隱性字跡的光學(xué)檢驗(yàn)方法比較

楊玉柱

（中國人民公安大學(xué)偵查與刑事科學(xué)技術(shù)學(xué)院 北京 100038）

1 引言

隱性字跡是指在紙張表面遺留的用肉眼不能直接觀察到的潛在字跡，包括密寫字跡、自動(dòng)褪色魔術(shù)筆字跡和可擦中性筆字跡等。一些犯罪嫌疑人利用隱性字跡的特殊性在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域?qū)嵤┻`法犯罪、在國家安全領(lǐng)域從事情報(bào)的傳遞活動(dòng)等案件時(shí)有發(fā)生，也有些人出于特定的目的書寫隱性字跡文件。例如：2010年9月，都江堰一對叔嫂因鋪面繼承問題鬧上了法庭。嫂子以大哥唯一繼承人的身份起訴兄弟，稱自家臨街的兩間鋪面是丈夫生前修建并使用至今，但被兄弟登記在自己名下，一紙?jiān)V狀將兄弟告上法庭，請求確認(rèn)兩間鋪面的產(chǎn)權(quán)屬自己所有。不料，兄弟拿出一份神秘的“白紙遺囑”，稱是大哥生前所寫，已明確將鋪面送給了他。經(jīng)過司法鑒定，顯現(xiàn)出了白紙上的隱性字跡，并確認(rèn)了遺囑的真實(shí)性，案件最終得以解決[1]。2015年浙江、湖北、江蘇等地均出現(xiàn)自動(dòng)褪色筆詐騙案件，涉案金額從15萬至26萬不等。經(jīng)警方調(diào)查，犯罪嫌疑人均系向他人借款后，使用自動(dòng)褪色筆書寫借條，不久后借條變成白紙，犯罪嫌疑人隨即對借款一事矢口否認(rèn)，意欲騙取錢款[2]。2018年1至4月，江蘇省徐州市農(nóng)行云龍戶部山支行連續(xù)堵截5起使用可擦筆填寫銀行憑證風(fēng)險(xiǎn)事件，累計(jì)金額103657.7元[3]。密寫字跡一般采用化學(xué)顯現(xiàn)方法[4]，但是，化學(xué)顯現(xiàn)方法屬于有損檢驗(yàn)，極易破壞檢材，而光學(xué)檢驗(yàn)方法未見報(bào)道。自動(dòng)褪色魔術(shù)筆字跡可以采用紫外光致發(fā)光照相方法顯現(xiàn)[5]。可擦中性筆字跡可以采用紫外光譜成像技術(shù)、紫外照相技術(shù)、顯微分光法、光致紅外熒光攝影進(jìn)行顯現(xiàn)[6-9]。在光學(xué)檢驗(yàn)實(shí)踐中，各種方法對字跡的檢驗(yàn)效果不盡相同。

近年來，由于激光器的小型化、便攜式，使激光檢驗(yàn)照相得到了飛速發(fā)展。激光具有亮度高、單色性好的優(yōu)點(diǎn)，而且不污染、不損壞被檢物，用其他方法失敗后，還可以考慮用激光顯現(xiàn)法來檢驗(yàn)[10]。目前，在光學(xué)檢驗(yàn)領(lǐng)域應(yīng)用較多是445nm便攜式激光生物檢材搜索儀[11-13]。本文嘗試以A4白色打印紙表面遺留的“醋+檸檬”密寫字跡、“醋+蔥汁”密寫字跡、小蘇打水密寫字跡、藍(lán)色練字用自動(dòng)褪色魔術(shù)筆字跡、百樂PILOT藍(lán)色中性可擦筆字跡和百樂PILOT黑色中性可擦筆字跡等為實(shí)驗(yàn)樣本，運(yùn)用激光光致發(fā)光照相對6種隱性字跡進(jìn)行光學(xué)檢驗(yàn)，并與短波紫外光致發(fā)光照相、長波紫外光致發(fā)光照相和短波紫外反射照相檢驗(yàn)效果相比較，分析各種方法檢驗(yàn)效果的優(yōu)劣，討論影響字跡效果的條件，為公安實(shí)踐中快速、有效檢驗(yàn)隱性字跡提供參考。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 實(shí)驗(yàn)原理

2.1.1 激光光致發(fā)光照相的原理

隱性字跡中的某些物質(zhì)，在激光的照射下，可以產(chǎn)生可見熒光或紅外熒光，再選擇合適的濾光鏡濾掉激發(fā)光和背景雜散光，突出字跡的發(fā)光，利用熒光亮度差顯現(xiàn)記錄隱性字跡。

2.1.2 紫外線光致發(fā)光照相的原理

紙張和隱性字跡在紫外線的照射下，可以產(chǎn)生不同的可見熒光亮度，利用熒光亮度差顯現(xiàn)記錄隱性字跡。

2.1.3 短波紫外線反射照相的原理

紙張和隱性字跡對短波紫外線的反射能力不同，白色紙張反射紫外線，隱性字跡吸收紫外線，利用反射亮度差顯現(xiàn)記錄隱性字跡。

2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與樣本制備

2.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與材料

獵蹤高清紅紫外數(shù)碼照相機(jī)；尼康數(shù)碼照相機(jī)機(jī)身（Nikon-D800）；尼康微距鏡頭（AF Micro Nikkor 60mm f/2.8 D）；肯高黃色數(shù)碼濾光鏡（Kenko·Yellow Digital Filter）；445nm便攜式激光生物檢材搜索儀；EF-160C手持式254nm短波紫外線燈；LEA-280B手持式365nm長波紫外線燈；254nm短波紫外線濾光鏡；翻拍架；食用白醋；檸檬汁；圓蔥汁；食用小蘇打；藍(lán)色練字用自動(dòng)褪色魔術(shù)筆；百樂PILOT藍(lán)色中性可擦筆；百樂PILOT黑色中性可擦筆。

2.2.2 樣本制備

實(shí)驗(yàn)樣本紙張統(tǒng)一為定量70g/m2，紙幅規(guī)格為A4（297mm×210mm）的白色打印紙。在打印紙上，用白醋和檸檬汁混合溶液（比例為1:1）書寫密寫字跡“醋+檸檬”，并在字跡下方貼上比例尺制成樣本1，在可見光下字跡不可見；用白醋和蔥汁混合溶液（比例為1:1）書寫密寫字跡“醋+蔥汁”，并在字跡下方貼上比例尺制成樣本2，在可見光下字跡不可見；用小蘇打水溶液（濃度為5g/100mL）書寫密寫字跡“小蘇打”，并在字跡下方貼上比例尺制成樣本3，在可見光下字跡不可見；用藍(lán)色練字用自動(dòng)褪色魔術(shù)筆書寫字跡“自動(dòng)褪色筆字跡”，并在字跡下方貼上比例尺制成樣本4，樣本4上的字跡24小時(shí)后完全消失，在可見光下字跡不可見；用百樂PILOT藍(lán)色中性可擦筆書寫字跡“百樂藍(lán)”，并在字跡下方貼上比例尺，24小時(shí)后用筆上自帶的橡皮擦擦去字跡制成樣本5；用百樂PILOT黑色中性可擦筆書寫字跡“百樂黑”，并在字跡下方貼上比例尺，24小時(shí)后用筆上自帶的橡皮擦擦去字跡制成樣本6。

2.3 實(shí)驗(yàn)方法

2.3.1 激光光致發(fā)光照相方法

將實(shí)驗(yàn)樣本置于翻拍架翻拍臺(tái)上，帶有微距鏡頭的尼康數(shù)碼照相機(jī)裝在翻拍架上，鏡頭光軸垂直于實(shí)驗(yàn)樣本表面。在可見光下，上下升降照相機(jī)，使樣本處于照相機(jī)取景范圍內(nèi)，對準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)樣本將比例尺調(diào)焦清晰。將黃色數(shù)碼濾光鏡裝在微距鏡頭上。關(guān)閉所有燈光，在全黑、無雜光干擾的條件下，用445nm便攜式激光生物檢材搜索儀做光源，通過改變光照角度、光照距離、曝光量對6種實(shí)驗(yàn)樣本進(jìn)行觀察、拍照記錄。

2.3.2 短波紫外線光致發(fā)光照相方法

將實(shí)驗(yàn)樣本置于翻拍架翻拍臺(tái)上，帶有微距鏡頭的尼康數(shù)碼照相機(jī)裝在翻拍架上，鏡頭光軸垂直于實(shí)驗(yàn)樣本表面。在可見光下，上下升降照相機(jī)，使樣本處于照相機(jī)取景范圍內(nèi)，對準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)樣本將比例尺調(diào)焦清晰。關(guān)閉所有燈光，在全黑、無雜光干擾的條件下，用EF-160C手持式254nm短波紫外線燈做光源，通過改變光照角度、光照距離、曝光量對6種實(shí)驗(yàn)樣本進(jìn)行觀察、拍照記錄。

2.3.3 長波紫外線光致發(fā)光照相方法

將實(shí)驗(yàn)樣本置于翻拍架翻拍臺(tái)上，帶有微距鏡頭的尼康數(shù)碼照相機(jī)裝在翻拍架上，鏡頭光軸垂直于實(shí)驗(yàn)樣本表面。在可見光下，上下升降照相機(jī)，使樣本處于照相機(jī)取景范圍內(nèi)，對準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)樣本將比例尺調(diào)焦清晰。關(guān)閉所有燈光，在全黑、無雜光干擾的條件下，用LEA-280B手持式365nm長波紫外線燈做光源，通過改變光照角度、光照距離、曝光量對6種實(shí)驗(yàn)樣本進(jìn)行觀察、拍照記錄。

2.3.4 短波紫外線反射照相方法

將實(shí)驗(yàn)樣本置于翻拍架翻拍臺(tái)上，獵蹤高清紅紫外數(shù)碼照相機(jī)裝在翻拍架上，鏡頭光軸垂直于實(shí)驗(yàn)樣本表面。在可見光下，上下升降照相機(jī)，使樣本處于照相機(jī)取景范圍內(nèi)，對準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)樣本將比例尺調(diào)焦清晰。將254nm短波紫外線濾光鏡裝在照相機(jī)鏡頭上，關(guān)閉所有燈光，在全黑、無雜光干擾的條件下，用EF-160C手持式254nm短波紫外線燈做光源，通過改變光照角度、光照距離、曝光量對6種實(shí)驗(yàn)樣本進(jìn)行觀察、拍照記錄。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果、分析與討論

3.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

對6種隱性字跡實(shí)驗(yàn)樣本依次采用激光光致發(fā)光照相、短波紫外線光致發(fā)光照相、長波紫外線光致發(fā)光照相和短波紫外線反射照相，選擇最佳光照角度、光照距離和曝光量進(jìn)行拍照記錄，隱性字跡拍照效果如表1所示。

實(shí)驗(yàn)樣本1：采用激光光致發(fā)光照相密寫字跡“醋+檸檬”清晰可見；采用短波紫外線光致發(fā)光照相和反射照相密寫字跡“醋+檸檬”不可見；采用長波紫外線光致發(fā)光照相密寫字跡“醋+檸檬”可見，但是反差極弱。對于白醋和檸檬汁混合溶液書寫的密寫字跡，采用激光作光源檢驗(yàn)的效果明顯優(yōu)于紫外線作光源檢驗(yàn)的效果。

實(shí)驗(yàn)樣本2：采用激光光致發(fā)光照相密寫字跡“醋+蔥汁”清晰可見；采用短波紫外線光致發(fā)光照相和反射照相密寫字跡“醋+蔥汁”隱約可見，但是反差極弱；采用長波紫外線光致發(fā)光照相密寫字跡“醋+蔥汁”可見，但是反差較弱。對于白醋和蔥汁混合溶液書寫的密寫字跡，采用激光作光源檢驗(yàn)的效果明顯優(yōu)于紫外線作光源檢驗(yàn)的效果。

實(shí)驗(yàn)樣本3：采用激光光致發(fā)光照相密寫字跡“小蘇打”清晰可見，但是反差較弱；采用短波紫外線光致發(fā)光照相和反射照相密寫字跡“小蘇打”不可見；采用長波紫外線光致發(fā)光照相密寫字跡“小蘇打”不可見。對于小蘇打水溶液書寫的密寫字跡，只有采用激光作光源才能檢驗(yàn)出小蘇打水密寫字跡。

實(shí)驗(yàn)樣本4：采用激光光致發(fā)光照相、短波紫外線光致發(fā)光照相和短波紫外線反射照相，藍(lán)色練字用自動(dòng)褪色魔術(shù)筆書寫字跡“自動(dòng)褪色筆字跡”均清晰可見；采用長波紫外線光致發(fā)光照相藍(lán)色練字用自動(dòng)褪色魔術(shù)筆書寫字跡“自動(dòng)褪色筆字跡”不可見。對于藍(lán)色練字用自動(dòng)褪色魔術(shù)筆書寫的字跡，短波紫外線光致發(fā)光照相方法檢驗(yàn)效果最好，短波紫外線反射照相方法和激光光致發(fā)光照相方法次之，長波紫外線光致發(fā)光照相方法最差。

表1 6種實(shí)驗(yàn)樣本隱性字跡光學(xué)檢驗(yàn)字跡效果比對表

實(shí)驗(yàn)樣本5：采用激光光致發(fā)光照相、長波紫外線光致發(fā)光照相、短波紫外線光致發(fā)光照相和短波紫外線反射照相，百樂PILOT藍(lán)色中性可擦筆書寫字跡“百樂藍(lán)”均清晰可見。4種檢驗(yàn)方法在公安實(shí)踐中均可采用。

實(shí)驗(yàn)樣本6：采用激光光致發(fā)光照相、長波紫外線光致發(fā)光照相、短波紫外線光致發(fā)光照相和短波紫外線反射照相，百樂PILOT黑色中性可擦筆書寫字跡“百樂黑”均清晰可見。4種檢驗(yàn)方法在公安實(shí)踐中均可采用。

3.2 分析

實(shí)驗(yàn)樣本1：“醋+檸檬”密寫字跡經(jīng)過自然干燥后，字跡中殘留磷、鉀、鈉等元素成分，該字跡在445nm激光輻射下發(fā)出的中等強(qiáng)度白色熒光透過黃色濾光鏡后呈明亮的色調(diào)，而紙張表面反射的藍(lán)色激發(fā)光被黃色濾光鏡吸收后呈暗調(diào)，密寫字跡反差明顯；該字跡在254nm短波紫外線輻射下不發(fā)熒光，紙張也不發(fā)熒光，而且字跡對短波紫外線的反射率與紙張基本一致，所以密寫字跡反差不明顯；該字跡在365nm長波紫外線輻射下不發(fā)光，而紙張?jiān)陂L波紫外線輻射下呈現(xiàn)白色熒光，密寫字跡有一定的反差。

實(shí)驗(yàn)樣本2：“醋+蔥汁”密寫字跡經(jīng)過自然干燥后，字跡中殘留蛋白質(zhì)和磷元素等成分，該字跡在445nm激光輻射下發(fā)出的強(qiáng)烈白色熒光透過黃色濾光鏡后呈明亮的色調(diào)，而紙張表面反射的藍(lán)色激發(fā)光被黃色濾光鏡吸收后呈暗調(diào)，密寫字跡反差明顯；該字跡在254nm短波紫外線輻射下呈微弱的吸收狀態(tài)、不發(fā)熒光，紙張也不發(fā)熒光，密寫字跡反差微弱；該字跡在365nm長波紫外線輻射下不發(fā)光，而紙張?jiān)陂L波紫外線輻射下呈現(xiàn)白色熒光，密寫字跡有一定的反差。

實(shí)驗(yàn)樣本3：“小蘇打”密寫字跡經(jīng)過自然干燥后，字跡中殘留鈉元素成分，該字跡在445nm激光輻射下發(fā)出的微弱白色熒光透過黃色濾光鏡后呈明亮的色調(diào)，而紙張表面反射的藍(lán)色激發(fā)光被黃色濾光鏡吸收后呈暗調(diào)，密寫字跡有一定的反差；該字跡在254nm短波紫外線輻射下不發(fā)熒光，紙張也不發(fā)熒光，而且字跡對短波紫外線的反射率與紙張基本一致，所以密寫字跡反差不明顯；該字跡和紙張?jiān)?65nm長波紫外線輻射下熒光效果基本一致，密寫字跡反差不明顯。

實(shí)驗(yàn)樣本4：“自動(dòng)褪色筆字跡”中含有熒光分子，該字跡在445nm激光輻射下發(fā)出的黃色熒光透過黃色濾光鏡后呈明亮的色調(diào)，而紙張表面反射的藍(lán)色激發(fā)光被黃色濾光鏡吸收后呈暗調(diào)，“自動(dòng)褪色筆字跡”反差明顯；該字跡在254nm短波紫外線輻射下發(fā)出藍(lán)色熒光，紙張不發(fā)熒光，密寫字跡反差明顯；該字跡在254nm短波紫外線輻射下吸收短波紫外線，紙張反射短波紫外線，密寫字跡反差明顯；該字跡和紙張?jiān)?65nm長波紫外線輻射下熒光效果基本一致，密寫字跡反差不明顯。

實(shí)驗(yàn)樣本5：可擦筆字跡“百樂藍(lán)”中含有熒光分子，該字跡在445nm激光輻射下發(fā)出的黃色熒光透過黃色濾光鏡后呈明亮的色調(diào)，而紙張表面反射的藍(lán)色激發(fā)光被黃色濾光鏡吸收后呈暗調(diào)，字跡反差明顯；該字跡在254nm短波紫外線輻射下發(fā)出藍(lán)色熒光，紙張不發(fā)熒光，密寫字跡反差明顯；該字跡在254nm短波紫外線輻射下吸收短波紫外線，紙張反射短波紫外線，密寫字跡反差明顯；該字跡在365nm長波紫外線輻射下發(fā)出藍(lán)色熒光，而紙張?jiān)陂L波紫外線輻射下呈現(xiàn)白色熒光，密寫字跡反差明顯。

實(shí)驗(yàn)樣本6：可擦筆字跡“百樂黑”中含有熒光分子，該字跡在445nm激光輻射下發(fā)出的黃色熒光透過黃色濾光鏡后呈明亮的色調(diào)，而紙張表面反射的藍(lán)色激發(fā)光被黃色濾光鏡吸收后呈暗調(diào)，字跡反差明顯；該字跡在254nm短波紫外線輻射下發(fā)出藍(lán)色熒光，紙張不發(fā)熒光，密寫字跡反差明顯；該字跡在254nm短波紫外線輻射下吸收短波紫外線，紙張反射短波紫外線，密寫字跡反差明顯；該字跡在365nm長波紫外線輻射下發(fā)出藍(lán)色熒光，而紙張?jiān)陂L波紫外線輻射下呈現(xiàn)白色熒光，密寫字跡反差明顯。

3.3 討論

對6種隱性字跡實(shí)驗(yàn)樣本在采用4種光學(xué)檢驗(yàn)方法拍照時(shí)，分別要變換15°、45°、75°光照角度，變換10cm、30cm、60cm光照距離，變換+1、0、-1曝光量（0為基準(zhǔn)曝光量：照相機(jī)感光度ASA調(diào)在800，光圈為F8、快門速度為1/15s；+1表示曝光量增加1檔；-1表示曝光量減少1檔。），觀察到的隱性字跡效果如表2、表3、表4所示，最終選擇最佳光照角度、光照距離和曝光量進(jìn)行拍照記錄。

表2 光照角度改變6種實(shí)驗(yàn)樣本隱性字跡的效果

表3 光照距離改變6種實(shí)驗(yàn)樣本隱性字跡的效果

表4 曝光量改變6種實(shí)驗(yàn)樣本隱性字跡的效果

3.3.1 光照角度的影響

從表2可以看出，激光光致發(fā)光照相時(shí)，光照角度15°和30°角時(shí)字跡效果均較好，75°角時(shí)字跡效果一般。短波紫外線光致發(fā)光照相時(shí)，檢材1、檢材2的隱性字跡任何角度都沒有顯現(xiàn)，檢材3、檢材4、檢材5、檢材6隱性字跡效果不受光照角度的影響。長波紫外線光致發(fā)光照相時(shí)，檢材3、檢材4的隱性字跡任何角度都沒有顯現(xiàn)，檢材1、檢材2光照角度越大隱性字跡效果越好，檢材5、檢材6隱性字跡效果不受光照角度的影響。短波紫外線反射照相時(shí)，檢材1、檢材3的隱性字跡任何角度都沒有顯現(xiàn)，檢材2、檢材4、檢材5、檢材6隱性字跡效果只有在45°角時(shí)才能顯現(xiàn)。

3.3.2 光照距離的影響

從表3可以看出，激光光致發(fā)光照相時(shí)，光照距離為10cm和30cm時(shí)字跡效果較好，60cm時(shí)字跡效果一般。短波紫外線光致發(fā)光照相時(shí)，檢材1、檢材3的隱性字跡任何距離都沒有顯現(xiàn)，檢材2、檢材4、檢材5、檢材6隱性字跡在光照距離為10cm和30cm時(shí)字跡效果較好，60cm時(shí)字跡效果一般。長波紫外線光致發(fā)光照相時(shí)，檢材1、檢材2隱性字跡在光照距離為10cm時(shí)字跡效果較好、30cm時(shí)字跡效果一般、60cm時(shí)字跡效果差，檢材3、檢材4的隱性字跡任何距離都沒有顯現(xiàn)，檢材5、檢材6隱性字跡在光照距離為10cm和30cm時(shí)字跡效果較好，60cm時(shí)字跡效果一般。短波紫外線反射照相時(shí)，檢材1、檢材3的隱性字跡任何距離都沒有顯現(xiàn)，檢材2、檢材4、檢材5、檢材6隱性字跡在光照距離為10cm時(shí)字跡效果較好、30cm時(shí)字跡效果一般、60cm時(shí)字跡效果差。

3.3.3 曝光量的影響

從表4可以看出，激光光致發(fā)光照相時(shí)，檢材1、檢材5、檢材6采用基準(zhǔn)0曝光量字跡效果較好，檢材2采用-1曝光量字跡效果較好，檢材3、檢材4采用+1曝光量字跡效果較好。短波紫外線光致發(fā)光照相時(shí)，檢材1、檢材3任何曝光量字跡都沒有顯現(xiàn)，檢材2、檢材4、檢材5、檢材6采用基準(zhǔn)0曝光量字跡效果較好。長波紫外線光致發(fā)光照相時(shí)，檢材1、檢材2、檢材5、檢材6采用基準(zhǔn)0曝光量字跡效果較好，檢材3、檢材4任何曝光量字跡都沒有顯現(xiàn)。短波紫外線反射照相時(shí)，檢材2、檢材4、檢材5、檢材6采用基準(zhǔn)0曝光量字跡效果較好，檢材1、檢材3任何曝光量字跡都沒有顯現(xiàn)。

4 結(jié)論

采用445nm激光光致發(fā)光照相的方法檢驗(yàn)隱性字跡在公安實(shí)踐中為首選方法，其檢驗(yàn)效果明顯優(yōu)于采用紫外線做光源的檢驗(yàn)效果，而且適用的檢驗(yàn)對象廣泛。用紫外線作光源檢驗(yàn)隱性字跡具有局限性，短波紫外線光致發(fā)光照相方法可以用于白醋和蔥汁混合溶液書寫的密寫字跡檢驗(yàn)、藍(lán)色練字用自動(dòng)褪色魔術(shù)筆書寫的字跡檢驗(yàn)、百樂PILOT藍(lán)色或者黑色可擦中性筆書寫的字跡檢驗(yàn)，長波紫外線光致發(fā)光照相方法可以用于白醋和檸檬汁混合溶液書寫的密寫字跡檢驗(yàn)、白醋和蔥汁混合溶液書寫的密寫字跡檢驗(yàn)、藍(lán)色練字用自動(dòng)褪色魔術(shù)筆書寫的字跡檢驗(yàn)、百樂PILOT藍(lán)色或者黑色可擦中性筆書寫的字跡檢驗(yàn)，短波紫外線反射照相方法可以用于白醋和蔥汁混合溶液書寫的密寫字跡檢驗(yàn)、藍(lán)色練字用自動(dòng)褪色魔術(shù)筆書寫的字跡檢驗(yàn)、百樂PILOT藍(lán)色或者黑色可擦中性筆書寫的字跡檢驗(yàn)。運(yùn)用各種方法在檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該選擇最佳光照角度、光照距離和曝光量進(jìn)行拍照記錄。