篡改文件鉴定 — 拉曼光谱如何帮助识别伪造文书

2021年3月

当今的科技发展日新月异，老旧技术逐渐被淘汰。随着现代化时代的到来，印刷术濒临灭绝。可以联网的个人电脑如今已渗透到世界各地人们的日常生活中，人们可以轻松查阅各类文献。然而在几十年前，这些都需要印刷才能阅读。您正在阅读本文就是一个有力的证明。

可想而知，随着我们获取和处理信息的方式不断进步，很多人甚至开始质疑最终书写媒介（即传统的纸和笔）在未来是否有效。虽然印刷媒介不可避免地退出主流，但书写仍然是最便捷有效的信息传递方式。可以肯定地说，纸和笔的地位还将维持许多年。

然而，这势必会面临一些有趣的挑战，尤其是在书面作品的验证方面。一个典型的例子就是法律文书领域的合同和协议。尽管电子商务不断发展，但法律文书的规范签署方式仍然是在纸上手写签名。此外，经公证处公证的文件必须在公证人在场的情况下签字，所有印章必须是原版，并且所有证明必须相符。那么，如何验证这些文书，又如何确保签名是真迹呢? 与电子文档不同，我们无法跟踪参与人员或任何更改。如果不良商家篡改了按揭协议上的签名，或者在他们收到的支票上加了一个零，怎么办？因此，确认笔迹的真实性非常重要。拉曼光谱分析是解决这一问题的绝妙方法。雷尼绍的inVia™共焦显微拉曼光谱仪是该领域的一款全球领先仪器。

交叉笔画分析

通过技术确定墨水的成分，以查证是否用不同的笔更改了文书的内容。墨水的种类多样，颜色可能一样，但化学成分会有所不同。拉曼分析可以快速对可疑区域进行无损测试，根据特异性区分视觉上看起来一样的相似墨水种类。最近雷尼绍在这方面开展了深入研究，探索如何确定使用不同的笔书写的两个笔画的交叉顺序。这在以前是非常棘手的难题，纸张的背底不一致和化学图像的解释要求都会带来很大的不确定性。那么，inVia如何准确地确定纸张上其他笔迹的来源呢？

雷尼绍研发了一种新方法，采用雷尼绍系统独有的几项技术来测定笔迹顺序。前提是分析每种墨迹在其交叉区域的覆盖范围。交叉区域混合了两种墨水成分，从逻辑上讲，当使用激光照射上表面进行分析时，最上面的墨迹的成分数量最多。我们使用伪彩色图像和浓度估算技术发现了这一点。

方法

首先采集交叉区域和周围区域的白光图像。使用StreamLine™化学成像技术扫描交叉区域，采集该区域的墨水成分。该技术利用连续移动的线聚焦激光采集墨水的光谱信息。与传统的点聚焦相比，线聚焦的功率密度较低，可以在不损坏墨水层的情况下提高激光功率。采集到数据后，图像中相异的区域被遮蔽，从而得到每种墨迹的纯参考光谱。Masking Tool（遮蔽工具）是雷尼绍WiRE软件的一部分，用于根据图像（如白光或拉曼）的阈值或通过手动选择扫描区域来界定要处理的数据。

交叉笔画的白光图像。两个笔画之间的区域即交叉区域。墨迹不交叉的部分被遮蔽，从而得到纯参考光谱以进行成分分析。

得到每种墨迹的参考光谱之后，就可以进行成分分析，从而获得伪彩色图像，在白光图像上方显示每种成分的分布情况。以往，在这个阶段，用户要想识别交叉顺序，就必须确定伪彩色图像的阈值，以明确交叉顺序。区域的颜色越深，表示与参考光谱的相似度越低，因此假设交叉区域中较深的墨迹图像位于底层，但不能保证两个独立的用户会以相同的方式确定图像的阈值范围并得出相同的结论。根据图像，墨迹顺序可能会以另一种方式解读。那么，如何解决以往遇到的这个难题？答案当然是利用另一个专属的研究工具……现在我们来介绍一下Concentration Estimates（浓度估算）。

两种不同笔迹的伪彩色拉曼图像。这些图像显示了拉曼光谱的化学特异性，可以识别墨水的种类，并测定每种墨水的相对浓度。

根据通过成分分析生成的图像，Concentration Estimates工具可测定每种墨水所占的总百分比。在这个过程中，不对图像阈值进行任何更改，因此可确保所有用户得出的结果高度一致。浓度估算值越大，该墨水在所分析的交叉区域内的覆盖率就越高。两个参考光谱的浓度估算值差异越大，我们就越能确定沉积顺序。

同样，单一墨迹区域的浓度估算值也表明了参考光谱之间存在较高的特异性。这样，我们就可以获得一个具有统计学意义的数值，从而更有把握确定墨水沉积顺序。

上表显示了在单一墨迹和交叉区域中每种墨水的浓度估算值。单一墨迹区域证实了这项技术的化学特异性。交叉区域的浓度估算值差异较大，肯定了我们提出的沉积顺序。

现在，您已经了解了如何借助雷尼绍inVia显微拉曼光谱仪，用光谱法分析和解决伪造或篡改争议。希望您可以继续放心地签署法律文书，直至出现新的文书验证标准。届时，我们将在整个应用范围内以同样的精确度和热忱来应对这一挑战。