隐性字迹的快速光谱显现与高光谱分类技术研究

作     者：李云鹏 代雪晶 王猛 王丹 高毅 王鸣久 师鑫林 李明泽 LI Yun-peng;DAI Xue-jing;WANG Meng;WANG Dan;GAO Yi;WANG Ming-jiu;SHI Xin-lin;LI Ming-ze

作者机构：中国刑事警察学院辽宁沈阳110854 

出 版 物：《光谱学与光谱分析》 (Spectroscopy and Spectral Analysis)

年 卷 期：2021年第41卷第11期

页      面：3524-3531页

核心收录：

学科分类：0301[法学-法学] 03[法学] 030106[法学-诉讼法学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(21205139) 辽宁省自然科学基金计划重点项目(20180540048) 辽宁省自然科学基金指导计划项目(20180550153)资助 中央高校基本科研业务费中国刑事警察学院项目(D2017020) 辽宁省教育厅科学研究经费项目(ZGXJ2020008) 公安部科技强警基础工作专项项目(2020GABJC04) 

主　　题：高光谱成像 文件检验 激发光谱 荧光光谱 SVM 

摘      要：擦除、密写、掩盖等隐性字迹的快速、无损显现与检验是法庭科学文件检验领域的研究难点。当前多采用切换多波段光源与滤光片的方法对隐性字迹进行显现,但对隐性字迹显现的光谱学机理分析较少,因此隐性字迹的显现效率与检验成功率均不高。为提高擦除、密写、掩盖三类隐性字迹的显现效率与检验精度,通过测量字迹的激发与荧光光谱、反射与透过光谱、微观形貌,对其显现机理与快速显现方法进行深入研究。并且基于液晶可调谐滤光器(LCTF)的高光谱成像技术与支持向量机(SVM)分类算法,提出一种对隐性字迹同时显现与分类的快速检验方法。晨光与百乐可擦笔字、荧光密写笔、柠檬汁均可在365 nm长波紫外光激发下发出较强荧光,其中可擦笔和柠檬汁的荧光波长为716 nm左右,荧光密写笔荧光波长为447 nm。此外,采用254或365 nm波长对柠檬汁隐性字迹进行紫外反射成像也可有效显现柠檬汁字迹。掩盖字迹的研究中发现,在700~2 500 nm红外波段,走珠笔、记号笔、可擦笔字迹透过率在60%以上,而中性笔字迹透过率在20%以下。因此,采用近红外波段850 nm成像有效显现了百乐走珠笔所覆盖的晨光中性笔字迹。同时,采用LCTF高光谱相机对三类隐性字迹在400~720 nm范围进行步长为5 nm的高光谱成像,并通过SVM分类算法对图像中不同笔迹成分进行同时显现和分类,分类总精度达99.284 4%, Kappa系数达0.959 1。以365 nm波长光源作为激发光进行光致发光成像可有效显现擦除与密写字迹。由于不同墨迹在近红外波段反射率差异较大,近红外成像可以有效显现掩盖字迹。基于LCTF高光谱成像的SVM分类技术可实现不同类别隐性字迹的同时显现与分类,并且有较高的显现效率与分类精度。