红外光谱照相技术在文件检验中的应用

2015-10-08肖莉

职工法律天地·下半月 2015年8期

摘要：红外光谱相对较宽，对于微弱、潜在的痕迹物证具有较好的显示效果，在基层文检实践中具有十分重要的应用和推广价值。

关键词：数码相机；红外线滤光镜；红外照相；文件检验

红外线在电磁波谱中居于红光外端，是一种看不见的电磁辐射波。红外光谱较宽，波长范围在770nm-106nm。利用红外相机技术在文件痕迹检验中的应用，能够获取较好的优质检材。物质本身高于绝对零度（-273℃）时都会辐射红外线，而温度越低其辐射的波长越长，相反则波长越短。特别是红外线的穿透能力较强，即使是在有烟雾的条件下，也能很容易穿透纸张、油墨等介质，从而获得较好的取景图像。

一、红外数码相机的工作原理概述

对于普通红外数码相机来说，在实现光学成像原理时，必须依据传感器CCD或CMOS，将红外线亮度信号转换为模拟信号，并经过A/D（模数转换）生成可以识别的数字信号，并在微处理器（MPU）作用下实现对数字影像的存储和处理。从科学实验分析，太阳光的辐射能量中约有52%的红外线，而能够进行红外线照相的仅有1/3。在人造光源中，钨丝灯的光辐射波长范围与近红外线相匹配，峰值范围在800nm-1200nm之间，具有较好的红外线光源特征；对于激光红外线光源来说，其纯度更高，尤其是多波段光源能够实现对拍摄环境的特殊要求；汞灯、碳弧灯、闪光灯等也具有大量的红外线，也是十分理想的红外线光源。红外滤光镜是普通红外数码相机的必要部件，特别是对于特定波长的过滤。如公安部2所生产的680nm、750nm波长滤光镜，以及其他公司如Kodak公司生产的760nm、860nm、940nm等特定波长滤光镜。

普通数码相机的工作原理主要是借助于光学成像系统，由取景器、光圈、快门、传感器、调焦器、存储系统及输出接口等部件组成。对于红外功能的实现，主要取决于光学系统中的镜头和传感器。在镜头的凸凹透镜的复式组合中，可对350-2800nm之间的90%的光谱实现捕获，对于红外线的折射成像也是完全可以实现的。从当前影像传感器的感光范围来看，红外线也具有较好的接受能力。多数数码相机是以可见光为拍摄设计的，为了有效阻止红外线对正常成像的干扰，影像传感器前往往加装了红外截止滤光镜ICF。而有些满足夜间拍摄的数码相机，如索尼DSC-F717，在夜景模式下可以打开ICF。因此，在实际文检工作中，对于满足红外摄影的相机来说，可以对普通相机的ICF进行拆除，从而改装成专用的红外摄影相机。

二、红外数码相机在文检痕迹检验中的应用1.实验器材及样本

本研究选用佳能EOS600D作为红外数码相机，并拆除其ICF滤光器。选用100mm微距镜头，分别配备780nn、850nm、950nm红外滤光镜各一块。100w钨丝灯红外线光源。尼康D90数码相机及图像处理软件系统。在实验样本中选择某中性笔字迹，变造涂改文书，印章下的字迹及真伪钞票。

2.实验方法

利用佳能EOS600D更换为100mm微距镜头，并将其固定在翻拍架上。在钨丝灯下对不同的实验样本，选用780nm/850nm/ 950nm的红外滤光镜进行拍照。相机设置为光圈优先，同时利用尼康D90进行可见光对比影像拍摄。将所有红外影像及可见光下的图像导人到Photoshop CS5中进行图像优化处理，并保持为*.bmp文件格式进行对比分析。

3.结果分析

从字迹的拍摄效果来看，尼康 D90在可见光下，F5.6，A模式，ISO为100。佳能EOS600D在钨丝灯下焦距F5.6，A模式，IS0200，选用950nm红外线滤光镜。其结果差异较大，尼康拍摄的照片肉眼很难辨识，字迹墨水渗透至纸张中，而对于红外线拍摄来说具有较强的反射作用，能够得出较为清晰的显影效果。

选用印章下的字迹作为检材。在尼康相机的拍摄参数相同条件下，佳能相机的设置参数为室内自然光、F5.6，A模式，IS0200，选用780nm的红外线滤光镜进行拍摄。其拍摄结果对比来看，对于文书上的大多数印章来说，其油墨都能被红外线滤光镜穿透，而文书上的书写笔迹、打印机的墨粉等往往吸收红外线，由此得出的红外照片可以滤除掉印章印迹，从而获得对印章下文检字迹的清晰照片，提高文检鉴定的有效性。对于涂改变造的文书检材来说，从尼康相机的拍摄参数同上，佳能相机在室内自然光下，F5.6，A模式，选用780nm和850nm红外滤光镜进行分别拍摄，其结果显示，对于不同书写工具，因其墨水的差异性，在不同红外线穿透下，对红外线的吸收、反射性能也不一致。因此，可以从不同红外线滤光镜下的拍摄效果上对比出文字的涂改现象，从而为文检结论提供有力凭证。

针对真假人民币的对比效果。从尼康相机的拍摄参数选择上，光源选择室外，F4，A模式，ISO为100；佳能相机的拍摄参数选择室外自然光下，F5.6.A模式，对ISO选择为200，选用850nm的红外滤光镜。其拍摄效果对比分析可知，对于假币来说，因其制作工艺、印染材料等方面与真币存在差异，特别是在对防伪标志的识别上，因其不同纸张、不同染料等对红外线的反射、吸收等能力不同，在显影效果上与真币的红外线拍摄照片存在较大的差异性，从而有助于提升鉴伪能力。