CN1801213A - 三维颅骨身源鉴定方法及设备 - Google Patents

Abstract

三维颅骨身源鉴定方法及设备，鉴定方法是：用无名颅骨制取颅骨的三维图像，在具有三维颅骨身源鉴定计算机程序的微机内，用微机对颅骨的三维图像的正面图像按颅像重合法进行标志和调整三维颅骨图像的角度，再与照片的二维图像重合，用颅像重合法的四项52个颅像重合鉴定指标对颅骨身源进行鉴定；输出鉴定结果。本发明可作三维图像处理，对身源鉴定的异地颅骨，可用网络把颅骨的三维描仪数据或颅骨的CT机扫描数据传到本发明的设备上，不必制成颅骨运送；本发明的三维颅骨身源鉴定方法及设备可对无名颅骨作三维头颅复原，用复原得到的头颅的二维正面颜面图像可为颅骨提供身源线索，用该身源线索有利找到相关的失踪人照片。

Description

三维颅骨身源鉴定方法及设备

技术领域

本发明涉及一种三维颅骨身源鉴定方法及设备，具体是三维颅骨身源鉴定方法中颅骨的三维数字化图像(简称颅骨的三维图像，下同)与失踪人照片的二维数字化图像(简称照片的二维图像，下同)的重合鉴定方法和三维颅面复原方法；三维颅骨身源鉴定设备中微型计算机(简称微机，下同)内的三维颅骨身源鉴定计算机程序和颅骨的三维图像的输入设备。

背景技术

由兰玉文著的《颅像重合法研究与应用》一书(群众出版社1999年7月第一版)中，公开了一种颅像重合法和TLGA-213图像重合鉴定处理***。

上述颅像重合法是把无名颅骨的二维图像与失踪人的照片重合在一起，按照颅像重合法中提出的颜面部标志点与颅骨相应标志点关系的鉴定指标，判断是否是同一人来鉴定颅骨身源的方法。在颅像重合法中，按法医人类学和颜面解剖学的知识，通过对颜面部软组织轮廓曲线与颅骨相应部位形态学关系和颜面软组织的厚度的观测和对颜面部标志点与颅骨相应标志点的关系的研究，提出了四项52个颅像重合鉴定指标；在颅骨的二维图像与失踪人的照片重合时，提出了用水平偏转指数和仰俯指数解决拍照的颅骨的二维图像与失踪人的照片的拍照角度一致的方法；在用鉴定指标判断颜面部和颅骨标志点的相应关系时，提出了人像水平偏转位和仰俯位时，颅骨的二维图像与照片上标志点的位移关系；提出了相对平行区概念，确立颅像重合摄影最佳距离为1米和恢复人头自然大的方法。

TLGA-213图像重合鉴定处理***是用上述颅像重合法进行颅骨身源鉴定的专用设备。TLGA-213图像重合鉴定处理***有微机和机械颅骨调位装置，微机连有摄像机、图像采集器和打印机，微机内有用上述颅像重合法鉴定颅骨身源的计算机程序。摄像机可摄取机械颅骨调位装置上的无名颅骨和失踪人照片的视频图像，经图像采集器采集成颅骨和照片的二维图像后输入微机，通过微机内的颅像重合法鉴定颅骨身源的计算机程序把无名颅骨的二维图像与失踪人照片的二维图像重合，存入存储器和在显示器上显示出来，对颅骨的二维图像和照片的二维图像进行标记、测量，鉴定无名颅骨和失踪人是否是同一人。

上述颅像重合法中，只能对颅骨图像和照片作二维图像处理，在作颅像重合鉴定时，需要同时具有无名颅骨和失踪人的照片二种检材。在只有无名颅骨，因为没有颅骨身源的任何线索而得不到颅骨身源人的照片时，就无法进行颅骨身源的鉴定。用无名颅骨只能提供颅骨身源的性别、年龄等简单的线索，不能提供颅骨身源的颜面特征等较详细的线索，为了让无名颅骨能够提供颅骨的颜面特征等线索，可采用颅面复原的方法作出颅面复原的头颅像，再以颅面复原的头颅像为线索，寻找颅骨身源及其照片进行颅骨身源的鉴定。在对颅面复原上，已有技术中，有用手工在颅骨上粘着雕塑泥的雕塑方法进行颅面复原。这种颅面复原过程中主要是依赖专家的经验，一般的法医工作者不易掌握，颅面复原的时间较长，颅面复原的方法不易推广；在鉴定颅骨身源时，无名颅骨要根据失踪人照片的拍照角度用摄像机摄取与失踪人照片的拍照角度相同的颅骨的二维图像才能用于颅骨身源鉴定，这种颅骨的二维图像只能是在TLGA-213图像重合鉴定处理***上的机械颅骨调位设备上才能方便获得，对在异地颅骨身源鉴定时，颅骨要运送到TLGA-213图像重合鉴定处理***的所在地，很不方便。

上述TLGA-213图像重合鉴定处理***在鉴定时输入的是用摄像机摄取的颅骨和照片的视频图像，摄取的图像因摄像机镜头的散差，物与图像上的点会有偏移，影响重合鉴定；视频图像经采集才能成为二维数字化图像，微机内鉴定颅骨身源的计算机程序是处理二维图形的计算机程序，摄取视颅骨频图像时，颅骨要安装在机械颅骨调位装置上，按失踪人照片的拍照角度调整角度，用摄像机摄取与失踪人照片的拍照角度相同的无名颅骨的二维图像才能用于颅骨身源鉴定，对于异地的颅骨必须送到TLGA-213图像重合鉴定处理***的所在地。这种颅骨身源鉴定设备对于在异地颅骨的身源鉴定，很不方便。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述不足，提出一种三维颅骨身源鉴定方法，三维颅骨身源鉴定方法可以方便异地颅骨的身源鉴定。

本发明的另一个目的是为了克服上述不足，提出一种三维颅骨身源鉴定设备，三维颅骨身源鉴定设备的微机中具有三维颅骨身源鉴定计算机程序，三维颅骨身源鉴定设备可方便异地颅骨的身源鉴定。

本发明是用如下方法实现的。

三维颅骨身源鉴定方法有如下的步骤。

取无名颅骨；按与无名颅骨相关的线索搜集到与无名颅骨相关的失踪人照片；用三维扫描仪扫描无名颅骨制取颅骨的三维图像的数据，用平面扫描仪扫描相关的失踪人照片制取照片的二维图像的数据；把颅骨的三维图像的数据和照片的二维图像的数据输入具有三维颅骨身源鉴定计算机程序的微机；用微机内的三维颅骨身源鉴定计算机程序把颅骨的三维图像的数据和照片的二维图像的数据分别转成颅骨的三维图像和照片的二维图像，按颅像重合法所述的方法对颅骨的三维图像按失踪人照片的拍摄角度调整角度，把调整角度后的颅骨的三维图像和照片的二维图像重合，用颅像重合法中的四项52个颅像重合鉴定指标对颅骨身源进行鉴定。

上述微机中的三维颅骨身源鉴定计算机程序的工作步骤是：

接收输入的颅骨的三维图像的数据和照片的二维图像的数据；

把颅骨的三维图像的数据和照片的二维图像的数据分别转成颅骨的三维图像和照片的二维图像；

把颅骨的三维图像按失踪人照片的拍摄角度调整角度；

把调整角度后的颅骨的三维图像与照片的二维图像重合，用颅像重合法中的四项52个颅像重合鉴定指标进行颅骨身源鉴定；

输出鉴定结果。

三维颅骨身源鉴定设备有微机，微机连有三维扫描仪、平面扫描仪和打印机，微机内有与上述三维颅骨身源鉴定方法中的微机中的三维颅骨身源鉴定计算机程序相同的三维颅骨身源鉴定计算机程序。

三维扫描仪可以扫描无名颅骨，输出颅骨的三维图像数据，平面扫描仪可以扫描失踪人照片输出照片的二维图像数据，打印机可打印出鉴定结果。

本发明中的三维颅骨身源鉴定方法及设备与上述已有技术中的二维颅骨身源鉴定方法及设备相比有如下优点。

1.用三维扫描仪和平面扫描仪制取图像，物与图像上的点不会产生偏移；

2.在微机上对输入的颅骨的三维图像很容易作三维图像的处理，在操作上，对颅骨的三维图像作标志后很容易按失踪人照片的拍摄角度调整角度，用三维图像的处理方法按照片拍摄角度调整颅骨角度的精度比在机械颅骨调位装置上按照片拍摄角度调整颅骨角度的精度高；

3.对于要作身源鉴定的异地颅骨，不必把颅骨运送到三维颅骨身源鉴定设备所在地，可在当地用三维扫描仪扫描出其颅骨的三维扫描数据或是用CT机扫描出其颅骨的CT机扫描数据，用平面扫描仪扫描出失踪人照片的二维描仪数据，用网络把颅骨的三维描仪数据或颅骨的CT机扫描数据与失踪人照片的二维描仪数据传到本发明的三维颅骨身源鉴定设备上，其中颅骨的三维扫描数据和颅骨CT机扫描数据可生成颅骨的三维图像，失踪人照片的二维描仪数据可生成照片的二维图像，就可以在三维颅骨身源鉴定设备上作出颅骨身源鉴定。特别是对异地的具有带软组织的面貌不清的头颅，可不必把带软组织的头颅制成颅骨，也不必把头颅或颅骨运送到三维颅骨身源鉴定设备所在地，可在当地用CT机扫描出其带软组织的头颅的CT机扫描数据，用平面扫描仪扫描出失踪人照片的二维数据，用网络把带软组织的头颅的CT机扫描数据和失踪人照片的二维数据传到本发明的三维颅骨身源鉴定设备上，重建出颅骨的三维图像和照片的二维图像，就可以在三维颅骨身源鉴定设备上作出颅骨身源鉴定，方便异地颅骨和带软组织的面貌不清的头颅的鉴定。

下面结合附图，对本发明作进一步地说明。

附图说明

图1是三维颅骨身源鉴定方法的步骤框图；

图2是具有用颅面复原步骤的三维颅骨身源鉴定方法的步骤框图；

图3是三维颅骨身源鉴定计算机程序的框图；

图4是建立三维颅面软组织厚度数据库方法的步骤图；

图5是具有36个标志点的颅面正面示意图；

图6是具有36个标志点的颅面侧面示意图；

图7是三维颅骨分区示意图；

图8是建立二维五官部件数据库方法的步骤图；

图9是用颅骨的三维图像复原得到二维头颅颜面图像的步骤图；

图10是三维颅骨身源鉴定设备的示意图；

图11是颅骨三维扫描仪的立体示意图；

图12是颅骨三维扫描仪的主视局剖示意图。

具体实施方式

图1中，三维颅骨身源鉴定方法的步骤有：取无名颅骨1；按与无名颅骨相关的线索搜集到与无名颅骨相关的失踪人照片2；用三维扫描仪扫描无名颅骨制取颅骨的三维图像的数据3；用平面扫描仪扫描相关的失踪人照片制取照片的二维图像的数据4；把颅骨的三维图像的数据和照片的二维图像的数据输入具有三维颅骨身源鉴定计算机程序的微机5；用微机内的三维颅骨身源鉴定计算机程序把颅骨的三维图像的数据和照片的二维图像的数据分别转成颅骨的三维图像5-1和照片的二维图像5-2，按颅像重合法所述的方法对颅骨的三维图像的正面图像按失踪人照片的拍摄角度调整角度5-3，把调整角度后的颅骨的三维图像的正面图像和照片的二维图像重合5-4，用颅像重合法中的四项52个颅像重合鉴定指标对颅骨身源进行鉴定5-5，输出鉴定结果6。

如果只取得了无名颅骨，没有无名颅骨身源的其它线索，因而搜集不到相关的失踪人照片，在用上述方法进行三维颅骨身源鉴定时，可增加把三维无名颅骨图像复原得到二维颜面图像，用复原的二维头颅颜面图像为寻找相关的失踪人照片提供线索的步骤。

图2中，在上述三维颅骨身源鉴定方法的步骤中，在微机中用转成的颅骨的三维图像的步骤5-1和按与无名颅骨相关的线索搜集到与无名颅骨相关的失踪人照片的步骤2两个步骤之间，有把颅骨的三维图像复原得到头颅的二维颜面图像的步骤7。用把颅骨的三维图像复原得到的头颅的二维颜面图像，为搜集相关的失踪人的照片提供线索。

图3中，上述微机中的三维颅骨身源鉴定计算机程序是可进行三维图形处理的计算机程序，包括有主程序、三维颅面复原子程序、二维图像修饰子程序和三维颅面重合鉴定子程序，还有三维颅面软组织厚度数据库和二维五官部件数据库。

三维颅骨身源鉴定计算机程序的工作步骤是：

主程序接收输入的颅骨的三维图像的数据和照片的二维图像的数据101；

把颅骨的三维图像的数据和照片的二维图像的数据分别转成颅骨的三维图像和照片的二维图像102，可选择性地进入各子程序，包括：

转到三维颅面重合鉴定子程序103，按颅像重合法所述的标志方法把颅骨的三维图像进行标志和按失踪人照片的拍摄角度调整角度，把按失踪人照片的拍摄角度调整角度后的颅骨的三维图像与照片的二维图像重合，用颅像重合法所述的的四项52个颅像重合鉴定指标进行颅骨身源鉴定；输出鉴定结果104；

或转到三维颅面复原子程序105，按本发明中提出的分区方法对颅骨的三维图像作分区处理，提取用本发明中提出的方法建立的三维颅面软组织厚度数据库106的软组织厚度指标，按本发明中提出的添加方法添加在分区后颅骨的三维图像的外表面，得到在颅骨的三维图像外表面添加有软组织层的头颅的三维图像，送入存储器，再转到二维图像修饰子程序107，提取用本发明中提出的方法建立的二维五官部件数据库108的五官部件，放到在颅骨的三维图像外表面添加有软组织层的头颅的三维图像上，得到用颅骨的三维图像复原成的头颅的二维正面、半侧面或全侧面颜面图像，把头颅的二维颜面图像送入存储器或输出109；

上述三维颅面软组织厚度数据库的建立方法是：按法医人类学和颜面解剖学的知识，在人的颅骨上选取36个与颅面复原有关的标志点，测取并统计其标志点处的软组织厚度数据，按测取并统计出的软组织厚度数据用手工雕塑复原头颅，得到在颅骨的外表面添加有软组织层的头颅，测取手工雕塑复原头颅的软组织厚度数据，建立头颅的软组织厚度指标。

图4中，建立三维颅面软组织厚度数据库的步骤是：

①按法医人类学和颜面解剖学的知识，在人的颅骨上选取36个与颅面复原有关的标志点10，图5、图6中，在人的颅骨7上选取36个与颅面复原有关的标志点8；②选取3350例不同民族、不同性别、不同年龄的中国人活体受试者，用两种方法测量颅面复原标志点处软组织厚度数据，一个方法是用X线标定摄影法对受试者进行不同方位角度的X线摄影测量，统计出颅面复原标志点处软组织厚度数据，另一个方法是用CT机扫描受试者头颅，重建出三维颅骨图像和三维头颅图像，分别计算标志点处的颅骨厚度和头颅厚度，用头颅颜面软组织外沿减去颅骨外沿，统计出标志点处软组织厚度数据11；③用三维扫描仪扫描颅骨12，得到该颅骨的三维图像的数据；④按上述软组织厚度数据对该颅骨进行手工雕塑复原13，得到在颅骨的外表面添加有软组织层的头颅；⑤用三维扫描仪扫描手工雕塑复原头颅像14，得到手工雕塑复原头颅像的三维图像的数据；⑥把手工雕塑复原头颅像的三维图像数据和上述该颅骨的三维图像的数据输入具有三维图像处理计算机程序的微机15，用微机把上述颅骨的三维图像的数据和手工雕塑复原头颅像的三维图像的数据分别转化成颅骨的三维图像和手工雕塑复原头颅像的三维图像15-1，分别设定颅骨的三维图像和手工雕塑复原头颅的三维图像的中轴线，把颅骨的三维图像和手工雕塑复原头颅的三维图像重合15-2，按本发明的分区方法对颅骨分成的六区十一段15-3，在微机上沿中轴线自上而下按六区中的不同分配层数对重合的三维图像作水平切片，得到自上而下依次176层切片图像15-4，在每一层切片上，按该层上不同段的不同分配点数依次测量每层切片图像中沿圆周360个点处的软组织厚度15-5；⑦自上而下以次序的某层中的某点的软组织厚度数据为记录建立出三维颅面软组织厚度指标数据库16。

图5、图6中，上述颅骨7上选取的36个与颅面复原有关的标志点8是：枕外隆凸点i、后头点op、头顶点b、颞额颧点fmt、额中点m、眉间点g、鼻根点n、鼻骨末端点rhi、鼻棘点ns、鼻棘下点ss、上齿槽前点pr、口裂厚_SSS、下齿槽前点ida、颏唇沟点mlg、颌前点pg、颌下点gn、冠颞点st、眶额颧点fmo、眶下点or、眶外缘点ec、上额3～4间牙槽点tfsd、上额5～6间牙槽点fssd、下额3～4间牙槽点tfid、下额5～6间牙槽点tsid、下颌支中点mrm、下颌体外缘咬肌前mrm、下颌角点go、额颞点ft、颧骨点ju、颧弓点zy、侧头点eu、颏前上侧点ego、颏孔点ml、耳垂前点be、耳屏点t和颞骨点tb。

上述颅骨的三维图像的中轴线是通过颅骨像的眉间点与颏前点连线的矢状面和通过颅骨像的左右骨性耳孔点连线的冠状面的交线；上述手工雕塑复原头颅的三维图像的中轴线是通过头颅像的眉间点与颌前点连线的矢状面和通过头颅像的左右耳屏前沿点的连线的冠状面的交线。

不同人颅骨的不同区域的尺寸不同，存在着很大的个体差异，为了体现这种差别，在上述建立三维颅面软组织厚度数据库中测取颅骨外软组织厚度时，按法医学中颅骨解剖结构，对颅骨表面按尺寸有个体差异的不同区域作出分区，在不同的分区内作不同数量的水平切片，在水平切片上的不同的分区内取不同数量的圆周点来测取软组织厚度。

图7中，颅骨表面在纵向分成六区，横向分成十一段。纵向六区是由头顶点上6毫米水平线17、眶上缘切线18、眶下缘切线19、梨状孔下沿水平线20、上齿槽最高点水平线21、下齿槽最低点水平线22和颏下点下7毫米水平线23七条线分成的颅额区A、眶区B、颧区C、颌区D、齿槽区E和颏区F六个区；在眶区、颧区和齿槽区三个区中横向分出十一段，横向十一段分别是在眶区内由左颧弓结束点垂线、左框结节点垂线、左框内结节点垂线、右框内结节点垂线、右框结节点垂线和右颧弓结束点垂线六条线分成的左颧弓段24、左框段25、鼻根段26、右框段27和右颧弓段28五段，在颧区内由左颧弓结束点垂线、梨状孔左沿垂线、梨状孔左沿垂线和右颧弓结束点垂线四条线分成的左颧段29、梨状孔段30和右颧段31三段及在齿槽区由左下颌支后缘线、左下第五齿垂线、右下第五齿垂线和右下颌支后缘线四条线分成的左颌段32、齿槽段33和右颌段34三段。

在上述建立三维颅面软组织厚度数据库的步骤中，沿颅骨中轴线自上而下对重合的三维图像依次作176层水平切片时，各区的水平切片数是：颅额区48层、眶区38层、颧区17层、颌区13层、齿槽区30层、颏区30层。在上述建立三维颅面软组织厚度数据库的步骤中，测量每层切片图像中沿圆周360点的软组织厚度时，在上述各段所取的点数是：左颧弓段60点、左框段28点、鼻根段18点、右框段28点、右颧弓段60点、左颧段86点、梨状孔段22点、右颧段86点、左颌段78点、齿槽段38点、右颌段78点。同一层中其余段内所取的点数为均布。

在下述的颅面复原时，在颅骨上不同尺寸的各分区添加软组织层时，也是按上述所在分区的水平切片层数和所在段的圆周点数来添加。图8中，建立二维五官部件数据库的方法是：①选200例颅骨和该颅骨身源的照片35；②分析颅骨表面的特征与相关颅骨身源照片中面貌的五官特征，找出颅骨表面的特征与面貌的五官特征之间的关系36；③再分析照片中面貌的五官特征，找出眉毛、眼睛、鼻子和嘴的不同形态和类型37；④绘制不同形态和类型的五官二维图38；⑤分别以眉毛、眼睛、鼻子和嘴的不同形态和类型为记录建立出二维五官部件数据库39。

上述颅骨表面的特征与面貌的不同形态和类型的五官特征之间的关系是：

(1)眉毛形态与眉毛位置的确定：

当颅骨的上眼框形态分别是平、斜或弓形时，相对应的眉毛形态分别是直眉、立眉或弓眉；

当颅骨的眉弓发育程度分别是强、弱或不显时，相对应的眉毛浓度分别是浓、中或淡；

当颅骨的鼻根凹陷度分别是深或浅时，相对应的眉眼间距分别是大或小。

(2)眼睛位置的确定方法：

内眼点在第三尖牙点垂线上，距眶上缘是眶高的64％处；外眼点在眶外缘垂线内2毫米的平行线上，距眶上点是眶高的62％处；

确定眼睛位置有关的标志点及由标志点生成的线有：

左右眉心点生成眶上缘水平行线；

左右眶上结节点生成的眶外缘垂线；

左右第三尖牙点垂线中间点生成的第三尖牙点垂线；

左右眶下点生成的眶下缘水平线。

确定眼眶上下边界：

左右眶上缘点连线为眶上缘水平行线；

左右眶下缘点连线为眶下缘水平行线。

确定眼眶左右边界：

左右第三尖牙点通过第三尖牙点垂线；

左右眶结节点，眶外缘垂线，内向2毫米生成外眼点垂线。

(3)嘴的形态以及位置的确定：

嘴的宽度为左右下颌牙第五六牙缝间距离；

三种口裂宽，宽：48毫米以上，中：44～47.9毫米，窄：43.9毫米以下；

需要确定的点，左右下颌牙第五六牙缝点生成左右下颌牙第五六牙缝线；

高度：上下齿槽点，生成上下齿槽水平线；

形态：当前切牙外展程度分别是明显外展、中等外展或不外展时，相对应的上齿薄厚程度分别是厚、中或薄；

上下颌凹陷度分别是凹陷、中等、中间突起或两侧突起时相对应的嘴部形态分别是瘪嘴、平嘴、鼓平或鼓尖。

(4)鼻骨类型与鼻子类型的对应关系：

当鼻骨的形态分别是***、中等或扁平时，相对应的鼻子的形态分别是凸鼻、中等或扁平鼻；

当梨状孔宽度分别是较窄(≤23毫米)、中等(23.1～26.9毫米)或较宽(≥27毫米)时，相对应的鼻头形状分别是窄鼻、中等或宽鼻；

当梨状孔下缘形态分别是锐形、钝形或鼻前窝形时，分别相对应的鼻尖方向分别是向下、水平或向上；

需要确定的点：

左右梨状孔外延点生成梨状孔外延垂线；

梨状孔下延点生成梨状孔下延水平线。鼻子位置的确定方法：

男性左右鼻翼点在左右梨状孔外延点外侧4.1毫米；

女性左右鼻翼点在左右梨状孔外延点外侧3.5毫米；

鼻下点在梨状孔下沿点下3.6毫米。

图9中，把无名颅骨的三维图像复原得到二维头颅颜面图像的方法是：

①取无名颅骨的三维图像，定颅骨的三维图像中轴线40；②按上述对颅骨分区的方法对颅骨分区41；③取三维颅面软组织厚度数据库的记录，按上述不同颅骨分区中的水平切片层数和每区水平切片层中不同段所取的点数沿颅骨的三维图像的中轴线自上而下次序分层逐点地添加在三维颅骨图像的外面，圆整后，得到在无名颅骨的三维图像外面添加有软组织层的头颅的三维图像42；④把颅骨的三维图像外面加有软组织层的头颅的三维图像转到正面、半侧面或全侧面，得到颅骨的三维图像外面加有软组织层的头颅的三维正面、半侧面或全侧面图像43；⑤用二维图像修饰子程序修饰颅骨的三维图像外面加有软组织层的头颅的三维正面、半侧面或全侧面图像44；⑥按上述颅骨表面的特征与面貌中五官特征的关系，在二维五官部件数据库中找出相适合的形态和类型的五官加在外面加有软组织层的头颅的三维正面、半侧面或全侧面图像的相应部位45，⑦得到用上述无名颅骨的三维图像复原的头颅的二维正面、半侧面或全侧面颜面图像46。

在进行颅面复原时，对于不同尺寸的五官部件可以用二维图像修饰子程序对二维五官部件数据库中的五官部件作缩放、修饰处理解决，

二维图像修饰子程序可以是通常的二维图形处理计算机程序。

在只有无名颅骨没有任何无名颅骨身源的其它线索而找不到相关的失踪人照片时，用已有技术中的二维颅骨身源鉴定方法及设备不能用颅骨提供身源线索，找不到相关的失踪人照片就无法作出颅骨身源鉴定。本发明的三维颅骨身源鉴定方法及设备用无名颅骨的三维图像可以复原作出头颅的二维正面、半侧面或全侧面颜面图像，用复原得到的头颅的二维正面、半侧面或全侧面颜面图像提供无名颅骨的身源线索，用该身源线索可找到相关的失踪人照片，作出无名颅骨身源鉴定；本发明按法医人类学和颜面解剖学的知识，建立了三维颅面软组织厚度数据库和二维五官部件数据库，用三维颅面复原的计算机子程序、二维图像修饰子程序以三维颅面软组织厚度数据库的指标和二维五官部件数据库中的五官进行颅面复原，不用依赖专家的经验，一般的法医工作者很易掌握，颅面复原的时间较短，颅面复原的方法容易推广。

图10中，三维颅骨身源鉴定设备有微机47，微机连有三维扫描仪48、平面扫描仪49和打印机50，微机内有与上述三维颅骨身源鉴定方法中的微机中的三维颅骨身源鉴定计算机程序相同的三维颅骨身源鉴定计算机程序，

具有三维颅骨身源鉴定计算机程序的微机内有如下单元：

接收输入的颅骨的三维图像的数据和照片的二维图像的数据单元；

把颅骨的三维图像的数据和照片的二维图像的数据转化成颅骨的三维图像和照片的二维图像单元；

可选择性地进入下述不同功能单元的转换单元，不同功能单元包括：

按颅像重合法所述的标志方法把颅骨的三维图像的正面图像进行标志和按失踪人照片的拍摄角度调整角度，把按失踪人照片的拍摄角度调整角度后的颅骨的三维图像与照片的二维图像重合，用颅像重合法所述的的四项52个颅像重合鉴定指标进行颅骨身源鉴定并输出鉴定结果的三维颅面重合鉴定功能单元；

按本发明中提出的分区方法对颅骨的三维图像作分区处理，提取用本发明中提出的方法建立的三维颅面软组织厚度数据库的软组织厚度指标，按本发明中提出的添加方法添加在分区后颅骨的三维图像的外表面，得到在颅骨的三维图像外表面添加有软组织层的头颅的三维图像的三维颅面复原功能单元；

在颅骨的三维图像外表面添加有软组织层的头颅的三维图像转到正面、半侧面或全侧面，提取用本发明中提出的方法建立的二维五官部件数据库的五官部件，放到在颅骨的三维图像外表面添加有软组织层的头颅的三维图像的正面、半侧面或全侧面图像上，得到用颅骨的三维图像复原成的头颅的二维正面、半侧面或全侧面颜面图像，把头颅的二维正面、半侧面或全侧面颜面图像送入存储器或输出的二维图像修饰功能单元。

三维颅骨身源鉴定设备的三维扫描仪可以扫描无名颅骨，输出颅骨的三维图像数据，平面扫描仪可以扫描失踪人照片输出照片的二维图像数据，打印机可打印出鉴定结果。

微机内的三维颅骨身源鉴定计算机程序与图3中所述的三维颅骨身源鉴定计算机程序相同，是可进行三维图形处理的计算机程序，包括有主程序、三维颅面复原子程序、二维图像修饰子程序和三维颅面重合鉴定子程序还有三维颅面软组织厚度数据库和二维五官部件数据库，

三维颅骨身源鉴定计算机程序的工作步骤是：

主程序接收输入的颅骨的三维图像的数据和照片的二维图像的数据；

把颅骨的三维图像的数据和照片的二维图像的数据分别转成颅骨的三维图像和照片的二维图像；

可选择性地进入各子程序，包括：

转到三维颅面重合鉴定子程序，则按颅像重合法所述的标志方法把颅骨的三维图像的正面图像进行标志和按失踪人照片的拍摄角度调整角度，把按失踪人照片的拍摄角度调整角度后的颅骨的三维图像与照片的二维图像重合，用颅像重合法所述的的四项52个颅像重合鉴定指标进行颅骨身源鉴定；输出鉴定结果，

或转到三维颅面复原子程序，则按本发明中提出的分区方法对颅骨的三维图像作分区处理，提取用本发明中提出的方法建立的三维颅面软组织厚度数据库的软组织厚度指标，按本发明中提出的添加方法添加在分区后颅骨的三维图像的外表面，得到在颅骨的三维图像外表面添加有软组织层的头颅的三维图像，送入存储器，再转到二维图像修饰子程序，把在颅骨的三维图像外表面添加有软组织层的头颅的三维图像转到正面、半侧面或全侧面，提取用本发明中提出的方法建立的二维五官部件数据库的五官部件，放到在颅骨的三维图像外表面添加有软组织层的头颅的三维图像的正面、半侧面或全侧面图像上，得到用颅骨的三维图像复原成的头颅的二维正面、半侧面或全侧面颜面图像，把头颅的二维正面、半侧面或全侧面颜面图像送入存储器或输出。

上述三维扫描仪可以是已有技术中的三维扫描仪，如在公开号是CN1360282A的中国发明专利申请公开说明书中的《电脑三维雕塑创作***》中所采用的三维扫描仪、公告号是CN 1130405.7的中国发明专利说明书中的《鞋楦造型个性化设计方法》中所采用的三维扫描仪，也可以是本发明中提出的颅骨三维扫描仪。

图11、图12中，本发明中提出的颅骨三维扫描仪有颅骨三维扫描仪机架51，颅骨三维扫描仪机架有水平的底座52，底座上有颅骨转台53，颅骨转台有垂直的转台轴54，颅骨转台上端有颅骨的夹持装置55，底座内有颅骨转台驱动电机56，颅骨转台驱动电机通过传动装置57和转台轴相连，底座的一端有圆弧形滑道架58，滑道架圆弧的中心在底座的颅骨转台上部，圆弧形滑道架上、沿滑道的圆弧方向有与滑道圆弧同心的圆弧形滑道59，圆弧形滑道架内、沿滑道的圆弧方向有与滑道圆弧同心的圆弧形齿条60，圆弧形滑道上有可在圆弧形滑道上滑动的滑块61，滑块上连有激光测距仪62和激光测距仪驱动电机63，激光测距仪驱动电机的轴上通过传动装置连有与圆弧形滑道上的圆弧形齿条相啮合的齿轮64，底座上有激光测距仪的定位标65。

使用时，把颅骨安放在底座上的颅骨转台上，用颅骨转台驱动电机驱动颅骨转动，用激光测距仪驱动电机驱动激光测距仪沿圆弧形滑道滑动，用激光测距仪和定位标测量颅骨表面各点距离，得到颅骨的三维图像的数据。

把颅骨的三维图像的数据输入具有三维颅骨身源鉴定计算机程序的微机内，把颅骨的三维图像的数据转化成颅骨的三维图像。

Claims (6)

1.一种三维颅骨身源鉴定方法，包括如下步骤：先

取无名颅骨；按与无名颅骨相关的线索搜集到与无名颅骨相关的失踪人照片；用平面扫描仪制取相关的失踪人照片的二维图像的数据；后

把调整角度后的颅骨的三维图像与照片的二维图像重合，用颅像重合法所述的的四项52个颅像重合鉴定指标对颅骨身源进行鉴定，输出鉴定结果，

其特征在于：在上述的先、后步骤之间还有如下步骤：

把照片的二维图像的数据输入具有三维颅骨身源鉴定计算机程序的微型计算机；把照片的二维图像的数据转成照片的二维图像；

用三维扫描仪或CT机制取无名颅骨的三维图像的数据；

把颅骨的三维图像的数据输入上述微型计算机；

把颅骨的三维图像的数据转成颅骨的三维图像；

把颅骨的三维图像的正面图像按颅像重合法所述的标志方法进行标志并按失踪人照片的拍摄角度调整三维颅骨图像的角度，

上述微型计算机中的三维颅骨身源鉴定计算机程序是可进行三维图形处理的计算机程序，包括有主程序、三维颅面复原子程序、二维图像修饰子程序和三维颅面重合鉴定子程序，还有三维颅面软组织厚度数据库和二维五官部件数据库，

三维颅骨身源鉴定计算机程序的工作步骤是：

主程序接收输入的颅骨的三维图像的数据和照片的二维图像的数据；

把颅骨的三维图像的数据和照片的二维图像的数据分别转成颅骨的三维图像和照片的二维图像，可选择性地进入各子程序，包括：

转到三维颅面重合鉴定子程序，则按颅像重合法所述的标志方法把颅骨的三维图像的正面图像进行标志和按失踪人照片的拍摄角度调整角度，把按失踪人照片的拍摄角度调整角度后的颅骨的三维图像与照片的二维图像重合，用颅像重合法所述的的四项52个颅像重合鉴定指标进行颅骨身源鉴定；

输出鉴定结果；

或转到三维颅面复原子程序，则按本发明中提出的分区方法对颅骨的三维图像作分区处理，提取用本发明中提出的方法建立的三维颅面软组织厚度数据库的软组织厚度指标，按本发明中提出的添加方法添加在分区后颅骨的三维图像的外表面，得到在颅骨的三维图像外表面添加有软组织层的头颅的三维图像，送入存储器；再转到二维图像修饰子程序，则把在颅骨的三维图像外表面添加有软组织层的头颅的三维图像转到正面、半侧面或全侧面，提取用本发明中提出的方法建立的二维五官部件数据库的五官部件，放到在颅骨的三维图像外表面添加有软组织层的头颅的三维图像的正面、半侧面或全侧面图像上，得到用颅骨的三维图像复原成的头颅的二维正面、半侧面或全侧面颜面图像，把头颅的二维正面、半侧面或全侧面颜面图像送入存储器或输出。

2.按权利要求1所述的三维颅骨身源鉴定方法，其特征是：所述的把颅骨的三维图像的数据转成颅骨的三维图像与按无名颅骨相关的线索搜集到与无名颅骨相关的失踪人照片的两个步骤之间有把颅骨的三维图像复原得到头颅的二维正面、半侧面或全侧面的颜面图像的步骤。

3.按权利要求2所述的三维颅骨身源鉴定方法，其特征是：所述的把颅骨的三维图像复原得到头颅的二维正面、半侧面或全侧面的颜面图像的步骤有：①取无名颅骨的三维图像，定颅骨的三维图像中轴线；②按本发明提出的对颅骨分区的方法对颅骨分区；③取三维颅面软组织厚度数据库的记录，按上述不同颅骨分区中的水平切片层数和每区水平切片层中不同段所取的点数沿颅骨的三维图像的中轴线自上而下次序分层逐点地添加在三维颅骨图像的外面，圆整后，得到在无名颅骨的三维图像外面添加有软组织层的头颅的三维图像；④把颅骨的三维图像外面加有软组织层的头颅的三维图像转到正面、半侧面或全侧面，得到颅骨的三维图像外面加有软组织层的头颅的三维正面、半侧面或全侧面图像；⑤用二维图像修饰子程序修饰颅骨的三维图像外面加有软组织层的头颅的三维正面、半侧面或全侧面图像；⑥按上述颅骨表面的特征与面貌中五官特征的关系，在二维五官部件数据库中找出相适合的形态和类型的五官加在外面加有软组织层的头颅的三维正面、半侧面或全侧面图像的相应部位，⑦得到用上述无名颅骨的三维图像复原的头颅的二维正面、半侧面或全侧面颜面图像。

4.按权利要求3所述的三维颅骨身源鉴定方法，其特征是：所述的三维颅面软组织厚度数据库的建立步骤如下：①按法医人类学和颜面解剖学的知识，在人的颅骨上选取36个与颅面复原有关的标志点；②选取3350例不同民族、不同性别、不同年龄的中国人活体受试者，用两种方法测量颅面复原标志点软组织厚度数据，一个方法是用X线标定摄影法对受试者进行不同方位角度的X线摄影测量，统计出颅面复原标志点软组织厚度数据，另一个方法是用CT机扫描受试者头颅，重建出三维颅骨图像和三维头颅图像，分别计算颅骨厚度和头颅厚度，用头颅颜面软组织外沿减去颅骨外沿，统计出软组织厚度数据；③用三维扫描仪扫描某一颅骨，得到该颅骨的三维图像的数据；④按上述软组织厚度数据对该颅骨进行手工雕塑复原，得到手工雕塑复原头颅像；⑤用三维扫描仪扫描手工雕塑复原头颅像得到手工雕塑复原头颅像的三维图像的数据；⑥把手工雕塑复原头颅像的三维图像的数据和上述颅骨的三维图像的数据输入具有三维图像处理计算机程序的微机，用微机把上述颅骨的三维图像的数据和手工雕塑复原头颅像的三维图像的数据分别转化成颅骨的三维图像和手工雕塑复原头颅像的三维图像，分别设定颅骨的三维图像和手工雕塑复原头颅的三维图像的中轴线，把颅骨的三维图像和手工雕塑复原头颅的三维图像重合，在微机上沿中轴线自上而下对重合的三维图像作等距的水平切片，得到自上而下依次176层切片图像，按本发明中提出的对颅骨分成的六区十一段的分区，依次测量每层切片图像中沿圆周360点的软组织厚度；⑦自上而下以次序的某层中的某点的软组织厚度数据为记录建立出三维颅面软组织厚度指标数据库。

5.一种三维颅骨身源鉴定设备，有微型计算机，微型计算机连有打印机，微型计算机内有颅骨身源鉴定计算机程序，其特征在于：微型计算机还连有平面扫描仪和三维扫描仪，微型计算机内的颅骨身源鉴定计算机程序是三维颅骨身源鉴定计算机程序，

具有三维颅骨身源鉴定计算机程序的微机内有如下单元：

接收输入的颅骨的三维图像的数据和照片的二维图像的数据单元；

把颅骨的三维图像的数据和照片的二维图像的数据转化成颅骨的三维图像和照片的二维图像单元；

可选择性地进入下述不同功能单元的转换单元，不同功能单元包括：

按颅像重合法所述的标志方法把颅骨的三维图像的正面图像进行标志和按失踪人照片的拍摄角度调整角度，把按失踪人照片的拍摄角度调整角度后的颅骨的三维图像与照片的二维图像重合，用颅像重合法所述的的四项52个颅像重合鉴定指标进行颅骨身源鉴定并输出鉴定结果的三维颅面重合鉴定功能单元；

按本发明中提出的分区方法对颅骨的三维图像作分区处理，提取用本发明中提出的方法建立的三维颅面软组织厚度数据库的软组织厚度指标，按本发明中提出的添加方法添加在分区后颅骨的三维图像的外表面，得到在颅骨的三维图像外表面添加有软组织层的头颅的三维图像的三维颅面复原功能单元；

把颅骨的三维图像外表面添加有软组织层的头颅的三维图像转到正面、半侧面或全侧面，提取用本发明中提出的方法建立的二维五官部件数据库的五官部件，放到在颅骨的三维图像外表面添加有软组织层的头颅的三维图像的正面、半侧面或全侧面图像上，得到用颅骨的三维图像复原成的头颅的二维正面、半侧面或全侧面颜面图像，把头颅的二维正面、半侧面或全侧面颜面图像送入存储器或输出的二维图像修饰功能单元。

6.按权利要求5所述的三维颅骨身源鉴定设备，其特征是：所述的三维扫描仪有颅骨三维扫描仪机架，颅骨三维扫描仪机架有水平的底座，底座上有颅骨转台，颅骨转台有垂直的转台轴，颅骨转台上端有颅骨的夹持装置，底座内有颅骨转台驱动电机，颅骨转台驱动电机通过传动装置和转台轴相连，底座的一端有圆弧形滑道，滑道圆弧的中心在底座的颅骨转台上部，圆弧形滑道上、沿滑道的圆弧方向有与滑道圆弧同心的圆弧形齿条，圆弧形滑道上有可在圆弧形滑道上滑动的滑块，滑块上连有激光测距仪和激光测距仪驱动电机，激光测距仪驱动电机的轴上通过传动装置连有与圆弧形滑道上的圆弧形齿条相啮合的齿轮，底座上有激光测距仪的定位标。

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