武 磊徐曉玲張 云

（1 北京人民警察學(xué)院 北京 102202；2 北京市公安局刑事科學(xué)技術(shù)研究所 北京 100054）

應(yīng)用微痕色差圖像分析方法檢驗(yàn)中性筆書寫字跡與印章印文交叉時(shí)序

武 磊1徐曉玲1張 云2

（1 北京人民警察學(xué)院 北京 102202；2 北京市公安局刑事科學(xué)技術(shù)研究所 北京 100054）

通過使用DVI-300對(duì)制成的實(shí)驗(yàn)樣本進(jìn)行實(shí)體采集，應(yīng)用微痕色差分析軟件對(duì)微痕跡色差模型圖進(jìn)行特征分析。本系統(tǒng)可以觀察、分析朱墨交叉部位的微觀特征和無損檢驗(yàn)研究。

中性筆 印章印文 微痕色差圖像分析

目前，國內(nèi)外的很多研究人員都對(duì)書寫字跡與印章印文先后順序進(jìn)行了深入研究，并建立了與此相關(guān)文件的鑒定方法。如鏡檢觀察法、斷層分析法等，但這些方法都有一定的局限性，檢驗(yàn)人員往往難以記錄和分析朱墨交叉部位的微觀立體層面結(jié)構(gòu)特征。在這種情況下建立準(zhǔn)確、可靠和有效的朱墨交叉時(shí)序的鑒定方法是十分必要的。

本文通過使用DVI—300微痕色差分析系統(tǒng)對(duì)制成的實(shí)驗(yàn)樣本進(jìn)行實(shí)體觀察，并對(duì)中性筆書寫字跡與印章印文交叉時(shí)序的微痕跡色差模型圖進(jìn)行特征分析，總結(jié)出當(dāng)字跡色料與印文色料在交叉時(shí)序不同時(shí)，朱墨交叉部位在三維視野中表現(xiàn)出的微痕跡特征，從而對(duì)朱墨交叉部位的相對(duì)形成時(shí)序進(jìn)行特征分析及無損檢驗(yàn)研究。

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

三菱牌中性筆(0.38mm、0.5mm、0.7mm)各10支、斑馬牌中性筆(0.4mm、0.5mm)各10支、晨光牌中性筆(0.2mm、0.5mm、1.0mm)各10支、雪奧牌印油5盒、雪奧牌印泥5盒、紅塑膠印6枚、德士美光敏印2枚、旗艦牌A4復(fù)印紙200張。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

德國KAPPA公司的DVI—300微痕跡色差分析系統(tǒng)，主要由采集系統(tǒng)、錄入顯示系統(tǒng)、ISDV7200中央管理平臺(tái)軟件分析系統(tǒng)三個(gè)系統(tǒng)組成。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 實(shí)驗(yàn)樣本制作

分別選用不同品牌型號(hào)中性筆，以蓋印壓力重、中、輕；襯墊客體軟、中(1cm厚的書)、硬(書桌)；印泥（油）濃、較濃、淡等不同的條件，按照先墨后朱和先朱后墨的不同實(shí)驗(yàn)方法制作不同類型的樣本600個(gè)。

1.3.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試

朱墨形成時(shí)序的檢驗(yàn)是通過鑒別附著在紙張媒介上的朱墨交叉部位的文痕特征來實(shí)現(xiàn)的。本實(shí)驗(yàn)測(cè)試是通過DVI—300將放大和采集的實(shí)驗(yàn)樣本信息記錄在計(jì)算機(jī)中央管理平臺(tái)的微痕跡色差分析系統(tǒng)中，并通過剝層分析圖象處理軟件建立三維的數(shù)學(xué)模型，觀察、分析、歸納、總結(jié)出當(dāng)朱墨形成時(shí)序不同、印文色料、字跡色料不同時(shí)，朱墨交叉部位在三維視野中表現(xiàn)出微觀特征的規(guī)律性和特定性，以數(shù)字化特征量化分析檢驗(yàn)方法展開無損檢驗(yàn)，判定朱墨交叉部位的相對(duì)形成時(shí)序，輸出識(shí)別結(jié)果，并對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果存檔。

2 結(jié)果與分析

我們隨機(jī)抽取了同一品牌型號(hào)的中性筆書寫字跡與不同印章印文形成的朱墨先后順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。

2.1 先墨后朱的檢驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，如果是先墨后朱，書寫文字與印泥印文，交叉處紅色印泥呈條狀或片狀覆蓋于黑色墨跡之上，墨跡中斷較多。書寫文字與光敏印文，書寫色料按書寫的運(yùn)筆方向位于紙纖維上，紙纖維分布層次分明清晰，書寫色料分布比較有規(guī)律，書寫字跡筆畫粗細(xì)自然變化，書寫筆劃沒有明顯的間斷，在朱墨交叉部位呈現(xiàn)金黃色。書寫文字與印油印文，交叉處二者互有滲透，墨跡上方分布有大量紅色印油點(diǎn)跡，由于印油具有較強(qiáng)的滲透性，墨跡下方也可見印油分布，因?yàn)橛∮偷母采w，可觀察到的墨跡中斷處較少（如圖1～圖3）。

圖1 中性筆與印泥（先墨后朱）

圖2 中性筆與光敏（先墨后朱）

圖3 中性筆與印油（先墨后朱）

從三維圖形等高線的形態(tài)分布規(guī)律分析發(fā)現(xiàn)有如下規(guī)律：如果是先墨后朱，由于書寫形成的過程中媒介物始終保持穩(wěn)定、一致，筆跡的邊緣狀態(tài)因此保持完整，而且趨勢(shì)明顯，交叉部位字跡等高線寬度、流向未見明顯變化，交叉部位字跡等高線（白色）平直、數(shù)量不變、等高線（綠色）不變；中心部位圖形曲面表面狀態(tài)趨向平整，交叉部位的閉合圈密度變稀，起伏不大，與印章獨(dú)立的部分具有一定的趨向性（如圖4～圖9）。

圖4 中性筆與印泥（先墨后朱）

圖5 中性筆與印泥3D圖

圖6 中性筆與光敏（先墨后朱）

圖7 中性筆與光敏3D圖

圖8 中性筆與印油（先墨后朱）

圖9 中性筆與印油3D圖

2.2 先朱后墨的檢驗(yàn)

如果先朱后墨，書寫文字與印泥印文，交叉處字跡顆粒呈點(diǎn)狀或片狀覆蓋于紅色印章印文之上，墨跡中斷較少；書寫文字與印油印文，交叉處墨跡在印油上方分布，由于印油具有較強(qiáng)的滲透性與游動(dòng)性，可觀察到墨跡在與印油的交叉處產(chǎn)生“縮筆”現(xiàn)象（延筆跡書寫方向，交叉處墨跡寬度較未交叉處墨跡寬度變?。E產(chǎn)生斷筆。光敏印章印文在朱墨交叉部位色差無明顯變化（如圖10～圖12）。

圖10 中性筆與印泥（先朱后墨）

圖11 中性筆與光敏（先朱后墨）

圖12 中性筆與印油（先朱后墨）

從三維圖形等高線的形態(tài)分布規(guī)律分析發(fā)現(xiàn)有如下規(guī)律：如果是先朱后墨，當(dāng)書寫筆跡經(jīng)過已經(jīng)蓋印好的部分時(shí)，筆跡所附著的媒介物實(shí)際發(fā)生了改變，這種改變足以促使色料分布狀態(tài)發(fā)生數(shù)字圖形曲面變化，尤其是書寫筆跡的邊緣形態(tài)的變化，導(dǎo)致書寫筆跡邊緣形態(tài)產(chǎn)生了一種扭曲的形態(tài)，交叉部位字跡等高線（白色）變寬、曲度變大，交叉部位字跡等高線形成縱向（與原字跡方向垂直）；中心部位圖形曲面表面狀態(tài)復(fù)雜，交叉部位的閉合圈密度數(shù)量、形態(tài)變化不大，與字跡獨(dú)立的部分具有一定的趨向性（如圖13～圖18）。

圖13 中性筆與印泥（先朱后墨）

圖14 中性筆與印泥3D圖

圖15 中性筆與光敏（先朱后墨）

圖16 中性筆與光敏3D圖

圖17 中性筆與印油（先朱后墨）

圖18 中性筆與印油3D圖

3 討論

中性筆也稱為簽字筆。中性筆的筆芯結(jié)構(gòu)與圓珠筆相似，只是書寫色料是墨水，一般遇水會(huì)洇散。中性筆書寫的字跡筆畫均勻，粗細(xì)基本一致，書寫色料滲透于紙纖維內(nèi)。中性筆中墨水主要由溶劑、著色劑、表面活性劑和其他添加物等組成。多數(shù)中性筆墨水中的溶劑均以有機(jī)醇類為主，如二甘醇、三甘醇、乙二醇、甘油、乙醇、丁醇、戊二醇、苯甲醇等。溶劑將筆芯墨水中的著色劑溶解，并且載著著色劑通過過球座體和球體。著色劑主要成分包括碳黑、顏料和染料，中性筆墨水中的染料主要起著色作用。印章印文中的印泥、印油分為油溶性色料和水溶性色料構(gòu)成。由于各種色料對(duì)紙張纖維的滲透性及其相互之間的溶解性各不相同，因此，當(dāng)其中兩種色料以相反時(shí)序形成交叉點(diǎn)時(shí)，其表觀特征必然存在相應(yīng)差異。

朱墨交叉時(shí)序的微痕跡檢驗(yàn)主要是通過鑒別附著在紙張媒介上的朱墨兩種色料交叉部位表面微痕跡特征來實(shí)現(xiàn)的。本文所闡述的檢驗(yàn)方法是利用DVI—300微痕跡色差分析系統(tǒng)，對(duì)光譜照射下的檢樣“微痕跡和光譜反射率”等多種信息進(jìn)行充分的提取，并通過三維形態(tài)圖類型的描述與特征分析方法實(shí)現(xiàn)。

通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在正常形成條件下，由于朱墨交叉部位上存在先后順序，導(dǎo)致“色料”在交叉部位上的分布方式和飽和濃度存在差異，其交叉部位上堆積色料構(gòu)成表面微痕跡特征信息會(huì)顯現(xiàn)出筆劃的立體交叉形態(tài)，可以通過放大三維實(shí)體圖形態(tài)描述效果，直接進(jìn)行判斷。如果是先墨后朱，書寫色料按書寫的運(yùn)筆方向位于紙纖維上，紙纖維分布層次分明清晰，書寫色料分布比較有規(guī)律，書寫字跡筆畫粗細(xì)自然變化，書寫筆劃沒有明顯的間斷。如果先朱后墨，書寫文字與印油印文，由于印油具有較強(qiáng)的滲透性與游動(dòng)性，可觀察到墨跡在與印油的交叉處產(chǎn)生“縮筆”現(xiàn)象，墨跡產(chǎn)生斷筆，光敏印章印文在朱墨交叉部位色差無明顯變化。另外，通過DVI—300微痕跡色差分析系統(tǒng)的三維等高線的形態(tài)特征描述方法可以對(duì)實(shí)體圖形態(tài)描述進(jìn)行有效補(bǔ)充。如果是先墨后朱，由于書寫形成的過程中媒介物始終保持穩(wěn)定、一致，筆跡的邊緣狀態(tài)因此保持完整，交叉部位字跡等高線寬度、流向未見明顯變化。如果是先朱后墨，書寫色料分布狀態(tài)發(fā)生曲面變化，交叉部位字跡等高線變寬、曲度變大，交叉部位字跡等高線形成縱向延展。這種判斷方式減少了因色料成份及書寫壓力差別的影響，是對(duì)三維實(shí)體形態(tài)直觀分析法的有效補(bǔ)充，可以更好的描述出交叉部位的邊緣形態(tài)和表面形態(tài)的狀態(tài)，客觀判斷朱墨交叉時(shí)序的有關(guān)問題。

在檢驗(yàn)中利用DVI—300采集朱墨交叉部位時(shí)，要根據(jù)檢材朱墨交叉部位筆劃形成條件調(diào)整放大倍數(shù)，從小到大依次觀察，選取最佳狀態(tài)。檢驗(yàn)中所選用的交叉點(diǎn)印文、字跡筆劃盡量垂直，以便在三維等高線觀察過程中更加清晰、完整。

4 結(jié)論

通過使用DVI—300微痕跡色差分析系統(tǒng)，可以對(duì)制成的中性筆書寫字跡與印章印文交叉時(shí)序?qū)嶒?yàn)樣本進(jìn)行微觀實(shí)體觀察，并對(duì)微痕跡色差模型圖進(jìn)行特征分析，實(shí)現(xiàn)朱墨交叉時(shí)序的無損檢驗(yàn)。在檢驗(yàn)可疑文件時(shí)，應(yīng)先對(duì)形成的朱墨未交叉部位進(jìn)行觀察，對(duì)朱墨形成初步分類，形成字跡與印文色料何種性質(zhì)，之后再對(duì)朱墨交叉部位進(jìn)行觀察分析、識(shí)別。

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