代理 張鵬 冉軒

摘要：本文將就人面影像鑒定的發(fā)展以及存在的不足進行簡要分析，在此基礎上闡述一種基于三維相位探測相機系統(tǒng)的人面影像鑒定方法，從人面影像的特征點、特征線入手，以試驗的方法對以此為參考進行人面影像大小和角度調整的方法進行分析和驗證，有效的解決了不同人面部大小不同而無法統(tǒng)一鑒定標準的難題。

關鍵詞：人面影像；特征點；重疊對比

前言：

隨著科學技術的不斷發(fā)展，我國人面影像鑒定識別技術水平也在持續(xù)提升，目前，比較常用的人面影像鑒定方法主要包括三種，分別是運用面部形態(tài)學特征、運用面部生理學特征以及重疊對比，具體是通過對人面對各類形態(tài)學特征的詳細分類描述進行差異性分析，以此展現(xiàn)出不同人面部的區(qū)別[1]。但其存在一定的不足之處，即無法進行精確量化，因此容易出現(xiàn)誤差。因此探究三維影像技術在人面影像分析對比中的應用具有重要意義。

1.人面影像鑒定的原理分析

1.1人面部影像大小和偏轉角度之間的關系

根據攝影光學的透視的關系進行人面部拍照時，人面部的傾斜角度會對面部特征點在成像上的距離有著較大的影響[2]。換而言之，對于同一人而言，若其面部影響中各特征點的比值相同，則可以斷定其面部傾斜角度一致。據可靠統(tǒng)計，我國漢族成年男子雙外眼點之間的距離處于100mm左右，即在人面部不存在偏轉的情況下，將其照片復原到原大小之后其兩外眼點之間的距離和這一數值接近。若是存在偏轉，則隨著角度的不斷增加，這一距離則會出現(xiàn)相應的減小。

1.2三維相位探測相機系統(tǒng)簡介

在三維相位探測相機系統(tǒng)中，共使用到了兩類鏡頭，兩者的功能存在差異，其中一個是通過投射光柵的方式對物體進行光柵的探測掃描，兩一種則負責記錄反射回來的三維光柵信息，并將其輸入到計算機中。采用特定的計算機軟件對記錄結果進行調整就能夠獲得角度不同的照片。需要注意的是，在人面影像鑒定工作中，大部分影像中人面的大小都無法實現(xiàn)精確復原，因此本次參考我國漢族男性兩外眼點之間距離的平均值，即100mm。

1.3人面部特征點、特征線以及的位置及標畫

人面部特征點的內容主要包括內眼點、外眼點、眉間點、口角點、鼻下點、鼻中點、鼻翼點等[3]。除此之外還包括了一些輔助特征點，如口角線和面際線的交點、輪廓線彎角點等以及一些固定的生理特征點，如刺青、傷痕、痦子等。人面部的主要特征線包括眉間點連線、口角點連線、鼻下線、外眼點連線。其中鼻下線是指過鼻下點和面部中垂線成垂直關系的線。

人面部特征點的相對位置所受的影響人面部特征短期內不會發(fā)生變化，除非在一些特殊的情況下。如人的面部表情出現(xiàn)劇烈變化時，面部特征點的相對位置就會發(fā)生變化。因此不同情緒和表情下，人面部特征點的相對位置往往會呈現(xiàn)出一定的差異性。而在人面攝影的過程中，受到鏡頭焦距、攝影距離等因素的影響，人面影像特征點的位置可能會發(fā)出現(xiàn)一定的變動。這就要求攝影人員在實際工作中對拍攝鏡頭以及攝影距離等進行有效的把握。

2.以三維影像技術進行人面影像鑒定的實驗驗證

2.1實驗內容

在本次實驗中，是采用普通的數碼相機和PS軟件對三維相位探測相機系統(tǒng)進行模擬。具體實驗過程如下：

首先，使用數碼相機對50名我國漢族男子進行拍照，共獲得500張平面影像。之后使用三維模擬方法對所有男生的正面三維面部影像進行拍攝，獲得50張模擬三維影像。在拍攝的過程中，要保障50名男子的面部表情保持一致，且和檢材中的面部表情相同，此外，拍攝距離和鏡頭焦距方面也要做好把控。

其次，將所有50張三維面部影像全部調整為無偏轉角度，并按照外眼點間距100mm的標準對影像的大小進行適當的調整。

再次，在三維影像和平面影像上標畫出人面部的特征點以及特征線。

再次，在保持面部大小不變的情況下，將所有三維人面影像和平面影像的角度調整到一致，同時將調整完成后的三維影像轉化為平面影像。在完成以上一系列調整之后，對各平面影像中人面部兩外眼點和中垂線之間的距離進行測定，通過計算獲得具體比值。對外眼點連線、口角點連線以及中垂線交點到鼻下線之間的距離進行測定，計算獲得比值。此外，操作計算機對人面部三維影像的偏轉角度和俯仰角度進行調整，使二者和上述兩組比值相互對應。這樣做的目的是保障調整后的面部影像和檢材影像的角度保持一致。

最后，以鼻下線和面部中垂線為參考將樣本和檢材影像進行重疊，使其外眼點垂線和樣本對應重合，此時樣本和檢材標準大小達到相同。之后，將待檢照片和嫌疑人影像進行重疊，適當調整透明度，使二者的特征點和特征線清晰可見。

2.2同一人相應特征點間距的測量

對重疊照片上相應特征點之間的距離進行測量，對所有相應特征點間距的平均值進行計算。之后對50個男子相同角度下的平面影像進行測量，獲得同一人面部特征點間距的平均值，之后以0.3mm為數值段，對測量獲的數值進行細分，計算每一數值范圍內影像組數在全部測試影像中所占的比例。

在對同一人就進行對比時，相應點間距平均值處于1.8～2.1mm范圍內所占的比例最高，約為33%。同時可以知道，同一人面部相應特征點間距平均值的上限為3.6mm，由此可以判斷，若該值超過3.6mm，則基本上可以斷定非同一人。此外，考慮到角度調整、特征點標畫等操作中可能出現(xiàn)的誤差，即使為同一人，在進行特征點平均距離比對是也不可能為零，這是可以忽視的誤差。

2.3對不同人相應特征點間的距離進行測量

在進行不同人相同角度面部影像相應特征點間距測量的過程中，可以在50名測試者中選出1至4名作為嫌疑人，模擬制作三維效果影像，之后將該影像和其它36人一定數量的面部影像進行重合對比。將獲得的數據進行分析獲得不同人面部同角度影像重疊對比時相應點間距在實驗人群中的比率曲線。

通過計算，相應特征點間距的平均值為4.6mm，四個嫌疑人三維影像和其他實驗人的面部影像進行測量，所獲得的不同人面部特征點間距的平均值處于2.4mm～6.6mm的范圍內。將所有數值根據0.3mm數值段進行細分，計算獲得各數值范圍內影像組數在全部測試組影像中所占的比例，這樣就可以依據統(tǒng)計學理論，將該比率看作其在漢族男子人群中的比率。

需要注意的是，在對不同人面部影像進行比對時，角度的調整應該按照兩外眼點到中垂線的距離比值標準進行。由于不是同一個人，當該比值相同的情況下，也不能完全保障角度的一致性[4]。

2.4實驗結果分析

結合實驗數據來看，利用三維影像技術進行人面影像鑒定的實際效果比較良好。在具體工作中，可以根據測量面部特征點和同角度三維影像相應點間距平均值的大小，對是否為同一人進行判斷。通常情況下，當該值低于2.4mm時，可以判斷為同一人，當其高于3.6mm時，則判斷非同一人，當數值處于這兩者之間時，則無法作出判斷。

結語：

綜上所述，通過實驗驗證來看，以三維影像技術進行人面影像鑒定是可行，具有較為顯著的可靠性，值得進行深入研究和推廣。

參考文獻：

[1]王懿清，晏娜.三維影像的繪畫表現(xiàn)形式探索[J].飛天，2011（08）：58-59.

[2]付琰.三維影像儀中影像測量關鍵技術研究[D].合肥工業(yè)大學，2012.

[3]牛濤.三維影像儀中影像測量關鍵技術解析[J].科技創(chuàng)新與應用，2015（35）：294.

[4]周亞軍，陳斌.以三維影像技術進行人面影像鑒定初探[J].甘肅警察職業(yè)學院學報，2008（03）：48-53.