2024年3月26日发(作者:贝夏旋)
维普资讯
中国人民公安大学学报(自然科学版)
2006年第1期No.1 2006 Journal of Chinese People’s Public Security University(Science and Technology) 总第47期Sum47
利用多波段光源拍摄人民币上
荧光粉指纹的实验研究
黄乘凯 ,杨玉柱2,杜连文3
(1.中国人民公安大学研究生部,北京100038;2.中国人民公安大学刑事科学技术系,
北京100038;3.北京市怀柔区公安分局刑警队,北京101400)
摘要本文通过实验研究的方法,利用多波段光源和数码相机对人民币上荧光粉显现的指纹拍
摄做了较为全面系统的研究,得出了具有一定实践指导意义的结论,即440~490nm是拍摄人民
币上荧光粉指纹的首选波段;橙、红、品红色荧光粉是拍摄人民币上指纹的首选荧光粉,黄、绿
荧光粉在一定范围内亦有较好的效果;黄色和红色滤光镜是利用多波段光源和荧光粉拍摄人民币
上指纹的必要设备,其他颜色的滤光镜作为补充;不足的曝光量有利于增加荧光粉指纹的反差。
关键词人民币;指纹;多波段光源;荧光粉;拍摄
中图分类号D918.3
0 引言
来,可以大大扩展荧光照相的范围,可以作为提取
纸币上的新鲜指纹的方法。笔者通过实验,较为系
在各种各样的刑事案件中,发案率最高的是盗 统地研究了在一定条件下拍摄人民币上荧光粉指纹
窃案,而其中涉及货币的案件占有相当大的比例。
的方法和技巧,得出了具有一定参考价值的实验结
所以,提取纸币上汗潜手印技术无疑是人们急于要
论。
攻克的显现技术。由于纸币本身的特殊性,在制作
时对其纸张、颜料、印刷工艺等均有特别的要求,
1实验设备和实验条件
同时对其本身又加上了各种必要的加密防伪技术,
1.1实验设备
如荧光防伪技术等,这必然给在纸币上显现提取潜
1.1.1多波段光源
在指纹带来了困难。再加上纸币长期被人们购物交
北京龙昊安华科技有限公司生产的F一400警
流,导致纸币被手上各种物质污染或人为造成的褶
用多波段光源,两个滤光片轮,包含有以下波段
皱、拧曲等,使得显现提取纸币上的指纹,特别是
(片轮间未经叠加组合,单位:nm):365、415、
遗留时间较长的指纹变得更加困难。对于纸币遗留
440、465、490、515、540、565、590、615、CSS。
时间较短的指纹,在环境温度和湿度适当的情况
白光。另含红、橙、黄等滤光镜和防护镜等配套设
下,有时可用化学试剂或某种粉末显现出来。这些 备。
方法的成功虽然常常具有一定的偶然性,但也说明 1.1.2荧光粉
纸币上的新鲜汗潜指纹的显现和照相提取成为可
常用的红、橙、黄、绿、品红荧光粉,由北京
能。多波段光源作为一种新型的警用光源,具有其
龙昊安华科技有限公司生产。
他警用光源不可比拟的诸多优点,迅速得到了广泛
1.1.3照相机
的普及应用。它与荧光材料,特别是荧光粉配合起 尼康D70数码相机,60mm尼克尔微距镜头。
基金项目 北京市教育委员会共建项目建设计划资助,项目编号:SYS100410436。
作者简介 黄乘凯(1974一),男,四川泸州人,讲师,公安大学在读硕士研究生。
・
42・
维普资讯
黄乘凯 杨玉柱杜连支 剖贝 滚搀光 担 氐圣土 塑 塞 堑
该相机的相当感光度高达IS01600,且有长时间曝
光功能,能够满足在弱光下拍摄的要求;同时对实
验所用多波段光源发光的波段范围均可记录影像。
微距镜头也能够满足指纹拍摄的基本要求。
1.2实验条件
1.2.1暗室条件
本实验旨在通过照相的方法研究荧光粉显现纸
币上汗潜指纹的效果,必须避免杂散光线的对荧光
粉指纹的荧光干扰,因此,暗室要求全黑。
1.2.2纸币条件
随机抽取市场上流通最广泛的1999年版的票
面较新的纸币。
1.2.3指纹条件
遗留在纸币上的新鲜汗潜指纹。为了反映出纸
币上荧光粉指纹的拍照显现效果,同时通过实验证
实纸币荧光区的荧光反应对荧光粉指纹的干扰影
响,指纹尽量选取遗留在荧光区域。
2相关实验
2.1实验一:纸币的荧光反应实验
2.1.1 实验目的
纸币上的指纹难于显现和提取的原因之一是由
于纸币上有荧光物质,它对荧光粉显现指纹的照相
提取具有强烈的干扰。本实验的目的在于弄清纸币
上荧光物质的荧光反应特性和规律,为避免其对荧
光粉指纹的显现和照相提取产生的干扰寻求合理的
方法。
2.1.2实验内容
将纸币在多波段光源各波段照射下进行观察并
拍照,记录荧光影像的反映情况。
2.1.3实验结果分析
通过实验发现,在多波段包含的波段范围内,
仅在365nm波段上有强烈的荧光反应,415nm波
段上荧光反应微弱,其余波段上无荧光反应。如图
1所示。
2.2实验二:荧光粉的荧光反应实验
2.2.1 实验目的
通过实验证实常用的红、橙、黄、绿、品红荧
光粉在多波段光源包含波段内的荧光反应情况,为
进一步研究照相提取人民币上的荧光粉指纹打好基
础。
2.2.2实验内容
对各色荧光粉指纹在多波段光源的各波段下加
用相应的滤光镜进行实际观察拍摄,记录各色荧光
粉指纹在不同波段下的荧光反应情况。为了消除背
景颜色对荧光粉荧光效果的干扰,实验中采用蓝色
背景,黄色滤光镜对各色荧光粉进行拍摄。
2.2.3实验结果分析
通过实验记录的图片显示,上述各色荧光粉在
365—490nm均有荧光现象发生,515—540nm荧光
现象比较微弱,565nm以后几乎没有荧光现象。如
图2所示。
2.3 实验三:纸币上各色荧光粉指纹的显现和拍
照实验
2.3.1 实验目的
在上述实验的基础上,通过实验现象的分析,
验证上述实验的准确性,同时为总结出纸币上荧光
粉指纹拍摄的最佳效果和方法获取准确的实验数
据。
2.3.2实验内容
在人民币上制作新鲜样本指纹,并分别用上述
各荧光粉进行显现。在暗室条件下,使用多波段光
源各波段范围进行激发,用数码相机加用相应的滤
光镜拍摄荧光粉指纹的荧光影像。
2.3.3实验结果分析
如图3所示,图中横排从上到下依次为红、
橙、黄、绿、品红荧光粉在365—615nm波段下,
加用黄色滤光镜拍摄的结果;单列从上到下依次为
红、橙、黄、绿、品红荧光粉在某一波段下的不同
效果。另外,作了大量的补充和辅助实验。对实验
中在上述条件下某些波段拍摄效果不好的,根据所
选波段的颜色和荧光粉的荧光颜色特点,改用不同
颜色的滤光镜进行拍摄。同时,针对数码相机图像
的易于数字化处理的特点,为了便于图像的数字化
处理,在波段和滤光镜的选择上作了适当的调整,
得到了较好的效果。如在荧光粉反应较弱的515—
54Onto波段范围采用红色滤光镜,减弱了绿色激发
光对荧光指纹的干扰,增加了反差;对黄色和绿色
荧光粉采用蓝色滤光镜,效果较好,且有利于图像
处理。在拍摄时的曝光量,采用在测光基础上减少
约2档的曝光量,有利于增加荧光粉指纹图像的反
差。
3讨论分析
综合所有实验结果,总结分析如下:
(1)440—490nm是拍摄人民币上荧光粉指纹
的首选波段。因为,虽然各色荧光粉在多波段光源
365—54Onto波段的激发下,均能有效发出荧光,
・
43・
维普资讯
黄乘凯杨玉柱杜连文:利用多波段光源拍摄人民币上荧光粉指纹的实验研究
565nm以后几乎没有荧光出现。但由于人民币上具
有无色防伪荧光油墨,能在365—415nm光波的激
出了一定的具有实践指导意义的讨论性结论,将为
这一难题的进一步研究解决提供参考,具有现实意
义。
发下发出明亮荧光,能对各色荧光粉显现指纹形成
干扰。利用多波段光源和荧光粉拍摄人民币上的荧
光区指纹时,要尽量避开这一波段范围。同时,在
515—540nm波段的激发光为绿光,常用的黄色滤
光镜不能有效消除激发光对荧光指纹的干扰,不能
获得较好的拍摄效果。所以在选择波段时,以440
一■■
—
490nm为最佳。
(2)橙、红、品红色荧光粉是拍摄人民币上
指纹的首选荧光粉,黄、绿荧光粉在一定范围内亦
有较好的效果。荧光粉的特性决定了它是纸币上显
现指纹的较好物质。荧光粉本身粒度小,附着力
强,且具有多种颜色可供选择,对显现指纹具有广
泛的适用性。这些特点决定了它可以成为纸币上指
纹的显现物质。但由于不同荧光粉所发荧光颜色的
不同,导致其适用范围的差异。通过实验证明。
橙、红、品红荧光粉具有最广泛的适应性,黄、绿
荧光粉次之。
(3)黄色和红色滤光镜是利用多波段光源和
荧光粉拍摄人民币上指纹的必要设备,其他颜色的
滤光镜作为补充。黄色滤光镜能有效吸收490nm
以下波段的激发光,通过荧光粉发出的各色荧光,
是较为理想的滤光镜。但它不能吸收515~540nm
范围内的绿色激发光,对拍摄各色荧光粉指纹形成
背景干扰。而红色滤光镜能有效吸收515—540nm
范围的绿光,通过荧光粉所发荧光的有效成分,也
是必不可少的设备之一。在实验中,对于蓝色滤光
镜,利用软件分析表明,在415—465nm波段范围
内能对黄、绿荧光粉指纹中所发出的部分绿光部分
通过,拍摄后,再用电脑分色处理效果较好,它可
作为补充滤光镜之用。
(4)不足的曝光量,有利于增加荧光粉指纹
的反差。由于人民币本身的特殊性,造成在它上面
的指纹物质较为丰富,且新旧程度也常常相差不
大,再加上荧光粉本身粒度小,吸附力强,在显现
时常在一定程度上有“糊”的现象,减弱了指纹
的反差。因此,在拍摄测光的基础上减少1—2档
的曝光量,有利于提高指纹的反差。
4应用前景
人民币上指纹的显现和拍摄本身是一个难题。
本文在一定条件下,通过实验研究的方式,利用多
波段光源、数码相机和荧光粉来解决这一问题,得
・
44・
l单位:nm1 365 415
■■■
■■
■■
图1 人民币正反面在各波段下的荧光情况
眦■365 41| ..o 懈
图2横排从上到下为红、橙、黄、绿、品红
荧光粉在黄色滤光镜各波段下的荧光情况
维普资讯
黄乘凯杨玉柱杜连文:利用多波段光源拍摄人民币上荧光粉指纹的实验研究
_
图3横排从上到下为红、橙、黄、绿、品红
荧光粉在黄色滤光镜各波段下的成像情况
参考文献
[1]王桂强.指印的光学显现和照相技术.北京:群众出
版社,2001.
[2]徐叙珞,苏勉曾.发光学与发光材料.北京:化学工
业出版社。2004.
[3]朱宝礼.物证检验摄影教程.北京:警官教育出版社,
l999.
[4]蒋占卿.刑事数字影像技术.北京:中国人民公安大
学出版社,2003.
[5]殷克华.荧光粉一多波段光源显现汗潜指印.检验技
术,l996(6).
[6]罗顿.数码照相机紫外照相实验研究.中国刑警学院
学报,2003(2).
[7]文雪英.多波段光源在指纹检验照相中的应用.中国
刑警学院学报,2003(6).
[8]王皓阳.多波段光源及其在刑事物证处理中的运用综
述.2005—02—11.w policesci.com.c
(责任编辑李记松)
・
45・
2024年3月26日发(作者:贝夏旋)
维普资讯
中国人民公安大学学报(自然科学版)
2006年第1期No.1 2006 Journal of Chinese People’s Public Security University(Science and Technology) 总第47期Sum47
利用多波段光源拍摄人民币上
荧光粉指纹的实验研究
黄乘凯 ,杨玉柱2,杜连文3
(1.中国人民公安大学研究生部,北京100038;2.中国人民公安大学刑事科学技术系,
北京100038;3.北京市怀柔区公安分局刑警队,北京101400)
摘要本文通过实验研究的方法,利用多波段光源和数码相机对人民币上荧光粉显现的指纹拍
摄做了较为全面系统的研究,得出了具有一定实践指导意义的结论,即440~490nm是拍摄人民
币上荧光粉指纹的首选波段;橙、红、品红色荧光粉是拍摄人民币上指纹的首选荧光粉,黄、绿
荧光粉在一定范围内亦有较好的效果;黄色和红色滤光镜是利用多波段光源和荧光粉拍摄人民币
上指纹的必要设备,其他颜色的滤光镜作为补充;不足的曝光量有利于增加荧光粉指纹的反差。
关键词人民币;指纹;多波段光源;荧光粉;拍摄
中图分类号D918.3
0 引言
来,可以大大扩展荧光照相的范围,可以作为提取
纸币上的新鲜指纹的方法。笔者通过实验,较为系
在各种各样的刑事案件中,发案率最高的是盗 统地研究了在一定条件下拍摄人民币上荧光粉指纹
窃案,而其中涉及货币的案件占有相当大的比例。
的方法和技巧,得出了具有一定参考价值的实验结
所以,提取纸币上汗潜手印技术无疑是人们急于要
论。
攻克的显现技术。由于纸币本身的特殊性,在制作
时对其纸张、颜料、印刷工艺等均有特别的要求,
1实验设备和实验条件
同时对其本身又加上了各种必要的加密防伪技术,
1.1实验设备
如荧光防伪技术等,这必然给在纸币上显现提取潜
1.1.1多波段光源
在指纹带来了困难。再加上纸币长期被人们购物交
北京龙昊安华科技有限公司生产的F一400警
流,导致纸币被手上各种物质污染或人为造成的褶
用多波段光源,两个滤光片轮,包含有以下波段
皱、拧曲等,使得显现提取纸币上的指纹,特别是
(片轮间未经叠加组合,单位:nm):365、415、
遗留时间较长的指纹变得更加困难。对于纸币遗留
440、465、490、515、540、565、590、615、CSS。
时间较短的指纹,在环境温度和湿度适当的情况
白光。另含红、橙、黄等滤光镜和防护镜等配套设
下,有时可用化学试剂或某种粉末显现出来。这些 备。
方法的成功虽然常常具有一定的偶然性,但也说明 1.1.2荧光粉
纸币上的新鲜汗潜指纹的显现和照相提取成为可
常用的红、橙、黄、绿、品红荧光粉,由北京
能。多波段光源作为一种新型的警用光源,具有其
龙昊安华科技有限公司生产。
他警用光源不可比拟的诸多优点,迅速得到了广泛
1.1.3照相机
的普及应用。它与荧光材料,特别是荧光粉配合起 尼康D70数码相机,60mm尼克尔微距镜头。
基金项目 北京市教育委员会共建项目建设计划资助,项目编号:SYS100410436。
作者简介 黄乘凯(1974一),男,四川泸州人,讲师,公安大学在读硕士研究生。
・
42・
维普资讯
黄乘凯 杨玉柱杜连支 剖贝 滚搀光 担 氐圣土 塑 塞 堑
该相机的相当感光度高达IS01600,且有长时间曝
光功能,能够满足在弱光下拍摄的要求;同时对实
验所用多波段光源发光的波段范围均可记录影像。
微距镜头也能够满足指纹拍摄的基本要求。
1.2实验条件
1.2.1暗室条件
本实验旨在通过照相的方法研究荧光粉显现纸
币上汗潜指纹的效果,必须避免杂散光线的对荧光
粉指纹的荧光干扰,因此,暗室要求全黑。
1.2.2纸币条件
随机抽取市场上流通最广泛的1999年版的票
面较新的纸币。
1.2.3指纹条件
遗留在纸币上的新鲜汗潜指纹。为了反映出纸
币上荧光粉指纹的拍照显现效果,同时通过实验证
实纸币荧光区的荧光反应对荧光粉指纹的干扰影
响,指纹尽量选取遗留在荧光区域。
2相关实验
2.1实验一:纸币的荧光反应实验
2.1.1 实验目的
纸币上的指纹难于显现和提取的原因之一是由
于纸币上有荧光物质,它对荧光粉显现指纹的照相
提取具有强烈的干扰。本实验的目的在于弄清纸币
上荧光物质的荧光反应特性和规律,为避免其对荧
光粉指纹的显现和照相提取产生的干扰寻求合理的
方法。
2.1.2实验内容
将纸币在多波段光源各波段照射下进行观察并
拍照,记录荧光影像的反映情况。
2.1.3实验结果分析
通过实验发现,在多波段包含的波段范围内,
仅在365nm波段上有强烈的荧光反应,415nm波
段上荧光反应微弱,其余波段上无荧光反应。如图
1所示。
2.2实验二:荧光粉的荧光反应实验
2.2.1 实验目的
通过实验证实常用的红、橙、黄、绿、品红荧
光粉在多波段光源包含波段内的荧光反应情况,为
进一步研究照相提取人民币上的荧光粉指纹打好基
础。
2.2.2实验内容
对各色荧光粉指纹在多波段光源的各波段下加
用相应的滤光镜进行实际观察拍摄,记录各色荧光
粉指纹在不同波段下的荧光反应情况。为了消除背
景颜色对荧光粉荧光效果的干扰,实验中采用蓝色
背景,黄色滤光镜对各色荧光粉进行拍摄。
2.2.3实验结果分析
通过实验记录的图片显示,上述各色荧光粉在
365—490nm均有荧光现象发生,515—540nm荧光
现象比较微弱,565nm以后几乎没有荧光现象。如
图2所示。
2.3 实验三:纸币上各色荧光粉指纹的显现和拍
照实验
2.3.1 实验目的
在上述实验的基础上,通过实验现象的分析,
验证上述实验的准确性,同时为总结出纸币上荧光
粉指纹拍摄的最佳效果和方法获取准确的实验数
据。
2.3.2实验内容
在人民币上制作新鲜样本指纹,并分别用上述
各荧光粉进行显现。在暗室条件下,使用多波段光
源各波段范围进行激发,用数码相机加用相应的滤
光镜拍摄荧光粉指纹的荧光影像。
2.3.3实验结果分析
如图3所示,图中横排从上到下依次为红、
橙、黄、绿、品红荧光粉在365—615nm波段下,
加用黄色滤光镜拍摄的结果;单列从上到下依次为
红、橙、黄、绿、品红荧光粉在某一波段下的不同
效果。另外,作了大量的补充和辅助实验。对实验
中在上述条件下某些波段拍摄效果不好的,根据所
选波段的颜色和荧光粉的荧光颜色特点,改用不同
颜色的滤光镜进行拍摄。同时,针对数码相机图像
的易于数字化处理的特点,为了便于图像的数字化
处理,在波段和滤光镜的选择上作了适当的调整,
得到了较好的效果。如在荧光粉反应较弱的515—
54Onto波段范围采用红色滤光镜,减弱了绿色激发
光对荧光指纹的干扰,增加了反差;对黄色和绿色
荧光粉采用蓝色滤光镜,效果较好,且有利于图像
处理。在拍摄时的曝光量,采用在测光基础上减少
约2档的曝光量,有利于增加荧光粉指纹图像的反
差。
3讨论分析
综合所有实验结果,总结分析如下:
(1)440—490nm是拍摄人民币上荧光粉指纹
的首选波段。因为,虽然各色荧光粉在多波段光源
365—54Onto波段的激发下,均能有效发出荧光,
・
43・
维普资讯
黄乘凯杨玉柱杜连文:利用多波段光源拍摄人民币上荧光粉指纹的实验研究
565nm以后几乎没有荧光出现。但由于人民币上具
有无色防伪荧光油墨,能在365—415nm光波的激
出了一定的具有实践指导意义的讨论性结论,将为
这一难题的进一步研究解决提供参考,具有现实意
义。
发下发出明亮荧光,能对各色荧光粉显现指纹形成
干扰。利用多波段光源和荧光粉拍摄人民币上的荧
光区指纹时,要尽量避开这一波段范围。同时,在
515—540nm波段的激发光为绿光,常用的黄色滤
光镜不能有效消除激发光对荧光指纹的干扰,不能
获得较好的拍摄效果。所以在选择波段时,以440
一■■
—
490nm为最佳。
(2)橙、红、品红色荧光粉是拍摄人民币上
指纹的首选荧光粉,黄、绿荧光粉在一定范围内亦
有较好的效果。荧光粉的特性决定了它是纸币上显
现指纹的较好物质。荧光粉本身粒度小,附着力
强,且具有多种颜色可供选择,对显现指纹具有广
泛的适用性。这些特点决定了它可以成为纸币上指
纹的显现物质。但由于不同荧光粉所发荧光颜色的
不同,导致其适用范围的差异。通过实验证明。
橙、红、品红荧光粉具有最广泛的适应性,黄、绿
荧光粉次之。
(3)黄色和红色滤光镜是利用多波段光源和
荧光粉拍摄人民币上指纹的必要设备,其他颜色的
滤光镜作为补充。黄色滤光镜能有效吸收490nm
以下波段的激发光,通过荧光粉发出的各色荧光,
是较为理想的滤光镜。但它不能吸收515~540nm
范围内的绿色激发光,对拍摄各色荧光粉指纹形成
背景干扰。而红色滤光镜能有效吸收515—540nm
范围的绿光,通过荧光粉所发荧光的有效成分,也
是必不可少的设备之一。在实验中,对于蓝色滤光
镜,利用软件分析表明,在415—465nm波段范围
内能对黄、绿荧光粉指纹中所发出的部分绿光部分
通过,拍摄后,再用电脑分色处理效果较好,它可
作为补充滤光镜之用。
(4)不足的曝光量,有利于增加荧光粉指纹
的反差。由于人民币本身的特殊性,造成在它上面
的指纹物质较为丰富,且新旧程度也常常相差不
大,再加上荧光粉本身粒度小,吸附力强,在显现
时常在一定程度上有“糊”的现象,减弱了指纹
的反差。因此,在拍摄测光的基础上减少1—2档
的曝光量,有利于提高指纹的反差。
4应用前景
人民币上指纹的显现和拍摄本身是一个难题。
本文在一定条件下,通过实验研究的方式,利用多
波段光源、数码相机和荧光粉来解决这一问题,得
・
44・
l单位:nm1 365 415
■■■
■■
■■
图1 人民币正反面在各波段下的荧光情况
眦■365 41| ..o 懈
图2横排从上到下为红、橙、黄、绿、品红
荧光粉在黄色滤光镜各波段下的荧光情况
维普资讯
黄乘凯杨玉柱杜连文:利用多波段光源拍摄人民币上荧光粉指纹的实验研究
_
图3横排从上到下为红、橙、黄、绿、品红
荧光粉在黄色滤光镜各波段下的成像情况
参考文献
[1]王桂强.指印的光学显现和照相技术.北京:群众出
版社,2001.
[2]徐叙珞,苏勉曾.发光学与发光材料.北京:化学工
业出版社。2004.
[3]朱宝礼.物证检验摄影教程.北京:警官教育出版社,
l999.
[4]蒋占卿.刑事数字影像技术.北京:中国人民公安大
学出版社,2003.
[5]殷克华.荧光粉一多波段光源显现汗潜指印.检验技
术,l996(6).
[6]罗顿.数码照相机紫外照相实验研究.中国刑警学院
学报,2003(2).
[7]文雪英.多波段光源在指纹检验照相中的应用.中国
刑警学院学报,2003(6).
[8]王皓阳.多波段光源及其在刑事物证处理中的运用综
述.2005—02—11.w policesci.com.c
(责任编辑李记松)
・
45・