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物证鉴定再添新“神器”,笔迹高光谱直面物证真与假!

文章附图

高光谱成像技术在物证检验领域的应用具有非常重要的意义,其不仅能够记录物证的光谱特征用以分析物质成分,而且能够准确记录不同成分的空间分布情况,从而实现无损、快速、定位分析物证成分的功能

高光谱成像物证检验技术的光谱检测范围通常集中在可见-近红外区域,而现有基于高光谱成像技术的物证检测设备基本只能单独覆盖可见波段或者近红外波段,无法实现可见-近红外的宽波段检测需求。


为了拓宽成像光谱仪的检测波段范围从而实现提高物证检验精度和增加物证检验种类的目的,首先分析了推扫式成像光谱仪的组成结构及工作原理,剖析了直接研制宽波段成像光谱仪的技术难度和高昂成本,最后提出了将短波段范围的4001000nm可见高光谱成像仪和9001700nm近红外高光谱成像仪相结合的方式实现宽波段范围的方法。

表 1 高光谱成像仪参数表



成像光谱技术是指既能获取目标图像又能获取目标空间各点的连续光谱信息,并根据目标的特征光谱,确定出目标物证成分的一种技术

至今,多光谱成像技术在物证鉴定领域的应用较为成熟,但多光谱成像技术的光谱分辨率有时难以满足物证检验需求,虽然超光谱成像技术的光谱分辨率高于高光谱成像技术的分辨率,但高光谱成像技术的光谱分辨率可以满足目前的物证检验需求,因此高光谱成像技术逐步成为物证鉴定机构重点发展的研究方向。

宽波段高光谱成像仪验证

根据图1中的4种笔迹,对应的光谱曲线如图2所示。光谱曲线的波长范围是4001700nm,是经过2台高光谱成像仪获取的光谱数据拼接后的结果。图2中所示的光谱曲线,表明本方法可以实现宽波段高光谱数据的获取。


1 高光谱成像仪图像测试结果


图 2 四种笔迹的拼接光谱曲线

实验结果得到4种笔迹的空间二维图像和任意空间点4001700nm的光谱曲线,证明该方法能够实现宽波段高光谱数据的获取,使高光谱成像仪在物证鉴定领域的应用范围更广。

结论

结合可见高光谱成像仪和近红外高光谱成像仪,实现可见-近红外宽波段高光谱成像仪的研制。通过调整40010009001700nm高光谱成像仪的姿态、拍摄帧频和电动平移台的移动速度,计算推扫图像中拍摄的正方形定标板在探测器上所占像元数量,判断两台高光谱成像仪的线视场是否平行,线视场平行后再调整平面反射镜的角度,直至线视场相互重合。

实验结果得到4种笔迹的空间二维图像和任意空间点4001700nm的光谱曲线,证明该方法能够实现宽波段高光谱数据的获取,使高光谱成像仪在物证鉴定领域的应用范围更广。



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