Способ идентификации личности по черепу трупа и прижизненному фотоснимку головы

 

Изобретение относится к области медицины. Сущность способа идентификации сводится к нанесению на прижизненном фотоснимке разыскиваемого лица и отождествляемого черепа трупа диагностических показателей, принятых при совмещении анатомических константных точек, выделении из них трех опорных констант, максимально удаленных друг от друга в горизонтальной плоскости лица, формировании трехмерной математической модели анатомических константных точек черепа, формировании на экране позитивного изображения фотоснимка головы с нанесением ориентиров, проецирование на полученное изображение фотоснимка головы той проекции трехмерной математической модели, при которой три опорные константы фотоснимка головы и трехмерной математической модели совпадают. Затем проверяют соответствие и совмещение остальных анатомических константных точек изображения фотоснимка головы и трехмерной математической модели и фиксируют найденную проекцию трехмерной математической модели, проецируют на нее изображение черепа с размеченными ориентирами, изменяя его пространственную ориентацию относительно его трех осей до совмещения трех опорных констант трехмерной математической модели и черепа трупа. Так определяется ракурс черепа идентичный ракурсу фотоснимка головы. Затем производится положение изображений фотоснимка головы и черепа трупа и дается экспертная оценка совмещения и делается вывод о принадлежности черепа трупа разыскиваемому лицу. Способ может осуществляться автоматизированным программным комплексом ТАДДSM.

Изобретение относится к судебной медицине и может быть использовано при поиске пропавших без вести людей, при экспертном отождествлении личности по черепу и прижизненной фотографии методом фотосовмещения.

В судебно-медицинской практике широко используются различные методы экспертизы отождествления личности по костным останкам.

В частности, известен способ идентификации личности по черепу и прижизненному фотоснимку головы методом фотосовмещения, основанный на том, что плотно облегая костную основу черепа и повторяя его форму, контуры и рельеф, мягкие ткани создают внешний облик лица и головы с комплексом признаков, аналогичных признакам на лицевом скелете и черепе. Известный способ идентификации методом фотосовмещения заключается в следующем.

С фотоснимка отождествляемого лица изготовляется его диапозитивное изображение, на которое наносят принятые при совмещении диагностические показатели ориентиры в виде контуров и анатомических константных точек. Затем помещают перед фотоаппаратом череп на подставке, покрытой черным материалом, формируют изображение черепа на матовом стекле аппарата, доводят размеры изображения черепа до размеров лица, изображенного на диапозитиве, контролируя процесс, путем прикладывания диапозитива к матовому стеклу. При достижении изображений черепа и фотоснимка одного размера черепу придается то же положение /ракурс/, которое имеет отождествляемое лицо на фотоснимке, при этом коррекция черепа в пространстве достигается под контролем размеченного диапозитива путем прикладывания его к матовому стеклу. Затем производится оценка совмещения диагностических показателей (контуров, анатомических точек) на наложенных изображениях черепа и фотоснимка, при этом вручную корректируется пространственная ориентация черепа для обеспечения максимального совмещения диагностических показателей. Процесс коррекции продолжают до положительных результатов оценки совмещения диагностических показателей с учетом их повторяемости, характера взаимоотношений, степени совпадения и толщины мягких тканей. Затем формируется позитив, отображающей совмещение двух изображений черепа и фотоснимка на матовом стекле фотоаппарата.

Недостатками способа являются его высокая трудоемкость, связанная с необходимостью выполнения вручную многочисленных перемещений черепа перед объективом проекционного устройства для совмещения изображений и их диагностических показателей, а также невысокая точность идентификации, обусловленная субъективностью оценок экспертов различной квалификации. Трудоемкость этого способа не позволяет проводить идентификационные исследования по большому числу фотоизображений разыскиваемых лиц.

Известен способ идентификации личности методом фотосовмещения, заключающийся в нанесении на одномасштабных фотоснимках черепа и головы анатомических константных точек, измерении расстояний между одноименными константными точками, осуществления корреляционного анализа полученных измерений, по которому производится оценка результатов фотосовмещения. Недостатком данного способа является использование фотоснимков головы и черепа только в фас или близком к нему положении, но на практике не всегда имеются фотоснимки в необходимом ракурсе.

Известен также способ идентификации личности, заключающийся в получении одномасштабных изображений головы и черепа путем размещения в глазнице черепа контрастной эталонной метки, диаметр которой равен среднему размеру радужной оболочки глаза человека, определении такого расстояния от черепа до объектива проекционного устройства, при котором проецируемое изображение эталонной метки достигает размеров радужной оболочки на фотоснимке головы. После этого, не изменяя масштаба изображения черепа, осуществляют идентификацию личности методом совмещения. Этот способ обладает значительной погрешностью, обусловленной тем, что за единицу масштаба головы принимается истинный диаметр радужки конкретного изображенного на фотоснимке человека, а эталонная метка на черепе имеет диаметр, величина которого равна среднестатистическому размеру радужки. Кроме того, размеры радужной оболочки не всегда четко определяются даже на качественных фотоснимках.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому техническому решению является способ идентификации личности по черепу и прижизненному фотоснимку, описанному в книге В.И.Пашкова.

Целью изобретения является повышение производительности способа и повышение точности идентификации путем исключения трудоемких ручных операций пространственной ориентации черепа и совмещения диагностических показателей.

Поставленная цель достигается тем, что в способе идентификации личности по черепу и прижизненному фотоснимку головы, заключающемся в том, что с прижизненного фотоснимка головы формируют позитивное изображение, на полученном изображении отмечают диагностические показатели путем нанесения анатомических константных точек, формируют изображение черепа и определяют его пространственное положение, производят наложение изображений черепа и фотоснимка, осуществляют совмещение диагностических показателей и контуров изображений черепа и фотоснимка, осуществляют оценку совмещения диагностических показателей, по которой определяют принадлежность черепа лицу, отображенному на фотоснимке, выбирают из нанесенных на изображении диагностических показателей три опорные анатомические константы, максимально удаленные друг от друга в горизонтальной плоскости головы, перед наложением изображений черепа и фотоснимка троекратно изменяют пространственное положение черепа относительно его оси и на каждом из соответствующих изображений черепа размечают анатомические константные точки и определяют три опорные анатомические константы, по полученной совокупности анатомических константных точек черепа формируют математическую трехмерную модель, проецируют полученную трехмерную модель на плоскость изображения фотоснимка головы так, чтобы три опорные анатомические константы математической трехмерной модели и изображения фотоснимка совпадали, затем производят оценку совмещения остальных соответствующих анатомических константных точек изображения фотоснимка и математической трехмерной модели, при допустимом отклонении совмещения фиксируют полученную проекцию математической трехмерной модели, а при определении пространственного положения черепа выбирают такую его ориентацию, при которой проекция трех его опорных анатомических констант на зафиксированную проекцию математической трехмерной модели совпадает с ее соответствующими тремя опорнмыми константами.

Патентные исследования показали, что заявляемое изобретение не известно из общедоступных источников информации, следовательно, оно является новым.

Заявляемое изобретение имеет изобретательский уровень, так как оно явным образом не следует из уровня техники, известным по сведениям, общедоступным в Российской Федерации или зарубежных странах.

Способ осуществляется следующим образом. Отобранный для идентификации прижизненный фотоснимок головы разыскиваемого лица проецируют на носитель, например на экран дисплея персонального компьютера /ПК/, на котором формируется позитивное изображение. На полученное изображение наносят принятые при фотосовмещении диагностические показатели в виде анатомических константных точек, местонахождение которых на голове обусловлено их анатомической связью с аналогичными одноименными ориентирами на поверхности черепа в следующих анатомических областях: свода, скуловых костей, подбородка, углов нижней челюсти, наружных и внутренних углов глаз, а также размечают видимые на изображении фотоснимка контуры свода головы, средней и нижней части лица, мочек, ушных раковин, линии смыкания губ, крыльев носа и надподбородочной борозды. Из нанесенных на изображении анатомических константных точек выделяют три опорные анатомические константы, т.е. три точки, максимально удаленные друг от друга в горизонтальной плоскости головы. Размеченное изображение фотоснимка головы сохраняют в виде цифрового изображения, например, на магнитном носителе или в памяти ПК. Затем на исследуемом черепе наносят контрастные по цвету метки, соответствующие анатомическим константным точкам, нанесенным на фотоснимке, и выделяя среди них также три опорные константы, соответствующие трем опорным константам изображения фотоснимка. Затем череп устанавливают на подставке на произвольном расстоянии перед телекамерой, телевизионное изображение черепа выводят, например, на экран дисплея ПК и размечают на экране на полученном изображении черепа анатомические константные точки по отобразившимся на экране контрастным меткам. После этого дважды изменяют пространственное положение черепа относительно его вертикальной оси, т. е. изменяют ракурс изображений черепа и на каждом из изображений осуществляют разметку анатомических константных точек. Такое троекратное изменение пространственного положения черепа необходимо для формирования совокупности точек, по которым возможно математически рассчитать пространственную цифровую модель анатомических точек черепа. Формирование математической трехмерной модели производится по зафиксированным координатам анатомических константных точек по любому известному алгоритму, который может быть осуществлен, например,с помощью трехмерной графики в результате машинной обработки. Затем вновь обращаются к изображению фотоснимка головы, которое считывается с магнитного носителя и визиализируется на экране. На это изображение проецируется полученная математическая трехмерная модель в виде анатомических константных точек черепа, причем из всех возможных проекций модели методом последовательного подбора выбирается такая, при которой три опорные константы изображения фотоснимка совпадают с одноименными тремя опорными константами черепа. Целесообразность совмещения изображений именно по трем максимально удаленным друг от друга опорным константам, а не по близко расположенным и не по всем сразу заключается в следующем.

Во-первых, при большой размерной базе увеличивается точность приведения в один масштаб двух изображений.

Во-вторых, совмещение по трем точкам обусловлено принципом геометрического подобия пространственных тел. Ведь если два объемных тела подобны и совпадают по трем одноименным точкам, то совпадают и все остальные одноименные точки двух тел.

Таким образом, значительно упрощается и ускоряется предварительный процесс идентификации, позволяющий производить операции не с конкретным материальным объектом черепом, а с его цифровой моделью и большим количеством фотоснимков.

При совпадении трех опорных констант изображений фотоснимка и математической трехмерной модели оценивают взаимное расположение остальных анатомических константных точек трехмерной математической модели и фотоснимка головы и, если оно не соответствует допустимым пределам проекционных соотношений, исследование на этом этапе заканчивается и делают заключение о том, что череп не принадлежит лицу, изображенному на фотоснимке, т.е. заканчивается процесс идентификации.

В том случае, если анатомические константные точки математической трехмерной модели и фотоснимка головы совпали, то по их взаиморасположению можно сделать вывод о геометрическом подобии головы и черепа. Следовательно,есть вероятность принадлежности черепа разыскиваемому лицу. Поэтому необходимо перейти к следующему этапу идентификации личности, который заключается в следующем.

Найденная проекция математической трехмерной модели /при которой совпали три опорные константы и остальные анатомические константные точки/ сохраняется на экране дисплея и начинается процесс пространственной ориентации черепа. Для этого череп с размеченными ориентирами помещается перед телекамерой, его изображение выводится на экран дисплея ПК, на котором уже размещено изображение математической трехмерной модели. Изменяя ориентацию черепа относительно его трех осей, а также расстояние его до телекамеры, достигают такого положения, при котором три опорные константы изображения черепа совпадают с тремя опорными константами математической трехмерной модели. Таким образом определен ракурс черепа, идентичный ракурсу фотоснимка головы разыскиваемого лица.

Теперь возможно перейти к последнему этапу идентификации, т.е. к непосредственному совмещению изображений головы и черепа, которое также осуществляется на экране дисплея. С магнитного носителя или из памяти ПК на экран считывается и визуализируется на экране ранее размеченное диагностическими показателями изображение головы. На этом же экране присутствует спроецированное изображение черепа в соответствующем ракурсе и масштабе. Далее производится контроль и оценка совмещения диагностических показателей /контуров, анатомических константных точек/ на обоих исследуемых объектах с учетом масштаба изображения и толщины мягких тканей. В зависимости от результатов фотосовмещения экспертизой выносится заключение о принадлежности черепа лицу, отображенному на фотоснимке, т.е. заканчивается процесс идентификации. Использование предложенного компьютерного способа идентификации личности позволяет исследовать большой массив фотоматериалов на разыскиваемых лиц. При наличии двух и более фотоснимков головы разыскиваемого человека или при необходимости проверки принадлежности данного черепа множеству других лиц предложенный способ обеспечивает быстрое, точное и нетрудоемкое исследование, поскольку на имеющиеся фотоснимки проецируется одна и та же математическая трехмерная модель, максимально соответствующая черепу. Из множества фотоматериалов на первом этапе исследования отбираются лишь несколько фотоснимков, совпадающих по всем анатомическим константам. И лишь затем выполняют второй этап идентификации, используя непосредственно череп, причем манипуляции с ним минимальны по сравнению с прототипом, поскольку его пространственная ориентация определяется математической трехмерной моделью его анатомических константных точек.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет: облегчить и ускорить получение изображения черепа, максимально соответствующего изображению головы по размерам и пространственной ориентации; многократно сократить трудозатраты без потери качества идентификационных исследований при проверке больших массивов фотоматериалов на разыскиваемых людей; заметно сократить число манипуляций непосредственно с черепами и тем самым обеспечить большую сохранность важных вещественных доказательств по уголовным делам.

Пример выполнения способа.

Заявленный автоматизированный способ идентификации личности по черепу и прижизненным фотоснимкам методом наложения осуществляется разработанным для этой цели программным комплексом ТАДДSM и основан на процедурах цифровой обработки видеоизображений, которые позволяют значительно повысить производительность работы эксперта по сравнению с традиционными методами проведения данного вида судебно-медицинской экспертизы.

Комплекс ТАДДSM состоит из трех самостоятельных программ: ТАДД PNT программы создания трехмерной модели анатомических констант черепа и проекции этих констант на изображение фотоснимка головы; ТАДД программы наложения двух изображений и их редактирование; ТАДД PRN программы получения твердых копий на печатающем устройстве.

Программный комплекс ТАДДSM написан на языках ПАСКАЛЬ и АССЕМБЛЕР и может выполняться на системе цифровой обработки изображений, в состав которой входят: ПЭВМ IBM PC XT/AT с не менее, чем 544 К байт свободной оперативной памяти, операционная система MS ДОS 3.30 и выше; графическая плата и монитор VGA; плата адаптера FG 622, осуществляющего оцифровку стандартного телевизионного сигнала за 20 мс с разрешением 256 и 256 элементов разложения;
источник стандартного видеосигнала /ГОСТ 7845 79/;
стандартные магнитные накопители;
печатающее устройство типа EPSON или HPL ASER IET.

Программы выполняются в интерактивном режиме и оператор-эксперт управляет работой программы с помощью функциональных клавиш или использует перемещение курсора по экрану дисплея клавишами.

Описанный программный комплекс для выполнения заявленного способа судебно-медицинской экспертизы идентификации личности по черепу и прижизненным фотоснимкам методом наложения реализует следующие процедуры:
ввод телевизионного изображения в оперативную память ПЭВМ;
различные режимы полутоновой визуализации цифровых изображений на экране VGA монитора;
ввод/вывод цифровых изображений на магнитный носитель;
нанесение на изображение до 16 анатомических константных точек черепа и соответствующих точек на изображении прижизненной фотографии, построение трехмерной модели точек черепа и оптимальной проекции их на изображение фотографии методом наименьших квадратов;
выделение контуров объектов методом дифференциальной фильтрации;
наложение двух графических плоскостей на полутоновое изображение и редактирование графических изображений;
вывод цифровых изображений на печатающее устройство.

Формула изобретения

Способ идентификации личности по черепу трупа и прижизненному фотоснимку головы, заключающийся в том, что с прижизненного фотоснимка головы формируют позитивное изображение, наносят анатомические константные точки и определяют пространственное положение черепа трупа, производят наложение изображений черепа трупа и фотоснимка головы, осуществляют совмещение анатомических константных точек и контуров изображений черепа трупа и фотоснимка, осуществляют оценку совмещения, по которой определяют принадлежность черепа трупа лицу, отображенному на фотоснимке, отличающийся тем, что по трем максимально удаленным одна от другой в горизонтальной плоскости головы точкам перед наложением изображений черепа трупа и фотоснимка головы троекратно изменяют пространственное положение черепа относительно его вертикальной оси и на каждом из соответствующих изображений черепа размечают анатомические константные точки и из них определяют три опорные константы, по полученной совокупности анатомических константных точек черепа формируют математическую трехмерную модель, проецирует ее на плоскость изображения фотоснимка головы так, чтобы три опорные анатомические константы трехмерной математической модели и фотоснимка совпадали, затем производят оценку совмещения остальных анатомических константных точек изображений фотоснимка и математической трехмерной модели, при допустимом отклонении совмещения фиксируют полученную проекцию трехмерной математической модели, а формирование изображения черепа трупа и определение его пространственного положения производят путем проецирования трех опорных анатомических констант черепа на зафиксированную проекцию трех опорных констант трехмерной математической модели.