透射光谱成像技术检验黑色签字笔涂抹掩盖字迹研究

侯进令，张 剑

（湖北警官学院 法庭科学湖北省重点实验室， 武汉 430034）

透射光谱成像技术检验黑色签字笔涂抹掩盖字迹研究

侯进令，张 剑

（湖北警官学院 法庭科学湖北省重点实验室， 武汉 430034）

目的 对透射光谱成像技术和反射光谱成像技术检验黑色签字笔间涂抹掩盖字迹进行比较研究，探寻一种无损、高效、直观的黑色签字笔涂抹掩盖字迹的显现方法，提高黑色签字笔间涂抹掩盖字迹显现效率。方法根据不同黑色签字笔油墨物质成分不同，不同物质对光的透射率各异的特征，在相同条件下使用反射光谱成像技术与透射光谱成像技术分别对多个黑色签字笔间涂抹掩盖字迹实验样本进行检验。本文将显现效果分为可显现和不可显现两类。分类标准为从未看过原字迹的非文检人员是否可以辨认出被涂抹掩盖字迹。结果 利用透射光谱成像检验系统检验黑色签字笔涂抹掩盖字迹样本，306个样本中，可显现的有231个，不可显现的75个，显效率为75.49%；反射光谱成像技术检验306个样本，其中可显现的有159个，不可显现的有147个，显现效率为51.96%。实验结果表明透射光谱成像检验黑色签字笔涂抹掩盖字迹的显现率高于反射光谱成像检验的检验。结论 除了无法显现原字迹与涂抹掩盖笔迹的油墨物质成分、浓度以及组成配比相同或相近的样本之外，透射光谱成像技术能检验常规的光谱成像技术无法显现的黑色签字笔间涂抹掩盖字迹，其显现效果和效率都优于反射光谱成像技术，是一种高效的显现方法，可以应用于刑事物证检验领域。

文件检验；涂抹掩盖字迹；透射光谱成像；黑色签字笔

DOΙ: 10.16467/j.1008-3650.2015.02.012

黑色签字笔涂抹掩盖字迹的显现一直以来都是污损文件检验领域的难题之一，原因是黑色签字笔相互涂抹掩盖字迹的颜色、成分及相关理化性质十分接近，应用传统光谱成像检验黑色签字笔涂抹掩盖字迹的显现效果不尽理想，样本2782个，显现效率为49.5%［1］。因此，寻找一种高效可靠的检验技术显得尤为重要。

透射光谱分析法是运用光的透射特性，利用物体本身的透光程度和在其物面存在痕迹的阻光程度存在差异来反映、区分不同物质的一种分析方法。透射光是入射光经过折射穿过物体后的出射光，被透射的物体为透明体或半透明体。对污损文件而言，部分透射光被纸张及染料所吸收，少数光被反射，部分光均透过物体，因而透射照明方法可以加强油墨物质成分与半透明状纸张的透射亮度反差。如果黑色签字笔之间油墨成分不同，可以通过透射光的激发而显现出来。因此透射光谱成像技术可以用于检验反射光谱成像技术无法区分的黑色签字笔笔迹［2］。本文应用透射光谱成像检验技术对黑色签字笔相互涂抹掩盖字迹开展研究，在载体透光程度相同的情况下，根据不同客体透光度不同的特性来提高影像反差，达到区分的目的，以解决反射光谱成像检验污损文件的疑难问题。

1 材料与方法

1.1 实验仪器

Nuance420型成像光谱仪（Cambridge Research & Inst rumentation， Inc.， CRI公司）及其专用CRI处理软件。

1.2 实验样品

依次从已编号的50支不同型号黑色签字笔中抽取18支（见表1），普通中性书写纸。

表1 黑色签字笔品牌、型号细目Table1 Brands and types of black gel pen

1.3 样本制作

以普通中性书写纸为书写客体，按照不同品牌、型号黑色签字笔以A218的方式相互涂抹掩盖，共形成黑色签字笔样本306个。以47号黑色签字笔掩盖21号黑色签字笔为例：（1）用21号黑色签字笔书写原文字“侯”，在室内正常条件下存放24h；（2）用47号黑色签字笔将原文字“侯”进行涂抹掩盖，在室内正常下存放24h，形成样本。

1.4 影像采集

光谱成像仪采集实验样本。将实验样本置于翻拍台上，用卤钨灯为光源，对准实验样品相应的部位，调整涂抹掩盖样本位置、放大倍率和调解镜头焦距，至计算机显示屏上清晰出现待检样本影像。分别进入多光谱扫描的界面，设置多光谱影像分析系统为自动曝光模式，扫描波段范围：420～720nm，设定每10nm采集一次影像［3］，扫描时间5 000ms.

1.5 分析与处理

样本被光谱扫描后得到的光谱影像，是光谱仪自动合成的伪彩色图像，每种波长间隔选择可能形成多个三原色组合，相应产生多个伪彩色图像，并可依次显示在屏幕上。通过对伪彩色图像的分析和处理，得到掩盖与被掩盖部分有明显反差的图像。

CRI公司开发的软件对已输入影像所包含的信息进行分析和调整处理，有分类和去混合两种方法。分类方法是通过人为操作对涂抹掩盖样本经过光谱扫描后的伪彩色图像上光谱曲线相近的像点赋值以归为同类，并分别以色差较大的几种颜色赋值，进行分析调整处理，以达到区分不同物质的目的。去混合的分析方法则是根据各个像点平均亮度值分离重合的图像，获取不同物质相对单一的影像。针对涂抹掩盖字迹应采用去混合的分析方法［3］，即在伪彩图上选取一个或多个可能为被掩盖文字的基准点和一个掩盖字迹的基准点，再进行去混合运算。

2 结果与讨论

用透射光谱成像技术对中性纸上黑色签字笔间相互涂抹掩盖字迹进行显现，显现效果较好（见图1）。肉眼难以辨认涂抹掩盖字迹，用透射光谱成像技术处理后，被涂抹掩盖的字迹可以清晰辨识。

图1 相互涂抹掩盖字迹（左）和透射光谱成像技术的检验结果（右）Fig.1 Ιmages previously smeared （left） but reappeared （right）with transmission spectral imagining

按照不可显现与可显现的分类标准，如图1所示，左侧为不可显现，右侧为可显现，对全部样本的显现效果进行统计，306个样本，其中可显现的有231个，不可显现的75个，显现效率为75.49%；光谱成像检验黑色签字笔涂抹掩盖字迹，黑色签字笔样本306个，其中可显现的有159个，不可显现的有147个，显现效率为51.96% 。

透射光谱成像技术对不同种黑色签字笔间互相涂抹掩盖字迹的整体显现效果比较理想。主要是由于不同黑色签字笔油墨物质成分、浓度以及组成配比不同，这种差异会通过光的透射率的差异而显现出来，能够解决反射光谱成像检验技术的难题，即叠加部分表现出与涂抹掩盖笔迹相同或相近的光谱特征时，应用光谱成像检验技术不能显现涂抹掩盖样本［1］。以21号、47号黑色签字笔相互涂抹掩盖为例进行对比实验（见图2、图3）。

图2 反射光谱成像技术检验实验样本叠加部分光谱表现检验结果。A：RGB图像；B：21号、47号黑色签字笔叠加部分光谱表现；C：47号涂抹掩盖21号的光谱成像检验效果图；D：21号涂抹掩盖47号的光谱成像检验效果图。Fig.2 Test results by reflective spectral imaging.A: RGB image； B: spectral images of the superposed parts of sample 21 and 47； C: result with sample 21 smeared and covered by sample 47； D: result with sample 47 smeared and covered by sample 21.

从图2可以看出，光谱成像检验技术能区分21号、47号黑色签字笔笔迹；用47号掩盖21号，叠加部分光谱图与21号笔迹的光谱图不相同；用21号掩盖47号，叠加部分光谱图与47号笔迹的光谱图相近。因此，用光谱成像检验47号掩盖21号，能显现原字迹；检验21号掩盖47号，不能显现原字迹。

比较图2、图3，可以看出，透射光谱成像检验技术能明显区分21号、47号黑色签字笔笔迹，能显现21号掩盖47号以及47号掩盖21号。原因是光的透射特性加强了21号掩盖47号的叠加部分与47号笔迹表现出的光谱差异。

当原字迹与涂抹掩盖笔迹的油墨物质成分、浓度以及组成配比相同或相近时，用透射光谱成像无法明显区分这两支黑色签字笔字迹时，由这两支黑色签字笔相互涂抹掩盖字迹不能被显现。

图3 透射光谱成像技术检验实验样本叠加部分光谱表现检验结果。A：RGB图像；B：21号、47号黑色签字笔叠加部分光谱表现；C：47号涂抹掩盖21号的透射光谱检验效果图；D：21号涂抹掩盖47号的透射光谱检验显现效果图。Fig.3 Test results by transmission spectral imaging.A: RGB image； B: spectral images of the superposed parts of sample 21 and 47； C: result with sample 21 smeared and covered up by sample 47； D: result with sample 47 smeared and covered up by sample 21.

3 结 论

实验表明，应用透射光谱成像检验技术对黑色签字笔间相互涂抹掩盖形成的掩盖样本进行检验，具有良好的显现效果和较高的显现效率。能够显现的原因是被掩盖笔迹与涂抹掩盖笔迹的油墨物质的成分、配比以及墨迹浓度不同，这种差异会通过光的透射特性而显现出来，加强了不同物质的光谱差异，弥补了反射光谱成像检验的不足。

［1］ 连园园，李伟，王桂强，等.光谱成像检验同种同色涂抹掩盖字迹研究［J］.刑事技术，2011（1）: 23-28.

［2］ 侯进令，张剑.红外透射光谱成像检验添加文字的研究［J］.湖北警官学院学报，2014（4）: 162-164.

［3］ 王桂强.光谱成像检验技术［J］.刑事技术，2004（1）: 7-12.

［4］ 黄威，王桂强.光谱成像在物证检验中的初步实验研究［J］.刑事技术，2006（2）: 1-4.

引用本文格式：侯进令，张剑.透射光谱成像技术检验黑色签字笔涂抹掩盖字迹研究［J］.刑事技术，2015，40（2）：135-137.

Examination of Smeared and Covered Black Gel Pen Handwriting by Transmission Spectral Imaging

HOU Jin-ling， ZHANG Jian
（Hubei Key Laboratory of Forensic Science， Hubei Police College， Wuhan 430034， China）

Objective To establish a non-destructive， effi cient and direct method for visualizing the handwriting covered and smeared by black gel pen inks.Methods 306 smeared and covered handwriting samples prepared with 18 kinds of black gel pen were analyzed by using Nuance420 Spectral Ιmaging with the technique of transmission spectral imaging， compared with refl ective spectral imaging.The results were divided into two types: visual and non-visual.The standard of classifi cation was whether common people who had never seen the original handwritings could correctly recognize the smeared and covered characters.Results Of 306 test samples， 231 samples were visual and 75 ones were non-visual with transmission spectral imaging technique.The visualized rate was 75.49%， by contrast with the visualized rate of 51.96% with refl ective spectral imaging.Conclusions Transmission spectral imaging could differentiate the handwriting smeared and covered by black gel pen inks with the exception that the original writings and the smearing and covering layer used same or similar composition inks.Therefore， the technique of transmission spectral imaging is an effi cient choice to uncover the smeared and covered handwritings by black gel pen， which can be applied in questioned document examination.

questioned document examination； smeared and covered handwriting； transmission spectral imaging； black gel pen

DF794.2

A

1008-3650（2015）02-0135-03

湖北省自然科学基金项目（No.2012FFA060）

侯进令（1991—），男，广东肇庆人，本科生，研究方向为司法鉴定。 E-mail：775115749@qq.com

2014-06-19