基于高光谱成像技术的字迹鉴定检测算法和实验研究

　　本研究应用400-1000nm的高光谱相机，可采用杭州彩谱科技有限公司产品FS13进行相关研究。光谱范围在400-1000nm，波长分辨率优于2.5nm，可达1200个光谱通道。采集速度全谱段可达128FPS，波段选择后最高3300Hz（支持多区域波段选择）。

　　人眼对可见光范围内的光很敏感，可根据颜色来区分材料。然而，人眼无法区分两种相同的颜色。中性笔墨水稳定，字迹不褪色。很多重要的文件都是用中性笔写的，比如合同、收据、证书、支票等文件。这些文件上的数字、时间和文字很容易被添加或篡改。辨认被篡改的笔迹和重新逼真地覆盖笔迹是刑事诉讼中的重要证据，因此笔迹检测技术在刑事诉讼中非常重要。笔迹鉴定的主要方法有破坏性检验和非破坏性检验。破坏性试验，如薄层色谱法，是一种破坏性试验，其中笔迹的混合物通过毛细管作用分离成其组分的混合物。无损检测主要是高光谱成像技术。高光谱成像技术能够捕捉到笔迹反射光谱的细微差异，在笔迹分析中具有重要价值。

　　本文对可擦中性笔、蓝色中性笔和黑色中性笔的笔迹鉴别进行了实验研究，并对可擦中性笔色痕的出现和鉴别进行了研究。对原始高光谱图像进行定标和降噪后，利用主成分分析算法对实验数据进行分析和处理。结合高光谱数据高光谱分辨率和高空间分辨率的特点，擦除后的笔迹色痕可以重新显示，识别效果良好。

　　本文对黑色中性笔和蓝色中性笔的笔迹鉴定场进行了定量分析。对不同品牌同一颜色中性笔的相互篡改笔迹进行了研究。对实验数据进行预处理、MNF变换和降噪处理，然后采用ISODATA算法进行处理。建立眼膜文件，去除笔迹背景信息的干扰。最后，对实验数据进行主成分分析、特征波段提取和假彩色合成处理，得到实验结果。实验结果表明，该方法对笔迹的修改部分有很好的识别效果。因为本文的实验数据是用“扫描式”高光谱相机采集的，采集的实验样本波段是相连的，通道数多，但数据量大，相邻波段之间的信息是冗余的。给后续的数据处理带来麻烦。

　　本文对不同品牌同一颜色的中性笔书写的蒙版笔迹的识别效果有待提高。手写处理方法要不断改进，我们下一步的工作将集中在以下几个方面：

　　（1）提出更有效的数据降维算法。

　　（2）除了可擦中性笔和黑蓝中性笔的笔迹鉴定，还可以扩展到物证鉴定的其他领域。

　　（3）提出了一种新的隐藏笔迹识别算法，进一步提高了隐藏笔迹的识别率。