基于FTIR圖像無損檢測交叉筆畫形成順序的研究

張金莊

（遼寧警官高等?？茖W(xué)校 遼寧 大連 116036）

基于FTIR圖像無損檢測交叉筆畫形成順序的研究

張金莊

（遼寧警官高等?？茖W(xué)校 遼寧 大連 116036）

利用傅里葉紅外圖像系統(tǒng)，直接采集常見書寫材料在打印紙上形成的交叉筆畫處的紅外光譜信息和空間結(jié)構(gòu)信息。研究結(jié)果表明：樣品紅外譜圖能夠反映交叉筆畫的形成順序，同時還能夠確定交叉筆畫是同種或異種材料形成。此法能夠為此類文件物證的鑒定提供科學(xué)依據(jù)。

FTIR圖像 交叉筆畫形成順序 光譜信息 結(jié)構(gòu)信息 無損檢測

在諸如借據(jù)、遺囑、合同等文件中，確定交叉筆畫形成順序是非常重要的，特別是在添加或變造文件中，準(zhǔn)確確定交叉筆畫順序常常成為鑒別文件真?zhèn)蔚囊罁?jù)。筆畫交叉線常分為兩種，一種是同種書寫材料書寫形成的，另一種是異種材料書寫形成的。

對于交叉筆畫的形成順序的檢測以往大都以光學(xué)檢測和物理特征的觀察為基礎(chǔ)，這些檢驗方法具有無損檢測的特點，但很容易受到人的主觀詮釋的影響，有時樣品濃度的大?。伾顪\）可能會導(dǎo)致檢測結(jié)果與事實截然相反。本研究采用的是近年來發(fā)展起來的紅外圖像技術(shù)，該技術(shù)是依據(jù)交叉線處紅外圖像反映出的光譜信息和結(jié)構(gòu)信息，消除了上述影響，其檢測結(jié)果更加客觀和真實。紅外圖像技術(shù)已經(jīng)在法庭科學(xué)中得到了成功應(yīng)用，如噴墨打印墨水色痕檢測、朱墨時序的鑒定和紙張等載體上潛指紋的無損分析等。

1 實驗部分

1.1 實驗儀器和參數(shù)

實驗儀器：美國PE公司產(chǎn)傅里葉紅外圖像系統(tǒng)（Spectrum Spotlight 300 Imaging System）。

實驗參數(shù)：分辨率8cm-1；背景掃描次數(shù)60次；圖像掃描次數(shù)4次；掃描范圍4000cm-1～750cm-1；像素尺寸25μm。

1.2 實驗樣品

收集市場上常見的各種品牌書寫材料（見表）。將書寫材料按同種交叉和異種交叉書寫或打印到打印紙上（旗艦牌）形成交叉筆畫作為樣品備用。

表 書寫材料樣品表

1.3 檢測方法與圖像處理

1.3.1 檢測方法

首先在體視顯微鏡下觀察筆畫交叉處，盡可能選擇無漏點或漏點少的交叉處作為紅外圖像采集面，然后分別將樣品置于儀器的載物臺上，以打印紙為背景采集樣品紅外圖像。

1.3.2 樣品紅外圖像處理

將采集到的樣品紅外圖像分別進(jìn)行平滑、基線校準(zhǔn)、重合處理。

2 結(jié)果與討論

2.1 同種書寫材料交叉樣品紅外圖像分析

同種交叉分為同種同品牌和同種不同品牌交叉兩種情況。

2.1.1 同種同品牌交叉筆畫紅外圖像分析

圖1為晨光牌中性筆墨水形成的交叉筆畫處的紅外圖像。由于為同品牌中性筆墨水，其成分相同，所以其紅外圖像中光譜信息相同且交叉處筆畫均勻，但是觀察其紅外圖像中結(jié)構(gòu)信息，有橫被豎覆蓋的痕跡，可知其筆畫是先橫后豎，即豎線在上。

2.1.2 同種不同品牌交叉筆畫紅外圖像分析

圖2為圓珠筆油墨天嬌牌與卡奇爾牌形成的交叉筆畫處的紅外圖像。紅外圖像中顯示的光譜信息差異較小，而通過結(jié)構(gòu)信息能夠觀察到豎被橫覆蓋的痕跡，可確定為先豎后橫的形成順序，即橫線在上。

圖1 晨光牌中性筆墨水交叉筆畫紅外圖像分析

圖2 卡其爾牌與天驕牌圓珠筆油墨交叉筆畫紅外圖像

2.2 異種書寫材料交叉筆畫紅外光譜圖像分析

圖3為金萬年牌中性筆墨水與卡奇爾圓珠筆油墨形成的交叉線。由于是不同種書寫材料，其成分相差較大，所以樣品紅外圖像顯示的光譜信息差異較多且不均勻，而結(jié)構(gòu)信息顯示兩筆畫交叉處橫畫完全覆蓋豎畫，說明為先豎后橫的交叉筆順，即橫線在上。

圖4為HP1010激光墨粉與樂普升牌中性墨水形成的交叉線處的紅外圖像，其光譜信息差異較大，而結(jié)構(gòu)信息顯示交叉線形成順序是先豎后橫，即橫線在上。

圖3 金萬年牌中性筆墨水與卡其爾牌圓珠筆油墨交叉筆畫紅外圖像

圖4 樂普升牌中性筆墨水與HP1010激光墨粉交叉筆畫紅外圖像

2.3 樣品存放時間對檢驗結(jié)果的影響

將實驗樣品裝入文件夾中，常溫存放1～12個月。每隔一個月對樣品采集紅外圖像并進(jìn)行圖像分析，研究結(jié)果表明：一年內(nèi)存放時間對紅外圖像檢測結(jié)果沒有影響，均得出相同的交叉筆畫形成順序。

2.4 盲測實驗結(jié)果

為了驗證本研究的檢測方法的準(zhǔn)確性，選擇圓珠筆油墨、中性筆墨水及激光打印墨粉隨意組合形成筆畫交叉線，共20個盲測樣品，用上述檢測方法對其進(jìn)行紅外光譜圖像分析檢測，結(jié)果表明：運用上述方法，根據(jù)紅外圖像的光譜信息和結(jié)構(gòu)信息，能夠準(zhǔn)確判明交叉筆畫的形成順序，檢測成功率為100%。如圖5光譜信息顯示差異性較大，說明為不同種書寫材料，結(jié)構(gòu)信息顯示為交叉處豎畫覆蓋橫畫，表明為先橫后豎的形成順序。實際為HP1010激光打印墨粉與樂普升中性墨水形成；圖6紅外圖像顯示為先橫后豎的交叉順序。

圖5 樂普升牌中性筆墨水與HP1010激光打印墨粉交叉筆畫紅外圖像

圖6 金萬年牌與晨光牌中性筆墨水交叉筆畫紅外 圖像

3 結(jié)論

交叉筆畫形成順序的檢驗常常是確定文件是否真實的依據(jù)，在文件物證檢驗中起到關(guān)鍵作用，本研究表明：利用紅外圖像所顯示的光譜信息和結(jié)構(gòu)信息可對交叉筆畫的形成順序進(jìn)行有效的無損檢驗。操作方法簡便，檢測結(jié)果科學(xué)準(zhǔn)確，克服了主觀臆斷，為準(zhǔn)確判斷交叉筆畫提供了一種新的快捷的檢測方法。

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