王丹琳， 楊玉柱

(中國(guó)人民公安大學(xué)，北京 100038)

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，各類新型的科技產(chǎn)品也越來(lái)越多，可擦筆就是其中一種?？刹凉P，顧名思義是字跡可以擦除的筆，它的出現(xiàn)已有一段時(shí)間，因?yàn)橹圃旃に?、制造技術(shù)的不成熟，一直未被人們廣泛使用，但隨著墨水(或油墨)制造技術(shù)的不斷發(fā)展，可擦筆性能有明顯的改善。近幾年，可擦筆已經(jīng)成為一種大眾化的書寫工具，一些不法分子利用可擦筆偽造、變?cè)煳募M(jìn)行違法犯罪活動(dòng)的案例也越來(lái)越多。例如:2010年初，張家港海事局執(zhí)法人員在辦理船舶進(jìn)出港簽證手續(xù)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)利用可擦筆涂改船舶航次簽證單中的簽證信息而逃避國(guó)家規(guī)費(fèi)征收的情況;2010年山西盂縣煤運(yùn)公司某職工，利用可擦筆在單位發(fā)票上作手腳，在4年多時(shí)間里連續(xù)作案47起，詐騙金額高達(dá)400多萬(wàn)元。目前，對(duì)于可擦筆形成的消褪字跡的檢驗(yàn)方法還沒(méi)有系統(tǒng)、詳細(xì)的研究。筆者嘗試運(yùn)用紫外光譜成像技術(shù)檢驗(yàn)可擦中性筆形成的消褪字跡，旨在為檢驗(yàn)該類消褪字跡提供一種有效的方法。

1 可擦筆概述

可擦筆書寫的字跡在書寫后的一定時(shí)間內(nèi)可以擦除，基本不留痕跡，可以重復(fù)多次在紙上書寫，主要是通過(guò)普通橡皮擦、筆尾的橡膠以及專配的修改液進(jìn)行消除，可反復(fù)修改?？刹凉P采用特制油墨，經(jīng)特殊工藝精制而成，大體上分為可擦圓珠筆、可擦中性筆、可擦鋼筆3類。目前，已經(jīng)有專家學(xué)者對(duì)可擦性圓珠筆用油墨、可擦墨水的成分及作用機(jī)理等進(jìn)行了研究?？刹翀A珠筆是在油墨中加入特種樹(shù)脂(橡膠)，使書寫后的墨跡易成膜，便于用一般的橡皮或筆尾的橡膠擦除，其書寫字跡油墨粘度大、易滴墨，重復(fù)書寫后字跡不美觀。可擦中性筆是在墨水制造中加入特種樹(shù)脂，使墨跡易成膜，便于用一般的橡皮或筆尾的橡膠擦除，與可擦圓珠筆的原理相似，其書寫字跡顏色較淡，不夠亮麗，字跡看起來(lái)很費(fèi)力?？刹龄摴P使用的墨水的主要成分有溶劑、著色劑、成膜劑及其他助劑等。這種墨水書寫后形成字跡，隨著溶劑揮發(fā)，顏(染)料等著色劑被樹(shù)脂成膜劑包裹，在紙面上形成一層薄的色膜，當(dāng)使用專配的修改液時(shí)，色膜被溶解，字跡消失?？刹林行怨P是日常生活中最常見(jiàn)，同時(shí)也是犯罪分子利用最頻繁的一種，因此，筆者在論文中選擇可擦中性筆作為研究對(duì)象。

2 紫外光譜成像技術(shù)概述

紫外光譜成像技術(shù)檢驗(yàn)物證的原理是:通過(guò)成像光譜儀記錄被檢驗(yàn)物體在一定紫外光譜范圍內(nèi)密集均勻分布的多個(gè)窄波段單色光的反射光亮度分布或熒光亮度分布，形成由許多單色光影像構(gòu)成的紫外光譜影像集。實(shí)際上，可以把紫外照相技術(shù)看作是紫外光譜成像技術(shù)的最初應(yīng)用。紫外照相技術(shù)作為一種拍照、顯現(xiàn)、提取一些肉眼不易觀察到的指印、痕跡物證的有效方法已經(jīng)在辦案實(shí)踐中得到了廣泛應(yīng)用，取得了顯著的效果，成為光學(xué)檢驗(yàn)方法中一種必備的技術(shù)手段。我國(guó)法庭科學(xué)領(lǐng)域?qū)庾V成像技術(shù)的研究主要是可見(jiàn)光波段和紅外光波段，在對(duì)各種客體上潛在汗液、血等痕跡的發(fā)現(xiàn)與提取;油墨、油漆、纖維的分類與檢測(cè);以及真?zhèn)挝募z驗(yàn)等多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域取得了較為理想的效果，而光譜成像技術(shù)在紫外波段的研究很少，對(duì)紫外光譜成像技術(shù)的理論和實(shí)踐技術(shù)的研究也還在初步階段。

運(yùn)用紫外光譜成像技術(shù)檢驗(yàn)可擦中性筆形成的消褪字跡原理是:可擦中性筆在紙張上書寫的字跡被擦除后，雖然肉眼觀察不到原字跡，但是仍然會(huì)在紙張中殘留少量的筆墨，利用筆墨和紙張對(duì)紫外線的反射光亮度或熒光亮度的不同，顯現(xiàn)可擦中性筆形成的消褪字跡。

3 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備

3.1 普通照相設(shè)備

尼康D2HS數(shù)碼相機(jī)1臺(tái)、翻拍架、冷光源。

3.2 THEMIS紫外光譜成像系統(tǒng)

實(shí)驗(yàn)所使用的THEMIS紫外光譜成像系統(tǒng)為紫外光譜儀和圖像采集連用系統(tǒng)，工作的原理是復(fù)合光中各單色光通過(guò)色散棱鏡，按照波長(zhǎng)不同彼此分離，通過(guò)高敏感CCD芯片，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并分別成像的過(guò)程。該系統(tǒng)由七部分組成，包括封柜、裝載圖像處理軟件的PC機(jī)、紫外棱鏡分光光譜儀、全反射鏡、標(biāo)準(zhǔn)工作臺(tái)、全波段CCD以及氘燈光源。

3.3 Hyper Visual GUI軟件包

通過(guò)Hyper Visual GUI(圖形用戶界面)軟件包，終端用戶可以與超光譜紫外分析系統(tǒng)通信以及實(shí)現(xiàn)對(duì)它的控制。Hyper Visual軟件具有強(qiáng)大的傳統(tǒng)處理功能，如標(biāo)準(zhǔn)化、噪聲消除、統(tǒng)計(jì)輸出、打包處理、項(xiàng)目管理，以及其他多項(xiàng)由原始數(shù)據(jù)包獲取和保持圖像的質(zhì)量和準(zhǔn)確數(shù)據(jù)從而進(jìn)行數(shù)據(jù)分析所需要的功能。

4 實(shí)驗(yàn)步驟和方法

4.1 樣本的制作

實(shí)驗(yàn)共收集了不同品牌、兩種顏色的可擦中性筆共8種，在普通票據(jù)紙上制作消褪字跡的樣本，總共8個(gè)樣本，實(shí)驗(yàn)用可擦中性筆的信息如表1所示。

表1 實(shí)驗(yàn)用可擦中性筆的信息

4.2 實(shí)驗(yàn)方法

(1)將相機(jī)固定在翻拍架上，打開(kāi)冷光源，45°角均勻配光;

(2)將票據(jù)紙裁剪成5 cm×5 cm的紙片，用可擦中性筆在紙片上書寫字跡制成樣本，將樣本置于翻拍架上拍攝字跡擦除前的效果照片;

(3)字跡擦除后，再將樣本置于翻拍架上拍攝字跡擦除后的效果照片;

(4)調(diào)整光譜儀鏡頭，保證其垂直于載物臺(tái)，使用暗視場(chǎng)配光方法，氘燈光源與光譜儀成30°角照射;

(5)啟動(dòng)紫外光譜成像系統(tǒng)，將擦除字跡的樣本放置在光譜儀鏡頭下，并使樣本置于氘燈光斑的中心位置;

(6)運(yùn)行紫外光譜分析軟件，設(shè)置光譜儀上的拍攝參數(shù)，主要參數(shù)有兩個(gè)，掃描線數(shù)設(shè)置為200，曝光時(shí)間(Exposure Time)設(shè)置為1 000 ms;

(7)點(diǎn)擊按鈕，對(duì)樣本進(jìn)行拍攝，獲得紫外光譜影像集;

(8)觀察拍攝的影像是否清晰，若不清晰，手動(dòng)調(diào)焦后重新拍攝，重復(fù)試驗(yàn)，直至出現(xiàn)清晰的影像;

(9)對(duì)實(shí)驗(yàn)所得的清晰的紫外光譜影像集，可以連續(xù)地翻看在特定紫外波段下樣本的影像，選取鑒別消褪字跡效果最好的單幅影像作為結(jié)果影像。

(10)在結(jié)果影像中選取一小塊同時(shí)有字跡與空白背景的區(qū)域，截取該區(qū)域的圖像并放大，得到放大的局部圖像后，單擊選擇圖像中筆墨和紙張的光譜取樣點(diǎn)，得到筆墨與紙張的光譜曲線圖。

5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

5.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

1號(hào)樣本、2號(hào)樣本、3號(hào)樣本、4號(hào)樣本、5號(hào)樣本、6號(hào)樣本、7號(hào)樣本和8號(hào)樣本實(shí)驗(yàn)結(jié)果分別如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖 6、圖 7、圖8 所示。

圖1 1號(hào)樣本實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖2 2號(hào)樣本實(shí)驗(yàn)結(jié)果

以上圖片中，(a)為樣本字跡擦除前的普通照相效果，字跡清晰;(b)為樣本字跡擦除后的普通照相效果，基本觀察不到字跡;(c)為運(yùn)用紫外光譜成像技術(shù)拍攝的，特定紫外波段的結(jié)果影像，影像中字跡清晰，顯現(xiàn)效果好;(d)為紫外光譜曲線圖(藍(lán)色曲線代表筆墨的光譜曲線，紅色曲線代表紙張的光譜曲線)。

5.2 結(jié)果分析

(1)實(shí)驗(yàn)選取的百樂(lè)、三菱、無(wú)印良品、白雪4個(gè)品牌，兩種顏色的8種可擦中性筆，在普通票據(jù)紙上的擦除效果都較好，擦除后肉眼基本觀察不到原書寫字跡。

圖3 3號(hào)樣本實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖4 4號(hào)樣本實(shí)驗(yàn)結(jié)果

(2)運(yùn)用紫外光譜成像技術(shù)檢驗(yàn)百樂(lè)、三菱、無(wú)印良品、白雪的8種可擦中性筆形成的消褪字跡，顯現(xiàn)效果較好，字跡清晰，容易辨別。

(3)根據(jù)紫外光譜曲線得出，運(yùn)用紫外光譜成像技術(shù)檢驗(yàn)百樂(lè)、三菱、無(wú)印良品、白雪的8種可擦中性筆形成的消褪字跡，紫外波長(zhǎng)在280～400 nm之間，均能檢驗(yàn)出消褪字跡。

(4)實(shí)驗(yàn)中，三菱可擦中性筆在300～400 nm紫外波段，都有很好的顯現(xiàn)效果，字跡與紙張的亮度差很大;白雪可擦中性筆在340～360 nm紫外波段時(shí)，顯現(xiàn)效果較好，字跡與紙張的亮度差大;無(wú)印良品、百樂(lè)可擦中性筆在340～380 nm紫外波段時(shí)，能有很好的顯現(xiàn)效果，字跡與紙張的亮度差大。

(5)百樂(lè)、三菱黑、藍(lán)兩種顏色的可擦中性筆的紫外光譜特性相似;無(wú)印良品、白雪黑、藍(lán)兩種顏色的可擦中性筆的紫外光譜特性相差很大。不同品牌、不同顏色的可擦中性筆在紫外光譜特性的差異，可能是因?yàn)橛湍煞值牟煌斐傻模枰M(jìn)一步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

圖5 5號(hào)樣本實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖6 6號(hào)樣本實(shí)驗(yàn)結(jié)果

6 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，紫外光譜成像技術(shù)可以有效地檢驗(yàn)可擦中性筆形成的消褪字跡，該方法方便快捷、檢驗(yàn)速度快、檢驗(yàn)效率高。

圖7 7號(hào)樣本實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖8 8號(hào)樣本實(shí)驗(yàn)結(jié)果

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