利用彩色文件上的图文特征鉴别喷墨打印机品牌

白萃萃，梁鲁宁，魏晓惠，林雷祥，孙华清

（1.中国人民公安大学，北京 100038；2.公安部反假币实验室 北京 100038）

利用彩色文件上的图文特征鉴别喷墨打印机品牌

白萃萃1，梁鲁宁2，魏晓惠2，林雷祥2，孙华清1

（1.中国人民公安大学，北京 100038；2.公安部反假币实验室 北京 100038）

目的 通过彩色文件上的图文特征鉴别喷墨打印机的品牌。方法 在体视显微镜下观察采用不同喷墨机理的惠普、佳能和爱普生三大品牌喷墨打印机打印的彩色图文。结果 通过对彩色图文上六种墨迹形态特征的比较，发现三大品牌喷墨打印机打印的彩色图文存在明显差异。结论 依据这六种特征对三大品牌的喷墨打印机进行鉴别。

喷墨打印机；彩色图文；微观特征；图文特征；品牌识别

随着办公现代化的提高，打印文件物证出现频率越来越高。早期的喷墨打印机以及当前大幅面的喷墨打印机均采用连续式喷墨技术，而现在市面主流的喷墨打印机大都采用随机喷墨技术。其中佳能主要采用热气泡喷墨技术，即通过墨水在短时间内的加热、膨胀、压缩，将墨水喷射到打印纸上形成墨点；其还采用了FINE打印喷头、新配方染料墨水等新技术，实现了其高速度、高质量的打印效果。惠普主要采用热感喷墨技术，其原理和热气泡喷墨技术一样，只是叫法不同；但惠普还采用了一些新的技术缩小了墨滴喷出的区域，通过整合电路循环技术，使得墨滴变得更小，喷出墨滴的频率更高。[1]爱普生采用微压电喷墨技术把喷墨过程中的墨滴控制分为3个阶段：在喷墨操作前，压电元件首先在信号的控制下微微收缩；然后，元件产生一次较大的延伸，把墨滴推出喷嘴；最后，在墨滴马上就要飞离喷嘴的瞬间，元件又会进行收缩，干净利索地把墨水液面从喷嘴收缩。这样，墨滴液面得到了精确控制，每次喷出的墨滴都有完美的形状和正确的飞行方向[1]。正是基于他们采用的不同喷墨技术，本文拟通过图文的微观形态特征的差异来鉴别不同品牌喷墨打印机。

1 材料与方法

1.1 仪器

V330扫描仪（日本爱普生公司）；MZ16立体显微镜（德国徕卡公司）。

1.2 样品

收集佳能、惠普和爱普生三大品牌13个型号的彩色喷墨打印机在文本打印模式下打印的彩色图文文件共16张（见表1）进行比对，其中每张彩色图文文件均由同一张纸币的正反两面图文内容构成。打印介质为普通复印纸。打印机所使用的打印墨水包括原装墨水和非原装墨水。

1.3 方法

（1）选取一张崭新的某纸币进行正反面扫描，将所得图文粘贴至WORD文档中保存，并使用打印机中的文本模式进行打印。其中扫描分辨率为2400DPI；（2）在显微镜下观察比较并梳理细微的差异点；（3）将显微镜下所获得的差异点进行扫描图像的剪切处理，得到可供比对的图文照片。

表1 不同品牌不同型号的彩色喷墨打印机及其打印介质

2 结果与讨论

2.1 扫描分辨率的选取

本文选取的彩色图文为人民币的正反面，因人民币做工十分精致，线条粗细有致，并有极其微小的细点存在，为使图片更加的清晰自然，因此在进行扫描时要求具有较高的扫描分辨率。而这也能使打印出来的线条及小点清晰，层次分明，色彩丰富。通过实验发现，扫描分辨率为2400DPI时，打印出的彩色图文效果最好。

2.2 彩色图文上墨滴形成墨点特征的比较

在显微镜下对同一位置的墨迹形态进行观察，可以发现相同品牌不同型号间的差异较小，但不同品牌间的墨迹各不相同，以佳能 IP4760、惠普 B209a及爱普生R270为例（下同），进行观察比对：

图1 彩色图文上墨滴形成墨点形态特征的比较

如图1所示，80倍的放大倍数下观察，每个品牌的墨点都有其各自的特点：佳能的墨点分布范围较大、呈点线状分布，整个结构看起来较为松散；惠普的墨点在图形周边分布较少，墨点间排列杂乱无规则可循，整个图形结构紧凑；爱普生的图形边缘整齐，周围分布有少量的杂色小墨点，与佳能和惠普不同，爱普生的色块无墨点，但在色块表面分布有较多的黄色圆形墨点。

2.3 线条间墨迹形态特征的比较

如图2所示，在120倍的放大倍数下观察，该特征在同品牌间的差异较小，而在不同品牌间则存较大的差异。可以看到佳能的线条间墨点分布杂乱，分层不明显；惠普的图像线条清晰，层次分明，线条中墨点聚集；爱普生的线条清晰，边缘整齐，线条间层次分明，但在线条墨迹中看不到组成线条的墨点，只在线条墨迹表面分布有较多的黄色圆形墨点，线条间也存在少量的杂色墨点分布。

图2 线条间墨迹形态特征

2.4 黄色色块墨迹形态特征的比较

图3 彩色图文上黄色色块墨迹形态特征

如图3所示，80倍的放大倍数下观察，该特征在同品牌间的差异较小，而在不同品牌间则存在较大差异。虽然每个品牌都使用CMY三原色，但是他们的打印效果并不相同，有的品牌颜色较深，而有的品牌颜色则较浅，且每个品牌墨水独特的配色体系，使得它所制定的三原色饱和度也不尽相同。显微观察黄色色块墨迹，这一现象表现的更为明显。惠普的黄色色块是由多种色彩重叠聚集形成，色彩丰富，其中黄色墨点的亮度较暗；爱普生的墨迹呈深黄色的色块，这是由于爱普生采用了智慧型调控墨点技术，它对于文字和色块部分会自动以较大墨点呈现，且各种颜色发生渗色现象产生，同时爱普生对于细致的图像则以较小墨点呈现，如图中浅色部分可看到黄色墨点；佳能的黄色色块中色彩并不丰富，主要是由黄色墨点聚集形成，且黄色墨点颜色鲜亮，这对于提高色块的亮度起到一定的作用。

2.5 彩色图文上飞溅墨点[2]形态特征的比较

如图4所示，在100倍的放大倍数下观察，该特征在同品牌间差异较小，而在不同品牌间则存在一定的差异。可看到佳能的笔画周边有粗大明显的飞溅墨迹分布，排列规则，呈点线状分布，分布范围较大；惠普的飞溅墨迹分布在笔画的周边，是微小的圆点，分布范围较小，墨点间距较大；爱普生无飞溅墨迹。

图4 彩色图文上飞溅墨点形态特征

2.6 暗色笔画中黑色墨点排列特征的比较

如图5所示，在80倍的放大倍数下观察，该特征在同品牌间差异较小，而在不同品牌间则存在较大的差异，且多出现在多种色彩的暗色笔画中。本文主要以暗红色笔画中黑色墨点的排列特征为例进行比对。佳能的黑色墨点较为散乱，无一定的排列规律，只与其他颜色一同混合喷射到纸张上，从而增加了红色的明暗对比；惠普的黑色墨点则呈规律的横行排列，并夹杂在其他彩色当中；爱普生中的黑色墨点与其他色彩发生渗色，使得墨迹呈现暗红色，无明显的排布规律。

图5 暗红色笔画中黑色墨点排列特征

2.7 墨点定位特征的比较

如图6所示，在80倍的放大倍数下观察，该特征在同品牌间差异较小，而在不同品牌间则存在较明显的差异。本文主要以红色色块边上的黑色描边为例进行观察，惠普为了满足多色阶喷墨技术的要求，设计了具有精密控制能力的喷头，由于它能精密的控制墨水的喷量，因此其墨水一般不容易渗透到普通纸的里层而产生晕开现象，从图中观察可见黑色的描边墨点定位准确，且墨水没有表现出渗透到纸张内部的现象；佳能的黑色描边现象并不明显，只是零散的黑色墨滴无规律的分布在红色色块的边缘；爱普生的黑色墨点则与周边的红色色块发生渗色，呈现黑红色。

图6 墨点定位特征

2.8 非原装墨水打印的彩色图文特征

如图7所示，在80倍的放大倍数下观察，与图3的特征图片相对比，由非原装墨水打印形成的彩色图文中，其中间部分由较多的杂点构成，细线条已模糊不清，无法分辨细线条的位置，墨点的颜色也存在着较大的差异。同时在图7中爱普生的粗线条中可看到组成线条的墨点，并不如原装墨水打印所形成的色块，这也使得线条边缘较为杂乱，并不整齐。因此，非原装墨水形成的彩色图文并不能按照之前的特征进行比对。

图7 非原装墨水打印的彩色图文特征

3 结论

通过对原装墨水打印的彩色文件进行墨滴形成墨点形态特征、细线条间墨迹形态特征、黄色色块墨迹形态特征、飞溅墨迹形态特征、暗色笔画中黑色墨点排列特征以及墨点定位特征的检验比较，确认了在常规文本打印模式下，鉴别惠普、佳能和爱普生喷墨打印机的依据。

实际案件中，喷墨打印文件并不都是使用原装墨水打印，而可能采用市场上的非原装墨水打印形成，这些墨水打印形成的彩色图文具有的上述特征并不明显，这是因为这些非原装墨水没有原装墨水浓度大，与喷墨装置不匹配，使得喷出的墨滴无法正常定位，从而造成一些细微特征模糊不清，对于此类喷墨打印的彩色文件须另行观察比对。

[1]朱谱新，郑庆康，杜宗良.水基型喷墨打印墨水[M].北京：中国纺织出版社，2008.1.

[2]杨述新.喷墨打印字迹笔画周围飞溅墨点形态特征比较研究[J].云南警官学院学报，2011（1）：125-128.

Classification of Ink-jet Printers with Graphic Features on Color Documents

BAI Cui-cui1，LIANG Lu-ning2，WEI Xiao-hui2，LIN Lei-xiang2，SUN Hua-qing1
（1.Chinese People’s Public Security University，Beijing100038，China；2.Laboratory of Anti-counterfeiting，Ministry of Public Security，Beijing，100038，China）

Objective To classify the brands of ink-jet printers according to graphic features on color documents.Method Based on the different mechanisms of ink-jet printers， graphic features of ink-jet printers of three major brands of HP， Canon and Epson are observed under the stereomicroscope.Results There are significant differences between the three brands of inkjet printers in six morphological characteristics of ink entries on color documents.Conclusion The three major brands of inkjet printers can be distinguished by the six graphic features on color documents.

ink-jet printer； color graphic； microscopic characteristic； graphic feature； brand classification

DF794.2

A

10.3969/j.issn.1671-2072.2013.02.015

1671-2072-（2013）02-0062-04

2012-12-02

白萃萃（1989—），女，硕士研究生，主要从事文件检验研究工作。E-mail：baicui2006@126.com。

徐 彻）

鉴定实践Forensic Practice