯現(xiàn)效果，否則，淺淡文字與背景則文字顯現(xiàn)效果不佳；熒光檢驗(yàn)法和極紅熒光檢驗(yàn)法，是某些色料如藍(lán)黑墨水的物質(zhì)成分能被紫外線、藍(lán)光、黃光、綠光激發(fā)出熒光或極紅熒光，從而顯現(xiàn)出淺淡文字，但其操作復(fù)雜，顯現(xiàn)條件較為苛刻，尤其是極紅熒光檢驗(yàn)顯現(xiàn)條件為低溫環(huán)境；紅外檢驗(yàn)法，是利用含有吸收紅外線物質(zhì)的特性來顯現(xiàn)淺淡文字，其適用范圍主要在能吸收紅外線的物質(zhì)；化學(xué)顯現(xiàn)法，是運(yùn)用淺淡文字中某些物質(zhì)成分與某化學(xué)試劑發(fā)生顯色反應(yīng)來完成顯色檢驗(yàn)，但它會破壞檢材，是有損檢驗(yàn)；加強(qiáng)反差檢驗(yàn)法，是通過照相或計(jì)算機(jī)軟件PHOTOTSHOP的多項(xiàng)功能來加強(qiáng)淺淡文字的反差，但操作煩瑣。為此，筆者做了系列實(shí)驗(yàn)，探索利用光譜成像技術(shù)顯現(xiàn)淺淡文字的效果，現(xiàn)介紹如下。

二、材料與方法

（一）實(shí)驗(yàn)裝置

Nuance-macro成像光譜儀（美國CambridgeResearch&Instrumentation公司；普通白熾燈光源；CCD-1340/1300EMB全波段CCD（美國RoperScientific公司）、VSC-5000文件檢驗(yàn)儀。

（二）實(shí)驗(yàn)過程

1.樣本制備

樣本主要分為兩大類，一類為收集到的自然形成的淺淡熱敏文字、紅色印油、無碳復(fù)寫文字、針擊打印條據(jù)各1份；第二類為分別用黑色簽字筆墨水、純藍(lán)墨水、藍(lán)黑墨水、圓珠筆油墨等色料在70g/m2打印紙上書寫文字，經(jīng)水浸漂洗后形成的淺淡文字各1份。各種樣本材料的品牌及廠家見表1。

表1 實(shí)驗(yàn)中使用的樣本材料種類

2．實(shí)驗(yàn)過程

首先，對各類樣本再使用VSC-5000文件檢驗(yàn)儀進(jìn)行可見熒光檢驗(yàn)。

其次，做好各類樣本使用光譜成像技術(shù)的記錄。以普通白熾燈作為光源，光譜響應(yīng)范圍選擇460~720 nm，波長步進(jìn)10nm，成像光譜儀記錄檢驗(yàn)樣本光譜影像數(shù)據(jù)后，使用光譜成像專用處理軟件進(jìn)行處理：在原圖上分別對紙張和淺淡文字部分進(jìn)行取點(diǎn)，紙張統(tǒng)一定為白色，淺淡文字部分則定為與白色形成反差的藍(lán)色、紅色或綠色；之后進(jìn)行綜合處理得到影像。

最后，對顯現(xiàn)結(jié)果進(jìn)行比較分析。

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

（一）樣本材料熒光情況

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，各種樣本材料在VSC-5000文件檢驗(yàn)儀以445-640nm波段光激發(fā)，長通濾色片為RG665nm條件下，其激光可見熒光情況不完全相同，熒光強(qiáng)度也存在差異。熒光情況列于表2。

表2 各種樣本材料激發(fā)熒光情況

（二）激發(fā)可見熒光樣本材料淺淡文字顯現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在普通光源照射下，紙張與熱敏文字、圓珠筆油墨文字的實(shí)驗(yàn)波段光譜曲線差異較大，光譜成像顯現(xiàn)淺淡文字效果明顯；淺淡熱敏文字的光譜成像圖與熒光檢驗(yàn)圖相比較，能達(dá)到同等效果，但淺淡圓珠筆油墨文字的光譜成像圖效果明顯比熒光檢驗(yàn)圖效果好（如圖1、圖2）。

紙張與印油文字、無碳復(fù)寫文字、針擊打印文字的實(shí)驗(yàn)波段光譜曲線整體相似，光譜成像顯現(xiàn)淺淡文字效果也同樣明顯；淺淡印油文字光譜成像圖效果與熒光檢驗(yàn)圖效果相比較，基本無差異，淺淡無碳復(fù)寫文字光譜成像圖效果比熒光檢驗(yàn)圖效果好，而淺淡針擊打印文字光譜成像圖效果明顯好于熒光檢驗(yàn)圖效果（如圖 3、圖 4、圖 5）。

圖1 紙張與熱敏文字光譜曲線（A）、原圖（B）、光譜成像圖（C）和熒光圖（D）

圖2 紙張與圓珠筆文字光譜曲線（A）、原圖（B）、光譜成像圖（C）和熒光圖（D）

圖3 紙張與印油文字光譜曲線（A）、原圖（B）、光譜成像圖（C）和熒光圖（D）

圖5 紙張與針擊打印文字光譜曲線（A）、原圖（B）、光譜成像圖（C）和熒光圖（D）

（三）未激發(fā)可見熒光樣本材料淺淡文字顯現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在普通光源照射下，紙張與簽字筆墨水文字、純藍(lán)墨水文字、藍(lán)黑墨水文字的實(shí)驗(yàn)波段光譜曲線整體差異不大，光譜成像顯現(xiàn)淺淡文字效果明顯；在445-640nm波段光激發(fā)，長通濾色片為RG665nm條件下，淺淡文字未能激發(fā)出熒光，只見被水浸污損的斑痕（如圖6、圖7、圖8）。

圖7 圖7紙張與純藍(lán)墨水文字光譜曲線（A）、原圖（B）、光譜成像圖（C）和熒光圖（D）

圖8 紙張與藍(lán)黑墨水文字光譜曲線（A）、原圖（B）、光譜成像圖（C）和熒光圖（D）

四、結(jié)果分析

上述樣本材料在普通白光照射下，紙張與大部分色料發(fā)光特性差異不大，這是由于色料滲透進(jìn)紙張而與紙張?jiān)诠庾V特性上差異不明顯或基本無差異，同時，光譜成像區(qū)分物質(zhì)能力的限制所造成的。但也有少數(shù)差異明顯，如熱敏文字，這是因?yàn)闊崦粑淖中纬膳c消褪時發(fā)生了不同化學(xué)反應(yīng)，生成不同的物質(zhì)成份所造成的。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，無論實(shí)驗(yàn)波段光譜曲線整體相似，或存有差異，在普通光源照射下光譜成像顯現(xiàn)淺淡文字效果均理想。同時傳統(tǒng)可見熒光檢驗(yàn)方法不能顯現(xiàn)的淺淡文字，光譜成像法則可產(chǎn)生較好的效果。

本文應(yīng)用光譜成像技術(shù)可以顯現(xiàn)各種不同色料（包括可以激發(fā)出可見熒光和未激發(fā)出可見熒光的色料）形成的淺淡文字，檢驗(yàn)操作簡便，配光簡單，效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)檢驗(yàn)技術(shù)，豐富和完善與提高了物證檢驗(yàn)技術(shù)，為文件檢驗(yàn)的淺淡文字顯現(xiàn)提供了新的檢驗(yàn)方法。

五、討論

以上只是對不同色料形成的樣本進(jìn)行的初步實(shí)驗(yàn)，對于不同波段光源照射下的光譜成像法顯現(xiàn)淺淡文字，以及光譜成像法顯現(xiàn)復(fù)雜背景下淺淡文字，還有待進(jìn)一步深入研究。但無論如何，光譜成像法為淺淡文字顯現(xiàn)提供新的思維與思路。

［1］黃威等.光譜成像在物證檢驗(yàn)中的初步實(shí)驗(yàn)研究[J].刑事技術(shù)，2006(2):3-7.

［2］Exline D L，Wallace C，Roux C，et al.Forensic Application of Chemical Imaging:Latent Fingerprint Detection Using Visible Absorption and Luminescence［J］.JForensic Sci.2003.48（5）:1047-1053

［3］E.Bartick，Spectrochemical Analysis and Hyperspectral Imaging of Latent Fingerprints，16th Meeting of the International Association of Forensic Sciences，2002（7）：61-64

［4］張鵬等.運(yùn)用光譜成像技術(shù)區(qū)分同色棉纖維[J],刑事技術(shù)，2008(2):3-5.

［5］Flynn K.Forensic Analysis of Bicomponent Fibers Using Infrared Chemical Imaging［J］.J Forensic Sci，2006，51（3）:586-596

［6］Katherine Bojko，1 B.Sc.（Hons）；Claude Roux，1 Ph.D.；and BrianJ.Reedy，1Ph.D.JForensic Sci，November 2008，Vol.53，No.6：1458-1467

【責(zé)任編校：李 烽】

On Appearing Weak Character：Spectral Imaging

(Hubei University of Police,Wuhan 430034,China)

Recently,spectral imaging has been one of important methods in forensic science.This paper reached the weak character by spectral imaging such as thermosensitive,noncarbon-paper,dot printing,blue-black ink and so on.The technology used to ordinary light.Compared with tradition fluorescent examination,the results was equability,in the same time,the scope of examination had great materials.The paper showed the spectral imaging was one of newly and virtually method.

spectral Imaging;fluorescent examination;weak character;appearance

D912.1

A

1673 2391（2010）04—0097—04

20100415

李江春（1975），男，江西人，法學(xué)碩士，湖北警官學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心刑技教研室講師。