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利用三维立体成像分析手写字迹笔顺的初步研究

2021-09-28郝艳丽

中国科技纵横 2021年14期
关键词:笔顺字迹手写

郝艳丽

(福建警察学院,福建福州 350007)

0.引言

笔画顺序,笔顺是指笔画或偏旁之间书写时的先后顺序。不同人有不同的笔顺书写习惯,笔顺特征较为稳定,即使在伪装笔迹中,书写笔顺习惯也不容易改变。因此笔顺判断在笔迹检验中发挥着重要作用[1]。

目前常用的笔顺判断方法是利用显微镜进行显微检验,根据手写字迹交叉部位的表观特征来判断笔画先后顺序。但利用显微观察判断手写笔画交叉顺序时,由于书写条件具有复杂多变性,表观特征有时会不明显甚至几乎无表观特征,且需要鉴定人员具有较高的专业水平以及丰富的实战经验才能做出正确的鉴定结论[2-4]。而三维立体成像技术具有直观精确等优势,而且能够很好消除鉴定人的主观因素影响,因此利本文拟利用VSC8000超级文检工作站的三维立体成像功能对手写字迹书写笔顺进行研究。

1.材料与方法

1.1 实验材料

VSC8000超级文检工作站、ZEISS Stereo Dscoery V20三维显微镜、白雪pvn-166黑色签字笔、鸿图70g/m2A4复印纸、Campus B5 笔记本纸。

1.2 实验方法

用书写机器人执黑色签字笔在A4纸与笔记本纸上分别用正常书写压力和较重书写压力书写“力”字;然后改变书写笔顺再次书写“力”字,然后用VSC8000超级文检工作站的三维立体成像功能观察“力”字笔顺。

2.结果与分析

2.1 力字笔顺判断原理

手写字迹是书写人执书写工具在书写载体上书写,使书写工具笔尖的色料转移到书写载体上形成的。在书写过程中,由于书写压力的存在,在书写过程中纸张表面会下凹形成书写压痕。在交叉笔画处,在书写压力作用下后书写的笔画会把先书写的笔画截断,后书写的笔画压痕完成连续。因此,可以利用VSC8000超级文检工作站的3D成像功能对力字笔顺进行三维立体分析,书写过程中,后书写的笔画会将先书写的笔画冲断,利用三维立体成像将手写字迹转换成立体影像,观察手写字迹笔画突起形成的“山峰”或凹陷形成的“山谷”的完整性,后书写的笔画的“山峰”或“山谷”是完整的(见图1)。

图1 笔记本纸上力字笔顺原理

2.2 不同书写压力字迹笔顺三维立体图像分析

对A4纸上不同书写压力书写的力字三维立体成像分析,发现正常力度书写字迹和重力度书写字迹的三维立体图像存在一定差异。伪彩色图中,重力度书写形成的字迹“力”与周围纸张颜色不同,高度差异分布明显;而正常力度书写的字迹“力”与周围纸张颜色接近,高度差异分布不明显。在三维立体图像中,笔画交叉部位处后书写的笔画将先书写的笔画截断,后书写的笔画完整连续。灰度图中,重力度书写形成的“力”笔画清晰、立体感强,“”笔画的山峰明显将“丿”笔画的山峰截断,“”笔画的山峰连续,说明该力字是先写“丿”笔画;而正常力度书写的“力”字立体性不强,需进一步放大观察才能看到“”笔画的山峰将“丿”笔画的山峰截断,“”笔画的山峰连续,说明该力字也是先写“丿”笔画。因此书写压力大小会影响笔顺的判断,书写压力重时笔痕较深,更容易判断笔顺;书写压力轻时笔痕较浅,需进一步放大才能观察到笔画山峰的连续性(见图2)。

图2 A4纸上不同力度书写“力”字的三维立体图像

2.3 不同纸张载体字迹笔顺三维立体图像分析

选择目前常用的A4复印纸和笔记本纸作为书写载体纸张,在两种纸张上用书写机器人正常书写力字,然后对两种纸张上的力字进行三维立体成像分析。从伪彩色图像和灰度图像可以看出,同一支笔同一书写力度书写在A4纸和笔记本纸上的力字三维立体成像效果无明显差异,显现效果很好。因此,不同书写纸张载体不会影响手写字迹笔画三维立体成像笔迹顺序的判断。

2.4 力字手写字迹笔画顺序的分析方法比较

分别用VSC8000超级文检工作站的三维立体成像功能与蔡司体视显微镜观察正常书写的力字笔画顺序。在三维立体灰度图中,字迹与周围高度差异分布明显、笔画清晰、立体感强,通过观察“丿”或“一”的山谷连续性,能够直观准确地判断力字的书写笔顺。而在显微放大图中,力字立体感不强,要分析力字笔画交叉处的表观特征,结合一定的鉴定经验来综合判断力字笔画顺序。相比显微观察法,三维立体成像更直接客观,能够快速准确判断出手写字迹笔画顺序(见图3)。

图3 不同方法分析力字书写笔顺

3.结语

利用三维立体成像技术判断手写字迹笔画顺序具有很好的效果,且这种方法不受书写色料颜色、书写载体的影响,只受到书写压力大小的影响,书写压力大时,判断效果最好,书写压力小时,通过对交叉部位局部放大观察,也能取得良好效果,但显现效果不如书写压力大时明显。这种方法判断手写字迹笔画顺序具有响应速度快、成像清晰度高、实验结果直观等特点,实验效果较好,今后在笔迹鉴定实战中可以采用这种方法来判断手写笔顺和字迹笔顺。

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