中红外成像技术显现可擦中性笔墨水残留色痕的初步探索

张金庄

（辽宁警官高等专科学校 辽宁 大连 116036）

中红外成像技术显现可擦中性笔墨水残留色痕的初步探索

张金庄

（辽宁警官高等专科学校 辽宁 大连 116036）

利用红外成像显微镜采集了7种常见品牌黑、蓝两种颜色的可擦中性笔墨水残留色痕的中红外图像，并对采集的样品中红外图像进行相关数据处理，得到对应的峰面积图像或一阶导数峰面积图像，根据峰面积图像表征的各组分光谱信息和空间分布信息检验墨水残留色痕。

中红外成像技术 峰面积图像 墨水残留色痕 无损检验 证据

由于可擦中性笔墨水书写到纸张上的数字或文字（称为墨水色痕），在一定时间内可以擦除，而形成肉眼难以辨认的数字或文字（称为墨水残留色痕）。故可擦中性笔墨水常被不法分子用来伪造、变造文件或票据等。其作案手段大致有两种，一种是只是将文件或票据中的数字或文字擦除；第二种是将文件或票据中的数字或文字擦除后进行改写。能否有效检验出墨水残留色痕表征的数字或文字信息，就成为此类案件“证据定案”的关键。

可擦中性笔墨水主要是由成膜剂、着色剂、溶剂及分散剂组成的，其可擦性是由分散剂作用而实现的。但无论擦除的如何干净，在墨水残留色痕中均会存在一定量的对红外吸收的成份，而且是沿书写笔迹分布的，这就为利用中红外成像技术检验墨水残留色痕表征的数字或文字信息提供了基本条件。中红外成像技术是一种新的红外光谱技术，该技术采集到的样品红外图像表征了图像中样品各组分红外光谱和空间分布信息，而且该技术所需样品量少，几个纳克样品就能采集到样品红外图像，对样品不消耗不损坏属于无损检验方法，满足了本研究的要求和目的。

1 实验部分

1.1 实验仪器和实验参数

实验仪器：美国PE公司生产的傅里叶红外光谱图像系统（傅里叶红外光谱仪与红外成像显微镜联机仪器型号：Spotlight 300）。

实验参数：分辨率：8cm-1；扫描范围：4000—750cm-1；背景扫描次数：60次；图像扫描次数：4次；像素尺寸：25μm。

1.2 实验样品

在市场上收集7种常见可擦中性笔墨水（黑、蓝色）作为实验材料（实验材料表略）。将收集到的实验材料分别以数字或文字书写到A4打印纸上，然后再将数字或文字擦除掉，作为第一组实验样品。将收集的实验材料分别以数字或文字书写到A4打印纸上，再擦除掉，然后在擦蹭处重新书写上数字或文字，作为第二组实验样品。

1.3 检验方法与图像处理

1.3.1 检验方法

将样品分别置于红外成像显微镜载物台上，首先在擦蹭处采集可见图像，然后再采集其红外图像。可见图像和红外图像均以纸张为背景。

1.3.2 图像处理

将采集到的样品红外图像分别进行平滑、基线校准处理，然后导出对应的峰面积图像，对于不清晰的图像进行一阶导数处理，导出对应的一阶导数峰面积图像。

2 结果与讨论

2.1 第一组样品实验结果与图像分析

第一组样品是书写的数字或文字被擦除掉，但并不重新书写其他的数字或文字。图1为日产三菱牌（黑）墨水残留色痕的峰面积图像，在3026.0cm-1处残留的墨水成份红外吸收较强，并检验出擦除的文字为“10”。图2为日产百乐牌（蓝）墨水残留色痕的峰面积图像，在1713.0cm-1处残留的墨水成份红外吸收较强，并检验出擦除的文字为“m”。图3为日产三菱牌（蓝） 墨水残留色痕的峰面积图像，在2869.5cm-1处可检验出擦除数字为“8”。图4为国产晨光牌（蓝） 墨水残留色痕的峰面积图像，在3026.0cm-1处可检验出擦除的数字为“6”。对于某些样品由于各组分间的干扰，得到的峰面积图像不能清楚的表征光谱和空间信息，所以需对采集的红外图像求一阶导数，以提高图像的分辨率，而达到显现出擦除的数字或文字信息的目的。如图5为国产金万年牌（黑） 墨水残留色痕的一阶导数峰面积图像，在1147.9cm-1处可检出擦除的文字为“A”。在研究中，对其它品牌墨水残留色痕实验结果均与上述实验结果相同，都能准确显现出擦除的数字或文字。

图1 日产三菱牌（黑）墨水残留色痕峰面积图像

图2 日产百乐牌（蓝）墨水残留色痕峰面积图像

图3 日产三菱牌（蓝）墨水残留色痕峰面积图像

图4 国产晨光牌（蓝）墨水残留色痕峰面积图像

图5 国产金万年牌（黑）墨水

图6 日产百乐牌（黑）（3改7）

2.2 第二组样品实验结果与图像分析

第二组样品是将原有数字或文字擦除后，再在擦蹭处重新书写数字或文字。图6为原数字为“3”改为数字“7”的一阶导数峰面积图像，图像中可清晰的显现出肉眼不可见数字“3”。笔迹交叉顺序是“7”在“3”上面。图7、图8均为数字“5”改为数字“6”的峰面积图像，不同的是图7中肉眼可见数字“6”与擦除的“5”为重合状态，但在图像中擦除的“5”的横可被清晰检出。而图8中肉眼可见数字“6”与擦除的“5”为分离状态。图7反映的信息说明嫌疑人具有一定的反侦查能力。图9也是数字“5”改为“6”的峰面积图像，但从图像中墨水成份光谱信息来看形成“6”的墨水成份对红外吸收要大大弱于形成“5”的墨水成份对红外吸收。图10“6”与“5”的红外光谱也表明其差异较大，可认定形成“6”的墨水与形成“5”的不是同种类墨水。实际该样品是用日产百乐牌可擦中性墨水书写“5”擦除后再用晨光中性笔墨水改为“6”。

图7 国产晨光牌（黑）（5改6（重合））峰面积图像

图8 国产晨光牌（黑）（5改6（分离））峰面积

图9 日产百乐牌—国产晨光牌（黑）5改6峰面积

图10 日产百乐牌—国产晨光牌（黑）5改6红外光谱

3 结论

墨水残留色痕表征信息的检验结果是利用可擦中性笔墨水伪造，变造文件或票据的关键证据。研究结果表明中红外图像技术可有效显现可檫中性笔墨水残留色痕，其结果准确可靠。该技术方法操作简便、需要样品量极少，重要的是属无损检验方法，符合文件物证检验要求，同时也可为检验其它可擦书写材料残留色痕提供一种新的检验方法。

[1]张金庄.基于FTIR图像无损检测交叉笔划形成顺序的研究[J].中国刑警学院学报，2013，（1）.

[2]杨胜军，邹多生，王国强，等.利用傅里叶红外显微化学图像系统鉴定书写与盖章的先后顺序[J].光谱与光谱分析，2007，（11）.

[3]袁建新，杨晔，等.浅谈消失笔[J].中国制笔，2008，（3）.

（责任编辑：于 萍）

D918.92

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出稿日期：2013-12-1

张金庄（1956-），男，辽宁庄河人，辽宁警官高等专科学校副教授，学士，主要从事刑事化验研究。