一种字印痕迹形成时间鉴定方法

摘要

本发明公开了一种字印痕迹形成时间鉴定方法，顺序执行以下步骤：S1：利用近红外设备提取载体上的形成时间未知的待测字印痕迹中的综合成分数据并转换成第一图谱，利用近红外设备提取载体上的样本字印痕迹中的综合成分数据并转换成第二图谱；S2：对第一图谱进行导数分析和平滑处理得到第一待分析图谱，对第二图谱进行导数分析和平滑处理得到第二待分析图谱；S3：将第一待分析图谱与第二待分析图谱进行基础相关系数分析，若相关系数大于设定的阈值，则判定待测字印痕迹与样本字印痕迹的形成时间一致。采用本发明的字印痕迹形成时间鉴定方法能够实现快速、无损、可靠、准确地实现载体上制作形成时间辨识的目的。

说明书

技术领域

本发明属于文检分析技术领域，特别涉及一种字印痕迹形成时间 鉴定方法。

背景技术

在司法实践中，随着诉讼法和审判制度的不断完善，在法庭审判 和仲裁中对于证据的要求越来越高，在各种刑事案件和民事案件与行 政诉讼案件中，尤其是在经济犯罪案件中，不只是要求确定笔迹、印 迹、打印、复制、印刷字迹在不同载体上的字印痕迹的真伪或制作方 法，还要求能够确定可疑笔迹、印迹、打印、复制、印刷字迹在不同 载体上的字印痕迹制作形成时间，而字印痕迹制作形成时间的鉴定也 愈来愈多，愈来愈复杂，字印痕迹制作形成时间鉴定是当前中外司法 检验领域的一个难题。

字印痕迹制作形成时间的鉴定是字印痕迹检验领域中起步最晚， 发展却最快的一部分。我国字印痕迹检验的历史悠久，最早可追溯至 2000多年以前，字印痕迹检验技术仅作为单个的案例记载于史籍或汇 集于一些法医学著作中，没有进行归纳、概括。到19世纪末期，欧美 的字印痕迹检验技术后来居上。应该说字印痕迹制作形成时间的鉴定 是自有文检技术以来就不断有鉴定实例出现。但在古代和现代，确定 字印痕迹制作形成时间主要是采用目力直接比较的方法。直到上个世 纪三十年代，才有外国学者开始运用现代物理、化学方法研究字印痕 迹制作形成时间的鉴定。

从开始用科学的方法研究字印痕迹制作形成时间的鉴定至今不过 70多年，但结合当今飞速发展的科学技术与先进的仪器分析方法,字 印痕迹制作形成时间鉴定已取得了长足的进步与发展。我国对字印痕 迹制作形成时间鉴定的研究始于上个世纪50年代，80年代研究的人员 开始增多，90年代各地普遍开展研究。发展到今天，现有技术中采用 的字印痕迹制作形成时间的鉴定方法主要有草酸溶解法、硫酸盐扩散 测定法、热分析法、溶压法（溶解压印转印法）、X射线光电子能谱法、 傅立叶变换显微拉曼光谱法、溶剂提取法、化学褪色程度法、薄层色 谱扫描法、显微分光光度法、扫描电子显微镜观察分析法等。

按照现有技术中采用的鉴定方法，在笔迹、印迹、打印、复制、 印刷字迹在不同载体上的字印痕迹制作形成时间的鉴定中，由于样本 数据的缺失，造成鉴定检材制作形成时间的不确定性，更由于很多情 况下，无法调取存档样本到实验室采集数据，导致确定不同载体检材 上的字印痕迹制成形成时间的鉴定工作无法进行。此外，现有技术中 采用的鉴定方法，需要对样本材料进行破损检测取得数据，当鉴定要 求对样本不能损坏时，也会导致鉴定工作不能进行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种字印痕迹形成时间鉴定方 法，以解决在对样本环境、样本移动和样本损坏有严格要求，而无法 将样本取回实验室检测的情况下，导致确定不同载体检材上的字印痕 迹制成形成时间的鉴定工作无法进行的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种字印痕迹形成时间鉴定方 法，顺序执行以下步骤：

S1：利用近红外设备提取载体上的形成时间未知的待测字印痕迹 中的综合成分数据并转换成第一图谱，利用近红外设备提取载体上的 样本字印痕迹中的综合成分数据并转换成第二图谱；

S2：对所述第一图谱进行导数分析和平滑处理得到第一待分析图 谱，对所述第二图谱进行导数分析和平滑处理得到第二待分析图谱；

S3：将所述第一待分析图谱与第二待分析图谱进行基础相关系数 分析，若相关系数大于设定的阈值，则判定所述待测字印痕迹与所述 样本字印痕迹的形成时间一致。

作为优选，所述综合成分数据包括含氢键C-H、O-H和N-H振动的 倍频和组合频吸收，温度间接测量响应，以及纸张遗留微生物间接测 量响应。

作为优选，所述设定的阈值为0.95。

作为优选，所述步骤S3后还包括步骤S4：将所述第一待分析图谱 与数据库中的多个图谱分别进行基础相关系数分析，确定所述待测字 印痕迹的绝对形成时间。

作为优选，近红外设备为激光型近红外光谱仪。

作为优选，所述步骤S1中，所述近红外设备采用接触式或非接触 式方法采集所述待测字印痕迹中的综合成分数据或所述样本字印痕迹 中的综合成分数据。

作为优选，所述样本字印痕迹的形成时间为已知或未知。

作为优选，所述导数分析包括一阶导数分析和二阶导数分析。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1）本发明提供的字印痕迹形成时间鉴定方法通过结合近红外光 谱、导数光谱法和数据库比对法等方法快速建立了载体上(笔迹、印迹、 打印、复制、印刷字印痕迹）的制作形成时间方法，实现了载体上制 作形成时间方法的快速评价，相对于传统方法或经验判断，能够实现 快速、无损、可靠、准确地实现载体上制作形成时间辨识的目的；

2）本发明提供的字印痕迹形成时间鉴定方法以近红外光谱技术为 基础，结合导数光谱法和数据库比对法以保证分析的可靠性，并通过 对光谱的预处理进一步降低无关信息的干扰，最终获得准确的模型。

附图说明

图1为本发明实施例一的字印痕迹形成时间鉴定方法的流程示意 图；

图2为利用近红外设备提取载体上的样本字印痕迹中的综合成分 数据的流程示意图；

图3为本发明实施例二的字印痕迹形成时间鉴定方法的流程示意 图；

图4A为第一待分析图谱和第二待分析图谱的吸光度随近红外光波 长变化一致时的示意图；

图4B为第一待分析图谱和第二待分析图谱的吸光度随近红外光波 长变化不一致时的示意图；

图5为近红外设备系统的结构示意图；

图6为近红外设备按“米”字形的数据采集方法；

图7为近红外设备按“井”字形的数据采集方法。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。

实施例一：

如图1所示，实施例一的字印痕迹形成时间鉴定方法包括以下步 骤：

S1：利用近红外设备（例如激光型近红外光谱仪）提取载体上的 形成时间未知的待测字印痕迹中的综合成分数据（包括物理数据、化 学数据和生物数据中的一种或多种）并转换成第一图谱，利用近红外 设备提取载体上的样本字印痕迹中的综合成分数据并转换成第二图 谱；

S2：对所述第一图谱进行导数分析和平滑处理得到第一待分析数 据图谱，对所述第二图谱进行导数分析和平滑处理得到第二待分析数 据图谱；

S3：将所述第一待分析图谱与第二待分析图谱进行基础相关系数 分析（BACRA），若相关系数大于设定的阈值，则判定所述待测字印痕 迹与所述样本字印痕迹的形成时间一致。

如图2所示，在步骤S1中，利用近红外设备无损采集提取载体上 的样本字印痕迹中的综合成分数据的步骤方法为：

调用便携激光型近红外光谱仪标准反射/透射光纤阵列探测器针 式探头（简称探头）；激光型近红外光谱仪发出的近红外光的波长为 1000～2500nm，分辨率为4nm；

在现场采用接触或非接触式，无损采集所含成分未知、制作形成 时间已知的字印痕迹样本中的信息数据；根据不同的需求，可以多次 重复扫描采集字印痕迹样本中多个点的信息取平均值，例如进行32次 重复扫描获取32次重复的平均信息。

对采集到的样本信息数据进行分析，转化为ASCII码，然后将ASCII 码导入Thermo TQ 8.0化学计量学软件中作图，形成基础数据图谱（即 第二图谱）。

利用近红外设备提取载体上的形成时间未知的待测字印痕迹中的 综合成分数据也采用上述步骤执行。

在步骤S1中，提取到的综合成分数据包括含氢键C-H、O-H和N-H 振动的倍频和组合频吸收，温度间接测量响应，以及纸张遗留微生物 间接测量响应等。

所述样本字印痕迹的形成时间可以为已知或未知。

在步骤S2中，所述导数分析包括一阶导数分析和二阶导数分析， 进行导数分析和平滑处理的目的是降低噪音、消除干扰、放大信号。

在步骤S3中，可以将阈值设定为0.95，当相关系数大于0.95时， 说明所述待测字印痕迹与所述样本字印痕迹的形成时间一致，即待测 字印痕迹的形成时间与样本字印痕迹的形成时间基本相同；当相关系 数大于0.95时，据此可以判定待测字印痕迹的形成时间在样本字印痕 迹的形成时间附近。当相关系数小于0.95时，说明所述待测字印痕迹 与所述样本字印痕迹的形成时间不一致，即待测字印痕迹的形成时间 与样本字印痕迹的形成时间差别较大，待测字印痕迹的形成时间不在 样本字印痕迹形成时间的附近。步骤S3的对比分析过程可以采用 Thermo TQ 8.0专业应用软件来实现。将第一待分析图谱和第二待分析 图谱导入Thermo TQ 8.0专业应用软件，就能计算出第一待分析图谱 和第二待分析图谱的相关系数，从而确定待测字印痕迹与样本字印痕 迹的形成时间是否一致。

实施例二：

如图2所示，实施例二的字印痕迹形成时间鉴定方法包括以下步 骤：

S1：利用近红外设备（例如激光型近红外光谱仪）提取载体上的 形成时间未知的待测字印痕迹中的综合成分数据（包括物理数据、化 学数据和生物数据中的一种或多种）并转换成第一图谱，利用近红外 设备提取载体上的样本字印痕迹中的综合成分数据并转换成第二图 谱；

S2：对所述第一图谱进行导数分析和平滑处理得到第一待分析数 据图谱，对所述第二图谱进行导数分析和平滑处理得到第二待分析数 据图谱；

S3：将所述第一待分析图谱与第二待分析图谱进行基础相关系数 分析（BACRA），若相关系数大于设定的阈值，则判定所述待测字印痕 迹与所述样本字印痕迹的形成时间一致；

S4：将所述第一待分析图谱与数据库中的多个图谱分别进行基础 相关系数分析，确定所述待测字印痕迹的绝对形成时间。

调用便携激光型近红外光谱仪标准反射/透射光纤阵列探测器针 式探头（简称探头）；激光型近红外光谱仪发出的近红外光的波长为 1000～2500nm，分辨率为4nm；

在现场采用接触或非接触式，无损采集所含成分未知、制作形成 时间已知的字印痕迹样本中的信息数据；根据不同的需求，可以多次 重复扫描采集字印痕迹样本中多个点的信息，例如进行32次重复扫描 获取32个次重复的平均信息。

对采集到的样本信息数据进行分析,转化为ASCII码,然后将 ASCII码导入Thermo TQ 8.0化学计量学软件中作图，形成基础数据图 谱（即第二图谱）。

利用近红外设备提取载体上的形成时间未知的待测字印痕迹中的 综合成分数据也采用上述步骤执行。

在步骤S1中，提取到的综合成分数据包括含氢键C-H、O-H和N-H 振动的倍频和组合频吸收，温度间接测量响应，以及纸张遗留微生物 间接测量响应等。

所述样本字印痕迹的形成时间可以为已知或未知。

在步骤S2中，所述导数分析包括一阶导数分析和二阶导数分析， 进行导数分析和平滑处理的目的是降低噪音、消除干扰、放大信号。

在步骤S3中，可以将阈值设定为0.95，当相关系数大于0.95时， 说明所述待测字印痕迹与所述样本字印痕迹的形成时间一致。当相关 系数小于0.95时，说明所述待测字印痕迹与所述样本字印痕迹的形成 时间不一致。

在步骤S4中，数据库中存储了每个时间段制作形成的样本数据图 谱，将所述第一待分析图谱与数据库中的图谱分别进行基础相关系数 分析，找到相关系数大于设定的阈值的图谱，则所述待测字印痕迹的 形成时间与该图谱对应的样本的形成时间一致。在步骤S4中也可以将 阈值设定为0.95，当在数据库中找到与所述第一待分析图谱的相关系 数大于0.95的图谱时，说明所述待测字印痕迹与该图谱对应的样本的 形成时间一致。数据库中与所述第一待分析图谱的相关系数小于0.95 的图谱对应的样本的形成时间与所述待测字印痕迹的形成时间不一 致。步骤S4的对比分析过程可以采用Thermo TQ 8.0专业应用软件来 实现。将第一待分析图谱和数据库中的图谱导入Thermo TQ 8.0专业 应用软件，就能计算出第一待分析图谱和数据库中的各个图谱的相关 系数，找到数据库中与第一待分析图谱的相关系数大于0.95的图谱， 从而确定待测字印痕迹与该图谱对应的样本的形成时间是否一致。

如图4A所示，第一待分析图谱a与第二待分析图谱b的吸光度随 近红外光波长变化的情况基本吻合，二者的图谱基本重合，两个图谱 的相关系数大于0.95，说明待测字印痕迹与图谱b对应的样本的制作 形成时间相近，在样本字印痕迹的制作形成时间已知的情况下，就确 定了待测字印痕迹的制作形成时间。如图4B所示，第一待分析图谱a 与第二待分析图谱b的吸光度随近红外光波长变化的不一致，第一待 分析图谱与第二待分析图谱的相关系数小于0.95，因此可以判定待测 字印痕迹与样本字印痕迹的制作形成时间不一致。

采用如图5所示近红外设备系统采集数据的方法为：

连接稳压电源盒及光纤数据采集传输接口和数据传输接口；

连接近红外光源盒反射/透射光源及光纤数据采集传输接口；

连接光纤连接器；

连接数据采集传输光纤及针式数据采集探头；

连接已安装数据采集和分析处理软件的便携式PC主机；

连接便携电池电源或现场电源

打开稳压电源盒开关，并开始预热；

打开近红外光源盒；

打开便携式PC主机中的数据和分析处理软件，等待稳压电源盒温 度达到-20摄氏度；

将现场所需样本放置现场数据采集平台，调用针式数据采集探头， 按需要采取接触和非接触方式采集数据；

在现场选择已知制作形成时间的目标物（原始笔迹、印迹、打印、 复制、印刷字迹在不同时间、不同载体留下的字印痕迹）样本，以便 携方式，无损、快速地针对目标物的面积、形状、所需样本的数量， 按“田”字形、“目”字形、“九宫格”形、“网格”形在交叉点和结合 点，按“王”字形“米”字形在交叉点和终极点，确定n x n个目标 点，n为正整数。在目标点的交叉点、结合点和终极点根据字印痕迹的 大小、字迹的笔画走向、字印痕迹的深浅和颜色的浓淡、外来干扰物 质的分布，选择n x n个检测点，n为正整数。采集痕迹中的成分数据。 根据样本和所需数据量，可以采用不同的方法采集笔迹、打印字迹、 印刷字迹、复制字迹，例如图6所示的采用“米”字形、图7所示的 采用“井”字形数据采集方法，其中各个箭头所指处为采集点。

按数据采集格式分别存储；

PC主机退出程序，关闭电源；

关闭电源盒和光源盒电源；

退出各部连接。

本发明提供的字印痕迹形成时间鉴定方法通过结合近红外光谱、 导数光谱法和数据库比对法等方法快速建立了载体上(笔迹、印迹、打 印、复制、印刷字印痕迹）的制作形成时间方法，实现了载体上制作 形成时间方法的快速评价，相对于传统方法或经验判断，能够实现快 速、无损、可靠、准确地实现载体上制作形成时间辨识的目的；

本发明提供的字印痕迹形成时间鉴定方法以近红外光谱技术为基 础，结合导数光谱法和数据库比对法以保证分析的可靠性，并通过对 光谱的预处理进一步降低无关信息的干扰，最终获得准确的模型。

本发明提供的字印痕迹形成时间鉴定方法通过结合近红外光谱、 导数光谱法和数据库比对法等方法快速建立了载体上(笔迹、印迹、打 印、复制、印刷字印痕迹）的制作形成时间方法，实现了载体上制作 形成时间方法的快速评价，相对于传统方法或经验判断，能够实现快 速、无损、可靠、准确地实现载体上制作形成时间辨识的目的；

本发明提供的字印痕迹形成时间鉴定方法以近红外光谱技术为基 础，结合导数光谱法和数据库比对法以保证分析的可靠性，并通过对 光谱的预处理进一步降低无关信息的干扰，最终获得准确的模型。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本 发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的 实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或 等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。