基于RTI技術對鋼印印文的檢驗技術研究

吳 曉

廣東南天司法鑒定所，廣東 深圳 518000

鋼印是國家政府等權威部門專門使用的，用于鑒別證件、文書和文件真偽的重要印鑒。根據《國務院關于國家行政機關和企業事業單位社會團體印章管理的規定》（國發〔1999〕25號）第二十一條規定：“國務院的鋼印，直徑4.2厘米，中央刊國徽，國徽外刊機關名稱，自左而右環行，由國務院自制。地方外事機構、駐外使領館鋼印的規格、式樣，由外交部制定。其他確需使用鋼印的單位，其鋼印直徑不得大于4.2厘米，不得小于3.5厘米，中央刊五角星，五角星外刊單位名稱，自左而右環行，報經其印章制發機關批準后刻制。”因此，鋼印印文檢驗屬于文件檢驗的重要范疇，但由于鋼印印文具有立體、無印油色料等特點，其特征與蘸墨印章、自含墨印章所形成的印文有本質上的區別，且需要在特殊的光源和觀察設備下才能有更好的顯現和反應［1］。因此，本文擬借用反射變換成像技術（Reflectance Transformation Imaging，簡稱RTI）對相片紙和硬質紙片上的鋼印印文進行顯現和觀察，以便更好地提取印文特征和作鋼印印文檢驗，為文件檢驗提供一種更高效、準確的檢驗方法。

RTI技術基于PTM（多項式紋理映射）方法，有效提高了計算機生成圖像的可讀性，將非銳化掩模應用于光度立體技術，最終計算出RTI圖像原始照片的每像素法線，再建立每個像素法線的反射函數，對物體的不同光線信息加以算法合成，由此就生成了關于（物體）表面的算法模型，因此，RTI技術在對細微凹（凸）痕顯現方面有重要貢獻。

一、實驗方案

（一）實驗設備

硬件：Canon EOS 6D相機、SIGMA微距鏡頭（105mm F2.8）、文件翻拍架、RTI設備主機、遙控器、快門連接線、壓紙板、14cm穹頂燈臂（LED光源）、直徑2mm黑色陶瓷珠、DT V3.1RTI 智能成像系統、筆記本電腦、佳能（Canon）激光打印機、佳能（Canon）噴墨打印機。

軟件：Adobe Photoshop CS6、RTIbuilder、RTIviewer。

（二）樣本準備

實驗使用由某學校頒發的真實學生證，學生證上在首頁信息欄和個人照片處均蓋有該學校鋼印印文。

（三）實驗設計

第一步，準備實驗樣本。

第二步，將制作好的實驗樣本置于RTI主機設備的拍照區間內（即穹頂光源環繞的中央），用DT V3.1RTI智能成像系統及高倍微距鏡頭進行拍攝（樣本背面壓痕也要進行拍攝），調整好微距鏡頭焦距，將實驗中需要觀察的部分位于鏡頭中央且對焦清晰，設備調整好后，拍攝有鋼印印文的一組照片，一般為36或48張，獲得照片組后將圖片導入RTIbuilder軟件進行RTI圖像處理，再將RTIbuilder軟件處理后得到的圖片通過RTIviewer軟件進行觀察。

第三步，將得到的RTI圖像進行對比分析，提取放大壓痕的細節特征，觀察總結圖像中壓痕特征規律，以及分析可能影響壓痕顯現效果的各種因素，以及各個因素對壓痕顯現效果影響程度的大小。

第四步，分析實驗結果，對每組實驗得出結論。提取放大取得的三張RTI影像中鋼印處的壓痕細節圖像，通過對比手法分析不同情況下壓痕顯現差異點，以及對呈現出的壓痕細節進行描述刻畫，以此得出RTI技術能否有效地運用在此類文檢鑒定中。

二、實驗分析及討論

（一）RTI技術對鋼印顯現效果的檢驗

鋼印一般使用在護照、學生證、照片或畢業證等證件中，其中照片的材質光滑猶如鏡面，在被拍攝過程中反光強，會干擾到成像效果，如果打入側光進行拍攝效果會好一點，而印在護照等硬質紙張上的鋼印雖然鏡面反射不強（光線照射到紙張上主要進行漫反射），但是側光下觀察效果不好，此實驗目的在于使用RTI技術分別減弱照片上鏡面反射的干擾以及增強漫反射條件下的鋼印顯現效果，在使用RTIviewer軟件將鋼印壓痕的細節刻畫得更加豐富的情況下，對印在照片和硬質紙張上的鋼印進行觀察，檢驗RTI技術對鋼印的線下效果。［2］

（二）RTI技術對照片上鋼印印文的顯現效果

對照片上的鋼印印文分別使用側光環境、鏡面反射增強模式以及法線可視化模式對圖像進行顯現，如圖1。

圖1 左圖：側光拍攝圖 中圖：鏡面反射增強效果圖 右圖：法線可視化效果圖

從圖1發現，普通側光環境下可以看出鋼印印文的大致痕跡和輪廓，但是鏡面反射干擾過強，導致鋼印印文的壓痕細節顯現得不夠立體，只能觀察到局部蓋印壓力較大的鋼印壓痕，而蓋印淺的鋼印壓痕的印文信息獲取量小，由此會對照片上的鋼印印文顯現效果和檢驗結果造成消極影響。

而經過RTI軟件處理過的圖像相較于普通攝影的圖像對壓痕細節的顯像更加清晰，在排除鏡面反射的干擾后，即使是較淺的蓋印印文也會與背景形成鮮明的反差。蓋印壓力越大，印文痕跡越深，印文呈現出的“浮雕”感越強烈。由此，更方便檢驗人員進行重合比對，RTI技術能更好地解決因壓力較輕、照片鏡面反射干擾強而產生的鋼印印文檢驗疑難［3］。

（三）RTI技術對硬質紙張上的鋼印印文的顯現效果

圖2為普通側光環境下拍攝的印在硬質紙張上的鋼印印文情況，由圖像可以看出，測光的光照強度（圖自上而下光照強度依次遞減）以及光照角度都對印文的顯現效果造成影響。鋼印的蓋印壓力會在壓痕的呈現中起到關鍵作用，故壓力大小也對成像效果造成影響，蓋印壓力越大成像越清晰，蓋印壓力越小成像越模糊。同時，雖然硬質紙張減少了鏡面反射的干擾，但是由于紙張表面粗糙，增強了光的漫反射，導致鋼印印文的壓痕細節的信息提取不足，對檢驗結果的準確性造成影響。

圖2 硬質紙張上的鋼印印文普通側光拍攝圖像（光照強度自上而下遞減）

圖3是經過RTI軟件中鏡面反射增強模式和法線可視化模式處理后的鋼印印文三維圖像，通過調節，減弱了硬質紙張造成的漫反射干擾，將印文壓痕的三維形態完美呈現出來。通過與普通拍攝圖像對比可以明顯看出，一些蓋印壓力小的印文壓痕在普通拍攝下成像模糊，而在RTI成像中立體感更強，淺顯壓痕也清晰可見。

圖3 硬質紙張上的鋼印印文鏡面反射增強效果圖和法線可視化效果圖

實驗分析：將鋼印印文細節提取放大，如圖4中箭頭處標記所示，蓋印壓力大的地方經過RTI軟件處理后顯像效果更加清晰，有明顯的“浮雕”感，而蓋印壓力小處的壓痕成像雖然不如壓力大處“深刻”，但是還是能夠通過肉眼直接觀察到效果，鋼印印文的三維形態顯像更優于普通攝影下的壓痕顯像效果。

圖4 細節對比圖

三、實驗結論

RTI技術可以運用在照片和硬質紙張上的鋼印印文的檢驗中，并且顯像效果清晰立體。由于RTI圖像是由一組不同光線下的圖片組合而成，所以在RTI軟件中可以通過調節觀測到各個光線方向下的壓痕效果，并且顯像效果明顯優于傳統攝影效果，不僅能將鋼印印文的三維形態鮮明地表現出來，甚至將硬質紙張表面的纖維質感細致地刻畫出來。一旦鋼印周圍出現非鋼印所致的細小印記，比如紙張細微劃痕、蓋印過程中移位造成的印痕重影等，都難逃檢驗人員的法眼，由此可以從多角度、多細節入手，更高效地幫助檢驗人員對鋼印印文的真偽進行科學鑒定。