全波段CCD系统在红外摄影中的运用探讨

罗兵　梁煦　喻跃　张雨

（成都市公安局刑事犯罪侦查局技术处，四川 成都610017）

全波段CCD系统在红外摄影中的运用探讨

罗兵梁煦喻跃张雨

（成都市公安局刑事犯罪侦查局技术处，四川 成都610017）

在不断发展的的信息时代，由各类文件上的涂抹、更改、擦除引起的刑事案件、经济纠纷案件屡见不鲜。为此可以采取红外摄影以获得被笔墨覆盖、涂抹的字迹。本文通过红外摄影在实际案例中的应用，分析总结了红外摄影的原理、拍摄过程中考虑的因素、以及让拍摄的红外图片效果更好的方法。

全波段低温CCD照相系统纸张红外滤镜涂改字迹

一张被涂改的单据（如图1所示），对单据的初步分析后决定采用红外反射法进行拍摄。

图1　一张被涂改的单据

1　实验器材

DVA34-BV2型全波段低温CCD照相系统、尼康D700数码相机、尼康AF-50mm标准镜头、多功能物证翻拍架、白炽灯、多种红外滤光镜、比例尺、手套。

2　实验过程

（1）在影像检验室内，将检材放置于多功能物证翻拍架基座表面，放置直角比例尺。将加装有尼康AF-50mm标准镜头的尼康D700数码相机固定于翻拍架升降立柱上，相机镜头光轴与被拍物平面保持垂直，采用均匀配光的照明方法对检材原始状况分别进行拍照记录。原始状况拍摄完成后，再把单据转放到全波段低温CCD照相系统平台上。

（2）在全波段低温CCD照相系统平台上，红外线除了受普通摄影的同样因素影响外，还受适用的滤光镜因素，被摄对象对红外线的作用、适用的照明光源含红外线量等条件的影响。所以，在曝光时要注意这些因素的影响。我们采取分段式系列曝光的方式，进行拍摄。

拍摄过程中不同滤镜的效果对比图表如下：

表1　拍摄过程中不同滤镜的效果比对

全波段低温CCD照相系统系统，其感光器件与相机的CCD感光器件在结构原理上有所不同，所以在曝光时间的控制上，就不能使用如同相机上一样的测光系统，只能对其用系列曝光的方式，进行拍摄。

拍摄过程中不同曝光时间的效果对比图表如下：

表2　拍摄过程中不同曝光时间的效果比对

（3）根据检材特点，选择使用红外反射照相技术拍照显现深色墨水覆盖的字迹。将送检单据置于全波段低温CCD照相系统的拍摄平台上，在深色墨水覆盖的疑似字迹下方放置比例尺。在全波段低温CCD照相系统镜头上加装900nm红外滤光镜，使用白炽灯均匀配光照明的方法，在暗室环境下，相机镜头光轴与被拍物平面保持垂直，使用全波段低温CCD照相系统在单据表面拍照显现（光圈为F8，快门为0.05秒）被深色墨水覆盖的字迹（字迹内容为“王其。”字样）如图2所示。

图2　全波段低温CCD照相系统摄影效果图

3　实验原理

红外线具有较强的“穿透能力”，大多数物质对光线的吸收能力随波长增加而减少。一些物质被红外线穿透在红外反射照相中呈现出透明状态，或红外线进入物质内部形成很强的内反射光在红外反射照相中呈现出浅色调。

单据上手写的字体，与覆盖字体所用的墨水为两种不同的墨水。手写字体属于油溶性色料，以碳黑为主对830～900nm红外线有强烈吸收；覆盖字体所用的墨水为有机染料对红外线吸收很少，并且涂抹层比较薄，红外线能很好的穿透；承痕体纸张在700～900nm内保持较高的反射率，反射的红外线再次穿透覆盖字体所用的墨水，到达相机并在相机中记录下反差较大的字迹照片。

实验过程中，当使用含有丰富红外线的白炽灯照射检材上深色墨水覆盖的字迹时，因覆盖墨水与字迹墨水成分存在差异，红外线进入深色墨水内部形成很强的红外线内反射光，在红外反射照相中呈现出浅色调，而字迹对红外线强烈吸收，在红外反射照相中呈现出深色调，两者在垂直方向上存在红外线反射光亮度分布差异。镜头上加装的红外滤光镜透过检材反射的红外线，吸收其他波长光波，使得检材的红外线反射光亮度分布差异被全波段低温CCD照相系统所捕获，从而获得反差较大的字迹照片。

4　讨论及注意的问题

（1）检查设备是否完好。

（2）使用白炽灯直接照明均匀配光。

（3）滤镜选择。

物体在可见光区和红外区有不同的反射和吸收能力。在近红外区的不同波段内，物体也显示不同的亮度。在不同的红外线波段内，物体将显示出不同的亮度分布。在红外线摄影中，接收记录不同的红外线波段，将得到不同的亮度分布再现。因此，选择适当的红外线波段接收记录，可以得到需要的亮度分布再现。运用各种型号的红外线滤光镜，可以将物体反射光中选定的红外线波段内的红外线辐射分离出来。通过对不同滤镜的使用后观察，选出效果最佳的滤镜。

（4）波段选择。

选择最佳摄影波段的方法是根据物体各种物质反射红外光亮度曲线的相互关系和期望的亮度差大小进行选择。当要求亮度差最大时，选择曲线距离最大的波段；要求亮度差小时，可以选择曲线最接近的波段。

（5）曝光时间的选择。

全波段CCD的结构原理与普通相机存在差别，没有测光系统，而普通的测光笔都是可见光的亮度值，因此，用测光表也难以得出准确的曝光时间。为了使红外摄影取得准确的曝光时间，本文笔者采用分段式实验曝光的方法。