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摘要“照片增龄”是以相貌随年龄变化的客观规律为依据,以增龄对象的本人照片为基础,结合相貌学、法医学等学科理论,运用计算机、数码相机等硬件设备,而对某人照片进行增龄、老化的处理技术。随着年龄的增长,相貌的变化虽然是多方面的,但主要的还是面形、比例和骨感三方面的变化,其中最主要的还是比例的变化,而且比例的变化也是最容易通过实验找出的变化规律。因此,为了能够实现对照片的增龄处理,必须通过大量的实验测得某一年龄段中,相貌特征随年龄变化规律的一般规律及具体数据,为处理提供事实依据。掌握规律后,就要探索一种既接近真实情况又具有可操作性的方法来运用数据进行具体的处理过程,在实验中采取固定参照点,分区域处理的方法。
关键词照片增龄;特征点;变化规律;变化程度;变化趋势
中图分类号D918.2 文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)071-0142-01
人像增龄技术属于刑事相貌技术的范畴,是关于人类相貌与年龄关系的研究;是根据过去的人物照片或视频影像,研究随着年龄的增长,模拟再现数年后人物相貌特征的技术。
“人像增龄”技术在国内尚属空白。因而,本文试图就人像增龄的规律和原理方法进行探讨,通过对人像面部某些特征的测量,结合其他方面的知识,找出一种简便易行的方法,并着重于儿童到少年阶段的研究。
国外早在80年代就研制出了“失踪儿童计算机增龄成像系统”,而且已经应用到实际办案中,其基本操作过程是:有关人员把从各处搜集来的失踪儿童形象逼真的信息输入到计算机外貌成像系统,专家们在运用面貌变化过程的知识预测孩子从失踪到现在这段时间内外貌变化的程度,如有必要,还要将失踪儿童的照片同其父母及兄弟姐妹儿时同期照片加以比较,并对失踪儿童家人的共同外貌特征进行适当的综合,最后,经过多次实验和不厌其烦的调整,绘制出一张增龄外貌图。但警方也一直在提醒公众,此方法也只能使增龄图的误差减小,不可能做到百分之百的精确,另外,绘制这些图一半靠艺术手法,另一半则需科学技术。
1人像增龄的原理
相貌随年龄的增长而变化,在儿童到青年的阶段,不同年龄的头部轮廓、大小和五官的比例不同;骨感不同;青年到老年的阶段面部肌肉逐步松弛,产生皱纹、眼袋;部分人物出现脱发、发际后退的现象。通过对这些特征进行测量,利用统计学,结合大量的数据统计可以得到相貌特征随年龄增长变化的普遍规律。
为了探讨研究从儿童到少年阶段的相貌特征的变化规律,我们收集了几十个男、女不同时期的照片,近千张。从中挑选出符合测量条件的正面人像十三人的照片,通过实际测量并根据解剖学原理发现,人的相貌特征随着年龄的增长的变化规律。
2实验部分
2.1人像素材的收集
2.1.1分段收集素材
人像增龄研究的是随年龄增长相貌特征的变化规律,因而,如果能收集到多个同一人从小到大的不同年龄的照片,对于研究是最为有利的,但这只能是设想,是不太可能实现的。但是,分段收集素材研究还是有效的。所谓分段收集是指收集不同人在不同年龄段的人像素材,即某些人的照片是6—10岁的照片,10—15岁采用其他人的照片,其他年龄段则采用另外一些人的照片,这样测量的话,我们仍然可以获得随年龄增长同一人相貌上某些特征变化的数据。
2.1.2对素材的要求
为了使测量的数据可靠、准确照片之间具有可比性要求素材具备以下几点:1)要求正面人像,偏转、仰俯角度一致,为了简化研究我们选择了偏转角度、仰俯角度皆为0°的照片。2)照片中人物面貌清晰,面部轮廓完整,能够准确标画出特征测量点的位置,与背景分界明显。3)五官端正,表情自然,各个部分影纹层次清楚可辨,以能确切看清特征点的作线位置为标准。
2.1.3照片的分类
按性别分为:男、女;
按脸型分为:分为对称,基本对称,不对称;
按胖瘦分为:胖,匀称,瘦。
2.1.4特征点的选择
按理论来说,应该是在照片上选择的测量特征越多,增龄处理后的相貌越容易体现出真实的人物相貌的发展演变的规律,但是测量的特征太多不仅会增添研究工作的工作量,更主要的是使增龄处理更加烦琐,因此,经过研究分析,本文测量的特征选择了以下特征:1)原点到内眼点间距离;2)两鼻翼点间距离;3)原点到鼻下点间距离;4)原点到颌下点间距离;5)耳下点到颌下点间距离;6)外眼点到外脸边缘间距离(外眼点与外脸边缘交点间垂直线长度);7)外眼点到下脸边缘间距离(外眼点与下脸边缘交点间垂直线段长度);8)内眼点到下脸边缘间距离(内眼点与下脸边缘交点间垂直线段长度);9)鼻下点到外眼点间距离;10)鼻下点到内眼点间距离;11)鼻下点到外脸边缘间距离(鼻下点与外脸边缘交点间垂直线段长度)。
2.2测量方法
随着年龄的增长,人的头长和五官位置的比例关系发生改变。本文采用比例测量来寻找人物不同时期的变化规律,无须将照片恢复到原物大,其具体方法是使正面人像的正中线与Y轴重合,外眼点连线与X轴重合,建立直角坐标系,其中交点为原点,测量各特征在坐标中的比例变化,而且能测出具体的数值。对于偏脸类人面像测量左右半边脸各特征的变化数值;对于对称脸型可以只测量每张照片的相同半边脸上各特征的变化数值。
2.3实验过程
相貌随年龄增长的变化虽然是多方面的,但主要的还是比例、面形和骨感三方面的变化,其中最主要的还是比例的变化,而且比例的变化也是最容易通过实验找出的变化规律。
2.3.1照片测量前的处理
1)把收集到的照片用数码相机进行翻拍,翻拍时要保持镜头与照片水平,距离合适,否则,可能使照片中人像变形,而且翻拍时可只取其头部,这样可以使翻拍得到的人面像更大,细节更清楚,方便储存和测量,翻拍后得到的人像更清晰,否则会失去应用价值。
2)把翻拍得到的人像储存到计算机中,然后打开PhotoShop进行处理。
3)放大照片的方法。为了使放大倍率不同的人像照片具备可比性,对所有的照片都进行了同比放大。
4)在计算机上建立坐标。以上工作完成后,可以着手在照片上建立坐标。在加了网格的照片上选取一条与外眼点连线重合的网格线为横坐标,再选取一条能与人像正中线(正中线是两外眼点间线段的中垂线)重合的网格线为纵坐标,然后选择PhotoShop工具栏的直线工具并选着一种鲜明的画笔颜色,画出坐标线,两坐标线的交点为原点。
2.3.2照片的测量
在人像上标出一些特征点,如内眼点、外眼点、鼻翼点、鼻下点、颌下点、耳下点等,测量某些特征点间距比例变化随年龄变化的规律。
(下转第115页)(上接第142页)
本文正是采用这种测量方法。
3实验结论
本文通过采用特征变化比例测量的方法,对面部多个特征测量,根据所测得的数据,再结合解剖学、生理学、相貌学等知识,对人像增龄的规律进行了研究,初步得出了在3-14岁这个年龄段,随着年龄的增长人像增龄的规律:
3.1总体特征变化规律
1)头型轮廓的变化。总体上看随着年龄的增长,头型轮廓有由方圆向长方发展的趋势。
2)由于骨骼的生长,面部肌肉日渐发达,一般而言,脸形开始显现棱角,轮廓逐渐明显,骨感加强。3)随着年龄的增长,面部五官的比例有由紧凑向相对松散的发展趋势。
4)五官形态(丹凤眼、薄嘴唇、鹰勾鼻等)在3岁左右不明显,但到了7岁以后开始明显,而且随着年龄的增长,只是大小和位置有相应的改变,而形态基本稳定。
5)额头的相对面积随着年龄的增长有逐渐减小的趋势。
6)眼睛的位置由儿时的位于头长的1/2以下逐步发展到位于1/2处,而且随着年龄的增长有增大的趋势,还会出现眼袋。
7)鼻梁逐渐加长,鼻梁由儿时的扁平变得越来越高。
8)嘴角点间距逐渐加大。
3.2具体实验数据规律分析
随着年龄的增长不论男女,在实验中发现一下几条规律:1)原点到左内眼点间距越来越小,而且由于在测量前我们已对照片进行了同比放大,即外眼点间距为10CM,因而测量每张照片中原点到左外眼点间距为5CM是固定值,所以,可以推出眼睛越来越长,其中在3-5岁这个年龄段变化较大,以后变化减缓。2)两鼻翼点间距都在增大,其中女的在7-10岁这个阶段变化最大,而男的则相对不明显。3)原点到颌下点间距越来越大,其中在10-14岁这个年龄段变化稍大,而表中男的7-14岁,女的5-7岁年龄段都减小,这可能是由于测量中误差所造成,另一方面也可能反映出在这两个年龄段男女原点到颌下点间距不变或变化不大。4)原点到鼻下点间距增大,即鼻梁长度增加。5)耳下点到颌下点间距都呈逐渐增大的趋势,其中在5-7岁这个年龄段变化比其他年龄段稍大。6)内眼点到下脸边缘间距都有增大的趋势,但各个年龄段的增大的数值各不相同,其中增加最多的是10-14岁这个年龄段。7)在3-14岁这个年龄段,鼻下点到外眼点间距都有增大的趋势,但变化都很小。8)鼻下点到内眼点间距都有增大的趋势,但变化都很小。9)外眼点到下脸边缘间距都有增大的趋势,而且男女脸部轮廓逐渐明显,骨感增强。
3.3实验结论
3.3.1模拟处理的可行性
经过实验,我们将增龄后的照片进行透明处理,与该年龄段本人真实照片进行重合比较,两张照片特征基本符合,说明运用模拟方法进行照片增龄是可行的。
3.3.2增龄条件
一般来说,年龄越接近,处理后越接近真实情况,年龄相差太大则很难做出正确的处理。一般增龄的年龄跨度应小于10岁,如果是少年期,向成年期变化,由于成年后,成年人的相貌特征体现的较明显,而这些特征有别于儿童时期,在这种情况下应尽量减小年龄跨度。对于成年后的增龄来说,由于成年后相貌特征相对稳定,可以适当增加年龄跨度,但要特别注意软组织的变化,这一时期人易变胖。
4前景展望
由于人像增龄技术在国外是一门刚起步的现代化科学技术,而在国内则尚无此技术,因而对其进行研究有着重要的现实意义:在寻找失踪儿童方面,人像增龄技术有着广阔的前景。如果能够研究出同一人幼儿期、少儿期、青年期、成年期、老年期的人像增龄规律,那么它将在寻找多年失踪人员,辨认经过整形的罪犯和颅像复原等方面发挥独到的作用。如果能找出人像增龄规律并开发出软件,那将会有更多的人员掌握此技术,而且也将会对公安部门做出巨大贡献。
作者简介
钟铭(1982—),女,硕士研究生,副主任科员,研究方向:刑事侦查。
关键词照片增龄;特征点;变化规律;变化程度;变化趋势
中图分类号D918.2 文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)071-0142-01
人像增龄技术属于刑事相貌技术的范畴,是关于人类相貌与年龄关系的研究;是根据过去的人物照片或视频影像,研究随着年龄的增长,模拟再现数年后人物相貌特征的技术。
“人像增龄”技术在国内尚属空白。因而,本文试图就人像增龄的规律和原理方法进行探讨,通过对人像面部某些特征的测量,结合其他方面的知识,找出一种简便易行的方法,并着重于儿童到少年阶段的研究。
国外早在80年代就研制出了“失踪儿童计算机增龄成像系统”,而且已经应用到实际办案中,其基本操作过程是:有关人员把从各处搜集来的失踪儿童形象逼真的信息输入到计算机外貌成像系统,专家们在运用面貌变化过程的知识预测孩子从失踪到现在这段时间内外貌变化的程度,如有必要,还要将失踪儿童的照片同其父母及兄弟姐妹儿时同期照片加以比较,并对失踪儿童家人的共同外貌特征进行适当的综合,最后,经过多次实验和不厌其烦的调整,绘制出一张增龄外貌图。但警方也一直在提醒公众,此方法也只能使增龄图的误差减小,不可能做到百分之百的精确,另外,绘制这些图一半靠艺术手法,另一半则需科学技术。
1人像增龄的原理
相貌随年龄的增长而变化,在儿童到青年的阶段,不同年龄的头部轮廓、大小和五官的比例不同;骨感不同;青年到老年的阶段面部肌肉逐步松弛,产生皱纹、眼袋;部分人物出现脱发、发际后退的现象。通过对这些特征进行测量,利用统计学,结合大量的数据统计可以得到相貌特征随年龄增长变化的普遍规律。
为了探讨研究从儿童到少年阶段的相貌特征的变化规律,我们收集了几十个男、女不同时期的照片,近千张。从中挑选出符合测量条件的正面人像十三人的照片,通过实际测量并根据解剖学原理发现,人的相貌特征随着年龄的增长的变化规律。
2实验部分
2.1人像素材的收集
2.1.1分段收集素材
人像增龄研究的是随年龄增长相貌特征的变化规律,因而,如果能收集到多个同一人从小到大的不同年龄的照片,对于研究是最为有利的,但这只能是设想,是不太可能实现的。但是,分段收集素材研究还是有效的。所谓分段收集是指收集不同人在不同年龄段的人像素材,即某些人的照片是6—10岁的照片,10—15岁采用其他人的照片,其他年龄段则采用另外一些人的照片,这样测量的话,我们仍然可以获得随年龄增长同一人相貌上某些特征变化的数据。
2.1.2对素材的要求
为了使测量的数据可靠、准确照片之间具有可比性要求素材具备以下几点:1)要求正面人像,偏转、仰俯角度一致,为了简化研究我们选择了偏转角度、仰俯角度皆为0°的照片。2)照片中人物面貌清晰,面部轮廓完整,能够准确标画出特征测量点的位置,与背景分界明显。3)五官端正,表情自然,各个部分影纹层次清楚可辨,以能确切看清特征点的作线位置为标准。
2.1.3照片的分类
按性别分为:男、女;
按脸型分为:分为对称,基本对称,不对称;
按胖瘦分为:胖,匀称,瘦。
2.1.4特征点的选择
按理论来说,应该是在照片上选择的测量特征越多,增龄处理后的相貌越容易体现出真实的人物相貌的发展演变的规律,但是测量的特征太多不仅会增添研究工作的工作量,更主要的是使增龄处理更加烦琐,因此,经过研究分析,本文测量的特征选择了以下特征:1)原点到内眼点间距离;2)两鼻翼点间距离;3)原点到鼻下点间距离;4)原点到颌下点间距离;5)耳下点到颌下点间距离;6)外眼点到外脸边缘间距离(外眼点与外脸边缘交点间垂直线长度);7)外眼点到下脸边缘间距离(外眼点与下脸边缘交点间垂直线段长度);8)内眼点到下脸边缘间距离(内眼点与下脸边缘交点间垂直线段长度);9)鼻下点到外眼点间距离;10)鼻下点到内眼点间距离;11)鼻下点到外脸边缘间距离(鼻下点与外脸边缘交点间垂直线段长度)。
2.2测量方法
随着年龄的增长,人的头长和五官位置的比例关系发生改变。本文采用比例测量来寻找人物不同时期的变化规律,无须将照片恢复到原物大,其具体方法是使正面人像的正中线与Y轴重合,外眼点连线与X轴重合,建立直角坐标系,其中交点为原点,测量各特征在坐标中的比例变化,而且能测出具体的数值。对于偏脸类人面像测量左右半边脸各特征的变化数值;对于对称脸型可以只测量每张照片的相同半边脸上各特征的变化数值。
2.3实验过程
相貌随年龄增长的变化虽然是多方面的,但主要的还是比例、面形和骨感三方面的变化,其中最主要的还是比例的变化,而且比例的变化也是最容易通过实验找出的变化规律。
2.3.1照片测量前的处理
1)把收集到的照片用数码相机进行翻拍,翻拍时要保持镜头与照片水平,距离合适,否则,可能使照片中人像变形,而且翻拍时可只取其头部,这样可以使翻拍得到的人面像更大,细节更清楚,方便储存和测量,翻拍后得到的人像更清晰,否则会失去应用价值。
2)把翻拍得到的人像储存到计算机中,然后打开PhotoShop进行处理。
3)放大照片的方法。为了使放大倍率不同的人像照片具备可比性,对所有的照片都进行了同比放大。
4)在计算机上建立坐标。以上工作完成后,可以着手在照片上建立坐标。在加了网格的照片上选取一条与外眼点连线重合的网格线为横坐标,再选取一条能与人像正中线(正中线是两外眼点间线段的中垂线)重合的网格线为纵坐标,然后选择PhotoShop工具栏的直线工具并选着一种鲜明的画笔颜色,画出坐标线,两坐标线的交点为原点。
2.3.2照片的测量
在人像上标出一些特征点,如内眼点、外眼点、鼻翼点、鼻下点、颌下点、耳下点等,测量某些特征点间距比例变化随年龄变化的规律。
(下转第115页)(上接第142页)
本文正是采用这种测量方法。
3实验结论
本文通过采用特征变化比例测量的方法,对面部多个特征测量,根据所测得的数据,再结合解剖学、生理学、相貌学等知识,对人像增龄的规律进行了研究,初步得出了在3-14岁这个年龄段,随着年龄的增长人像增龄的规律:
3.1总体特征变化规律
1)头型轮廓的变化。总体上看随着年龄的增长,头型轮廓有由方圆向长方发展的趋势。
2)由于骨骼的生长,面部肌肉日渐发达,一般而言,脸形开始显现棱角,轮廓逐渐明显,骨感加强。3)随着年龄的增长,面部五官的比例有由紧凑向相对松散的发展趋势。
4)五官形态(丹凤眼、薄嘴唇、鹰勾鼻等)在3岁左右不明显,但到了7岁以后开始明显,而且随着年龄的增长,只是大小和位置有相应的改变,而形态基本稳定。
5)额头的相对面积随着年龄的增长有逐渐减小的趋势。
6)眼睛的位置由儿时的位于头长的1/2以下逐步发展到位于1/2处,而且随着年龄的增长有增大的趋势,还会出现眼袋。
7)鼻梁逐渐加长,鼻梁由儿时的扁平变得越来越高。
8)嘴角点间距逐渐加大。
3.2具体实验数据规律分析
随着年龄的增长不论男女,在实验中发现一下几条规律:1)原点到左内眼点间距越来越小,而且由于在测量前我们已对照片进行了同比放大,即外眼点间距为10CM,因而测量每张照片中原点到左外眼点间距为5CM是固定值,所以,可以推出眼睛越来越长,其中在3-5岁这个年龄段变化较大,以后变化减缓。2)两鼻翼点间距都在增大,其中女的在7-10岁这个阶段变化最大,而男的则相对不明显。3)原点到颌下点间距越来越大,其中在10-14岁这个年龄段变化稍大,而表中男的7-14岁,女的5-7岁年龄段都减小,这可能是由于测量中误差所造成,另一方面也可能反映出在这两个年龄段男女原点到颌下点间距不变或变化不大。4)原点到鼻下点间距增大,即鼻梁长度增加。5)耳下点到颌下点间距都呈逐渐增大的趋势,其中在5-7岁这个年龄段变化比其他年龄段稍大。6)内眼点到下脸边缘间距都有增大的趋势,但各个年龄段的增大的数值各不相同,其中增加最多的是10-14岁这个年龄段。7)在3-14岁这个年龄段,鼻下点到外眼点间距都有增大的趋势,但变化都很小。8)鼻下点到内眼点间距都有增大的趋势,但变化都很小。9)外眼点到下脸边缘间距都有增大的趋势,而且男女脸部轮廓逐渐明显,骨感增强。
3.3实验结论
3.3.1模拟处理的可行性
经过实验,我们将增龄后的照片进行透明处理,与该年龄段本人真实照片进行重合比较,两张照片特征基本符合,说明运用模拟方法进行照片增龄是可行的。
3.3.2增龄条件
一般来说,年龄越接近,处理后越接近真实情况,年龄相差太大则很难做出正确的处理。一般增龄的年龄跨度应小于10岁,如果是少年期,向成年期变化,由于成年后,成年人的相貌特征体现的较明显,而这些特征有别于儿童时期,在这种情况下应尽量减小年龄跨度。对于成年后的增龄来说,由于成年后相貌特征相对稳定,可以适当增加年龄跨度,但要特别注意软组织的变化,这一时期人易变胖。
4前景展望
由于人像增龄技术在国外是一门刚起步的现代化科学技术,而在国内则尚无此技术,因而对其进行研究有着重要的现实意义:在寻找失踪儿童方面,人像增龄技术有着广阔的前景。如果能够研究出同一人幼儿期、少儿期、青年期、成年期、老年期的人像增龄规律,那么它将在寻找多年失踪人员,辨认经过整形的罪犯和颅像复原等方面发挥独到的作用。如果能找出人像增龄规律并开发出软件,那将会有更多的人员掌握此技术,而且也将会对公安部门做出巨大贡献。
作者简介
钟铭(1982—),女,硕士研究生,副主任科员,研究方向:刑事侦查。