秦　靜

(中國(guó)刑事警察學(xué)院，遼寧 沈陽110854)

偽彩色處理技術(shù)在文件檢驗(yàn)中的應(yīng)用

秦靜

(中國(guó)刑事警察學(xué)院，遼寧 沈陽110854)

偽彩色圖像處理技術(shù)通過將圖像處理成另一種彩色分布的圖像，使人眼能直接作用于有差異且分辨率高的彩色圖像上進(jìn)行分析，從而提高檢驗(yàn)者對(duì)此類檢驗(yàn)結(jié)果的辨別能力。本文主要在換頁文件檢驗(yàn)、添改字跡檢驗(yàn)、模糊字跡顯現(xiàn)三方面進(jìn)行了偽彩色處理技術(shù)應(yīng)用的研究。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證，偽彩色處理技術(shù)的可行性有了進(jìn)一步證明，應(yīng)用范圍也得到了進(jìn)一步確認(rèn)。

偽彩色處理技術(shù)換頁文件檢驗(yàn)添改變?cè)煳募z驗(yàn)?zāi)：舟E顯現(xiàn)偽彩

色處理技術(shù)是基于20世紀(jì)80年代彩色傳感器和彩色圖像處理硬件的不斷成熟而發(fā)展起來的一種圖像處理技術(shù)，通過偽彩色處理可以達(dá)到增強(qiáng)圖像的效果，從而對(duì)原本辨識(shí)度不高的圖像進(jìn)行辨別。

在文件檢驗(yàn)中，偽彩色處理可在綜合直接觀察和間接觀察優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，把儀器分析的結(jié)果直觀呈現(xiàn)，使在灰度圖像下難以分辨或隱藏的信息用彩色表示出來，提高檢驗(yàn)員對(duì)相似檢驗(yàn)結(jié)果的辨別能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)換頁文件的辨別、添改事實(shí)的確定和涂抹掩蓋字跡的顯現(xiàn)，為進(jìn)一步得出鑒定結(jié)論奠定基礎(chǔ)，為公、檢、法機(jī)關(guān)的偵查、訴訟和審判工作提供線索、依據(jù)和證據(jù)。

1　偽彩色處理技術(shù)概述

1.1偽彩色處理技術(shù)的定義

偽彩色圖像處理技術(shù)是在不改變?cè)袌D像信息的基礎(chǔ)上，將不同的灰度或灰度范圍賦予不同的顏色或把彩色圖像變成具有另一種彩色分布的圖像，使人眼能直接作用于有差異且分辨率高的彩色圖像上，并進(jìn)行分析，提高人眼對(duì)圖像信息的觀察和鑒別能力的技術(shù)。

1.2偽彩色處理技術(shù)的使用方法

1.2.1灰度圖像的偽彩色處理

灰度圖像的偽彩色處理過程是將一幅灰度圖像轉(zhuǎn)換成彩色圖像的過程，是從灰度到彩色的映射過程，也是一對(duì)多的映射過程，即把較少的灰度信息量通過關(guān)聯(lián)性的運(yùn)算分解為用紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B）三種基色組合表示的多信息量的處理過程。圖像的偽彩色處理方法有很多種，從域的角度可以分為空間域和頻率域，從數(shù)學(xué)方法上可以分為線性映射和非線性映射，但圖像的偽彩色處理的實(shí)現(xiàn)方法主要基于研究對(duì)象和研究目的的不同而不同。常用的灰度圖像的偽彩色處理方法主要有灰度變換法、灰度分層法和頻域法等三種方法。

1.2.2彩色圖像和光譜圖像的偽彩色處理

（1）彩色圖像的偽彩色處理。在一些特定的條件下，為引起人們視覺的關(guān)注，需要把自然彩色的圖像變成偽彩色圖像，或是為了突出圖像的某些細(xì)節(jié)特征，將其變成人眼敏感的彩色，這就需要進(jìn)行彩色圖像的偽彩色處理。其處理形式是：

其中Rf、Gf、Bf為原始彩色圖像的三基色分量，Rg、Gg、Bg為處理后的偽彩色圖像的三基色分量，αiβiγi（i=1,2,3）所組成的矩陣為彩色變換矩陣。αiβiγi（i=1,2,3）可以根據(jù)需要加以選擇。

（2）光譜圖像的偽彩色處理。光譜圖像是用不同波段的光束形成的對(duì)同一物體的圖像，采用的可以是可見光、近紅外、紅外甚至遠(yuǎn)紅外，以及經(jīng)常在物證技術(shù)領(lǐng)域使用的多波段光源等。利用多光譜圖像直接地配合分析，可以較方便地區(qū)分圖像的信息。把同一景物的多光譜圖像合成為一幅圖像，所合成的圖像一般采用偽彩色圖像的形式輸出。多光譜偽彩色處理的形式是：

其中， fi(i=1,2,…,n)為圖像的第i波段，TR{},TR{},TR{}分別為紅、綠、籃三種基色變換關(guān)系，Rg,Gg,Bg分別為所形成的偽彩色圖像的紅、綠、藍(lán)三基色分量。

2　偽彩色處理技術(shù)在文檢領(lǐng)域的具體應(yīng)用

2.1偽彩色處理技術(shù)在換頁文件檢驗(yàn)中的應(yīng)用

對(duì)可疑文件的紙張進(jìn)行檢驗(yàn)，可以解決可疑文件是否換頁變?cè)斓膯栴}，完成對(duì)證件真?zhèn)蔚臋z驗(yàn)，灰度變換法對(duì)于此項(xiàng)檢驗(yàn)鑒定效果很好?；叶茸儞Q也稱灰度級(jí)轉(zhuǎn)換，其應(yīng)用較為普遍。基本步驟是首先對(duì)灰度動(dòng)態(tài)范圍開窗，然后對(duì)窗口內(nèi)的灰度進(jìn)行三個(gè)獨(dú)立的變換，變換的結(jié)果分別加到彩色監(jiān)視器的RGB三個(gè)通道中去?；叶燃?jí)變換的方法能更好的實(shí)現(xiàn)偽彩色的增強(qiáng)效果，生成顏色的內(nèi)容由轉(zhuǎn)換函數(shù)的性質(zhì)決定，是對(duì)圖像的灰度級(jí)值的轉(zhuǎn)換。

通過調(diào)節(jié)濾光片的光譜范圍以及激發(fā)光波段和接收光波段的頻率可以采集不同條件下不同效果的黑白灰度圖像，用RGB三種通道選取原始采集圖像進(jìn)行變換，經(jīng)過灰度變換實(shí)現(xiàn)的對(duì)紙張灰度的偽彩色處理，在不改變?cè)袌D像信息的基礎(chǔ)上，使處理后圖像中的信息更加醒目，色彩更加豐富，增強(qiáng)了圖像的分辨率和觀察者對(duì)圖像信息的檢測(cè)能力。

由于紙張的制作工藝、填充料、均勻度、白度、色澤度、透明度等方面存在差異，因此，通過偽彩色處理，利用紙張?jiān)诓煌ǘ蜗碌牟煌磻?yīng)，可以鑒別不同種類的紙張，為可疑文件的相關(guān)鑒定事項(xiàng)提供技術(shù)支撐。

復(fù)印紙張檢驗(yàn)：將5種不同品牌的復(fù)印紙置于VSC6000型的文件檢查儀的工作臺(tái)上，點(diǎn)擊入射可見/紅外泛光源按鈕，可見光下的圖像如圖1所示，將接收光波長(zhǎng)設(shè)置為695nm，之后選擇偽彩色選項(xiàng)，得到的圖像如圖2所示。點(diǎn)擊強(qiáng)光源，將接收波長(zhǎng)分別設(shè)置為780nm和830nm，之后選擇偽彩色選項(xiàng)，得到的圖像如圖3所示。由圖2和圖3可知，可見光條件下，5種不同品牌的復(fù)印紙基本無法區(qū)分，偽彩色處理之后，可以將5種不同品牌的復(fù)印紙分為三類。

圖1　可見光條件下5種復(fù)印紙張的圖像

圖2　接收光波長(zhǎng)695nm條件下5種復(fù)印紙張的偽彩色圖像

圖3　接收光波長(zhǎng)780nm條件下5種復(fù)印紙張的偽彩色圖像

由圖可知，可見光條件下，不能辨別的復(fù)印紙張，在偽彩色處理之后可進(jìn)行有效區(qū)分。

2.2偽彩色處理技術(shù)在添改字跡檢驗(yàn)中的應(yīng)用

用兩種品牌的黑色簽字筆進(jìn)行書寫和添加、改寫，將制作的材料置于VSC6000型的文件檢查儀的工作臺(tái)上，點(diǎn)擊入射可見/紅外泛光源按鈕，可見光下的圖像如圖4所示，將接收光波長(zhǎng)設(shè)置為695nm，之后選擇偽彩色選項(xiàng)，得到的圖像如圖5所示。由圖4可知，可見光條件下，每組數(shù)字中的各個(gè)筆畫對(duì)光線的吸收能力沒有明顯差別，無法確定是否存在添加或改寫的事實(shí)；由圖5可知，每組數(shù)字中均有兩種色調(diào)的筆畫存在，反映出筆畫色料組成成分不同的特點(diǎn)，很好的確定了添寫和改寫的事實(shí)。

用同種顏色的不同種類的書寫工具進(jìn)行書寫，同時(shí)進(jìn)行改寫。將制作的材料置于VSC6000型的文件檢查儀的工作臺(tái)上，點(diǎn)擊入射可見/紅外泛光源按鈕，可見光下的圖像如圖6、圖7所示。將接收光波長(zhǎng)設(shè)置為695nm，只能看到藍(lán)色和黑色圓珠筆制作形成的文件材料的筆畫圖像（如圖8所示），看不到紅色圓珠筆和中性筆的圖像。點(diǎn)擊強(qiáng)光源按鈕，接收光波長(zhǎng)設(shè)置為695nm，得到的圖像如圖9所示。由圖8和圖9可知，兩種條件下均有不能區(qū)分改寫的情況存在。進(jìn)行偽彩色處理后得到的圖像分別如圖10、圖11所示。

圖4　可見光下的圖像

圖5　偽彩色處理之后的結(jié)果

圖6　同色圓珠筆改寫后的可見光下圖像

圖7　同色圓珠筆和中性筆之間改寫后的可見光下圖像

圖8　接收光波長(zhǎng)695nm條件下筆畫圖像

圖9　強(qiáng)光源，接收光波長(zhǎng)695nm條件下筆畫圖像

圖10　可見光源，接收光波長(zhǎng)695nm條件下偽彩色處理后的筆畫圖像

圖11　強(qiáng)光源，接收光波長(zhǎng)695nm條件下偽彩色處理后的筆畫圖像

2.3偽彩色處理技術(shù)在模糊字跡顯現(xiàn)中的應(yīng)用

分別用圓珠筆、簽字筆和鋼筆書寫文字內(nèi)容，再分別用同色和不同色的墨水進(jìn)行涂抹掩蓋，形成文件材料可見光下的圖像如圖12至圖14所示。將制作的文件材料分別置放于VSC6000型的文件檢查儀的工作臺(tái)上，點(diǎn)擊入射可見/紅外泛光源按鈕，將接受光波長(zhǎng)設(shè)置為695nm，之后選擇偽彩色選項(xiàng)，得到的圖像如圖15至圖17所示。

圖12　圓珠筆色料形成的涂抹掩蓋材料

圖13　簽字筆色料形成的涂抹掩蓋材料

圖14　鋼筆墨水形成的涂抹掩蓋材料

圖15　圖12偽彩色處理結(jié)果

圖16　圖13偽彩色處理結(jié)果

圖17　圖14偽彩色處理結(jié)果

由圖可知，可見光條件下，不能清晰辨讀的被掩蓋內(nèi)容，在偽彩色處理之后絕大多數(shù)能進(jìn)行有效辨讀。

在筆記本紙上用純藍(lán)墨水書寫文字內(nèi)容，字跡筆畫的墨水非常淺淡，可見光條件下無法辨讀，如圖18所示。將其置放于VSC6000型的文件檢查儀的工作臺(tái)上，點(diǎn)擊強(qiáng)光源按鈕，將接受光波長(zhǎng)設(shè)置為715nm，之后選擇偽彩色選項(xiàng)，得到的圖像如圖19所示。由圖19可知，可見光條件下，不能清晰辨讀的書寫的文字內(nèi)容，在偽彩色處理之后能進(jìn)行有效辨讀。

圖18　筆記本紙上的淺淡字跡的可見光圖像

圖19　筆記本紙上淺淡字跡偽彩色處理后的圖像

3　結(jié)語

通過應(yīng)用偽彩色技術(shù)手段，對(duì)鑒定樣本進(jìn)行了檢驗(yàn)，可以初步完成對(duì)換頁文件、添改字跡的鑒定，實(shí)現(xiàn)對(duì)模糊字跡的顯現(xiàn)。將偽彩色技術(shù)作用于偽造文件的檢驗(yàn)，可以增強(qiáng)圖像的分辨率和檢驗(yàn)者對(duì)檢材特征的檢驗(yàn)鑒定能力，從直觀上清晰地分辨出表觀特征的差異。利用偽彩色處理技術(shù)，可以在送檢樣本多的情況下，以無損檢驗(yàn)的方式，快速精確地篩選可疑樣本，增強(qiáng)對(duì)可疑文件的鑒別能力，加大打擊偽造文件的力度，提高文件檢驗(yàn)鑒定工作的效率。

［1］王果果.偽彩色技術(shù)在鑒別紙張上的應(yīng)用［J］.中國(guó)防偽報(bào)道，2006（5）.

［2］王果果.偽彩色技術(shù)在防偽領(lǐng)域中的應(yīng)用［J］.中國(guó)防偽報(bào)道，2006（8）.

［3］崔嵐.印刷文件檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)范［M］.北京：印刷工業(yè)出版社，2006.

［4］阮儷.偽彩色圖像處理技術(shù)［J］.中國(guó)電化教育，1998（1）.