紅外光譜照相技術(shù)在文件檢驗(yàn)中的應(yīng)用

摘 要：紅外光譜相對(duì)較寬，對(duì)于微弱、潛在的痕跡物證具有較好的顯示效果，在基層文檢實(shí)踐中具有十分重要的應(yīng)用和推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：數(shù)碼相機(jī)；紅外線濾光鏡；紅外照相；文件檢驗(yàn)

紅外線在電磁波譜中居于紅光外端，是一種看不見的電磁輻射波。紅外光譜較寬，波長范圍在770nm-106nm。利用紅外相機(jī)技術(shù)在文件痕跡檢驗(yàn)中的應(yīng)用，能夠獲取較好的優(yōu)質(zhì)檢材。物質(zhì)本身高于絕對(duì)零度（-273℃）時(shí)都會(huì)輻射紅外線，而溫度越低其輻射的波長越長，相反則波長越短。特別是紅外線的穿透能力較強(qiáng)，即使是在有煙霧的條件下，也能很容易穿透紙張、油墨等介質(zhì)，從而獲得較好的取景圖像。

一、紅外數(shù)碼相機(jī)的工作原理概述

對(duì)于普通紅外數(shù)碼相機(jī)來說，在實(shí)現(xiàn)光學(xué)成像原理時(shí)，必須依據(jù)傳感器CCD或CMOS，將紅外線亮度信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，并經(jīng)過A/D（模數(shù)轉(zhuǎn)換）生成可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，并在微處理器（MPU）作用下實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字影像的存儲(chǔ)和處理。從科學(xué)實(shí)驗(yàn)分析，太陽光的輻射能量中約有52%的紅外線，而能夠進(jìn)行紅外線照相的僅有1/3。在人造光源中，鎢絲燈的光輻射波長范圍與近紅外線相匹配，峰值范圍在800nm-1200nm之間，具有較好的紅外線光源特征；對(duì)于激光紅外線光源來說，其純度更高，尤其是多波段光源能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)拍攝環(huán)境的特殊要求；汞燈、碳弧燈、閃光燈等也具有大量的紅外線，也是十分理想的紅外線光源。紅外濾光鏡是普通紅外數(shù)碼相機(jī)的必要部件，特別是對(duì)于特定波長的過濾。如公安部2所生產(chǎn)的680nm、750nm波長濾光鏡，以及其他公司如Kodak公司生產(chǎn)的760nm、860nm、940nm等特定波長濾光鏡。

普通數(shù)碼相機(jī)的工作原理主要是借助于光學(xué)成像系統(tǒng)，由取景器、光圈、快門、傳感器、調(diào)焦器、存儲(chǔ)系統(tǒng)及輸出接口等部件組成。對(duì)于紅外功能的實(shí)現(xiàn)，主要取決于光學(xué)系統(tǒng)中的鏡頭和傳感器。在鏡頭的凸凹透鏡的復(fù)式組合中，可對(duì)350-2800nm之間的90%的光譜實(shí)現(xiàn)捕獲，對(duì)于紅外線的折射成像也是完全可以實(shí)現(xiàn)的。從當(dāng)前影像傳感器的感光范圍來看，紅外線也具有較好的接受能力。多數(shù)數(shù)碼相機(jī)是以可見光為拍攝設(shè)計(jì)的，為了有效阻止紅外線對(duì)正常成像的干擾，影像傳感器前往往加裝了紅外截止濾光鏡ICF。而有些滿足夜間拍攝的數(shù)碼相機(jī)，如索尼DSC-F717，在夜景模式下可以打開ICF。因此，在實(shí)際文檢工作中，對(duì)于滿足紅外攝影的相機(jī)來說，可以對(duì)普通相機(jī)的ICF進(jìn)行拆除，從而改裝成專用的紅外攝影相機(jī)。

二、紅外數(shù)碼相機(jī)在文檢痕跡檢驗(yàn)中的應(yīng)用1.實(shí)驗(yàn)器材及樣本

本研究選用佳能EOS600D作為紅外數(shù)碼相機(jī)，并拆除其ICF濾光器。選用100mm微距鏡頭，分別配備780nn、850nm、950nm紅外濾光鏡各一塊。100w鎢絲燈紅外線光源。尼康D90數(shù)碼相機(jī)及圖像處理軟件系統(tǒng)。在實(shí)驗(yàn)樣本中選擇某中性筆字跡，變?cè)焱扛奈臅≌孪碌淖舟E及真?zhèn)吴n票。

2.實(shí)驗(yàn)方法

利用佳能EOS600D更換為100mm微距鏡頭，并將其固定在翻拍架上。在鎢絲燈下對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)樣本，選用780nm/850nm/ 950nm的紅外濾光鏡進(jìn)行拍照。相機(jī)設(shè)置為光圈優(yōu)先，同時(shí)利用尼康D90進(jìn)行可見光對(duì)比影像拍攝。將所有紅外影像及可見光下的圖像導(dǎo)人到Photoshop CS5中進(jìn)行圖像優(yōu)化處理，并保持為*.bmp文件格式進(jìn)行對(duì)比分析。

3.結(jié)果分析

從字跡的拍攝效果來看，尼康 D90在可見光下，F(xiàn)5.6，A模式，ISO為100。佳能EOS600D在鎢絲燈下焦距F5.6，A模式，IS0200，選用950nm紅外線濾光鏡。其結(jié)果差異較大，尼康拍攝的照片肉眼很難辨識(shí)，字跡墨水滲透至紙張中，而對(duì)于紅外線拍攝來說具有較強(qiáng)的反射作用，能夠得出較為清晰的顯影效果。

選用印章下的字跡作為檢材。在尼康相機(jī)的拍攝參數(shù)相同條件下，佳能相機(jī)的設(shè)置參數(shù)為室內(nèi)自然光、F5.6，A模式，IS0200，選用780nm的紅外線濾光鏡進(jìn)行拍攝。其拍攝結(jié)果對(duì)比來看，對(duì)于文書上的大多數(shù)印章來說，其油墨都能被紅外線濾光鏡穿透，而文書上的書寫筆跡、打印機(jī)的墨粉等往往吸收紅外線，由此得出的紅外照片可以濾除掉印章印跡，從而獲得對(duì)印章下文檢字跡的清晰照片，提高文檢鑒定的有效性。對(duì)于涂改變?cè)斓奈臅鴻z材來說，從尼康相機(jī)的拍攝參數(shù)同上，佳能相機(jī)在室內(nèi)自然光下，F(xiàn)5.6，A模式，選用780nm和850nm紅外濾光鏡進(jìn)行分別拍攝，其結(jié)果顯示，對(duì)于不同書寫工具，因其墨水的差異性，在不同紅外線穿透下，對(duì)紅外線的吸收、反射性能也不一致。因此，可以從不同紅外線濾光鏡下的拍攝效果上對(duì)比出文字的涂改現(xiàn)象，從而為文檢結(jié)論提供有力憑證。

針對(duì)真假人民幣的對(duì)比效果。從尼康相機(jī)的拍攝參數(shù)選擇上，光源選擇室外，F(xiàn)4，A模式，ISO為100；佳能相機(jī)的拍攝參數(shù)選擇室外自然光下，F(xiàn)5.6.A模式，對(duì)ISO選擇為200，選用850nm的紅外濾光鏡。其拍攝效果對(duì)比分析可知，對(duì)于假幣來說，因其制作工藝、印染材料等方面與真幣存在差異，特別是在對(duì)防偽標(biāo)志的識(shí)別上，因其不同紙張、不同染料等對(duì)紅外線的反射、吸收等能力不同，在顯影效果上與真幣的紅外線拍攝照片存在較大的差異性，從而有助于提升鑒偽能力。

三、結(jié)語在文檢工作中，并非局限于上述檢材，特別是由于文檢實(shí)務(wù)工作的廣泛性和特殊性，在文檢和痕檢樣本中，還需要結(jié)合具體的檢測對(duì)象，對(duì)不同紅外線濾光鏡的功用及范圍進(jìn)行全面分析，以便于增強(qiáng)文檢工作效率。而紅外照相技術(shù)作為司法文檢實(shí)踐中的重要技術(shù)，更要從其應(yīng)用的廣度和實(shí)用性上不斷探索，以獲取優(yōu)質(zhì)的檢材。

作者簡介：

肖莉（1974～），女，河南信陽人，三門峽市陜縣人民檢察院助理工程師。