仿生智能打印機書寫字跡特征價值研究

馮勇 王洋 韓莉

摘 要：手寫字跡主要是指由人的書寫活動完成。人的書寫活動是在大腦皮層高級神經(jīng)活動中樞的統(tǒng)一支配下，主要由大腦皮層的聽覺、視覺中樞、書寫運動中樞以及肩、臂、肘、手等肌肉群運動系統(tǒng)的聯(lián)合機制實現(xiàn)，每個人的書寫字跡均有不同，多受文化水平，書寫熟練程度等情況影響。隨著科技不斷進步，替代生命體書寫字跡的機器已經(jīng)進入了運用階段，能更好地體現(xiàn)個性，具有更強的表現(xiàn)力，能夠更好的體現(xiàn)名族文化的特點，這無疑給整個行業(yè)帶來了挑戰(zhàn)。作者運用仿生智能打印機書寫大量字跡，以及收集錄入人的樣本字跡進行實驗論證，對仿生智能打印機出現(xiàn)的特殊、穩(wěn)定存在書寫特征進行歸納總結。

關鍵詞：字跡;單字結構;細節(jié)特征

一、仿生智能打印機概述及工作原理

智能仿生打印機，是一款使用人能夠通過App數(shù)據(jù)平臺錄入的原生筆跡，針對書寫人書寫特征對其加以智能學習。在使用過程中對電腦指定軟件上編輯好想要輸出的文字，固定好書寫工具，輸出模仿使用人書寫原生筆跡的打印工具。

原生筆跡，是指書寫人在固定的格式、固定文字，在自由條件下錄入書寫人書寫字跡，儲存形式為數(shù)控領域廣泛采用的G代碼。工作原理：采用原生筆跡數(shù)據(jù)，該機器靠電機驅動，設置有書寫筆安裝架，可以綁定任一書寫工具，采用直角坐標機械臂結構，設計有X，Y，Z 三軸的控制。X，Y 水平兩軸負責完成內(nèi)容在平面上作業(yè)路徑的輸出，而 Z 軸則起到對書寫工具抬落筆、落筆力度的控制，將原本平面的路徑三維化以達到更好的仿人手書寫效果，屬于非生命體書寫字跡。

智能仿生打印機主要組成部分，包括直線導軌滑塊、主體框架、彈性繩、書寫筆安裝架、主體框架四周，線纜接插件通過電纜分別與第一步進電機、第二步進電機和第三步進電機相連，結合數(shù)據(jù)文檔形成的XYZ數(shù)據(jù)，通過傳動作用完成書寫動作。當事人可以通過App平臺搭建字庫建立平臺，其記錄的本質(zhì)是用戶書寫的路徑以及每個點對應的落筆力度，儲存形式為數(shù)控領域廣泛采用的G代碼。在完成對用戶常用漢字與符號的逐一多重采樣后，設備可以實現(xiàn)根據(jù)實際文本內(nèi)容分別隨機調(diào)用并逆向（相較于字庫錄入）基本還原出用戶本身的字跡，完成整個作業(yè)流程。本具體實施方式采用直角坐標機械臂結構，實現(xiàn)書寫字跡和本人相近，大大提高了替代人書寫質(zhì)量效率。

二、實驗過程

（一）實驗準備

本次實驗采用同批次紙張、書寫工具等載體工具，錄入筆畫、相同字較多的王應麟？（宋朝）《三字經(jīng)》導入PC版軟件，選用自帶的手寫體數(shù)據(jù)形成G代碼進行打印;為了更好的把握人書寫，與機器書寫的區(qū)別，作者選取錄入人持筆進行謄寫王應麟？（宋朝）《三字經(jīng)》。

實驗儀器：LichTech智能仿生打印機、愛普生Epson DS-975、基恩士超景深顯微鏡。

實驗目的：仿生智能打印機字跡與生命體書寫字跡特征研究。

（二）仿生智能打印機字跡特征提取

仿生打印機使用傳統(tǒng)的書寫工具（鋼筆、水性筆、圓珠筆、鉛筆、毛筆等等），直接作用于承載客體（紙張表面），以高效率地形式完成書寫活動以及圖片繪制工作，與傳統(tǒng)的打印機相比，書寫的生動性更強，保留了中國漢字書寫其獨有的文化底蘊。在文書司法鑒定過程中，文書司法鑒定人員收到相關的檢材和樣本后，按照筆跡鑒定規(guī)范，通常都要對檢材字跡的形成方式進行確認，確定是否書寫工具直接作用于承載客體，并在承載客體上的筆痕特征進行分析，是否為直接書寫形成。從仿生打印機的構件上來看，毫無疑問為傳統(tǒng)的書寫工具書寫形成，下面作者就實驗過程中發(fā)現(xiàn)的特征，參照GB/T 37239-2018筆跡鑒定技術規(guī)范要點，從字跡符號形成的宏觀、中觀、微觀特征進行闡述。

文字布局特征：從宏觀角度采用測量法進行測量，利用圖像處理軟件，從單幅字面中，截取兩段字跡，運用圖像處理軟件進行圖像-調(diào)整-反相，降低不透明度，重疊發(fā)現(xiàn)二者文字布局中在行間距與詞組的間距基本一致，這對于書寫水平較高或長期進行練字學習的人，亦難達到此階段效果。進一步調(diào)整文字平行度，選取參考點，設定參考線，進一步測量發(fā)現(xiàn)，在文字中在行間距以及滿格字跡的高度/寬度均體現(xiàn)出一致數(shù)據(jù)。詳細見圖一

字體/字形特征：在筆跡鑒定規(guī)范中，一般在字體字形方面會進行針對性檢驗，其字體字形在種類上看，基本一致，進一步利用圖像比對軟件，從單幅字面中，挑選兩個相同單字進行加載到同一頁面中，然后利用圖像處理軟件中的相關功能圖像-調(diào)整-反相，降低不透明度，重疊后兩者吻合度高，能夠證明是在同一模板或者同一類數(shù)據(jù)形成的筆跡特征。從筆跡學的角度來講同一個人在大幅面書寫過程中很難形成相同單字能夠完整重疊字跡，見圖二。

書寫速度變化：筆跡鑒定實踐過程中，將書寫速度變化歸類至書寫字跡中體現(xiàn)出來的輕重緩急變化，繼而形成的實連筆和意連。利用超景深顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，單一筆畫中在筆痕寬度/深度均近乎一致，無輕重緩急，以及由于書寫速度變化形成的實連筆和意連現(xiàn)象。

起/收筆特征：利用超景深顯微鏡對仿生書寫打印機字跡進行逐一觀察發(fā)現(xiàn)，在字跡起筆/收筆位置均出現(xiàn)頓筆現(xiàn)象，且呈現(xiàn)墨跡堆積狀態(tài)。

連筆特征：宏觀檢查發(fā)現(xiàn)，筆跡抑壓力較均勻，對單字進行檢驗發(fā)現(xiàn)在轉折筆畫中較為生硬，無輕重緩急變化。

（三）實驗結果

仿生打印機價值特征與書寫人書寫字跡進行比對分析后并歸納總結：實驗人持同種類書寫工具正常進行書寫，在字體字形，文字布局等特征總體穩(wěn)定，但受書寫時心理狀態(tài)、書寫速度等主客觀方面的影響，存在一定的差異;而仿生打印機轉折書寫速度較為穩(wěn)定，字體字形、文字布局受PC版軟件設定條件的控制，整體較為規(guī)整，在設定的書寫范圍內(nèi)進行書寫，連筆及筆畫轉折處較為生硬，無輕重緩急變化，收筆處有明顯頓筆現(xiàn)象，雖有部分連筆，但是字跡整體反應出書寫速度偏慢。

三、結語

“筆跡識人”廣泛運用于刑事偵查、司法鑒定、心理學、人力資源等活動，其證明作用目前也得到了充分認可，具有一定的科學依據(jù)。筆者從事了多年司法鑒定工作，從中發(fā)現(xiàn)了幾起案件，運用了仿生打印機代寫遺囑及簽名，給文書司法鑒定人帶來了極大的困擾。為了更好的了解仿生智能打印機書寫字跡，促進行業(yè)及人員專業(yè)水平共同進步，作者采購了最新的仿生打印機進行反復實驗，選取了實驗效果較好的素材進行仿生打印機字跡特征價值評定。本文還需進一步完善，尤其是在少量字跡（簽名）檢驗，仿生智能打印機對于低水平的書寫人的簽名檢驗帶來了新的挑戰(zhàn);同時是否能夠通過錄入的原生筆跡在不同仿生打印機設備上書寫，達到認定打印機具，其鑒定思路以及鑒定原理，與我們現(xiàn)行文書鑒定中認定辦公機制文書識別打印機的思路是否同類還有待進一步研究。

作者簡介：

馮勇（1988-），男，漢，本科，畢業(yè)于湖南司法警官職業(yè)學院，司法鑒定技術專業(yè)，廣東京珠司法鑒定所，主要從事痕跡鑒定，文書鑒定檢驗及理論研究工作;

王洋（1996-），男，漢，本科，畢業(yè)于西南政法大學刑事偵查學院，刑事科學技術專業(yè)，廣東至誠司法鑒定所，主要從事文書鑒定、痕跡鑒定、聲像鑒定檢驗及理論研究工作）

韓莉，女，漢，本科，畢業(yè)于湖南省警察學院，偵查系，湖南省懷化市公安局，主要從事文件檢驗鑒定