鄒 亦， 謝 鵬

(中國刑事警察學(xué)院文件檢驗(yàn)技術(shù)系， 遼寧沈陽 110035)

0 引言

簽字筆具有書寫流利、攜帶方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，早已在世界范圍內(nèi)成為非常普及的書寫工具。同時(shí)，在各種刑事和民事案件中涉及簽字筆字跡的文件物證也占有絕大多數(shù)的比例。對(duì)簽字筆字跡的種類鑒別是文件檢驗(yàn)的基礎(chǔ)性工作，可為確定偽造或變?cè)煳募峁┛茖W(xué)的依據(jù)。但隨著制筆技術(shù)的發(fā)展，目前的簽字筆墨水基本上都是不溶于任何有機(jī)和無機(jī)溶劑，非常穩(wěn)定、耐久的色料，給我們的成分分析和檢驗(yàn)鑒別帶來極大的困難。由于簽字筆字跡不能被溶解提取，傳統(tǒng)的薄層色譜法、高效液相色譜法、氣相色譜法等化學(xué)或儀器分析的方法，均不適用于其色料種類的鑒別。通過物理方法特別是物理光學(xué)方法是鑒別此類不溶性色料的不二選擇。

光譜成像技術(shù)鑒別簽字筆色料種類是近年發(fā)展起來的融合了光譜技術(shù)和成像技術(shù)在文件檢驗(yàn)領(lǐng)域的應(yīng)用。光譜成像技術(shù)就是把入射的全波段或?qū)挷ǘ蔚墓庑盘?hào)分成若干個(gè)窄波段的光束,然后把它們分別成像在相應(yīng)的探測(cè)器上，從而獲得不同光譜波段的圖像。通過成像光譜儀記錄被檢驗(yàn)物質(zhì)在一定光譜范圍內(nèi)密集均勻分布的多個(gè)窄波段單色光的反射光亮度分布或熒光亮度分布，形成由許多單色光影像構(gòu)成的光譜影像集，光譜影像上任意一個(gè)像點(diǎn)在各個(gè)單色影像中的亮度變化就是這個(gè)像點(diǎn)位置物質(zhì)的光譜亮度曲線。由于這些光譜亮度曲線能夠在一定程度上反映被檢驗(yàn)物質(zhì)的化學(xué)成分，因此光譜成像又被稱為“化學(xué)成像”。

簽字筆墨水主要由著色劑、溶劑、表面活性劑和樹脂等成分組成。由于不同產(chǎn)地、不同牌型號(hào)的黑色簽字筆墨水中所加入的這些成分種類或配比可能不同，這些組分間的差異會(huì)使光譜圖中光譜主要反射峰區(qū)域、主峰的位置、強(qiáng)度的大小不同，因此可以利用光譜成像技術(shù)對(duì)簽字筆字跡進(jìn)行種類鑒別。相對(duì)傳統(tǒng)光譜檢驗(yàn)，光譜成像技術(shù)具有操作簡(jiǎn)便、快速，結(jié)果準(zhǔn)確、可靠，無損檢材等明顯優(yōu)勢(shì)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器

實(shí)驗(yàn)儀器：MST- 2型高級(jí)三維光譜成像文檢分析系統(tǒng)

光譜采集參數(shù)：光譜分辨率24 μm，掃描范圍5 mm，光源50 W金屬鹵素?zé)?，分辨時(shí)間600 msec，光譜測(cè)量范圍450～1 050 nm。

1.2 簽字筆樣品

共收集了29種不同品牌、不同廠家生產(chǎn)的黑色簽字筆，簽字筆樣品的品牌、產(chǎn)地及編號(hào)如表1所示。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

分別使用29種簽字筆在復(fù)印(打印)紙、信稿紙、票據(jù)紙3種不同克重的紙張上書寫筆畫色痕，然后放入MST- 2型高級(jí)三維光譜成像文檢分析儀中，

表1 簽字筆樣品的品牌、產(chǎn)地及編號(hào)

將光斑置于筆畫內(nèi)部(注意光斑不能有空白部分)檢測(cè)，扣除紙張載體背景，將系統(tǒng)繪制的圖像進(jìn)行光譜分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 筆畫色痕上不同部位取點(diǎn)對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響

通過對(duì)色痕上3個(gè)不同部位取點(diǎn)檢測(cè)所獲得的3個(gè)光譜波形圖進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，3個(gè)譜圖的主要反射峰區(qū)范圍、主峰位置都是一致的，只是在強(qiáng)度上有所不同，圖1～3是1#樣品筆畫色痕上不同部位采集的光譜圖。強(qiáng)度的不同是由于筆畫色痕的不同部位濃淡不同(筆畫色痕不同部位的濃淡不可能完全相同)造成的。由檢測(cè)結(jié)果可見，在筆畫色痕上的不同部位取點(diǎn)并不會(huì)影響色料種類的鑒別。

圖1 1#樣品筆畫色痕上部位1的光譜圖

圖2 1#樣品筆畫色痕上部位2的光譜圖

圖3 1#樣品筆畫色痕上部位3的光譜圖

2.2 不同紙張載體對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響

對(duì)復(fù)印(打印)紙、信稿紙、票據(jù)紙3種不同紙上書寫的1#樣品筆畫色痕進(jìn)行光譜檢測(cè)，所得光譜圖如圖4～6所示。通過對(duì)該3個(gè)光譜圖進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，同一支筆在不同種類的紙張上書寫的色痕主要反射峰區(qū)范圍和主峰位置也基本一致。說明在鑒別簽字筆色料種類時(shí)，只要扣除紙張背景，就可以排除不同紙張對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。

圖4 1#樣品復(fù)印(打印)紙上筆畫色痕的光譜圖

圖6 1#樣品票據(jù)紙上筆畫色痕的光譜圖

2.3 不同種類簽字筆字跡的鑒別

分別對(duì)所收集的29種黑色簽字筆的筆畫色痕進(jìn)行光譜檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)1#、3#、8#、22#、26#、27#樣品相近，2#、6#樣品相近，5#、9#、10#樣品相近，15#、16#、18#樣品相近，其他的樣品各有不同，從而對(duì)29種黑色簽字筆字跡實(shí)現(xiàn)了有效的區(qū)分。部分樣品的光譜圖如圖7～14所示。

圖7 2#樣品的光譜圖(主要反射峰區(qū)500～850 nm， 主峰λmax=670 nm)

圖8 5#樣品的光譜圖(主要反射峰區(qū)470～850 nm， 主峰λmax=700 nm)

圖9 7#樣品的光譜圖(主要反射峰區(qū)470～970 nm， 主峰λmax=760 nm)

圖10 11#樣品的光譜圖(主要反射峰區(qū)550～850 nm， 主峰λmax=670 nm和λmax=730 nm)

圖11 13#樣品的光譜圖(主要反射峰區(qū)460～960 nm， 主峰λmax=780 nm)

圖12 15#樣品的光譜圖(主要反射峰區(qū)510～950 nm， 主峰λmax=730 nm)

圖13 19#樣品的光譜圖(主要反射峰區(qū)510～960 nm， 主峰λmax=750 nm)

圖14 23#樣品的光譜圖(主要反射峰區(qū)500～880 nm， 主峰λmax=760 nm)

2.4 檢測(cè)結(jié)果的重現(xiàn)性

隨機(jī)選擇樣品重復(fù)3次光譜檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)檢測(cè)得到的主峰位置和主要反射峰區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)偏差很小，3個(gè)光譜圖基本相同。說明通過光譜成像技術(shù)鑒別簽字筆字跡的種類，具有很好的重現(xiàn)性。