Компьютерные методы анализа почерка

Чернов Юрий Иванович

Карандаши различаются по жесткости. Тексты, написанные карандашом, могут стираться или подчищаться. Для ручек это возможно лишь очень ограниченно или с использованием профессиональных средств.

От того, каким прибором написан текст, зависят, прежде всего, качество штрихов и нажим. Например, при одной и той же силе нажиме карандаш оставит на бумаге более глубокие бороздки, чем фломастер.

Положение тела, поза. Чаще всего пишут, сидя за столом. Большинство рукописных документов так и появляются. Однако надо учитывать, что столы бывают разной высоты. Над низкими приходится склоняться. За высокими – задирать локоть пишущей руки непривычно высоко. Кроме стола это может быть и стойка в приемной учреждения или в баре. Это может быть и стена, если вас «поймали» в коридоре или сосед зашел, чтобы составить жалобу. В этом случае пишут стоя,

положив лист на стену и поддерживая его левой рукой. Здесь вообще все интереснее, потому что меняется плоскость, она становится вертикальной. Писать можно и лежа на диване или в кровати, на специальной поставке или подложенной книге.

Обстановка и условия написания. Документ мог быть написан в самых разнообразных условиях. В движущемся поезде, летящем самолете, плывущем корабле. Открытка могла быть написана в самолете или на курорте, где климат намного более жаркий. В потных пальцах тонкая ручка может скользить. Окоченевшие от мороза пальцы оказывают влияние, также как и напряжение тела в тропическом климате.

Очень трудно порой представить, какие внешние факторы могут оказывать влияние на почерк в данный конкретный момент. Например, в своей, ставшей классической книге Р. Покорный (Pokorny, 1973) описывает серию экспериментов, проведенных сто лет назад венским психологом и отоларингологом Виктором Урбанчичем (Viktor Urbantschitsch). Последний исследовал природу влияния внешних факторов на почерк. В то время, когда участники экспериментов писали, он создавал фоновый звуковой тон, который они слышали. Время начала и прекращения тона точно хронометрировалось. Оказалось, что высота тона влияет на письмо. А именно на размер букв и ведение строк. При более высоком тоне буквы становились больше, а строки принимали поднимающееся направление. При понижении тона, наоборот, почерк становился меньше и строки опускались.

Естественные субъективные факторы

Анатомические факторы. Под анатомическими факторами понимается строение костно-мышечного аппарата руки. Давно доказано, что контролирует процесс письма головной мозг. Но непосредственные движения осуществляются пальцами и кистью. Их строение может отчасти влиять на конечную форму почерка. Различные элементы букв формируются с помощью разных движений, в которых участвуют те или иные группы мышц. Так, например, вертикальные штрихи в обоих направлениях (от себя и к себе) выполняются работой только пальцев. При этом достаточно активной. В основном работают большой и средний палец, а указательный поддерживает и направляет пишущий прибор. При выполнении наклонных штрихов наряду с пальцами активно участвует кисть. Точки ставятся сложными движениями пальцев и кисти в два этапа. На первом этапе кончик ручки соприкасается с бумагой. Пальцы и кисть производят нажим. После чего выполняется второй этап – отрыв ручки от бумаги. Во всех этих движениях задействовано большое число мышц. Когда пишут некоторые буквы, то делают движения в воздухе, не оставляющие следов на бумаге. Например, буквы с дополнительными верхними элементами. Скажем, когда пишут палочку над буквой й.

Биомеханические факторы. Они тесно связаны с анатомическими. Они характеризуют степень подвижности элементов костно-мышечного аппарата. Выше было указано, что при написании различных элементов букв и знаков разные мышцы участвуют неодинаково. При этом и затраты энергии разные. Так, если на вертикальные штрихи затрачивается минимальное количество энергии, то горизонтальные, наоборот, требуют ее максимальных затрат. Кругообразные движения находятся где-то посередине.

Физиологические факторы. Исследование почерка может помочь при диагностике, и этого мы коснемся подробно в соответствующем разделе. Это возможно потому, что некоторые болезни влияют на почерк, на его признаки. Часто характер этого влияния может быть еще недостаточно исследован, но что оно есть – факт неоспоримый. Кроме таких очевидных случаев, как болезни Паркинсона и Альцгеймера или травм головного мозга, известно, что почерк изменяется в результате энцефалита, менингита, атеросклероза, нарушений функций щитовидной железы, недостаточном содержании кислорода в крови, болезнях печени и почек. Естественно в список нужно внести различные травмы пишущей руки. Правда это скорее относится к патологическим факторам.

К физиологическим факторам относится и немаловажное отличие между правшами и левшами. Существуют исследования, посвященные особенностям

почерка левшей, например обзор (Mutschler, 2011). Достаточно достоверными признаками того, что текст написан левшой, являются доминирующее направления горизонтальных штрихов справа налево, а также направление овалов и дуг по часовой стрелке. Смещение верхних дополнительных элементов влево. Меньше аркадных элементов. Поднимающиеся строки. Некоторые специалисты указывают на то, что у левшей доминирует левый наклон и почерк в целом менее регулярный, другие авторы отрицают это. Имеется и ряд других особенностей, которые чаще встречаются в почерке левшей, чем правшей.

Психологические особенности личности. Отражение психологических особенностей личности в почерке изучала графология и продолжает психология почерка. Этому посвящен отдельный раздел.

Когнитивная нагрузка. На почерк оказывает влияние то, как интенсивно человек думает над содержанием во время письма. В принципе, повышенный когнитивный стресс ведет к ухудшению автоматизации процесса письма. Типичен в этом случае также усиленный нажим. Это влияние изучали еще в 70-80е годы 20 века. Из более поздних исследований интересен, например, эксперимент, представленный в статье (Crespo et al., 2017). Авторы исследовали лакунарность, т.е. меру неоднородности заполнения пространства. В данном случае речь идет о неоднородности расположение рукописного текста на листе. Авторы подошли к написанному тексту как к формальному геометрическому объекту. Это позволило им автоматически измерять плотность распределения заполненных чернилами точек (отношение заполненных пикселей к пустым) и скопление (геометрическое распределение) заполненных и пустых пространств. Чем сильнее неравномерность заполнения площади листа, тем выше лакунарность. Каждый участник эксперимента должен был выполнить два задания, которые отличались по когнитивной нагрузке. Первое задание состояло в простом переписывании заданного текста. Второе – написать свободное эссе, связанное с каким-то автобиографическим эпизодом. Лакунарность оказалась существенно ниже при переписывании, т.е. распределение текста гораздо более равномерно. Конечно измеренная авторами характеристика очень абстрактна. Хотелось бы перевести ее в конкретные признаки почерка. Но самое важное, что эксперимент показал, что почерка меняется при изменении когнитивной нагрузки.

В другом эксперименте (Luria & Rosenblum, 2010), участников просили описать один автобиографический эпизод и затем выдуманное, ложное описание того же эпизода. В последнем случае когнитивная нагрузка горазда выше. Кстати, эксперимент проводился на графическом планшете. В результата исследователи зафиксировали определенные статистические различия, и прежде всего, в длине и высоте штрихов, которые оказались больше для ложных текстов.

Влияние когнитивной нагрузки крайне интересно и требует более тщательного исследования. Особенно в области криминалистической и судебной экспертизы.

Состояние здоровья и физическое состояние. Понятно, что состояние здоровье в целом и моментальное самочувствие во время письма влияют на тонкую моторику и концентрацию. Это должно найти свое отражение в почерке. Замечено, что хорошее самочувствие, повышенная энергия приводят к тому, что человек более энергично пишет, усиливается нажим, увеличивается скорость.

Ряд интересных исследований о влиянии суточного ритма сна на почерк авторы провели (Jaspers et al., 2011). Тестируемы в течение 40 часов, каждые 3 часа выполняли одно и тоже письменное задание. Исследователи установили, что в ночные часы темп письма и частота движений уменьшались, а разборчивость ухудшалась. Выработанность и размер почерка оставались постоянными – на них время выполнения задания не влияло.

Влияние различных заболеваний и специальных состояний мы рассмотрим отдельно.

Состояние органов зрения. Очевидно, что зрение должно сильно влиять на почерк. Движение руки при письме, хотя и управляется головным мозгом, но обратная связь, которую он получает через зрение, корректирует управляющие сигналы. Проводились многочисленные интересные опыты по анализу влияния состояния зрения. В частности, по письму с завязанными глазами или просто с ограниченной видимостью в темноте. Они показали, что основное влияние эти факторы оказывают на топологические характеристики почерка. Т.е. такие, как направление строк, расстояния между строками, ширина и форма полей, интервалы между словами. В меньшей степени изменяется форма букв. По мере закрепления навыка письма визуальный контроль теряет свое значение. Также как, например, при игре на пианино.