[发明专利]基于数字人脸图像的人类年龄自动估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用计算机对人类年龄进行自动估计的方法，特别涉及一种利用 人脸图像对人类年龄进行估计的方法。

背景技术

目前尚未发现利用计算机通过人脸图像对人类年龄进行自动估计的技术。但 存在一些利用数字人脸图像对人的身份进行识别的技术，如本发明申请人拥有的 另一项发明专利“基于选择性多本征空间集成的数字人脸图像识别方法”(专利 号ZL 2004 1 0041173.4)。数字人脸图像识别与本发明有着一定的联系，即都是 利用数字人脸图像寻求与图像中人物有关的有用信息。但是，二者解决的是完全 不同的问题，数字人脸图像识别目标是识别人的身份，而本发明是估计人的年龄。

年龄是人的重要属性，决定了人的行为、观念及应遵守的规则。人类年龄自 动估计技术使得智能系统根据用户的年龄提供相应服务成为可能。在我国社会人 口老龄化和越来越重视保护未成年人的大背景下，该项技术的应用显得尤为重要 与迫切，蕴含着极大的经济和社会效益。当前多数情况下采取的年龄估计或验证 方式要么依赖于人的主观估计如酒吧、网吧等场所拒绝未成年人入内，要么依赖 于相关证件如护照通关。这些方式固有的速度慢、花费高、不友好、不可靠、易 伪造等缺点可以通过自动年龄估系统的应用彻底改观。并且，原来很多年龄估计 和验证不易实施的地方也可以应用该项技术实现覆盖，比如可根据用户年龄自动 选择屏蔽某些有害信息的互联网浏览器，为不同年龄用户提供特色服务的自动服 务终端等。因此基于此项技术开发的相关产品将具有十分广阔的市场前景。另外， 在保护未成年人和关爱老年人等方面，该项技术的应用还具有良好的社会效益。 值得注意的是，本发明所涉及的人类年龄估计方法仅仅依赖于人脸图像，这与考 古学或法医学中研究的人类年龄估计方法有着根本不同。后者主要基于人死亡后 骨骼和牙齿的相关证据进行估计，这些证据无法进行不侵入人体的采集，所以很 难应用于日常生活中。与此不同，本发明通过人脸数字图像对人的年龄进行估计。 这种方式正如人们在日常生活中估计他人年龄的方式一样，方便快捷且不唐突。 因此，这种自动年龄估计技术能够直接应用于界面友好的智能系统中，使其具有 与人类似的年龄估计能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种让计算机以类似于人的方式，即观察人脸，对人类 年龄作出准确估计的自动化方法，该方法的估计精度可达到与人类似的水平。

本发明的技术方案为一种基于数字人脸图像的人类年龄自动估计方法，步骤 为：

第一步，通过数字图像输入设备获取用户面部的数字灰度图像即待估计人脸 图像；

第二步，待估计图像被分别放在年龄成长模式中所有可能的年龄上，提取待 估计人脸图像的特征向量并生成一组候选年龄成长模式向量，在每个候选年龄成 长模式向量中，仅一个年龄上有图像特征，其余部分全部为缺失值；

第三步，判断成长模式子空间是否训练好，如果否，则进入训练成长模式子 空间，如果是，则进入下一步；

第四步，根据训练好的成长模式子空间，将待估计人脸图像的所有候选年龄 成长模式向量投影到成长模式子空间中，再从投影向量重构出完整的候选年龄成 长模式向量；

第五步，如果待估计图像被放在了正确的年龄上，则重构出来的年龄成长模 式中对应年龄上的人脸图像与原图像非常相像，否则重构出来的人脸图像将出现 扭曲现象，通过比较重构图像与原图像之间的重构误差，也就是重构年龄成长模 式向量与原始的年龄成长模式向量之间的重构误差，找到重构误差最小的一个候 选年龄成长模式，即对待估计人脸图像来讲的最佳年龄成长模式；

第六步，待估计人脸图像在这个最佳候选年龄成长模式中的位置r即为对其 年龄的估计，并将其作为最终的结果输出。