LED多波段光源显现人民币上潜指印的研究

蔡能斌，徐 峰，张继云

（1.上海市公安局物证鉴定中心，上海市现场物证重点实验室，法医物证学现场应用技术公安部重点实验室，上海 200083；2.上海市公安局 松江分局 刑事科学技术研究所，上海 201600；3.上海市公安局 青浦分局 刑事科学技术研究所，上海 201700）

在办案实践中经常需要在人民币上显现潜在指印，目前茚三酮显现法是显现人民币上潜在指印的常用方法，茚三酮又名苯并戊三酮，茚三酮显现潜在指印的原理主要是利用茚三酮与指印遗留物中的氨基酸产生反应，这种反应在指印纹线上生成一种紫色物质，从而使潜在指印得以显现，这种方法起初用于生物医学界检验氨基酸，故又称为鲁赫曼紫反应[1]。但是，由于人民币是利用特殊的纸张和印刷染料制作的，在纸浆中掺有彩色纤维、荧光纤维等材料[2]，图案复杂、色彩丰富，对紫色指印纹线的干扰非常严重。为此，黄晓春等人提出了利用光谱成像技术优化茚三酮显现指印的方法[3]，甘德安等人提出了用置换法去除人民币上指印的干扰背景[4]，上述两种方法分别基于光谱分析和图像处理的方法，需要专门的光谱成像设备和软件，不仅投资成本高，而且对技术员的知识结构也有较高要求，难以推广应用。本文研究采用荧光试剂“罗丹明6G溶液”对人民币进行染色处理，以LED多波段光源[5]输出的波长为520nm的绿光照射检材，并透过580nm的带通型滤光镜拍照提取潜在指印的一种光学显现方法。实验表明：该方法显现的指印呈暗背景亮纹线，人民币上的图案及色彩对指印纹线的干扰较小，指印纹线清晰、特征丰富、反差较大，且实验设备的投资成本低、操作简便，具备较好的推广应用价值。

1 材料与方法

1.1 检材、试剂和仪器

检材：随机请10人分别在10张不同的人民币上按捺指印，并依次编号为检材1～10；

试剂：罗丹明6G溶液；

仪器：上海市现场物证重点实验室与上海恒光警用器材有限公司联合研制的HGXJ-806A物证光学检验系统[6]（含：九波段环形LED多波段光源，四波段滤光镜组合套装，梯形遮光罩、红紫外相机、物证载物台等）如图1所示。

图1 HGXJ-806A物证光学检验系统

图2 实验装置

1.2 实验装置

实验装置如图2所示：由照相机、LED多波段光源，遮光罩、物证载物台以及图像处理系统等组成。

1.3 方法

（1）采用荧光试剂罗丹明6G对人民币进行染色处理；

（2）将检材置于载物台上，开启HGXJ-806A物证光学检验系统的电源；

（3）分别用环形LED多波段光源的365nm，400nm，420nm，450nm，520nm，580nm，620nm，945nm 等 八 个不同波长的光照射检材；

（4）打开照相机的电源，通过照相机的取景屏，分别透过420nm，580nm，620nm和750nm的滤光镜观察检材上指印的显现情况；

（5）重复步骤（3）、步骤（4），选择指印的显现效果最好的激发波长和接收波长；

（6）取景、调焦、曝光，采集图像至计算机。

1.4 结果

如表1所示，10个检材的实验结果基本一致：用520nm的入射光照射检材，在垂直方向上透过580nm的带通型滤光镜接收记录检材的发光亮度分布，可以较清晰地在检材上显现出亮纹线暗背景的潜在指印；而520nm激发620nm接收及450nm激发580nm接收的实验结果显现的指印图像较模糊；其他实验均未显现潜在指印。

1.5 示例照片

利用上述方法对检材3上的潜在指印进行检测，结果较清晰地显现出亮纹线暗背景的潜在指印，指印纹线完整、反差良好，具备较好的检验鉴定条件（见图3）。

图3 检材3上的潜在指印显现结果

图4 人民币上的荧光纤维

2 讨论

（1）本文的实验表明，正确选择LED激发光源的波长和接收滤光镜的透过波长是能否显现人民币上潜在指印的关键。本文在实验中采用了罗丹明6G溶液作为荧光染料对遗留在人民币上的潜在指印进行染色处理，因此，激发光源波长的选择和接收滤光镜透过波长的选择主要依据罗丹明6G的吸收和发光性质。罗丹明6G（Rhodamine 6G）又名玫瑰红6G、蕊香红6G，系红色或黄棕色粉末，溶于水呈猩红色带绿色荧光，溶于醇呈红色带黄色荧光或黄红色带绿色荧光，其吸收光谱的峰值位于526nm，发射光谱的峰值位于555nm[7]。在本文的实验设备中最接近于罗丹明6G吸收光谱的峰值的LED光源的波长为为520nm，而最接近于罗丹明6G发射光谱的峰值的带通型干涉滤光镜的中心波长为580nm，实验结果也证明：用520nm的入射光照射检材，在垂直方向上透过580nm的带通型干涉滤光镜接收记录检材的发光亮度分布，可以较清晰地在检材上显现出亮纹线暗背景的潜在指印，实验结果优于其他激发光谱和接收光谱组合的实验。

（2）人民币在印制过程中采用了一些特殊的荧光防伪技术，如在人民币上的相关位置印有特殊的荧光标记、在纸浆中掺入荧光纤维（见图4）等，这些荧光标记和荧光纤维在特定的光照下能发出明亮的可见荧光，很可能对潜在指印的荧光产生严重干扰，因此，在实验中必须采用窄带通的干涉滤光镜进行滤光。窄带通的干涉滤光镜采用干涉效应来控制传输能量的光谱组成，通常这些滤光镜由金属和介质的薄膜层组成，以形成窄光谱波段内的高透过率。人民币的防伪荧光标记及防伪荧光纤维的发光波长和潜在指印的发光波长是有区别的，窄带通干涉滤光镜可以将潜在指印的发光波长分离出来，即让潜在指印的发光通过滤光镜，而阻止人民币的防伪荧光通过滤光镜，从而达到显现潜在指印的目的。本实验采用的带通干涉滤光镜的带宽为30nm，如果人民币的防伪荧光波长非常接近潜在指印的发光波长，在实验中可以选择带宽更窄的带通的滤光镜，以便消除人民币的防伪荧光对潜在指印的干扰。

（3）罗丹明6G作为一种重要的有机化工原料和中间体，在农业、染料、香料、橡胶、医药、感光材料等领域具有广泛的应用，通常用作吸附指示剂和生物染色剂，近年来罗丹明6G在法庭科学领域，特别是指印显现等方面的应用也逐渐得到重视[8-9]。罗丹明6G作为一种酚类化合物对于人体及其他生物的毒性较大，通过与皮肤、黏膜的接触侵入人体，它与细胞原浆中蛋白质接触时发生化学反应，而使细胞失去活力，浓酚液能使蛋白质凝固。酚作用于蛋白质时，并不与之结合，所以能继续向深部组织渗透，引起深部组织损伤坏死，并被吸收而引起全身中毒。吸入高浓度的酚蒸气，可引起中枢神经系统障碍，经常暴露在酚浓度较低的空气中，也能引起皮炎，能使皮肤变黄褐色。因此，在实验中要注意防护，不小心接触到皮肤，必须立即用酒精清洗。

3 结论

采用荧光试剂罗丹明6G溶液对遗留在人民币上的潜在指印进行染色，以LED多波段光源输出的波长为520nm的绿光照射检材，经580nm的带通型干涉滤光镜滤光，可获得亮纹线暗背景的潜在指印图像。上述方法适合于显现遗留在人民币等复杂背景表面的潜在指印。

[1] 李重阳，李波阳，李敏刚，等.指纹显现技术发展综述[J].中国人民公安大学学报（自然科学版），2003，（3）：22-27.

[2] 朱杨.印钞中的纸张及其防伪技术[J].安防科技，2005，（1）：52.

[3] 黄晓春，蔡能斌，温思博.光谱成像技术优化茚三酮显现指印的研究[J].警察技术，2010，（5）：7-9.

[4] 甘德安.用置换法去除人民币上指印的干扰背景[J].广东公安科技，2006，（2）：78-80.

[5] 蔡能斌，黄晓春，徐宝桢.环形LED多波段光源成像系统的研制及应用[J].影像技术，2012，（2）：37-40.

[6] 蔡能斌，徐宝桢.物证光学检验仪[P].中华人民共和国实用新型专利，ZL2011203022841，2012-05-23.

[7] 刘文，朱宝礼，周云彪，等.刑事图像技术[M].北京：中国人民公安大学出版社，2002：460-468.

[8] 朱宝礼，潘国光，孔祥福，等.物证检验摄影教程[M].北京：警官教育出版社，1999：379-380.

[9] 蔡能斌，孙文鼎.利用荧光照相拍摄圆弧面上的汗液指印[J].中国人民公安大学学报（自然科学版），2000，（2）：51-52.