同一人运动后签名与临摹签名笔力特征比较研究
韩丹岩1王长亮2倪巧合3
（1 中国刑事警察学院文件检验技术系 辽宁 沈阳 110035；2 上海市刑事科学技术研究院重点实验室 上海 200083；3 莱阳市公安局鹤山路派出所 山东 莱阳 265200）
摘 要： 运动后笔迹与临摹笔迹分属于书写条件变化笔迹和摹仿笔迹，两者在二维层面的特点颇为相似，一旦误判就会造成鉴定意见失误。收集30名书写人上、下肢高、低强度运动后签名及临摹签名样本，利用笔迹三维信息提取分析仪提取签名笔迹压痕深度信息，比较分析同一人运动后签名与其临摹签名间书写压力规律的异同。总体而言，同一人临摹签名笔力普遍略重于运动后签名，且笔力骤变较多；上肢运动对笔力影响大于下肢运动，运动强度越大，笔力越轻；同一人的临摹与运动后笔迹在部分笔力特征上具有一致性。在一定条件下，可根据笔力大小及曲线形态特征，辅助鉴别运动后笔迹与临摹笔迹，对少量字及疑难笔迹检验具有参考价值。
关键词： 笔迹检验 运动后笔迹 临摹笔迹 笔力特征
1 引言
近年来，涉及合同、欠条、单据中的签名鉴定案件较多。签名因字数少、特征少，加之形成的条件千差万别，检验难度普遍较大。运动后签名属于书写条件变化笔迹的一种特殊类型，由于运动造成机体状态的变化，影响神经传导和书写器官的协调性，进而导致笔迹发生变化。这种笔迹所表现出的运笔抖动弯曲、字形结构松散等特点与临摹笔迹相似，定性比较困难。目前国内外对于临摹笔迹的认识比较全面和深入，而对于运动后笔迹尚缺乏系统的研究，且仅停留在二维层面的形态学描述，缺乏更深层次的规律性研究和认识。基于此，本文利用笔迹三维信息提取分析仪从书写压力角度进行实验研究，以探究运动后笔迹与临摹笔迹笔力特征规律的异同。
2 基础理论
2.1 运动后笔迹及其特点
书写活动是人体特有的一项复杂的技巧性运动，会受到来自书写者生理、心理状态和外界客观条件的影响和干扰[1]69。运动后笔迹是一种条件变化笔迹，肢体运动会从生理和心理两方面影响书写活动。人在运动后肌体消耗能量并积累了一定量的乳酸，导致肌肉疲劳，工作能力下降，为了维持肌体正常的运转，需要输送更多的血液和氧气，从而加快心跳和血液循环[2]；另外，神经中枢处于疲惫状态，个体的注意力降低、灵活性减弱。在这种状态下书写的笔迹，通常会出现运笔抖动、笔画变形、笔力不稳等现象。
将活化好的酵母菌悬液按一定量接种至YPD液体培养基中，置于25，28，30，35，40 ℃，于180 r/min振荡培养48 h后，于波长600 nm处测量吸光度值，做3组平行试验。
2.2 临摹笔迹及其特点
临摹笔迹是摹仿笔迹的最基本类型，是在拥有被摹仿笔迹式样的条件下，边观察边摹仿得到的笔迹[3]。由于心理过程、个人书写技能习惯、摹仿训练等因素的制约，临摹笔迹往往会出现运笔形快实慢、弯曲抖动、中途停顿、修饰重描、笔力平缓等现象[1]300-306。临摹笔迹与被摹仿笔迹相比明显特征相符，但细节特征会有差别[4]。
护肝剂样品（液体制剂），由天津市第一中心医院重点实验室自行研制，批号分别为20160823（S1）、20160919（S2）、20160927（S3）、20161027（S4）、20161116（S5）、20161129（S6）、20161219（S7）、20170329（S8）、20170419（S9）、20170427（S10）。
通过运动后签名与临摹签名的离散度条形图可以看出，运动后签名与临摹签名笔力的稳定程度由大到小依次为：下肢低强度运动后签名、下肢高强度运动后签名、上肢低强度运动后签名、上肢高强度运动后签名、临摹签名。分析其原因：①临摹他人签名时既要克制自身的书写习惯，又要摹仿的相像，还要尽量不暴露反常迹象，这是一个非常紧张的状态，势必造成力度不均衡，笔力起伏程度较大，稳定性最差；②上肢低强度运动过后，上肢肌肉刚刚开始进入运动状态，还未达到稳定阶段，在运笔过程中对笔的控制处于用力会抖，而不用力则不自然的状态，所以稳定性较差；③上肢高强度运动过后，上肢肌肉处于力竭状态，完全无法正常握拳，书写过程中只能勉强握住笔，主要依靠手腕的移动来书写，手指对笔施加的压力很小，整体运笔力度非常轻，导致笔力数据的离散度较低，稳定性较高；④下肢运动是牵动全身的运动，几乎涉及到肌体的每一块肌肉，下肢低强度运动过后，肌体处于刚进入运动状态阶段，整体较为兴奋，用笔力度较为不稳；⑤下肢高强度运动过后，肌体已经脱离了极点状态，心理和身体均处于稳定的运动状态，心脏工作强度保持在较高水平，心率虽然保持在较高数值，但较为稳定，而与书写活动相关的上肢肌肉并非处于力竭状态，所以对书写活动影响较下肢低强度运动明显。总体来说，上肢运动比下肢运动对书写活动影响明显。
将30位书写人下肢运动后签名笔迹及临摹签名笔迹压痕深度均值和标准差进行整合发现：①约63%的书写人临摹签名笔力均值略大于下肢低强度运动后签名，约53%的书写人临摹签名笔力均值略大于下肢高强度运动后签名，说明临摹笔迹与下肢运动后书写笔迹笔力轻重相当；②约60%的书写人临摹签名笔力的标准差大于上肢低强度运动后签名，约53%的书写人临摹签名笔力的标准差大于上肢高强度运动后签名，说明两者笔力的稳定性相当；③约60%书写人下肢低强度运动后签名笔迹压痕深度均值大于下肢高强度运动后签名笔迹，说明在下肢运动当中，随着运动强度的增强，笔力减轻；④下肢高强度运动过后前5次签名在三维层面呈现较明显的笔痕深度均值的递增，而下肢低强度运动过后签名无此特点，说明在下肢运动中，高强度运动对肌体书写活动的影响要大于低强度运动。
3 实验设计
3.1 实验设备
实验器材：指夹式脉搏血氧仪、笔迹三维信息提取分析仪、哑铃、跑步机、黑色0.5mm子弹头式中性笔、A4复印纸。
4.1.1 压痕彩色图显比较
1.2方法 对照组:使用传统手术,为患者进行皮肤下浸润稀释生理盐水,切除患者的乳腺和附近胸大肌、胸小肌、锁骨及腋窝下的淋巴结、腋下淋巴组织、脂肪和周围的组织。观察组:使用改良手术治疗,观察患者的病情,决定是否切除胸小肌和胸大肌,其余部位和对照组相同处理方式,手术时,尽量维持患者的胸廓外形,术后进行护理,提供针对性的化疗。
软件：TYSCAN 软件、三维检测软件Geomagic Qualify11、数据处理软件Microsoft Excel、SPSS。
3.2 样本字选择与运动设定
本研究选用在预实验收集的签名当中特征体现最明显、规律反映最好的“杨杰”作为样本字。因其既是常用汉字，又包含横、竖、撇、捺、点、勾、折等多种笔画，也能在有限的两个字中映射相对多的笔力特征，能够较为全面地体现规律，便于展现不同状态下签名笔迹笔力特征的异同及变化趋势。
实验中设定的“运动”包括上肢运动和下肢运动，经过预测试后决定，上肢运动设定为抓起哑铃训练，下肢运动设定为在跑步机上的跑步训练。
3.3 样本收集
实验书写人为随机抽取的30名在校大学生，年龄在19～27岁之间。运动强度依据心率划分为低、中、高三个等级，具体参照卡式公式：最大心率=205.8-0.685×年龄；中等强度有氧运动的心率范围=最大心率×60%～70%[5]。本实验只针对低、高两个运动强度收集实验样本。书写人在运动的同时，实时监测心率，分别达到低、高两个运动强度时停止运动，开始书写签名，书写条件设定为正常：均以正常坐姿在平整桌面上的A4复印纸上书写，衬垫物为10张A4复印纸。
4.2.3 压痕深度数据比较
表1 样本制作示意
4 同一人不同运动状态下签名与临摹签名笔力特征的比较
本文利用笔迹三维信息提取分析系统提取了每位书写人分别处于静息状态、上肢低强度、上肢高强度、下肢低强度、下肢高强度、临摹签名笔迹的压痕深度信息，利用数据处理软件SPSS、Microsoft Excel逐一分析记录，计算出各项数据并形成表格，将反映好的笔迹样本两两对比，得出同一人不同状态下签名笔迹笔力特征的异同点。将30位书写人的对比结果归纳总结，从压痕彩色图显、压痕深度曲线、压痕深度数据三方面总结规律[6]。
4.1 上肢运动后签名与临摹签名笔力特征的比较
The thickness between the beam and inside reinforcing member of the original bumper is 1 mm. Simulating by setting the thickness as 1.5 mm and 2 mm respectively, and the comparison diagram of the bumper displacements with different thicknesses is shown in Figure 8.
通过比较29位书写人上肢运动后签名和其临摹签名笔迹压痕彩色图显特征，可归纳以下规律：①从外观形态上看，临摹与上肢运动后笔力有较大差异，但在细节形态如起收笔形态、细小笔画运笔形态上仍有一定程度的符合；②从整体上看，同一人临摹与其上肢运动后笔力差异较大，临摹签名笔画颜色整体较深，说明笔力较重，而上肢运动后笔力较轻；③从细节上看，上肢运动后与临摹在起收笔及一些细小笔画的笔力变化趋势上有一定程度的符合，体现了同一人稳定的书写习惯，如表2所示。
表2 同一人上肢运动后签名、临摹签名压痕彩色图显对比
4.1.2 压痕深度曲线比较
通过对29名书写人上肢运动后签名与其临摹签名压痕深度曲线特征的对比分析，可归纳出以下规律：①约70%的书写人在压痕深度曲线上体现为临摹压痕深度曲线位于上肢运动后压痕深度曲线下方，且运动强度越强，曲线之间的距离越大。说明临摹签名与其上肢运动后签名笔力差异较大，临摹签名笔力普遍较重，上肢运动后签名笔力普遍较轻，而且运动强度越大，笔力就越轻；②临摹签名压痕深度曲线的形态与上肢运动后签名相比均有所差异，但与上肢高强度运动后笔迹压力差别更大些，说明运动强度越大，对笔力的影响越大；③临摹签名书写过程中笔力骤变较多，而上肢运动后签名虽笔力起伏不稳但过渡较为自然；④同一人上肢运动后签名与其临摹签名在第一笔起笔位置书写压力最为符合，而且两者压痕深度曲线之间的平缓部分与陡急部分互相对应，说明同一人书写的该两种笔迹，其书写压力基本规律具有一致性。图1、2具体展示了同一书写人上肢低、高强度运动后与临摹签名笔迹压痕深度曲线走势的异同。
图1 同一人上肢低强度（灰线）与临摹（黒线）签名压痕深同一度曲线对比
图2 同一人上肢高强度（灰线）与临摹（黒线）签名压痕深度曲线对比
4.1.3 压痕深度数据比较
将30位书写人上肢运动后签名及临摹签名压痕深度均值和标准差① 标准差定义为方差的算术平方根，反映组内个体间的离散程度。 进行整合发现：①约67%书写人的临摹签名笔力均值略大于上肢低强度运动后签名，约75%书写人的临摹签名笔力均值略大于上肢高强度运动后签名，说明多数人的临摹签名笔力略重于上肢运动后签名；②约57%书写人临摹签名笔力的标准差大于上肢低强度运动后签名，约70%书写人临摹签名笔力的标准差大于上肢高强度运动后签名，说明多数人的临摹签名笔力稳定性略低于上肢运动后签名。
4.2 下肢运动后签名与临摹签名笔力特征的比较
4.2.1 压痕彩色图显比较
通过比较29位书写人下肢运动后签名与其临摹签名笔迹压痕彩色图显特征，可归纳以下规律：①从外观形态上看，临摹签名笔迹与下肢运动后签名笔迹笔力存在一定差异，但是在细节形态如起收笔形态、细小笔画运笔形态上仍有符合；②从整体上看，与下肢运动后签名笔迹相比，大多数临摹签名笔迹整体压痕颜色较深且均匀，变化较平缓，但在细微之处存在骤然的深浅变化，说明临摹比下肢运动后笔力略重，笔力平缓中也有较大的波动；③从细节上看，两者在起收笔及一些细小笔画的笔力上仍有一定程度的符合，体现了同一人稳定的书写习惯，如表3所示。
表3 同一人下肢运动后签名、临摹签名压痕彩色图显对比
4.2.2 压痕深度曲线比较
通过对29名书写人下肢运动后签名与其临摹签名压痕深度曲线特征的对比分析，可归纳以下规律：①临摹签名压痕深度曲线整体位于下肢运动后签名压痕深度曲线下方，说明大多数书写人临摹签名笔力略重于下肢运动后签名；②临摹签名压痕深度曲线中存在较多笔力骤然变化的点，曲线整体的波动幅度减小，而且曲线整体的波动细密性较弱；而下肢运动后签名曲线整体波动较细密，笔力轻重过渡较自然；③临摹签名压痕深度曲线的大致走势与下肢运动后签名相似，其中同一人下肢运动后签名与其临摹签名在第一笔起笔处压痕深度曲线走势最为一致，如图3、4所示。
图3 下肢低强度（灰线）与临摹（黑线）签名压痕深度曲线对比
图4 下肢高强度（灰线）与临摹（黑线）签名压痕深度曲线对比
依此方式分别收集书写人静息状态下，以及处于上、下肢运动低、高强度下的签名各20份。选择1号书写人静息状态下的签名“杨杰”为摹本，要求另外29名书写人在静息状态下对其进行临摹，每人临摹20份，样本制作如表1所示。
例如，以恐龙为例，根据物种形成的原因，探讨古生物世界的奥秘，以及恐龙演变与生物进化的关系，讨论导致恐龙灭绝的可能原因： ①是因为恐龙只栖息在一个非常小的区域，以至于只要这个区域的任何变化都很容易导致物种的灭绝；②恐龙进化能帮助它们在生存环境中存活并繁殖的特殊适应性，一旦环境改变，恐龙的过度进化可能会导致灭绝；③恐龙与其他物种之间存在竞争关系，这些相互作用会导致物种的灭绝而非适应性；④恐龙栖息地的改变和破坏，无论是当代还是史前，栖息地的改变和破坏都是物种灭绝最大的原因。
4.3 运动后签名与临摹签名笔力离散度的比较
离散度是用来观测变量各个取值之间差异程度的指标，运用离散度能够以数字的形式清晰明了地体现出各类签名笔迹笔力的稳定性，从而比较出其笔力稳定程度的大小。
（1）同一人临摹签名笔力普遍略重于运动后签名；
为直观比较运动后签名与临摹签名的稳定性，笔者对本研究各类签名的数据偏差进行计算，将得到的数据整合成运动后签名与临摹签名的离散度条形图，如图5所示。
图5 运动后签名与临摹签名的离散度条形图
运动后笔迹与临摹笔迹在二维层面的笔迹特点有相似之处，不易区分，在鉴定工作中极易引起混淆，进而影响鉴定结果的准确性。因此，研究运动后笔迹与临摹笔迹在三维层面笔力特征上的特点及其规律，具有重要的实践意义。
5 结论
通过对30名书写人上、下肢高、低强度运动后签名及其临摹签名笔迹压痕深度信息的提取、分析和比较，发现如下规律：
土的灵敏度定义为不扰动土的不排水抗剪强度与完全重塑土的不排水抗剪强度的比值。Schmertmann（1978）建议用摩阻比Rf（%）来估算土的灵敏度：
（2）同一人临摹签名笔力骤变较多，而运动后签名笔力轻重过渡较自然；
（3）同一人运动后签名，运动强度越大，笔力越轻，与其临摹签名笔力特征的差别越大，上肢运动更加明显。
（4）同一人临摹签名与运动后签名在起收笔及一些细小笔画的笔力上仍有一定程度的符合，第一笔起笔尤其明显。
我这次来山里，是想劝父亲跟我回去。两年前，我因车祸，右胳膊落下残疾，这对以绘画为生的我来说，简直是致命的打击。幸好，在最痛苦的时候，是父亲一直鼓励着我，安慰着我，我才渐渐走出伤痛，生活又恢复平静。
（5）同一人运动后签名与临摹签名笔力的稳定程度由大到小依次为：下肢低强度、下肢高强度运动后签名、上肢低强度、上肢高强度、临摹签名。
（6）在一定条件下，可以根据笔力曲线形态及大小特征，辅助鉴别运动后笔迹与临摹笔迹。
2.内容的相似性。许多优秀的流行音乐作品在主题、体裁、旋律、结构、节奏上与教材中的古典音乐或者民族音乐有许多相似的地方，教师可以利用这些相似点，将合适的流行音乐引入课堂，帮助学生更好地学习和鉴赏音乐。
爷爷没回来，直到1922年我父亲四岁的时候，才有从法国回来的劳工捎信儿说，我爷爷是收到了我奶奶的信，但还没得回信就病死在战壕里……
书写压力是个人书写习惯的重要组成部分，利用好笔压信息对少量字及其疑难笔迹检验具有重要意义。但书写压力也极易受各种因素的干扰而发生变化，准确、恰当地利用笔压信息是一个复杂的系统工程，有待于进一步深入研究。
参考文献：
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[2]封飞虎,凌波.运动生理学[M].武汉:华中科技大学出版社,2016:57.
[3]韩丹岩,涂丽云.文件检验学[M].北京:中国人民公安大学出版社,2015:20-56.
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[5]李晓勇.对运动适宜强度阈公式的讨论与研究[J].山西师大体育学院学报,2010(1):122-125.
[6]何亮,韩丹岩.利用笔迹三维信息提取分析仪研究承受物对签名压痕的影响[J].中国刑警学院学报,2016(2):69-73.
中图分类号： DF794.2
文献标识码： A
文章编号： 2095-7939（2019）04-0104-05
DOI： 10.14060/j.issn.2095-7939.2019.04.015
收稿日期： 2019-05-14
基金项目： 公安部科技强警基础工作专项项目（编号：2017GABJC31）；上海市刑事科学技术研究院现场物证重点实验室开放课题（编号：2016XCWZK18）。
作者简介： 韩丹岩（1965-），女，辽宁锦州人，中国刑事警察学院文件检验技术系教授，主要从事文件检验鉴定研究。
（责任编辑：孟凡骞）
标签：笔迹检验论文; 运动后笔迹论文; 临摹笔迹论文; 笔力特征论文; 中国刑事警察学院文件检验技术系论文; 上海市刑事科学技术研究院重点实验室论文; 莱阳市公安局鹤山路派出所论文;