超景深显微镜判定非连笔交叉笔画先后顺序初探

崔宗兰

（沧州市公安局刑事科学技术研究所 河北 沧州 061000）

超景深显微镜判定非连笔交叉笔画先后顺序初探

崔宗兰

（沧州市公安局刑事科学技术研究所 河北 沧州 061000）

为探索判定非连笔交叉笔画先后顺序的新方法，采用超景深三维立体显微镜，通过实现超大景深的方式，对非连笔笔画交叉部位进行3D立体合成图像，从而对微观立体痕迹进行呈现，便于鉴定人员进行分析判定。通过对制作的签字笔和圆珠笔书写的交叉笔画的实验样本进行显微检验，先后顺序的检出率为70%和90%。利用超景深三维立体显微镜判定签字笔和圆珠笔书写的非连笔交叉笔画先后顺序的结果较为理想。

超景深显微镜 交叉笔画 书写先后顺序

1 引言

笔迹特征反映了书写人的书写习惯，笔迹特征通常包括写法特征、笔顺特征、错别字特征、运笔特征等，在笔迹检验中，笔顺特征较为稳定，具有较高的特征价值。在检验过程中，我们通常寻找笔顺特征的存在，主要通过连笔字的运笔特征、衔接趋势来判断一些连笔字迹的笔顺，但对于非连笔交叉笔画的先后顺序，通常无计可施。笔者利用超景深三维立体显微镜对非连笔交叉笔画的先后顺序进行了研究，得到较为理想的实验结果。

字迹是由书写人的书写压力作用于纸张等介质，使书写工具笔尖附着的色料转移到书写介质上形成的。字迹笔画作用于纸张的部位存在潜在的压痕，这些压痕联合附着的色料厚度，共同产生了一定的凹凸痕迹[1]。这些微观的凹凸立体痕迹通过普通的显微镜无法实现再现，只有通过实现超大景深的方法，才能将这些微观的影像进行全面展现。超景深三维立体显微镜是实现这一功能的有效设备。

超景深三维立体显微镜通过实现超大景深的方式，加大了被摄主体前后影像清晰范围的距离，打破了普通显微镜景深的局限性，使微观的凹凸痕迹最大限度地被镜头感知，并将光学信号转变成电信号，从而实现影像呈现[2]14。超景深显微镜具备3D图像合成功能，通过设定景深的上限（前景深）和下限（后景深），将这些潜在的凹凸痕迹进行成像并存储，期间可能形成十几张或者几十张甚至上百张图像（图像数量多少与景深上下限的数值设置有关），然后将这些图像利用3D成像系统进行整合，使这些潜在的凹凸痕迹得以清晰的立体呈现，从而便于鉴定人员进行实验分析。

2 实验内容

2.1 实验样本制作

一组实验样本是用签字笔在白色的复印纸张上书写相互交叉的横竖两个笔画，书写压力分书写压力大和书写压力小两种情况，先横后竖和先竖后横的实验样本各10份。另一组实验样本是用圆珠笔在白色的复印纸张上书写相互交叉的横竖两个笔画，书写压力分书写压力大和书写压力小两种情况，先横后竖和先竖后横的实验样本各10份。

2.2 实验方法

2.2.1 立体图像合成

将制作的40份样本材料依次放置于超景深三维立体显微镜的载物台上并固定，保证检材平整，镜头对准“十”字交叉部位，物镜倍率调至100倍，点击“FOCUS”对焦按钮，调整焦距至图像最清晰时记录并保存图像。签字笔和圆珠笔书写的交叉笔画图像分别见图1和图2。启动3D图像快速合成功能，设置景深的上限（前景深）和下限（后景深）数值，合成立体图像。

图1 签字笔书写交叉笔画正常放大图片

图2 圆珠笔书写交叉笔画正常放大图片

2.2.2 图像的伪彩色处理

设置彩色图像功能，用由红至蓝的不同色调表示笔画所在部位纸张凹凸情况的明显程度，保存合成图像。

2.2.3 图像的分析观察

先观察合成图像正面的凹凸情况，再拖动图像旋转，观察图像的侧面和背面，直至利于观察者获得最佳观察分析的位置，保存图像。3D条件下的合成图像分别见图3~8。

图3 签字笔书写交叉笔画3D合成正面图像

图4 签字笔书写交叉笔画3D合成侧面图像

图5 签字笔书写交叉笔画3D合成背面图像

图6 圆珠笔书写交叉笔画3D合成正面图像

图7 圆珠笔书写交叉笔画3D合成侧面图像

图8 圆珠笔书写交叉笔画3D合成背面图像

3 结果与讨论

3.1 色料种类对判定结果的影响

实验分别选用签字笔和圆珠笔作为书写工具，主要是考虑这两类书写工具所用色料的极性是不同的，以此考查色料种类对判定结果的影响[3]。签字笔和圆珠笔的笔尖虽然都为滚珠结构，但签字笔墨水色料为中性或水溶性色料，通过球珠转动转移到纸张表面后会出现不同程度的渗透现象，书写压痕和色料组成厚度不是特别明显；而圆珠笔油墨为油溶性色料，转移到纸张表面后，通过粘附作用附着于纸张表面，短时间内无渗透作用发生，导致交叉部位色料形成的厚度较大，景深也随之增加，呈现较明显的立体图像。因此，在同样的实验条件下，圆珠笔书写的交叉笔画先后顺序判断比签字笔的容易，实验结果也验证了这一点，圆珠笔书写笔画先后顺序的检出率为90%，签字笔的检出率为70%。

3.2 书写压力对判定结果的影响

无论是圆珠笔书写还是签字笔书写的交叉笔画，书写压力大时，笔画所在部位纸张的凹凸形变明显，3D合成图像被赋予伪彩色时，笔画不同部位会呈现不同的色调，有利于交叉笔画先后顺序的判断；书写压力小时，笔画所在部位纸张的凹凸形变不明显，纸张各部位基本在同一水平面内，3D合成的彩色图像颜色基本为同一色调，先后顺序不好判断[2]15-17。

4 结论

采用超景深三维立体显微镜对非连笔交叉笔画的先后顺序进行判定有较为独特的优势，它优越于常规的显微检验。同等条件下，圆珠笔书写形成的交叉笔画先后顺序的检出率高于签字笔；较大书写压力形成的交叉笔画先后顺序的检出率高于书写压力小的。

[1]罗琼.常用书写工具字迹交叉笔画时序的实验研究[J].中国人民公安大学学报(自然科学版),2004(1):45-47.

[2]连园园,李伟,等.拉曼光谱面扫描成像判断黑色圆珠笔交叉笔画书写先后顺序[J].刑事技术,2009(3):14-17.

[3]秦玉红.显微观察法检验中性笔笔画与印章印文形成时序的研究[J].中国刑警学院学报,2015(4):64-68.

（责任编辑：孟凡骞）

Primary Investigation on Estimating the Sequence of Disconnected Strokes with Super Depth of Field Microscope

CUI Zong-lan
( Institute of Criminal Science and Technology of CangZhou Public Security Bureau Hebei Cangzhou 061000 )

In order to explore a new method of determining the sequence of disconnected strokes, the microscopic image is appeared by using the super depth of f eld microscope 3D composograph, which is easier to analyze by judges. Through the microexamination of the crossing strokes of pen and ball-point pen, the detection rates of the sequence are 70% and 90%. The super depth of f eld microscope is an ideal method to determine the crossing strokes sequence.

Super depth of f eld microscope Crossing strokes Sequence

DF794.2

A

2095-7939(2017)02-0089-03

10.14060/j.issn.2095-7939.2017.02.017

2016-11-02

崔宗兰（1983-），女，河北沧州人，河北省沧州市公安局刑事科学技术研究所工程师，主要从事文件检验鉴定研究。