于 彬

(中国刑警学院文件检验技术系，辽宁沈阳 110035)

0 引言

复印文件的检验是法庭科学中可疑文件检验的重要内容之一，在复印文件检验中，对于复印文件底灰特征的判定是复印文件检验的重要手段之一。复印文件的底灰是指在复印文件空白部分可以发现的遍布整个纸面的细小墨粉颗粒，是复印文件上的一种常见现象［1－2］，见图 1。不同的复印机由于使用环境、使用时间、使用频率的不同和维护保养的差异，造成复印机的复印效果也不相同。复印效果好的复印机，复印出来的复印文件底灰很轻，相反，复印效果差的复印机，复印出来的复印文件底灰就重，判定底灰的轻重是检验复印文件的重要手段。目前，对于底灰的检验，主要依靠人工观察定性检验［2－3］，无法做到定量检验，本文提出一种新的底灰检验方法，通过计算机程序完成底灰检验工作，对底灰特征进行量化分析，达到定量检验复印文件底灰特征的目的。

1 检测的基本思想和原理

计算机检测程序的基本思想是首先要将复印件通过扫描仪扫描到计算机中保存为24位BMP文件，由于复印文件存在底灰，导致BMP文件的像素灰度不同，因此，可以通过设定灰度阀值来判断底灰墨点的存在。

图1 复印文件底灰

如果需要检测的BMP图像中的像素灰度值大于灰度阀值，那么这个点就是“白点”，反之为“灰点”。

即设F(x，y)表示BMP上坐标为(x，y)点的灰度值，N为设定的灰度阀值;如果F(x，y)≥N，则坐标为(x，y)点就为白点，反之为灰点。

由于复印件底灰不同，有的浅淡有的浓重，因此，在相同大小的BMP图像中，所包含“白点”和“灰点”的数量也就不同。复印件底灰越重，“白点”越少，“灰点”越多;复印件底灰越轻，“白点”越多，“灰点”越少。因此，复印文件底灰的轻重就可以用“白点”和“灰点”的数量来衡量。

2 提出的算法程序

检测程序是使用美国borland公司的delphi程序开发工具平台实现的，在整个程序编写过程中应用了数字图像处理的相关知识。

图2

2.1 预处理

在预处理阶段中，首先要将复印文件扫描到计算机中，在这个过程中为了保证图像质量扫描的分辨率不能少于300 dpi，扫描模式为彩色图像。其次，要对图像进行一系列的处理，其中最为重要的是对图像进行灰度化处理，根据YUV的颜色空间理论，Y分量的物理含义就是亮度，它含有灰度图的所用信息，用Y分量就完全能够表示出一副图像的灰度值来。而BMP图像属于RGB颜色空间，因此，根据YUV颜色空间和RGB颜色空间之间的对应关系，可以得到如下公式计算像素的灰度值［4］:

灰度值Y的范围是:0≤Y≤255

2.2 检测程序

白点与灰点的数量统计:设W和G分别表示“白点”和“灰点”的数量，width表示BMP图像的最大宽度，Length表示BMP图像最大长度，F(x，y)表示像素的灰度，N表示灰度阀值，那么

2.3 统计数据

由于复印文件底灰的分布是不均匀的，为了减少误差，提高检验的准确性，在复印文件图像上不同位置上选取9个检测点，检测点的面积大小尽可能选取一致，而后取平均值。

由于检测点不可能做到大小完全一致，为了消除实验误差，采用“灰度比率”(即用灰点的个数比上检测点总的像素数)代替灰点的个数来衡量复印文件底灰的轻重。

2.4 比对

设定M为判定阀值，Q为可疑复印文件底灰比率，Y为样本复印文件底灰比率，而后将Q与Y的差值与M进行比较，最终得出结论。

3 实验部分

为了增加实验的可靠性，收集了10台复印机。10台复印机均是办公用正常使用环境，在使用时间内感光鼓没有更换，并且使用频率相近。复印机具体型号见表1。10台实验用复印机使用相同原稿，相同的复印纸张(安图牌静电复印纸、70GSM、A4)，在3个墨粉浓度级上的进行复印，即每台复印机选择3种墨粉浓度，依次为淡(墨粉浓度级为第一级)、中(默认墨粉浓度)、深(墨粉浓度级为最后一级)，共得到30份实验用复印件样本。

表1 复印机型号

4 结果与讨论

4.1 灰度阀值的讨论

在灰度阀值N为250的条件下的实验数据见表2。

一般在阀值大的情况下，可以充分地识别灰点，因此统计数据比较准确。

在相同的实验条件下，灰度阀值N选取100的实验数据见表3。

表2 在灰度阀值N为250的条件下测试的数据

可以看出灰度阀值变小后，灰度比率的差距在变小，不利于区分复印件底灰的轻重。

因此，灰度阀值一般来说可以选择比较大的值(如200以上)，如果复印文件底灰很重，可以适当降低灰度阀值。

4.2 复印机墨粉浓度对复印件底灰的影响

一般来说，复印时选取的墨粉浓度越高复印出的底灰越重，如表2所示。同一台复印机复印出的复印文件的底灰随着墨粉浓度级别的增高而增加，但增加的程度有所不同，1、3、7、8号复印机复印的复印件底灰增加明显，灰度比率增加较快，5、6、9、10号复印机增加的量比较小，2、4号复印机增加量适中。

表3 在阀值为100的条件下测试的数据

由于复印文件的底灰随着复印机墨粉浓度级别的增高而增加，不同复印机在不同的墨粉浓度条件下，灰度比率会十分接近，如2号复印机在墨粉浓度为中的条件下灰度比率为5.85%;10号复印机在墨粉浓度为浓的条件下的灰度比率为5.94%。

4.3 复印机使用时间对复印件底灰的影响

从表2中可以看出，1号和9号复印机的灰度比率，无论在哪个墨粉浓度下差异都很大，很好区分。造成这个现象的主要原因是1号复印机使用的时间为32个月，时间较长，感光鼓严重老化，感光性能下降，因此底灰重;而9号复印机使用时间较短仅为5个月，感光鼓性能良好，因此底灰很轻。

但是，在复印机使用时间差不多的情况下，复印机的底灰比率差异并不大，如使用时间为26个月的3号机和使用时间为24个月的8号复印机;使用时间同为11个月的5号机和10号机。有的时候差异甚至非常小，如3号复印机在墨粉浓度为浓的条件下和8号复印机在墨粉浓度为浓的条件下的灰点比率分别是15.78%和15.89%。

5 结论

复印文件底灰特征的定量化检验为复印文件检验提供了新的方法和思路，使复印文件底灰特征的检验从定性检验转变为定量化的检验。通过复印文件底灰的定量化检验，鉴定人可以量化地判定不同复印文件的底灰，通过底灰比率这个量化指标来衡量不同复印文件的底灰是轻还是重，将“轻”和“重”的概念数值化，进而将不同复印文件的底灰差异用数值的形式直观地衡量出来，为鉴定结论提供支撑和帮助。在实际检验鉴定中，鉴定人应综合考虑复印机的维修保养情况(如是否更换过感光鼓等部件)、使用时间、使用频率、使用环境等影响因素对底灰特征的性质进行正确的判断，同时结合其他鉴定手段对复印文件进行系统的检验与鉴定。

［1］王彦吉，王世全．刑事技术学教程［M］．北京:中国人民公安大学出版社，2006:178－180．

［2］贾玉文，邹明理．中国刑事技术大全:文件检验分卷［M］．北京:中国人民公安大学出版社，2002:875－889．

［3］王世全．印刷文件检验［M］．北京:中国人民公安大学出版社．2001:203－216．

［4］姚敏．数字图像处理［M］．北京:机械工业出版社．2006:231－239．