[发明专利]基于法医素描的人脸识别方法

说明书

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，特别涉及一种人脸图像识别，可用于犯罪嫌疑人身份识别。 

背景技术

人脸识别是刑侦破案中一种有效的身份认证技术。通常情况下，嫌疑犯的照片是很难获取的，但是根据受害人或目击证人的描述，由法医绘制出嫌疑犯的素描图像，然后将法医素描图像在警方的人脸数据库中进行检索和识别，确定嫌疑犯的身份。由于受害人或目击证人在回忆和描述嫌疑犯的样貌时会存在错误，法医在绘制素描图像时也会受到自身绘画习惯的影响，这些都将导致法医素描图像与嫌疑犯的真实照片之间存在差异。此外，由于法医素描图像和嫌疑犯照片的生成机制不同，信息表达方式不一样，直接在法医素描图像和嫌疑犯照片之间进行识别比较困难，因此需要将法医素描图像和嫌疑犯照片转变到相同的表示空间下，进而再采用一般的人脸识别方法进行识别。 

目前，通过法医素描图像和嫌疑犯照片进行人脸识别的方法主要分为两类： 

一是基于画像-照片生成的方法，这种方法是将法医素描图像转变成照片，或者将嫌疑犯的照片转变成素描图像，然后进行一般的人脸识别。高新波等人申请的专利技术“基于稀疏表示的画像-照片生成方法”(申请号：201010289330.9申请日：2010-09-24申请公布号：CN101958000A)中公开了一种基于稀疏表示的人脸画像-照片生成方法。该方法首先采用已有方法生成合成画像或者合成照片的初始估计，然后利用稀疏表示的方法生成图像的细节信息，最后将初始估计和细节信息进行融合。该方法存在的不足之处是，进行画像-照片生成的过程忽略了相邻位置图像块之间的关系，在将法医素描图像转变成合成照片后，合成照片与嫌疑犯的照片之间仍存在较大的背景和光照差异，导致识别结果较差。 

二是基于特征表示的直接识别方法，这种方法是将法医素描图像和嫌疑犯的照片分别利用特征进行表示，然后通过衡量特征之间的距离进行识别。B.Klare 等人在文献“B.Klare,Z.Li,and A.K.Jain.Matching Forensic Sketches to Mugshot Photos.IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence,33(3):639-646,Mar2011”中提出了一种基于特征编码的方法，利用SIFT和MLBP特征对法医素描图像和嫌疑犯的照片进行编码，然后采用基于局部特征的判别分析法进行识别。该方法存在的不足之处是，直接在法医素描图像和嫌疑犯的照片上提取特征进行识别，容易受到图像不同背景和不同光照的干扰，导致识别率低。 

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有方法的不足，提出一种基于法医素描的人脸识别方法，以减小基于法医素描图像生成的伪照片与嫌疑犯照片之间的背景和光照差异，提高人脸识别的识别率。 

实现本发明目的的技术方案包括如下步骤： 

(1)将训练画像数据库中的画像-照片对集划分为训练画像样本集和训练照片样本集，将法医素描数据库中的法医素描-嫌疑犯照片对集划分为法医素描测试样本集和嫌疑犯照片测试样本集，且法医素描测试样本集与嫌疑犯照片测试样本集中的样本个数相同，均表示为N； 

(2)选取法医素描测试样本集中的第i张法医素描测试样本S_i，利用人脸画像-照片生成方法，生成对应的伪照片Sp_i，得到N张伪照片组成法医素描测试伪照片集，用D_s表示；选取嫌疑犯照片测试样本集中的第i张嫌疑犯照片测试样本P_i，利用人脸画像-照片生成方法，在生成过程中将训练画像样本集替换为训练照片样本集，生成对应的伪照片Pp_i，得到N张伪照片组成嫌疑犯照片测试伪照片集，用D_p表示； 

(3)选取法医素描测试伪照片集D_s中的第i张伪照片Sp_i，利用人脸识别方法，逐个与嫌疑犯照片测试伪照片集D_p中的伪照片进行人脸比对，若比对到的伪照片为Pp_i，表示识别正确； 

(4)重复步骤(3)，直至处理完法医素描测试伪照片集D_s中的所有伪照片，统计识别正确的次数为n，得出识别率r： 

r＝n/N。