□孫明宇

(中國(guó)人民公安大學(xué),北京 100038)

一、前言

隨著信息化社會(huì)的迅速發(fā)展以及個(gè)人計(jì)算機(jī)的普及,打印機(jī)迅速進(jìn)入人們的生活、工作和學(xué)習(xí)中,逐漸成為人們?nèi)粘Ｉ钪械谋匦杵?。與針式、激光兩種類型的打印機(jī)相比,噴墨打印機(jī)具有打印質(zhì)量好、噪聲低、性價(jià)比高、接近激光打印機(jī)輸出質(zhì)量和速度的優(yōu)點(diǎn)。正因質(zhì)量和速度的優(yōu)勢(shì),噴墨打印機(jī)逐漸從各種打印機(jī)中脫穎而出,迅速地在專業(yè)設(shè)計(jì)、出版公司苛刻的彩色印刷以及簡(jiǎn)單快捷的日常辦公中應(yīng)用。與此同時(shí),伴隨著噴墨打印而滋生的案件也越來越多,如假幣案件、偽造合同案件等,增加了社會(huì)的不穩(wěn)定性,給文件檢驗(yàn)人員帶來極大的挑戰(zhàn)。

在目前文件檢驗(yàn)領(lǐng)域,對(duì)于噴墨打印文件的檢驗(yàn)是一個(gè)比較困難而亟待解決的問題。實(shí)際檢驗(yàn)中主要的問題是檢驗(yàn)鑒定可利用的特征較少,且目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于噴墨打印文件特征的系統(tǒng)性研究較少。研究學(xué)者對(duì)噴墨打印文件的研究大多集中在對(duì)噴墨打印墨水的成分上,而對(duì)噴墨打印文件的缺陷特征和網(wǎng)點(diǎn)形態(tài)特征的研究相對(duì)較少,但網(wǎng)點(diǎn)形態(tài)特征卻是實(shí)際案件中出現(xiàn)率、使用率較高的特征之一。白萃萃、梁魯寧等人[1]通過對(duì)原裝墨水打印的彩色文件進(jìn)行墨滴形成墨點(diǎn)形態(tài)特征、細(xì)線條間墨跡形態(tài)特征、飛濺墨跡形態(tài)等特征的檢驗(yàn)比較,確認(rèn)了在常規(guī)文本打印模式下,鑒別惠普、佳能和愛普生噴墨打印機(jī)的依據(jù)。羅瓊[2]通過對(duì)惠普、佳能、愛普生、三星等品牌系列打印機(jī)的墨水驅(qū)動(dòng)方式、墨水種類等進(jìn)行分析,詳細(xì)介紹了區(qū)分不同品牌打印機(jī)的方法。劉寧[3]通過噴墨打印文件的墨跡特征、機(jī)械壓痕特征、墨水成分三個(gè)方面根據(jù)各類特征的穩(wěn)定性和特定性制定合理的檢驗(yàn)流程,綜合壓痕顯現(xiàn)法、墨水成分分析法和顯微鏡檢驗(yàn)法等多種方法,進(jìn)行噴墨打印機(jī)種鑒別。目前還有專家學(xué)者通過測(cè)量噴嘴的大小和噴嘴之間的排列方式來研究打印樣本中網(wǎng)點(diǎn)形態(tài)的差異從而希望能夠以此來對(duì)不同機(jī)型的打印機(jī)機(jī)型進(jìn)行區(qū)分。

噴墨打印機(jī)網(wǎng)點(diǎn)形成的原因及過程:噴墨打印機(jī)的打印原理是發(fā)熱元件產(chǎn)生熱量形成壓力或者脈沖電流使壓電晶體產(chǎn)生變形將墨滴從噴嘴中噴出,從而在紙張相應(yīng)位置上形成圖案。噴墨打印機(jī)能夠呈現(xiàn)出不同顏色的原理是采用幾種色彩的疊加。目前市場(chǎng)上大部分打印機(jī)是采用四色疊加,即將黑色、青色、品紅色、黃色等四種色彩。噴墨打印機(jī)通過數(shù)字加網(wǎng)技術(shù)生成半色調(diào)(或稱網(wǎng)目調(diào))圖像,數(shù)字加網(wǎng)算法計(jì)算每個(gè)墨點(diǎn)的打印位置,從而將四種顏色的墨點(diǎn)從噴嘴噴出,形成一個(gè)連續(xù)調(diào)整從變化的圖案[4]。目前噴墨技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到可以高速精確定位的水平，如果沒有打印故障或者過分的墨水洇散，圖像中的墨點(diǎn)分布形態(tài)可以反映加網(wǎng)算法的特征。調(diào)幅加網(wǎng)和調(diào)頻加網(wǎng)在網(wǎng)點(diǎn)分布上有顯著的區(qū)別。即使是屬于同種的加網(wǎng)技術(shù)不同的算法形成的網(wǎng)點(diǎn)分布形態(tài)也存在可辨識(shí)的差異,這種差異可以用來區(qū)分打印機(jī)機(jī)種,也可以幫助判斷打印模式。噴墨打印機(jī)制造廠商采用的數(shù)字加網(wǎng)算法各不相同,網(wǎng)點(diǎn)分布形態(tài)上的差異能夠反映在打印的淺色文字、圖形和圖像中[5]。由于不同打印機(jī)的墨水洇散程度、噴嘴的大小和數(shù)字加網(wǎng)方式的不同,造成墨點(diǎn)在紙張上的形態(tài)、洇散程度就不相同(如圖1所示)。通過觀察相同位置網(wǎng)點(diǎn)形態(tài)、墨水洇散程度的不同,可以達(dá)到區(qū)分部分不同型號(hào)打印機(jī)打印文件的目的。

圖1 不同打印機(jī)樣本彩色圖片同一位置網(wǎng)點(diǎn)形態(tài)細(xì)節(jié)圖

噴墨打印機(jī)在打印過程中受到多種因素共同影響,某一因素的變化可能會(huì)對(duì)噴墨打印特征造成較大的影響。筆者在實(shí)驗(yàn)中偶然發(fā)現(xiàn)重啟打印機(jī)后某些噴墨打印特征發(fā)生較大變化,如圖2、圖3所示。圖2中打印機(jī)重啟前打印的樣本中有兩條橫向白線特征,打印機(jī)重啟后,橫向白線特征并沒有出現(xiàn)。圖3中EPSON L805打印機(jī)打印的圖片的某一位置,打印機(jī)重啟前后黃色網(wǎng)點(diǎn)的位置和數(shù)量都發(fā)生較為明顯的變化。橫向白線特征和網(wǎng)點(diǎn)特征在打印機(jī)重啟前后產(chǎn)生的變化給實(shí)際檢驗(yàn)中依靠這些特征進(jìn)行同一認(rèn)定增加了難度。目前國(guó)內(nèi)外研究中,尚未發(fā)現(xiàn)對(duì)這一問題的研究,造成這一變化的原因尚未被研究清楚。為詳細(xì)探究重啟這一因素變化引起的特征變化情況和網(wǎng)點(diǎn)形態(tài)特征變化的出現(xiàn)率的高低,筆者設(shè)計(jì)此次實(shí)驗(yàn),以期能為文件檢驗(yàn)人員在實(shí)際的檢驗(yàn)鑒定過程中提供一定的參考。

圖2 Brother MFC J200重啟前后橫向白線特征變化圖

圖3 EPSON L805重啟前后黃色網(wǎng)點(diǎn)(黑色圓圈標(biāo)注)變化圖

二、實(shí)驗(yàn)部分

實(shí)驗(yàn)器材:如表1所示

表1 實(shí)驗(yàn)器材

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:重啟打印機(jī)對(duì)噴墨打印文件網(wǎng)點(diǎn)形態(tài)特征的影響。

實(shí)驗(yàn)樣本:實(shí)驗(yàn)樣本由中文段落、英文段落、中文標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、英文標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、阿拉伯?dāng)?shù)字、黑色方塊、24色相環(huán)、彩色圖片、彩色色塊等組成,如圖4所示。

圖4 實(shí)驗(yàn)樣本

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?探究重啟打印機(jī)這一因素能否對(duì)網(wǎng)點(diǎn)形態(tài)特征產(chǎn)生影響;重啟后打印特征變化是否是偶然因素;重啟打印機(jī)后網(wǎng)點(diǎn)形態(tài)特征變化的出現(xiàn)率高低;探究網(wǎng)點(diǎn)變化規(guī)律為實(shí)際的檢驗(yàn)鑒定工作提供一定的參考。

研究方法:本次實(shí)驗(yàn),打印機(jī)打印一定數(shù)量的樣本后,關(guān)閉Word和打印機(jī)。不同時(shí)間段后再次重啟打印機(jī)并打印相同數(shù)量的樣本,每個(gè)時(shí)間段中打印的5頁樣本都是在同一打印命令下完成。打印技術(shù)路線圖如圖5所示

圖5 實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線圖

研究對(duì)象:打印機(jī)重啟因素、網(wǎng)點(diǎn)形態(tài)特征。本次實(shí)驗(yàn)主要對(duì)彩色圖片上的各色網(wǎng)點(diǎn)的形態(tài)進(jìn)行分析并通過網(wǎng)點(diǎn)之間的角度和距離對(duì)網(wǎng)點(diǎn)形態(tài)特征的穩(wěn)定性進(jìn)行考量。由于不同打印機(jī)同一位置網(wǎng)點(diǎn)形態(tài)有較大、較明顯的差異(見圖1),所以實(shí)驗(yàn)中筆者對(duì)不同的打印機(jī)選取不同位置、不同顏色且邊緣相對(duì)清晰的網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行觀察統(tǒng)計(jì)。通過筆者預(yù)實(shí)驗(yàn),根據(jù)每一臺(tái)打印機(jī)打印樣本中網(wǎng)點(diǎn)形態(tài)的特點(diǎn),選取如圖6所示的較理想的觀測(cè)位置。每一臺(tái)打印機(jī)選取的網(wǎng)點(diǎn)顏色是:EPSON L805選取黃色網(wǎng)點(diǎn);Brother MFC J200選取青色網(wǎng)點(diǎn);HP DeskJet GT5810選取黑色和品紅色網(wǎng)點(diǎn)。所選取的網(wǎng)點(diǎn)包括一般噴墨打印機(jī)的四種顏色(CMYK)。為更直觀觀察到網(wǎng)點(diǎn)的位置和數(shù)量,筆者在以下文章的圖片中使用黑點(diǎn)標(biāo)示其他顏色的網(wǎng)點(diǎn)位置,紅點(diǎn)標(biāo)示黑色網(wǎng)點(diǎn)的網(wǎng)點(diǎn)位置。

圖6 各打印機(jī)網(wǎng)點(diǎn)采集區(qū)

具體實(shí)驗(yàn)步驟:1.在win10和office 2016版本下開啟打印機(jī)和word樣本。2.設(shè)置打印機(jī)的打印模式為標(biāo)準(zhǔn)模式,并連續(xù)打印5頁樣本。3.將打印機(jī)和word文件關(guān)閉,按照技術(shù)路線圖所示關(guān)閉一點(diǎn)時(shí)間后重新開啟打印機(jī)和word文件,再次打印相同數(shù)量的樣本。4.控制實(shí)驗(yàn)中其他變量,重復(fù)此操作,將三臺(tái)打印機(jī)各時(shí)間點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)樣本打印完畢。5.將Anty SEE 3R數(shù)字顯微鏡放大200倍后,以選定的各個(gè)采集區(qū)左、上兩個(gè)邊為定位邊對(duì)網(wǎng)點(diǎn)采集區(qū)進(jìn)行拍照。6.用Photoshop CS6打開圖片,在圖片上同一顏色的網(wǎng)點(diǎn)中選取特定位置測(cè)量的網(wǎng)點(diǎn)以及點(diǎn)之間形成的距離和角度,并使用標(biāo)尺工具對(duì)所選取的角度和距離進(jìn)行測(cè)量。7.統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)后做出折線圖,觀察折線圖的變化情況,獲取網(wǎng)點(diǎn)的角度和距離的變化趨勢(shì)。

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

(一)EPSON L805

在實(shí)驗(yàn)選取網(wǎng)點(diǎn)的距離和角度過程中,筆者發(fā)現(xiàn)關(guān)機(jī)6h后重啟打印機(jī),打印的文件上黃色網(wǎng)點(diǎn)的形態(tài)發(fā)生較大變化,不僅體現(xiàn)在位置上,數(shù)量上同樣發(fā)生了較為明顯的變化,具體細(xì)節(jié)如圖7所示。其他時(shí)間點(diǎn)下黃色網(wǎng)點(diǎn)的位置雖然產(chǎn)生變化,但變化相對(duì)較小。

圖7 EPSON L805各時(shí)間點(diǎn)重啟前后黃色網(wǎng)點(diǎn)變化示意圖

由于黃色網(wǎng)點(diǎn)的位置變化較為明顯,所以實(shí)驗(yàn)中對(duì)變化前后的網(wǎng)點(diǎn)距離和角度重新選取。實(shí)驗(yàn)中選取的黃色網(wǎng)點(diǎn)以及網(wǎng)點(diǎn)間角度和距離如下圖8所示:

圖8 EPSON L805選取的角度和距離示意圖

測(cè)量后統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),作出如下所示的折線圖:

①大寫字母表示形狀、特征、性質(zhì)，如：U-tube U形管；I-beam工字鋼；T-ruler丁字尺；Y-section三通接頭管。

圖9 EPSON L805網(wǎng)點(diǎn)間角度和距離變化圖

從圖9中可知:

1.每一時(shí)間節(jié)點(diǎn)內(nèi)打印的5頁樣本中網(wǎng)點(diǎn)的距離和角度雖然有一定的上下波動(dòng),但整體保持穩(wěn)定,即網(wǎng)點(diǎn)形態(tài)保持基本穩(wěn)定。

2.黃色網(wǎng)點(diǎn)的角度在6h這一時(shí)間點(diǎn)下都發(fā)生較為明顯的變化,其他情形下折線雖然上下波動(dòng),但基本保持相對(duì)穩(wěn)定。選取的黃色網(wǎng)點(diǎn)之間的距離僅L1在6h這一時(shí)間點(diǎn)下發(fā)生較為明顯的變化,其他時(shí)間點(diǎn)以及其他黃色網(wǎng)點(diǎn)之間的距離雖然出現(xiàn)上下波動(dòng),但整體同樣保持基本穩(wěn)定。

3.綜合所有的數(shù)據(jù)來看,重啟打印機(jī)可能會(huì)對(duì)EPSON L805打印機(jī)的網(wǎng)點(diǎn)形態(tài)產(chǎn)生較大的影響,且出現(xiàn)率相對(duì)較高,變化主要在6h這一時(shí)間間隔。

(二)HP DeskJet GT5810

對(duì)HP這臺(tái)打印機(jī)網(wǎng)點(diǎn)形態(tài)的分析選取了黑色和品紅色網(wǎng)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)中選取的網(wǎng)點(diǎn)以及需要測(cè)量的角度和距離如下圖10、圖11所示:

圖10 HP DeskJet GT5810選取的黑色網(wǎng)點(diǎn)、角度和距離示意圖

圖11 HP DeskJet GT5810選取的品紅色網(wǎng)點(diǎn)、角度和距離示意圖

通過測(cè)量統(tǒng)計(jì),得到如下所示的數(shù)據(jù)變化折線圖:

1.實(shí)驗(yàn)中選取的黑色網(wǎng)點(diǎn)在每一時(shí)間節(jié)點(diǎn)內(nèi)打印的5頁文件上網(wǎng)點(diǎn)形態(tài)保持基本穩(wěn)定。黑色網(wǎng)點(diǎn)間形成的角度,角1變化較小,基本保持穩(wěn)定,而角2在3min、12h和1day這三個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)下發(fā)生一定的變化,呈現(xiàn)出不穩(wěn)定的狀態(tài)。黑色網(wǎng)點(diǎn)之間形成的距離變化較為明顯。四條線段的距離在3min、12h和1day這三個(gè)時(shí)間點(diǎn)下都發(fā)生較大的變化。綜合角度和距離數(shù)據(jù),關(guān)機(jī)重啟對(duì)此臺(tái)打印機(jī)的黑色網(wǎng)點(diǎn)產(chǎn)生較大的影響,且黑色網(wǎng)點(diǎn)在3min、12h和1day這三個(gè)時(shí)間點(diǎn)下發(fā)生變化較為明顯。

圖12 HP DeskJet GT5810網(wǎng)點(diǎn)間角度和距離變化圖

2.所選取的品紅色網(wǎng)點(diǎn)在每一時(shí)間節(jié)點(diǎn)內(nèi)打印的5頁文件上網(wǎng)點(diǎn)形態(tài)同樣保持基本穩(wěn)定。但在不同時(shí)間點(diǎn)下,角度和距離會(huì)發(fā)生一定變化。品紅色網(wǎng)點(diǎn)形成的角度,角1在1min、12h和1day三個(gè)時(shí)間點(diǎn)下的變化較為明顯,而角2發(fā)生明顯變化的時(shí)間點(diǎn)是3min、12h和1day。品紅色網(wǎng)點(diǎn)間的距離,L1保持基本穩(wěn)定,L2和L1’在12h、1day這兩時(shí)間點(diǎn)下變化較大,L2’發(fā)生較大變化的時(shí)間除12h、1day外,還發(fā)生在1min這一時(shí)間點(diǎn)下。

3.綜合黑色和品紅色網(wǎng)點(diǎn)來看,此臺(tái)打印機(jī)關(guān)機(jī)重啟后網(wǎng)點(diǎn)的數(shù)量和位置發(fā)生較大變化的時(shí)間點(diǎn)為12h和1day。這兩時(shí)間點(diǎn)內(nèi)黑色和品紅色網(wǎng)點(diǎn)形態(tài)的細(xì)節(jié)如下圖13、圖14所示:

圖13 HP DeskJet GT5810黑色網(wǎng)點(diǎn)變化對(duì)比圖

圖14 HP DeskJet GT5810品紅色網(wǎng)點(diǎn)變化對(duì)比圖

4.通過以上數(shù)據(jù)可知,重啟打印機(jī)可能會(huì)對(duì)HP DeskJet GT5810產(chǎn)生較大、較明顯的變化,且這些網(wǎng)點(diǎn)形態(tài)變化的出現(xiàn)率較高。實(shí)驗(yàn)中共對(duì)7個(gè)時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行打印機(jī)重啟實(shí)驗(yàn),結(jié)果在4個(gè)時(shí)間點(diǎn)中都出現(xiàn)了或距離或角度的變化,且數(shù)據(jù)變化較大。

(三)Brother MFC J200

采用同樣方法在所拍攝的采集區(qū)中選取青色網(wǎng)點(diǎn),實(shí)驗(yàn)中選取的網(wǎng)點(diǎn)和角度、距離如下圖15所示:

圖15 Brother MFC J200選取的青色網(wǎng)點(diǎn)以及角度和距離示意圖

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)后,得到圖16所示的角度和距離變化折線圖:

圖16 Brother MFC J200角度和距離變化圖

從折線圖可知,圖中折線上下浮動(dòng)的趨勢(shì)比之前兩臺(tái)打印機(jī)都大,即使是同一時(shí)間點(diǎn)下打印的樣本中數(shù)值也上下浮動(dòng)。也就是說打印樣本中青色網(wǎng)點(diǎn)的角度和距離會(huì)出現(xiàn)一定的變化。雖然產(chǎn)生變化,但基本保持相對(duì)穩(wěn)定,沒有類似于上面兩臺(tái)打印機(jī)中發(fā)生明顯變化的時(shí)間點(diǎn)出現(xiàn)。所以此臺(tái)打印機(jī)青色網(wǎng)點(diǎn)的形態(tài)在幾次關(guān)機(jī)重啟后依然保持相對(duì)的穩(wěn)定。

四、結(jié)論

綜合以上三臺(tái)打印機(jī)在不同時(shí)間點(diǎn)重啟打印機(jī)后網(wǎng)點(diǎn)形態(tài)變化情況,可知:

(一)網(wǎng)點(diǎn)形態(tài)在同一個(gè)打印命令下(同一時(shí)間點(diǎn)內(nèi))保持相對(duì)穩(wěn)定。但某些打印機(jī)關(guān)機(jī)重啟后(不同的打印命令下),網(wǎng)點(diǎn)形態(tài)可能會(huì)發(fā)生較大變化，而產(chǎn)生明顯變化的時(shí)間點(diǎn)多集中在關(guān)機(jī)6-24h。

(二)實(shí)驗(yàn)中選取的打印機(jī)中,除Brother MFC J200打印機(jī)外,其他兩臺(tái)打印機(jī)網(wǎng)點(diǎn)形態(tài)在不同時(shí)間點(diǎn)內(nèi)都出現(xiàn)多次、較為明顯的變化。這說明打印機(jī)重啟前后,網(wǎng)點(diǎn)形態(tài)的變化出現(xiàn)率較高,且變化較為明顯。

(三)文檢人員在檢驗(yàn)鑒定時(shí)要注意重啟打印機(jī)這一因素對(duì)噴墨打印文件網(wǎng)點(diǎn)形態(tài)的影響。若檢驗(yàn)的兩份噴墨打印文件中網(wǎng)點(diǎn)形態(tài)相同,且其他特征較為符合時(shí),可以得到同一認(rèn)定的鑒定結(jié)論;但僅依靠網(wǎng)點(diǎn)的位置和數(shù)量的不同,不能得到同一認(rèn)定的否定結(jié)論。

(四)不同類型打印機(jī)打印的樣本中,彩色網(wǎng)點(diǎn)所表現(xiàn)出的形態(tài)有較為明顯的差異。能夠在同一位置中觀察到邊緣清晰、較為完整的網(wǎng)點(diǎn)的顏色以及同一顏色網(wǎng)點(diǎn)洇散程度、能否觀察到的情況都不相同。因此在實(shí)際檢驗(yàn)中,網(wǎng)點(diǎn)形態(tài)是比較理想的用來區(qū)分不同類型的打印機(jī)的特征。