同一人運(yùn)動(dòng)后簽名與臨摹簽名筆力特征比較研究

韓丹巖 王長亮 倪巧合

（1 中國刑事警察學(xué)院文件檢驗(yàn)技術(shù)系 遼寧 沈陽 110035；2 上海市刑事科學(xué)技術(shù)研究院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 上海 200083；3 萊陽市公安局鶴山路派出所 山東 萊陽 265200）

1 引言

近年來，涉及合同、欠條、單據(jù)中的簽名鑒定案件較多。簽名因字?jǐn)?shù)少、特征少，加之形成的條件千差萬別，檢驗(yàn)難度普遍較大。運(yùn)動(dòng)后簽名屬于書寫條件變化筆跡的一種特殊類型，由于運(yùn)動(dòng)造成機(jī)體狀態(tài)的變化，影響神經(jīng)傳導(dǎo)和書寫器官的協(xié)調(diào)性，進(jìn)而導(dǎo)致筆跡發(fā)生變化。這種筆跡所表現(xiàn)出的運(yùn)筆抖動(dòng)彎曲、字形結(jié)構(gòu)松散等特點(diǎn)與臨摹筆跡相似，定性比較困難。目前國內(nèi)外對于臨摹筆跡的認(rèn)識(shí)比較全面和深入，而對于運(yùn)動(dòng)后筆跡尚缺乏系統(tǒng)的研究，且僅停留在二維層面的形態(tài)學(xué)描述，缺乏更深層次的規(guī)律性研究和認(rèn)識(shí)?；诖?，本文利用筆跡三維信息提取分析儀從書寫壓力角度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，以探究運(yùn)動(dòng)后筆跡與臨摹筆跡筆力特征規(guī)律的異同。

2 基礎(chǔ)理論

2.1 運(yùn)動(dòng)后筆跡及其特點(diǎn)

書寫活動(dòng)是人體特有的一項(xiàng)復(fù)雜的技巧性運(yùn)動(dòng)，會(huì)受到來自書寫者生理、心理狀態(tài)和外界客觀條件的影響和干擾[1]69。運(yùn)動(dòng)后筆跡是一種條件變化筆跡，肢體運(yùn)動(dòng)會(huì)從生理和心理兩方面影響書寫活動(dòng)。人在運(yùn)動(dòng)后肌體消耗能量并積累了一定量的乳酸，導(dǎo)致肌肉疲勞，工作能力下降，為了維持肌體正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，需要輸送更多的血液和氧氣，從而加快心跳和血液循環(huán)[2]；另外，神經(jīng)中樞處于疲憊狀態(tài)，個(gè)體的注意力降低、靈活性減弱。在這種狀態(tài)下書寫的筆跡，通常會(huì)出現(xiàn)運(yùn)筆抖動(dòng)、筆畫變形、筆力不穩(wěn)等現(xiàn)象。

2.2 臨摹筆跡及其特點(diǎn)

臨摹筆跡是摹仿筆跡的最基本類型，是在擁有被摹仿筆跡式樣的條件下，邊觀察邊摹仿得到的筆跡[3]。由于心理過程、個(gè)人書寫技能習(xí)慣、摹仿訓(xùn)練等因素的制約，臨摹筆跡往往會(huì)出現(xiàn)運(yùn)筆形快實(shí)慢、彎曲抖動(dòng)、中途停頓、修飾重描、筆力平緩等現(xiàn)象[1]300-306。臨摹筆跡與被摹仿筆跡相比明顯特征相符，但細(xì)節(jié)特征會(huì)有差別[4]。

運(yùn)動(dòng)后筆跡與臨摹筆跡在二維層面的筆跡特點(diǎn)有相似之處，不易區(qū)分，在鑒定工作中極易引起混淆，進(jìn)而影響鑒定結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，研究運(yùn)動(dòng)后筆跡與臨摹筆跡在三維層面筆力特征上的特點(diǎn)及其規(guī)律，具有重要的實(shí)踐意義。

3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

實(shí)驗(yàn)器材：指夾式脈搏血氧儀、筆跡三維信息提取分析儀、啞鈴、跑步機(jī)、黑色0.5mm子彈頭式中性筆、A4復(fù)印紙。

軟件：TYSCAN 軟件、三維檢測軟件Geomagic Qualify11、數(shù)據(jù)處理軟件Microsoft Excel、SPSS。

3.2 樣本字選擇與運(yùn)動(dòng)設(shè)定

本研究選用在預(yù)實(shí)驗(yàn)收集的簽名當(dāng)中特征體現(xiàn)最明顯、規(guī)律反映最好的“楊杰”作為樣本字。因其既是常用漢字，又包含橫、豎、撇、捺、點(diǎn)、勾、折等多種筆畫，也能在有限的兩個(gè)字中映射相對多的筆力特征，能夠較為全面地體現(xiàn)規(guī)律，便于展現(xiàn)不同狀態(tài)下簽名筆跡筆力特征的異同及變化趨勢。

實(shí)驗(yàn)中設(shè)定的“運(yùn)動(dòng)”包括上肢運(yùn)動(dòng)和下肢運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過預(yù)測試后決定，上肢運(yùn)動(dòng)設(shè)定為抓起啞鈴訓(xùn)練，下肢運(yùn)動(dòng)設(shè)定為在跑步機(jī)上的跑步訓(xùn)練。

3.3 樣本收集

實(shí)驗(yàn)書寫人為隨機(jī)抽取的30名在校大學(xué)生，年齡在19～27歲之間。運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度依據(jù)心率劃分為低、中、高三個(gè)等級，具體參照卡式公式：最大心率=205.8-0.685×年齡；中等強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)的心率范圍=最大心率×60%～70%[5]。本實(shí)驗(yàn)只針對低、高兩個(gè)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度收集實(shí)驗(yàn)樣本。書寫人在運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測心率，分別達(dá)到低、高兩個(gè)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度時(shí)停止運(yùn)動(dòng)，開始書寫簽名，書寫條件設(shè)定為正常：均以正常坐姿在平整桌面上的A4復(fù)印紙上書寫，襯墊物為10張A4復(fù)印紙。

依此方式分別收集書寫人靜息狀態(tài)下，以及處于上、下肢運(yùn)動(dòng)低、高強(qiáng)度下的簽名各20份。選擇1號書寫人靜息狀態(tài)下的簽名“楊杰”為摹本，要求另外29名書寫人在靜息狀態(tài)下對其進(jìn)行臨摹，每人臨摹20份，樣本制作如表1所示。

表1 樣本制作示意

4 同一人不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下簽名與臨摹簽名筆力特征的比較

本文利用筆跡三維信息提取分析系統(tǒng)提取了每位書寫人分別處于靜息狀態(tài)、上肢低強(qiáng)度、上肢高強(qiáng)度、下肢低強(qiáng)度、下肢高強(qiáng)度、臨摹簽名筆跡的壓痕深度信息，利用數(shù)據(jù)處理軟件SPSS、Microsoft Excel逐一分析記錄，計(jì)算出各項(xiàng)數(shù)據(jù)并形成表格，將反映好的筆跡樣本兩兩對比，得出同一人不同狀態(tài)下簽名筆跡筆力特征的異同點(diǎn)。將30位書寫人的對比結(jié)果歸納總結(jié)，從壓痕彩色圖顯、壓痕深度曲線、壓痕深度數(shù)據(jù)三方面總結(jié)規(guī)律[6]。

4.1 上肢運(yùn)動(dòng)后簽名與臨摹簽名筆力特征的比較

4.1.1 壓痕彩色圖顯比較

通過比較29位書寫人上肢運(yùn)動(dòng)后簽名和其臨摹簽名筆跡壓痕彩色圖顯特征，可歸納以下規(guī)律：①從外觀形態(tài)上看，臨摹與上肢運(yùn)動(dòng)后筆力有較大差異，但在細(xì)節(jié)形態(tài)如起收筆形態(tài)、細(xì)小筆畫運(yùn)筆形態(tài)上仍有一定程度的符合；②從整體上看，同一人臨摹與其上肢運(yùn)動(dòng)后筆力差異較大，臨摹簽名筆畫顏色整體較深，說明筆力較重，而上肢運(yùn)動(dòng)后筆力較輕；③從細(xì)節(jié)上看，上肢運(yùn)動(dòng)后與臨摹在起收筆及一些細(xì)小筆畫的筆力變化趨勢上有一定程度的符合，體現(xiàn)了同一人穩(wěn)定的書寫習(xí)慣，如表2所示。

表2 同一人上肢運(yùn)動(dòng)后簽名、臨摹簽名壓痕彩色圖顯對比

4.1.2 壓痕深度曲線比較

通過對29名書寫人上肢運(yùn)動(dòng)后簽名與其臨摹簽名壓痕深度曲線特征的對比分析，可歸納出以下規(guī)律：①約70%的書寫人在壓痕深度曲線上體現(xiàn)為臨摹壓痕深度曲線位于上肢運(yùn)動(dòng)后壓痕深度曲線下方，且運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度越強(qiáng)，曲線之間的距離越大。說明臨摹簽名與其上肢運(yùn)動(dòng)后簽名筆力差異較大，臨摹簽名筆力普遍較重，上肢運(yùn)動(dòng)后簽名筆力普遍較輕，而且運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度越大，筆力就越輕；②臨摹簽名壓痕深度曲線的形態(tài)與上肢運(yùn)動(dòng)后簽名相比均有所差異，但與上肢高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后筆跡壓力差別更大些，說明運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度越大，對筆力的影響越大；③臨摹簽名書寫過程中筆力驟變較多，而上肢運(yùn)動(dòng)后簽名雖筆力起伏不穩(wěn)但過渡較為自然；④同一人上肢運(yùn)動(dòng)后簽名與其臨摹簽名在第一筆起筆位置書寫壓力最為符合，而且兩者壓痕深度曲線之間的平緩部分與陡急部分互相對應(yīng)，說明同一人書寫的該兩種筆跡，其書寫壓力基本規(guī)律具有一致性。圖1、2具體展示了同一書寫人上肢低、高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后與臨摹簽名筆跡壓痕深度曲線走勢的異同。

圖1 同一人上肢低強(qiáng)度（灰線）與臨?。\線）簽名壓痕深同一度曲線對比

圖2 同一人上肢高強(qiáng)度（灰線）與臨?。\線）簽名壓痕深度曲線對比

4.1.3 壓痕深度數(shù)據(jù)比較

將30位書寫人上肢運(yùn)動(dòng)后簽名及臨摹簽名壓痕深度均值和標(biāo)準(zhǔn)差①標(biāo)準(zhǔn)差定義為方差的算術(shù)平方根，反映組內(nèi)個(gè)體間的離散程度。進(jìn)行整合發(fā)現(xiàn)：①約67%書寫人的臨摹簽名筆力均值略大于上肢低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后簽名，約75%書寫人的臨摹簽名筆力均值略大于上肢高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后簽名，說明多數(shù)人的臨摹簽名筆力略重于上肢運(yùn)動(dòng)后簽名；②約57%書寫人臨摹簽名筆力的標(biāo)準(zhǔn)差大于上肢低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后簽名，約70%書寫人臨摹簽名筆力的標(biāo)準(zhǔn)差大于上肢高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后簽名，說明多數(shù)人的臨摹簽名筆力穩(wěn)定性略低于上肢運(yùn)動(dòng)后簽名。

4.2 下肢運(yùn)動(dòng)后簽名與臨摹簽名筆力特征的比較

4.2.1 壓痕彩色圖顯比較

通過比較29位書寫人下肢運(yùn)動(dòng)后簽名與其臨摹簽名筆跡壓痕彩色圖顯特征，可歸納以下規(guī)律：①從外觀形態(tài)上看，臨摹簽名筆跡與下肢運(yùn)動(dòng)后簽名筆跡筆力存在一定差異，但是在細(xì)節(jié)形態(tài)如起收筆形態(tài)、細(xì)小筆畫運(yùn)筆形態(tài)上仍有符合；②從整體上看，與下肢運(yùn)動(dòng)后簽名筆跡相比，大多數(shù)臨摹簽名筆跡整體壓痕顏色較深且均勻，變化較平緩，但在細(xì)微之處存在驟然的深淺變化，說明臨摹比下肢運(yùn)動(dòng)后筆力略重，筆力平緩中也有較大的波動(dòng)；③從細(xì)節(jié)上看，兩者在起收筆及一些細(xì)小筆畫的筆力上仍有一定程度的符合，體現(xiàn)了同一人穩(wěn)定的書寫習(xí)慣，如表3所示。

表3 同一人下肢運(yùn)動(dòng)后簽名、臨摹簽名壓痕彩色圖顯對比

4.2.2 壓痕深度曲線比較

通過對29名書寫人下肢運(yùn)動(dòng)后簽名與其臨摹簽名壓痕深度曲線特征的對比分析，可歸納以下規(guī)律：①臨摹簽名壓痕深度曲線整體位于下肢運(yùn)動(dòng)后簽名壓痕深度曲線下方，說明大多數(shù)書寫人臨摹簽名筆力略重于下肢運(yùn)動(dòng)后簽名；②臨摹簽名壓痕深度曲線中存在較多筆力驟然變化的點(diǎn)，曲線整體的波動(dòng)幅度減小，而且曲線整體的波動(dòng)細(xì)密性較弱；而下肢運(yùn)動(dòng)后簽名曲線整體波動(dòng)較細(xì)密，筆力輕重過渡較自然；③臨摹簽名壓痕深度曲線的大致走勢與下肢運(yùn)動(dòng)后簽名相似，其中同一人下肢運(yùn)動(dòng)后簽名與其臨摹簽名在第一筆起筆處壓痕深度曲線走勢最為一致，如圖3、4所示。

圖3 下肢低強(qiáng)度（灰線）與臨摹（黑線）簽名壓痕深度曲線對比

圖4 下肢高強(qiáng)度（灰線）與臨?。ê诰€）簽名壓痕深度曲線對比

4.2.3 壓痕深度數(shù)據(jù)比較

將30位書寫人下肢運(yùn)動(dòng)后簽名筆跡及臨摹簽名筆跡壓痕深度均值和標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行整合發(fā)現(xiàn)：①約63%的書寫人臨摹簽名筆力均值略大于下肢低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后簽名，約53%的書寫人臨摹簽名筆力均值略大于下肢高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后簽名，說明臨摹筆跡與下肢運(yùn)動(dòng)后書寫筆跡筆力輕重相當(dāng)；②約60%的書寫人臨摹簽名筆力的標(biāo)準(zhǔn)差大于上肢低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后簽名，約53%的書寫人臨摹簽名筆力的標(biāo)準(zhǔn)差大于上肢高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后簽名，說明兩者筆力的穩(wěn)定性相當(dāng)；③約60%書寫人下肢低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后簽名筆跡壓痕深度均值大于下肢高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后簽名筆跡，說明在下肢運(yùn)動(dòng)當(dāng)中，隨著運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的增強(qiáng)，筆力減輕；④下肢高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)過后前5次簽名在三維層面呈現(xiàn)較明顯的筆痕深度均值的遞增，而下肢低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)過后簽名無此特點(diǎn)，說明在下肢運(yùn)動(dòng)中，高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對肌體書寫活動(dòng)的影響要大于低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)。

4.3 運(yùn)動(dòng)后簽名與臨摹簽名筆力離散度的比較

離散度是用來觀測變量各個(gè)取值之間差異程度的指標(biāo)，運(yùn)用離散度能夠以數(shù)字的形式清晰明了地體現(xiàn)出各類簽名筆跡筆力的穩(wěn)定性，從而比較出其筆力穩(wěn)定程度的大小。

為直觀比較運(yùn)動(dòng)后簽名與臨摹簽名的穩(wěn)定性，筆者對本研究各類簽名的數(shù)據(jù)偏差進(jìn)行計(jì)算，將得到的數(shù)據(jù)整合成運(yùn)動(dòng)后簽名與臨摹簽名的離散度條形圖，如圖5所示。

圖5 運(yùn)動(dòng)后簽名與臨摹簽名的離散度條形圖

通過運(yùn)動(dòng)后簽名與臨摹簽名的離散度條形圖可以看出，運(yùn)動(dòng)后簽名與臨摹簽名筆力的穩(wěn)定程度由大到小依次為：下肢低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后簽名、下肢高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后簽名、上肢低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后簽名、上肢高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后簽名、臨摹簽名。分析其原因：①臨摹他人簽名時(shí)既要克制自身的書寫習(xí)慣，又要摹仿的相像，還要盡量不暴露反常跡象，這是一個(gè)非常緊張的狀態(tài)，勢必造成力度不均衡，筆力起伏程度較大，穩(wěn)定性最差；②上肢低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)過后，上肢肌肉剛剛開始進(jìn)入運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，還未達(dá)到穩(wěn)定階段，在運(yùn)筆過程中對筆的控制處于用力會(huì)抖，而不用力則不自然的狀態(tài)，所以穩(wěn)定性較差；③上肢高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)過后，上肢肌肉處于力竭狀態(tài)，完全無法正常握拳，書寫過程中只能勉強(qiáng)握住筆，主要依靠手腕的移動(dòng)來書寫，手指對筆施加的壓力很小，整體運(yùn)筆力度非常輕，導(dǎo)致筆力數(shù)據(jù)的離散度較低，穩(wěn)定性較高；④下肢運(yùn)動(dòng)是牽動(dòng)全身的運(yùn)動(dòng)，幾乎涉及到肌體的每一塊肌肉，下肢低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)過后，肌體處于剛進(jìn)入運(yùn)動(dòng)狀態(tài)階段，整體較為興奮，用筆力度較為不穩(wěn)；⑤下肢高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)過后，肌體已經(jīng)脫離了極點(diǎn)狀態(tài)，心理和身體均處于穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，心臟工作強(qiáng)度保持在較高水平，心率雖然保持在較高數(shù)值，但較為穩(wěn)定，而與書寫活動(dòng)相關(guān)的上肢肌肉并非處于力竭狀態(tài)，所以對書寫活動(dòng)影響較下肢低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)明顯?？傮w來說，上肢運(yùn)動(dòng)比下肢運(yùn)動(dòng)對書寫活動(dòng)影響明顯。

5 結(jié)論

通過對30名書寫人上、下肢高、低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后簽名及其臨摹簽名筆跡壓痕深度信息的提取、分析和比較，發(fā)現(xiàn)如下規(guī)律：

（1）同一人臨摹簽名筆力普遍略重于運(yùn)動(dòng)后簽名；

（2）同一人臨摹簽名筆力驟變較多，而運(yùn)動(dòng)后簽名筆力輕重過渡較自然；

（3）同一人運(yùn)動(dòng)后簽名，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度越大，筆力越輕，與其臨摹簽名筆力特征的差別越大，上肢運(yùn)動(dòng)更加明顯。

（4）同一人臨摹簽名與運(yùn)動(dòng)后簽名在起收筆及一些細(xì)小筆畫的筆力上仍有一定程度的符合，第一筆起筆尤其明顯。

（5）同一人運(yùn)動(dòng)后簽名與臨摹簽名筆力的穩(wěn)定程度由大到小依次為：下肢低強(qiáng)度、下肢高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后簽名、上肢低強(qiáng)度、上肢高強(qiáng)度、臨摹簽名。

（6）在一定條件下，可以根據(jù)筆力曲線形態(tài)及大小特征，輔助鑒別運(yùn)動(dòng)后筆跡與臨摹筆跡。

書寫壓力是個(gè)人書寫習(xí)慣的重要組成部分，利用好筆壓信息對少量字及其疑難筆跡檢驗(yàn)具有重要意義。但書寫壓力也極易受各種因素的干擾而發(fā)生變化，準(zhǔn)確、恰當(dāng)?shù)乩霉P壓信息是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，有待于進(jìn)一步深入研究。