基于RTI技术对钢印印文的检验技术研究

吴 晓

广东南天司法鉴定所，广东 深圳 518000

钢印是国家政府等权威部门专门使用的，用于鉴别证件、文书和文件真伪的重要印鉴。根据《国务院关于国家行政机关和企业事业单位社会团体印章管理的规定》（国发〔1999〕25号）第二十一条规定：“国务院的钢印，直径4.2厘米，中央刊国徽，国徽外刊机关名称，自左而右环行，由国务院自制。地方外事机构、驻外使领馆钢印的规格、式样，由外交部制定。其他确需使用钢印的单位，其钢印直径不得大于4.2厘米，不得小于3.5厘米，中央刊五角星，五角星外刊单位名称，自左而右环行，报经其印章制发机关批准后刻制。”因此，钢印印文检验属于文件检验的重要范畴，但由于钢印印文具有立体、无印油色料等特点，其特征与蘸墨印章、自含墨印章所形成的印文有本质上的区别，且需要在特殊的光源和观察设备下才能有更好的显现和反应［1］。因此，本文拟借用反射变换成像技术（Reflectance Transformation Imaging，简称RTI）对相片纸和硬质纸片上的钢印印文进行显现和观察，以便更好地提取印文特征和作钢印印文检验，为文件检验提供一种更高效、准确的检验方法。

RTI技术基于PTM（多项式纹理映射）方法，有效提高了计算机生成图像的可读性，将非锐化掩模应用于光度立体技术，最终计算出RTI图像原始照片的每像素法线，再建立每个像素法线的反射函数，对物体的不同光线信息加以算法合成，由此就生成了关于（物体）表面的算法模型，因此，RTI技术在对细微凹（凸）痕显现方面有重要贡献。

一、实验方案

（一）实验设备

硬件：Canon EOS 6D相机、SIGMA微距镜头（105mm F2.8）、文件翻拍架、RTI设备主机、遥控器、快门连接线、压纸板、14cm穹顶灯臂（LED光源）、直径2mm黑色陶瓷珠、DT V3.1RTI 智能成像系统、笔记本电脑、佳能（Canon）激光打印机、佳能（Canon）喷墨打印机。

软件：Adobe Photoshop CS6、RTIbuilder、RTIviewer。

（二）样本准备

实验使用由某学校颁发的真实学生证，学生证上在首页信息栏和个人照片处均盖有该学校钢印印文。

（三）实验设计

第一步，准备实验样本。

第二步，将制作好的实验样本置于RTI主机设备的拍照区间内（即穹顶光源环绕的中央），用DT V3.1RTI智能成像系统及高倍微距镜头进行拍摄（样本背面压痕也要进行拍摄），调整好微距镜头焦距，将实验中需要观察的部分位于镜头中央且对焦清晰，设备调整好后，拍摄有钢印印文的一组照片，一般为36或48张，获得照片组后将图片导入RTIbuilder软件进行RTI图像处理，再将RTIbuilder软件处理后得到的图片通过RTIviewer软件进行观察。

第三步，将得到的RTI图像进行对比分析，提取放大压痕的细节特征，观察总结图像中压痕特征规律，以及分析可能影响压痕显现效果的各种因素，以及各个因素对压痕显现效果影响程度的大小。

第四步，分析实验结果，对每组实验得出结论。提取放大取得的三张RTI影像中钢印处的压痕细节图像，通过对比手法分析不同情况下压痕显现差异点，以及对呈现出的压痕细节进行描述刻画，以此得出RTI技术能否有效地运用在此类文检鉴定中。

二、实验分析及讨论

（一）RTI技术对钢印显现效果的检验

钢印一般使用在护照、学生证、照片或毕业证等证件中，其中照片的材质光滑犹如镜面，在被拍摄过程中反光强，会干扰到成像效果，如果打入侧光进行拍摄效果会好一点，而印在护照等硬质纸张上的钢印虽然镜面反射不强（光线照射到纸张上主要进行漫反射），但是侧光下观察效果不好，此实验目的在于使用RTI技术分别减弱照片上镜面反射的干扰以及增强漫反射条件下的钢印显现效果，在使用RTIviewer软件将钢印压痕的细节刻画得更加丰富的情况下，对印在照片和硬质纸张上的钢印进行观察，检验RTI技术对钢印的线下效果。［2］

（二）RTI技术对照片上钢印印文的显现效果

对照片上的钢印印文分别使用侧光环境、镜面反射增强模式以及法线可视化模式对图像进行显现，如图1。

图1 左图：侧光拍摄图 中图：镜面反射增强效果图 右图：法线可视化效果图

从图1发现，普通侧光环境下可以看出钢印印文的大致痕迹和轮廓，但是镜面反射干扰过强，导致钢印印文的压痕细节显现得不够立体，只能观察到局部盖印压力较大的钢印压痕，而盖印浅的钢印压痕的印文信息获取量小，由此会对照片上的钢印印文显现效果和检验结果造成消极影响。

而经过RTI软件处理过的图像相较于普通摄影的图像对压痕细节的显像更加清晰，在排除镜面反射的干扰后，即使是较浅的盖印印文也会与背景形成鲜明的反差。盖印压力越大，印文痕迹越深，印文呈现出的“浮雕”感越强烈。由此，更方便检验人员进行重合比对，RTI技术能更好地解决因压力较轻、照片镜面反射干扰强而产生的钢印印文检验疑难［3］。

（三）RTI技术对硬质纸张上的钢印印文的显现效果

图2为普通侧光环境下拍摄的印在硬质纸张上的钢印印文情况，由图像可以看出，测光的光照强度（图自上而下光照强度依次递减）以及光照角度都对印文的显现效果造成影响。钢印的盖印压力会在压痕的呈现中起到关键作用，故压力大小也对成像效果造成影响，盖印压力越大成像越清晰，盖印压力越小成像越模糊。同时，虽然硬质纸张减少了镜面反射的干扰，但是由于纸张表面粗糙，增强了光的漫反射，导致钢印印文的压痕细节的信息提取不足，对检验结果的准确性造成影响。

图2 硬质纸张上的钢印印文普通侧光拍摄图像（光照强度自上而下递减）

图3是经过RTI软件中镜面反射增强模式和法线可视化模式处理后的钢印印文三维图像，通过调节，减弱了硬质纸张造成的漫反射干扰，将印文压痕的三维形态完美呈现出来。通过与普通拍摄图像对比可以明显看出，一些盖印压力小的印文压痕在普通拍摄下成像模糊，而在RTI成像中立体感更强，浅显压痕也清晰可见。

图3 硬质纸张上的钢印印文镜面反射增强效果图和法线可视化效果图

实验分析：将钢印印文细节提取放大，如图4中箭头处标记所示，盖印压力大的地方经过RTI软件处理后显像效果更加清晰，有明显的“浮雕”感，而盖印压力小处的压痕成像虽然不如压力大处“深刻”，但是还是能够通过肉眼直接观察到效果，钢印印文的三维形态显像更优于普通摄影下的压痕显像效果。

图4 细节对比图

三、实验结论

RTI技术可以运用在照片和硬质纸张上的钢印印文的检验中，并且显像效果清晰立体。由于RTI图像是由一组不同光线下的图片组合而成，所以在RTI软件中可以通过调节观测到各个光线方向下的压痕效果，并且显像效果明显优于传统摄影效果，不仅能将钢印印文的三维形态鲜明地表现出来，甚至将硬质纸张表面的纤维质感细致地刻画出来。一旦钢印周围出现非钢印所致的细小印记，比如纸张细微划痕、盖印过程中移位造成的印痕重影等，都难逃检验人员的法眼，由此可以从多角度、多细节入手，更高效地帮助检验人员对钢印印文的真伪进行科学鉴定。