2.5D光度立体成像技术在文件检验中的应用
光度立体成像技术发展
Photometric Stereo
光度立体成像技术的理论在20世纪80年代逐渐建立,90年代随着计算能力和图像处理技术的进步开始广泛应用于计算机视觉和工业检测等领域。近年来,得益于机器学习和深度学习的发展,这项技术又有了新的进展和应用。
公安单位和研究机构在近年来开始探索光度立体成像技术在物证检验、签名笔迹鉴定等方面的应用,部分高校和研究院所也在开展相关研究并发表论文,推动该技术在执法和证据分析中的实际应用,如中国人民公安大学侦查学院的周鹏和高树辉撰写的《基于光度立体成像与灰度值变化的签名笔迹检验》。
什么是光度立体成像技术?
光度立体成像技术(Photometric Stereo)是一种通过改变光源位置来获取物体三维形状和反射特性的方法。其主要步骤如下:
光源变化:在固定摄像机的情况下,使用多个不同位置的光源照明物体。
图像采集:在每个光源位置下拍摄物体图像。
法向计算:利用亮度变化和光照模型推导物体表面的法向量。
表面重建:通过法向量积分恢复物体的三维表面。
反射特性提取:分析物体表面的反射特性。
在文件检验中的应用
光度立体成像技术,其工作机制与反射转换成像技术工作机制类似,通过捕捉物体表面在不同光照条件下的反射特性,生成能够显示物体细节和纹理的高质量图像光度立体成像技术。在文件检验中的应用可以体现在以下几个方面:
纸张和墨水分析:光度立体成像技术能够详细记录文件表面的微观特征,如纸张的纹理、墨水的涂层厚度等,从而帮助识别伪造或篡改的文件。
立体表面特征提取:通过高精度的三维模型,检验人员可以观察到文件表面的细微差异,识别出潜在的伪造痕迹,如重叠的字迹或印刷缺陷。
笔迹辅助检验:分析文件表面的光线分布和反射特征,可以辅助判断笔迹、印痕的表面特征,对于摹仿笔迹、笔迹交叉笔画顺序、书写机器人摹仿笔迹检验、印章盖印痕迹等提供重要的辅助检验手段。
快速筛查:对于笔迹样本,通过对笔画笔痕深度的变化,快速对其运笔力度进行分析判断其书写特征
数字化证据存储:将可疑文件的三维图像数字化保存,可以方便后续的比对和分析,增强证据链的完整性。
可视化分析:光度立体成像可以生成易于理解的三维图像,帮助检验人员更直观地识别可疑之处,提升分析效率。
以下结合睿鹰VSC8000HS/VSC9000 PRO文检工作站中的光度立体检验软件功能,简单了解以下其应于钢印检验和摹仿签名笔迹检验
1、首先启动光度立体成像功能,并框选需要进行光度立体成像区,选择合适的放大倍率
2、并选择不同的光照角度并分别进行成像拍照
3、效果展示
光度立体成像实现钢印盖章立体效果成像并辅助观察细节特征
摹本笔迹立体效果图
光度立体检验笔痕深度变化效果图
摹仿笔迹立体效果图
光度立体检验笔痕深度变化效果图
(备注:通过伪彩色定义笔痕深度,冷色调为笔痕深度深,暖色调为笔锋深度浅)
光度立体成像技术在文件检验领域的应用前景广阔,能够显著提高文件鉴定的准确性和效率,成为文件检验的重要助手。