第五章  颅像重合技术
第一节  颅像重合概述
一、概念
颅像重合是用无名尸骨的颅骨与失踪嫌疑人的生前照片，通过影象重合的方法对颅骨进行个人识别和身缘源鉴定。颅像重合，就是根据人的生理解剖学特点和摄影透视学变化规律，按照一定的照相技术要求和方法，使颅骨照片的透视角度和相对尺寸与送检照片的相一致，检验其特征点位是否与送检照片上人像的特征点位重合。如果两者均满足重合一致的条件，则可认为人像与颅骨来自同一身源；如果特征点位不重合，则说明两者不是来自同一身源。
与指纹和牙齿检验一样，颅像重合法的检验鉴定在法庭科学实践中亦具有直接判定个体的功能，是法医人类学发展进程中的一项重要技术手段，此方法在DNA在没有应用于个人识别和身源鉴定之前，对碎尸案、白骨案以及各种情况下发生的无名尸体案件的侦查、起诉中具有独特的身源鉴定作用。今天，在一些特定的案件侦查中仍然能发挥作用。
二、颅像重合法的历史
应用颅像重合法对无名尸骨进行个人识别和身源鉴定，迄今为止已有180多年的历史。
（一）照相重合法
第一个成功的颅像重合鉴定是格拉耶斯塔和布拉苏于1935年在著名的拉格斯通案件的身源鉴定中创立的照相重合法。当时他们仅用一台老式的木制照相机把汇聚在成像屏上的两个无名颅骨分别与两个失踪人----拉格斯通夫人及其女仆罗杰·马丽的肖像的负片重合在一起，使鉴定获得了成功。
1935年9月29日在英国苏格兰的玛法特一爱德贝尔格公路桥下的Gardenholme峡谷河床上发现部分人体残骸，几天内又在峡谷内发现部分残骸，经对尸块组合后推断为两具女性尸骸。经警方侦查发现兰卡斯特尔的拉格斯通医生的夫人及其女佣人马丽罗杰森姑娘于1935年9月15日失踪，将其失踪前的照片与现场发现的两个头颅骨照相重合，认为一号尸骸的头颅骨与罗杰森姑娘两张不同位置人像轮廓吻合一致。而拉格斯通夫人的不同位置的人像与二号尸骸颅骨轮廓吻合一致，见图5-2。又经一号尸骸左脚铸件与马利罗杰森姑娘失踪前左脚所穿的鞋配合一致，二号尸骸左脚铸件与拉格斯通夫人失踪前左脚所穿的鞋配合一致。一号、二号尸体的肢解都是用刀作的关节离断术，很少伤及关节面，肢解手术相当熟练,表明作案人具有医学和解剖学知识。所以认定一号、二号尸体分别为罗杰森姑娘和拉格斯通夫人，两人可能被拉格斯通医生所谋杀，因而拉格斯通医生被逮捕。经搜查，在他家的浴池内，楼梯的横档及扶手上，楼梯的地毯上，拉格斯通医生的衣服上找到了血迹，在下水道中找到了人体的组织碎块，因此，拉格斯通医生被判犯有谋杀罪，处以绞刑。                                  
图5-1被害人Ruxton 夫人颅像重合照片
格拉耶斯塔和J·C布拉西早期建立的颅像重合法：即当得到死者的生前照片后，首先要确定其摄影的方法和距离，其次将所发现的头颅骨亦按前记的摄影方位和距离进行拍摄，以此与其本人照片的负片重叠，在同一张印相纸上印相，两者如达到一致时即可认为是同一人。
50年代前苏联进行尝试。将失踪人的照片翻拍成几张不同密度9*12cm照片，用墨水在人像的脸部标出轮廓，然后制成幻灯玻璃板，贴在照相机成像屏上。
把颅骨装在照相机前方可任意调节支架  上，鉴定 者在助手的配合下观察骨面的重合情况，直到颅骨投影重合与照片相一致。
同时拍出几张不同密度的颅骨负片，并选出一张密度合适的人像负片粘合在一起。
1959年，德国格林纳尔制作了光具座，长3cm，一端安装颅骨，一端装有瞄准孔。通过三条橡皮绳调整颅骨的角度，然后在瞄准孔的位置上装上小型照相机，拍下颅骨负片，并放至与人像相同尺寸，供校验之用。见图5-3。

图5-3  德国格林纳尔制作的光具座
1964年，日本石桥宏将 3m长光座，改为1.5m并加上连续拍照装置。
1977年，苏联D.B.菲力浦丘克设计了一种二重投影光学装置，该装置使同时可将被检验颅骨与失踪人照片同时汇聚到成像屏比较，并可一次拍照颅骨像，使操作程序大大降低，对提高重合质量和工作效力很有意义。
1981年，USA罗伯特设计一套重合装置。将被检人照片的颅骨上的参照点为标准翻拍成1：1放大照片，再将放大照片制成透明软片，然后将透明片放在X线观片灯上。使用一台中型照相机，标准镜头，被检颅骨放在照相机前一个带有活动云台的三脚架上，可以把颅骨与人像调到合适相同角度。把装有透明片灯箱与照相机之间的距离调至与颅骨摄影物距相等，当调整到颅骨像和人像两者达到最佳的重合状态为止。
1982年，中国铁岭213研究所，研究一整套理论，而且定性比地提出了角度和拍照距离的解决，从而使颅像重合推向高峰，确定了“定向反射法”颅骨重合的最基本方法。 
（二）视频图象技术的研究与进展
1976年理查德.海尔默采用两台电视摄象机、一台视频信号混合器、一台监视器、一台照相机进行图象重合实验，两台电视摄象机分别摄取失踪人照片和颅骨的图象信号，通过视频信号混合器将同步信号传送到监视器上，显示出照片和颅骨的重合像。见图5-4。
通过外缘轮廓、软组织厚度以及可参照比较部位上的解剖关系进行观察，判定照片和颅骨是否为同一人。

图5-4  查德.海尔默设计的重合照相装置
1983年罗伯特提出了在他设计的照相重合法中，可以利用一台视频摄象机取代照相机比用两台摄象机具有某些优越性。
 
图5-5 罗伯特设计的重合照相装置
1985年，海尔默再次改进的运用视频技术进行颅像重合对原德国纳粹门格尔的尸骨作了身源鉴定。
1985年，印度赛克哈兰把经过改进的视频图象重合检验装置命名为“电子颅骨鉴别仪” 减少观察比较的时间，还可以减少判断误差，提高精度从1984年曾使用这种方法为140 例无名尸骨作过成功的鉴定。
1988年，日本赖田秀茂和吉野峰生研制出一种既能进行视频重合观察检验又能进行照相重合的检验装置。见图5-6。
 
图5-6 赖田秀茂和吉野峰生研制的重合照相装置
1985年通过设计在TLGA-1颅骨身源鉴定仪上的一部LBC-1100微型电脑实现的。研究编制成一套专门用于颅像重合法鉴定的软件系统。见图5-7。

图5-7  TLGA-1颅骨身源鉴定仪
（四）电子计算机技术在颅像重合法中的应用
1986年意大利V.佩斯.德菲诺等人试图用计算机对图象进行处理找出一个直接进行数字鉴定的新标准。

图5-8  意大利V.佩斯.德菲诺等人设计装置
日本的宫坂一、吉野、今泉、獭田等人1993年通报了一种应用计算机进行面像复原的数据库系统。该系统由CCD摄像机，将颅骨的图像信息输入到计算机内进行数字化处理，并按照人像头面部解剖关系生成框架组织，以便在数字化颅骨上重建生前相貌。
三、 颅像重合的适用范围
1.对无名尸体、白骨案、碎尸案的身源鉴定。
2.对重大灾害事故的尸体进行同一认定。
3.鉴定已知失踪人或被害嫌疑人与发现的颅骨是否为同一人。
第二节  颅像重合的理论基础
一、颅骨是颜面的母体，颜面形态特征是由颅骨的形态所决定的

图5-9  颅骨与颜面
颅骨是骨骼的基础，根据他形成了头部的可见表面，颜面的轮廓、 形态及眼、鼻、口、颌的各部特征都是由颅骨的结构和形态决定的，见图5-10。

图5-10  面部轮廓、 形态
梨状孔的形态决定了鼻部的特征 ，如图5-11所示。

图5-11  梨状孔与鼻部特征
二、颅骨的个性与共性
颅骨具有区别异同的显著特征。在自然界里没有也不可能有两个同样的生物，物体的形态构成，越复杂其个性表现的就越明显，人的头部、面部在这方面的特性尤为显著。
无论在生物学、解剖学、和形态学上都证明了人类颅骨即有个性又有共性。因此人类学家才能从一块化石上推导和描绘出古猿人的相貌，雕塑家才能依照颌面解剖学的指标，在一个无名颅骨上填塑出该人的相貌。
在一张人头的面部照片之中，同时包含了颅骨的结构特征。以及颅骨与颜面软组织的联系和在外部形态上的许多特性，从而为应用颅像重合鉴定提供了人类学和解剖学的基础。见图5-12。

图5-12  颅骨与颜面软组织
第三节  颅像重合鉴定指标
人类的颅骨与颜面即有很高的相似性又有显著的排他性，因此为确定颅像重合鉴定指标提供了物质基础。利用相似性建立共同的标准又可以利用排他性进行个体鉴别。
一、面部标志点、线的名称及部位
颅像重合以法医人类学理论为基础，采用照相比对的方法，将无名颅骨与可疑失踪人的头像照片进行比对，以确定颅骨身源的专门技术。具体做法是按照样本照片的拍摄角度对颅骨进行拍照，再将颅骨像和样本照片重合到一起，判断各特征点、线、组织等是否符合重合要求，进而对颅像做出同一认定结论，以确定颅骨的身份。
人像与颅骨的标志点的位置和名称见图5-13,表5-1：

图5-13  人像与颅骨的标志点的位置和名称

表5-1  人像与颅骨的标志点的部位

人像与颅骨的标志线的位置和名称如图5-14所示：

图5-14  人像与颅骨的标志线的位置和名称
表5-2是人像与颅骨像标志线的对应关系：

表中的“轮廓曲线”指人像软组织轮廓曲线，包含头穹隆曲线、颧曲线、下颌角曲线、下颌曲线、颌曲线、眉弓曲线、鼻背曲线等。“相应各部位形态”指与轮廓曲线相对应的颅骨弯曲形态。
二、颅像重合鉴定指标
我国颅像重合鉴定指标确定有兰玉文领导的研究小组通过实验确定，结论： 同人种、同民族、同性别的人颜面结构及形态具有某些相对的一致性，可以在同一范围内建立起共同的检验鉴定标准。
以汉族成年男性为例，应用X线颅面标定摄影法，对100例汉族成年男性已知身源的颅骨及其不同偏转角度的生前照片，10例汉族成年男性颅骨和700例非同一人的免冠照片，12例未知身源的男性颅骨和126张成年男性受试者头部照片的重合结果进行观察分析与测量，研究确立了四项36个指标，作为中国汉族成年男性颅像重合鉴定标准。见表7-3，表7-4。
说明：表5-3和表5-4按人像偏转角度分为8组：1（0°~5°），2（6°~15°），3（16°~25°），4（40°~60°），5（70°~80°），6（90°），7（仰10°），8（俯10°）。

（一）标志线重合指标
人像标志线中，除正中线在正位像要求完全重合外，其余七条线均要求两者基本一致，或关系协调，误差不超过上述有关标志点的变异范围。
（二）标志点重合指标（如表所示）
表中各种指数的设立是为了准确判断人像与颅骨像标志点线间的关系。指数可通过以下公式获得：

表中内眼点指数与外眼点指数，说明内外眼点垂直方向的相对位置；内眼点间距指数，说明其水平方向的相对位置。表中结果说明，内、外眼点指数，内眼点间距指数，口角线指数，尖牙点与内眼点垂线距离，均属恒定指标，不因偏转角度及仰俯方位而改变。其余均属可变指数，其中眉间点与眉心点距眶上缘切线，鼻下点距梨状孔下缘切线，随仰俯角度而改变；外眼点距眶外缘切线，口角点相当牙齿位置数，随水平偏转角度而改变；耳屏中点与骨性耳孔的关系仅在40°以后偏转位开始表现明显，一直至90°时，则完全位于骨性耳孔中。
（三）轮廓曲线
轮廓曲线与角度的关系见表7-5。
表7-5  轮廓曲线与角度的关系

从表中看出头穹隆线与下颌曲线是恒定曲线，在任何方位与角度下均能看到，是最重要的两条曲线。颧曲线、下颌角曲线是在正位或偏转角度不大时及仰俯位可供观察的曲线。而额、眉弓、鼻背曲线则是只供侧位人像观察的三条重要曲线。根据100例观察结果，其形态完全一致。
（四）头部软组织厚度
软组织厚度指颜面相应部位的软组织与颅骨像外缘之间的重合投影平面距离。见表7-5。
表7-5  软组织厚度                                           单位：mm

（五）同一认定的标准
前提条件：①人像清晰。②骨像与人像角度尽量一致，误差不超过±3°。
认定标准：就疑似颅骨与人头照片拍出原大重合照片，复查眉心线、正中线、颏下线、外眼点线、鼻下线、口角线内眼点垂线、轮廓曲线八种线重合情况。各标志点与软组织厚度的测量值是否在正常范围内。如果全部一致，即予认定。如有一项指标不符，应查出可能原因，重新拍照，进行复查，两项指标以上不符即予排除。
第五节  颅像重合需要解决的问题
一、颅像重合摄影距离
确定人像照片的拍摄距离和颅像拍摄的距离主要也有两种方法。一种是由格林纳尔提出的，他根据点位深度差的假定值推出颅骨像的重合摄影最佳距离为3米，可使在1.75米以远拍摄的人像达到正确重合。我国兰玉文提出相对平行区的理论概念，并据此确定了颅骨像摄影的最佳距离为1米，可以使前至0.75米后至3米拍摄的照片实现正面重合,从而突破了格林纳尔的局限。
所谓相对平行区。 0.7—3.0M或更远的距离摄影，头面部存在一个相对不变的 区域，这个部分是由发际点、眶结节、口角点与颌下点连线 构成的平面，它垂直于镜头主轴。我们把这个在一定范围内，不依摄影距离而变化的区域叫做相对平行区。
所谓变异区。除相对平行区外的成像部分，是随摄影距离增加而成像尺寸发生变化的部分，即头面变化与这些部位的变化有关。

二、确定人像照片的拍摄角度
能否正确确定颅骨像的拍摄角度是决定颅像重合照相的关键。要确定颅骨像的拍摄角度，须以确定出被检人像照片的拍摄角度为前提。
人像照片的拍摄角度用水平偏转角度和仰俯角度来测量人像的偏转角度。这种方法是我国的兰玉文在广泛研究的基础上得出的。应用这两个指数可以不必考虑照片幅面大小的问题。
人像照片的拍照角度可以用水平偏转角和仰俯角来描述。统计结果表明：
水平偏转角=91.33-89.09X
仰俯角=94.54-98.70Y
其中，X即为水平偏转指数，是人像照片上两外眼点到中心线的两个线段之比，即

如图7-11所示，X=a/b。
Y即为仰俯指数，是人像照片上眉心点至鼻下点线段长度与鼻下点至颌下点线段长度之比，即
，Y=c/d。
三、恢复人头原大
重合鉴定指标中的数据是以人头原大或1/2大小为标准的，因此在重合过程中，将受检人像恢复到人头原大或1/2大小，才能与颅骨像进行重合比对测量，其鉴定指标才有意义。为此，恢复照片原大将具有十分重要的意义。
研究发现，外眼点间线段原大距离与水平偏转角度有一一对应的关系，而水平偏转角度可以通过人像照片上的水平偏转指数来确定，而不受照片尺寸大小的影响，因此通过水平偏转指数（或角度），可知外眼点间线段原大，在处理受检照片时，只要将此值达到要求，即可将送检人像恢复原大。

第六节  颅像重合鉴定方法
一、 无名颅骨与失踪人照片
无名颅骨是指由于刑事侦查和司法审判、事故处理和科学研究的需要，提出对其身源进行鉴别的死者颅骨。
失踪人照片是指，在调查活动中获取的与待检颅骨身份有某种联系的失踪者的面部清晰的肖像照片。有以下几种：
一是在地理环境上与待检颅骨有联系的失踪人照片。如失踪者与发现颅骨的第一现场在同一城镇或村子。
二是在失踪时间上与待检颅骨有某种联系。经法医检验确定某人是在现场颅骨被害前失踪的，并且时间相近。
三是在因果关系上的联系。即怀疑现场被害颅骨可能与在此地出差、旅游、探亲访友的某人有关系的失踪人照片。
四是形态特征上与待检颅骨有联系。即从寻人启示或通缉、通报中发现与待检颅骨死者衣着、形态或体貌特征有相近之处的失踪人照片。
照片质量要求影像实。轮廓完整，与背景的界线明显，否则不能进行重合检验；五官各部位的影纹层次清楚可辨，以能正确看清标志点的作线位置为标准，应是正常造型下拍摄的正面或侧面半身像、头像，用超广角等特种镜头拍摄的照片或夸张过大和有意歪曲的照片，不能用于检验。
二、作出基础线和重合摄影审定线
用墨水在人像两侧外眼点上划一条水平线，称水平基线，用于标定眼与眶的水平位置。通过眉间点至颌下点划出一条垂直于水平基线的中线在，在中线两侧由内眼点划出两条平行于中线的内眼点垂线，同中线一起用以固定拍照颅骨像水平偏转角度的坐标和尖牙点的检验位置。然后分别在人像两侧的眉心点、鼻下点、口角点、下颌点做出四条平行于基线的横向直线用于重合检验时标定颅骨上相应点的重合关系。见图5-17。

图5-17  基础线和重合摄影审定线
三、确定人像的偏转角度和俯仰角度
测出两侧外眼点距中线的长度，眉间点至鼻下点及鼻下点至颌下点长度，计算出偏转及仰俯指数，代入方程计算出照片的偏转角度和仰俯角度。
四、恢复人像原物大
测量双外眼点间距，运用恢复人头原物大曲线，恢复人头原物大。按比例放大人像。
五、鉴定
用加碱煮沸法清洗颅骨，除去污垢后使之光滑清洁，解剖部位清晰。
恢复颅骨的完整性，缺失的部分用可塑性物质填补。
正确固定下颌骨，在闭口颌位时，可在下颌关节处加上2毫米厚的软垫，使上、下牙齿处于咬合状态。
用墨汁在两侧眶结节点、鼻下点、尖牙点、颌下点上作出重合标志点。
对眶结节间距、眉间点至鼻下点、鼻下点到颌下，在照片上做出八条标志线，测量计算人像的偏转角度和仰俯角度。

图5-18  输入颅骨像
在TLGA-1颅骨身源鉴定仪上输入颅骨像。根据人像的摄影角度，调整颅骨像的角度使两者达到一致，如图5-18所示。
垂直切割观察人像和颅骨像的重合情况，水平切割观察人像和颅骨像的重合情况，见图5-20。

图5-20  切割观察人像
判定重合结果。全部重合为同一人；有一至两项不重合为相似；三项不重合判为非同一人。