[发明专利]自动性别识别系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种识别系统及方法，特别涉及一种采用计算机采集、处理并分析图像的自动性别识别系统及方法。

背景技术

人脸蕴含着丰富的信息，我们不仅可以从人脸中得知人物的种族、年龄、性别和身份这些表层人脸信息，还可以从人脸的表情还有脸色估计这个人的心情和身体状况。这些对于我们人类来说，识别出这些信息可以说是轻而易举，但对于计算机来说却不是一件简单的事。性别识别是跨越了人工智能、计算机视觉、模式识别以及心理学等多个领域的综合性研究课题。

随着科学技术的高速发展，计算机在许多领域中都代替了人的角色，但是人脸性别识别在当今社会的应用还不是广泛，原因很大程度上受限于识别的准确性与稳定性。在人脸识别领域中，人脸身份识别，即识别出人脸以及人脸匹配，已经有了相当大的进展。对于性别识别研究相对于前者来说是起步较晚，技术还不够成熟，实时性有待提高，在采集到的人脸图像出现姿势、光照等多种不可控制的情况下，还是存在一定的误差。

如中国专利申请的申请号为CN200910013650.9的发明专利公开了一种视频监控中人体目标的检测与性别识别方法，根据采集到的图片数据库在HSV彩色空间建立前景皮肤和背景的直方图；利用贝叶斯分类器对输入频的每个像素点进行前景和背景的判决，进而分割出其中的人体皮肤区域利用人体肤色的生物特征在复合彩色空间（E，R/GH）下对前景皮肤和背景进行再次分割，以消除背景中肤色相近色物体的干扰，获得准确的人体目标；根据获得的人体目标中的人脸图像利用模式识别方法进行性别识别，会出现对人脸识别的偏差导致识别错误，同时当人脸的朝向不同对系统的识别结果会照成很大的偏差。

又如中国专利申请的申请号为CN201110223831.1的发明专利公开了一种融合人脸和指纹视觉信息的协同性别识别方法，基于词袋模型来表示图像特征，提出一种新的创建视觉词的监督方法，消除冗余的特征维数，加强了对性别分类有帮助的维度；提出改进的LDA模型，将分类间距最大化，来加强整个模型的识别能力；将人脸和指纹两种可视化形态的决策融合，分别训练模型，最终的决策通过最小化决策风险来得到。虽然比前者有更好的鲁棒性和区别能力，但并不适用于现实情境中会出现的所有状况，当情景有所变化时识别效果会有所偏差。

因此，特别需要一种自动性别识别系统及方法，以解决上述现有存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动性别识别系统及方法，针对现有技术的不足，能够准确地在多种不同的环境中准确检测与定位人脸，并且准确地进行性别识别。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一方面，本发明提供一种自动性别识别系统，其特征在于，它包括：

性别分类器训练模块，用于对人脸图像数据库进行训练，得到用于别分类的分类器；

图像获取模块，用于进行需要检测的图像的获取和采集；

人脸检测与定位模块，用于实现检测采集到的图像是否包含人脸并进行人脸的定位；

预处理模块，用于实现对人脸图像的标准化流程；

特征提取模块，用于对人脸图像进行特征提取，实现用特征数据来表征所检测的人脸；及

性别分类模块，用于对人脸图像进行性别分类；

所述图像获取模块、人脸检测与定位模块、预处理模块、特征提取模块和性别分类模块依次互相连接，所述性别分类模块与所述性别分类器训练模块互相连接。

在本发明的一个实施例中，所述特征提取模块包括Gabor小波变换模块、权值矩阵计算模块和PCA计算模块，所述Gabor小波变换模块、权值矩阵计算模块和PCA计算模块互相连接。

在本发明的一个实施例中，所述图像获取模块包括视频采集卡和摄像头；所述摄像头为普通CCD摄像头，所述摄像头面向对需要进行检测的区域。

另一方面，本发明提供了一种自动性别识别方法，其特征在于，它包括如下步骤：

（1）图像采集，通过图像获取模块采集包含人脸的视频；

（2）人脸定位及图像预处理，通过人脸检测与定位模块对采集到得视频数据信息进行人脸检测，对定位到的人脸的位置截取出来作为需要处的区域，通过预处理模块对该区域进行图像预处理流程，得到标准化的脸图像；

（3）人脸特征提取，通过特征提取模块对由上述步骤得到的标准化人脸图像进行特征提取，得到能描述该人脸的特征数据；

（4）基于监督式学习的性别识别，通过性别分类器训练模块使用经过训练得到的性别分类模块对得到的人脸特征数据进行分类，得到该人脸区域的性别识别结果。