仿生智能打印機(jī)書寫字跡特征價(jià)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(dòng)完成。人的書寫活動(dòng)是在大腦皮層高級(jí)神經(jīng)活動(dòng)中樞的統(tǒng)一支配下，主要由大腦皮層的聽覺(jué)、視覺(jué)中樞、書寫運(yùn)動(dòng)中樞以及肩、臂、肘、手等肌肉群運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的聯(lián)合機(jī)制實(shí)現(xiàn)，每個(gè)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(jìn)步，替代生命體書寫字跡的機(jī)器已經(jīng)進(jìn)入了運(yùn)用階段，能更好地體現(xiàn)個(gè)性，具有更強(qiáng)的表現(xiàn)力，能夠更好的體現(xiàn)名族文化的特點(diǎn)，這無(wú)疑給整個(gè)行業(yè)帶來(lái)了挑戰(zhàn)。作者運(yùn)用仿生智能打印機(jī)書寫大量字跡，以及收集錄入人的樣本字跡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)論證，對(duì)仿生智能打印機(jī)出現(xiàn)的特殊、穩(wěn)定存在書寫特征進(jìn)行歸納總結(jié)。

關(guān)鍵詞：字跡;單字結(jié)構(gòu);細(xì)節(jié)特征

一、仿生智能打印機(jī)概述及工作原理

智能仿生打印機(jī)，是一款使用人能夠通過(guò)App數(shù)據(jù)平臺(tái)錄入的原生筆跡，針對(duì)書寫人書寫特征對(duì)其加以智能學(xué)習(xí)。在使用過(guò)程中對(duì)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(chǔ)存形式為數(shù)控領(lǐng)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(jī)器靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)，設(shè)置有書寫筆安裝架，可以綁定任一書寫工具，采用直角坐標(biāo)機(jī)械臂結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)有X，Y，Z 三軸的控制。X，Y 水平兩軸負(fù)責(zé)完成內(nèi)容在平面上作業(yè)路徑的輸出，而 Z 軸則起到對(duì)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(dá)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(jī)主要組成部分，包括直線導(dǎo)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(guò)電纜分別與第一步進(jìn)電機(jī)、第二步進(jìn)電機(jī)和第三步進(jìn)電機(jī)相連，結(jié)合數(shù)據(jù)文檔形成的XYZ數(shù)據(jù)，通過(guò)傳動(dòng)作用完成書寫動(dòng)作。當(dāng)事人可以通過(guò)App平臺(tái)搭建字庫(kù)建立平臺(tái)，其記錄的本質(zhì)是用戶書寫的路徑以及每個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的落筆力度，儲(chǔ)存形式為數(shù)控領(lǐng)域廣泛采用的G代碼。在完成對(duì)用戶常用漢字與符號(hào)的逐一多重采樣后，設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)實(shí)際文本內(nèi)容分別隨機(jī)調(diào)用并逆向（相較于字庫(kù)錄入）基本還原出用戶本身的字跡，完成整個(gè)作業(yè)流程。本具體實(shí)施方式采用直角坐標(biāo)機(jī)械臂結(jié)構(gòu)，實(shí)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(shí)驗(yàn)過(guò)程

（一）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

本次實(shí)驗(yàn)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(yīng)麟？（宋朝）《三字經(jīng)》導(dǎo)入PC版軟件，選用自帶的手寫體數(shù)據(jù)形成G代碼進(jìn)行打印;為了更好的把握人書寫，與機(jī)器書寫的區(qū)別，作者選取錄入人持筆進(jìn)行謄寫王應(yīng)麟？（宋朝）《三字經(jīng)》。

實(shí)驗(yàn)儀器：LichTech智能仿生打印機(jī)、愛(ài)普生Epson DS-975、基恩士超景深顯微鏡。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模悍律悄艽蛴C(jī)字跡與生命體書寫字跡特征研究。

（二）仿生智能打印機(jī)字跡特征提取

仿生打印機(jī)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(dòng)以及圖片繪制工作，與傳統(tǒng)的打印機(jī)相比，書寫的生動(dòng)性更強(qiáng)，保留了中國(guó)漢字書寫其獨(dú)有的文化底蘊(yùn)。在文書司法鑒定過(guò)程中，文書司法鑒定人員收到相關(guān)的檢材和樣本后，按照筆跡鑒定規(guī)范，通常都要對(duì)檢材字跡的形成方式進(jìn)行確認(rèn)，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(jìn)行分析，是否為直接書寫形成。從仿生打印機(jī)的構(gòu)件上來(lái)看，毫無(wú)疑問(wèn)為傳統(tǒng)的書寫工具書寫形成，下面作者就實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的特征，參照GB/T 37239-2018筆跡鑒定技術(shù)規(guī)范要點(diǎn)，從字跡符號(hào)形成的宏觀、中觀、微觀特征進(jìn)行闡述。

文字布局特征：從宏觀角度采用測(cè)量法進(jìn)行測(cè)量，利用圖像處理軟件，從單幅字面中，截取兩段字跡，運(yùn)用圖像處理軟件進(jìn)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(duì)于書寫水平較高或長(zhǎng)期進(jìn)行練字學(xué)習(xí)的人，亦難達(dá)到此階段效果。進(jìn)一步調(diào)整文字平行度，選取參考點(diǎn)，設(shè)定參考線，進(jìn)一步測(cè)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(xì)見(jiàn)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(huì)進(jìn)行針對(duì)性檢驗(yàn)，其字體字形在種類上看，基本一致，進(jìn)一步利用圖像比對(duì)軟件，從單幅字面中，挑選兩個(gè)相同單字進(jìn)行加載到同一頁(yè)面中，然后利用圖像處理軟件中的相關(guān)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(xué)的角度來(lái)講同一個(gè)人在大幅面書寫過(guò)程中很難形成相同單字能夠完整重疊字跡，見(jiàn)圖二。

書寫速度變化：筆跡鑒定實(shí)踐過(guò)程中，將書寫速度變化歸類至?xí)鴮懽舟E中體現(xiàn)出來(lái)的輕重緩急變化，繼而形成的實(shí)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(wú)輕重緩急，以及由于書寫速度變化形成的實(shí)連筆和意連現(xiàn)象。

起/收筆特征：利用超景深顯微鏡對(duì)仿生書寫打印機(jī)字跡進(jìn)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(duì)單字進(jìn)行檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)折筆畫中較為生硬，無(wú)輕重緩急變化。

（三）實(shí)驗(yàn)結(jié)果

仿生打印機(jī)價(jià)值特征與書寫人書寫字跡進(jìn)行比對(duì)分析后并歸納總結(jié)：實(shí)驗(yàn)人持同種類書寫工具正常進(jìn)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(shí)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(jī)轉(zhuǎn)折書寫速度較為穩(wěn)定，字體字形、文字布局受PC版軟件設(shè)定條件的控制，整體較為規(guī)整，在設(shè)定的書寫范圍內(nèi)進(jìn)行書寫，連筆及筆畫轉(zhuǎn)折處較為生硬，無(wú)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(yīng)出書寫速度偏慢。

三、結(jié)語(yǔ)

“筆跡識(shí)人”廣泛運(yùn)用于刑事偵查、司法鑒定、心理學(xué)、人力資源等活動(dòng)，其證明作用目前也得到了充分認(rèn)可，具有一定的科學(xué)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(yùn)用了仿生打印機(jī)代寫遺囑及簽名，給文書司法鑒定人帶來(lái)了極大的困擾。為了更好的了解仿生智能打印機(jī)書寫字跡，促進(jìn)行業(yè)及人員專業(yè)水平共同進(jìn)步，作者采購(gòu)了最新的仿生打印機(jī)進(jìn)行反復(fù)實(shí)驗(yàn)，選取了實(shí)驗(yàn)效果較好的素材進(jìn)行仿生打印機(jī)字跡特征價(jià)值評(píng)定。本文還需進(jìn)一步完善，尤其是在少量字跡（簽名）檢驗(yàn)，仿生智能打印機(jī)對(duì)于低水平的書寫人的簽名檢驗(yàn)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn);同時(shí)是否能夠通過(guò)錄入的原生筆跡在不同仿生打印機(jī)設(shè)備上書寫，達(dá)到認(rèn)定打印機(jī)具，其鑒定思路以及鑒定原理，與我們現(xiàn)行文書鑒定中認(rèn)定辦公機(jī)制文書識(shí)別打印機(jī)的思路是否同類還有待進(jìn)一步研究。

作者簡(jiǎn)介：

馮勇（1988-），男，漢，本科，畢業(yè)于湖南司法警官職業(yè)學(xué)院，司法鑒定技術(shù)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(yàn)及理論研究工作;

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

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