《国际刑警2019-2022年文件检验回顾》简译【中篇】
接上篇,本篇回顾内容将继续介绍文件检验中涉及文件组成、基材、生产方法和生产日期等为主要内容的检验分析。
其他的关于“文件检验管理、认证、质量控制、法庭示证、发展趋势及面临的挑战”方面内容详见后续文章(下篇)。
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欢迎用户单位与我们接洽,了解笔迹检验相关设备和技术发展。
4. 法庭文件检查
关于法庭文件检查的这一部分通常包括除笔迹检查外的所有相关其他领域。这一部分非常广泛,包括对文件组成部分、基材、制作方法和制作日期的分析等主题,并且为了便于理解,它被组织成不同的小节,尽管是基于本文作者主观意见划分的。
4.1. 设备发展和更新
正如法庭科学的其他多个领域一样,解决文件检验问题使用的分析技术依赖于其他科学研究领域的技术水平,并借鉴其他方面的发展应用于文件检验的方法和技术,在文件检验领域尤其如此。该领域本身并不是一个经典的学术研究领域。那些有能力进行分析检验的文检实验室的先行者,依靠纯科学和应用科学以及艺术的交流,并不断调整方法、应用相关技术的设备来解决文件检查面临的问题,例如书写时间检验。
在文件取证分析中正在或已经使用的设备的多样性已不可考。一些技术(例如薄层色谱法)自成分分析开始以来就一直在使用,而其他技术则以新的方式方法应用或改进。必须注意的是,无损技术始终优于任何分析取样,因为应尽可能将对文件的损坏保持在最低限度。
本节包含26篇文章,展示分析技术在法庭文件检查中的应用。下面描述了其中的一些,但大多数仅包含在参考文献中[344-370],因为它们主要处理历史文献及其组成部分的分析,尽管这些文献也由文件检验人员进行审查。另外16场演讲[371-385]在会议上进行,与文件检验人员直接相关,以及两个关于该领域新颖分析技术的研讨会[386, 387]。
图尔尼等人[344]成功地将近红外(SWIR; 1000-2500nm)高光谱成像(HSI)应用于展开的纸莎草纸,揭示了220年前隐藏在背面的部分希腊文字。近红外超光谱HSI的应用产生了更好的对比度和易读性,包括与其他纸莎草纸之前在950nm处成像相比,正面保留的大量文字。这些结果证实了将先进技术应用于古代纸莎草以及其他类似条件的文献的重要性。
汗等人[345]认识到多光谱检查对文件检验的重要性,因此着手构建一种低成本扫描仪,旨在捕获文件的多光谱图像。通过断开其内部光源并连接包括窄带发光二极管(LED)的外部多光谱光源来修改标准馈纸扫描仪。他们通过扫描文件来测试该设备,同时用不同的LED照亮扫描仪光导,捕获一个空间维度x,而(y, l)维度则通过馈送文件并调整照明光谱来顺序获取。作者用不到一百美元制造了这个便携式系统,并期望将其用于验证可疑文件的应用。
通过高光谱成像和数据分析,颜料墨水可以被识别,并判断其印刷/书写特征,从而协助真实性评估[346]。然而,由于缺乏具有适当参考信息的数据库,在实践中快速准确的识别是困难的。
本文为了模拟专家识别过程,研究人员探索了高光谱成像与Atlas智能学习相结合的思路。实际测试结果表明,基于图谱特征的卷积神经网络提供了良好的效果,并且添加多元光谱特征可以显著提高精度。
一篇文章[347]研究了四份18世纪摩洛哥泥金手稿的墨水、颜料和纸张。作者采用了X射线衍射(XRD)、能量色散X射线荧光光谱(EDXRF)、扫描电子显微镜与能量色散X射线光谱(SEM-EDS)以及拉曼和衰减全反射傅里叶变换红外光谱(FTIR-ATR),用各种组合来表征这些文件中的各种成分。SEM还可以检查纸张的典型形态,突出降解过程的影响。
佩雷拉等人[348]探索了使用基于同步加速器的扫描宏观X射线荧光(MA-XRF)技术来分析带有擦除(包括签名)的艺术品以确定真实性。使用所得的元素图,可以重建签名。此外,元素图使作者能够确定颜料的组成。还通过SEM-EDS和FTIR技术对这幅画进行了研究。除了支持元素图之外,这些结果还可以获得额外的信息。
显微镜可以检测纸张上涂层的存在,但不能表征它[349]。李等人的团队研究结合显微观察、表面元素分析、显微CT成像和拉曼光谱来表征中国古代纸张涂层的方法。使用高质量微分干涉对比(DIC)成像对文件进行立体分析,然后采用分析技术。该团队应用微型计算机断层扫描(micro-CT)、手持式X射线荧光(hhXRF)和拉曼光谱对这些古代纸张上的涂层和涂层颜料进行无损表征。
下面的列表显示了除了常规使用的立体显微镜、压痕显影器和专门的照明(激发/发射)技术之外的其他可能的分析技术:
· 加速器质谱(AMS)
· 衰减全反射-傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)
· 场发射扫描电子显微镜/能量色散X射线光谱仪(FE-SEM/EDX)
· 傅里叶变换红外光谱(FTIR)
· 气相色谱-火焰离子化检测器(GC-FID)
· 气相色谱/质谱 (GC/MS)
· 热解-气相色谱-质谱法(Py-GC/MS)
· 热脱附-气相色谱/质谱(TD-GC-MS)
· 高效液相色谱(HPLC)
· 高光谱成像(HSI)
· 近红外范围高光谱成像(HSI-NIR)
· 激光诱导击穿光谱(LIBS)
· 显微分光光度法
· 光学相干断层扫描(OCT)
· 粒子诱导X射线发射(PIXE)。
· 光声成像
· 拉曼光谱
· 卢瑟福背散射光谱法(RBS)
· 扫描电子显微镜(SEM)
· 扫描电子显微镜/能量色散X射线光谱仪(SEM/EDX)
· Н紫外-可见分光光度法
· X射线衍射(XRD)
· X射线荧光(XRF)
4.2. 书写工具和墨水
本节包括研究书写工具(包括其墨水)以及用于印刷设备的墨水的文章和其他工作形式。文件的这些元素的表征或比较可能有助于确定文件或文件生产中使用的设备之间的关联,这也是文件检验人员工作中的常见挑战。油墨的特性对于评估如何最好地确定基于这些油墨的文件的引入或生产日期也很重要。
在本次审查评估期间,有33篇文章[388-400]、[401-420]和20篇会议报告[421-440]可以分配给本节。
在这项薄层色谱(TLC)研究[388]中,Aginsky测试了四种不同的溶剂系统,用于分析五种蓝色和黑色钢笔墨水(水性和油性墨水)。作者观察到,由乙酸乙酯、异丙醇、水和乙酸组成的溶剂体系获得了最好的结果,并且比当前SWGDOC法庭书写墨水比较测试方法标准中推荐的溶剂体系(乙酸乙酯、乙醇和水)更有效。
Copper等人[389]使用一种新的毛细管电泳(CE)直接采样技术直接从纸上分析圆珠笔墨水。该团队测试了蓝色、黑色和红色的Bic牌圆珠笔墨水,直接从纸中提取染料并将其注射到CE仪器中,无需任何样品预处理。他们的研究表明,这是一种用于分析书写墨水的可行技术,可以减少分析时间,生成高浓度样品,并且破坏性最小。
戈齐扎等人[390]评估了移动设备的商业应用PhotoMetrix PRO®,以区分蓝色圆珠笔墨水。该应用程序是一款定性和比色分析工具,可对数字图像数据应用单变量和多变量分析,包括主成分分析(PCA)、层次聚类分析(HCA)和偏最小二乘判别分析(PLS-DA)。这种非破坏性且易于使用的方法的结果表明,巴西最常见的蓝色圆珠笔墨水之间具有良好的区分性。该方法可用于确认主观结果,在没有更复杂的仪器时被证明是有用的。
高塔姆等人[391]利用衰减全反射傅里叶变换红外光谱结合主成分分析(PCA)和PLS判别分析(PLS-DA)的化学计量方法分析了50个黑色墨水样品(25个圆珠笔和25个中性笔)。本研究的目的是通过设计一种简单的非破坏性方法来表征黑色墨水样本,该方法还可以确定用于更改和删除欺诈性文件的黑色墨水的来源。这项工作还有助于维护这50个黑色墨水样品的光谱结果库。
内林等人[392]提供了一种无损方法来表征古代铁胆墨水的成分和制造过程。使用二维扫描微X射线荧光与红外反射相结合可以识别元素铁和铜成分,紫外光下的显微镜检查表明存在单宁。
希拉里奥等人[393]使用激光诱导击穿光谱(LIBS)对直接从纸张表面进行的圆珠笔书写进行快速和半无损元素分析。这项概念验证研究的目的是用最少的脉冲数获得十七种不同笔之间的最大差异。评估了仪器变量、延迟时间、激光脉冲能量和每点脉冲数。铜(Cu)原子发射线对两支相同颜色的笔表现出最佳的辨别能力;然而,支票纸的背景贡献限制了该技术的多元素概况。LIBS分析获得的结果通过油墨的微波辅助消解和ICP OES分析进行了验证。最后,进行了真实情况测试,其中通过所提出的方法分析伪造文件,作为区分来自不同钢笔的两种相同颜色墨水的替代方案。
陈等人[394]通过LIBS分析铅笔标记和引线来识别铅笔的种类,对四支不同硬度和黑度的铅笔进行了测试。铅笔芯的光谱通过BP神经网络和K-最近邻(KNN)结合PCA进行处理。BP神经网络的识别准确率为97.9%,PCA-KNN的识别准确率为98.33%。
阿西奥格鲁等人[395]制备了消失墨水,分析了百里酚酞浓度和墨水溶液的pH值对消失时间和破译的影响。作者使用视频光谱比较仪(VSC设备254nm照明)和化学方法(NH3蒸气)来破译消失的文本。值得注意的是,使用任何一种方法都无法破译所制备的墨水中的一种,并且这两种方法的总体结果没有不同。通过使用NaOH喷涂方法,油墨重新出现,但这些化学方法可能会改变基材和油墨。Hilal和Twfiq也研究了消失墨水[396],因为它们有可能被滥用于伪造和伪造。研究人员使用不同浓度的百里酚酞(Th-ph)和邻甲酚酞(O-Cph)制备了消失墨水,然后将它们应用到不同类型的手写纸上。通过使用不同方法破译褪色的文件,发现当碱浓度增加时,墨水稳定性更好。商业纸张表面比其他纸张具有更高的手写稳定性。当用碱性溶液处理时,所有褪色的文件都是可见的,但是当暴露于热时则没有效果。
刘和李[397]使用光谱分析(红外和荧光光源)、FTIR和显微分光光度法区分了六种黑色和蓝色的中性墨水。作者建议进行进一步的测试来验证该方法。赵等人[398],通过FTIR分析了30支不同品牌、型号和墨水颜色的可擦除笔的墨水。他们使用化学计量学方法(PCA和热图)对它们进行分类。查亚尔等人也研究了可擦除墨水[399]。他们的文献和调查显示,一些可擦墨水笔一直被用来对支票、提款单、即期汇票、固定存款收据、假币和其他重要文件等银行票据进行经济欺诈。他们研究的目的是开发一种简单、快速、灵敏、环保的程序来恢复可擦除墨水的原始文字。
通过高光谱成像(HSI)对来自不同制造商的不同类型的蓝色、黑色和红色墨水(中性墨水、圆珠笔和液体墨水)[400]进行了分析。对光谱进行预处理,然后应用t-SNE(t分布随机邻域嵌入)算法来降低数据的维数。将2D t-SNE可视化与主成分分析(PCA)可视化进行比较。根据作者获得的结果,t-SNE在降维方面优于PCA——更好的可视化和聚类质量的提高。
纳伊姆·穆罕默德·阿斯里等人[401]提出了一种使用传统化学计量学技术的替代方法来区分红色中性墨水笔的方法。该团队使用无导向的自组织特征图和偏最小二乘判别分析,使用从拉曼光谱获得的数据集对红色凝胶墨水进行分类,然后通过与光谱库中的墨水进行比较来识别这些墨水。他们的方法能够在盲测中正确分类和识别红墨水的来源。
通过GC/MS对来自巴基斯坦的11种钢笔墨水(三种蓝色、四种黑色和四种绿色)进行分析以区分它们[402]。对于每种颜色,辨别能力为一(1)。
Moore和Buzzini[403]提供了对多孔尖头书写工具的回顾,以彻底讨论多孔尖头笔在历史上的发展、有助于区分多孔尖头笔和其他液体钢笔墨水之间的笔划特征的标准,以及收集的关于他们属性的所有信息。作者整理了调查结果,其中包括2018年至2019年141个不同品牌和966种单独产品的规格。该审查包括现有的多孔尖笔研究,目前的开源调查结果可以突出法医文件检查员在被要求表征和比较多孔尖笔在有问题的标本上留下的图形、物理和化学特征时必须面对的几个挑战。
布齐尼等人[404]评估了喷墨打印文件的三种色点(青色、品红色、黄色)的拉曼数据是否构成了足以区分的化学特征,以时效和非破坏性的方式提供可靠的调查线索。线性判别分析的三种变体(PCA-LDA; PLSDA; 稀疏LDA)对一组11个喷墨打印机墨水样品的231个拉曼光谱进行了评估,这些样品之前进行了视觉比较。结果表明,尽管光谱视觉比较仍然优于根据小峰区分拉曼光谱,但稀疏LDA为各个颜色提供了最高的分类潜力(即最高准确度),并且当光谱数据来自三种颜色混合在一起。
在他们的研究中,Lian等人建立了一种简单且广泛适用的GC-MS方法来区分喷墨打印机打印文件油墨的不同成分[405]。开发了一种通用GC-MS方法来分析从喷墨打印文件墨水中提取和分析其墨水成分。结果表明,在195种墨水中检测和识别的多种成分可用于区分打印机制造商。通过对七个样品的连续监测,观察到溶剂浓度随时间下降的趋势。结果表明,该方法对于取证分类目的非常有用,并且无论存储环境、纸张或打印机的影响如何,都可以发挥作用。该方法在伪钞分析中的应用说明了该方法的可行性和适用性。
基塞尔等人[406]致力于开发一种强大的方法和数据分析程序来识别艺术品中的红色染料,而传统方法无法收集染料。通过表面增强拉曼光谱(SERS),可以从稀释和降解的染料中获得识别分子信息。该团队采用微创、软机械采样方法,使用定制的聚合物水凝胶表面轻轻接触印刷纸张,曝光面积约为1mm2,以收集微米直径的着色剂颗粒。为了验证样本采集方法是微创的,在紫外光和白光下对采样前后的试纸进行了拍照;对采样区域进行DART-MS分析。建立了SERS光谱参考库,并通过光谱匹配遗传算法(GA)使用。50次单独的GA运行返回的结果在50次运行中的48-50次中精确匹配至少一种染料成分,并在50次运行中的29至50次中与混合物中的两种染料匹配。
艾特肯等人[407]通过使用由功能数据分析确定的似然比来解释墨水的显微分光光度法(MSP)光谱的结果。将40种墨水的墨水线绘制在白色打印纸上,然后将碎片切割并固定到显微镜载玻片上,然后放置在MSP仪器的显微镜载物台上。该方法与CIE墨水辨别方法进行了对比,结果发现其性能具有可比性。
Yadav和Sharma[408]使用衰减全反射(ATR)–傅立叶变换红外(FTIR)光谱与化学计量学对纤维尖笔进行分类。作者选择这项研究是因为这些笔作为书写工具很受欢迎,而且对纤维笔墨水的分析工作很少。在本研究中,作者尝试使用衰减全反射(ATR)-傅立叶变换红外(FTIR)光谱并辅以主成分分析,将不同品牌的黑色、红色、绿色和黑色纤维笔尖分类为各自的品牌(PCA)和线性判别分析(LDA)。
钟等人[409]提出了一种用于文件检验应用的增强型时间分辨荧光成像方法。在该方法中,开发了双门强度相关增强算法。与传统的快速荧光寿命测定成像方法相比,该方法注重提高图像对比度并有效去除背景噪声。在他们的概念验证测试中,选择了三个品牌的相同颜色的荧光笔,并显示出细微的荧光差异。仿真和实验结果证明该方法能够提高时间分辨荧光成像的能力。
博姆哈特等人[410]应用中性SO2簇(DINeC)诱导的软解吸/电离结合质谱(MS)来研究荧光笔墨水的化学成分和不同类型降解的识别。
达塞纳等人[411]提出了一种基于归一化颜色直方图距离来区分钢笔墨水颜色的方法。对纸质支票纸上的七个蓝色和七个黑色钢笔墨水样品进行了评估。使用优化函数来识别距离阈值(决定一对单词是否由同一笔书写)。这些阈值用于定量分析颜色模型在手写文件中区分钢笔墨水的能力。对于此任务,YCbCr颜色模型被认为是比RGB颜色模型更好的颜色模型。然后,MLP分类器使用这些统计特征来区分一对单词是使用同一笔还是不同的笔书写的。
科拉迪尼等人[412]创建了一个参考工具,用于使用反射光谱(在可见光和近红外区间)、傅里叶变换红外光谱(在衰减全反射和反射模式)和拉曼光谱来识别颜料。
从保存和历史分析的角度来看,以下文章提供了文件检验人员在墨水检查中可以应用的宝贵信息。
Ali和Henin[413]对老式手工彩色照片明信片进行了光谱分析,以获取有关材料和技术的知识,以了解其劣化路径;并据此做出正确的保存选择。使用USB数码显微镜,所使用的照相工艺被鉴定为银明胶。使用扫描电子显微镜、能量色散X射线光谱、衰减全反射傅里叶变换红外光谱和拉曼光谱进行进一步分析,揭示赤铁矿、钴蓝和那不勒斯黄的存在。
Ridolfi[414]提供了与历史泥金手稿中使用的颜料和天然粘合剂的复制相关的练习大纲。该练习介绍了现代颜料的显微镜检查以及它们与历史上源自矿物和天然颜料的手工研磨颜料的区别。详细介绍了源自蛋清和蛋黄的天然粘合剂的制备,以及对这些天然粘合剂在艺术纸上的颜料与金镶嵌应用中的相对效用的观察。
路易斯·奥布雷贡等人使用X射线荧光元素分析表征了1799年至1825年南美手稿中墨水的成分[415]。
卡彭等人使用拉曼和主成分分析(PCA)根据本文件中使用的墨水确定Artemidorus纸莎草是否是在三个不同时代书写的[416]。
伊朱瓦迪内等人通过X射线荧光、光纤反射和拉曼光谱等几种非侵入性技术,确定了九份阿尔及利亚古老手稿的墨水和颜料成分。作者鉴定了几种古代墨水,包括铁胆墨水和象牙/骨黑,以及一种由烧焦的羊毛制成的墨水[417]。
帕克等人展示了一种新的计算方法,该方法可以捕获、增强并使碳墨水在微计算机断层扫描中产生的特征可见[418]。
埃斯皮纳等人的文章。专注于使用不同的光谱方法(拉曼、SERS和红外)来区分结构相关的五倍子多酚单宁酸、没食子酸、连苯三酚和丁香酸,以及铁五倍子墨水中的成分[419]。这些分子中存在的不同官能团及其空间分布导致其光谱发生轻微变化。
菲拉斯库等人[420]研究了非破坏性和非侵入性技术,例如光学显微镜、X射线荧光、红外显微镜和拉曼光谱。他们还提出了评估表面pH值和紫外摄影等一般特性的方法。在纸样上鉴定出三种类型的墨水:浅褪色黑色墨水、黑色墨水和红色墨水。在红色墨水中,朱砂被确定为主要颜料,并含有微量的铅红。黑色墨水被识别为打印机墨水。褪色的黑色墨水被认为是添加了碳的铁胆墨水。多种技术方法揭示了有关所用墨水的细节,例如混合配方的使用和多种颜料的存在。
4.3. 印刷技术
印刷技术的确定可用于确认或反驳设备之间的联系,甚至文件的所有者和生产地点之间的联系,因此形成了另一个由四本教科书组成的研究问题集[441-444]。下面关于传统打印的小节包括26篇文章[445-466],而题为3D打印的小节包括六本教科书[467-472]和四篇文章[473-476]。添加了23个会议演讲仅供参考[477-499],以及三个涵盖适用信息的研讨会[500-502]。
2019年出版的《印刷技术手册》第四修订版[441]详细介绍了印刷方法和应用,为读者提供了对一般印刷技术的牢固掌握,包括革命性的新技术,被誉为唯一一本完整的印刷技术手册印刷产品的商业生产。对于任何对各种印刷文件进行分析的法庭文件检查实验室来说,第二本通用书籍是罗马诺和米特拉诺的《桌面出版史》[442]。这部百科全书式的文字详细介绍了文件制作的历史和演变。
碳转移印刷是一篇关于最早的图像工艺之一的文本[443],该工艺提供了第一个永久印刷方法。本书回顾了碳转移和相关颜料过程的广泛历史,并提供了新的以及以前未发表的材料和技术,例如关于用新识别的化合物预敏化碳组织、关于安全使用和处置六价化合物的信息。铬化合物,以及生产三色碳印刷品的简化方法。
另一篇对文件检验人员有价值的综合文本是库兹涅佐夫的《图像打印技术原理》[444]。本文回顾了自印刷诞生以来印刷行业的技术使用,提供了技术进步的历史回顾,并深入描述了技术基础和工业流程。由于本书是为图形艺术课程的学生编写的,因此它是为需要了解印刷技术所需背景的法庭检查学界精心设计的。
4.3.1 传统印刷技术
小陈等人尝试根据少数字母的图像质量指标和灰度共生矩阵(GLCM)的统计特性,对HP、Canon和Epson的27种喷墨打印机型号进行分类[445]。KNN分析的分类结果高达98%,LR的评价显著。他们的方法甚至能够从打印文件中的几个字母中找到特定的喷墨打印机。
马等人[446]使用双向打印头分割线或喷嘴遮挡标记结合打印头的最大规格来确定文件被打印的次数。
托马尔等人[447]提出了按时间顺序概述打印墨粉法庭鉴定中的分析技术。该研究对过去四十年所采用的分析技术的趋势、进步以及它们各自的优势进行了批判性讨论。本文包括光谱、显微和色谱技术等分析方法。还介绍了打印墨粉的检查,以及侧重于墨粉和打印文件的物理和光学检查的研究。大多数研究表明ATR-FTIR在识别墨粉中存在的粘合剂方面的功效。拉曼光谱已广泛用于识别印刷样品中使用的颜料类型。SEM-EDX、XRF、LIBS、LA-ICPMS等技术用于碳粉的元素分析。最近的文献表明,非破坏性技术的出现,不需要或最少的样品制备,并维持样品作为证据的完整性。另一个重大发展是使用数据融合技术和化学计量方法来增强样品的辨别和识别。
Aginsky[448]使用光学方法、溶解度测试和薄层色谱法来确定真实案例中的两份文件是否使用相同的碳粉打印。两种碳粉在氯仿中的可萃取性显著不同,表明两种碳粉的化学成分不同。在这种情况下,溶解度测试比光学和薄层色谱方法更具辨别力。
李等人评估了在基于图像物理指标的定量检查中使用33个特征参数区分激光打印文件的可能性[449]。本文对五个品牌的14台激光打印机的打印文件进行了研究,并使用ImageXpert测量了用于描述打印字符的面积、灰度、线条/边缘和连通性的33个特征参数。采用随机森林算法对33个特征参数对打印文件的判别能力进行排序。研究结果表明,根据这33个特征参数,可以区分实验中使用的不同品牌的打印机,并且同一品牌内的大部分不同型号也可以区分。
波尔斯顿等人[450]分析了磁滞和其他感应空间效应对碳粉打印文件磁通量测量的影响。分析了五种不同打印机的文件,对每个文件进行测量,在五个不同位置的四个不同方向,按点进行30次重复测量。为了评估磁滞效应和感应电流定向效应的影响,他们使用了单向和双向方差分析(方差分析)。结果表明,两者都会对磁通量测量的变化产生影响。为了克服这个问题的一部分,作者建议调整采样方法,在整个采样过程中将传感器旋转90°,并收集足够数量的重复测量值。
库马尔等人[451]通过ATR-FTIR分析了碳粉和喷墨墨水,并使用化学计量学方法确定其是否属于激光、喷墨或复印机设备。在应用PCA(主成分分析)和HCA(层次聚类分析)之前,用SNV(标准正态变量)算法对FTIR光谱进行预处理。这种方法对于激光或复印机设备的分类很有希望,但不适用于喷墨设备,因为可以通过简单的光学分析来区分它们。
在他们的研究中,Salim和Abdalla从打印输出中确定了彩色激光机的来源[452]。该团队使用三个定义的步骤(打印、扫描、提取)检查了来自93台Ricoh®不同彩色激光打印机的400个彩色激光打印输出样本,以测量和计算数据。Adobe Creative Cloud Photoshop 2018被用作图像处理的取证工具。研究结果成功地呈现了基本编码点阵图案(CDMP),该图案表征并对应于Ricoh®彩色激光机,准确率达100%。
乔希等人开发了一种源打印机识别方法,该方法基于这样的假设:由于电子照相印刷过程的特性,打印的字母表现出特定位置的变化[453]。
贾恩等人[454]提出了一组用于表征文本行级几何扭曲的特征,并提出了一种新的系统,用于识别印刷文档的来源。在一组14台打印机上进行的详细实验表明,所提出的系统在较小的训练尺寸限制下实现了良好的性能和更高的精度。例如,使用具有三种不同字体和14台打印机的页面/打印机/字体训练的分类器实现了98.85%的平均分类准确率。
根据Joshi和Khanna[455]的说法,使用图像处理技术根据源打印机对打印文件进行分类的自动化系统的开发在多媒体取证中获得了广泛关注。当前的系统要求来源不明的受质疑文件中存在的字体必须在用于训练分类器的字体中可用。在本文中,作者试图通过引入一种新颖的打印机特定局部纹理描述符(PSLTD)来克服这一限制,该描述符具有编码和重组策略,可增强其判别能力。
在这项研究中,李等人[456]确定了防伪系统(CPS)代码的稳定性和特异性。这项研究涉及使用图案位置测量方法对防伪系统代码单元随时间的变化进行分析。建立了四种类型的特征:CPS图案单元、CPS单元的距离、点的位置、点的大小和形状。除了Xerox品牌发生部分变化外,其他品牌没有随时间发生变化,这表明CPS特性是稳定的。
为了确定是否可以获得单独的重复图案单元来识别打印的彩色激光文件的分类,Li等人使用模式位置测量方法[457]。在他们的研究中,使用四个类别特征来识别打印源:(i)图案与打印输出方向之间的关系;(ii)观察迹线代码图案单元中的形状特征;(iii)迹线代码图案单元中的特征排列;(iv)轨迹码图案的排列关系。
Hamzehyan等人在他们的论文中。提出了一种利用打印纹理的基本特征并通过联合因子分析技术对其进行细化的打印机来源识别的新方法[458]。
Gupta和Kumar使用文件分类器模型将有问题的文件有效地分类到各自的打印机类别,并使用自适应增强和引导聚合方法来提高分类准确性[459]。
连续喷墨打印依赖于利用电场将带电液滴精确地引导到表面[460]。在本文中,作者研究了偏转电极上墨水的堆积或不需要的沉积。他们报告了一种基于激光的高速可视化技术来观察堆积,并表明它源于从主要打印液滴中脱落的小卫星液滴。对材料堆积进行了表征,揭示了其纳米级颗粒的性质。
阿斯里等人能够使用拉曼光谱和化学计量学区分喷墨、激光和复印机打印的文件[461]。本文提出使用拉曼光谱结合主成分分析(PCA)和偏最小二乘判别分析(PLS-DA)来区分来自不同技术的印刷文件。本研究中使用的化学计量方法显示了印刷文件分类和个性化的潜力,并且拉曼光谱针对激光、喷墨和复印机的每个类别产生了具有特定官能团的独特峰,所有样品均被正确分类。
Takaoglu和Takaoglu在黄点分析中对打印机隐写术进行了小型调查[462]。
源打印机识别可能是法证文件检查中的一个挑战[463]。在他们的研究中,乔希等人提出了一种从通过智能手机获取的文件图像中识别源打印机的方法。作者建议使用单个CNN模型来融合字母图像及其打印机特定的噪声残差。他们创建了一个新数据集,其中包含由18台打印机打印的2250个文本文件的文件图像,并由智能手机摄像头以五种采集设置采集。所提出的方法在“5 2交叉验证方法”下使用字母“e”的图像实现了98.42%的文件分类准确率。此外,当使用大约五十万个所有类型的字母进行测试时,它分别实现了90.33%和98.01%的字母和文档分类准确度。
米什拉等人[464]审查了仅提交文件的复印件进行审查时文检人员意见的问题。提出了一个案例研究,强调法庭文件检验人员需要使用提交审查的复印件时应当表达“任何结论都是可能的”,以防原件没有出现,以便他们的意见证据,无论看起来多么微不足道,都可以被考虑,并由法院根据其他证据以及案件的总体事实和情况采取行动。
蔡等人[465]致力于开发一个系统,利用深度学习的卷积神经网络(CNN)来识别文本和图像文件的源打印机。对于打印文件,基于特征的SVM系统以有限的差距优于深度学习系统,而对于扫描文件,两个系统都同样出色且具有高精度。
G´al等人[466]研究了非破坏性方法的应用,包括傅立叶变换红外光谱法与主成分分析(PCA)和多元方差分析(MANOVA)相结合来区分黑色激光打印。对10个品牌、49种型号的激光打印机进行了调查。应用PCA来识别激光碳粉样品之间的差异。激光打印光谱的PCA被用作墨粉识别方法的基础。测试了未知打印的光谱与数据库中的光谱之间的差异。准备在三台不同打印机上打印的文件来评估该方法;MANOVA测试和PCA散点图确认该文件是在三台不同的打印机上打印的。
4.3.2 3D打印技术
作为一种技术,3D打印已经成为主流。由于文件检验人员对各种打印技术(从最早的迭代到当今的新技术)拥有广泛的了解,因此3D打印机的检查已成为许多文检验人员的工作内容的一部分,因此有必要在本次审查中分出一小节。虽然本节关于3D技术的内容还远未完成,但它确实提供了一些构建主题的内容。
编写本回顾期间,出版了多本关于3D打印主题的教科书。Awari等人、Mendis等人、Dave和Davim、Torta和Torta、Horvath和Cameron、Muralidhara和Banerjee编写的文本涵盖了3D打印的许多方面,从技术的完整介绍到增材制造和3D打印知识产权和监管的技术和方法。这些教科书为读者提供了这项新技术的良好基础知识,有助于法庭文件审查员了解这种印刷技术[467-472]。
阿伦森等人[473]通过使用立体显微镜和比较显微镜,将使用聚乳酸(PLA)丝的3D熔融沉积成型(FDM)打印机连接到打印物体。他们比较了打印物体底面上的标记和3D打印机加热台上发现的标记。
Brinsko-Beckert和Palenik[474]为了确定其形态和化学特征,分析了打印过程中产生的灰尘颗粒。该研究的目的是检测、识别和辨认3D打印机产生的灰尘颗粒。为了得到进展,作者测试了不同的仪器。使用的样品是由丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)或聚乳酸(PLA)组成的热塑性长丝产生的粉尘。ABS颗粒大多较大,而PLA颗粒较小。使用立体显微镜或偏光显微镜通过形态、光学性能、颜色和荧光来识别ABS颗粒,而使用FE-SEM-EDS观察PLA颗粒。为了鉴定聚合物,由于ABS颗粒较大,因此使用拉曼和FTIR,而当颗粒较小(如PLA颗粒)时,则需要使用Py-GC/MS。作者建议,应研究其他特征,以区分细丝及其产生的灰尘颗粒,如颜料、染料、填料、添加剂或夹杂物。
专家可能会对Trincat等人研究的第一部分[475]感兴趣。对3D打印件及其上的痕迹进行分析,以获得有关打印过程、3D打印机、打印参数和所用聚合物的信息。使用4台不同的打印机和3种不同的打印工艺(2种基于材料挤出原理,1种基于还原光聚合原理,1种基于粉末床融合原理)3D打印了36个“解放者”塑像,并对11种聚合物进行了测试。对这些部件的检查使作者能够确定所使用的打印过程和一些打印参数,这有助于确定给定的命令文件、切片器或3D打印机是否可能是有问题的3D打印部件的来源。
Day等人的文章中对3D打印机的工程特性和所用材料进行了回顾和评估[476]。本文介绍了用于识别3D打印机来源的法庭技术的潜在应用和发展,以及可能用于涉嫌犯罪活动的打印材料的比较。
如前所述,印刷技术的参考部分包括许多参考文献[441-502]。
4.4. 印章和印章油墨
印章已经在各种形式的商业和社会用途中使用了数千年,并且在全球旅行和身份证件以及区域性业务过程文件中仍然发挥着重要作用,在本次审查期间已经发表了关于这个主题的11篇文章[503-513],以及七个会议演讲[514-520]。
Li和Hui[503]分析了来自不同制造商的几种复制印章,以记录对印章制造中常见做法的更好理解,特别是原始印章印刷的质量如何影响最终产品(复制印章)。他们将印章印记与原始印章进行比较,以确定是否可以区分它们。比较基于尺寸和缺陷。为了制作良好的复制印章,源印模的质量、扫描仪设备和制造商的知识至关重要。为了获得完美的复制印章,需要几个控制条件。
鲁利等人[504]比较了不同排列和环境条件下的印章印迹测量结果,没有发现显著差异。他们得出的结论是:“大于0.09厘米的差异支持了实际使用了两种不同印章的假设。”当使用不同制造商的印章时,差异可达0.29厘米。
王等人[505]通过高光谱成像(HSI)分析了21种印台油墨,并采用化学计量学方法对其进行分类。从高光谱图像中,通过像素融合获得反射光谱数据。测试了主成分分析(PCA)和非负矩阵分解(NMF)来可视化数据,但呈现的结果并不好。然后,测试反向传播神经网络(BPNN)和一维卷积神经网络(1D-CNN)对印章进行分类。1D-CNN呈现出最佳的分类稳定性和效率。训练集的分类准确率为98.30%,验证集的分类准确率为97.94%。
使用ATR-FTIR对16个品牌的蓝色印章油墨和12个品牌的红色印章油墨进行了分析[506]。通过目视比较计算出辨别力分别为96.6%和93.9%。根据数据进行PCA-LDA和PLS-DA对印墨进行品牌分类,效果良好。
查亚尔等人着手开发一种简单、快速、灵敏、环保和非破坏性的方法来识别橡皮图章上的签名[507]。在本案例研究中,使用相对较高的164倍放大倍率和角度位置的斜光进行光谱分析,以观察来自制造过程以及橡皮图章签名周围的磨损痕迹。
Zubova等人的文章[508]概述了印章的特征,考虑了印章使用过程中特征出现的条件,展示了其变化的演变过程,概述了特征存在的时间段,并定义了特征归属的标准识别重要的时间特征。为了得出签章(印章)印记是在特定时间留下的明确结论,必须确定在一定时期内所研究的印记及其副本中出现的一组持久的个体特征。
Jiang和Sun[509]在其详细介绍印章复制防伪特性的文章中致力于防止印章伪造。他们提出了两种方法来获得难以复制的点结构并提供相应的色彩管理方法。
Li和Liu[510]提出了采用手写签名风格制作的感光签名印章的综合检查方法。作者提出了一种包括显微分析和墨水成分分析的方法,提高了检查过程的准确性和检出率。他们的研究收集并测试了光敏印台墨水、钢笔墨水、中性墨水和可擦墨水,并使用红外和荧光分析以及显微分光光度法将光敏墨水与可擦墨水和钢笔墨水区分开来。
在他们的研究中,王等人[511]结合高光谱成像(HSI)技术和深度学习,探索了一种快速、无损识别印台油墨的新方法。作者收集了20种不同的印台油墨,并用它们将每种印章在A4打印纸上印制了6个印章。获得高光谱图像,并使用不同的深度学习技术处理数据并对结果进行比较。高光谱成像技术与一维卷积神经网络1D-CNN的结合代表了一种潜在的简单、非破坏性且快速的印台油墨检测和分类方法。
莎拉等人[512]研究了印台油墨和电子照相(墨粉)印刷之间的相交线。在这项研究中,作者使用了六种不同品牌的印台墨水、五种不同品牌和型号的激光打印机的碳粉、三种类型的纸张、三种印章制造方法以及两种印章材料来生产异质相交笔划样品。显微镜和分析仪器技术(即拉曼光谱)的结合成功地区分了碳粉和所有品牌和颜色的印台油墨的交叉笔划顺序。
如果多个复制文件上的多个印章印迹似乎与文件上的其他元素(例如签名行)具有相同的相对位置和方向,则文检人员必须考虑这些印章印迹可能是以下原因的结果:剪切和粘贴操作(因此不是上墨过程的产物)或偶然匹配的原始印章印迹,即随机机会匹配[513]。这项概念验证研究检查了一位作者在文件上以特定方式故意对齐和定位印章所形成的印章印迹,同时考虑了印章模具的形状、印章外壳以及签名线的存在。发现具有匹配相对位置和方向的印章印迹的百分比在0.08%到0.69%之间。这项探索性研究表明,当多个复制文件中遇到的印迹相对于文件中的其他元素具有相似的位置和方向时,文检人员必须客观地考虑它们是通过“剪切和粘贴”操作还是偶然发生的。
与上一节一样,七个会议演讲[514-520]仅作为参考。
4.5. 基材
基材是创建文件的媒介,涵盖范围广泛,包括但不限于传统纸张、人造基材(例如聚合物和石头纸)以及镜子、黑板和墙壁。两本教科书[521, 522]、13篇文章[523-535]、12篇会议报告[536-547]在本次审查期间将基材作为主题。
Bajpai于2021年发表了一篇文章,为制浆造纸行业的专业人士以及法庭界提供了有关制浆造纸的最新技术和方面的最新、最全面的信息——非木植物纤维[521]。还发表了Bhat等人的文本,关于纳米技术在造纸和造纸工业中的应用[522]。本文涵盖了纳米纸和纳米木材,可以作为这些最新技术进展的良好参考。
在他们的研究[523]中,使用热重分析(TGA)对24种不同类型的书写纸和印刷纸及其成分进行了表征和区分。尽管目视检查观察到的差异很小,但根据它们的动力学参数获得了显著差异。结果显示所有可能的纸张样本对之间的辨别率为99.28%。
板宫等人[524]利用物理分析(克重和厚度)、X射线衍射(XRD)、X射线荧光(XRF)、扫描电子显微镜/能量色散X射线光谱(SEM/EDX)分析和区分了六种水溶性纸张)并通过格拉夫“C”染色进行纸浆分析。
Lee的研究[525]评估了使用ATR-FTIR对纸张样本进行分析和分类的潜力。结果表明,仅依靠FTIR光谱不足以对样品进行分类和判别,有必要使用回归树(CART)等分类方法。
刘等人的研究[526]模拟了23个历史碎布纸样品在多色可见辐射下的光降解。
卢切伊科等人[527]探索使用分析热解-气相色谱-质谱法来研究不同历史时期的纸莎草中发生的化学变化途径,并了解不同的化学保存状态。
Proietti等人的研究详细介绍了意大利13-15世纪各种分析技术的手工纸的多学科分析特征[528]。
赞博尼等人通过pXRF、ATR-FTIR和显微镜分析历史照片以确定其成分。Bittencourt Bovolenta在第一篇文章的在线评论中讨论了作者提出的ATRFTIR和XRF的结果。他们认为照片中的粘合剂材料可能被错误识别,并建议使用不同的XRF[529]。
加齐等人进行的研究是通过在纸张制造过程中进行修改来提高纸张的印刷适用性[530]。各种类型的苯乙烯-丙烯酸酯聚合物乳液被用于使用不同的乳化剂对不同的纸张进行性质改善。结果表明,聚合物涂层纸张的光泽度和油墨密度显著提高。
曹等人合成了水性清漆以提高喷墨打印纸的印刷适性,以及提高耐水性、附着力和耐摩擦性[531]。
托马尔等人[532]研究了一种通过使用ATR-FTIR光谱和光谱分析以及化学计量学来检查热敏纸的非破坏性方法。
迪图罗等人[533]能够使用固定微粒伏安法(VIMP)来区分用于保护和修复的纸张。化学计量学可以识别样品中不同的造纸生产技术,并且可以通过实验根据样品的内部化学差异对样品进行分组。他们提出的方法旨在开发一种微侵入性方法,该方法可以区分古纸的化学和制造方法。
齐巴-帕卢斯等人[534]进行了一项研究以协助论文的法庭调查。他们研究的目的是通过研究论文老化过程的特殊性来评估区分论文的可能性。该团队对五个纸张样品进行了人工老化,然后使用红外和紫外/可见光谱分析了这些样品,然后进行了二维相关分析和主成分分析。结果证明,这种论文区分是有希望的。然而,样本量是有限的。
斯塔斯科娃等人研究了无碳纸[535]。为此,作者选择研究结晶紫内酯(CVL),它是无碳纸中最常用的显色剂。他们验证了CVL在无碳纸中表现出与办公用纸不同的特性,并利用CVL在红外区域发光的能力来监测热老化和光老化对复印件物理和化学特性的变化。分析了无碳复写纸和办公用纸之间的视觉、色度和结构差异。
本节参考文献[536-547]中包含的12个会议报告在此不再赘述。
4.6. 文件制作时间检验
确定文件的制作日期仍然是文件检验人员遇到的最常见且通常最困难的问题之一。确定日期有两种主要方法:静态方法是最直接的。此方法用于通过确定用于创建文件或文件组件的技术的生产日期或引入日期来解决确定年代的问题。例如,如果在据称已制作文件时,用于制作文件的材料或工具不可用,则这是不合时宜的。用来描述这一点的另一个词是绝对形成时间。
而动态方法,则考虑了文件随时间演变或变化的某些特征。这里考虑一下文件上的垃圾痕迹,这些痕迹是复印机上的污垢、橡皮图章的磨损部分或其它随时间变化的情况。描述这一点的另一个词是相对制作时间。最后,相对制作时间的另一个方面是确定事件的年表或顺序,这可能有助于在相对意义上确定文件的日期。更改、笔划确定顺序和页面替换都是相对于其他事件来确定文件日期的方法的示例。
文件检验人员在评估潜在生产日期时可以检查文件的所有部分,包括笔迹/签名、墨水和墨粉、书写工具、印台、打印机和印刷技术、纸张和其他基材以及其他相关材料,例如如涂改液、色带墨水等,包括用于准备文件的任何其他技术。以下64篇文章[548–580][581–611]以及会议上的17篇演讲[612–628]显示了围绕这一具有挑战性的分析主题的研究活动水平。
Kapoor等人在他们的文章[548]中回顾了确定文件日期的不同方法;他们将这三个主要类别称为静态方法、动态方法和补充方法。作者提供了这些方法的描述,并补充了其他方法,包括加速老化技术、化学计量学、构建文献年表、分析发光成分、放射性碳测年和基于纳米技术的方法。
文件年代测定中的一个重大挑战是确定墨水或调色剂或两者的交叉线的顺序。以下文章讨论了该主题的各种研究。
Mathayan等人的团队对圆珠笔或中性笔墨水与碳粉或喷墨打印线条的交叉点进行了研究[549]。他们结合了微卢瑟福背散射光谱法(micro-RBS)和粒子诱导X射线发射(micro-PIXE)交叉点映射,研究了不同笔以及喷墨和激光打印机沉积的普通纸和墨水/碳粉中化学元素的深度分布。这项研究有助于确定在什么条件下可以重建沉积的墨水序列。
几个团队研究了碳粉打印线和各种墨水之间的交叉点。Chai和Li[550]撰写了影响油墨和墨粉排序的因素。什拉等人考虑采用非破坏性技术来检测交叉中性笔墨水与墨粉打印笔划的顺序[551]。Shraa[552]等人进行了一项更精细的研究,然后使用拉曼光谱和显微镜考虑了镜面反射、油墨光泽、油墨铺展和间隙的物理和化学特性。吴等人使用激光荧光显微镜研究印章油墨印记和碳粉印刷之间的交叉点[553]。2021年,另一项关于印章油墨压痕和激光打印线条的研究重点关注墨粉定影特性[554]。吴等人[555]研究了使用同轴照明来查看电子照相过程(墨粉)和书写墨水之间的线交叉顺序。Binette等人的团队使用Mikrosil™铸造碳粉打印线与蓝色圆珠笔墨水线的交点来确定笔划顺序[556]。最后,Esmaeili等人[557]研究了使用颜色测量技术来对激光打印线和手写墨水线之间的交叉点进行排序。张等人[558]在最初的研究中使用了光学相干断层扫描研究确定中性笔墨水和印章印油印迹之间的笔划顺序。罗德里格斯·德·莫赖斯等人[559]表示,质谱成像(MSI)与简易环境声波喷雾电离(EASI)相结合可用于准确识别印章和钢笔墨水之间相交点处的线条序列。
Rodriguese Brito等人的研究描述了使用拉曼高光谱成像和不同的化学计量技术来客观确定56个蓝色和黑色中性笔墨水线交叉点的时间顺序[560]。Rodrigues e Brito等人的进一步研究[561]评估了使用与多元数据分析相关的近红外高光谱成像来区分相交墨线的潜力。
Kaur和Kaur还测试了光学方法,以确定同质和异质情况下碳粉和钢笔墨水(圆珠笔和中性笔)之间的时间交叉序列[562]。
巴拉克等人[563]通过比较光学技术和使用MeV离子的飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS),研究了不同书写工具(即圆珠笔、钢笔和印章)墨水的交叉点。根据作者的研究,MeV SIMS技术被证明对于油基油墨更有效,而水基油墨则遇到困难,像光学方法一样。
阿尔梅达等人[564]提出了一种用于圆珠笔墨水线交叉点的表征和顺序的非破坏性方法。他们使用激光解吸电离质谱(LDI-MS)和LDI质谱成像(LDI-MSI)来确定材料化学成分的具体信息,而不破坏成分的空间位置,从而可以对笔划进行排序。
萨巴特等人[565]提出了一种使用红外反射摄影与发光、荧光显微分光光度法、傅里叶变换红外光谱法、高分辨率液相色谱法和气相色谱法与质谱法的组合方法来区分圆珠笔的墨水笔划。这项研究使用了一组新制作的墨线,这些墨线是四年前写的交叉笔划。无论是发光红外反射率测量,还是荧光显微分光光度法,作者都无法确定笔划的顺序。样品的FTIR分析根据羟基官能团(OH)的数量,将相交的墨水笔划中的旧样品与新样品区分开来,但会干扰某些笔划。事实证明纸张的成分有问题。HPLC-DAD和GC-MS都能够区分两条相交线中染料和溶剂的相对浓度,根据作者的说法,这些浓度可以确定最古老的油墨,以及它们是否是在不同的时间制造的。
当没有相交线可供检查时,确定打印和书写的顺序要困难得多,尽管经常遇到这个问题。Gupta和Saini[566]通过检查样本文件上墨粉分布、墨水分布和纤维分布的模式,确定了墨粉打印和中性笔书写之间的时间顺序。为了确定时间顺序,分析了三个微观构象特征:墨粉分布、墨水分布和纤维分布。对于调色剂,观察颗粒的形状和外观及其光泽。对于中性笔墨水来说,就是笔划的边缘、墨水分布的规律性和笔划边缘的褪色、边缘的平滑度和笔划的边缘。关于纸张本身,观察凹槽和纤维,特别是如果某些纤维凸起或它们位于同一平面上。作者强调,如果使用黑色碳粉进行打印并且中性笔墨水颜色为黑色,则不会发现任何结果。通过研究300个样本,他们的结果表明,该方法可以成功建立文件打印和中性笔墨水书写的顺序。
通过墨水分析来确认或反驳文件的建议年代长期以来一直是法庭文件检查的研究主题。这项研究通常被称为“确定墨水年代”,是本评论部分许多文章的主题。
戈齐扎等人[567]对蓝色和黑色圆珠笔墨水的墨水形成时间和方法进行了十年的系统回顾,认识到虽然迄今为止发布的方法提供了相对较好的准确性,但需要进一步的研究来考虑诸如文件存储条件、影响等主题。不同钢笔品牌和不同书写者之间的初始墨水量差异以及纸张类型。
Bello de Carvalho等人[568]对蓝色和黑色圆珠笔墨水FTIR光谱进行HCA和PCA。首先,分析了37种蓝色油墨和27种背面油墨。光谱经过预处理(平滑和归一化),然后进行HCA和PCA以按品牌/型号对它们进行分组。随后,他们评估了支撑纸对墨水光谱的影响,并得出结论:五种不同的纸没有影响。在本文的第三部分中,作者对直接从笔芯获得的墨水光谱与从纸上的线条获得的墨水光谱进行了比较,没有观察到差异。最后,对最近使用的八支蓝色钢笔和六支黑色钢笔的光谱进行了分析,并在几天到几年后进行了分析,并应用主成分分析来确定书写日期。作者得出的结论是,这项技术很有前途。
Lyter[569]在各种日常维护之前和之后通过GC/MS分析了苯氧乙醇(PE)标准溶液,以解决各种仪器条件和参数可能对准确测量半挥发性成分数量的能力的影响。对从进样器、色谱柱到源的仪器组件进行了评估;作者确定测试的仪器参数对PE的测量没有影响。
戈尔什科娃等人[570]使用拉曼光谱来测定用三芳基甲烷染料组成的笔书写的文件的年代。他们确定了一组五种书写墨水的临时标记(拉曼带),这些带对应于染料降解。他们使用PCA(主成分分析)将墨水分成与不同创建间隔相对应的组。
在他们的研究中,Leal等人[571]开发了分析方法,通过染料化学变化的表征来确定墨水沉积的时间。根据他们的初步色谱结果,不仅可以区分液体和粘性墨水,还可以区分粘性墨水沉积后的时间。获得了墨水中不同染料的定性和定量化学信息,并用于对墨水进行年代测定。
通过2-苯氧基乙醇分析进行墨水测年的已知方法已成为许多研究的主题,以提高该方法的灵敏度和准确性。Leal等人的一项此类研究[572]旨在确定使用MSTF:TMCS的硅烷化剂/催化剂组合进行衍生化是否会提高该方法的灵敏度,从而允许估计更长时期的墨迹年代。
Mouquinho等人的团队[573]着手开发分析方法,通过表征染料的化学变化来确定墨水沉积的时间。
使用带有二极管阵列检测的高效液相色谱(HPLC/DAD),该团队能够通过分析色谱图和光谱来区分液体或粘性墨水。他们的方法仍在开发中,表明还可以确定粘性墨水的沉积时间。
黄等人[574]结合环保和传统方法来提高圆珠笔墨水相对和绝对年龄估计的准确性。使用拉曼和纸张特性测量等绿色方法首先确定文件和墨水的批次相似性和存储条件。然后使用该信息解释HPTLC结果(Rf和颜色强度)以建立相对年代。
在他们的研究中,欧阳等人[575]使用吸光度比法来确定墨水印记的年代。3分钟和30分钟后用紫外-可见分光光度计分析印章油墨的提取液,以获得吸光度比。作者得出的结论是,这是确定墨迹印记相对年代的合适方法,前提是它们在十周内贴在文件上。但必须满足一定的条件;印墨与纸张的要求、比较应相同,储存条件也应相同。当比较同时印在同一张纸上的两个印章时,也可以应用该方法。
Salkım I˙s¸lek等人[576]报道了确定墨水年代会的案例研究。他们通过高效液相色谱(HPLC)和热解吸气相色谱/质谱(TD-GC-MS)分析圆珠笔墨水,以确定着色剂结晶紫的去甲基化率和溶剂苯氧乙醇的蒸发率。
奥尔蒂斯-埃雷罗等人[577]研究了用于确定中性笔和圆珠笔墨水年代的非侵入性方法。该团队首先使用可见光显微分光光度法捕获了墨水光谱。然后使用主成分分析(PCA)和层次聚类分析(HCA)进行墨水聚类和分类,以确定预测墨水寿命的最佳正交偏最小二乘(OPLS)模型。他们的结果表明,一种有效的技术能够预测墨水中染料的老化过程,最长可达墨水沉积在纸张上两年后的老化过程。
Goacher[578]使用飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)对文件上的单个黑色圆珠笔墨水的交叉笔划进行调查,以获得这些自我的相对时间和绝对时间方法-相交线。她得出的结论是,在最初6个月内,相交线的表面化学发生了显著变化,而在墨水沉积后22个月内发生了较小的变化。对于测试的三种墨水,作者发现这种方法允许在六个月的分析延迟后进行相对年代测定。
使用气相色谱-火焰离子化检测(GC-FID)对三个碳基黑色凝胶墨水笔划中的三甘醇(TEG)进行定量。通过这种方法,作者能够根据墨迹笔划中TEG的含量来区分少于或超过9个月的受质疑的墨迹样本[579]。
Łydẑba-Kopczynska等人[580]应用化学计量方法快速、无损地测定蓝色圆珠笔墨水的褪色和老化。本研究旨在确定显微拉曼和VIS-NIR反射光谱在74种含有酞菁和结晶紫的蓝色圆珠笔墨水的分类和老化测定中的适用性。第一组样品在室温下保存了七年,没有直接暴露在光线下。第二组通过将其暴露在自然光周期下85天进行老化。这项研究的结果证实了该技术方法的潜力。
Baygildieva等人在确定文件老化的工作中,重新评估了用于模拟文件存储效果的人工老化过程[581]。他们的工作得出的结论是,使用紫外线的人工老化无法模拟自然老化的过程,这很大程度上是由于自然老化过程存在许多不同的变量。桑托斯等人[582]在尝试确定文件的制作日期时使用了另一种方法来监测染料降解。他们的工作提出了应用基于图像数据的多元回归模型来监测染料的脱色过程。他们将他们的方法的结果与数字成像和紫外-可见光的数据进行了比较,发现它们具有可比性。
Li通过微红外光谱对印章压印油墨的扩散运动学进行了原位研究,以更好地了解这些油墨在短时间内的扩散行为[583]。
在另一项研究中,Aginsky[584]描述了一种用于确定用于生成打印文件的碳粉颗粒的平均尺寸的微观方法。该特征可用于替代情况或检测不合时宜的情况。为了确定文件是否是由同一台打印机一次性打印的,Ma等人[585]使用显微镜分析了重复定影对墨粉的影响。随着融合过程的重复,调色剂的显微照片变得更亮、更暗或两者兼而有之。作者计算了碳粉显微照片的平均灰度值,以确定文件上是否有重复打印。对于某些激光打印机来说,这个过程是决定性的。如果文件上突出显示这种缺乏一致性的情况,则可能是在同一页面上重复打印的原因。
无碳复写纸是一种特殊的化学压敏材料,可以在其上书写,在中国经常用于商业文件[586]。冯提出了一种基于“褪色”灰度值测量方法的实验分析,以确定何时在此类纸张上进行了手写书写。本文分析了钢笔用溶剂和着色剂的特性及其对笔迹形成的影响。结论是,钢笔墨水和无碳复写纸中的溶剂和着色剂类型都会影响纸张上书写日期的能力。Ornato的研究重新探索了通过水印来确定文件日期的想法[587]。该方法的有效性基于水印的使用时间长度和由此产生的纸张的“消耗周期”的持续时间的客观标准。可以使用水印来标明日期,并且水印越旧,标明日期的可能性就越大。该方法的缺点是需要具有引入日期的已知水印的大型库,以便能够与所质疑的水印进行比较。
席尔瓦等人[588]研究了红外光谱在文献测年中的应用。在本文中,作者评估了红外光谱和化学计量方法的复杂性,表明由于纸张的降解取决于多种因素,因此在将这些方法用于法庭目的之前必须仔细评估。巴斯塔等人[589]研究了一种检查打印文件并注明日期的新方法,涉及在打印过程中使用打印机的机器识别码(MIC)和UV荧光墨水。他们的方法可以通过指定MIC打印文件的授权日期和位置来帮助工作人员检查有疑问的文件。
Botti等人的一项研究通过比较纸张的降解过程,提供了一种使用光谱方法来确定纸张年代的非破坏性方法[590]。本研究的重点是根据拉曼和荧光光谱特征的变化寻找老化标记。由于不同年代的纸张样本经历不同的化学老化过程,所提出的诊断方案基于拉曼和发光光谱结合形态分析来获得整个页面的二维化学映射。
最后一类确定文件年代是许多涉及历史文献及其组成部分的文章的主题。
奥马约等人对历史手稿测年方法和技术进行了全面回顾,从传统到现代(基于计算机)方法[591]。
皮戈尔施等人[592]使用加速器质谱通过放射性碳测量对论文中的淀粉进行了测定。他们使用了1950年至2018年已知生产年份的50个纸样。含淀粉植物的校准年龄与实际收获年份之间的差异长达三年。作者认为:“受质疑文件上的日期与所用纸的实际生产年份之间的潜在差异可能只有1-5年。”
丁等人[593]评估了使用固相微萃取结合气相色谱-质谱法(SPME-GC/MS)来评估中国传统手工纸的降解情况。该团队收集了来自中国三个不同省份的手工纸进行这项研究。他们鉴定了纸张散发的挥发性有机化合物(VOC),评估了样品的人工老化对挥发性有机化合物的影响。
卡拉等人[594]使用非破坏性和微破坏性方法识别出历史文件中可能存在的伪造品。研究小组主要研究了Privilegium maius(某文物)上的墨水和染色线,并使用光纤漫反射光谱(FORS)分析来区分存在的黑色墨水的类型。该文件的大部分内容是使用铁胆墨水书写的,但也发现了其他不同的墨水。使用FORS和光纤分子荧光光谱法(FOMF)对染色的线进行分析,然后使用微创技术来确定线何时被染色。
蒂图班特等人[595]提出了一种以非破坏性方式表征纸张和墨水的多技术方法。作者使用红外反射成像、X射线荧光和比色法、带紫外/可见检测的高效液相色谱以及傅里叶变换红外光谱等分析化学技术,根据化学成分对纸张和油墨进行分类。
乌贝尔卡塞姆等人[596]通过完全非侵入性的多种技术分析结合元素X射线荧光(XRF)和结构/分子拉曼、衰减全反射-傅里叶变换红外(ATR-FTIR)和光纤漫反射(FOR)除了pH值和比色测量之外的光谱学。他们的研究结果丰富了有关这一历史时间和地点的真正古代羊皮纸的知识体系。
Bausch等人的出版物试图强调光引起的纸莎草降解的影响,并促进对潜在老化机制的理解。尽管这项加速老化研究支持未来的保护措施,但其在法庭学中的应用同样有价值[597]。另一项研究[598]探索了ATR-FTIR与化学计量学相结合的无损应用来区分古代论文。
一项研究旨在探索一种估计书画篆刻年代的模型[599]。作者利用密封件样品热老化引起的反射光谱变化,建立了光谱热老化模型,可用于估计密封件的老化时间。
另一项研究提出了一种基于铁胆墨水随时间在不同波长下的光谱响应来确定文件日期的方法[600]。在这项工作中,作者研究了一种基于多光谱成像与排序分类技术相结合的新的内容独立且非破坏性的方法,以跟踪铁胆墨水在不同波长下的光谱响应。使用17世纪至20世纪的手写信件对这种方法进行了评估,实验结果证明了该技术的有效性。
吉戈等人提供了一种简单的、非破坏性的方法来表征古埃及黑色墨水的成分,从而允许将文件归因于某个时间[601]。戈勒等人还使用拉曼研究了古埃及的纸莎草文献颜料的光谱学和线性回归来测定它们的年代[602]。
佩鲁奇尼等人探索了识别手稿中使用的传统中国墨棒制造成分的化合物特征的方法[603]。纽格鲍尔等人致力于对艺术品中的颜料进行非破坏性或微创分析鉴定,以用于鉴定案件以及预防性保护方面的确定年代的目的[604]。莫雷蒂等人确定了20世纪60年代历史毡尖笔墨水的成分[605]。
舒茨等人[606]致力于死海古卷的研究,寻求仅使用非破坏性方法来确定文件日期的方法,以免对考古文件产生改变。他们的研究结果表明,微X射线荧光(μXRF)、能量色散X射线光谱(EDS)和拉曼/傅里叶变换拉曼可用于识别羊皮纸层的成分和文件上的污染物。
费迪等人[607]着手对文件上的墨水进行准确的碳测年,即使承印物较旧,因为将墨水用于这种测年技术可能更准确,前提是墨水是在更接近文件生产而不是纸张承印物的地方创建的(即纸莎草纸)。他们在两个浴槽中提取墨水,然后在进行碳测年之前使用FTIR确保在分析中没有基材残留物。
为了满足古代文献分析中非破坏性或最小破坏性的要求,Kasso等人试图建立一种新的碳测年方法,可以分析更小的样品[608]。他们发现元素分析仪燃烧和自动石墨化方法对于较小的样品(即0.3毫克)效果明显更好,同时保持准确的年代读数。
索利斯等人在玛雅法典研究中进行了碳测年分析,以专门比较提取方法以提高分析效率[609]。
炸弹峰代表大气中碳14(14C)过量,这是由第二次世界大战期间和之后的核武器试验造成的,使大气中14C的浓度几乎增加了一倍。通过碳测年法对这一时期的分析得出了一个称为炸弹峰的峰。Hajdas等人的团队[610]提出了一种使用炸弹峰来确认纸质介质上不同艺术品的真实性或伪造性的方法。
本节感兴趣的最后一项研究将笔迹进化视为确定文件年代的一个特征[611]。在这项研究中,死海古卷(古代手稿的集合)中的笔迹风格随时间的发展被用来创建一个模型来预测查询手稿的日期。在本研究中,基于字素的技术的日期估计在识别笔迹的时间风格发展方面优于其他特征提取技术。
在会议上发表的关于确定文献年代主题的17次演讲仅包含在参考文献中[612-628]。
4.7. 文件恢复
这里使用的这个整体术语包括损坏文件的各种方式以及文件检验人员用于从这些文件中恢复信息的相应方式。本节分为三个标题:改动和消除、烧焦和液体浸泡以及重建。
4.7.1. 改动和消除
改动和消除是可以更改文件的方式,但其含义不一定是邪恶的。本综述由十篇文章[629–638]和三篇会议演讲[639–641]组成。
Purba M.K.等人[629]使用手持镜头和倾斜光源、透射光源和紫外线光源,分析了用钢笔(圆珠笔、中性笔、钢笔)进行的更改、删除和添加。他们还使用SEM/EDX分析了笔的成分。
波尔斯顿等人[630]研究了使用磁光测量来检测文本插入或替换。他们使用了CADR软件上提供的新功能,可以将字母或单词与整个传感器区域隔离开来。通过这种方式,可以测量字母或单词的磁感应强度,以检测碳粉打印文件文本中的插入情况。在调查文件更改的同一背景下,Polston等人[631]评估了磁滞和其他感应空间效应对墨粉磁通量测量的影响。结果证实,传感器方向是墨粉磁通量测量方法协议中必须考虑的重要因素。
检测更改的碳粉打印文件的另一个挑战是调查文件是否多次经过打印过程。Ma等人的这项研究[632]在HP、Canon、Lenovo、FUJI和Epson的17种不同型号的激光打印机上探讨了二次定影对碳粉微观形态的影响。首先研究了定影对碳粉显微照片的影响,然后通过确定平均灰度值的显著相关性,比较和分析了同一激光打印机打印一次和两次定影的碳粉显微形貌的差异。
马等人[633]研究了喷墨打印机内步进电机的运行规律,以识别同一台热喷墨打印机进行的打印更改。他们确定了墨迹的周期性形态特征,并结合打印机的最大量规,可以用来判断文件被打印了多少次。
铃木等人[634]研究了光声(PA)成像,通过带有纳秒脉冲激光、麦克风和手工制作的样品架的创新系统来检查更改的文件。成功检测到黑笔在纸上书写的线条的PA信号,并且发现信号幅度取决于书写笔的类型。PA成像可以清楚地观察到由于添加线条或擦除而造成的更改,表明这是一种区分书写墨水和检查更改文件的高潜力技术。
由于黑色中性墨水由不同类型的颜料制成,因此假设它们的电阻值可用于区分同一品牌和品牌之间的不同笔型号[635]。作者能够使用电阻测量作为一种非破坏性、方便且有效的方法来识别用黑色中性墨水书写的包含更改或添加的文件。这是为了识别已更改的文件。
Bhardwaj等人的文章重点关注对受质疑文件背面的分析,以显示钢笔墨水强度如何证明文件已被更改[636]。
丹塞纳等人使用卷积神经网络(CNN)来识别改变的情况[637]。由于CNN需要大量标记数据进行训练,作者生成了一个大型数据集用于与手写文字篡改检测相关的实验。本文提出了一种用于手写词篡改检测实验的合成词数据生成方法。
研究还扩展到数字文件的更改[638]。阿卜杜·瓦里夫等人研究了他们所谓的“复制-移动”伪造(CMF)的检测。他们的检测方法依赖于过滤过程中的几个固定阈值,因此他们的研究提出了一种具有自动阈值选择的高效CMF检测方法,命名为CMF-iteMS。
与前面的部分一样,本节中包含的三个会议演讲仅作为参考材料提供[639-641]。
4.7.2. 烧焦和液体浸泡
尽管烧焦和浸有液体的文件是文件检验人员培训期间的一个研究主题,但并没有大量信息跟上适用技术的进步。审查期间没有发表任何文章,也没有举办任何演示、报告或讲习班,以加深对用于稳定和恢复烧焦和浸有液体的文件中的信息的技术的理解。这是一个严重的空白,本文将进一步讨论。
4.7.3. 重建
在文件重建的框架下,发表了三篇文章[642-644],涉及手撕或撕碎文件的碎片或碎片的断裂匹配。关于该主题还进行了另外两次会议演讲[645, 646]。
Brooks等人对各种材料(包括文件)进行了一般性研究[642]。他们的全面审查为断裂匹配、物理适配或研究的当前状态、由于案例工作的不可预测性而面临的局限性以及该学科的未来方向设定了基线。本文还通过审查标准操作程序来评估当前的做法。
为了将撕破的钞票放在一起,作者Yılmaz和Nabiyev提出了一种使用参考钞票图像的自动重建系统[643]。重建方法的第一步包括使用AKAZE方法将碎片与参考钞票的正面和反面进行匹配,然后使用RANSAC方法检测错误匹配的关键点并对齐碎片。正确对齐的碎片被组装起来,为了重新创建钞票,通过从参考钞票图像创建合成副本来翻转一侧的撕裂碎片。所提出的方法用于数据集里的12张撕破纸币,计算出平均成功率为95.55%。
研究了先前提出的一种通过手动方式方便组装横切碎纸文件的方法[644]。重新组装切碎的塑料卡(例如借记卡、信用卡或身份证)与纸质文件相比面临着不同的挑战,但在几个方面也比重新组装切碎的纸张复杂。本文概述了在实际案例中重新组装少量横切塑料碎片的程序。
4.8. 数字文件
在过去的几年里,文件检验人员越来越多地承担检验原件已不复存在的文件的任务,并且唯一可供检查的副本本质上是数字的。虽然文件检验人员通常不会考虑与数字和多媒体取证团队中的信息相同的部分,但文件检验人员必须回答针对硬拷贝文件提出的许多相同问题,例如该文件是否真实、是否是在指定时间生成的,与另一份文件同时发布,或者是否以任何方式进行了更改?本节在本次审查中独立存在,因为它现在是文件检验人员领域内的研究主题,越来越多的检验人员被要求审查数字文件。在审查期间,有9篇文章[647–655]、13个会议报告[656–668]和5个研讨会[669–673]专门讨论了这一主题。
Safonov等人在审查期间发表了一篇文章,题为扫描和打印的文件图像处理[647]。本文很好地概述了通过传统办公设备复制和扫描各种类型文件的方法和软件解决方案,提供了通过扫描创建数字文件的许多常见操作的技术,包括自动化方法。本书为读者提供了大多数用户如何处理文件数字成像的良好基础。
李等人[648]从扫描的数字化文件中提取亮度变化来识别扫描仪型号。将数字图像的颜色分离为RGB和HIS,然后进行灰度和亮度调整。选择最佳可见通道来确定亮度变化。他们评估了五种扫描仪型号,每种型号都有独特的亮度变化。
南丹瓦尔等人[649]提出了一种新的专业系统来检测伪造和篡改数字文件,特别是IMEI号码和篡改的机票图像。在伪造IMEI号码数据集、篡改机票、视频字幕(篡改)文本基准数据集以及ICPR 2018 FDC数据集篡改收据上的实验结果表明,所提出的方法在不同数据集上都是稳健的。此外,在相同数据集上将所提出的方法与现有方法进行比较研究表明,所提出的方法优于现有方法。
Dixit[650]提出了一种伪造检测技术,其中中心环绕极值(CenSurE)检测器应用于图像的关键点检测。实验结果表明,该技术能够有效检测包含反射和非仿射变换的几何攻击伪造图像,也对腐蚀、膨胀、RGB颜色添加、变焦运动模糊、JPEG压缩、扩散噪声添加和多重复制移动攻击具有鲁棒性。
李等人[651]提出了一种使用卷积神经网络(CNN)检测双JPEG压缩及其与伪造和更改文件的检测的方法。在这种从原始JPEG DCT系数和解压缩图像像素获取输入的数据驱动方法中,作者探索了CNN从训练数据中学习深度表示的能力,从而有效地检测双JPEG压缩。
许多身份证明文件首先以纸质形式创建,然后立即扫描、数字化并以电子形式进一步处理[652]。广泛使用的照片编辑软件使图像处理变得简单和普遍,从而增加了伪造的风险。在本文中,作者描述了一种基于机器学习的高效重新捕获数字文件检测;一些最成功的内容操纵解决方案背后的机器学习也可以用作检测它们的对策。该系统的核心由基于支持向量机(SVM)的二元分类方法组成,并使用真实的和重新捕获的数字护照进行了适当的训练。当检测器遇到一个数字文件时,该数字文件是对液晶监视器上显示的另一个数字文件进行拍照捕获的结果。结果表明,在大多数情况下,检测器的性能保持在90%以上的准确度。
斯拉文等人的文章[653]重点关注从扫描副本中检测伪造商业文件的方法。该团队提出了一种基于N-gram单词序列识别和分析的两幅扫描图像的比较方法。这是在私人数据集上进行的测试,证明了在一份协议类型文件的两个样本中搜索差异的高质量和可靠性。
在这项研究中[654]Mondal等人探索了基于多任务学习(MTL)的网络来执行文件属性分类。他们使用基于MTL的网络对完整文件图像进行分类,基于分段的单词图像和补丁。例如文件图像的字体类型、字体大小、字体强调和扫描分辨率分类。随后,他们提出了一种基于MTL和MI(使用分段词和补丁)的组合CNN架构(“MTL MI”),用于对相同文件属性进行分类。然后,基于单词和/或补丁的多任务分类,他们提出了一种智能投票系统,该系统基于每个单词和/或补丁的后验概率来对完整文件图像的文件属性进行分类。
胡等人[655]提出了一种与现有方法不同的新几何校正方法,以校正由于将硬拷贝文件物理放置在扫描仪或其他数字输入上的许多过程所产生的数字图像的变形。几何变形通常很复杂,并且每个页面的变形都不同;因此,数字图像的质量会极大地影响任何后续处理,例如文件分析和字符识别,文件图像的几何校正具有很大的实用价值。可视化观测结果和统计结果均证明该方法能够获得较好的校正性能,且耗时是比较方法的一半。
与其他部分一样,这里仅对文章进行总结——会议的演讲和研讨会仅供参考[656-673]。
4.8.1. 安全文件审查
有一些专门考虑安全文件审查的文件检验人员实验室,例如许多移民或边境管制实验室,以及中央银行的实验室。防伪印刷作为一个行业举办了许多国际会议,分享防伪文件制作中的新技术和组件,从事该领域工作的文件检验人员通常会审查这些资源。鉴于安全文件制作领域使用了许多先进技术,在过去的几年中,本次审查中出现了许多专门从事安全文件审查的文件检验人员感兴趣的会议演讲,以及两本教科书[674, 675],这并不奇怪,以及24篇发表的文章[676-699]。事实上,在本次审查期间,大约有1200篇关于安全文件检查相关主题的会议演讲,但本文仅包含其中的一部分[700-840]。
回顾了适用于本安全文件检查部分的两本教科书:Rohrig在他的《货币化学》[674]正文中详细介绍了已应用于货币生产的材料科学和化学的进展。本文还包括有关随着时间推移的假冒和防假措施的信息。第二本书《硬币和货币:历史百科全书》[675]提供了货币历史的时间表以及与纸币和其他更现代的基材的年代确定相关的术语表和参考书目。
Talianchuk研究并提出了身份证件在跨越乌克兰国界时所接受的检查类型的分类标准[676]。制定了检查程序,以确定护照文件的类型,检查其总体外观,验证其细节,检查图像,检查页面,确定现有签证的有效性,并使用适当的技术设备来检测护照上的全部或部分伪造的迹象文件。研究这些文件的特殊性也被系统化,并被认为可以识别伪造的迹象。
穆罕默德等人的研究[677]着手使用非破坏性技术区分计算机生成的一百埃及镑假币和真币。他们应用傅里叶变换红外光谱(FTIR)的光谱技术作为定性分析,结合扫描电子显微镜-能量色散X射线光谱(SEM-EDX)作为定量分析。他们还使用视频光谱比较设备作为物理技术。结果表明,物理方法对于彩色激光打印机的分类和区分具有优越性,无论墨粉类型如何,都可以对源序列号进行编码。光谱技术可用于区分未编码序列号的彩色激光打印机。
皮亚尼奇等人[678]发表的研究提出了一种由叠加的可见CMY和不可见荧光紫外(UV)RGB墨水组成的分层打印方法。这种方法可用于生成各种视觉颜色变化效果,例如当用标准可见光或365nm紫外(UV)光照射印刷品时,会显示两个完全不同的图像。
一篇文章[679]描述了一种基于特定图像区域的统计差异来识别防伪图案的系统。防伪检测的一个方面是确定产品上粘贴的安全标签的真实性:另一类文件。作者利用了印刷防伪图案中墨水扩散的随机性,其中包括微妙的纹理图案。该算法系统能够成功识别具有高辨别力的模式,但尚未实现任意模式和恶劣环境的测试。
穆萨玛等人撰写了一篇关于使用碳点作为防伪应用安全油墨中新兴发光体的评论[680]。重点介绍了由碳纳米点、碳量子点、石墨烯量子点和碳化聚合物点等各种碳基纳米材料配制的防伪油墨的最新进展,以实现先进的防伪。
郭等人[681]提出了一种制备可用于安全印刷的碳点的方法。作者以黑果枸杞为碳源,通过一步水热法制备了环保碳点。这些碳点被纳入荧光墨水中,并检查它们对喷墨打印和手写文件的防伪效果。作者期望这些碳点能够成为应用于安全领域的替代材料。
刘等人研究了可逆热致变色材料作为防伪印刷的良好候选材料。他们的研究研究了具有良好变色性能的可逆热致变色材料,将其用作填料来制备新型可逆热致变色墨水[682]。
马克斯等人的团队[683]着手利用扫频光学相干断层扫描(OCT)成像创建无损身份证明文件检查。他们使用光学相干断层扫描成像分析了身份证明文件,并确定了该技术的实用性,因为该技术具有次表面成像功能,可以对这些文件中嵌入的安全特征进行定量可视化,从而提高伪造检测的准确性。然而,该系统由于扫描区域小以及一线应用的价格而受到限制。此前,该团队发表了研究[684],其中他们将OCT应用于最新一代的聚碳酸酯旅行证件,该证件在聚碳酸酯层中嵌入了安全特征。通过OCT对半透明结构进行非破坏性的次表面表征,可以实现嵌入式安全特征的定量可视化。
阿姆吉德等人[685]提出了一种基于网络科学的方法,使用激光诱导击穿光谱(LIBS)墨水光谱来检测文件伪造。
Bouma[686]提出基于人工智能的新技术可以协助自动检测旅行证件和身份证明文件的欺诈行为,这可能会导致更可靠、更高效的边境管制。他们的论文提出了自动文件认证的五类新技术,以克服当前文件分析系统在自动化和非自动化边境控制场景中的局限性。这些类别包括对生物数据页面的视觉安全特征的检查、对身份证明文件和签证印章以及其他非文件相关信息的分析,所有这些结合起来可以更快、更一致地验证旅行者的证件。
Green撰写了有关使用受电弓作为安全功能的文章[687]。本文解释说,随着扫描技术的进步,那些包含“无效”受电弓作为防复印技术的安全文件显示出弱点。该文章详细介绍了此类安全文件的机器生成副本如何不显示“无效”警告,并且成功复制该文件(缺少“无效”受电弓)归因于用于制造复印件的复印机具有更高的扫描分辨率。
另一篇文章[688]讨论了公众对银行支票安全特征和伪造品检测的认识。他们的研究旨在识别不同银行支票(包括原始支票和扫描副本)的安全特征,使用不同的方法,包括紫外线、透射光和立体显微镜检查。
约翰尼等人[689]研究了旅行证件和其他安全应用的新颖安全功能——基于双波导的不可见荧光安全特征,具有寿命区分和简单的验证系统。他们将稀土铽(Tb)和镝(Dy)掺杂荧光波导嵌入身份证件中,作为肉眼不可见且只能机器读取的微线或标签。他们提出的验证系统包括调制激发源和快速光电二极管,用于同时检测荧光波导的多个安全特征。这些稀土元素的不同发射波长和寿命是一个关键的区分特征,为探测器系统提供选择性和安全性。
Fouad和Saif[690]研究了用于法庭应用的新型纳米磷光体复合物的合成、光谱和光致发光特性,包括开发用于安全印刷行业防伪应用的发光墨水。
诺盖拉等人[691]提出了一种基于应用于文件编码的混合镧系元素有机框架的光致发光墨水沉积的手动方法。使用光致发光光谱测试了他们合成的LOF材料的光学特性,结果具有良好的光谱和机械稳定性。这种墨水具有作为安全文件上其他光致发光墨水的低成本替代品的潜力。
另一个小组发表了针对安全印刷应用的发光有机分子的综合综述[692]。本综述介绍了应对日益增长的伪造威胁的各种技术,并解释了目前防伪应用中使用的不同类型的发光体。文章主要介绍了用于防伪目的的有机溶剂型和环保水性配方的最新进展,包括目前使用的有机材料的局限性以及制造智能发光体以解决防伪问题的未来前景。
Tkachenko等人的团队[693]探索了使用凹版印刷工艺印刷在泡罩箔上的药品包装,用于防伪目的。他们表明,化学蚀刻具有随机性,可以通过相关或经典机器学习方法来发现,因此提出了一种使用泡罩箔的新型常规测试模式的认证系统,既能识别印刷所用的滚筒,又能识别正品滚筒上刻有的规则测试图案的位置。使用造假滚筒和凹版印刷机印刷的假图案也可能被拒绝。作者计划将他们提出的系统扩展到其他类型的雕刻工艺。
从COVID-19大流行期间开始,就需要检查身份证件图像的真实性或篡改证据。Al-Ghadi等人的论文[694]提出了一种参考散列方法(即CheckScan)来区分身份证明文件图像的原始模板和扫描的模板。他们的区分过程是在两个对齐的身份证件图像之间分两步进行的:基于快速傅里叶变换(FFT)的特征提取和哈希构建。他们使用移动身份证件视频数据集(MIDV-2020)进行实验,结果表明,所提出的方法构建的二进制代码对于不同的身份证件图像具有相当的辨别力。
对于专注于货币检查的法庭文件检验人员来说,这篇评论中包含了几篇有趣的文章。
比基耶里等人[695]致力于确定非侵入性扫描宏观X射线微荧光(MA-XRF)成像与μ-拉曼光谱相结合是否可以区分中国纸币使用的历史和现代材料。这项研究使作者能够识别出九张假币中的七张。
贝克等人[696]提出了一种钞票老化模拟器,用于从新钞票生成老化和脏污的钞票。
诺维斯·罗德里格斯等人[697]通过便携式XRF和便携式拉曼(785nm)分析纸币并根据真伪进行辨别。由于拉曼和XRF是便携式的,分析区域的大小很重要,因此可以讨论测量的再现性。假钞中使用的印刷技术没有被展示,简单的光学分析就可以将它们与真钞区分开来。
李等人[698]提出了一种方法,根据对半色调纹理的分析来识别用于印刷假钞的彩色打印机。这种非破坏性技术使用分类算法和CNN,并且被发现具有高度可访问性和效率,因为它可以使用任何扫描仪进行。
维托拉齐亚等人[699]发表了一种新方法,通过与化学计量工具相关的智能手机应用程序Photometrix® 进行数字图像分析来识别巴西纸币的真伪。该团队进行了实验规划,以确定最佳分析区域以及像素区域大小和智能手机设备的变化,并获得了有希望的结果。该应用程序有望通过数字图像分析纸币的真实性,使其成为一种全社会都可以使用的快速、无损、便携且低成本的方法。
如前所述,本文的参考文献中仅列出了众多会议演示文稿中的一部分。为了便于参考,演示文稿已按主题进行组织。有19个演示文稿[700-718]一般涵盖安全文件的检查。另外11个涉及防伪印刷[719-729],而3个则以基材为主题[730-732]。参考资料中有40篇介绍涉及安全特征[733–772],18篇涉及身份证件(ID)检查[773–790],一篇涉及艺术[791],15篇涉及旅行证件[792–806],另外23篇涉及关于货币(即纸币)的方面[807-829]。本文包含11个研讨会演讲稿[830-840],涵盖有关安全文件检查的各种主题。