暗记点阵形态特征鉴别彩色激光印刷文件的可行性研究

李江春

（湖北警官学院，武汉 430035）

长期以来，我们对彩色激光印刷机具体检验鉴别仍然停留于依靠直观检验、显微检验以及理化检验的方法，根据印刷品表面遗留的各种印刷痕迹特点，如感光鼓及周围部件、稿台等印刷特征[1-5]，可以鉴别文件是何种机具打印或复印、是否同一机台打印或复印形成，从而对文件物证进行种属和同一认定，在侦查破案、法庭诉讼及审判中发挥着日益重要的作用。

自从美国电子前线基金会（EFF）报道并破译部分暗记特征以来[6]，引起各国各地区法庭科学研究人员注意并开展相关研究，我国自2002年引进该方法以来，公安部物证鉴定中心、中国刑事警察学院等有关科研机构最早展开研究。近年来，对暗记特征的研究主要集中在以下四个方面：

1）暗记特征的显现方法研究[7]，比较了蓝光照射、分色照相和电脑扫描三种方法的优劣；

2）暗记小点形态特征研究[8-9]，认为通过文检仪的放大和测量功能，对不同品牌及型号的彩色激光印刷机具输出的文件进行观察，记录跟踪暗码小点的形态特征并测量其大小，发现不同品牌或同一品牌不同型号印刷机具的暗码小点在形态和大小上存在着差异，通过这种差异可以将不同品牌、型号的印刷机具输出文件区别开来；

3）暗记点阵形态特征研究，其中包括点阵形态排列、解码含义[10-16]，阐述了彩色激光打印、复印机打印的文件中存在由小点组成的点阵图形暗记，不同品牌的暗记出现规律、形态特征和点阵特征不同，即表示彩色激光印刷机具输出文件的暗记特征可以作为初步鉴别机具品牌、型号和文件打印时间的依据，具有一定的防伪价值。通过分析暗记的形态可以识别打印机具种类、品牌、机器序列号及文件打印时间，在暗记特征数据库和查询检索上进行了积极探索；

4）暗记特征的案例应用与信息化发展研究[17-18]，介绍称施乐DocuColor系列打印机的15×8点阵中包含了打印机的序列号、打印日期和时间，并给出了一个利用excel表格获取打印机信息的方法，对于此型号机型的打印文件检验具有十分重要的价值。2014年湖北警官学院与武汉市公安局合作，立足于武汉市城区，收集各种品牌型号的彩色激光打印复印件，建立了暗记特征纸质和电子数据库，联合研制了暗记特征查询系统以进行计算机辅助分析。通过分析暗记特征点阵形态可以识别彩色激光印刷机具机型、机器序列号及文件的印刷时间，进而比较快速地查找出印刷机具或其拥有者。

同时，我们也看到目前该项技术存在若干急待解决的问题与研究瓶颈，因为该技术主要的研究着力点在于文件生成的暗记点阵形态特征，前期的研究与实践也是有意或无意地探索和运用暗记点阵形态特征去解决种类鉴别、个体鉴别、文件形成时间、变造文件鉴别等问题，我们在实践中自觉或不自觉地认为该项技术的依据是“不同品牌型号的彩色激光打印复印文件生成的暗记点阵形态特征各不相同”，但该依据成立与否，我们首先必须研究清楚暗记点阵形态特是否具有作为鉴别特征的“稳定性和特定性”的属性，也即利用暗记点阵形态特征鉴别文件的可行性问题。

因此我们需要解决以下两个问题：1) 是否各品牌型号的暗记点阵形态特征具有唯一的点阵形态轮廓图；2) 是否暗记点阵形态轮廓图会随着时间推移而发生变化。

我们通过实验研究来证明暗记点阵形态特征是否具有稳定性与特定性，从而为鉴别彩色激光打印复印文件提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 实验仪器

VSC5000 文件检验、Epson c65 扫描仪、windows系统计算机和Photoshop 7.0软件。

1.2 样本搜集与显现

历时多年在武汉市中心城区收集各品牌彩色激光打印、复印件样本，共收集到10个品牌68种型号137张样本，其中22个机具样本收集时间集中于2013年至2015年之间，每份样本之间相隔1或2个月左右，共计87张样本；其余样本为平时零散收集，时间跨度不均。对样本进行整理后完成实验准备工作（具体机具品牌和型号见表1）。

1.3 显现方法与步骤

实验中我们运用两种不同的方法来对样本进行显现，以相互补充达到增强辨别效果。

1.3.1 PS处理显现

把实验材料放入到扫描仪中，调整至600 dpi扫描分辨率进行扫描，保存为JPG格式文件，运用Photoshop 把该文件打开，打开“图像”里的“调整”，选定“可选颜色”，依次将各色值中的青色、洋红两项调至-100，黄色和黑色两项调至+100，使图片只能通过黄色和黑色，然后点击“图像”里的“反相”，使图片呈黑底蓝色，可能通过调整色彩曲线中RGB和蓝色曲线弧度，并将亮度和对比度调至最高，便能得到较佳显现效果。

1.3.2 分色检验法

把各实验样本依次放入VSC-5000文检仪中，使用420 nm左右蓝光照射，放大9倍可以得到各品牌不同型号打印、复印文件完整的暗记特征，可以较快捷方便地将打印文件上的暗记显现出来。

2 结果

2.1 暗记点阵形态特征出现位置分析

实验发现，大部分品牌和型号彩色激光打印、复印文件的暗记点阵形态特征呈现在文件整张纸幅，即在彩色图像、黑色文字部分，以及纸张空白处都能观察到均匀分布的、有规律的暗记点阵形态特征（见图1），但是也发现部分样本如Sharp ukog 0283fczz和HP1215等，只能在印刷图文区域处观察到暗记点阵形态，而图文区域之外则无暗记点阵形态显现（见图2）。当彩色激光打印、复印机具只单纯输出黑白文件时, 文件上则不会出现暗记点阵形态特征。

图1 样本整张纸幅均可观察到显现的暗记点阵形态特征Fig.1 Characteristic code pattern can be observed on the whole range of paper

图2 HP1215样本暗记点阵形态特征图（a为原图，b为PS处理图）Fig.2 Characteristic code pattern from HP1215 (Picture a is theoriginal, and b the one disposed by Photoshop)

2.2 暗记点阵形态特征分析

2.2.1 暗记点阵形态轮廓分析

实验发现，除少数品牌（如美能达），大部分相同品牌不同型号间产生的暗记点阵形态轮廓图是一致的，不同品牌型号之间也存在既有相同也有不同的点阵形态轮廓图。经统计现有样本反映的轮廓图有8种，具体表现为施乐、戴尔、爱普生三种品牌点阵形态轮廓图均为15×8列阵，但是戴尔内部有四个小点组成的形状点阵，爱普生内部有四个小点组成的形状点阵，这是区别于施乐最明显的暗记点阵形态特征（见图3～5）；美能达系列某些型号为11×10列阵、东芝为10×5列阵、理光系列为9×7列阵、京瓷系列为10×11列阵、惠普系列为21×17列阵（其左边为两个15×8点阵上下排列，右边点阵部分形似为逆时针旋转90度的“W”）、夏普系列为11×8列阵、佳能系列和美能达bizhub C252型号的点阵形态为密集型轮廓，同时也发现存在无暗记点阵形态轮廓的若干品牌型号，如HP4500、Xeror7750等（见图 6～12）。

图3 利用PS显现法显现的15×8暗记点阵形态轮廓图（a和b为Xerox 320暗记点阵形态图，a为多个点阵列阵排列局部图，b为单个点阵图，c为Xerox 1250暗记点阵形态图）Fig.3 Characteristic code patterns shown to be 15×8 by PS software (Picture a and b are from Brand Xerox 320, with picture a including several repetitive same codes and b the magnified single one code; picture c is one single code from Brand Xerox 1250)

图4 利用VSC5000文检仪显现的15×8暗记点阵形态轮廓图（a和b为Epson1100暗记点阵形态图，a为多个暗记点阵列阵排列局部图，b为单个点阵图，c为Epson cx11暗记点阵形态图）Fig.4 Characteristic code patterns shown to be 15×8 by VSC5000 (Picture a and b are from Brand Epson 1100, with picture a including several repetitive same codes and b the magnified single one code; picture c is one single code from Brand Epson cx11)

图5 利用VSC5000文检仪显现的15×8暗记点阵形态轮廓图（a和b为Dell5200暗记点阵形态图，a为多个暗记点阵列阵排列局部图，b为单个点阵列阵图，c为Dell5100暗记点阵形态图）Fig.5 Characteristic code patterns shown to be 15×8 by VSC5000 (Picture a and b are from Brand Dell 5200, with picture a including several repetitive same codes and b the magnified single one code; picture c is one single code from Brand Dell 5100)

图7 利用PS显现法显现的Toshiba studio 351c单个点阵形态（呈连续无间隔排列的10×5点阵，a为多个暗记点阵列阵，b为单个点阵列阵）Fig.7 Toshiba studio 351c’s characteristic code patterns shown to be 10×5 by PS software (Picture a includes several repetitive same codes, and b the magnified single one code)

图8 利用PS显现法显现的理光MP c300暗记点阵（呈现为空白与点阵斜向间隔的9×7点阵列阵，a为多个暗记点阵列阵，b为单个点阵列阵）Fig.8 Ricoh MP c300’s characteristic code patterns shown to be 9×7 by PS software (Picture a includes several repetitive same codes, and b the magnified single one code)

图9 利用VSC5000文检仪显现的HP cp1215暗记点阵形态特征图（呈现为21×17点阵，a为多个暗记点阵列阵，b为单个点阵列阵）Fig.9 HP cp1215’s characteristic code patterns shown to be 21×17 by VSC5000 (Picture a includes several repetitive same codes, and b the magnified single one code)

图10 利用VSC5000文检仪显现的SHARP UKOG 0283FCZZ暗记点阵形态特征图（呈现为11×8点阵，a为多个暗记点阵列阵，b为单个点阵列阵）Fig.10 SHARP UKOG 0283FCZZ’s characteristic code patterns shown to be 11×8 by VSC5000 (Picture a includes several repetitive same codes, and b the magnified single one code)

图11 利用VSC5000文检仪显现的IKON CP650暗记点阵形态特征图（呈现为10×11点阵，a为多个暗记点阵列阵，b为单个点阵列阵）Fig.11 IKON CP650’s characteristic code patterns shown to be 10×11 by VSC5000 (Picture a includes several repetitive same codes, and b the magnified single one code)

图12 密集型点阵轮廓图（a为利用PS显现法显现的点阵形态，b为利用VSC5000文检仪显现的佳能品牌点阵形）Fig.12 Intensive characteristic code patterns (Picture a, disposed by PS software, comes from Brand Konica Minolta c252; picture b,revealed by VSC5000, is from Brand Canon)

2.2.2 暗记点阵形态排列随时间变化分析

实验发现，不同品牌暗记点阵形态排列随时间变化呈现多样性的特点，主要表现在：

1）有的品牌不会随着时间变化而发生变化，如爱普生、惠普、震旦、理光、东芝品牌在不同时间印刷生成暗记点阵形态中所有列数量和位置完全相同，不会出现随着时间推移而发生变化，且它们具有鲜明的识别特征（见图13～16）；

2）与前几种品牌不同型号均生成相同暗记点阵形态轮廓不同的是，美能达品牌不同型号会产生不同的暗记点阵形态，如KONICA MINOLTA C 65的暗记点阵形态特征不会随着时间变化而变（见图17），KONICA MINOLTA bizhub C252会产生密集型暗记点阵形态；

3）有的品牌如施乐、京瓷等则会随着时间推移而发生点阵形态暗记小点数量和位置排列变化，但这种变化不是整体轮廓图形的变化而是局部的、内部的变化，不是无规则地变化而是带有规律性的变化，但这种规律性还未能解码（施乐除外），它会在某些行列中表现出稳定的、固定的、具有个性特点的点阵形态（见图18）。最为典型和特殊的施乐品牌，其任一型号在不同时间印刷生成的15×8点阵形态中，第1～8列的点阵形态在数量和位置上会出现变化，反映印刷时间的变化，第9列为分隔线，第10～15列的点阵形态排列在数量和位置完全相同，反映出机具的序列号（见图 19～20）。

图13 EPSON1100 不同时间印刷生成的暗记点阵形态图（a为2007年5月27日印刷，b为2007年10月10日印刷，c为2007年12月12日印刷）Fig.13 EPSON1100’s characteristic code patterns printed at different time (Picture a was printed on 27 May, 2007; picture b on 10 Oct.2007; picture c on 12 Dec. 2007)

图14 HP300不同时间印刷生成的暗记点阵形态图（a为2013年4月9日印刷，b为2014年10月24日印刷，c为2015年1月6日印刷）Fig.14 HP 300’s characteristic code patterns printed at different time (Picture a was printed on 9 Apr. 2013; picture b on 24 Oct. 2014;picture c on 6 Jan. 2015)

图15 震旦ADC223不同时间印刷生成的暗记点阵形态图（a为2015年3月21日印刷，b为2015年6月27日印刷，c为2015年7月18日印刷）Fig.15 AURORA ADC223’s characteristic code patterns printed at different time (Picture a was printed on 21 Mar. 2015; picture b on 27 Jun. 2015; picture c on 18 July, 2015)

图16 理光MP300不同时间印刷生成的暗记点阵形态图（a为2014年11月3日印刷，b为2015年1月18日印刷，c为2015年3月21日印刷）Fig.16 Rioch Mp300’s characteristic code patterns printed at different time (Picture a was printed on 3 Nov. 2014; picture b on 18 Jan. 2015; picture c on 21 Mar. 2015)

图17 Toshiba studio 351c 不同时间印刷生成的暗记点阵形态图（a为2015年4月10日印刷，b为2015年5月14日印刷，c为2015年7月30日印刷）Fig.17 Toshiba studio 351c’s characteristic code patterns printed at different time (Picture a was printed on 10 Apr. 2015; picture b on 14 May, 2015; picture c on 30 July, 2015)

图18 KONICA MINOLTA C6500 不同时间印刷生成的暗记点阵形态图（a为2015年4月26日印刷，b为2015年5月24日印刷，c为2015年7月18日印刷）Fig.18 KONICA MINOLTA C6500’s characteristic code patterns printed at different time (Picture a was printed on 26 Apr. 2015; picture b on 24 May, 2015; picture c on 18 July, 2015)

图19 Xerox docucolor260 不同时间印刷生成的暗记点阵形态图（a为2015年3月21日印刷，b为2015年5月24日印刷，c为2015年6月27日印刷）Fig.19 Xerox docucolor260’s characteristic code patterns printed at different time (Picture a was printed on 21 Mar. 2015; picture b on 24 May, 2015, picture c on 27 Jun. 2015)

图20 Xerox docucentre 6075 不同时间印刷生成的暗记点阵形态图（a为2015年4月26日印刷，b为2015年6月27日印刷，c为2015年7月18日印刷）Fig.20 Xerox docucentre 6075’s characteristic code patterns printed at different time (Picture a was printed on 26 Apr. 2015; picture b on 27 Jun. 2015; picture c on 18 July, 2015)

3 影响因素

3.1 暗记点阵形态特征重影造成的影响

在显现识别暗记点阵形态特征过程中，有时我们会看到部分样本的暗记点阵形态特征排列看似不合规律，但仔细观察可以发现，它们是由两个点阵位置错位，但数量和形状完全相同的暗记点阵形态组成。这种现象的产生是由于操作彩色激光打印、复印机时，同一文件纸张经过两次或多次印刷（如在一张A4纸上复印身份证正反两面时）形成的（见图21）。

图21 暗记点阵形态重影图 (a：KONICA MINOLTA C6500; b：Xerox WORKCENTRE 7435)Fig.21 Doubled characteristic code patterns due to two or more times of printing/copying (Picture a was printed by KONICA MINOLTA C6500, picture b by Xerox WORKCENTRE 7435)

3.2 不同显现方法效果差异的影响

一般我们常用两种方法，一是直接利用文件检验仪蓝光照射显现，另一种是利用扫描后PS处理显现。

这两种方法各有利弊，文件检验仪直接、简单，PS处理法便捷有效、成本低。但文检仪蓝光照射法最大弊病在于难以完全消除强光源光斑干扰，导致暗记图明暗分布不均匀，光斑中心处暗记点阵位置和数量难以识别，从而会干扰我们的比对分析（见图22a）。而PS处理法虽然显现效果对比度强，较容易进行辨认，但是在显现过程中，对于色彩曲线、亮度、对比度的调整可能会出现错误地将印刷过程中随机散落的、大小相同的墨粉颗粒当做暗记点阵来进行识别和比对，或者是很容易将部分不太明显的暗记小点忽略（见图22b、c）。

3.3 文件背景复杂造成暗记辨别困难的影响

在显现过程中被显现文件可能会出现背景复杂或背景色彩浓重等情况，此时现有显现方法难以去除复杂背景，难以形成良好的色彩反差而造成对暗记特征辨认困难，不易识别暗记点阵形态的位置关系和具体小点数量（见图23～24）。

图22 不同显现方法效果差异对暗记点阵图的影响（a为文检仪光学显现时出现光斑，b中所指为散落的粗大墨粉颗粒，c中所指为显现极不清楚的暗记小点）Fig.22 Effect of different methods on revealing characteristic code patterns (Picture a shows the appearance of light spots caused by VSC5000, picture b reveals the bulky toner particles fallen from the machine, picture c indicates the very much unclear dots of code)

图23 Epson cx11暗记点阵形态背景色彩浓重无法辨识暗记点阵图Fig.23 Dense background color causes Epson cx11’s characteristic code patterns unable to be recognized

图24 Epson 8600暗记点阵形态背景复杂难以辨识暗记点阵形态位置和数量Fig.24 Complicated background causes Epson 8600’s characteristic code patterns unable to emerge

4 讨论

实验表明，由于各品牌暗记点阵形态特征具有稳定的、有规律的轮廓图，我们可以利用它对彩色激光打印或复印文件进行种类鉴别，但要注意少数品牌型号暗记点阵形态轮廓图的交叉情况；同时，由于各品牌暗记点阵形态特征各不相同，我们可以利用它来进行个体鉴别，但要注意轮廓图中变化与不变区域，注意考察和评断轮廓图随时间推移而导致的变化。同时，我们在研究过程也发现一些目前暂时无法解决的问题，一是存在我们无法解释的现象，如施乐第2～8列无点阵形态排列(见图25)，同一施乐品牌型号不同时间暗记点阵形态出现第9列缺失(见图26)。二是由于收集样本材料中以施乐、惠普等品牌为主，其他品牌型号收集量少，还需要进一步收集以完善研究。

图25 施乐Webster NY14580型号机具不同时间打印暗记特征点阵形态图存在第2～8列点阵缺失（a为2015年4月26日样本，b为2015年7月18日样本）Fig.25 Absence occurred from 2 to 8 rows of the characteristic code pattern of Xerox Webster NY14580 when it printed at different time(Picture a was printed on 26 Apr. 2015, picture b on 18 July, 2015)

图26 施乐 DOCUCOLOR 6075型号机具不同时间打印暗记特征点阵形态图第9列点阵缺失情况（a为2015年4月26日样本，b为2015年6月27日样本）Fig.26 Absence of the 9th row of the characteristic code pattern of Xerox DOCUCOLOR 6075 when it printed at different time(Picture a was printed on 26 Apr. 2015, picture b on 27 June, 2015)

5 结论

通过实验结果与分析，可以得出三个主要结论：一是不同品牌不同型号生成的暗记点阵形态具有各不相同的轮廓形态特征，且有三种品牌（施乐、戴尔、爱普生）间存在有形态轮廓图相同的情况，不过这三种品牌又各有特殊点阵形态可以进行区分；二是有的品牌存在两种或以上的暗记点阵形态轮廓图，如美能达系列就存在密集型和11×10点阵形态轮廓图；三是不同品牌暗记点阵形态特征随着时间推移而存在两种不同情形，一种情况是有的品牌如爱普生、惠普、震旦、理光、东芝等的暗记点形态不会随时间变化而变化，另一种情况是有的品牌如施乐等的暗记点形态则会随着时间推移而发生部分列阵位置的小点数量和排列变化，但未发生变化的是其他部分列阵位置的小点数量和排列，以及其整体轮廓图和未变化。因此，概括地说“不同品牌型号的彩色激光打印、复印文件暗记特征在点阵形态轮廓和内部排列上具有稳定性和特定性，可以作为鉴别依据”。

［1］ 刘智勇. 复印“露白”特征在文检中的运用[J]. 中国刑警学院学报，2001(3):48-50.

［2］ 谭超英. 根据复印文件对复印机的同一认定[J]. 广西公安管理干部学院学报，2001(4):39-40.

［3］ 罗琼. 复印机印件特征及鉴别[J]. 广东公安科技，2004(2):29-30.

［4］ 王宁. 傅立叶变换红外光谱法鉴定复印文件的复印机类型[J]. 广东公安科技，2005(3):19-21.

［5］ 王英强. 傅立叶红外变换光谱检验静电复印墨粉[J]. 刑事技术，2004(4): 3-7.

［6］ RICHARD E. EFF’s “Yellow Dots of Mystery” on Instructables [EB/OL]. [2008-10-24]. https://www.eff.org/ deeplinks/2008/10/effs-yellow-dots-mystery-instructables.

［7］ 周茜，王涛红，陈丁文. 彩色激光打印、复印文件暗记特征显现方法的实验研究[J]. 第七届全国文件检验学术交流会论文集，2008(11):567-571.

［8］ 王世全，于遨洋，林红，等. 一种鉴别彩色激光印制机具的新方法[J]. 中国刑警学院学报，2006(2):39-41.

［9］ 李江春. 利用暗记特征鉴别彩色激光打印、复印文件[J]. 刑事技术，2009(1):46-48.

［10］ 梁立峥，黄建同. 彩色激光打印文件跟踪暗码小点特征初探[J]. 中国人民公安大学学报，2014,70(4):9-13.

［11］ 陈春涛，裴蕾. 施乐DocuColor彩色激光打印机隐含信息的获取[J]. 江苏警官学院学报，2006(6):74-77.

［12］ 李江春. 利用暗记特征对HP系列彩色激光打印文件鉴别的研究[J]. 湖北警官学院学报，2008(6):111-113.

［13］ 刘宁，裴蕾. 彩色激光打印机、复印机同一认定新方法[J].江苏警官学院学报，2005(2):165-170.

［14］ 王琳，黄文林，黄建同. 彩色激光打印整幅 A4纸跟踪暗码显现与分析[J]. 中国人民公安大学学报（自然科学版），2015(1):145-147.

［15］ 王楠，杨旭，杜志淳. 常用彩色激光打印机打印文件暗记特征的初步研究[J]. 中国司法鉴定，2014(2):19-24.

［16］ JAN Seaman Kelly, Brian S. Lindblom, Scientific Examination of Questioned Documents, Second Edition [M]. CRC Press,2006.

［17］ LI C.K. and LEUNG S.C，The Identification Of Color Photocopiers: A Case Study[J]. ASQDE，1998:8-11.

［18］ PASCRI, Grigore, Identification Of Color Laser Printer [J]. Romanian Journal of Forensic Science, NO. 2013, 4(14):1273-1275.