利用层次分析法对签名笔迹特征进行量化分析

　　0、 引言

　　签名笔迹由于书写人容易受到各种主客观因素的影响而产生较大的变化，因此，目前对签名进行检验与鉴定，主要依靠笔迹鉴定专家来完成。但在具体案件的检验中，笔迹鉴定专家多年积累的丰富经验无法直观地表现出来，笔迹特征价值的高低无法进行科学的量化，只能定性地表述。特别是如果案件的检验结论存在分歧时，不能给出客观的数据作为鉴定结论的有力支撑，可以说这一直是签名笔迹检验发展的难题之一。本文提出一种定量与定性相结合的量化检验方法，通过计算机构建相关模型，对签名笔迹特征进行量化分析，通过使用层次分析方法将笔迹鉴定专家的经验进行量化，达到签名笔迹量化检验的目的。

　　1、 量化检验方法的原理

　　1. 1 量化模型的构建

　　签名笔迹特征量化检验模型是使用层次分析法(AHP) 构建和实现的。层次分析法即 AHP 方法，是美国运筹学家萨蒂等人提出的一种定性判断与定量分析相结合的方法，突出优点在于可将分析过程进行量化表达，逻辑严密。AHP 方法的基本原理是将复杂问题中的各种因素，通过划分若干个有序的、相互联系的层次进行分析，再进行总体层次上的综合分析，是一种系统化、层次化的分析方法。

　　利用层次分析法构建签名笔迹特征量化检验模型的步骤如下:

　　(1) 将目标层(签名笔迹特征价值) 划分为三个中间层次特征分别为宏观层次特征、中观层次特征和微观层次特征并用 A、B、C 代表。

　　(2) 将宏观层次特征分为三个方案层次特征分别为签名的布局及价值; 签名方向及格线关系与价值; 签名整体组合关系及两字关系与价值并用 A1、A2、A3 代表。

　　(3) 将中观层次特征分为四个方案层次特征分别为形体与尺寸具体外形与价值; 成分与结构具体内容与价值; 搭配与比例具体空间关系与价值; 书写先后时间顺序与价值并用 B1、B2、B3、B4 代表。

　　(4) 将微观层次特征分为四个方案层次特征分别为笔画形态与价值; 连接部位及形态与价值; 书写速度与价值; 书写力量与价值并用 C1、C2、C3、C4 代表。

　　所确立的签名笔迹特征量化检验模型，如表 1所示。

　　1. 2 签名笔迹特征权重的确定

　　建立量化检验模型后，通过对方案层中特征的考察，确定其价值权重。具体方法如下，将方案层中各类特征进行两两比较，构造出比较判断矩阵，进而确定中间层特征所占的权重值。用两两比较的方法确定权重的标度及其意义如表 2 所示。对于同一层次的 n 个指标进行两两比较，可得到比较判断矩阵 A = { aij} 。同时，根据两两比较的特点，判断矩阵中的数值应满足以下条件:

　　满足上述条件的矩阵，称为正反矩阵。显然，矩阵 A 是一个正反矩阵。如果一个正反矩阵 A 满足 aijajk= aik(i，j，k =1，2，3，…，n) ，则称矩阵 A 为一致性判断矩阵。构建的四个判断矩阵如表 3 ～6 所示。判断矩阵构建完成后，计算指标的权重和判断矩阵的一致性检验等计算工作都由计算机建模程序软件完成。

　　1. 3 计算机构建量化评价模型

　　根据所确立的签名笔迹特征量化检验模型，使用计算机编程技术分别建立宏观层次特征价值评价模型、中观层次特征价值评价模型、微观层次特征价值评价模型三个评价子模型。建模过程中判断矩阵的建立，判断矩阵中各个指标权重的计算，以及矩阵的一致性检验，全部通过计算机来完成。其中繁琐复杂的数理分析与数学计算都由计算机程序来实现，无需人工计算，极大地提高了建模的效率和权重值的数据准确性，三个计算机模型，如图1、2、3 所示。

　　计算机建模程序是使用美国 BORLAND 公司的DELPHI 程序开发工具平台实现的，在整个程序编写过程中应用了大量的数学建模知识和数理分析算法。

　　2、 实验部分

　　邀请文件检验领域的专家结合实际案例和实验样本并根据多年实际检验鉴定经验，利用层次分析模型，对判断矩阵进行赋值，完成签名笔迹特征价值的模糊评判。具体赋值步骤见《签名笔迹特征价值模糊评判专家测评表》，如图 4 所示。将多位专家的多次赋值结果输入到宏观、中观、微观三个层次特征价值评价模型中，利用计算机软件模型自动计算出相关数据，而后对这些数据进行统计分析，去除不符合一致性验证的数据，将有效数据进行多次平均，即同一位专家的多次赋值分数进行平均，多位专家的同类特征权重数据进行平均，最终确定方案层中每个特征的权重。

　　3、结论

　　签名笔迹特征价值的量化判定可以说一直是文件检验领域的难题之一。本文利用层次分析法构建了签名笔迹特征量化检验模型，并开发了相应的计算机软件模型，实现了签名笔迹特征的定量化分析与评测，进而完成了签名笔迹特征价值的评断由经验为主的定性分析到定性与定量相结合的转变。

　　参考文献：
　　［1］ 贾玉文． 笔迹检验［J］． 北京: 警官教育出版社，1998:56 － 178．
　　［2］ 贾玉文，邹明理． 中国刑事技术大全: 文件检验［M］．北京: 中国人民公安大学出版社，2002: 875 －889．
　　［3］ 姜启源． 数学模型［M］． 北京: 高等教育出版社，2011:249 － 292．
　　［4］ 李俊平． Delphi 面向对象程序设计［M］． 北京: 高等教育出版社，2005: 12 －56．
　　［5］ 黄文钰． Delphi 程序设计经典［M］． 北京: 科学出版社，2005: 120 －134．