多光譜成像技術(shù)檢驗(yàn)富士施樂(lè)C2220彩色激光打印機(jī)

梁立崢

（中國(guó)人民公安大學(xué) 北京 100038）

多光譜成像技術(shù)檢驗(yàn)富士施樂(lè)C2220彩色激光打印機(jī)

梁立崢

（中國(guó)人民公安大學(xué) 北京 100038）

研究富士施樂(lè)C2220彩色激光打印機(jī)的跟蹤代碼，對(duì)富士施樂(lè)C2220彩色激光打印機(jī)進(jìn)行個(gè)體識(shí)別。

多光譜成像技術(shù) 跟蹤代碼 富士施樂(lè)C2220

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原理

跟蹤代碼（Tracing Code），是指彩色激光打印機(jī)的生產(chǎn)商預(yù)先在其產(chǎn)品中設(shè)置一個(gè)微小的芯片，機(jī)器在執(zhí)行打印、復(fù)印操作時(shí)該芯片會(huì)在輸出的文件上嵌入隱蔽的標(biāo)記，這種標(biāo)記無(wú)法通過(guò)肉眼直接觀察到。在一定條件下觀察，可以發(fā)現(xiàn)彩色激光打印機(jī)制作的文件上有一定數(shù)量的黃色小點(diǎn)按照一定的規(guī)律排列成一定的點(diǎn)陣圖形，這些小點(diǎn)及其組成的點(diǎn)陣圖形被稱為彩色激光打印機(jī)的跟蹤代碼。

根據(jù)報(bào)道，目前各大品牌的彩色激光打印機(jī)都設(shè)置有專屬于自己的跟蹤代碼。生產(chǎn)商預(yù)先在機(jī)器的激光器邊上設(shè)置一個(gè)微小的芯片，打印時(shí)芯片控制光源以大約十億分之二十秒的速度迅速在感光鼓上曝光來(lái)嵌入吸附的墨粉小顆粒，從而在紙張上形成不能被肉眼直接觀察到的跟蹤代碼小點(diǎn)。這些墨粉顆粒面積相當(dāng)微小，在紙張上大約每英寸出現(xiàn)一次。由于承載此項(xiàng)技術(shù)的芯片緊挨著打印機(jī)激光器，任何企圖破壞該芯片以毀滅證據(jù)的行為都可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)器損壞而無(wú)法得逞。

彩色激光打印機(jī)都是使用黃（Y）、品紅（M）、青（C）、黑（K）四色墨粉分別轉(zhuǎn)印到紙張上，來(lái)還原自然彩色的，為了使跟蹤代碼不易被人的肉眼識(shí)別，芯片的程序設(shè)置為：當(dāng)需要嵌入墨粉時(shí)，激光器只激發(fā)能夠吸附黃色墨粉的激光，此時(shí)感光鼓只吸收黃色的墨粉顆粒并將其嵌入紙張。黃色墨粉和白色紙張的結(jié)合，加上墨粉顆粒面積微小，使得跟蹤代碼無(wú)法被肉眼識(shí)別，而需要借助專門的檢測(cè)設(shè)備才能被發(fā)現(xiàn)。

不同的物質(zhì)，在不同波段的光波下有不同的反射、吸收、透射屬性或者受激發(fā)光特性。多光譜成像技術(shù)（Multi-spectral Imaging） 通過(guò)多光譜成像儀記錄被檢驗(yàn)物體在一定光譜范圍內(nèi)密集均勻分布的多個(gè)窄波段單色光的反射光亮度分布或熒光亮度分布，并形成圖譜合一的海量數(shù)據(jù)源。這些數(shù)據(jù)源同時(shí)包含了圖像信息和光譜信息，能夠給出各個(gè)波段上每個(gè)像素的光譜強(qiáng)度數(shù)據(jù)，并且光譜分辨率很高。多光譜成像的數(shù)據(jù)是一疊連續(xù)多個(gè)波段成像獲得的景色或樣品的圖像，即圖像立方體（Image cube）。這個(gè)圖像立方具有兩個(gè)空間維度（X和Y），第三維為每個(gè)像素的波長(zhǎng)或輻射強(qiáng)度。多光譜成像的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于，其可在窄波段光譜條件下掃描物體上的每一個(gè)影像點(diǎn)，并將掃描的信息以一系列圖像的形式記錄下來(lái)；且能對(duì)不同的物質(zhì)進(jìn)行偽彩色自定義，形成不同顏色的偽彩色圖像和曲線圖。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

美國(guó)CRI（CambridgeResearch&Instrumentation）公司生產(chǎn)的Nuance-macro多光譜成像儀（以下簡(jiǎn)稱Nuance多光譜成像儀）及其Nuance多光譜成像系統(tǒng)。

1.3 實(shí)驗(yàn)樣品

在市面上收集了三臺(tái)富士施樂(lè)C2220彩色激光打印機(jī)在不同時(shí)間打印在A4靜電復(fù)印紙上的文件材料作為實(shí)驗(yàn)樣本，其中既有彩色打印樣本，又有黑白打印樣本，將打印樣本分別標(biāo)記為YB1-YB3。

1.4 影像采集

將樣本置于Nuance多光譜成像儀的載物臺(tái)上，鏡頭距檢驗(yàn)對(duì)象16cm；光圈設(shè)置為3；以多光譜成像儀儀自帶光源為照明光源，亮度調(diào)整為75；放大倍率設(shè)置為10×；采用自動(dòng)曝光模式，波長(zhǎng)范圍為420nm～480nm，間隔波長(zhǎng)為10nm，實(shí)時(shí)采集影像立方體（Image cube）。

1.5 影像處理

為了進(jìn)一步增強(qiáng)跟蹤代碼與紙張的反差，對(duì)跟蹤代碼做偽彩色處理。在實(shí)時(shí)影像中獲取立方體（Acquiring cube），將特征點(diǎn)分別取在跟蹤代碼小點(diǎn)和背景紙張上，并分別定義為紅色和白色，采用去混合（Unmix）的方法對(duì)影像立方體進(jìn)行分析和處理，即可使得跟蹤代碼與紙張的反差更為明顯。由于跟蹤代碼小點(diǎn)面積很小，在選取特征點(diǎn)時(shí)先使用Nuance多光譜成像系統(tǒng)的放大（Zooming）功能將圖像放大后再在跟蹤代碼小點(diǎn)上仔細(xì)點(diǎn)選特征點(diǎn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 從曲線圖看跟蹤代碼與紙張物質(zhì)成分的差異

多光譜成像技術(shù)能對(duì)不同的物質(zhì)進(jìn)行偽彩色自定義，形成不同顏色的偽彩色圖像和曲線圖。通過(guò)觀察曲線圖，可以判斷自定義的物質(zhì)成分是否存在差異。如果自定義的不同曲線能夠重合或基本重合，則說(shuō)明定義的物質(zhì)成分相同或基本相同；反之，則說(shuō)明定義的物質(zhì)成分不同。將跟蹤代碼小點(diǎn)和背景紙張分別定義為紅色和白色，去混合后觀察，所有樣本曲線圖均不能重合，說(shuō)明跟蹤代碼與紙張的物質(zhì)成分不同，為使用多光譜成像技術(shù)檢驗(yàn)富士施樂(lè)C2220彩色激光打印機(jī)跟蹤代碼提供了可能。

2.2 跟蹤代碼點(diǎn)陣圖形的分布

通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，所有樣本中都含有跟蹤代碼。富士施樂(lè)C2220制作的文件中，不但彩色文件中能顯出跟蹤代碼，黑白文件中也能顯出跟蹤代碼，且跟蹤代碼形態(tài)、大小、點(diǎn)陣圖形和分布均與它們彩色樣本上的跟蹤代碼一致。所有樣本上的跟蹤代碼有規(guī)律性地分布于整個(gè)紙面，圖文印跡處和空白處都有，且相同點(diǎn)陣圖形重復(fù)出現(xiàn)。

2.3 不同樣本之間跟蹤代碼點(diǎn)陣圖形的差異

雖然所有樣本上都有跟蹤代碼分布，但是不同樣本之間的跟蹤代碼點(diǎn)陣圖形不盡相同（如圖）。如YB2與YB3均為8行15列的點(diǎn)陣圖形，但它們?cè)诟餍懈髁械狞c(diǎn)陣分布不同。YB2共計(jì)有小點(diǎn)43個(gè)，第一行在1、4、8、9、10、11、14列有小點(diǎn)分布，第二行在1、2、4、8、9、11、15列有小點(diǎn)分布，第三行在1、4、6、9、10列有小點(diǎn)分布，第四行在2、5、6、8、10、14、15列有小點(diǎn)分布，第五行在1、3、4、5、6、14、15行有小點(diǎn)分布，第六行僅在第5列有小點(diǎn)分布，第七行僅在第6有小點(diǎn)分布，第八行在1、2、4、6、7、11、12、13列有小點(diǎn)分布。而YB3共計(jì)有小點(diǎn)45個(gè)，且各行的小點(diǎn)分布與YB2全然不同，在第6～13列的小點(diǎn)分布與YB2一致。

圖 不同樣本之間的跟蹤代碼點(diǎn)陣圖形不盡相同

2.4 時(shí)間對(duì)跟蹤代碼點(diǎn)陣圖形的影響

通過(guò)對(duì)上述三臺(tái)富士施樂(lè)C2220連續(xù)打印和不同時(shí)期打印的樣本進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)同一臺(tái)機(jī)器打印樣本跟蹤代碼的形態(tài)和大小完全一致，不隨時(shí)間變化而變化。因此，目前尚無(wú)法根據(jù)同一機(jī)器跟蹤代碼的差異來(lái)判斷文件制成時(shí)間。

3 結(jié)論

多光譜成像技術(shù)是一種新興的物證無(wú)損檢驗(yàn)技術(shù)，能夠快速、簡(jiǎn)便地將彩色激光打印機(jī)的跟蹤代碼顯現(xiàn)出來(lái)。其強(qiáng)大的偽彩色和去混合處理功能允許操作人員重新定義需要顯現(xiàn)及加強(qiáng)彩色激光打印機(jī)的跟蹤代碼點(diǎn)陣圖形，從而增大反差，使得對(duì)彩色激光打印機(jī)跟蹤代碼的觀察與分析更為直觀、便捷。由于組成跟蹤代碼的小點(diǎn)的面積很小，在將圖像放大后選取特征點(diǎn)時(shí)需十分謹(jǐn)慎，不可將小點(diǎn)周圍的紙張也當(dāng)作特征點(diǎn)選入，否則會(huì)造成去混合后跟蹤代碼與周圍紙張背景反差減小而無(wú)法準(zhǔn)確觀察分析。

1.位洪明，黃建同，許可，等.EPSON C1100彩色激光打印機(jī)暗記特征研究[A].刑事科學(xué)技術(shù)研究論叢（第三卷上）[C].北京：中國(guó)人民公安大學(xué)出版社，2009

2.Jason Tuohey.Government Uses Color Laser Printer Technology to Track Documents[EB/OL].http：//www.pcworld.com，2004-11-22

3.梁立崢，黃建同.彩色打印機(jī)跟蹤密碼初探[A].第三屆證據(jù)理論與科學(xué)國(guó)際研討會(huì)論文集（下）[C]，2011

4.王桂強(qiáng).光譜成像檢驗(yàn)技術(shù)[J].刑事技術(shù)，2004，(1)

5.Ranjeet Kumar Nigam and Priyanka Mishra.ForensicExamination of Questioned Documentby Hyperspectral Image Spectroscopy[A].Proceeding of the 3rd International Conference on Evidence Law and ForensicScience(ForensicScience)[C].2011

注：本文系中國(guó)人民公安大學(xué)第一批研究生科研創(chuàng)新項(xiàng)目資助，項(xiàng)目編號(hào)：11LGS009。