《基於解剖結構的三維顱相重合研究》是依託北京師範大學，由段福慶擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於解剖結構的三維顱相重合研究
- 依託單位：北京師範大學
- 項目負責人：段福慶
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
顱相重合是針對失蹤人人臉照片，將三維顱骨按相同成像參數進行二維成像，在二維平面上通過分析人臉與顱骨的解剖一致性來進行顱骨身源認定的技術手段，在公安刑偵和一些重大自然災難中有重要的套用價值。將顱骨從三維空間投影到二維平面造成判別信息的損失，使得這項技術本身存在很大的不確定性。本項目摒棄以往在二維平面進行顱相重合的固有思路，從一個全新的角度在三維空間研究顱相重合技術，突破現有方法的瓶頸，提高顱相重合身源認定的可靠性。分析三維顱面的解剖結構，提出顱骨和人臉的解剖一致性分割方法；探尋三維人臉與三維顱骨重疊配準的有效途徑，建立顱骨和人臉的形態相關性度量準則和軟組織厚度分布模型，提出可靠的顱相重合判別鑑定方法，形成完整的三維顱相重合技術理論體系；構建自動的三維顱相重合身源鑑定系統；研究高效的基於單幅照片的三維人臉重構新方法，推動現階段三維顱相重合技術在刑偵和法醫人類學中的廣泛套用。
結題摘要
顱相重合是通過分析顱骨和人臉照片間的一致性來進行顱骨身源認定的技術手段,在公安刑偵和一些重大自然災難中有重要的套用價值。本項目從數據的採集與處理、基於照片三維人臉重構、顱骨與人臉的相關分析模型、顱面的相似性評價等方面進行了研究。研究了多視數據採集系統的攝像機標定問題，提出了一種基於凸鬆弛的一維標定方法,提升了標定的精確度。採集了100套具有對應直立姿態人臉的躺臥顱面數據,和280套直立姿態人臉數據, 研究了基於CT 圖像的顱骨與人臉的解剖分割，完成了數據的處理,形成了三維模型庫；研究了躺臥三維顱面模型的直立矯正，提出了一種基於測地線的躺臥三維顱面模型的直立矯正方法，提出基於局部線性編碼約束的躺臥三維顱面模型直立姿態矯正方法；研究了顱面數據的配準與對齊, 提出基於離散單值化的三維顱骨自動配準方法，提出了一種基於徑向曲線的顱面自動配準方法，提出了一種基於柱面投影和TPS變形的顱面數據配準方法，提出了一種基於測地圓盤譜（Geodesic disk spectrum, GDS）特徵的剛性部分形狀與整體匹配算法，提出基於測地圓盤拉普拉斯譜的顱面匹配方法; 提出了一種人臉弱特徵點的自動定位方法，大幅度增加特徵點的分布密度，並且保證了特徵點自動標定的精準性與通用性；研究了顱骨與麵皮間的相關分析模型，提出了一種基於 LSCDA(least-squares Canonical Dependency Analysis)建立三維顱骨與麵皮間相關分析模型的方法，可以捕捉到原始數據之間更為複雜的非線性依賴信息；研究了顱面的相似性評價: 提出一種基於Fréchet距離的顱面相似性評價方法，提出了一種基於稀疏主成分分析（SPCA）的顱面相似性評價方法；研究了基於單幅圖像的三維人臉重建，提出基於LSCDA和SVR回歸的三維人臉重構算法，提出基於徑向基神經網路的三維人臉重構算法，提出基於空間分解的三維人臉重構算法。這些技術和方法對推動三維顱相重合技術在刑偵和法醫人類學中的廣泛套用有重要意義。
