紅外光譜照相技術(shù)在文件檢驗中的應(yīng)用

摘 要：紅外光譜相對較寬，對于微弱、潛在的痕跡物證具有較好的顯示效果，在基層文檢實踐中具有十分重要的應(yīng)用和推廣價值。

關(guān)鍵詞：數(shù)碼相機；紅外線濾光鏡；紅外照相；文件檢驗

紅外線在電磁波譜中居于紅光外端，是一種看不見的電磁輻射波。紅外光譜較寬，波長范圍在770nm-106nm。利用紅外相機技術(shù)在文件痕跡檢驗中的應(yīng)用，能夠獲取較好的優(yōu)質(zhì)檢材。物質(zhì)本身高于絕對零度（-273℃）時都會輻射紅外線，而溫度越低其輻射的波長越長，相反則波長越短。特別是紅外線的穿透能力較強，即使是在有煙霧的條件下，也能很容易穿透紙張、油墨等介質(zhì)，從而獲得較好的取景圖像。

一、紅外數(shù)碼相機的工作原理概述

對于普通紅外數(shù)碼相機來說，在實現(xiàn)光學(xué)成像原理時，必須依據(jù)傳感器CCD或CMOS，將紅外線亮度信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，并經(jīng)過A/D（模數(shù)轉(zhuǎn)換）生成可以識別的數(shù)字信號，并在微處理器（MPU）作用下實現(xiàn)對數(shù)字影像的存儲和處理。從科學(xué)實驗分析，太陽光的輻射能量中約有52%的紅外線，而能夠進行紅外線照相的僅有1/3。在人造光源中，鎢絲燈的光輻射波長范圍與近紅外線相匹配，峰值范圍在800nm-1200nm之間，具有較好的紅外線光源特征；對于激光紅外線光源來說，其純度更高，尤其是多波段光源能夠?qū)崿F(xiàn)對拍攝環(huán)境的特殊要求；汞燈、碳弧燈、閃光燈等也具有大量的紅外線，也是十分理想的紅外線光源。紅外濾光鏡是普通紅外數(shù)碼相機的必要部件，特別是對于特定波長的過濾。如公安部2所生產(chǎn)的680nm、750nm波長濾光鏡，以及其他公司如Kodak公司生產(chǎn)的760nm、860nm、940nm等特定波長濾光鏡。

普通數(shù)碼相機的工作原理主要是借助于光學(xué)成像系統(tǒng)，由取景器、光圈、快門、傳感器、調(diào)焦器、存儲系統(tǒng)及輸出接口等部件組成。對于紅外功能的實現(xiàn)，主要取決于光學(xué)系統(tǒng)中的鏡頭和傳感器。在鏡頭的凸凹透鏡的復(fù)式組合中，可對350-2800nm之間的90%的光譜實現(xiàn)捕獲，對于紅外線的折射成像也是完全可以實現(xiàn)的。從當前影像傳感器的感光范圍來看，紅外線也具有較好的接受能力。多數(shù)數(shù)碼相機是以可見光為拍攝設(shè)計的，為了有效阻止紅外線對正常成像的干擾，影像傳感器前往往加裝了紅外截止濾光鏡ICF。而有些滿足夜間拍攝的數(shù)碼相機，如索尼DSC-F717，在夜景模式下可以打開ICF。因此，在實際文檢工作中，對于滿足紅外攝影的相機來說，可以對普通相機的ICF進行拆除，從而改裝成專用的紅外攝影相機。

二、紅外數(shù)碼相機在文檢痕跡檢驗中的應(yīng)用1.實驗器材及樣本

本研究選用佳能EOS600D作為紅外數(shù)碼相機，并拆除其ICF濾光器。選用100mm微距鏡頭，分別配備780nn、850nm、950nm紅外濾光鏡各一塊。100w鎢絲燈紅外線光源。尼康D90數(shù)碼相機及圖像處理軟件系統(tǒng)。在實驗樣本中選擇某中性筆字跡，變造涂改文書，印章下的字跡及真?zhèn)吴n票。

2.實驗方法

利用佳能EOS600D更換為100mm微距鏡頭，并將其固定在翻拍架上。在鎢絲燈下對不同的實驗樣本，選用780nm/850nm/ 950nm的紅外濾光鏡進行拍照。相機設(shè)置為光圈優(yōu)先，同時利用尼康D90進行可見光對比影像拍攝。將所有紅外影像及可見光下的圖像導(dǎo)人到Photoshop CS5中進行圖像優(yōu)化處理，并保持為*.bmp文件格式進行對比分析。

3.結(jié)果分析

從字跡的拍攝效果來看，尼康 D90在可見光下，F(xiàn)5.6，A模式，ISO為100。佳能EOS600D在鎢絲燈下焦距F5.6，A模式，IS0200，選用950nm紅外線濾光鏡。其結(jié)果差異較大，尼康拍攝的照片肉眼很難辨識，字跡墨水滲透至紙張中，而對于紅外線拍攝來說具有較強的反射作用，能夠得出較為清晰的顯影效果。

選用印章下的字跡作為檢材。在尼康相機的拍攝參數(shù)相同條件下，佳能相機的設(shè)置參數(shù)為室內(nèi)自然光、F5.6，A模式，IS0200，選用780nm的紅外線濾光鏡進行拍攝。其拍攝結(jié)果對比來看，對于文書上的大多數(shù)印章來說，其油墨都能被紅外線濾光鏡穿透，而文書上的書寫筆跡、打印機的墨粉等往往吸收紅外線，由此得出的紅外照片可以濾除掉印章印跡，從而獲得對印章下文檢字跡的清晰照片，提高文檢鑒定的有效性。對于涂改變造的文書檢材來說，從尼康相機的拍攝參數(shù)同上，佳能相機在室內(nèi)自然光下，F(xiàn)5.6，A模式，選用780nm和850nm紅外濾光鏡進行分別拍攝，其結(jié)果顯示，對于不同書寫工具，因其墨水的差異性，在不同紅外線穿透下，對紅外線的吸收、反射性能也不一致。因此，可以從不同紅外線濾光鏡下的拍攝效果上對比出文字的涂改現(xiàn)象，從而為文檢結(jié)論提供有力憑證。

針對真假人民幣的對比效果。從尼康相機的拍攝參數(shù)選擇上，光源選擇室外，F(xiàn)4，A模式，ISO為100；佳能相機的拍攝參數(shù)選擇室外自然光下，F(xiàn)5.6.A模式，對ISO選擇為200，選用850nm的紅外濾光鏡。其拍攝效果對比分析可知，對于假幣來說，因其制作工藝、印染材料等方面與真幣存在差異，特別是在對防偽標志的識別上，因其不同紙張、不同染料等對紅外線的反射、吸收等能力不同，在顯影效果上與真幣的紅外線拍攝照片存在較大的差異性，從而有助于提升鑒偽能力。

三、結(jié)語在文檢工作中，并非局限于上述檢材，特別是由于文檢實務(wù)工作的廣泛性和特殊性，在文檢和痕檢樣本中，還需要結(jié)合具體的檢測對象，對不同紅外線濾光鏡的功用及范圍進行全面分析，以便于增強文檢工作效率。而紅外照相技術(shù)作為司法文檢實踐中的重要技術(shù)，更要從其應(yīng)用的廣度和實用性上不斷探索，以獲取優(yōu)質(zhì)的檢材。

作者簡介：

肖莉（1974～），女，河南信陽人，三門峽市陜縣人民檢察院助理工程師。