人眼在可見光范圍內(nèi)對光敏感，根據(jù)顏色來區(qū)分材料。然而，人類是無法區(qū)分兩個(gè)相同的顏色。黑色中性筆墨水穩(wěn)定，字跡不褪色.很多重要的文件用黑色中性筆書寫，例如合同、收據(jù)、證件、支票等文件，這些文件上面的數(shù)字、時(shí)間、文字等.容易被添加或篡改，識別篡改的字跡和重現(xiàn)掩蓋的字跡都是刑事訴訟的重要證據(jù)，因此，在多數(shù)民事以及刑事案件中，很多文件鑒定都需要對黑色中性筆的字跡進(jìn)行鑒定。鑒別字跡的主要方法有有損檢測和無損檢測兩種方法。高光譜成像是近年來出現(xiàn)的一種有效的非破壞性的工具，已越來越廣泛地應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品品種的識別。本文以市場熱賣的18種黑色中性筆為對象，探索一種更有效的字跡識別方法，為字跡刑偵鑒定提供研究基礎(chǔ)。

本文應(yīng)用了400-1000nm的高光譜相機(jī)，可采用杭州彩譜科技有限公司產(chǎn)品FS13進(jìn)行相關(guān)研究。光譜范圍在400-1000nm，波長分辨率優(yōu)于2.5nm，可達(dá)1200個(gè)光譜通道。采集速度全譜段可達(dá)128FPS，波段選擇后最高3300Hz（支持多區(qū)域波段選擇）。

1材料與設(shè)備

實(shí)驗(yàn)材料與實(shí)驗(yàn)樣品制備

實(shí)驗(yàn)樣品為市場熱賣的18種品牌的黑色中性筆，18種品牌中性筆相互篡改和掩蓋。用18種品牌的中性筆分別寫上數(shù)字“1”,24小時(shí)后被其他品牌中性筆篡改成數(shù)字“40”,制作了306個(gè)篡改實(shí)驗(yàn)樣本。如圖1中(a)、(b)為1號筆被2號筆篡改前和篡改后的圖片。從圖1中可以看出，1號筆被同種顏色的2號筆篡改后，用肉眼完全看不出篡改的痕跡。用18種品牌的中性筆分別寫上各自對應(yīng)的數(shù)字序號，24小時(shí)后被其他品牌中性筆分別掩蓋，制作了306個(gè)掩蓋實(shí)驗(yàn)樣本，如圖1中(c)、(d)為14號筆被15號筆掩蓋前和掩蓋后的圖片。從圖1中可以看出，掩蓋后的字跡用肉眼完全不能識別。

 

2.結(jié)果與討論

字跡篡改和掩蓋重現(xiàn)的識別結(jié)果

以1號筆和17號筆相互篡改為例，圖2中(a)是數(shù)碼照片，(b)是沒有去除背景的主成分分析處理結(jié)果，(c)是去除背景的主成分分析處理結(jié)果，(d)是假彩色合成的處理結(jié)果。從圖2可以看出，去除背景信息的干擾后，處理結(jié)果更清晰。大量數(shù)據(jù)分析得知，假彩色合成對字跡篡改的識別效果最好。沒有見過原數(shù)據(jù)的人，能成功識別篡改后的字跡，即該組樣本可以識別。

以2號中性筆被13號中性筆掩蓋樣本為例，圖3中(a)是樣本的數(shù)碼照片，(b)是沒有去除背景的主成分分析處理結(jié)果，(c)是去除背景的主成分分析處理結(jié)果，(d)是假彩色合成的處理結(jié)果。大量數(shù)據(jù)分析得知，去除背景的主成分分析處理對字跡掩蓋重現(xiàn)的識別效果最好。

3.結(jié)論

(1)在720-1000nm波段范圍內(nèi)不同品牌中性筆光譜反射率差異較大，是識別字跡的最佳波段。

(2)國產(chǎn)筆和日產(chǎn)筆的識別效果可達(dá)100%,這為商品的假冒偽劣提供了理論基礎(chǔ)。

(3)研究表明，去除背景信息后，再次進(jìn)行分析處理，識別效果更新清晰。

(4)本文通過降噪、IsoData、建立眼膜、去除背景和PCA分析處理對字跡進(jìn)行識別，經(jīng)過不同的方法處理后，都會識別出不同的樣本數(shù)據(jù)。306組黑色中性筆的篡改樣本數(shù)據(jù)中，有232組數(shù)據(jù)可以被識別出來，識別率達(dá)到75.8%。306組黑色中性筆的掩蓋樣本中，175組數(shù)據(jù)可以被重現(xiàn)出來，識別率達(dá)到57.3%。

(5)研究的結(jié)果表明高光譜成像技術(shù)可以用于不同品牌的黑色中性筆之間的篡改和掩蓋的識別，為字跡的刑偵鑒定提供了研究基礎(chǔ)。