；
[0047] 其中，所述逆变形为：采用全局配准方法和局部配准方法相结合的非刚性配准算 法，把变形后的三维颅骨模型变形回未变形的三维颅骨模型的变形函数。
[0048] 进一步，如果待老化及胖瘦变化模拟的三维人脸模型没有对应的三维颅骨模型， 则通过所述三维颅面数据库中的人脸样本构建出该三维人脸模型所对应的三维颅骨模 型；
[0049] 构建过程为：
[0050] 根据待老化及胖瘦变化模拟的三维人脸模型的属性，在所述三维颅面数据库中选 出与其属性相同的人脸样本；
[0051] 对选出来的每一个人脸样本，采用全局配准方法和局部配准方法相结合的非刚性 配准算法，获得从该人脸样本的三维人脸模型到待老化及胖瘦变化模拟的三维人脸模型的 变形函数；
[0052] 将该人脸样本的三维颅骨模型带入该变形函数，以获得变形后的三维颅骨模型；
[0053] 对所有变形后的三维颅骨模型求取平均三维颅骨模型作为所述待老化及胖瘦变 化模拟的三维人脸模型所对应的三维颅骨模型。
[0054] 从上述方案可以看出，本发明的三维人脸变化模拟方法，同时考虑了老化和胖瘦 的变化，能模拟因年龄增长和体重变化带来的人体外貌上的变化。同时由于难以获得三维 人脸老化数据，本发明还首次提出采用颅面CT数据来实现三维人脸的老化及胖瘦变化模 拟。同时利用样本的颅骨信息和面貌信息，在缺乏老化数据的情况下，首先剔除因不同样本 引起的人脸形状的不同，然后进一步挖掘出人脸老化及胖瘦变化的规律，并对这一现象进 行模拟。在缺少三维时序人脸数据的情况下，本发明能利用不同人的颅面数据，从中剔除 "不同人"的影响，并挖掘出人脸的老化及胖瘦变化的规律。且本发明所采用的算法简单高 效，模拟结果准确。可用于刑侦中寻找潜逃多年的罪犯；可以辅助医学整形美容；可以在影 视娱乐中辅助化妆设计等。
【附图说明】
[0055] 图1为本发明的三维人脸变化模拟方法示意图；
[0056] 图2a为滤噪处理后的CT切片图像实施例示意图；
[0057] 图2b为采用Sobel算子模型从CT切片图像中提取颅骨边缘后的实施例示意图；
[0058] 图2c为通过对颅骨边缘进行圆形扫描得到颅骨的初始外轮廓点云的实施例示意 图；
[0059] 图2d为采用八邻域轮廓跟踪法对初始轮廓进行跟踪并连接被打断的顶点后得到 最终轮廓点云的实施例示意图；
[0060] 图2e为从CT切片图像中得到的人脸外轮廓点云实施例示意图；
[0061]图3a为完整的颅骨外轮廓点云模型实施例示意图；
[0062] 图3b为完整的人脸外轮廓点云模型实施例示意图；
[0063] 图3c为完整的颅骨外轮廓网格模型实施例示意图；
[0064] 图3d为完整的人脸外轮廓网格模型实施例示意图；
[0065]图4a为采用TPS在待配准三维颅骨模型上标定特征点的实施例示意图；
[0066]图4b为采用TPS在参考三维颅骨模型上标定特征点的实施例示意图；
[0067]图4c为采用TPS将参考三维颅骨模型匹配到待配准三维颅骨模型的实施例示意 图；
[0068]图5a为采用CSRBF在待配准三维颅骨模型上自动生成的特征点的实施例示意 图；
[0069]图5b为采用CSRBF在参考三维颅骨模型上自动生成的特征点的实施例示意图；[0070]图5c为采用CSRBF将参考三维颅骨模型匹配到待配准三维颅骨模型的实施例示 意图；
[0071]图6为消除颅骨形状差异后的三维人脸模型实施例示意图；
[0072] 图7a为男性平均人脸随年龄变化的模拟结果实施例示意之一图；
[0073] 图7b为男性平均人脸随年龄变化的模拟结果实施例示意之二图；
[0074] 图7c为男性平均人脸随年龄变化的模拟结果实施例示意之三图；
[0075] 图8a为男性平均人脸随胖瘦变化的模拟结果实施例示意之一图；
[0076] 图8b为男性平均人脸随胖瘦变化的模拟结果实施例示意之二图；
[0077] 图8c为男性平均人脸随胖瘦变化的模拟结果实施例示意之三图；
[0078] 图9a为女性平均人脸随年龄变化的模拟结果实施例示意之一图；
[0079] 图9b为女性平均人脸随年龄变化的模拟结果实施例示意之二图；
[0080] 图9c为女性平均人脸随年龄变化的模拟结果实施例示意之三图；
[0081] 图l〇a为女性平均人脸随胖瘦变化的模拟结果实施例示意之一图；
[0082] 图10b为女性平均人脸随胖瘦变化的模拟结果实施例示意之二图；
[0083] 图10c为女性平均人脸随胖瘦变化的模拟结果实施例示意之三图；
[0084] 图11a为两个男性人脸样本随属性变化的模拟结果实施例示意之一图；
[0085] 图lib为两个男性人脸样本随属性变化的模拟结果实施例示意之二图；
[0086] 图11c为两个男性人脸样本随属性变化的模拟结果实施例示意之三图；
[0087] 图lid为两个男性人脸样本随属性变化的模拟结果实施例示意之四图；
[0088] 图lie为两个男性人脸样本随属性变化的模拟结果实施例示意之五图；
[0089] 图Ilf为两个男性人脸样本随属性变化的模拟结果实施例示意之六图；
[0090]图llg为两个男性人脸样本随属性变化的模拟结果实施例示意之七图；
[0091] 图llh为两个男性人脸样本随属性变化的模拟结果实施例示意之八图；
[0092] 图12a为两个女性人脸样本随属性变化的模拟结果实施例示意之一图；
[0093] 图12b为两个女性人脸样本随属性变化的模拟结果实施例示意之二图；
[0094] 图12c为两个女性人脸样本随属性变化的模拟结果实施例示意之三图；
[0095] 图12d为两个女性人脸样本随属性变化的模拟结果实施例示意之四图；
[0096] 图12e为两个女性人脸样本随属性变化的模拟结果实施例示意之五图；
[0097] 图12f为两个女性人脸样本随属性变化的模拟结果实施例示意之六图；
[0098] 图12g为两个女性人脸样本随属性变化的模拟结果实施例示意之七图；
[0099]图12h为两个女性人脸样本随属性变化的模拟结果实施例示意之八图。
【具体实施方式】
[0100] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例， 对本发明作进一步详细说明。
[0101] 本发明以下实施例中，采用颅面CT数据，能同时利用三维人脸数据和对应的颅骨 数据。由于不同人的人脸之间的差异不仅仅是因为年龄和胖瘦不同引起的，更主要是因为 他们彼此之间分别是"不同"的人。因此需要从不同人的数据中首先剔除掉因"不同"而带 来的差异，然后再挖掘出因年龄和胖瘦变化所引起的人脸形状的变化。
[0102] 颅骨是面貌的内在生物特征，颅骨和面貌的形态间存在相互关系，颅骨的形态决 定着面貌的基本形态。颅骨面貌复原正是利用颅骨和面貌的形态间的关系，以根据颅骨形 态重构出面貌。颅骨面貌复原在刑事侦查以及考古人类学等领域有着悠久的应用历史。
[0103] 基于颅骨和面貌形态之间的关系，本发明实施例中提出假设：在人种、年龄、胖瘦 程度和性别等属性相同的情况下，不同人之间面貌的差异本质上是因为不同人之间具有不 同的颅骨。也就是说，如果两个人的颅骨相同，则他们的面貌会很相似，进一步地，如果该两 个人的属性也相同的话，那他们的面貌可近视认为是一样的。基于该假设，要对人脸样本消 除因"人不同"带来的人脸形状的差异，即是要消除因颅骨形状的不同引起的人脸形状的差 异。而消除了颅骨差异后的人脸样本之间的差异性，则可认为是因为属性的不同而照成的， 可进一步通过统计分析的方式获得人脸老化和胖瘦变化规律，最后利用该规律对人脸老化 及胖瘦变化现象进行模拟。
[0104] 如图1所示，本发明的三维人脸变化模拟方法，主要包括以下几个步骤。
[0105] 步骤1、构建三维颅面数据库。
[0106] 本步骤1中，采集多个活体人(活体样本）的颅面CT数据，并采用图像处理技术从 颅面CT数据中重构出人脸的三维颅骨模型和三维人脸模型，构建三维颅面数据库。该三维 颅面数据库中包括至少1个(多个)人脸样本，每个人脸样本