基于高光譜成像技術(shù)的字跡鑒定檢測(cè)算法和實(shí)驗(yàn)研究

本研究應(yīng)用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）。

人眼對(duì)可見光范圍內(nèi)的光很敏感，可根據(jù)顏色來區(qū)分材料。然而，人眼無法區(qū)分兩種相同的顏色。中性筆墨水穩(wěn)定，字跡不褪色。很多重要的文件都是用中性筆寫的，比如合同、收據(jù)、證書、支票等文件。這些文件上的數(shù)字、時(shí)間和文字很容易被添加或篡改。辨認(rèn)被篡改的筆跡和重新逼真地覆蓋筆跡是刑事訴訟中的重要證據(jù)，因此筆跡檢測(cè)技術(shù)在刑事訴訟中非常重要。筆跡鑒定的主要方法有破壞性檢驗(yàn)和非破壞性檢驗(yàn)。破壞性試驗(yàn)，如薄層色譜法，是一種破壞性試驗(yàn)，其中筆跡的混合物通過毛細(xì)管作用分離成其組分的混合物。無損檢測(cè)主要是高光譜成像技術(shù)。高光譜成像技術(shù)能夠捕捉到筆跡反射光譜的細(xì)微差異，在筆跡分析中具有重要價(jià)值。

本文對(duì)可擦中性筆、藍(lán)色中性筆和黑色中性筆的筆跡鑒別進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，并對(duì)可擦中性筆色痕的出現(xiàn)和鑒別進(jìn)行了研究。對(duì)原始高光譜圖像進(jìn)行定標(biāo)和降噪后，利用主成分分析算法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。結(jié)合高光譜數(shù)據(jù)高光譜分辨率和高空間分辨率的特點(diǎn)，擦除后的筆跡色痕可以重新顯示，識(shí)別效果良好。本文對(duì)黑色中性筆和藍(lán)色中性筆的筆跡鑒定場(chǎng)進(jìn)行了定量分析。對(duì)不同品牌同一顏色中性筆的相互篡改筆跡進(jìn)行了研究。對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、MNF變換和降噪處理，然后采用ISODATA算法進(jìn)行處理。建立眼膜文件，去除筆跡背景信息的干擾。最后，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析、特征波段提取和假彩色合成處理，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法對(duì)筆跡的修改部分有很好的識(shí)別效果。因?yàn)楸疚牡膶?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是用“掃描式”高光譜相機(jī)采集的，采集的實(shí)驗(yàn)樣本波段是相連的，通道數(shù)多，但數(shù)據(jù)量大，相鄰波段之間的信息是冗余的。給后續(xù)的數(shù)據(jù)處理帶來麻煩。本文對(duì)不同品牌同一顏色的中性筆書寫的蒙版筆跡的識(shí)別效果有待提高。手寫處理方法要不斷改進(jìn)，我們下一步的工作將集中在以下幾個(gè)方面:(1)提出更有效的數(shù)據(jù)降維算法。(2)除了可擦中性筆和黑藍(lán)中性筆的筆跡鑒定，還可以擴(kuò)展到物證鑒定的其他領(lǐng)域。(3)提出了一種新的隱藏筆跡識(shí)別算法，進(jìn)一步提高了隱藏筆跡的識(shí)別率。