可疑笔迹检验：高效多维分类方案

笔迹特征多维分类法的基本思路是根据书写活动的动作过程和结果表现，以多维度、多层次的视域，将笔迹特征划分为二维的平面特征、三维的立体特征、四维的动态特征。每一维视域下的特征又可分为多个种类，形成多维度、多层次的特征分类体系（见表1）。

表1　笔迹特征多维分类一览表

（一）二维的平面特征

平面特征主要是指笔迹从二维平面的视域中所表现出来的特征，它又可分为三个层次：宏观特征，中观特征，微观特征。

1.宏观特征和中观特征

宏观特征主要由书面语言特征和文字布局特征两大类所组成。书面语言特征包含语音、语法、词汇等方面特征，文字布局特征包含字间距、行间距、字行与页边距、分头缩头以及称呼、祝送语、落款日期与签名的位置等特征。中观特征主要由字的形体、字的写法、笔画笔顺、搭配比例、运笔动作等方面特征所组成，这两类特征主要体现在单字的结构和笔画形态上，人们仅用肉眼就能直接观察和感知。在众多文件检验教科书、著作、论文中，学者们对书面语言特征、文字布局特征、单字结构特征、笔画形态特征的论述很多。对于如何将各类特征再分别划分为几种特征，每一种特征又细分为多个表现，学者们也各自进行了审慎思考和深入研究，纷纷提出自己的观点。总体而言，这些思考和研究均立足于相同的维度和层次，特征的总体归类也基本保持一致，仅是对少量或个别特征的划分出现分歧。在此，笔者惜墨驻笔，不作深谈。

2.微观特征

微观特征包含各种笔痕特征，人们依靠肉眼不能直接看到，需要借助光学放大镜或其他仪器设备才能观察。对于笔痕特征的研究始于20世纪80年代，当时研究的对象主要是钢笔和圆珠笔书写笔迹，已形成比较完善的理论体系，并在实践中得以广泛使用。近几年来，中性笔的使用逐渐普及，急需对中性笔书写笔迹的笔痕特征开展研究。笔者遂以中性笔书写笔迹为例对微观上的笔痕特征加以分析和探讨。

（1）中性笔的结构和书写原理。

中性笔按笔尖类型可分为纤维尖型和圆珠尖型两类。纤维尖型中性笔的笔尖是由碳纤维制成，吸水性好，又非常耐磨。外面有金属管壳包裹，支持书写中纤维所受的压力，纤维尖露出金属管二毫米左右。贮墨管外面由塑料管制成，内有海绵吸贮墨水。书写时存贮于贮墨管中的墨水经纤维杆的毛细作用，到达纤维笔尖，纤维笔尖在与纸张接触摩擦的过程中，使墨水均匀地流于纸面形成字迹。圆珠型中性笔又名滚珠笔，其笔尖和圆珠笔尖相似。根据笔的内部结构细节差别又可分为直液式圆珠型、贮墨管式圆珠型和细杆圆珠型三种。

（2）笔痕特征分类。

通过对大量实验样本的仔细观察，发现其中具有规律性和代表性的笔痕特征多出现在笔画的起笔、收笔和行笔过程中，结合圆珠笔和钢笔书写笔痕特征的划分方法，可将中性笔书写笔迹的笔痕特征划分为三类：点痕特征，划痕特征和墨流痕特征。

第一类是点痕特征，包括笔画墨迹中产生的白点痕与墨点痕两类特征，见图1所示，其中图1（a）为白点痕，图1（b）为墨点痕。

图1　点痕特征

第二类是划痕特征，包括笔画墨迹中产生的白线划痕和墨线划痕，见图2所示，其中图2（a）为白线划痕，图2（b）为墨线划痕。

图2　划痕特征

第三类是墨流痕特征，根据笔画粗细、浓淡状况可将其分为十种表现，见图3所示。

图3　墨流痕特征

（3）笔痕特征的特定性和稳定性。

第一，笔痕特征的特定性。将重复出现的相同笔画进行分类，通过对起笔、收笔和运笔等部位进行分析，发现书写工具和书写人两个因素中，只要有一个因素不相同，书写笔迹的笔痕特征就会存在差异。

首先，同一人执不同中性笔书写。图4所示为在相同条件下同一人执不同中性笔书写笔痕特征的比较。通过观察发现，不同品牌的中性笔由于油墨成分、中性笔结构不同，其书写的字迹无论是笔画粗细、颜色深浅、墨水扩散程度，还是点痕特征、划痕特征、墨流痕特征都存在明显差异。另外，即使是相同品牌的中性笔，也会因笔直径的不同而使笔痕特征不相同。这些特征充分体现了各中性笔书写笔迹的笔痕特征相互区别的特定性。

其次，不同人执同一支中性笔书写。在书写材料、书写时间段相同的条件下，由甲、乙两个书写人使用同一支中性笔书写相同的文字，以观察其笔痕特征，见图5所示。其中，图5（a）为书写人甲在文稿纸上书写字迹，图5（b）为书写人乙执同一支笔在相同文稿纸上书写字迹。两份笔迹相同字相同笔画处的笔痕特征出现较多差异，反映出不同人书写笔迹中笔痕特征的特定性。证实在相同书写条件下，使用相同的中性笔，不同书写人书写笔迹，除笔迹特征表现有所不同外，笔痕特征也是存在差异。

最后，不同人执不同中性笔书写。不同人执不同中性笔书写笔迹的笔痕特征中既包含了书写工具的特定性，也包含了书写人的特定性，是最能体现笔痕特征特定性的书写条件，见图6所示。其中，图6（a）为甲使用一支中性笔书写，图6（b）为乙使用另外一支中性笔书写，书写纸张、书写衬垫物及其他书写条件均相同。甲书写笔迹比乙书写笔迹的笔画粗、墨流痕浓。同时，两者多处起收笔部位的墨点痕特征明显不同，前者呈圆形，后者呈尖形。

图4　同一人执不同中性笔书写笔痕特征的比较

图5　不同人执同一支中性笔书写笔痕特征的比较

图6　不同人执不同中性笔书写笔痕特征的比较

第二，笔痕特征的稳定性。稳定是相对的，变化是绝对的。只有在有关变量保持基本不变的情况下，稳定性才能得以体现。同一人执相同笔书写所形成的笔痕特征具有重复再现的规律，体现出相当强的稳定性。图7所示为同一个人执同一支中性笔分别在不同纸张上书写笔迹，其中，图7（a）为打印纸上书写笔迹，图7（b）为文稿纸上书写笔迹，图7（c）为练习本纸上书写笔迹，每组里该中性笔贮墨管内墨水量分三种，即多、中、少。从三组对比图中可以看出，在同一种纸上，随着中性笔墨水量的减少，笔画会呈现出深浅的变化，但基本上都能表现出相同的笔痕特征。同时，不同的书写纸张上，虽然少部分笔痕特征会发生变化，但绝大多数笔痕特征依然能反映一致，表现出极大的稳定性。

通过对这些笔痕特征的综合分析，可以得出两个结论：其一，同一人执不同笔书写笔迹、不同人执不同笔书写笔迹以及不同人执同一支笔书写笔迹的笔痕特征具有相互区别的特性，即为笔痕特征的特定性；其二，同一人执同一支笔于不同条件下书写笔迹的笔痕特征，在相同字上或不同字的相同笔画、相同部位上具有重复再现的规律性，即为笔痕特征的稳定性。

（二）三维的立体特征

立体特征是指笔迹从三维的视域体现出来的特征，它包含了二维的平面特征。最具代表性的立体特征是笔力特征。

笔力是指书写工具对承受物的作用力，包括运笔中压力的大小与作用的方向两个因素，主要方面是压力的大小。笔力特征是指书写过程中执笔力度轻重、倾斜方向变化的特点，反映了书写工具对承受物作用力的大小、方向的分布状况。

1.笔力的大小

笔力的大小通常可分为三个层次：大、中、小。笔力大是指笔尖对承受物的压力大，使得纸张表面的笔画粗、墨迹浓、沟痕深，且纸张背面有明显的笔痕凸出现象。笔力小是指笔尖对承受物的压力小，容易造成笔画较细、墨迹较淡、沟痕较浅，在纸张正反面均无明显压痕。笔力中等，是指笔力介于重和轻之间（见图8）。通常情况下，女性、年幼、年老、瘦弱、患病、醉酒、摹仿者书写时笔力轻、笔画线条细；男性、青壮年、健康者的身体强壮、精力充沛，其书写笔迹的笔痕深、笔画粗。刻写或划写形成无墨文字时书写者用力大于使用常规书写工具——钢笔、圆珠笔、中性笔书写文字时的用力，使用水性墨笔的书写用力小于使用油性墨笔的书写用力，使用油性墨笔的书写用力小于使用固体墨笔的书写用力。

图7　同一人执同一支笔分别在不同纸张上书写字迹

图8　笔力大小的表现

2.笔力的方向

规范的执笔方式和执笔部位（见图9）是根据人体书写器官构造、书写动作运行规律及语言文字组成结构总结出来，是维持书写动作流利、笔迹表现相对规范的重要保障。但受个人书写器官的构成、个人训练的方法和程度、个人喜爱的内容等因素的影响，人们执笔的方式、部位千差万别（见图10，图11），使得笔尖与承受物相接触时，笔杆与承受面的角度差异很大，在整个书写过程中，笔尖对承受物作用力的方向始终保持着人各不同的特点。(www.xing528.com)

图9　规范的执笔方式和部位

3.笔力的变化

人们在书写活动中，不可能始终运用单一的执笔力度，一般会根据写作的需要频繁地提笔、落笔、行笔，并适时改变执笔的方式，以完成笔画之间的过渡和衔接，从而在起笔、行笔、收笔、连笔过程中持续出现笔力变化，包括力量变化和方向变化。虽然书写草书体时，通常挥毫一蹴而就，但也存在半提笔、半落笔行为，笔尖是离非离于纸张表面，通过笔画粗细的变化产生形断意连的艺术效果。笔力特征正是通过这种运笔的轻重疾徐而反映出来，属于细节特征，也是特殊性较强的特征。摹仿笔迹的高手可能将起、收、行笔的形态摹仿得惟妙惟肖，但仍不免貌合神离，这个“神”就是笔力。笔力是很难把握、很难摹仿的。另外，书写水平的高低与笔力变化的频率成正比。书写水平高的人，对书法艺术研究较深、领悟较透，书写时善于根据思想表达的需要和艺术品味的追求，灵活变换执笔的方式和用笔的力度，使笔力呈现抑扬顿挫、轻重适当的变化（见图12）。书写水平低的人，书写时笔力变化频率较低，近似于一种力度一写到底，笔画宽度自始至终保持相对一致（见图13）。由于笔力特征中包含有笔力变化这个因素，因此，它也属于动态特征的范畴。

图10　各种不规范的执笔方式

图11　各种执笔部位

图12　笔力的轻重变化

图13　笔力变化较小

（三）四维的动态特征

动态特征是指笔迹从四维的视域体现出来的特征，所反映的是书写活动中一系列连续运动的特点。动态特征主要包括笔力特征、速度特征、脉冲特征、节奏特征等，笔力特征在前面已作论述，下面对其他特征进行分析。

1.速度特征

（1）速度特征的含义。

速度通常表示物体运动的快慢程度。书写速度是指单位时间内书写笔画的快慢程度。我国许多教科书和著作对于书写速度变化笔迹的论述较细、研究较深，但没有将书写速度作为独立特征，也没有给速度特征下定义或说明其含义。西方国家的文检员对速度特征倒是特别青睐，重视程度较高，不仅将其单列，且通常以较大篇幅进行论述。但他们对速度特征的含义却各持己见。罗伊·休伯认为书写速度是指“线条产生的速度，有时被错认为单词产生的速度，书写速度会随着字迹的大小而改变”^[10]。希尔顿认为“并非每人都以相同的速度进行书写，因此，书写速度可作为重要的认定依据。书写速度不可能在已完成的笔迹中予以精确测量，而是以慢、中、快之类的广泛词语来表述”^[11]。

当书写技能达到动力定型的程度，书写运动即成为自动化行为习惯动作。人们能根据主客观条件的需要，在自己书写能力范围内，灵活地变换书写速度。处于一定幅度范围的下意识的书写速度即为正常书写速度，它也是个人书写技能和书写习惯的表现。由于不存在国家制订和社会约定的书写速度规范，理论上，每个人的书写速度都可以成为特征，且能保持人各不同的属性。

（2）速度特征的判定。

客观上，我们没有如实记录下每个人书写每段、每篇笔迹的过程，不可能以书写笔迹总量除以书写时间总量来简单计算书写速度。因此，只能按希尔顿所言以慢、中、快之类的广泛词语来表述书写速度，并从笔迹的运笔形式、单字结构繁简、连写数量、连写程度等几个方面的表现来判断书写速度的快慢。一般而言，运笔动作迟缓，连接笔画较少，单字结构清晰、完整，则为慢速书写；运笔动作迅速，连接笔画较多，笔画间界线模糊，单字间结构被简化，则为快速书写；介于两者之间的为中速书写（见图14）。法庭科学实践中，比较可疑笔迹与样本笔迹的书写速度，主要是以整篇笔迹的运笔形式、连笔数量、结构被简化程度等为依据。

（3）速度特征的影响因素。

速度特征的表现并非一成不变，很多主客观因素会对速度特征的形成产生影响。首先是书写字体。不同字体规范的要求对书写速度的制约程度不同，篆书体、隶书体、楷书体及印刷字中的宋体、仿宋体、黑体等因书写规范制约，只能以慢速或中速进行书写；而草书体、行书体、及“自由体”可以慢速、中速、快速甚至超快速进行书写。其次是书写条件。正常书写条件是维持正常书写速度的重要保障，异常的书写条件通常会引起书写速度的相应变化，如左手执笔、双手握笔、脚趾夹笔、嘴刁笔等改变执笔方式的书写，用小刀、树枝、石块、钥匙在地面、墙壁上等改变书写工具和承受物的书写，在光线过暗或过亮的环境下、处于行驶状态的车辆里等改变书写环境的书写，身体受伤、患病时等改变生理条件的书写，以及摹仿书写等，都会使书写速度大大降低。另外，某些作案人为了使笔迹产生“异己”变化，会故意放慢书写速度，以一个笔画一个动作的极端方式进行书写，或者强行加快书写速度，以一段文字一气呵成的另类极端方式进行书写。这些条件变化笔迹和故意伪装笔迹都是我们必须关注的重点，需要仔细分析和认真研究。

图14　速度特征的表现

2.脉冲特征

（1）脉冲特征的含义。

物理学上，脉冲是指电压或电流的波形，类似于心电图上脉搏跳动的波形。引申到其他学科，通常把在短时间内发生突变，随即又迅速返回其初始值的物理量称之为脉冲。在文件检验学界，这个物理量就是指短时间内的书写笔画数量，简称笔量。美国学者杰奎琳·约瑟夫定义笔量为“书写人对书写运动或笔作明显调整之前，或向前推进中没有暂停的情况下所完成的书写量”^[12]。

脉冲特征是指在指、手、腕、臂控制下书写形成字、词、句的连续动作的特点。在执笔书写过程中，每个人一次性着笔连续书写的笔量是有限的，达到极限后必须抬笔并重新调整指、手、腕、臂的位置从而使书写运动得以延续。在手腕不抬起进行横向或纵向调整的情况下，手腕旋转运动的距离约为5～5.5cm，因此，使用硬笔一次性可书写小字10个左右（宽0.5cm以下）、中等字6个左右（0.5～1cm），大字4个左右（1cm以上）。^[13]每次脉冲书写完成后就存在指、手、腕、臂的位移动作或调整活动。这种书写动作一旦定型化就成为书写习惯。显然，人们一次性着笔连续书写的笔量是不同的，许多人笔量仅限于单个字，也有人能一下子写数个词或完整句而无需适当调整，从而使脉冲特征具有特定性。

（2）脉冲特征的判定。

脉冲特征被视作为一种非常的识别特征，但只有当它在比对材料中重复出现时才如此。依据每次着笔书写笔量的大小，可将脉冲分为多种：笔画脉冲、单字脉冲、词组脉冲和句子脉冲。笔画脉冲是指书写人还处于学习书写文字的初级阶段，一个书写动作只能完成一个笔画的书写任务。单字脉冲意味着书写活动的再调整或暂停出现在每个字之间，这样的书写人在每次调整前只能写一个字，其书写动作与手指运动紧密相关。词组脉冲是指书写人能书写完整的词组而无须提起书写工具或调整书写手的位置，通常由腕和手的动作来完成（见图15）。当整个句子在没有任何再调整和暂停情况下完成时就能形成句子脉冲，它需要更高的书写技能，这样的书写主要是前臂运动，大多出现在毛笔书写活动中。各种脉冲之间没有明确的或绝对的界限，需要综合分析才能给予评定。然而，仅具备笔画脉冲书写能力的人将无法像高水平书写者那样成功进行单词脉冲或句子脉冲书写。另外，一名高水平的书写者可轻易故意降低书写水平从事笔画脉冲书写。

（3）脉冲特征的影响因素。

脉冲特征易受书写条件和故意伪装的影响。在客观条件方面，如果与书写活动直接相关的指、手、腕、臂及眼、脑等书写器官或组织因受伤、疾患、衰老而出现故障或功能下降，会使书写人每次着笔书写的笔量减少，给书写脉冲带来负面影响。心理慌乱、神经紧张、情绪激动会使书写人书写速度加快，每次着笔书写的笔量有所增加；而心理悲恸、情绪低落、意志消沉又会使书写人书写速度放缓，每次着笔书写的笔量有所减少。在主观条件方面，摹仿笔迹的书写速度比较缓慢，通常是看一画再写一画，虽然也存在少量连笔，但总体表现为笔画脉冲书写。另外，在故意加快书写速度或强行放慢书写速度的笔迹中，脉冲特征也会发生变化，特别是书写水平较高者可以轻松通过变换书写速度来改变书写脉冲。

图15　脉冲特征的表现

3.节奏特征

（1）节奏特征的含义。

在音乐学里，节奏是指音响运动交替出现的有规律的强弱、长短的现象。引申到其他领域，节奏喻指事物均匀的、有规律的进程。我国文检界有关节奏特征的论述较少，仅零星见于少数论文。有学者认为“运笔节奏就是指人们在书写某个单笔、或若干笔画的起笔、行笔、连笔、收笔动作过程中所表现的轻重徐疾的规律”，“运笔特征是个大概念，其中包括起笔特征、行笔特征、收笔特征、连笔特征等方面，而将人们书写某一笔画或某个单字运笔的轻重快慢的节奏变化规律作为一种书写特征，不妨称其为运笔节奏特征”。^[14]西方国家文检界对于节奏特征比较重视，很多著作都有论述和分析。美国学者克莱拉·罗曼给节奏下的定义是“通过速度、时机、距离、应力之变化和重复的相互影响所表现出来的书写运动的错落有致”^[15]。希尔顿称节奏为“以有规律的或周期性的重现而表现出来书写运动的要素”^[16]。加拿大学者丹·珀迪认为节奏是指“在考虑到间距特点和笔往返于基线所建立的笔迹模式时笔迹弯曲度的规律性”^[17]。

笔者认为，笔迹检验学中的节奏应是指因书写动作出现有规律的轻重、疾徐的变化而在笔迹中形成的错落有致现象。节奏特征是这种错落有致现象的特点，它是书写人书写习惯和书写技能的外在表现之一。

（2）节奏特征的判定。

节奏是个连续体，赋予笔迹生机和活力，使笔迹变得令人心悦。强烈的节奏感和良好的连贯性是高水平笔迹的组成要素，是流利书写的结果和笔迹成熟的标志。节奏反映了笔迹相似的、但不相同的书写动作表现，大致上可分为三个等级：强、中、弱，其强度影响着笔迹的连贯性、协调性、规则性。节奏产生于书写人生理的知觉空间运动神经构成，并与时机掌握紧密相关，是笔迹中难以准确截取的信息，靠细察和精读才能领悟，不能被量化。对笔迹节奏的评定是相对比较主观的，就是因为它无法被精确测量。对于外行人员而言，它难以描述和证实的，但对笔迹检验人员而言，它却非常重要。节奏与整篇笔迹的规则化、格式化的程度以及美观水平相关联，流畅的书写动作、轻重的笔力变化、疾徐的速度转换、灵活的伸缩运行、规范的布局安排是节奏较强的表现。低节奏的笔迹，其书写动作是生涩的、迟缓的，笔画形态是拙劣的、呆滞的，部分转折笔画呈生硬之势，通常存在字的倾斜、大小、间距的无规律的变化（见图16）。

（3）节奏特征的影响因素。

节奏具有极强的个体性，当人们在正常的书写条件下轻松书写时能产生最佳的节奏。节奏容易受到书写条件的影响而发生变化，心理紧张、恐惧、激动，生理疲劳、患病或者出现关节炎、痛性痉挛之类的运动肌问题等，都会给节奏带来严重干扰。另外，人的主观意识也是影响节奏形成的重要因素，当书写人对某些笔迹特征故意进行改变时，整体的节奏也容易被破坏。良好的节奏来自于反射性的动作，一般是在书写人考虑写什么而非怎么写时才会出现。伪装笔迹或摹仿笔迹的节奏感很低，就由于书写人的注意力主要集中在怎么写的问题上。作为一种非常细微和复杂的笔迹特征，节奏是很难被摹仿的。伪造者不可能成功捕获它的精微玄妙之处，造成摹仿笔迹容易产生疲软而呆板的现象。当可疑笔迹与样本笔迹进行比较时，如果两者的节奏特征存在明显差异，且没有证据显示两者中的低节奏是因为不利书写条件形成的，则可作为判定可疑笔迹不是嫌疑人所书写的重要依据。

图16　节奏特征的表现