[发明专利]一种基于人脸图像的年龄识别方法

权利要求书

1.一种通过人脸图像识别年龄的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：提取样本库中每个样本的适用于年龄识别的人脸图像中的人脸特征，所述人脸特征包括：纹理特征、亮度特征和颜色特征；并分别生成纹理特征、亮度特征和颜色特征的三个训练样本特征矩阵；

采用多尺度积技术提取所述纹理特征，具体如下：

定义一个多尺度匹配滤波器g_i：

其中，i表示不同尺度，x表示纹理提取的方向的滤波器窗口坐标值，y表示纹理提取方向的垂直方向的滤波器窗口坐标值，σ_i表示不同尺度滤波器的均方差，表示不同尺度滤波器的均值，L_i表示不同尺度滤波的平滑参数，所述多尺度匹配滤波器在x轴提取纹理，在y轴进行平滑；

对所述多尺度匹配滤波器进行旋转，如下：

其中，φ表示旋转角度；是旋转后的多尺度滤波器；

所述多尺度匹配滤波器在某个尺度下对原始图像f(x,y)的响应R_i(x,y)表示为：

其中，*表示卷积；

所述多尺度匹配滤波器的多尺度积P_i,j定义：

P_i,j(x,y)＝R_i(x,y)·R_j(x,y)

其中，(i,j)表示两个相邻的尺度；

一幅图像的年龄纹理特征F_t由下式定义：

F_t＝H(max(P_i,j(x,y),i∈[1:3],j∈[1:3]))

其中，H表示直方图操作；P是原始图像不同尺度滤波器相邻尺度的两个积图像，max对两幅积图像逐点取最大值从而得到一副最大值图像；

提取颜色特征：一幅图像的颜色特征F_c由下式定义，

F_c＝[H(f_r(x,y)) H(f_g(x,y)) H(f_b(x,y))]

其中，(r,g,b)代表不同的颜色通道；f_r、f_g、f_b表示原始图像3个通道对应的图像，H表示直方图操作从而得到3个通道图像的直方图，三个H之间进行串接，从而构成一个高维向量；

提取亮度特征：一幅图像的亮度特征F_l由下式定义，

F_l＝[mean(f_r(x,y)) mean(f_g(x,y)) mean(f_b(x,y))]

其中，mean表示均值；三个mean之间进行串接，从而构成一个高维向量；

基于所述纹理特征、所述颜色特征、所述亮度特征的训练矩阵A_t、A_c、A_l分别由下式定义：

其中，m_t、m_c、m_l分别表示纹理特征向量、颜色特征向量、亮度特征向量的维数,n表示训练样本个数，k表示样本共分为k类，IR表示实数域；

S2：基于三个训练样本特征矩阵，引入一个年龄段参数，通过调整年龄段参数得到测试样本在可容忍误差范围内的稀疏表达，所述年龄段参数用来标记一个可调的区间，把某几个相邻的年龄归为一类，所述年龄段参数段内的训练样本通过相邻年龄参数段内的训练样本进行补充；

S3：在稀疏表达的基础上，利用多特征融合最终确定测试样本的人脸图像对应的年龄。

2.如权利要求1所述的一种通过人脸图像识别年龄的方法，其特征在于，所述步骤S2中还包括基于所述三个训练样本特征矩阵和映射表达测试样本的年龄估计值，所述映射为所述稀疏表达的系数和所述年龄段参数之间的映射；通过使测试样本的年龄真实值和所述测试样本的年龄估计值之间的残差最小，确定所述可容忍误差范围内的稀疏表达。

3.如权利要求1所述的一种通过人脸图像识别年龄的方法，其特征在于，所述步骤S2中的年龄段参数所表征的年龄段为总共年龄数平均分配或不平均分配。