Contribution à la reconstitution faciale en médecine légale : proposition d’une nouvelle méthode statistique

Contribution to the facial reconstruction in forensic medicine : proposition of a new statistical method

• Auteur / Autrice : Françoise Tilotta
• Direction : Jean-François Gaudy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences du sport
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Paris 11

Mots clés

Mots clés contrôlés

Reconstitution faciale

Mots clés libres

Identification

Segmentation

Statistique de surface

Base de données

Résumé

Grâce au développement de l'informatique et de l'imagerie médicale, de nouvelles approches ont été proposées afin de reconstituer un visage à partir d’un crâne sec et d’identifier un individu. La majorité de ces méthodes sont fondées sur une approche globale et traitent le visage dans son intégralité. Dans cette étude, nous choisissons d’explorer une approche locale et individuelle reposant sur la construction de maillage dense individuel et l’analyse de régions précises du visage. Dans un premier temps, nous constituons une base de données comprenant 47 scanners de tête entière réalisés sur des patients volontaires de sexe féminin, européens et âgés de 20 à 40 ans. Nous appliquons sur chacun de ces scanners un traitement mathématique comportant des étapes de segmentation et la construction de maillages. De plus, 39 points anatomiques sont localisés manuellement sur chaque maillage. Notre approche permet le calcul de géodésiques sur la surface maillée et l'extraction de morceaux de la surface osseuse qui sont délimités par les géodésiques et les points anatomiques (patch-os). La mise en correspondance des patches-os des différents individus de la base s’effectue par recalage et permet de déduire une notion de distance entre patches-os. Une notion d’épaisseur moyenne au-dessus d’un patch-os et une notion de surface moyenne de peau au-dessus du patch-os sont définies. Dans notre approche, chaque patch-os d’un crâne sec non identifié est habillé à l’aide de l’épaisseur ou de la surface moyenne calculée à partir des individus de la base de données dont le patch-os correspondant est proche en terme de distance après recalage.

In recent years, the development of IT and medical imaging has had a major impact on facial reconstruction. New strategies have been proposed to reconstitute the morphology of a face from the observation of a skull. Usually, these techniques are based either on few landmark measurements or on the use of templates associated to the face and the skull. In our work, we choose a local and individual approach based on the used of dense meshes associated to a large collection of landmarks directly extracted from CT-scans. Our method allows to reconstruct local features on the skull like the nose with a good accuracy. We first built a database with 47 CT-Scan using whole head performed on 47 volunteers European women aged from 20 to 40 years. Our image processing includes 1/ the segmentation of both skull and external skin surface for each slice; 2/ the construction of two 3D surfaces by meshing curves on successive slices. Then 39 landmarks are manually located on each skull mesh. Our image processing step allows to compute geodesics on the meshed surface and extract anatomically identified feature from the bone surface (bone patch). Using registration techniques it is possible to construct a distance between individual features on the skull (bone patch) and to compute average of the corresponding skin features. We have derived two approaches to compute such average of skin features : one is based on the extraction of skin thickness, the second is based on the extraction of the external skin surface.