基于短波紫外反射照相技术显现热敏纸上潜在指印

王 涛， 王彩玉， 高树辉

(中国人民公安大学刑事科学技术学院, 北京 100076)

基于短波紫外反射照相技术显现热敏纸上潜在指印

王 涛， 王彩玉， 高树辉

(中国人民公安大学刑事科学技术学院, 北京 100076)

目的 热敏纸常被用于传真、购物小票等，案件中经常涉及，用光学无损方法提取热敏纸上遗留的潜在指印有重要意义。方法 在紫外光照射下，用短波紫外反射照相显现遗留的指印。再利用photoshop图像处理对所拍摄的图片进行加工处理，使得所拍摄的指印纹线更加清晰。结果 利用紫外相机拍摄热敏纸上遗留的潜在指印，避免了传统化学方法对提取热敏纸遗留指印的原始性破坏，显现的效果也有显著提高。结论 短波紫外拍照显现方法操作简便，光学无损，显出率高，安全稳定，显现效果显著。

短波紫外照相； 热敏纸； 指印显现

0 引言

热敏纸的用途非常广泛，常见的如彩票、超市小票、医院挂号小票等，用的都是热敏纸。热敏纸一般分为 3 层 , 最底层为纸基 ,第二层为热敏涂层 , 第三层为保护层 。热敏纸的制作原理是在普通纸基上涂敷微粒粉末,成分是无色染料苯酚类或其他酸性物质,以薄膜相隔,在受热条件下,薄膜融化,粉末混合起显色反应.热敏纸上显色的字迹不稳定、易消褪,导致文件内容难以辨认，其中由于受热发生变色中起主要作用的就是“热敏图层”，由于热敏纸的广泛应用，各类案件中都可以提取到该检材，因此热敏纸被侦察技术人员作为重要的物证，热敏纸上指印的显现变成了关注的焦点，现有的显现热敏纸上的潜在指印一般利用传统的化学方法，会损害检材的原始性，丢失一部分指纹的细节信息，违反了证据的无损提取要求，本文将介绍一种方便快捷，光学无损的提取热敏纸潜在指印的新方法，利用短波紫外反射照相显现复杂背景下热敏纸上的指印，显现效果突出。热敏纸的基本结构如图1所示。

1 实验准备

1.1 实验方法和实验设备

1.1.1 实验方法

本实验为对比实验，光学无损方法对热敏纸上和普通纸上的潜在指印进行显现。选3人(年龄和性别均相同)在自然条件下分别在热敏纸正面，热敏纸反面和普通纸上进行指纹捺印，每组捺印60个指印，热敏纸正面为A组，热敏纸反面为B组，普通纸为C组。要求平均每隔2分钟进行一次指印捺印，将捺印好的待显客体在室内自然存放1， 3， 5， 7天。

1.1.2 注意事项

在使用短波紫外照相进行光学无损显现时，为了保证拍摄效果，以期指印不变形，清晰显现指印的细节特征，必须使热敏纸表面，相机的成像平面以及相机的镜头平面三面平行。

1.1.3 拍照方法

使用254 nm短波紫外相机，小角度入射，均匀配光，通过短波紫外相机的CCD感光元件记录承痕客体以及造痕物质对短波紫外线的反射差异程度来显现指印的细节特征。

图2 拍摄装置示意图

1.1.4 照明方法

实验所采用的是254 nm的环形紫外灯作为照射的光源固定在相机的镜头上，尽可能使光源以最小角度入射，使紫外线均匀照射在被检测热敏纸的表面，在垂直方向接收记录热敏纸对紫外线的反射程度的方法。

1.1.5 实验设备

尼康D7000数码相机，搭配85 mm微距镜头。

红紫外数码照相系统，此系统运用近贴光锥耦合红紫外增强技术，使相机可感应200～1 100 nm波长的光线，能实时显示图像、存储照片。

紫外石英镜头：78 mm/f3.5 高通量镜头,可通过 200～1 100 nm波长光线,石英镜头具有微距功能。此外还配有254 nm紫外滤光镜、近摄接圈、环形短波紫外光源。

1.2 实验过程

1.2.1 样本采集

本次的实验为一次比较实验，选取有复杂背景的热敏纸和无复杂背景的热敏纸进行实验，选择超市小票和普通纸张作为显现客体，把待显现的超市小票和普通纸张裁成大小相等的正方形，在捺印潜在指印以前，要用棉签把热敏纸表面擦拭干净，保证压力和汗液量均匀分布在待显现的热敏纸和普通纸表面上，把待显现的样本按照不同的捺印时间和不同的捺印客体分开保存，确保相互之间不会污染，保存的时间依次为：1天，2天，3天，4天，5天，6天，7天。

1.2.2 比较实验

为了更加直观地比较显现效果，有利于统计与分析，本次实验采用3个等级去评定显现效果，依次为“+++”，“++”，“+”，其中“+++”表示指印显现效果显著，鉴定价值较高，“++”表示指印显现效果一般，但仍然具有一定的研究价值，“+”表示可以指印基本无法显现，不具备鉴定价值。

1.2.3 照片的采集与处理

表1 平均结果比对

本次实验利用短波紫外照相按照前文所述的方法进行操作，本实验将待显现热敏纸和普通纸分为3组，光滑面指印显现为一组，粗糙面指印显现为一组，普通纸指印显现为一组，自然光下拍摄为一组，紫外光下拍摄为一组。

图3 正面显现效果

图4 反面显现效果

实验表明，热敏纸光滑一面潜在指印的显现效果要比热敏纸粗糙一面的显现效果要好，光滑面在紫外光下显现的指印纹线更加清晰，而粗糙面的指印纹线相比而言则要模糊不清，所以热敏纸光滑面在紫外光下显现的潜在指印更具有鉴定价值。

图5 普通纸显现效果

图6 自然光下拍摄

图7 紫外光下拍摄

1.2.4 利用Photoshop软件对图像进行处理

由于原始照片热敏纸潜在指印的纹线不是很清楚，所以将图片导入Photoshop软件中进行处理，得到指印纹线清晰可见的图片。

首先利用photoshop“打开”命令导入需要处理的图片，然后复制图层，图层属性改为柔光，调整透明度到50%，再复制一层，选择滤镜选项中的“高反差保留”，调整到合适的数值，图层属性为叠加，然后选择图像命令，选择下拉菜单中的调整选项，将亮度/对比度调整到合适的数值，将亮度值设为-2，对比度设为100，然后再复制一层，调整自然饱和度，将自然饱和度设为+60，饱和度设为-42，然后新建一个通道混合器图层，将红色值设为100%，最后调整照片滤镜，选择“加温滤镜”选项，将浓度设为25%，便可以得到处理后指印纹线清晰可见的图片了。

图8 photoshop处理

图9 Photoshop处理前

图10 Photoshop处理后

表2 热敏纸正面指印显出量统计

其中“+++”表示指印显现效果显著，鉴定价值较高，“++”表示指印显现效果一般，但仍然具有一定的研究价值，“+”表示可以指印基本无法显现，不具备鉴定价值。

表3 热敏纸反面指印显出量统计

表4 普通纸指印显出量统计

表5 连续捺印样本显现效果比较

表6 显出率统计

图11 显出率统计图

2 实验结果分析

通过本次实验，采用短波紫外照相拍摄复杂背景下热敏纸上的潜在指印，相比于传统化学方法显现热敏纸上的潜在指印，紫外照相显现热敏纸上指印的显现效果更加显著，而且光学无损，简便快捷，可重复性实验。本次实验对热敏纸正面，热敏纸反面以及普通纸上的潜在指印，随时间的推移显出量、显出效果以及显出率进行了统计分析。

从以上图表可以看出，基于短波紫外照相的方法显现纸张上的指印，其中热敏纸正面潜在指印的显现效果最好，显出率最高，1 d，3 d，5 d，7 d的平均显出律达到86%，而对于热敏纸反面以及普通纸上潜在指印的平均显出率只有14%和8%,表明利用短波紫外照相的方法适用于热敏纸上潜在指印的显现，而且显出率高，显现效果良好。

3 讨论

3.1 相机参数的设定值对成像的影响

本次实验采用红紫外照相系统对热敏纸上的指印进行拍摄，为了方便观察，相机的ISO参数一般设定为较大的值，为3 200～6 400，但是数码相机ISO数值设置越大,数码相机拍出来的照片画面质量越差,主要体现为噪点过多。因为数码相机的感光元件为CCD,每个CCD元件都有其固有的感光度。当数码相机的曝光量增大时,CCD通过放大电路加大增益,但这种增大的负面效果使画面噪点也相应地被放大,结果使拍出来的照片画面质量变差,也就是常说的颗粒变粗，而且ISO值越高,颗粒就越粗。这样拍摄出来的图片不利于对指印细节特征的显示，不利于指印的鉴定工作。

3.2 光斑对成像的影响

采用短波紫外照相方法拍摄热敏纸上的潜在指印，光斑一般是无法避免的，即使热敏纸对紫外线的吸收程度较高，但是仍然会有一部分紫外线会被反射回来，前人对于去除光斑已经做了大量的探索。通过调整配光角度是指印纹线恰好避开光斑，这样可以得到一张去除光斑影响的图片，使指印纹线的显示更加清晰。

4 结论

(1)由于热敏纸正反面的光滑程度不一样，导致正反面对紫外线的吸收程度也不一样，从而潜在指印的显现效果也有所不同，实验表明热敏纸光滑面指印的显出效果比粗糙一面的显出效果要好。热敏纸的光滑面对紫外线的反射接近镜面反射，而光滑面的指印对短波紫外的反射为混合反射形式，所以当用254 nm短波紫外相机以小角度照射热敏纸表面时，由于光滑面接近于镜面反射，在相机镜头方向只有很少的反射光，镜头记录呈深色，而客体表面指印对短波紫外线的反射为混合反射，那么镜头的记录呈浅色，所以当延长紫外相机曝光时间，则会形成高反差的白色纹线黑色背景图像，所以客体表面越光滑则对紫外线的吸收程度越高，表面的镜面反射越强，则形成图片的反差越大。

(2)利用短波紫外照相拍摄热敏纸上的潜在指印，符合当前公安实践工作中提出的光学无损的要求，而且操作简便，方便快捷，显现效果显著，显现效率高，不会破坏检材的原始性，相比于传统的化学显现热敏纸上的潜在指印具有很大的优势。

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(责任编辑陈小明)

D918.91

王 涛(1990—)，男，江苏连云港人，2015级刑事技术方向在读硕士研究生。