选用天骄牌、万能通牌圆珠笔油墨和晨光牌、乐普升牌、金万年牌中性墨水作为实验样本材料(见表1)。使用同种同品牌、同种不同品牌和不同种书写材料分别在打印纸上将数字1改为4, 将数字3改为8, 作为实验样本备用(见表2~表4)。

表1

表1

表1 书写材料细目 品牌 颜色 性能 天骄牌 黑色 圆珠笔油墨 万能通牌 黑色 圆珠笔油墨 晨光牌 黑色 中性墨水 乐普升牌 黑色 中性墨水 金万年牌 黑色 中性墨水

表1 书写材料细目

表2

表2

表2 同种同品牌书写材料的数字样本 序号 数字样本 原数字书写材料 修改部分书写材料 1 3改为8 天骄牌圆珠笔油墨 天骄牌圆珠笔油墨 2 1改为4 金万年牌中性墨水 金万年牌中性墨水

表2 同种同品牌书写材料的数字样本

表3

表3

表3 同种不同品牌书写材料的数字样本 序号 数字样本 原数字书写材料 修改部分书写材料 3 3改为8 天骄牌圆珠笔油墨 万能通牌圆珠笔油墨 4 1改为4 晨光牌中性墨水 乐普升牌中性墨水

表3 同种不同品牌书写材料的数字样本

表4

表4

表4 不同种书写材料的数字样本 序号 数字样本 原数字书写材料 修改部分书写材料 5 3改为8 天骄牌圆珠笔油墨 晨光牌中性墨水 6 1改为4 晨光牌中性墨水 天骄牌圆珠笔油墨

表4 不同种书写材料的数字样本

美国PE公司生产的傅里叶红外图像系统(傅里叶红外光谱仪和红外成像显微镜联机仪器, 型号:Spotlight 300)。

实验条件:分辨率8cm^-1; 背景扫描次数60次; 样品图像扫描4次; 扫描范围4000~720cm^-1; 像素尺寸25μ m

分别将样本置于载物台上, 采用反射扫描模式采集样本FTIR图像, 并对样本图像进行处理。

本实验利用傅里叶红外图像系统, 采用显微红外技术采集获得不同样品的红外图像。每个红外图像其光谱信息是通过红外图像中样品各部分颜色差异表征出来的。每张红外图像右侧有一表征样品对红外吸收强弱的光谱信息柱, 颜色从上而下由浅到深, 颜色越深, 表明样品对红外吸收越弱; 反之, 颜色越浅, 表明样品对红外吸收越强, 因而通过对同一红外图像中样品各部分显现的颜色深浅可获得其对红外吸收的强弱信息。

通过显微红外技术采集获得的不同样品的红外图像其空间信息是借助红外图像的立体性, 很好地显示出样品中各部分的先后顺序。

3.2.1 光谱信息分析 图1是使用天骄牌圆珠笔油墨将3添加为8后利用傅里叶红外图像系统, 采用显微红外技术采集获得的红外图像。从采集到的红外图像中观察, 样品各部分颜色深浅无明显变化, 特别是“ 8” 左半部分“ 3” 笔画的颜色与右半部分笔画的颜色无明显改变, 说明这两部分书写材料对红外吸收强度相同。图2是使用金万年牌中性墨水将1改为4后采集到的红外图像。从红外图像上观察“ 4” 中“ 丨” 、“ 丿” 及“ — ” 各笔画所呈现的颜色深浅, 可以发现这3个笔画颜色深浅基本一样, 无明显差异, 表明对红外吸收强度相同。

样品1和样品2均是利用同种品牌同种书写材料进行的添改, 无论是圆珠笔油墨还是中性墨水, 在进行添改后, 其采集到的红外图像没有明显的差异, 由于同种同品牌书写材料组份大致相同, 因而红外吸收相近。

3.2.2 空间信息分析 图1中从红外图像空间信息中可以观察到数字“ 8” 中起笔方式为“ z” 型起笔, 添改现象显现不明显; 图2中从红外图像空间信息可以观察到数字“ 4” 中横竖部分的交叉顺序。“ — ” 笔画完整, “ 丨” 被“ — ” 覆盖, 表明是先写“ 丨” , 后写“ — ” , 这种阿拉伯数字“ 4” 的写法, 属于特殊笔顺, 据此可以推断添改事实。

3.3.1 光谱信息分析 图3是使用天骄牌圆珠笔油墨书写“ 3” 后再用万能通牌圆珠笔油墨添改为“ 8” 后形成的样品, 从采集到的红外图像中观察, 数字“ 8” 中左半部分笔画颜色比右半部分“ 3” 笔画颜色深, 表明左半部分对红外吸收弱, 同时也表明这两部分对红外的吸收强弱不同。图4是使用晨光牌中性墨水书写“ 1” 在用乐普升牌中性墨水添加笔画变为数字“ 4” 。从采集的红外图像中观察, 数字“ 4” 中 “ 丿” 和“ — ” 笔画颜色基本一致, “ 丨” 笔画的颜色明显比“ 丿” 和“ — ” 笔画颜色深, 表明“ 丨” 这部分的红外吸收明显弱于“ 丿” 和“ — ” 的红外吸收。

3.3.2 空间信息分析 图3红外图像从空间信息中观察, 发现数字“ 8” 交叉部位均表现为左半部分覆盖在右半部分上, 说明先写“ 3” 后写左半部分形成数字“ 8” 。图4红外图像从空间信息中观察, 发现数字“ 4” 交叉部位“ 丨” 被“ — ” 覆盖, 说明先写“ 丨” , 后写“ — ” , 属于特殊笔顺。

从图3和图4的红外图像中可以看出:使用同种不同品牌书写材料进行的添改数字, 添改笔画与原笔画的红外图像有很明显的差异, 能够确定为不同书写材料形成。从圆珠笔油墨和中性墨水来看, 同种不同品牌的中性墨水的红外图像差异比同种不同品牌的圆珠笔油墨大, 更加容易区分鉴定。

图5是使用天骄牌圆珠笔油墨书写数字“ 3” 后用晨光牌中性墨水将其添改为数字“ 8” , 图6是使用晨光牌中性墨水书写“ 1” 之后用天骄牌圆珠笔油墨添改为“ 4” 。从采集到的红外图像中对笔画颜色深浅进行观察, 可以看出“ 8” 左右两部分笔画颜色有很大差异, 数字“ 4” 中 “ 丨” 与“ 丿” 及“ — ” 颜色差异较大, “ 丿” 和“ — ” 颜色基本一致; 从红外图像中也可以清晰显现形成数字“ 8” 及“ 4” 的各笔画的先后顺序。图5及图6红外图像观察, 使用不同种书写材料的添改数字, 因为圆珠笔油墨与中性墨水组份相差很大, 红外吸收谱图可以清晰显现形成数字8, 4中不同笔画, 进而能够区分鉴定为不同书写材料形成的两笔, 从而说明添改现象。

本实验是利用傅里叶红外图像系统, 采用显微红外技术采集获得不同样品的红外图像。此种实验方法采集的不是样品的红外光谱图, 而是样品的红外图像, 纸张成分对其分析结果基本上无干扰。

综上所述, 本实验通过对使用多种品牌的书写材料进行的数字添改样本, 利用傅里叶红外图像, 对其进行相应的检验。实验表明傅里叶显微红外成像系统在鉴别添改文件有良好的显现效果, 图像清晰明了, 而且比较传统检验方法, 能从红外图像中更加直观显示差异, 使检验更加客观, 科学, 并且无损、快速, 为检验添改文件提供了一种检验方法和思路, 为变造文件的检验提供科学的检验依据。