Дифференциация признаков плоттера при производстве почерковедческой экспертизы

Н.Ф. Бодров, преподаватель Московского государственного юридического университета им. О.Е. Кутафина (МГЮА)

В настоящий момент не сформулирован комплекс признаков, выявление которого позволило бы дифференцировать рукописные записи и их имитацию, выполненную с помощью плоттеров. Сложность научной разработки данного вопроса обусловлена тем, что почерковедческая и техническая экспертиза, как правило, проводятся раздельно . Такое положение дел увеличивает вероятность того, что в некоторых случаях факт технического выполнения подписи с помощью плоттера может быть не выявлен даже в ходе экспертного исследования.

На современном рынке представлены самые разнообразные виды плоттеров: перьевые, струйные, лазерные, электростатические и т.д., в зависимости от способа формирования изображения современные плоттеры делятся на два типа: векторные и растровые.

В устройствах первого типа пишущий узел перемещается по двум или одной координате (в последнем случае по другой координате перемещается носитель информации). Второй тип - растровые плоттеры (например, струйные). В них для создания изображения используется принцип заполнения поверхности носителя точками красителя. Классификация по данному основанию представляет значительный интерес для технической экспертизы документов. Механизм формирования изображения растровыми плоттерами соответствует механизму формирования изображения электрофотографическими и струйными принтерами.

Соответственно комплекс признаков, позволяющий дифференцировать выполнение изображения подписи на растровом плоттере, не отличается от комплекса признаков выполнения с помощью электрофотографического или струйного принтера.

Строение и функционирование векторных плоттеров

Остановимся подробнее на рассмотрении строения и функционирования векторных плоттеров. Векторная графика - способ представления сложных объектов и изображений в компьютерной графике, основанный на использовании геометрических примитивов, таких как точки, линии, сплайны и многоугольники. Соответственно, представляя почерковый материал как различные математические функции, язык программирования векторных плоттеров оперирует теми же понятиями, что и эксперты - почерковеды: форма движений, направление движений, протяженность движений, вид соединения, последовательность движений, относительное размещение движений, нажим, темп.

Плоттеры по способу перемещения носителя подразделяются на барабанные, фрикционные, рулонные, планшетные.

В барабанных плоттерах носитель укреплен на вращающемся барабане. Изучение барабанных плоттеров позволило прийти к выводу о том, что позиция, выраженная в статье Т.В. Орловой и И.Н. Ускова, а именно высказывание о том, что «барабанные плоттеры относятся к растровому типу формирования изображения» не совсем корректно. Барабанные плоттеры выделяются в классификации по способу перемещения носителя и могут формировать как растровые, так и векторные изображения в зависимости от вида пишущего узла.

Во фрикционных плоттерах носитель перемещается с помощью фрикционных роликов. Рулонные плоттеры сходны по строению с фрикционными, но используют специальный носитель с краевой перфорацией.

В планшетных плоттерах бумага неподвижна, а пишущий узел перемещается по всей плоскости над носителем. Это обеспечивает более высокую точность позиционирования пишущего узла.

После непосредственного изучения различных моделей плоттеров и ознакомления с их характеристиками было принято решение об отборе образцов и проведении исследования на планшетном плоттере, так как механизм воспроизведения изображения наиболее точно повторяет взаиморасположение носителя и пишущего прибора при рукописном выполнении подписи. Работа по получению и подготовке необходимого почеркового материала происходила следующим образом.

Изначально объектом исследования были выбраны малообъемные почерковые объекты. Для исследования этих объектов были отобраны образцы подписей. В дальнейшем для оцифровки изображения был задействован целый ряд графических редакторов, способных осуществлять операции как с растровой, так и с векторной графикой. После того как были изучены основные функции формирования изображения в векторной графике, были подготовлены простейшие геометрические фигуры, содержащие элементы, различные по форме, направлению движений, по виду соединения. Эксперименты производились стандартным пишущим прибором плоттера - маркером на водной основе с фибровым стержнем.

В дальнейшем была произведена замена стандартного маркера с фибровым стержнем на шариковую ручку.

На этапе отбора экспериментальных образцов, выполненных на плоттере, было принято решение о возможности рассмотрения в работе еще одного вида объектов - рукописных текстов большого и среднего объема. Для решения поставленной задачи были отобраны экспериментальные образцы высоковыработанного почерка. В связи с необходимостью получить как можно больше почеркового материала, с одной стороны, и трудоемкостью его оцифровки, с другой, для отбора экспериментальных образцов было составлено письмо, в основу которого легло использование панграмм.

Панграмма (с греч. «каждая буква»)- текст, использующий все или почти все буквы алфавита. Панграммы используются для демонстрации шрифтов, проверки передачи текста по линиям связи, тестирования печатающих устройств. Соответственно текст, в котором содержится несколько панграмм, сочетает в себе наличие всех букв алфавита и приемлемо малый объем. Количество повторений букв алфавита в таком тексте соответствует количеству имеющихся панграмм, а зачастую и превосходит таковое. При добавлении в такое письмо цифровых записей информативность таких образцов увеличивается. Вот тест, предоставляемый в качестве образца для отбора почеркового материала:

Данный текст содержит все буквы алфавита, цифры от 0 до 9. Более того, его объем может быть уменьшен за счет устранения из текста отдельных панграмм (пронумерованы цифрами от 1 до 5) или первого абзаца, записей даты, записей с должностью и фамилией.

Процесс выполнения подписей и записей с помощью плоттера

Схематично процесс выполнения подписей и записей с помощью плоттера проходит следующим образом.

1. Подготовка электронного макета изображения подписи.

1.1. Оцифровка изображения.

1.2. Доработка/изменение/трансформация изображения*.

2. Подготовка носителя.

2.1. Позиционирование носителя.

2.2. Закрепление носителя на рабочей поверхности плоттера.

3. Настройка плоттера.

4. Воспроизведение оцифрованного материала.

5. Повторное воспроизведение*.

Символом «*» в данном списке отмечены факультативные этапы воспроизведения почерка и/или подписи.

Признаки формируются на описанных этапах, и рассматривать их логично в той же последовательности.

Оцифровка изображения подразумевает получение как можно более точной электронной копии имеющейся подписи. На данном этапе появляются следующие признаки:

• в ходе автоматической оцифровки (трассирования) подписи или записей общие признаки изменяются. Общей тенденцией является сглаживание угловатых и мелкоизвилистых элементов, выработанность усредняется. Частные признаки, как правило, пропадают или изменяются;

• малые и средние дополнительные штрихи отсутствуют полностью, или изменяют конфигурацию на упрощенную, или уменьшаются в размерах;

• малые завитковые элементы заменяются на дуговые;

• петлевые элементы заменяются на возвратно-прямолинейные;

• в местах с меньшим контрастом появляются интервальные участки вместо непрерывных, а в некоторых - штрихи пропадают совсем;

• возможно объединение двух близко расположенных штрихов в один.

При ручном трассировании возможны следующие варианты.

При использовании манипулятора типа «мышь» работа по трассированию становится более трудоемкой. Овальные, округлые, дуговые и завитковые элементы округляются до правильной геометрической формы, стремясь принять форму типовых функций графического редактора. Однако процесс описания почерковых элементов «простыми» функциями ведет к излишней сегментации штрихов.

Такая ситуация отсылает нас к понятию сплайнов из математики и ком-пьютерной графики. Под сплайном (от англ. арИпе - планка, рейка) обычно понимают кусочно-заданную функцию, совпадающую с функциями более простой природы на каждом элементе разбиения своей области определения. Разность между степенью сплайна и получившейся гладкостью называется дефектом сплайна. Следовательно, в штрихах будут также появляться изломы и угловатость - места соединения задаваемых функций. При вычерчивании таких функций пишущий узел плоттера будет производить изменение угла направления движений, создавая угловатый штрих.

Второй вариант подразумевает использование манипуляторов, отличных от «мыши». В таком случае пользователь на время теряет контроль над соединением функций, так как трассирование выполняется автоматически, средствами графического редактора. Такой подход значительно ускоряет процесс трассировки оригиналов, но ведет к еще большему количеству дефектов сплайнов, что проявляется в увеличении размеров отдельных элементов, изломах, извилистости штрихов, неравномерном размещении связей в одноименных буквах и буквосочетаниях. В судебном почерковедении эти и еще целая группа признаков получили название признаки нарушения темпа и координации движений.

Также стоит отметить, что важным признаком при трассировке изображения (как ручной, так и автоматической) является направление движений. Полное копирование всех направлений возможно, но требует тщательного подхода, знаний почерковедения, контроля выполнения плоттером заданных команд. При трассировке не мышью, а другими типами манипуляторов в электронном файле фрагментарно появляются признаки почерка пользователя, оцифровывающего изображение.

Доработка, изменение, трансформация полученного в ходе оцифровки изображения является основной функцией графических редакторов. Однако осуществляться может далеко не всегда. Такого рода операции требуют значительных навыков работы с программным обеспечением в совокупности со знаниями почерковедения и почерковедческой экспертизы. С помощью такого инструментария могут быть изменены или перемещены точки соединения функций, масштабированы письменные знаки и их элементы, изменено направление линии строки, изменен наклон и в принципе создана точная копия оригинального изображения.

Подготовка носителя включает в себя предварительную настройку плоттера под конкретный тип носителя (в нашем случае - бумагу), позиционирование носителя и закрепление его на рабочей поверхности плоттера. Так как настройка плоттера под каждый тип носителя осуществляется вручную и опытным путем, человек не умеющий оценивать нажимные характеристики рукописных записей сможет настроить плоттер только с учетом визуальных качеств получаемого штриха, а они в зависимости от свойств красящего вещества (вязкости, насыщенности цвета и др.) могут соответствовать совершенно разному нажиму.

Признак недифференцированного нажима отмечается во всех изученных статьях, посвященных выполнению подписей с помощью плоттера. После самостоятельного изучения данного признака было установлено, что плоттер дифференцирует нажим. При исследовании полученных образцов были выявлены несколько штрихов, в которых пишущий узел плоттера ускорялся, уменьшая при этом нажим, и краситель распределялся неравномерно. Однако происходило это случайно и фрагментарно. Специальной функции, позволяющей усилить или ослабить нажим в процессе выполнения чертежа - нет. На одном из экспериментальных листов плоттер выполнил движение, напоми-нающее рефлекторный штрих, оставив по направлению к следующему фрагменту подписи слабоокрашенный штрих.

Позиционирование носителя означает расположение листа бумаги в рабо-чей области плоттера, которая в выбранной модели РС 4200-50 составляет 590х430 мм. В процессе позиционирования решающую роль играет умение работы с данным видом техники и знание настроек графического редактора. В случае отсутствия одного из указанных составляющих подпись или запись будет выполнена не в том месте (например, вне специальной графы).

Закрепление носителя в планшетном плоттере РС 4200-50 производится электростатическим механизмом (в других моделях возможно крепление с помощью вакуумного устройства или прижимных механизмов) Но экспериментальная работа показала, что при использовании в качестве носителя листов писчей бумаги движущийся пишущий узел может передвинуть или даже порвать лист. Следствием этого будут такие признаки, как необычное расположение подписи в бланковой строке или замятие, надрыв документа. Предотвращение таких дефектов возможно при использовании для фиксации скотча или клея, однако такие средства оставляют после себя следы в виде разволокнения бумаги после отделения клеящего вещества либо в виде остатков скотча, клея.

Настройка плоттера подразумевает подключение его к компьютеру, настройку графического редактора и настройку параметров плоттера.

Подключение к компьютеру и взаимодействие с графическим редактором обуславливают правильность воспроизведения сформированного на первом этапе электронного изображения. В ходе проведения экспериментов в одном из образцов плоттер начал многократно повторять одни и те же подписи точно поверх друг друга. Обусловлено это было тем, что переходник от интерфейса плоттера к порту компьютера отсоединился и задание было отправлено «на печать» несколько раз.

Осталась невыясненной причина сбоя плоттера, когда в одном из образцов он прорисовывал все штрихи извилистыми и изломанными. Такой признак может также отразиться, например, в отдельном (как правило, начальном) фрагменте почерковой реализации.

Даже при условии точного копирования записей и подписи оригинала документа в электронном векторном файле механизм воспроизведения, как показало исследование, отличается от рукописного и может быть выявлен по следующим признакам.

• общее снижение выработанности почерка;

• наличие тупых начал и окончаний штрихов;

• нажим в абсолютном большинстве случаев недифференцированный, наличие фрагментарных штрихов с дифференцированным нажимом встречается в редких случаях;

• отсутствие рефлекторных движений в точках начала и окончания штрихов (рефлекторные штрихи в случае их наличия имеют строго прямолинейную форму и обращены в сторону точки начала движений другого элемента (который может находиться как рядом, так и на значительном расстоянии от рефлекторного штриха);

• несовпадение направления движений в штрихах при полном или значительном сходстве исследуемых письменных знаков с письменными знаками в образцах для сравнительного исследования.

Отдельно стоит отметить, что полное копирование букв и их элементов из имеющегося у преступника образца может иметь место далеко не всегда. Функции графических редакторов позволяют любым образом менять как общие, так и частные признаки почерка. Логично предположить, что в случае, например, наличия нескольких подписей в документе, какие-либо признаки почерка будут специально изменены.

Повторное воспроизведение возможно в случае выявления сбоев или других, наглядных недостатков работы плоттера. Признаками повторного позиционирования могут быть дефекты, которые, как надеется субъект, подготовивший подпись для ее воспроизведения, останутся незамеченными:

• лишние штрихи на пробельных участках документа;

• замятия, разрывы документа;

• следы клеящего вещества (например, остатки скотча);

• частичное или полное повторение штрихов в отдельных участках «рукописи»;

• метки, используемые плоттером для позиционирования (точки, небольшие штрихи);

• слабоокрашенные штрихи, повторяющие текст или элементы подписи при неправильном выборе силы нажима;

• неокрашенные штрихи, свидетельствующие о том, что краситель пишущего прибора закончился в процессе выполнения «рукописи» (такой случай действительно имел место в ходе экспериментальной работы).

Итак, все признаки технического выполнения подписи или записи с помощью плоттера можно поделить на две группы: признаки, возникшие при подготовке векторного изображения записи/подписи, и признаки, возникшие при выполнении плоттером этих изображений.

Примечание: на рисунке цифрами от 1 до 4 отмечены следующие причины появле-ния значимых для дифференциации признаков выполнения подписи с помощью плоттера: 1 - необходимость владения функциями графических редакторов на высоком уровне, трудоемкость подготовки векторного изображения; 2 - умение настройки и работы с плоттером; 3 - особенности строения векторных изображений и подачи их «на печать» плоттеру; 4 - особенности системы движений пишущего узла плоттера при выполнении макета подписи.

В группу признаков, возникших при подготовке векторного изображения почерка/подписи и обусловленных причинами 1-3 (см. рисунок), можно отнести следующие:

• изменение степени выработанности в сторону средней по сравнению с образцами;

• сглаживание угловатых и мелкоизвилистых элементов;

• уменьшение в размерах, утрата малых и средних дополнительных штрихов элементов письменных знаков или изменение их конфигурации на упрощенную;

• замена малых завитковых элементов на дуговые;

• замена петлевых элементов на возвратно-прямолинейные;

• появление в местах с меньшим контрастом интервальных участков вместо непрерывных, иногда - утрата элементов в областях с низким контрастом;

• объединение двух близко расположенных штрихов в один;

• замена овальных, округлых, дуговых и завитковых элементов на фигуры формируемые типовыми функциями графического редактора (овал, круг, дуга и спираль соответственно);

• наличие изломов, ступенчатости в штрихах (в местах соединения векторных функций);

• проявление признаков нарушения координации движений (проявляется в увеличении размеров отдельных элементов, изломах, извилистости штрихов, неравномерном размещении связей в одноименных буквах и буквосочетаниях) при использовании для работы в графическом редакторе манипуляторов отличных от компьютерной «мыши»;

• фрагментарное проявление признаков почерка пользователя, оцифровывающего изображение при использовании для работы в графическом редакторе манипуляторов, отличных от компьютерной «мыши».

С помощью функций графического редактора могут быть изменены или перемещены точки соединения функций, масштабированы письменные знаки и их элементы, изменено направление линии строки, изменен наклон и в принципе создана точная копия оригинального изображения, поэтому указанную группу признаков нужно учитывать в комплексе со следующей.

К группе признаков, возникших при выполнении плоттером подготовленных электронных изображений и обусловленных особенностями системы движений пишущего узла плоттера при выполнении макета подписи, следует отнести:

• недифференцированный нажим (возможно наличие нескольких фрагментарных штрихов с дифференциацией нажима). Специальной функции, позволяющей усилить или ослабить нажим в процессе выполнения чертежа, в плоттерах нет;

• общее снижение выработанности почерка;

• избыточный или наоборот слишком слабый нажим (так как оценка нажима происходит уже после подачи макета подписи «на печать»);

• тупые начала и окончания штрихов;

• несовпадение направления движений в штрихах при полном или значительном сходстве исследуемых письменных знаков с письменными знаками в образцах для сравнительного исследования;

• расположение подписи за рамками предназначенной для нее графы (особенно характерно для начального элемента подписи, который обычно выполняется в рамках графы);

• замятие, надрыв листа документа движущимся пишущим узлом;

• наличие лишних штрихов на пробельных участках документа;

• частичное или полное повторение штрихов в отдельных участках «рукописи»;

• наличие меток, используемых плоттером для позиционирования (точки, небольшие штрихи, карандашные штрихи или их следы);

• слабоокрашенные штрихи, повторяющие текст или элементы подписи при неправильном выборе силы нажима;

• наличие следов клеящего вещества (также остатки скотча и др.), использованного для фиксации листа;

• разволокнение бумаги на краях листа, образованное в результате отделения клеящего вещества или материала;

• неокрашенные штрихи свидетельствующие о том, что краситель пишущего прибора закончился в процессе выполнения «рукописи»;

• отсутствие рефлекторных движений в точках начала и окончания штрихов (рефлекторные штрихи в случае их наличия имеют строго прямолинейную форму и обращены в сторону точки начала движений другого элемента (который может находиться как рядом, так и на значительном расстоянии от рефлекторного штриха).

Указанные признаки в своей совокупности позволят выявлять подписи и записи, выполненные с помощью современных моделей плоттеров. Учет результатов проведенного исследования при проведении почерковедческого и технического исследования документов позволит решать новые задачи и избегать как экспертных, так и судебных ошибок. Положения данной работы могут быть использованы при исследовании как кратких записей и подписей, так и при исследовании рукописных записей большого и среднего объема.