數字化特征鑒別激光打印文件的朱墨時序

摘 要：本文利用檢驗光敏印文的數字化特征來鑒別激光打印文件上的朱墨時序。利用Photoshop軟件的吸管工具，在Lab模式獲取印文的數字化特征，基于統計學原理對該特征數值進行曼-惠特尼U（Mann-Whitney U）檢驗，得到朱墨交叉位置的時序關系。光敏印文可以利用其Lab的數值進行曼-惠特尼U檢驗，并輔助鑒定人快速得出更客觀的鑒定結論。檢驗光敏印文朱墨交叉位置的數字化特征，可以為鑒定人的鑒定結論提供數據支撐，該技術可以為朱墨時序提供無損、直觀的鑒定方法，提高鑒定意見的可靠性、客觀性和科學性。

關鍵詞：光敏印章；朱墨時序；數字化特征

中圖分類號：TP 39 " " " " " " 文獻標志碼：A

大部分文書均使用激光打印并加蓋印文，以證明文件的有效性，但是相關的偽造和假冒現象也隨之增加。根據朱墨交叉位置的外觀特征對印章印文的朱墨時序進行檢驗，例如利用光學顯微鏡觀察字跡筆畫連斷、筆墨洇散和拖帶印油等特征[1-2]；利用熒光顯微鏡檢驗法觀察熒光特性；利用掃描電子顯微鏡檢驗法觀察更微觀的特征，判斷朱墨形成時序[3]。印文朱墨時序檢驗中最大的難題是印文的油墨與激光打印文件的墨粉之間會產生溶融現象，利用直觀觀察法和顯微觀察法不能輕易發現其變化[4]。衡磊等[5]提出利用顏色的數字化特征為朱墨時序鑒別提供數據化的、科學性的檢驗方法，可排除檢驗者個體差異所導致的偏差。夏振中等[6]提出采用計算機軟件輔助檢驗法判斷印文的朱墨時序，朱墨時序鑒別優先采用無損檢驗。因此，本文利用Photoshop軟件研究光敏印文在激光打印文件中顏色數字化特征的差異，利用朱墨交叉位置的數字化特征為印文朱墨時序鑒別提供數字化支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗器材

1.1.1 軟件

Adobe Photoshop2020（美國奧多比系統公司）；IBM SPSS Statistics26（國際商業機器公司）。

1.1.2 設備

HP M132a激光打印機（中國惠普有限公司）；EPSON V500 Photo掃描儀（愛普生（中國）有限公司）；70 g/m2 A4紙（得力集團有限公司）；印泥、印油品牌以及型號見表1。

1.2 試驗樣本制作

先朱后墨樣本：在光敏印章中分別加注2種光敏印油，在A4紙上蓋9個印文，然后將紙放入激光打印機中打印文字，標記為JA1、JB1。先墨后朱樣本：先用激光打印機在A4紙上打印文字，再用光敏印章在已打印文件上蓋印，標記為JA2、JB2。將制作的試驗樣本分別在制成后的0、7 d、14 d、30 d、60 d、90 d和120 d進行檢驗、觀察，期間保存在文件盒中，置于室內文件柜中。

1.3 試驗過程

試驗過程包括以下3個步驟。第一步，利用掃描儀將試驗樣本掃描并儲存于計算機中，掃描分辨率為1 200 dpi，24位全彩，不勾選輔助掃描功能，保存為JPEG格式，并利用Photoshop軟件打開。第二步，將圖像模式和吸管工具設定為Lab模式和16位通道，取樣大小選為“3×3”，放大200%，選擇3處朱墨交叉均勻的位置；采集試驗樣本朱墨交叉部位Lab值70個數據，須注意當用吸管工具選點時，應盡量選擇筆畫和油墨的中心位置（如圖1所示）。第三步，將70個數據分別輸入SPSS軟件中，使用“雙獨立樣本檢驗”中Mann-Whitney檢驗進行統計，根據統計量對印文的“朱墨時序”進行判斷。

2 結果

2.1 基本原理

當探究朱墨時序時能快速、客觀地判斷顏色差別是非常重要的，因此，本研究采用SPSS數據處理軟件和Lab顏色模型進行結果分析。SPSS是國內外常用的數據處理軟件，使用者可以迅速分析運算數據，挖掘數據統計結果。Lab是一種顏色模型，采用數字化方式來表達人的視覺感應，不受設備色彩表達條件的限制。Lab能根據數值區分肉眼難以分辨的或非常接近的顏色，其由亮度分量L、色度分量（由綠到紅）a、色度分量（由藍到黃）b構成。一般情況下，L的取值范圍為1～100，L越大則越明亮，a取值范圍為-120～+120，a越大則顏色越紅，b取值范圍為-120～+120，b越大則顏色越黃[6]。將圖像模式和吸管工具設定為 Lab 模式和 16 位通道，Lab 模式數值范圍為0～32 768，其可以根據數值區分肉眼難以分辨的或非常接近的顏色，能表示更多、更豐富的顏色。

當本試驗對“先朱后墨”或“先墨后朱”進行判斷時，利用統計學中的“顯著性檢驗原理”即曼-惠特尼U檢檢驗統計量進行數據統計和分析。試驗重點是數據的顯著性差異，在統計學中它是對檢驗數據的評價，分析其檢驗值P，可以說明所檢驗的數據是來源于同一個總體還是2個不同的總體。當試驗樣本的P＞0.05時，說明數據不具有差異性，數據來源于同一個總體；當試驗樣本的P＜0.05時，說明數據差異具有顯著性，數據來源于有差異的2個不同總體；當試驗樣本的P＜0.01時，說明數據的差異具有極顯著性，數據來源于有差異的2個不同總體。

2.2 試驗條件選擇

2.2.1 取樣點位選擇

取樣點位選擇主要包括隨機選點和固定點選點。當試驗人員提取朱墨交叉位置數字化特征時，隨機選點不會預先選擇提取的朱墨交叉部位，而是隨機選擇部位。固定點選點是試驗人員先觀察印文的蓋印質量、朱墨交叉情況，然后選擇3處朱墨交叉均勻的部位作為選點提取朱墨交叉數字化特征。根據P的通過率決定采用哪種方式進行選點，當Plt;0.05時，就可以視為“通過”。試驗人員選擇放置14 d的樣本，每個樣本提取50個點位，分別進行隨機選點和固定點選點，比較2種方式的通過率，如圖2所示。從圖2可以看出，固定選點更穩定，通過率更高，隨機選點通過率較低。由于試驗人員在試驗過程中的主觀影響過大，選取的部分位并不符合條件，固定選點先選擇高質量的點位，因此在過程中受蓋印質量和主觀因素影響較小，試驗結果更可靠。后期的試驗均選用固定點選點提取朱墨交叉位置的數字化特征。

2.2.2 試驗點數選擇

本文研究朱墨交叉位置取樣點的選取數量。選取點數量少，不足以反映樣本的真實情況，試驗結果不具有代表性；選取點數量多，可以較全面地反應樣本的特征，但是大量取點會增加試驗人員的工作量，降低鑒定效率。本文設立30個點、50個點、70個點和100個點，并分析其P的通過率，選擇最佳的取樣點數，如圖3所示。根據試驗結果，選取30個點，Pgt;0.05的概率較大；50個點的Plt;0.05，部分Pgt;0.001；由于數值愈小差異性愈顯著，70個點的P大部分lt;0.001，因此該數據更穩定、可靠；雖然100個點的數據也很優秀，但是取樣點數較多，會降低試驗和鑒定效率，70個點已足夠反應樣本的顏色數字化特征。為保證試驗結果客觀、可靠，在后續的試驗研究中對朱墨交叉位置取樣點數的選擇均采用70位點數。

2.3 激光打印黑色字跡與光敏印章紅色印文朱墨時序試驗結果

利用PS軟件對放置1 d、7 d、14 d、30 d、60 d、90 d、120 d的先朱后墨樣本和先墨后朱樣本各提取70組L、a和b數據，導入SPSS數據軟件進行曼-惠特尼U檢驗，得到漸近顯著性（雙側）P的數據，見表2。根據表2，對比間隔時間相同的試驗樣本，發現當試驗樣本放置1 d時，L、a和b的漸近顯著性（雙側）Pgt;0.05，無法分辨該樣本是“先墨后朱”還是“先朱后墨”。試驗樣本L、a和b 的P相隔7 d后lt;0.05。初步判斷可能是印油與墨粉尚未完全結合，兩者的溶融程度不足以區分顏色數值。計算漸近顯著性（雙側）P可知，當放置1 d時，無法對樣本進行準確判斷，其余天數都能準確判斷是2個有差異性的總體。

在試驗中選取放置14 d、30 d和60 d的正序和反序印文材料作為樣本，其余的14 d、30 d、60 d、90 d和120 d的正序和反序印文材料作為檢材，將其數值分別導入SPSS中計算漸近顯著性（雙側）P。對比放置天數不同的試驗樣本，發現當2個試驗樣本為不同朱墨時序時，L、a和b的Plt;0.05；當2個試驗樣本為相同朱墨時序時，L、a和b的Pgt;0.05。統計不同放置天數樣本的L、a和b的P值，總結了朱墨時序判定依據，在L、a和b 3個特征指標的P中，有2個指標的P同時lt;0.05，則可判定為不同朱墨時序；有2個指標的P同時gt;0.05，則可判定為相同朱墨時序。

根據P來考察不同天數試驗材料作為樣本的可行性，如果該天數的P滿足上述判斷依據，則判斷為“通過”。將P通過的次數換算成百分比，制作柱形圖（如圖4所示）。與30 d相比，14 d的通過率低，30 d與60 d的通過率相同。因此，在實際鑒定中可以利用30天的樣本與檢材進行對比，輔助鑒定人鑒別朱墨時序。

2.4 激光打印黑色字跡與回墨印章紅色印文朱墨時序試驗結果

利用Photoshop軟件對放置1 d、7 d、14 d、30 d、60 d、90 d和120 d的先朱后墨樣本和先墨后朱樣本各提取70組L、a和b數據，導入SPSS數據軟件進行曼-惠特尼U檢驗，得到漸近顯著性（雙側）P的數據，見表3。根據表3，對比間隔時間相同的試驗樣本，當試驗樣本放置1 d時，L、a和b的漸近顯著性（雙側）Pgt;0.05，無法分辨該樣本是“先墨后朱”還是“先朱后墨”。試驗樣本L、a和b 的P從相隔7 d后開始lt;0.05。初步判斷可能是印油與墨粉尚未完全結合，兩者的溶融程度不足以區分顏色數值。計算算漸近顯著性（雙側）（P值）可知，當放置1 d時，無法對樣本進行準確判斷，其余天數都能準確判斷是2個有差異性的總體。

試驗以放置14 d、30 d和60 d的正序和反序印文材料為樣本，其余的14 d、30 d、60 d、90 d和120 d的正序和反序印文材料作為檢材，將其數值分別導入SPSS中，計算漸近顯著性（雙側）P。對比放置不同天數的試驗樣本可知，當2個試驗樣本為不同朱墨時序時，L、a和b的Plt;0.05；當2個試驗樣本為相同朱墨時序時，L、a和b的P基本gt;0.05。統計不同放置天數樣本的L、a和b的p，得出朱墨時序判定依據，即在L、a和b "3個特征指標的P中，有2個指標的P同時lt;0.05，則可判定為不同朱墨時序；有2個指標的P同時gt;0.05，則可判定為相同朱墨時序。

根據P的情況來考察不同天數試驗材料作為樣本的可行性，如果該天數的P滿足上述判斷依據，則判斷為通過。將P通過的次數換算成百分比，制作柱形圖，如圖5所示。可見14 d和60 d的通過率比30 d低，30 d的通過率均達到100%。在實際鑒定中可以利用30 d的樣本與檢材進行對比，輔助鑒定人鑒別朱墨時序。

在本文試驗中大部分印章印文的P在30 d通過率較高，筆者認為，此時，印油與墨粉的溶融程度已經達到最高，印油與墨粉結合后的色澤與光澤的表現逐漸穩定，因此可以將30 d后的時間都視為“平臺期”。結合實際需要，樣本制作后保存30 d可作為檢驗所需要的比對樣本使用。

3 結論

本文建立了一種基于數字化特征的朱墨時序檢驗方法。使用光敏 /回墨印油與激光打印黑色字跡制作2份30 d的正序和反序樣本，分別提取印文L、a和b數據，利用檢材材料進行曼-惠特尼U檢驗和統計分析，利用P判斷印油與字跡的形成順序。如果檢材為正序，那么樣本分析所得的P應與正序樣本進行比對，那么至少2個Pgt;0.05，與反序樣本比對，至少2個Plt;0.05；如果檢材為反序，那么檢驗結果相反。只有當檢材與2種順序樣本的比對結果都通過后，才能作為輔助判斷的依據。本文試驗旨在為文件檢驗中朱墨時序檢驗提供一個可量化的、數字化的和標準化的檢驗方法，增強鑒定意見作為法定證據的客觀性。未來可繼續探索該方法對不同種類印章印文的可行性。

參考文獻

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[5]衡磊，孟朝陽.基于顏色數字化特征的朱墨時序判斷研究[J].中國人民公安大學學報（自然科學版），2017，23（1）：4-9.

[6]夏振中，張太平.激光打印文件朱墨時序檢驗方法綜述[J].法制與社會，2016（15）：284-285.

作者簡介：曹淑瑞（1981—），女，山西沁縣人，漢族，博士，正高級工程師，研究方向為文書檢驗、納米材料與物證技術。

電子郵箱：caoshurui@yeah.net。

通信作者：楊進友（1962—），男，四川宜賓人，漢族，碩士，高級實驗師，研究方向為文書檢驗。

電子郵箱：1710011057@qq.com。