超景深顯微鏡判定非連筆交叉筆畫先后順序初探

崔宗蘭

（滄州市公安局刑事科學(xué)技術(shù)研究所 河北 滄州 061000）

超景深顯微鏡判定非連筆交叉筆畫先后順序初探

崔宗蘭

（滄州市公安局刑事科學(xué)技術(shù)研究所 河北 滄州 061000）

為探索判定非連筆交叉筆畫先后順序的新方法，采用超景深三維立體顯微鏡，通過實(shí)現(xiàn)超大景深的方式，對(duì)非連筆筆畫交叉部位進(jìn)行3D立體合成圖像，從而對(duì)微觀立體痕跡進(jìn)行呈現(xiàn)，便于鑒定人員進(jìn)行分析判定。通過對(duì)制作的簽字筆和圓珠筆書寫的交叉筆畫的實(shí)驗(yàn)樣本進(jìn)行顯微檢驗(yàn)，先后順序的檢出率為70%和90%。利用超景深三維立體顯微鏡判定簽字筆和圓珠筆書寫的非連筆交叉筆畫先后順序的結(jié)果較為理想。

超景深顯微鏡 交叉筆畫 書寫先后順序

1 引言

筆跡特征反映了書寫人的書寫習(xí)慣，筆跡特征通常包括寫法特征、筆順特征、錯(cuò)別字特征、運(yùn)筆特征等，在筆跡檢驗(yàn)中，筆順特征較為穩(wěn)定，具有較高的特征價(jià)值。在檢驗(yàn)過程中，我們通常尋找筆順特征的存在，主要通過連筆字的運(yùn)筆特征、銜接趨勢(shì)來判斷一些連筆字跡的筆順，但對(duì)于非連筆交叉筆畫的先后順序，通常無計(jì)可施。筆者利用超景深三維立體顯微鏡對(duì)非連筆交叉筆畫的先后順序進(jìn)行了研究，得到較為理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

字跡是由書寫人的書寫壓力作用于紙張等介質(zhì)，使書寫工具筆尖附著的色料轉(zhuǎn)移到書寫介質(zhì)上形成的。字跡筆畫作用于紙張的部位存在潛在的壓痕，這些壓痕聯(lián)合附著的色料厚度，共同產(chǎn)生了一定的凹凸痕跡[1]。這些微觀的凹凸立體痕跡通過普通的顯微鏡無法實(shí)現(xiàn)再現(xiàn)，只有通過實(shí)現(xiàn)超大景深的方法，才能將這些微觀的影像進(jìn)行全面展現(xiàn)。超景深三維立體顯微鏡是實(shí)現(xiàn)這一功能的有效設(shè)備。

超景深三維立體顯微鏡通過實(shí)現(xiàn)超大景深的方式，加大了被攝主體前后影像清晰范圍的距離，打破了普通顯微鏡景深的局限性，使微觀的凹凸痕跡最大限度地被鏡頭感知，并將光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)影像呈現(xiàn)[2]14。超景深顯微鏡具備3D圖像合成功能，通過設(shè)定景深的上限（前景深）和下限（后景深），將這些潛在的凹凸痕跡進(jìn)行成像并存儲(chǔ)，期間可能形成十幾張或者幾十張甚至上百張圖像（圖像數(shù)量多少與景深上下限的數(shù)值設(shè)置有關(guān)），然后將這些圖像利用3D成像系統(tǒng)進(jìn)行整合，使這些潛在的凹凸痕跡得以清晰的立體呈現(xiàn)，從而便于鑒定人員進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。

2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

2.1 實(shí)驗(yàn)樣本制作

一組實(shí)驗(yàn)樣本是用簽字筆在白色的復(fù)印紙張上書寫相互交叉的橫豎兩個(gè)筆畫，書寫壓力分書寫壓力大和書寫壓力小兩種情況，先橫后豎和先豎后橫的實(shí)驗(yàn)樣本各10份。另一組實(shí)驗(yàn)樣本是用圓珠筆在白色的復(fù)印紙張上書寫相互交叉的橫豎兩個(gè)筆畫，書寫壓力分書寫壓力大和書寫壓力小兩種情況，先橫后豎和先豎后橫的實(shí)驗(yàn)樣本各10份。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

2.2.1 立體圖像合成

將制作的40份樣本材料依次放置于超景深三維立體顯微鏡的載物臺(tái)上并固定，保證檢材平整，鏡頭對(duì)準(zhǔn)“十”字交叉部位，物鏡倍率調(diào)至100倍，點(diǎn)擊“FOCUS”對(duì)焦按鈕，調(diào)整焦距至圖像最清晰時(shí)記錄并保存圖像。簽字筆和圓珠筆書寫的交叉筆畫圖像分別見圖1和圖2。啟動(dòng)3D圖像快速合成功能，設(shè)置景深的上限（前景深）和下限（后景深）數(shù)值，合成立體圖像。

圖1 簽字筆書寫交叉筆畫正常放大圖片

圖2 圓珠筆書寫交叉筆畫正常放大圖片

2.2.2 圖像的偽彩色處理

設(shè)置彩色圖像功能，用由紅至藍(lán)的不同色調(diào)表示筆畫所在部位紙張凹凸情況的明顯程度，保存合成圖像。

2.2.3 圖像的分析觀察

先觀察合成圖像正面的凹凸情況，再拖動(dòng)圖像旋轉(zhuǎn)，觀察圖像的側(cè)面和背面，直至利于觀察者獲得最佳觀察分析的位置，保存圖像。3D條件下的合成圖像分別見圖3~8。

圖3 簽字筆書寫交叉筆畫3D合成正面圖像

圖4 簽字筆書寫交叉筆畫3D合成側(cè)面圖像

圖5 簽字筆書寫交叉筆畫3D合成背面圖像

圖6 圓珠筆書寫交叉筆畫3D合成正面圖像

圖7 圓珠筆書寫交叉筆畫3D合成側(cè)面圖像

圖8 圓珠筆書寫交叉筆畫3D合成背面圖像

3 結(jié)果與討論

3.1 色料種類對(duì)判定結(jié)果的影響

實(shí)驗(yàn)分別選用簽字筆和圓珠筆作為書寫工具，主要是考慮這兩類書寫工具所用色料的極性是不同的，以此考查色料種類對(duì)判定結(jié)果的影響[3]。簽字筆和圓珠筆的筆尖雖然都為滾珠結(jié)構(gòu)，但簽字筆墨水色料為中性或水溶性色料，通過球珠轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)移到紙張表面后會(huì)出現(xiàn)不同程度的滲透現(xiàn)象，書寫壓痕和色料組成厚度不是特別明顯；而圓珠筆油墨為油溶性色料，轉(zhuǎn)移到紙張表面后，通過粘附作用附著于紙張表面，短時(shí)間內(nèi)無滲透作用發(fā)生，導(dǎo)致交叉部位色料形成的厚度較大，景深也隨之增加，呈現(xiàn)較明顯的立體圖像。因此，在同樣的實(shí)驗(yàn)條件下，圓珠筆書寫的交叉筆畫先后順序判斷比簽字筆的容易，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也驗(yàn)證了這一點(diǎn)，圓珠筆書寫筆畫先后順序的檢出率為90%，簽字筆的檢出率為70%。

3.2 書寫壓力對(duì)判定結(jié)果的影響

無論是圓珠筆書寫還是簽字筆書寫的交叉筆畫，書寫壓力大時(shí)，筆畫所在部位紙張的凹凸形變明顯，3D合成圖像被賦予偽彩色時(shí)，筆畫不同部位會(huì)呈現(xiàn)不同的色調(diào)，有利于交叉筆畫先后順序的判斷；書寫壓力小時(shí)，筆畫所在部位紙張的凹凸形變不明顯，紙張各部位基本在同一水平面內(nèi)，3D合成的彩色圖像顏色基本為同一色調(diào)，先后順序不好判斷[2]15-17。

4 結(jié)論

采用超景深三維立體顯微鏡對(duì)非連筆交叉筆畫的先后順序進(jìn)行判定有較為獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，它優(yōu)越于常規(guī)的顯微檢驗(yàn)。同等條件下，圓珠筆書寫形成的交叉筆畫先后順序的檢出率高于簽字筆；較大書寫壓力形成的交叉筆畫先后順序的檢出率高于書寫壓力小的。

[1]羅瓊.常用書寫工具字跡交叉筆畫時(shí)序的實(shí)驗(yàn)研究[J].中國(guó)人民公安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2004(1):45-47.

[2]連園園,李偉,等.拉曼光譜面掃描成像判斷黑色圓珠筆交叉筆畫書寫先后順序[J].刑事技術(shù),2009(3):14-17.

[3]秦玉紅.顯微觀察法檢驗(yàn)中性筆筆畫與印章印文形成時(shí)序的研究[J].中國(guó)刑警學(xué)院學(xué)報(bào),2015(4):64-68.

（責(zé)任編輯：孟凡騫）

Primary Investigation on Estimating the Sequence of Disconnected Strokes with Super Depth of Field Microscope

CUI Zong-lan
( Institute of Criminal Science and Technology of CangZhou Public Security Bureau Hebei Cangzhou 061000 )

In order to explore a new method of determining the sequence of disconnected strokes, the microscopic image is appeared by using the super depth of f eld microscope 3D composograph, which is easier to analyze by judges. Through the microexamination of the crossing strokes of pen and ball-point pen, the detection rates of the sequence are 70% and 90%. The super depth of f eld microscope is an ideal method to determine the crossing strokes sequence.

Super depth of f eld microscope Crossing strokes Sequence

DF794.2

A

2095-7939(2017)02-0089-03

10.14060/j.issn.2095-7939.2017.02.017

2016-11-02

崔宗蘭（1983-），女，河北滄州人，河北省滄州市公安局刑事科學(xué)技術(shù)研究所工程師，主要從事文件檢驗(yàn)鑒定研究。