《自動顱像重合身份認證關鍵技術研究》是依託西北大學，由耿國華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：自動顱像重合身份認證關鍵技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：耿國華
- 依託單位：西北大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
顱像重合是比較顱骨遺存與失蹤人口的照片以認定顱骨身源的主要手段，已有計算機輔助顱像重合系統處理過程還存在過度依賴專家互動、專用設備支持、效率低下的問題，本研究針對顱像重合身份認證處理過程自動化的迫切需求，研究二維和三維特徵點自動標定、攝像物距和姿態估計方法、形態相似度度量等基礎科學問題，提出：①二維人臉和三維顱骨模型的特徵點自動標定新方法，實現特徵點標定自動化；②基於形態統計的單照片攝像物距和人臉姿態估計算法，實現顱骨和相貌同視點重合圖像生成自動化；③基於等形曲線的顱像形態相似度度量新方法，實現認定結果自動化；④形成顱像重合處理過程自動化的三階段體系（顱像建庫、同視點重合、身份認定）,構建自動顱像重合身份認證原型系統。研究成果將大幅提高待認定顱骨與大量人像集的顱像重合身份認定效率和準確性，為刑事偵查和災難調查中顱骨身份認證提供依據，也可為顱面解剖學研究提供支持，套用前景廣泛，科學意義重大。
結題摘要
顱骨遺存的身份認定是法醫人類學中最重要的研究內容之一，顱像重合將根據無身源顱骨和失蹤人照片集形成解剖一致性對應關係，以確定顱骨與照片是否為同一身源認證技術，屬於排除性認證，基礎數據要求低、設備要求簡單，在刑偵、災難調查、戰亂失蹤人員遺骸身源鑑定等方面套用需求迫切。 本研究針對顱像重合身份認證處理過程自動化需求，研究二維三維特徵點自動標定、攝像物距和姿態估計方法、形態相似度度量等基礎科學問題，主要進展有： (1)改進的基於AAM的人臉特徵點標定方法。該方法首先對於人臉照片進行人臉檢測和亮度補償等預處理，然後結合局部皮膚相似機率和原始的局部灰度信息，使用基於Gabor小波特徵的混合AAM，自動提取出人臉的特徵點； （2）提出了一種基於幾何的人臉姿態估計方法。該方法主要利用人面部的某些特徵，並結合人臉測量學知識建立人臉平面模型，利用小孔成像模型建立人臉模型與人臉圖像之間的關係，最後運用牛頓疊代法與最小二乘原則計算人臉姿態； （3）基於浮點數編碼遺傳算法的顱像疊加方法。該方法首先配準顱骨模型、人臉照片上對應的標誌點，尋找三維顱骨的最佳匹配幾何變換f，然後對三維模型進行相似性變換和投影變換。執行速度快，準確性高，自動化實現了三維顱骨與二維照片的顱像疊加； （4）提出了基於whole-to-part曲線配準的顱像疊加方法。對得到的2D顱骨分別提取顱骨和照片的輪廓曲線；再根據UCI表示曲線，採用whole-to-part方法，尋找人臉上對應於顱骨下頜線的輪廓曲線段；進行PA並結合鼻下點修正，計算出顱像配準疊加時所需的最佳變換T；最後對2D顱骨進行上述最佳變換，變換後顱骨恰好與人臉像處於最優重疊狀態。 （5）構建了顱像重合原型系統。實現了三維模型的讀取和顯示，輪廓線和標誌點的提取，基於幾何模型參數的人臉姿態估計方法，基於相機標定的3D-2D顱骨的投影方法，基於曲線配準的顱像疊加以及其他輔助功能等。 項目達到並超額完成預定目標，舉辦參加5次國內外學術會議，發表論文41篇，其中SCI 2篇，EI 10篇，ISTP 6篇，授權發明專利2項，軟著2項，獲省獎1項，CCF獎勵1項，廳局級獎1項，並培養4名博士和11名碩士。該成果可大幅提高待認定顱骨與大量人像集的顱像重合身份認定效率和準確性，為刑事偵查和災難事故中顱骨身份認證提供依據，為顱面解剖學研究提供支持，套用前景廣闊。
