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中国人民公安大学学报(自然科学版)2023 年第 3 期 No.3 2023Journal of People蒺s Public Security University of China(Science and Technology)总第 117 期 Sum117RGB 颜色数字化特征在手写文件朱墨时序检验中的应用曹淑瑞1,2,摇 徐嘉屿2,摇 田摇 洁1,摇 吴咏淇2,摇 苏泓滔1,摇 刘正宏1(1.西南政法大学司法鉴定中心,重庆摇 401120;2.西南政法大学刑事侦查学院,重庆摇 401120)摘摇 要摇 目的 基于 RGB 色彩模式下的颜色数字化特征,实现黑色书写字迹与红色印章印文朱墨时序的有效鉴别。方法 基于统计学中的显著性检验原理,通过 Photoshop 软件的 RGB 颜色模式来采集颜色数据,利用 SPSS 数据软件中 Mann鄄Whitney 检验进行数据分析,得到朱墨时序的判定依据。结果 基于 RGB 颜色数字化特征的方法适用于手写文件朱墨时序的判定,但对样本有一定要求。在检材与样本同序对比中,R、G、B 需有两个或两个以上的 P 0郾 05,异序对比中需有两个或两个以上的 P 0郾 05 时,差异性不显著,当 0郾 01 P 0郾 05 时,差异性显著,当 P 0郾 01时,差异极显著13-14。2摇 结果与讨论2郾 1摇 RGB 色彩模式的数字化表达RGB 色彩模式是通过对红(R)、绿(G)、蓝(B)3 个颜色通道的变化以及进行不同程度的叠加,从而产生广泛而丰富的颜色。RGB 模式是从颜色发光的原理来设定的,若把红、绿、蓝 3 种颜色比作 3盏灯的光,每种光的亮度取值为 0 255,即每种颜色的取值有 256 种,按 256 伊256 伊256 来计算,可表示大约有 1 670 万种色彩。当 R=G=B=0 时,灯最弱,此时为纯黑色;当 R=G=B=255 时,“灯冶最亮,此时为纯白色15。红绿蓝三盏灯的光在不同比例和强度上相互叠合,色彩相混,亮度等于三者亮度之和,便产生各种各样的颜色。本实验采取 Photoshop 软件中的 RGB 模式,对实验对象尤其是其中难以分辨的颜色,以数字形式进行表达,进而将颜色特征数值化。2郾 2摇 实验条件的选择2郾 2郾 1摇 取样方式的选择随机选取制作时间相同的一组样本进行分析,分别采用固定取点和随机取点的方式来考察不同取样方式对色度特征数据采集的影响,实验结果见表 3。表 3摇 不同取点方式的 P 值统计结果取样方式晨光牌光敏印文得力牌光敏印文回墨 1 号印章印文回墨 2 号印章印文固定取点R2郾 77E-220郾 0004郾 46E-101郾 08E-13G8郾 71E-170郾 1431郾 98E-149郾 66E-13B1郾 01E-220郾 0021郾 50E-080郾 002随机取点R0郾 0000郾 0080郾 3706郾 10E-08G0郾 0100郾 0760郾 0006郾 39E-08B7郾 03E-060郾 0000郾 0850郾 610摇 摇 依据显著性检验原理,在 RGB 模式下,对比表中随机取点和固定取点方式的数据结果,固定取点的取样方式下,不论是在数值数量,还是在数值大小上,小于 0郾 05 的 P 值都优于随机取点的取样方式。因此,固定取点的取样方式比随机取点的取样方式所得出的计算结果更具稳定性和科学性。2郾 2郾 2摇 取样点数的选择在固定取点的条件下,对取样的点数进行考察。分别对先墨后朱和先朱后墨中同一印章印文样本朱墨交叉的固定位置进行不同点数的采集,分别取30、50、70、100 个点,运用 SPSS 数据软件进行显著性检验。结果发现:在固定取点的条件下,对比 30、50、70 个点,对同一样本朱墨交叉的固定位置取 70 个点数时,朱墨时序的数字化特征差异最为显著,且能最大程度提升检验效率。至于对 100 个取样点3曹淑瑞等:RGB詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬颜色数字化特征在手写文件朱墨时序检验中的应用数的讨论,实验人员发现 70 点的实验结果中,正序与反序的差异性已经十分显著,足以得出明确的实验结论,因此无需再耗费时间与人力来取 100个点分析,实验结果见表 4。表 4摇 不同取样点数的 P 值统计结果取样点数晨光牌光敏印文得力牌光敏印文回墨 1 号印章印文回墨 2 号印章印文30 点R8郾 55E-110郾 0000郾 9531郾 03E-06G1郾 87E-070郾 0420郾 1881郾 02E-05B9郾 41E-110郾 0040郾 6310郾 02050 点R9郾 09E-160郾 0010郾 8933郾 68E-09G6郾 11E-120郾 1050郾 0941郾 72E-09B1郾 85E-160郾 0010郾 8120郾 01070 点R2郾 77E-220郾 0004郾 46E-101郾 08E-13G8郾 71E-170郾 1431郾 98E-149郾 66E-13B1郾 01E-220郾 0021郾 50E-080郾 0022郾 2郾 3摇 扫描分辨率的选择在确定取样方式和取样点数后,以扫描仪的分辨率为变量,探索朱墨时序检验流程的最佳扫描分辨率值。分辨率是度量位图图像内数据量多少的一个参数,决定了位图图像细节的精细程度。通常情况下,图像的分辨率越高,所包含的像素越多,图像就越清晰。分辨率中包含的扫描分辨率,是指扫描仪在进行扫描时,使用扫描元件将扫描对象每英寸可以被表示成的点数,单位是 dpi,dpi 越大,扫描效果越好。以 60 天的实验样本为研究对象,将扫描仪分辨率分别设置为 300 dpi、600 dpi、1 200 dpi,扫描得到12 组图片(同种印油种类,同种分辨率大小,不同朱墨时序的图片为一组),使用 Photoshop 软件中吸管工具对每个图像的固定位置进行 70 个点位取样,记录数值,运用 SPSS 数据软件分别进行差异性检验,根据 P 值来判断差异性大小,实验结果见表 5。表 5摇 不同扫描分辨率的 P 值统计结果分辨率晨光牌光敏印文得力牌光敏印文回墨 1 号印章印文回墨 2 号印章印文R0郾 0000郾 2751郾 92E-057郾 07E-15300 dpiG0郾 0000郾 0021郾 03E-131郾 17E-11B1郾 93E-099郾 87E-097郾 84E-120郾 448R2郾 48E-140郾 0307郾 60E-062郾 98E-11600 dpiG1郾 56E-070郾 0011郾 75E-081郾 36E-06B1郾 73E-171郾 27E-060郾 0010郾 914R1郾 86E-170郾 0060郾 2964郾 11E-161 200 dpiG1郾 63E-090郾 5692郾 26E-061郾 61E-08B1郾 32E-180郾 0010郾 0110郾 040摇 摇 根据表中数据可以看出,扫描分辨率的变化,对P 值几乎没有影响,绝大部分数值都小于 0郾 05,每一组数据结果都有两个或两个以上 P 值具有统计学意义。本研究的重点是利用数据对朱墨时序交叉部位的色度特征进行分析,颜色的数据采集需足量,即在取样的固定位置中,所选取的数据组要达到一定的容量才能够进行判断分析。如,在不同扫描分辨率下,1 平方英寸的扫描幅面上,300 dpi 与1 200 dpi 的图像中,前者可采集到 300 伊 300 个像素点,后者可采集到1 200 伊1 200 个像素点。进行颜色数据采集时,1 平方英寸的扫描幅面等比例缩小到朱墨交叉部位中,在取样大小和面积相同,而像素点总量不同的情况下,1 200 dpi 的图像可以取到更多的点数来支撑后续的数据分析。再者,在实验中发现,图像放大到同等大小时,dpi 越低,图像就会越模糊,输出的图像效果越粗糙,这直接导致朱墨交叉部位边界模糊,不利于精密度要求高的数据取样工作,如图 1 所示。因此,采用扫描分辨率为 1 200 dpi 的图像,在保持清晰度的同时又防止了分辨率过高导致图像处理速度过慢,降低在实际鉴定过程中的检验效率。2郾 3摇 方法的重现性考察经过取点方式、取样点数和分辨率的优化选择后,确立了朱墨时序的数值化鉴别方法。为验证方法的重现性,实验人员随机挑选出 30 天的扫描实验样本进行组内交换,运用 Photoshop 软件,采取固定取点的方式,用相同设置的吸管工具在 3 个相同位4曹淑瑞等:RGB詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬颜色数字化特征在手写文件朱墨时序检验中的应用图 1摇 不同 dpi 对图像清晰度的影响摇置采取 70 组颜色数据,同时避开笔画边缘处和中空露白处,保证取点位置位于印油均匀分布、黑色墨痕均匀的朱墨交叉部位。将 70 组颜色数据输入 SPSS数据软件,采用统计学中的显著性检验原理,通过Mann鄄Whitney 检验统计量进行数据分析和结果输出。比较双方显著性差异(P 值)可得,光敏组内和回墨组内 R、G、B 三者的 P 0郾 05,即差异性显著,因此,此方法具备可重复性与可行性。2郾 4摇 不同印章样本的朱墨时序检验2郾4郾1摇 黑色书写字迹与光敏印文交叉时序检验结果在固定的朱墨交叠区域对 70 个点位进行 RGB颜色模式下的数据采集,除朱墨时序不同外,其他要素相同的两个样本分别采集 70 组数据,应用 SPSS对数据进行 Mann鄄Whitney 检验。本文中标号为“1冶的是“样本 1冶,即“先墨后朱冶(正序),标号为“2冶的是“样本 2冶,即“先朱后墨冶(反序)。黑色书写字迹与光敏印文交叉时序检验结果见表 6 和检验统计量表 7。表 6摇 光敏印章 RGB 模式下秩值时序N放置 1 天放置 15 天放置 30 天秩均值秩和秩均值秩和秩均值秩和R17049郾 753 482郾 537郾 222 605郾 539郾 92 793R27091郾 256 387郾 5103郾 787 264郾 5101郾 17 077总数140G17054郾 313 80241郾 982 938郾 550郾 13 507G27086郾 696 06899郾 026 931郾 590郾 96 363总数140B17052郾 843 69936郾 872 58139郾 472 763B27088郾 166 171104郾 137 289101郾 537 107总数140时序N放置 60 天放置 90 天放置 120 天秩均值秩和秩均值秩和秩均值秩和R17041郾 362 89539郾 892 792郾 545郾 343 174R27099郾 646 975101郾 117 077郾 595郾 666 696总数140G17049郾 833 48849郾 363 45552郾 923 704郾 5G27091郾 176 38291郾 646 41588郾 086 165郾 5总数140B17040郾 322 822郾 538郾 552 698郾 541郾 512 905郾 5B270100郾 687 047郾 5102郾 457 171郾 599郾 496 964郾 5总数140摇 摇 从表 6 中发现,放置 1 120 天,R、G、B 三者的秩均值正序与反序有明显差异,且都是正序的秩均值小于反序的秩均值,说明朱墨时序不同的两组样摇 摇本总体不同;另外对比发现,放置 1 天、15 天、30 天、60 天、120 天的实验样本中,正序即“先墨后朱冶形成的文 件,其 交 叉 部 位 数 字 化 特 征 中 R、G、B摇 摇 摇 摇 摇5曹淑瑞等:RGB詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬颜色数字化特征在手写文件朱墨时序检验中的应用表 7摇 光敏印章 RGB 模式下检验统计量放置 1 天放置 15 天放置 30 天RGBRGBRGB曼-惠特尼 U997郾 51 3171 214120郾 5453郾 5963081 022278威尔科克森 W3 482郾 53 8023 6992 605郾 52 938郾 52 5812 7933 5072 763Z-6郾 058-4郾 744-5郾 164-9郾 709-8郾 321-9郾 811-8郾 927-5郾 952-9郾 053P 值1郾 38E-092郾 10E-062郾 42E-072郾 77E-228郾 71E-171郾 01E-224郾 37E-192郾 65E-091郾 40E-19放置 60 天放置 90 天放置 120 天RGBRGBRGB曼-惠特尼 U4101 003337郾 5307郾 5970213郾 56891219郾 5420郾 5威尔科克森 W2 8953 4882 822郾 52 792郾 53 4552 698郾 53 1743 704郾 52 905郾 5Z-8郾 502-6郾 031-8郾 804-8郾 929-6郾 168-9郾 321-7郾 339-5郾 129-8郾 459P 值1郾 86E-171郾 63E-091郾 32E-184郾 28E-196郾 90E-101郾 15E-202郾 15E-132郾 92E-072郾 70E-17三者的秩均值均呈下降趋势,而反序则反之。进一步通过 Mann鄄Whitney 检验统计量,并且将 P 值设置为科学计数法后发现,所有 P 0郾 05,异序对比中有两个或两个以上的 P 0郾 05),则视为达标;反之,则视为不达标,最终结果由达标率表示,实验结果见图 2。表 10摇 实验条件下模拟朱墨时序检验的分组情况样本 1比对天数样本 215 天晨光光敏正序30 天60 天90 天120 天晨光光敏正序晨光光敏反序晨光光敏正序晨光光敏反序晨光光敏正序晨光光敏反序晨光光敏正序晨光光敏反序15 天晨光光敏反序30 天晨光光敏反序60 天晨光光敏反序90 天晨光光敏反序120 天晨光光敏反序摇 摇 注:淤其中 15 天正序与其他天数反序为实验组,其余为对照组;于其余印文种类同理;盂当样本 1 天数为 30 天时分组同理摇 摇 根据图中数据,当样本扫描时间为第 30 天,四组比对样本的达标率都在 50%或以上,因此距离制作时间 30 天的样本差异性较为显著,可以作为比对样本与不同时间段的样本进行朱墨时序检验。研究人员将 30 天的扫描件作为比对样本,进行本实验方法的实践性检验,使用案例来自鉴定实务中的真实案例。检验后发现无论检材和样本是同序还是异序,P 值全部 0郾 05,与反序样本的检验结果应至少有两个 P 0郾 05,异序对比中有两个或两个以上的 P 0郾 05,即可对文件的朱墨时序做出判定。综上,在 RGB 模式下,通过颜色数字化特征发现了显著的特征差异,在其他学者的研究的基础上,进一步证实了此方法的可行性,可用于研判黑色书写笔形成的文件朱墨时序,丰富了数据化特征在文件检验领域中的应用,同时将传统文件检验方式与现代化数字检验方式相结合,为系统检验方法提供新的借鉴。参考文献1摇 秦玉红.显微观察法检验中性笔笔画与印章印文形成时序的研究J.中国刑警学院学报,2015,130(4):64-68.2摇 魏松,刘烁,陈维娜,等.偏振光显微镜判断激光打印文件朱墨时序实验初探J.中国司法鉴定,2018,99(4):60-63.3摇 宋朝阳.光敏签名章与纤维笔形成字迹区分方法的探究J.中国人民公安大学学报(自然科学版),2021,27(2):15-20.4摇 HEUDT L,DEBOIS D,ZIMMERMAN T A,et al.Ramanspectroscopy and laser desorption mass spectrometry forminimal destructive forensic analysis of black and colorinkjet printed documentsJ.Forensic Science Interna鄄tional,2012,219(1-3):64-75.8曹淑瑞等:RGB詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬颜色数字化特征在手写文件朱墨时序检验中的应用5摇 MARTINS A R,DOURADO C S,TALHAVINI M,et al.Determination of chronological order of crossed lines ofballpoint pens by hyperspectral image 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