Trong sơ đồ trên chúng ta thấy các đầu vào của phần mềm là Mô hình sọ người 3D, CSDL tri thức, Hệ thống kim và Hệ thống ảnh mặt người. Dưới đây là giải thích về các thành phần này.
Mô hình sọ người 3D: Đây là sọ người đã được số hóa thành các mô hình hộp sọ 3D. Mô hình hộp sọ 3D này có thể có được từ sọ người thật bởi 2 cách. Cách thứ nhất là sử dụng máy Scan 3D tại phòng thí nghiệm (máy này rất đắt tiền). Bằng cách này chúng ta sẽ có được hộp sọ 3D số hóa chất lượng tốt. Tuy nhiên cách này ít khả thi vì phải đưa được hộp sọ đến phòng thí nghiệm. Điều này trên thực tế không thể thực hiện được vì nhiều lý do, đặc biệt là lý do tâm linh không thể mang riêng sọ của một người từ hiện trường đi nơi khác. Cách thứ hai là chụp ảnh tại hiện trường từ nhiều góc độ khác nhau và dùng kỹ thuật xử lý ảnh dựng lên mô hình 3D. Cách này thuận tiện cho việc xử lý hiện trường nhưng khó khăn về mặt công nghệ vì dựng mô hình 3D từ các ảnh 2D chưa đạt độ chính xác cao. Phần mềm “Sinh ảnh mặt người từ hộp sọ” Mô hình sọ người 3D (VRML, DICOM) Hệ thống Kim CSDL tri thức Mô hình mặt người hoàn chỉnh Hệ thống ảnh mặt người mẫu Kết luận, báo cáo Ảnh mặt người đã nhận dạng
CSDL tri thức: Đây là những tri thức thu thập được về giải phẫu mặt người Việt, các độ đo hộp sọ, kích thước độ dày mô mặt tại các điểm quan trọng, các đặc điểm nhân trắc vùng đầu mặt và mối tương quan giữa mô mềm với xương sọ mặt,.. phụ thuộc vào giới tính, độ tuổi. Trong số các tri thức trên thì quan trọng nhất là tri thức chuyên gia để xác định giới tính, độ tuổi và kích thước độ dày mô.
Hệ thống mô hình mặt người mẫu 3D: Để thuận tiện và rút ngắn thời gian khôi phục khuôn mặt người từ hộp sọ chúng tôi xây dựng sẵn một số mẫu mặt người Nam, Nữ chuẩn thuộc các độ tuổi 25-35, 35-45, 45-60. Sau khi nhờ tri thức chuyên gia qua hộp sọ xác định được giới tính và độ tuổi thì mặt người mẫu sẽ được chọn, và chương trình sẽ nắn chỉnh mặt mẫu này cho phù hợp với các điểm đầu kim.
Hệ thống kim: Đây là hệ thống các kim sẽ được đặt tại các vị trí (điểm) đặc trưng trên hộp sọ. Độ nghiêng, độ dài và vị trí của các kim có thể dễ dàng thay đổi do yêu cầu của người dùng.
Chương trình sinh mặt người từ hộp sọ sẽ thực hiện các chức năng chính sau đây:
1. Đọc mô hình sọ 3D
Chương trình cho phép người sử dụng đọc các mô hình sọ 3D vào chương trình, cho phép xoay, di chuyển mô hình hộp sọ 3D ở các vị trí và các góc độ khác nhau để quan sát và nghiên cứu. Chương trình hỗ trợ 2 định dạng file mô hình 3D là (*.BIN) và (*.OBJ).
2. Tạo bộ mô hình kim để tính độ dầy mô mềm cho da mặt
Chương trình hỗ trợ việc tạo mô hình kim tương ứng với hộp sọ, ngoài ra người sử dụng có thể tạo, chỉnh sửa các bộ kim để hỗ trợ việc tính độ dày mô mềm cho bề mặt. Chương trình cho phép người sử dụng tạo ra một bộ kim mới tương ứng với hộp sọ được đọc vào. Sau khi đã có bộ kim mẫu, chương trình cũng cho phép người sử dụng có thể chỉnh sửa thông tin kim (Xoay, di chuyển, thay đổi độ dài) và cắm từng kim lên bề mặt hộp sọ 3D.
3. Đo đạc trên sọ 3D để tính độ dài kim(bề dầy mô mềm tại điểm nhân trắc)
Chương trình cho phép người sử dụng có thể đo đạc các thông số, các vị trí trên sọ bằng cách xác định hai điểm đầu và cuối trên sọ. Từ
đó có thể tính được độ dày mô mềm tại điểm đang xét dựa vào độ tương quan giữa chỉ số đo sọ và chỉ số độ dày mô mềm tại điểm đó.
4. Đọc mô hình mặt mẫu 3D
Chương trình cho phép người sử dụng đọc các mô hình mặt mẫu 3D định dạng (*.BIN) và (*.OBJ).vào hệ thống, cho phép xoay, di chuyển mô hình mặt mẫu 3D ở các vị trí và các góc độ khác nhau để quan sát và nghiên cứu.
5. Nắn chỉnh mặt mẫu
Chương trình cho phép người sử dụng nắn chỉnh bề mặt mẫu khớp với mô hình kim và hộp sọ.
6. Tinh chỉnh mặt mẫu và nhận định.
Sau khi đã nắn chỉnh bề mặt mẫu về bề mặt của hộp sọ, chúng ta vẫn cần phải thực hiện các bước vi chỉnh như: chỉnh hình dạng cho các cơ quan, bộ phận đặc biệt như mồm, mũi, mắt v.v.. và vi chỉnh thêm các phần như tóc, lông mày v.v...
3.4. THỬ NGHIỆM
Trong thử nghiệm của luận văn, tôi đã tiến hành cài đặt thử nghiệm hai kỹ thuật cho phép nắn chỉnh và xây dựng lại khuôn mặt từ mặt mẫu. Bài toán thử nghiệm được mô tả như sau:
Đầu vào: Mặt mẫu, dữ liệu mô mềm gồm 39 điểm. Đầu ra: Mặt đối tượng sau khi nắn chỉnh.
Dữ liệu đầu vào cho hai thuật toán
Chuẩn dữ liệu sọ 3D của người cần phục dựng lại khuôn mặt