基于RTI技術(shù)對(duì)鋼印印文的檢驗(yàn)技術(shù)研究

吳 曉

廣東南天司法鑒定所，廣東 深圳 518000

鋼印是國(guó)家政府等權(quán)威部門(mén)專門(mén)使用的，用于鑒別證件、文書(shū)和文件真?zhèn)蔚闹匾¤b。根據(jù)《國(guó)務(wù)院關(guān)于國(guó)家行政機(jī)關(guān)和企業(yè)事業(yè)單位社會(huì)團(tuán)體印章管理的規(guī)定》（國(guó)發(fā)〔1999〕25號(hào)）第二十一條規(guī)定：“國(guó)務(wù)院的鋼印，直徑4.2厘米，中央刊國(guó)徽，國(guó)徽外刊機(jī)關(guān)名稱，自左而右環(huán)行，由國(guó)務(wù)院自制。地方外事機(jī)構(gòu)、駐外使領(lǐng)館鋼印的規(guī)格、式樣，由外交部制定。其他確需使用鋼印的單位，其鋼印直徑不得大于4.2厘米，不得小于3.5厘米，中央刊五角星，五角星外刊單位名稱，自左而右環(huán)行，報(bào)經(jīng)其印章制發(fā)機(jī)關(guān)批準(zhǔn)后刻制?！币虼?，鋼印印文檢驗(yàn)屬于文件檢驗(yàn)的重要范疇，但由于鋼印印文具有立體、無(wú)印油色料等特點(diǎn)，其特征與蘸墨印章、自含墨印章所形成的印文有本質(zhì)上的區(qū)別，且需要在特殊的光源和觀察設(shè)備下才能有更好的顯現(xiàn)和反應(yīng)［1］。因此，本文擬借用反射變換成像技術(shù)（Reflectance Transformation Imaging，簡(jiǎn)稱RTI）對(duì)相片紙和硬質(zhì)紙片上的鋼印印文進(jìn)行顯現(xiàn)和觀察，以便更好地提取印文特征和作鋼印印文檢驗(yàn)，為文件檢驗(yàn)提供一種更高效、準(zhǔn)確的檢驗(yàn)方法。

RTI技術(shù)基于PTM（多項(xiàng)式紋理映射）方法，有效提高了計(jì)算機(jī)生成圖像的可讀性，將非銳化掩模應(yīng)用于光度立體技術(shù)，最終計(jì)算出RTI圖像原始照片的每像素法線，再建立每個(gè)像素法線的反射函數(shù)，對(duì)物體的不同光線信息加以算法合成，由此就生成了關(guān)于（物體）表面的算法模型，因此，RTI技術(shù)在對(duì)細(xì)微凹（凸）痕顯現(xiàn)方面有重要貢獻(xiàn)。

一、實(shí)驗(yàn)方案

（一）實(shí)驗(yàn)設(shè)備

硬件：Canon EOS 6D相機(jī)、SIGMA微距鏡頭（105mm F2.8）、文件翻拍架、RTI設(shè)備主機(jī)、遙控器、快門(mén)連接線、壓紙板、14cm穹頂燈臂（LED光源）、直徑2mm黑色陶瓷珠、DT V3.1RTI 智能成像系統(tǒng)、筆記本電腦、佳能（Canon）激光打印機(jī)、佳能（Canon）噴墨打印機(jī)。

軟件：Adobe Photoshop CS6、RTIbuilder、RTIviewer。

（二）樣本準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)使用由某學(xué)校頒發(fā)的真實(shí)學(xué)生證，學(xué)生證上在首頁(yè)信息欄和個(gè)人照片處均蓋有該學(xué)校鋼印印文。

（三）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

第一步，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)樣本。

第二步，將制作好的實(shí)驗(yàn)樣本置于RTI主機(jī)設(shè)備的拍照區(qū)間內(nèi)（即穹頂光源環(huán)繞的中央），用DT V3.1RTI智能成像系統(tǒng)及高倍微距鏡頭進(jìn)行拍攝（樣本背面壓痕也要進(jìn)行拍攝），調(diào)整好微距鏡頭焦距，將實(shí)驗(yàn)中需要觀察的部分位于鏡頭中央且對(duì)焦清晰，設(shè)備調(diào)整好后，拍攝有鋼印印文的一組照片，一般為36或48張，獲得照片組后將圖片導(dǎo)入RTIbuilder軟件進(jìn)行RTI圖像處理，再將RTIbuilder軟件處理后得到的圖片通過(guò)RTIviewer軟件進(jìn)行觀察。

第三步，將得到的RTI圖像進(jìn)行對(duì)比分析，提取放大壓痕的細(xì)節(jié)特征，觀察總結(jié)圖像中壓痕特征規(guī)律，以及分析可能影響壓痕顯現(xiàn)效果的各種因素，以及各個(gè)因素對(duì)壓痕顯現(xiàn)效果影響程度的大小。

第四步，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)每組實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論。提取放大取得的三張RTI影像中鋼印處的壓痕細(xì)節(jié)圖像，通過(guò)對(duì)比手法分析不同情況下壓痕顯現(xiàn)差異點(diǎn)，以及對(duì)呈現(xiàn)出的壓痕細(xì)節(jié)進(jìn)行描述刻畫(huà)，以此得出RTI技術(shù)能否有效地運(yùn)用在此類文檢鑒定中。

二、實(shí)驗(yàn)分析及討論

（一）RTI技術(shù)對(duì)鋼印顯現(xiàn)效果的檢驗(yàn)

鋼印一般使用在護(hù)照、學(xué)生證、照片或畢業(yè)證等證件中，其中照片的材質(zhì)光滑猶如鏡面，在被拍攝過(guò)程中反光強(qiáng)，會(huì)干擾到成像效果，如果打入側(cè)光進(jìn)行拍攝效果會(huì)好一點(diǎn)，而印在護(hù)照等硬質(zhì)紙張上的鋼印雖然鏡面反射不強(qiáng)（光線照射到紙張上主要進(jìn)行漫反射），但是側(cè)光下觀察效果不好，此實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑谟谑褂肦TI技術(shù)分別減弱照片上鏡面反射的干擾以及增強(qiáng)漫反射條件下的鋼印顯現(xiàn)效果，在使用RTIviewer軟件將鋼印壓痕的細(xì)節(jié)刻畫(huà)得更加豐富的情況下，對(duì)印在照片和硬質(zhì)紙張上的鋼印進(jìn)行觀察，檢驗(yàn)RTI技術(shù)對(duì)鋼印的線下效果。［2］

（二）RTI技術(shù)對(duì)照片上鋼印印文的顯現(xiàn)效果

對(duì)照片上的鋼印印文分別使用側(cè)光環(huán)境、鏡面反射增強(qiáng)模式以及法線可視化模式對(duì)圖像進(jìn)行顯現(xiàn)，如圖1。

圖1 左圖：側(cè)光拍攝圖 中圖：鏡面反射增強(qiáng)效果圖 右圖：法線可視化效果圖

從圖1發(fā)現(xiàn)，普通側(cè)光環(huán)境下可以看出鋼印印文的大致痕跡和輪廓，但是鏡面反射干擾過(guò)強(qiáng)，導(dǎo)致鋼印印文的壓痕細(xì)節(jié)顯現(xiàn)得不夠立體，只能觀察到局部蓋印壓力較大的鋼印壓痕，而蓋印淺的鋼印壓痕的印文信息獲取量小，由此會(huì)對(duì)照片上的鋼印印文顯現(xiàn)效果和檢驗(yàn)結(jié)果造成消極影響。

而經(jīng)過(guò)RTI軟件處理過(guò)的圖像相較于普通攝影的圖像對(duì)壓痕細(xì)節(jié)的顯像更加清晰，在排除鏡面反射的干擾后，即使是較淺的蓋印印文也會(huì)與背景形成鮮明的反差。蓋印壓力越大，印文痕跡越深，印文呈現(xiàn)出的“浮雕”感越強(qiáng)烈。由此，更方便檢驗(yàn)人員進(jìn)行重合比對(duì)，RTI技術(shù)能更好地解決因壓力較輕、照片鏡面反射干擾強(qiáng)而產(chǎn)生的鋼印印文檢驗(yàn)疑難［3］。

（三）RTI技術(shù)對(duì)硬質(zhì)紙張上的鋼印印文的顯現(xiàn)效果

圖2為普通側(cè)光環(huán)境下拍攝的印在硬質(zhì)紙張上的鋼印印文情況，由圖像可以看出，測(cè)光的光照強(qiáng)度（圖自上而下光照強(qiáng)度依次遞減）以及光照角度都對(duì)印文的顯現(xiàn)效果造成影響。鋼印的蓋印壓力會(huì)在壓痕的呈現(xiàn)中起到關(guān)鍵作用，故壓力大小也對(duì)成像效果造成影響，蓋印壓力越大成像越清晰，蓋印壓力越小成像越模糊。同時(shí)，雖然硬質(zhì)紙張減少了鏡面反射的干擾，但是由于紙張表面粗糙，增強(qiáng)了光的漫反射，導(dǎo)致鋼印印文的壓痕細(xì)節(jié)的信息提取不足，對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性造成影響。

圖2 硬質(zhì)紙張上的鋼印印文普通側(cè)光拍攝圖像（光照強(qiáng)度自上而下遞減）

圖3是經(jīng)過(guò)RTI軟件中鏡面反射增強(qiáng)模式和法線可視化模式處理后的鋼印印文三維圖像，通過(guò)調(diào)節(jié)，減弱了硬質(zhì)紙張?jiān)斐傻穆瓷涓蓴_，將印文壓痕的三維形態(tài)完美呈現(xiàn)出來(lái)。通過(guò)與普通拍攝圖像對(duì)比可以明顯看出，一些蓋印壓力小的印文壓痕在普通拍攝下成像模糊，而在RTI成像中立體感更強(qiáng)，淺顯壓痕也清晰可見(jiàn)。

圖3 硬質(zhì)紙張上的鋼印印文鏡面反射增強(qiáng)效果圖和法線可視化效果圖

實(shí)驗(yàn)分析：將鋼印印文細(xì)節(jié)提取放大，如圖4中箭頭處標(biāo)記所示，蓋印壓力大的地方經(jīng)過(guò)RTI軟件處理后顯像效果更加清晰，有明顯的“浮雕”感，而蓋印壓力小處的壓痕成像雖然不如壓力大處“深刻”，但是還是能夠通過(guò)肉眼直接觀察到效果，鋼印印文的三維形態(tài)顯像更優(yōu)于普通攝影下的壓痕顯像效果。

圖4 細(xì)節(jié)對(duì)比圖

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)論

RTI技術(shù)可以運(yùn)用在照片和硬質(zhì)紙張上的鋼印印文的檢驗(yàn)中，并且顯像效果清晰立體。由于RTI圖像是由一組不同光線下的圖片組合而成，所以在RTI軟件中可以通過(guò)調(diào)節(jié)觀測(cè)到各個(gè)光線方向下的壓痕效果，并且顯像效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)攝影效果，不僅能將鋼印印文的三維形態(tài)鮮明地表現(xiàn)出來(lái)，甚至將硬質(zhì)紙張表面的纖維質(zhì)感細(xì)致地刻畫(huà)出來(lái)。一旦鋼印周圍出現(xiàn)非鋼印所致的細(xì)小印記，比如紙張細(xì)微劃痕、蓋印過(guò)程中移位造成的印痕重影等，都難逃檢驗(yàn)人員的法眼，由此可以從多角度、多細(xì)節(jié)入手，更高效地幫助檢驗(yàn)人員對(duì)鋼印印文的真?zhèn)芜M(jìn)行科學(xué)鑒定。