Imagiologia Espetral
An´ alise Forense de Notas e Escrita Manual
Filipa dos Santos Pinto
Tese submetida ao Instituto Superior de Engenharia do Porto para a obten¸c˜ ao do grau de
Mestre em Engenharia de Computa¸c˜ ao e Instrumenta¸c˜ ao M´ edica
Orientadores
Prof. Doutor Ant´ onio Sousa Departamento de Matem´ atica – ISEP
Prof. Doutor Carlos Vinhais Departamento de F´ısica – ISEP Prof. Doutor Agostinho Santos
Delega¸c˜ ao Norte
Instituto Superior de Engenharia do Porto
Porto, 29 de Outubro de 2014
”When he wants it, wherever he touches, whatever he leaves, even without consciousness, will serve as a silent witness against him his fingerprints or his footprints, but his hair, the fibers from his clothes, the glass he breakes, the tool mark he leaves, the paint he scratches, the blood or semen he deposits or collects.”
Dr. Edmond Locard, 1942
Agradecimentos
Nunca estamos sozinhos, qualquer que seja a circunstˆ ancia. Existe sempre algu´ em que nos apoia ou que caminha ao nosso lado, mesmo quando achamos ser imposs´ıvel percorrer esse caminho. Por tudo isto, quero agradecer a todas as pessoas que contribu´ıram, direta ou indiretamente, para a realiza¸c˜ ao deste trabalho. O meu muito obrigada a todos.
O maior agradecimento ´ e ao meu orientador, Prof. Doutor Ant´ onio Sousa, por todas as sugest˜ oes durante o desenvolvimento deste trabalho e por toda a sua dis- ponibilidade.
Ao meu co-orientador, Prof. Doutor Carlos Vinhais, por me ter desafiado a fazer parte deste projeto juntamente com outros colegas e por todo o apoio e disponibili- dade demonstrados.
Quero agradecer tamb´ em ao Prof. Doutor Agostinho Santos por ter permitido a utiliza¸c˜ ao dos recursos existentes no INMLCF, IP e pela sua disponibilidade e aux´ılio durante todo o processo de desenvolvimento deste trabalho.
E como uma tese n˜ ao se faz somente a estudar e trabalhar, quero agradecer a toda a minha fam´ılia, em especial aos meus pais, aos meus amigos e colegas de trabalho, pelo apoio, boa disposi¸c˜ ao e pela for¸ca e motiva¸c˜ ao nos momentos em que tinha vontade de desistir.
Ao meu melhor amigo, Miguel Caetano, um grande obrigada por tudo. Por me dar um sorriso quando tudo corria bem e por me chamar ` a raz˜ ao quando n˜ ao tinha vontade de continuar. Ao Andr´ e Vilela, Catarina Duarte, Cec´ılia Barbosa, Telmo Pereira, Hugo Trindade, Pedro Silva e Ana Joyce por estarem sempre do meu lado.
Obrigada a todos!
Resumo
A an´ alise forense de documentos ´ e uma das ´ areas das Ciˆ encias Forenses, respons´ avel pela verifica¸c˜ ao da autenticidade dos documentos. Os documentos podem ser de diferentes tipos, sendo a moeda ou escrita manual as evidˆ encias forenses que mais frequentemente motivam a an´ alise. A associa¸c˜ ao de novas tecnologias a este processo de an´ alise permite uma melhor avalia¸c˜ ao dessas evidˆ encias, tornando o processo mais c´ elere.
Esta tese baseia-se na an´ alise forense de dois tipos de documentos - notas de euro e formul´ arios preenchidos por escrita manual. Neste trabalho pretendeu-se desenvolver t´ ecnicas de processamento e an´ alise de imagens de evidˆ encias dos tipos referidos com vista ` a extra¸c˜ ao de medidas que permitam aferir da autenticidade dos mesmos.
A aquisi¸c˜ ao das imagens das notas foi realizada por imagiologia espetral, tendo- se definidas quatro modalidades de aquisi¸c˜ ao: luz vis´ıvel transmitida, luz vis´ıvel refletida, ultravioleta A e ultravioleta C. Para cada uma destas modalidades de aquisi¸c˜ ao, foram tamb´ em definidos 2 protocolos: frente e verso. A aquisi¸c˜ ao das imagens dos documentos escritos manualmente efetuou-se atrav´ es da digitaliza¸c˜ ao dos mesmos com recurso a um digitalizador autom´ atico de um aparelho multifun¸c˜ oes.
Para as imagens das notas desenvolveram-se v´ arios algoritmos de processamento e an´ alise de imagem, espec´ıficos para este tipo de evidˆ encias. Esses algoritmos permi- tem a segmenta¸c˜ ao da regi˜ ao de interesse da imagem, a segmenta¸c˜ ao das subregi˜ oes que contˆ em as marcas de seguran¸ca a avaliar bem como da extra¸c˜ ao de algumas caracter´ısticas.
Relativamente ` as imagens dos documentos escritos manualmente, foram tamb´ em
desenvolvidos algoritmos de segmenta¸c˜ ao que permitem obter todas as subregi˜ oes
de interesse dos formul´ arios, de forma a serem analisados os v´ arios elementos. Neste
tipo de evidˆ encias, desenvolveu-se ainda um algoritmo de an´ alise para os elementos correspondentes ` a escrita de uma sequˆ encia num´ erica o qual permite a obten¸c˜ ao das imagens correspondentes aos caracteres individuais.
O trabalho desenvolvido e os resultados obtidos permitiram a defini¸c˜ ao de proto- colos de aquisi¸c˜ ao de imagens destes tipos de evidˆ encias. Os algoritmos autom´ aticos de segmenta¸c˜ ao e an´ alise desenvolvidos ao longo deste trabalho podem ser auxiliares preciosos no processo de an´ alise da autenticidade dos documentos, o qual, at´ e ent˜ ao,
´
e feito manualmente.
Apresentam-se ainda os resultados dos estudos feitos ` as diversas evidˆ encias, no-
meadamente as performances dos diversos algoritmos analisados, bem como algumas
das adversidades encontradas durante o processo. Apresenta-se tamb´ em uma discus-
s˜ ao da metodologia adotada e dos resultados, bem como de propostas de continua¸c˜ ao
deste trabalho, nomeadamente, a extra¸c˜ ao de caracter´ısticas e a implementa¸c˜ ao de
classificadores capazes aferir da autenticidade dos documentos.
Abstract
Forensic document analysis is one of the areas of Forensic Sciences, responsible for verifying the authenticity of documents. Documents can be of different types, being the currency or handwriting forensic evidence that most often motivates the analysis. The combination of new technologies to this process of analysis allows a better assessment of the evidence, making the process faster.
This thesis is based on forensic analysis of two kinds of documents - banknotes and forms filled in by handwriting. This work is aimed at developing techniques for processing and analyzing images of the types of evidence listed for the extraction of measures to ascertain the authenticity of this ones.
Image acquisition of the notes was made by spectral imaging, having defined four types of acquisition: visible light transmitted, reflected visible light, ultraviolet A and ultraviolet C. For each of these modes of acquisition, were also defined two protocols: front and back. Image acquisition of written documents manually was effected through the digitization of them using an automatic scanner of a multifunc- tion device.
For images of banknotes have been developed various processing algorithms and image analysis, specific to this type of evidence. These algorithms allow the seg- mentation of the region of interest image segmentation of subregions that contain safety marks to assess how well the extraction of some features.
For the images of the documents written manually, have also been developed segmentation algorithms which allow to obtain all the forms subregions of interest in order to be analyzed the various elements. In such evidence, there is still developed a parsing algorithm for the writing of a corresponding number sequence elements which allows obtaining the images corresponding to individual characters.
The work and the results obtained allowed the definition of image acquisition
protocols of these types of evidence. Automatic segmentation algorithms and analy- sis developed throughout this work may be useful adjuncts in the analysis of the authenticity of the documents process, which, until then, is done manually.
Still presents the results of studies done on various evidence, including the per-
formances of the various algorithms analyzed, as well as some of the hardships
encountered during the process. We also present a discussion of methodology and
results, as well as proposals for continuation of this work, namely, feature extraction
and implementation of classifiers able to gauge the authenticity of documents.
Conte´ udo
Agradecimentos . . . . v
Resumo . . . . vii
Abstract . . . . ix
Conte´ udo . . . . xi
Lista de Figuras . . . . xiii
Lista de Tabelas . . . . xv
1. Introdu¸ c˜ ao . . . . 1
1.1 Enquadramento . . . . 1
1.2 Objetivos e Motiva¸c˜ ao . . . . 2
1.3 Contribui¸c˜ oes . . . . 3
1.4 Organiza¸c˜ ao da Tese . . . . 4
2. An´ alise Forense de documentos . . . . 5
2.1 Ciˆ encias Forenses . . . . 5
2.2 Estado das Ciˆ encias Forenses em Portugal . . . . 7
2.3 Instituto Nacional de Medicina Legal e Ciˆ encias Forenses, I.P. . . . . 7
2.4 Notas de Euro . . . . 10
2.5 Escrita Manual . . . . 13
3. Aquisi¸ c˜ ao de Imagem . . . . 21
3.1 Imagens espetrais de notas . . . . 21
3.1.1 Equipamento utilizado . . . . 21
3.1.2 Software VSC Suite . . . . 22
3.1.3 Notas de Euro . . . . 25
3.2 Digitaliza¸c˜ ao de escrita manual . . . . 28
4. Processamento das imagens . . . . 33
4.1 Linguagem Python . . . . 34
4.2 Planos de cor . . . . 35
4.3 Base de Dados . . . . 36
4.4 M´ etodos de processamento . . . . 40
4.4.1 Imagens das notas de Euro . . . . 40
4.4.2 Imagens da escrita manual . . . . 48
5. Resultados e Discuss˜ ao . . . . 59
5.1 Notas de Euro . . . . 59
5.1.1 Amostra . . . . 59
5.1.2 Processamento . . . . 61
5.2 Escrita manual . . . . 65
6. Conclus˜ ao . . . . 75
Bibliografia . . . . 81
A. Formul´ arios de aquisi¸ c˜ ao da escrita manual - segunda vers˜ ao . . . 83
Lista de Figuras
2.1 Organigrama INMLCF, IP . . . . 9
2.2 Exemplo de nota de 5 e . . . . . 11
2.3 Exemplo de v´ arios elementos de seguran¸ca contrafeitos e reais. . . . . 12
2.4 Estat´ısticas de contrafa¸c˜ ao. . . . . 15
2.5 Estat´ısticas valores totais contrafeitos por ano e por tipologia de nota. 16 2.6 Exemplo de cart˜ ao do cidad˜ ao. . . . . 17
2.7 Exemplo de assinatura recolhida. . . . . 17
2.8 Diagrama de blocos do sistema de investiga¸c˜ ao da escrita manual. . . 18
3.1 Equipamento utilizado para aquisi¸c˜ ao das imagens de notas. . . . . . 22
3.2 Tipos de fontes luminosas dispon´ıveis no equipamento. . . . . 23
3.3 Vis˜ ao geral do software VSC Suite . . . . 24
3.4 Estudo de uma evidˆ encia - nota de 5 e (protocolo: frente). . . . . 26
3.5 Estudo de uma evidˆ encia - nota de 5 e (protocolo: verso). . . . . 27
3.6 Exemplo folha de aquisi¸c˜ ao circunstˆ ancia 1. . . . . 30
3.7 Exemplo folha de aquisi¸c˜ ao circunstˆ ancia 2. . . . . 31
3.8 Exemplo folha de aquisi¸c˜ ao circunstˆ ancia 3. . . . . 32
4.1 Modelo RGB. . . . . 35
4.2 Modelos dos espa¸cos de cor. . . . . 36
4.3 Modelo relacional da BD do m´ odulo spectral. . . . . 37
4.4 Diagrama do processamento das imagens. . . . . 40
4.5 Dete¸c˜ ao de cantos pelo m´ etodo de Harris. . . . . 43
4.6 Exemplo de an´ alise da m´ edia da integra¸c˜ ao da informa¸c˜ ao. . . . . 44
4.7 Exemplo do terceiro processo de dete¸c˜ ao de cantos. . . . . 45
4.8 Dete¸c˜ ao de cantos por compara¸c˜ ao com um template. . . . . 45
4.9 Estudo do espa¸co e plano de cor para a medida de seguran¸ca X3. . . 46
4.10 Disposi¸c˜ ao das medidas de seguran¸ca da nota de 5 e . . . . . 47
4.11 Reconstru¸c˜ ao 3D de elemento de seguran¸ca das notas de euro. . . . . 48
4.12 Diagrama do processamento dos formul´ arios. . . . . 49
4.13 Esquema de segmenta¸c˜ ao dos formul´ arios. . . . . 50
4.14 Extra¸c˜ ao da regi˜ ao de interesse de uma assinatura. . . . . 51
4.15 Diagrama do processamento da sequˆ encia num´ erica. . . . . 52
4.16 Estudo dos planos de cor na segmenta¸c˜ ao das sequˆ encias num´ ericas. . 53
4.17 Exemplos de sequˆ encias e respetivas proje¸c˜ oes. . . . . 54
4.18 Matrizes dos raios de kernel utilizados. . . . . 54
4.19 Exemplos de sequˆ encias num´ ericas. . . . . 54
4.20 Sa´ıda da consola no algoritmo de an´ alise da sequˆ encia num´ erica. . . . 55
4.21 Sequˆ encia num´ erica com a segmenta¸c˜ ao dos algarismos. . . . . 56
4.22 Diagrama do processamento do segundo formul´ ario desenvolvido. . . . 56
4.23 Exemplo de segmenta¸c˜ ao do n´ umero mecanogr´ afico. . . . . 57
5.1 Marca de ´ agua das diferentes notas de euro. . . . . 60
5.2 Estudo da nota de 5 e da primeira s´ erie. . . . . 62
5.3 Exemplo do processo de equaliza¸c˜ ao da regi˜ ao a comparar. . . . . 63
5.4 Estudo da nota de 5 e da primeira s´ erie. . . . . 64
5.5 Estudo da nota de 10 e da primeira s´ erie. . . . . 65
5.6 Estudo da nota de 20 e da primeira s´ erie. . . . . 66
5.7 Estudo da nota de 5 e da s´ erie Europa. . . . . 67
5.8 Cabe¸calho do formul´ ario de participa¸c˜ ao. . . . . 67
5.9 Campos do formul´ ario para aquisi¸c˜ ao da escrita manual. . . . . 68
5.10 Exemplos de regi˜ oes de interesse extra´ıdas dos formul´ arios. . . . . 69
5.11 Processo de segmenta¸c˜ ao de uma sequˆ encia num´ erica. . . . . 70
5.12 Exemplos de segmenta¸c˜ ao de sequˆ encias num´ ericas. . . . . 72
5.13 Exemplos de segmenta¸c˜ ao dos n´ umeros mecanogr´ aficos. . . . . 73
Lista de Tabelas
2.1 Estat´ısticas de contrafa¸c˜ ao do Euro. . . . . 13
2.2 Estat´ısticas de contrafa¸c˜ ao do Euro - valores. . . . . 14
3.1 Rela¸c˜ ao entre tipo de lˆ ampada e ilumina¸c˜ ao emitida. . . . . 22
4.1 Tipos de notas de euro considerados. . . . . 38
4.2 Exemplo tabela nota. . . . . 38
4.3 Exemplos de estudos da tabela study. . . . . 39
4.4 Exemplo de tabela de especifica¸c˜ oes de cada nota. . . . . 42
4.5 Exemplo de tabela com as caracter´ısticas dos elementos de seguran¸ca. 42 4.6 Especifica¸c˜ oes ficheiro dat - medidas em p´ıxels. . . . . 50
5.1 Estat´ısticas dos algoritmos de segmenta¸c˜ ao das notas. . . . . 63
5.2 Estat´ısticas dos algoritmos de segmenta¸c˜ ao das sequˆ encias num´ ericas. 71
Cap´ıtulo 1
Introdu¸c˜ ao
1.1 Enquadramento
A taxa de criminalidade em geral tem vindo a aumentar nos ´ ultimos anos, podendo atribuir-se ` a crise econ´ omica a n´ıvel mundial ou, a n´ıvel nacional, ao aumento dos impostos, ` a estagna¸c˜ ao do ordenado m´ınimo nacional e ao aumento do desemprego.
O crime de contrafa¸c˜ ao de moeda tem aumentado significativamente, principalmente desde que foi adotada a moeda ´ unica, o que levou ao crescente aumento da preocu- pa¸c˜ ao das autoridades nacionais e internacionais.
A verifica¸c˜ ao inicial da veracidade de uma nota pode ser feita, de uma forma simples, em trˆ es passos: tocar, observar e inclinar [1]. Quanto ao toque do papel, podem ser vistas duas caracter´ısticas de seguran¸ca: o papel em si (que deve ser firme e ter textura de fibra de algod˜ ao) e a impress˜ ao em relevo dos algarismos de maior dimens˜ ao e das diversas designa¸c˜ oes do Banco Central Europeu (BCE); o segundo passo ´ e a observa¸c˜ ao em contraluz devendo ser vistas duas marcas, a primeira, a marca de ´ agua que se encontra na frente e do lado esquerdo da nota e, a segunda, o fio de seguran¸ca que se encontra a meio da nota e tem a inscri¸c˜ ao do valor desta e o s´ımbolo do euro. Por fim, o ´ ultimo passo ´ e inclinar a nota, no sentido de verificar o holograma que deve alternar entre o valor da nota e o s´ımbolo do euro tendo como fundo uma paleta variada de cores.
Com o objetivo de diminuir a contrafa¸c˜ ao de moeda, o BCE desenvolveu uma
nova s´ erie, ”Europa”, com menor n´ umero de elementos de seguran¸ca que a s´ erie
inicial mas os que est˜ ao presentes tornaram-se menos ”falsific´ aveis” [2, 3, 4]. O
artigo n´ umero 262 do c´ odigo penal portuguˆ es determina que aquele que pratique
contrafa¸c˜ ao de moeda pode ser punido com pena de pris˜ ao, que pode ir de 3 a 12
anos; quem tiver inten¸c˜ ao de colocar essa moeda em circula¸c˜ ao, de a falsificar ou mesmo de alterar o seu valor ´ e condenado entre 2 a 8 anos de pena de pris˜ ao [5].
Analisando o Relat´ orio Anual de Seguran¸ca Interna (RASI) de 2013 verifica-se que o crime de contrafa¸c˜ ao ou falsifica¸c˜ ao de moeda representa 11,7% dos crimes contra a vida em sociedade [6, 7].
Outra ´ area da criminalidade que apresenta cada vez mais preocupa¸c˜ ao ´ e a falsifi- ca¸c˜ ao de documentos e de assinaturas. Segundo o artigo n´ umero 256 doc´ odigo penal portuguˆ es, quem fabricar um documento falso, ou realizar alguma tentativa, tem uma pena que pode ser de pris˜ ao, at´ e 3 anos, ou a uma multa [5]. No relat´ orio anual da Associa¸c˜ ao Portuguesa de Apoio ` a V´ıtima, de entre os crimes contra a vida em sociedade, no ano de 2012 a falsifica¸c˜ ao de documentos representa 27.5% [6, 8, 9].
1.2 Objetivos e Motiva¸ c˜ ao
A circula¸c˜ ao de moeda contrafeita tem sido elevada nos ´ ultimos anos. Os m´ etodos de verifica¸c˜ ao destas notas atualmente passa pelos trˆ es passos descritos anteriormente (tocar, observar e inclinar). Esta an´ alise pode, de certa forma, ser subjetiva ou inconclusiva, caso a imita¸c˜ ao seja muito semelhante ` a nota verdadeira e n˜ ao permitir ao utilizador (recetor) obter uma conclus˜ ao.
A par do aumento da contrafa¸c˜ ao de moeda encontra-se a falsifica¸c˜ ao de docu- mentos escritos. A n´ıvel judicial a an´ alise destas evidˆ encias ´ e feita visualmente e de forma manual por especialistas, no entanto, a tentativa de um autor falsificar a sua pr´ opria escrita apresenta algumas dificuldades para o especialista.
A possibilidade de analisar estas evidˆ encias a partir da aquisi¸c˜ ao das imagens por v´ arios tipos de ilumina¸c˜ ao mostrou-se uma via favor´ avel para esta verifica¸c˜ ao. No sentido de facilitar e diminuir a subjetividade na an´ alise destas evidˆ encias mostrou-se
´
util o desenvolvimento de algoritmos que, a partir da conjuga¸c˜ ao de v´ arios m´ etodos permitissem segmentar as imagens, extrair caracter´ısticas e classificar estas evidˆ en- cias como verdadeiras ou falsas.
Esta tese tinha dois principais objetivos: cria¸c˜ ao de um algoritmo de verifica¸c˜ ao das notas de euro e um segundo algoritmo para a verifica¸c˜ ao da autenticidade de um documento escrito.
O primeiro objetivo foi a elabora¸c˜ ao de um algoritmo de classifica¸c˜ ao das notas de
euro, que fizesse a segmenta¸c˜ ao da imagem, a localiza¸c˜ ao dos elementos de seguran¸ca,
a extra¸c˜ ao de caracter´ısticas e, finalmente, a clasifica¸c˜ ao dessas caracter´ısticas para
determinar se o utilizador estava perante uma evidˆ encia verdadeira, suspeita ou falsa.
1.3. Contribui¸ c˜ oes 3
O segundo objetivo passava tamb´ em pela elabora¸c˜ ao de um algoritmo de clas- sifica¸c˜ ao desta vez orientado aos documentos de escrita manual. Mais uma vez o algoritmo passou pela segmenta¸c˜ ao dos formul´ arios, segmenta¸c˜ ao dos elementos do formul´ ario, extra¸c˜ ao de caracter´ısticas e classifica¸c˜ ao dessas mesmas caracter´ısticas.
Neste caso a classifica¸c˜ ao seria capaz de avaliar a probabilidade de um determinado documento ter sido escrito pelo suposto autor ou se se tratava de uma imita¸c˜ ao. No caso de se tratar de uma imita¸c˜ ao procurar, de entre os indiv´ıduos na base de dados, qual o que tinha as caracter´ısticas mais semelhantes.
1.3 Contribui¸ c˜ oes
As contribui¸c˜ oes desta tese prendem-se n˜ ao s´ o a n´ıvel pr´ atico, no estudo das evi- dˆ encias e no desenvolvimento do processamento de imagens destas, mas tamb´ em a n´ıvel te´ orico com a an´ alise de toda a bibliografia relativa aos temas aqui abordados.
Desta forma, as principais contribui¸c˜ oes atingidas com este trabalho s˜ ao:
• Estudo das caracter´ısticas das notas e de quais as modalidades, protocolos e planos de cor mais indicados para a an´ alise das mesmas;
• Estabelecimento de crit´ erios de segmenta¸c˜ ao da nota e das regi˜ oes de interesse das marcas de seguran¸ca;
• Um algoritmo de segmenta¸c˜ ao das notas segundo os crit´ erios previamente esta- belecidos. O algoritmo desenvolvido ´ e composto por v´ arios passos, no sentido de facilitar a segmenta¸c˜ ao da nota em si e das marcas de seguran¸ca;
• Cria¸c˜ ao de formul´ arios para recolha de evidˆ encias de escrita manual. A recolha de formul´ arios realizados em diferentes circunstˆ ancias permite verificar quais as altera¸c˜ oes que a escrita de uma pessoa pode sofrer;
• Estudo da metodologia de segmenta¸c˜ ao das regi˜ oes de interesse dos formul´ a- rios;
• Um algoritmo para segmenta¸c˜ ao dos formul´ arios e outro para segmenta¸c˜ ao das
caracter´ısticas da sequˆ encia num´ erica. Os algoritmos desenvolvidos recorrem a
v´ arios processos no sentido de permitir uma melhor separa¸c˜ ao dos algarismos
das sequˆ encias num´ ericas.
1.4 Organiza¸ c˜ ao da Tese
O presente relat´ orio est´ a organizado da seguinte forma.
• Cap´ıtulo 2 - An´ alise Forense: ´ e feita uma descri¸c˜ ao das Ciˆ encias Forenses e do seu estado no nosso pa´ıs, bem como que institui¸c˜ oes portuguesas prestam os servi¸cos m´ edico-legais. S˜ ao ainda apresentadas as evidˆ encias consideradas, na
´
area da an´ alise forense de documentos, a moeda Euro e a escrita manual.
• Cap´ıtulo 3 - Aquisi¸c˜ ao de imagem: ´ e feita uma descri¸c˜ ao do Hardware e Sof tware utilizado para a aquisi¸c˜ ao de imagens das evidˆ encias, bem como da metodologia aplicada a cada tipo de evidˆ encia foi adquirida. S˜ ao ainda apresentados alguns exemplos das imagens obtidas nas diferentes modalidades e protocolos de ambas as evidˆ encias.
• Cap´ıtulo 4 - Processamento: neste cap´ıtulo ´ e descrito todo o modo de pro- cessamento das imagens e ainda ´ e feita uma descri¸c˜ ao do tipo de linguagem utilizada nos algoritmos, dos trˆ es planos de cor abordados e da estrutura da base de dados em que este trabalho se insere.
• Cap´ıtulo 5 - Resultados: mostra os testes que foram realizados durante a exe- cu¸c˜ ao das atividades dos cap´ıtulos 3 e 4 para dar suporte aos m´ etodos e valores utilizados. S˜ ao ainda descritas algumas das dificuldades encontradas durante o processo de aquisi¸c˜ ao e desenvolvimento dos algoritmos de processamento.
• Cap´ıtulo 6 - Conclus˜ ao: apresenta-se uma an´ alise cr´ıtica ao trabalho realizado
e aos resultados obtidos. S˜ ao indicados pontos menos positivos deste trabalho e
s˜ ao propostas vias de trabalhos futuros com base no que aqui foi desenvolvido.
Cap´ıtulo 2
An´ alise Forense de documentos
2.1 Ciˆ encias Forenses
As Ciˆ encias Forenses (CF) representam um conjunto de conhecimentos e t´ ecnicas que ajudam na investiga¸c˜ ao criminal. Nos ´ ultimos anos, o tema tem sido largamente abordado nas s´ eries televisivas, uma vez que a popula¸c˜ ao em geral tem mostrado um grande interesse em perceber como s˜ ao estudados os casos de homic´ıdio, suic´ıdio, acidente e outros casos criminais. O ponto base das CF engloba um de trˆ es processos:
identifica¸c˜ ao, individualiza¸c˜ ao ou classifica¸c˜ ao f´ısica da evidˆ encia. Em alguns tipos de evidˆ encias, para a identifica¸c˜ ao ser feita, ser´ a ainda necess´ ario incluir algum tipo de processamento f´ısico e/ou qu´ımico ou testes gen´ eticos (ao sangue, flu´ıdos corporais), testes toxicol´ ogicos para detetar a presen¸ca de ´ alcool, drogas de abuso, medicamentos e pesticidas, exames bioqu´ımicos ou, ainda, exames microbiol´ ogicos.
A Medicina Legal engloba v´ arios campos de trabalho como a avalia¸c˜ ao do dano corporal, a patologia forense, a gen´ etica e biologia forense, a toxicologia forense, a identifica¸c˜ ao individual, o estudo das impress˜ oes digitais, criminal´ıstica, an´ alise de documentos, geologia forense e antropologia forense. A identifica¸c˜ ao individual ´ e utilizada para reconhecimento de corpos por identificar, que pode ser conseguida por compara¸c˜ ao de denti¸c˜ ao ou estudo do ADN ( ´ Acido Desoxirribonucleico). No sentido de facilitar esta identifica¸c˜ ao, ´ e tamb´ em utilizada a antropologia forense [10, 11, 12].
Segundo Cattaneo [13], a antropologia forense ´ e definida como ”a aplica¸c˜ ao da an-
tropologia f´ısica ao contexto forense”, isto ´ e, trata da an´ alise das caracter´ısticas do
ser humano, mais propriamente ao n´ıvel ´ osseo [14]. A avalia¸c˜ ao das impress˜ oes digi-
tais, um dos ramos da identifica¸c˜ ao individual, ´ e um dos testes de identifica¸c˜ ao mais
utilizados, uma vez que a evidˆ encia ´ e estudada e classificada para posteriormente
ser comparada com impress˜ oes digitais presentes em bases de dados [15]. No campo da criminal´ıstica s˜ ao inclu´ıdas as an´ alises a evidˆ encias como terra, vidros, cabelos, fibras, sangue e outros flu´ıdos encontrados nos cen´ arios de crime. A an´ alise do solo surgiu em 1929 quando Edmond Locard constatou que seria imposs´ıvel um indiv´ıduo participar numa atividade sem que provocasse altera¸c˜ oes neste e sem que removesse part´ıculas por contacto com a pele, tecidos, entre outros [10, 16]. Na criminal´ıstica temos um campo alargado de estudo onde se inclu´ıa a bal´ıstica forense (identifica¸c˜ ao de armas de fogo, estudo da trajet´ oria e danos causados por um dado proj´ etil, bem como identific´ a-lo e ao seu inv´ olucro).
Um outro campo da Medicina Forense ´ e a an´ alise de documentos e escrita manual, tema no qual se insere este trabalho. A primeira an´ alise de documentos data de 1609, por Fran¸cois Demelle, sendo que a segunda disserta¸c˜ ao que abordava esta tem´ atica ter´ a sido publicada em 1665 por Jacques Raveneau. Apesar de existirem artigos e disserta¸c˜ oes publicados desde o s´ eculo XVII, somente em 1913 ´ e que a an´ alise de documentos passou a ser aceite como prova em tribunal, segundo o c´ odigo dos EUA:
”a escrita manual provada ou admitida de qualquer pessoa dever´ a ser admiss´ıvel para prop´ ositos de compara¸c˜ ao no sentido de determinar a genuidade de outra escrita manual atribu´ıda a essa pessoa” [17, 18].
Como em qualquer teste, tamb´ em na an´ alise de documentos existe um procedi-
mento que deve ser seguido no sentido de chegar a um conjunto de texto que evidencie
caracter´ısticas que n˜ ao sejam vis´ıveis de imediato. Foram ent˜ ao estabelecidos con-
juntos de tarefas com o objetivo de trabalhar os documentos para obter conclus˜ oes,
esses passos s˜ ao: redu¸c˜ ao de dados, apresenta¸c˜ ao de dados e conclus˜ oes [19, 20]. A
redu¸c˜ ao de dados trata-se da manipula¸c˜ ao dos dados com o objetivo de permtir que
sejam estabelecidas rela¸c˜ oes entre os dados e para que possam ser obtidas conclu-
s˜ oes reais e fidedignas. Em primeiro lugar dever´ a ser determinado qual a unidade
a analisar (par´ agrafo, frase ou palavra, por exemplo) para que os dados possam ser
divididos segundo esse crit´ erio de avalia¸c˜ ao. As unidades obtidas neste passo devem
ser distribu´ıdas por grupos para posteriormente serem codificadas. O passo seguinte
passa pela apresenta¸c˜ ao de dados e pela simplifica¸c˜ ao destes e da informa¸c˜ ao que
contˆ em, por outro lado deve permitir que os dados sejam posteriormente processa-
dos e apresentados. A apresenta¸c˜ ao destes depende do tipo de avalia¸c˜ ao a que v˜ ao
ser submetidos, por´ em existem dois processos b´ asicos de apresenta¸c˜ ao: em forma de
matriz num´ erica (no caso de avalia¸c˜ ao quantitativa) e em forma de diagrama (para
avalia¸c˜ oes qualitativas). O terceiro, e ´ ultimo passo da an´ alise de documentos, s˜ ao as
conclus˜ oes. Obviamente que estas conclus˜ oes variam de uns trabalhos para outros,
2.2. Estado das Ciˆ encias Forenses em Portugal 7
uma vez que cada trabalho tem um objetivo de avalia¸c˜ ao dos documentos, pode ser compara¸c˜ ao de caligrafia, de press˜ ao exercida na escrita, da tinta utilizada, entre outros.
2.2 Estado das Ciˆ encias Forenses em Portugal
Em Portugal, o dom´ınio das Ciˆ encias Forenses ´ e liderado pelo Instituto Nacional de Medicina Legal e Ciˆ encias Forenses e pela Pol´ıcia Judici´ aria. No entanto existe uma entidade privada, o N´ ucleo de Ciˆ encias Forenses (sediado na cidade do Porto), que tem como objetivo peritar v´ arias quest˜ oes relacionadas com documentos e inform´ a- tica. A Pol´ıcia Judici´ aria surge da divis˜ ao de ´ areas da Pol´ıcia desde a Pol´ıcia Civil, criada durante o reinado de D. Lu´ıs I [21, 22]. Posteriormente, no reinado de D.
Carlos I esta foi dividida em trˆ es campos:
• Pol´ıcia de Seguran¸ca P´ ublica
• Pol´ıcia de Investiga¸c˜ ao Judici´ aria e Preventiva
• Pol´ıcia de Inspe¸c˜ ao Administrativa
Posteriormente ` a implanta¸c˜ ao da Rep´ ublica Portuguesa em 1918, a Pol´ıcia de In- vestiga¸c˜ ao Judici´ aria e Preventiva sofreu altera¸c˜ oes, tendo sido constitu´ıdas a Pol´ıcia Preventiva e a Pol´ıcia de Investiga¸c˜ ao. Alguns anos depois houve uma redesigna¸c˜ ao passando a ser Pol´ıcia de Investiga¸c˜ ao Criminal, dependente da Dire¸c˜ ao-Geral de Seguran¸ca P´ ublica. A ´ ultima altera¸c˜ ao ocorreu em 1945 com a mudan¸ca do nome para Pol´ıcia Judici´ aria [22, 23, 24].
2.3 Instituto Nacional de Medicina Legal e Ciˆ encias Forenses, I.P.
O Instituto Nacional de Medicina Legal e Ciˆ encias Forenses, Institui¸c˜ ao P´ ublica
(INMLCF, IP), designa¸c˜ ao que obteve ap´ os a reestrutura¸c˜ ao dos servi¸cos feita em
2012 (Di´ ario da Rep´ ublica n
o147 de 31 de julho de 2012), ´ e um instituto p´ ublico que
det´ em autonomia administrativa e financeira, embora esteja integrado na adminis-
tra¸c˜ ao indireta do Estado. O INMLCF, IP ´ e um organismo com sede na cidade de
Coimbra e que disp˜ oe de servi¸cos n˜ ao centralizados no Porto, Coimbra e Lisboa. As
respetivas delega¸c˜ oes, respetivamente Norte, Centro e Sul, coordenam a atividade
pericial nos gabinetes m´ edico-legais e forenses distribu´ıdos por todo o territ´ orio na- cional incluindo as ilhas da Madeira e A¸cores [25].
A miss˜ ao do INMLCF, IP centra-se na presta¸c˜ ao de servi¸cos periciais m´ edico- legais e forenses, tendo tamb´ em a seu cargo a coordena¸c˜ ao cient´ıfica das atividades em curso integradas na medicina e em outras ´ areas da ciˆ encia forense. O INMLCF, IP tem como dever, por exemplo:
• Apoiar a defini¸c˜ ao da pol´ıtica nacional na ´ area da medicina legal e de outras ciˆ encias forenses.
• Cooperar com os tribunais e demais servi¸cos e entidades que intervˆ em no sistema de administra¸c˜ ao da justi¸ca, realizando os exame e as per´ıcias m´ edico- legais e forenses que lhe forem solicitados, nos termos da lei, bem como prestar- lhes apoio t´ ecnico e laboratorial especializado, no ˆ ambito das suas atribui¸c˜ oes.
• Desenvolver atividades de investiga¸c˜ ao, divulga¸c˜ ao cient´ıficas e formas de co- labora¸c˜ ao cienct´ıfica e pedag´ ogica com outras institui¸c˜ oes na ´ area da medicina legal e de outras ciˆ encias forenses.
• Assegurar o funcionamento da Base de Dados de Perfis de ADN.
O INMLCF, IP tem a sua estrutura e servi¸cos distribu´ıdos como exemplifica a Figura 2.1. Os ´ org˜ aos que constituem esta institui¸c˜ ao s˜ ao quatro: conselho diretivo, conselho m´ edico-legal, comiss˜ ao de ´ etica e fiscal ´ unico. O conselho diretivo (CD) ´ e composto pelo presidente, vice-presidente e dois vogais. Este conselho ´ e composto, preferencialmente, por professores universit´ arios de medicina legal ou outras ciˆ encias forenses, caso n˜ ao seja poss´ıvel ser˜ ao escolhidos diretores de servi¸cos m´ edicos que de- tenham competˆ encias adequadas ` as fun¸c˜ oes que lhe ir˜ ao ser atribu´ıdas. O CD pode delegar nos elementos que o constituem a pr´ atica de atos que lhes competem e para al´ em destas, tamb´ em outras tarefas est˜ ao a seu cargo como: definir diretrizes que orientem a organiza¸c˜ ao e funcionamento do instituto no sentido de realizar os obje- tivos, supervisionar a atividade das delega¸c˜ oes e gabinetes m´ edico-legais e emiss˜ ao de pareceres sobre reformas no sistema m´ edico-legal e forense. O presidente deste conselho tem ainda tarefas como a promo¸c˜ ao da elabora¸c˜ ao de planos de trabalho, assim como a forma¸c˜ ao t´ ecnico-cient´ıfica do pessoal do INMLCF, IP e autorizar a execu¸c˜ ao de per´ıcias fora dos gabinete m´ edico-legais e forenses e delega¸c˜ oes.
O conselho m´ edico-legal ´ e composto pelo presidente do conselho diretivo, um
representante dos conselhos disciplinares de cada uma das sec¸c˜ oes regionais da Or-
dem dos M´ edicos, dois docentes do ensino superior de cada uma das ´ areas cient´ıficas
2.3. Instituto Nacional de Medicina Legal e Ciˆ encias Forenses, I.P. 9
Fig. 2.1: Organigrama INMLCF, IP.
(cl´ınica cir´ urgica, cl´ınica m´ edica, obstetr´ıcia, ginecologia e direito) e ainda cinco do- centes de outras ´ areas cient´ıficas (anatomia patol´ ogica, ´ etica e/ou direito m´ edico, ortopedia e traumatologia, neurologia ou neurocirurgia e psiquiatria). Todos estes elementos tˆ em v´ arias fun¸c˜ oes tais como: consultadoria t´ ecnico-cient´ıfica, emiss˜ ao de pareceres relativos a quest˜ oes t´ ecnicas e cient´ıficas e acompanhamento e avalia¸c˜ ao das atividades periciais desenvolvidas. Este conselho pode ainda solicitar a colabo- ra¸c˜ ao de outros professores de variadas disciplinas ou de outros estabelecimentos de ensino superior, assim como especialistas de reconhecido m´ erito.
Relativamente ` a comiss˜ ao de ´ etica, esta funciona como ´ org˜ ao de apoio aos res- tantes corpos sociais do INMLCF, IP. Os elementos que a constituem trabalham na promo¸c˜ ao da reflex˜ ao e contribuem no sentido de definir diretrizes adequadas ` a consolida¸c˜ ao da pol´ıtica de salvaguarda dos princ´ıpios ´ eticos e deontol´ ogicos. A sua constitui¸c˜ ao ´ e semelhante ao anterior, sendo composta pelo presidente do conselho diretivo do instituto (em sua substitui¸c˜ ao este pode eleger um outro membro do conselho diretivo), por um docente universit´ ario de ´ etica m´ edica e outro de direito m´ edico e ainda duas personalidades com m´ erito t´ ecnico-cient´ıfico indicadas pelo conselho m´ edico-legal, sob proposta do conselho diretivo do INMLCF, IP.
Por ´ ultimo, o fiscal ´ unico tem a responsabilidade de controlar a legalidade, re- gularidade e gest˜ ao financeira e patrimonial do instituto. Este ´ e eleito por despacho dos membros do Governo que s˜ ao respons´ aveis pela ´ area das finan¸cas e tutela de entre auditores da Comiss˜ ao de Mercado de Valores Mobili´ arios, no entanto quando n˜ ao for adequado, de entre os revisores oficiais de contas (ROC) ou sociedades de re- visores oficiais de contas pertencentes ` a Ordem dos Revisores Oficiais de Contas. A mais importante das competˆ encias deste ´ e o acompanhamento e controlo do cumpri- mento das leis e regulamentos, execu¸c˜ ao or¸camental, situa¸c˜ ao econ´ omica, financeira e patrimonial e a an´ alise da contabilidade [25, 26].
2.4 Notas de Euro
O Instituto Monet´ ario Europeu analisou em 1994 a possibilidade de substitui¸c˜ ao das
moedas nacionais por uma moeda ´ unica, o euro ( e ). Foi a 1 de janeiro de 2002 que
o euro foi introduzido fisicamente no mercado europeu, uma vez que nos mercados
monet´ arios j´ a tinha sido introduzido a 1 de janeiro de 1999. Ap´ os esta data, mais
de 300 milh˜ oes de europeus iniciaram a circula¸c˜ ao de moedas e notas de euro (ver
Figura 2.2). No final de fevereiro de 2002, estas foram tornadas ´ unicas nesses pa´ıses,
eliminando as que existiam anteriormente.
2.4. Notas de Euro 11
(a)
(b)
Fig. 2.2: Exemplo de nota de 5 e : (a) frente da nota; (b) verso da nota.
O euro foi primeiramente introduzido na Alemanha, ´ Austria, B´ elgica, Espanha, Finlˆ andia, Fran¸ca, Gr´ ecia, Pa´ıses Baixos, Irlanda, It´ alia, Luxemburgo e Portugal, tendo depois aderido a esta moeda mais 6 pa´ıses em momentos diferentes (Eslov´ enia, Chipre, Malta, Eslov´ aquia, Est´ onia e Let´ onia). Actualmente esta moeda tem curso legal em 18 dos 28 estados-membro da Uni˜ ao Europeia, sendo que se prevˆ e que ainda durante o ano de 2014 a Pol´ onia tamb´ em adira ` a moeda ´ unica.
Como foi dito anteriormente, o euro foi introduzido em Portugal a 1 de janeiro de 1999, tendo circulado em paralelo com o escudo (moeda que at´ e ent˜ ao estava em vigor) at´ e fevereiro de 2012 quando este foi retirado permanecendo somente o euro.
Apesar de o prazo de troca de moedas de escudo por euros no Banco de Portugal ter terminado a 31 de dezembro de 2012, a troca de notas de escudo ainda ´ e poss´ıvel at´ e 28 de fevereiro de 2022 [27, 28, 29, 30].
Embora o crime de contrafa¸c˜ ao de moeda tenha aumentado nos primeiros anos
ap´ os a ado¸c˜ ao do euro, tendo atingido o pico m´ aximo de ocorrˆ encias (cerca de
18000) em 2010. Ap´ os esse per´ıodo houve uma diminui¸c˜ ao do n´ umero de evidˆ encias
contrafeitas. No sentido de combater a contrafa¸c˜ ao, o Banco Central Europeu (BCE)
juntamente com a Europol (Agˆ encia de Controlo das Leis na Uni˜ ao Europeia), a
Interpol (Organiza¸c˜ ao Internacional de Pol´ıcia Criminal) e a Comiss˜ ao Europeia
(a) (b) (c) (d) (e)
(f) (g) (h) (i) (j)
Fig. 2.3: Exemplo de v´ arios elementos de seguran¸ ca contrafeitos e reais: (a) see-through contrafeito; (b) marca d’´ agua contrafeita; (c) fio de seguran¸ca contrafeito; (d) holograma contrafeito; (e) banda brilhante contrafeito; (f) see-through real; (g) marca d’´ agua real; (h) fio de seguran¸ ca real; (i) holograma real; (j) banda brilhante real.
1criou uma entidade com o objetivo de coordenar a informa¸c˜ ao sobre a contrafa¸c˜ ao.
Esta entidade reporta todas as informa¸c˜ oes de que disp˜ oe ` as for¸cas policiais de cada pa´ıs [31]. E, com o objetivo de permitir uma distin¸c˜ ao entre as unidades originais e as contrafeitas, foram inseridos nas notas v´ arios elementos de seguran¸ca. Existem dispon´ıveis algumas imagens que servem como exemplo de elementos contrafeitos e a compara¸c˜ ao destes com elementos verdadeiros. Como j´ a seria de esperar, alguns elementos s˜ ao mais facilmente ”imit´ aveis”do que outros. Podem ser vistos alguns exemplos de contrafa¸c˜ oes na Figura 2.3.
O Banco de Portugal (BP), entidade central banc´ aria da Rep´ ublica Portuguesa, sediado em Lisboa, tem como miss˜ ao a gest˜ ao de disponibilidade externa do pa´ıs e a intermedia¸c˜ ao das rela¸c˜ oes monet´ arias internacionais do Estado; ´ e tamb´ em fun¸c˜ ao
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