[发明专利]基于二维人脸图像的种族判断方法、装置、介质及设备

说明书

本发明公开了一种基于二维人脸图像的种族判断方法、装置、介质及设备，属于模式识别领域。该方法包括：使用人脸检测和关键点定位方法，获得人脸图像的关键点；将关键点对齐到指定的坐标位置，在对齐后的图像上，截取指定宽度和指定高度的图像，并进行归一化，得到脸部图像；将脸部图像输入卷积神经网络，提取脸部特征，并对所述脸部特征进行多元回归，得到黑色人种、白色人种和黄色人种的概率。本发明使用二维图像进行人种分类，结合深度学习方法，具有较高的准确率和较强的稳定性，同时输入数据获取较为方便，解决了三维图像获取困难，采集设备成本高的缺点。

技术领域

本发明涉及模式识别领域，特别是指一种基于二维人脸图像的种族判断方法、装置、计算机可读存储介质及设备。

背景技术

随着对深度学习研究的深入，人脸识别和人脸比对算法的精度不断地提高。但在一些实际应用场景中发现，使用某些数据库训练获得的深度模型，在黑色人种的人脸识别中会出现误识现象，出现该问题的主要原因是数据不同源。这里的数据不同源指的是训练的数据集和测试使用的数据集不同分布，举例说明，若使用黄皮肤的中国人数据来训练深度网络，使用黑色皮肤的人进行测试，就会出现数据不同源的问题，此时的算法性能将会较大程度的降低。

目前解决数据不同源的方法一是可以引入与测试样例同源的训练数据，使得算法在该数据分布上也具有较好的泛化性，但该操作需要较多的训练样本，并且训练样本之间需要较好的平衡。另一种方法是在使用人脸比对算法前对数据分布进行一个估计，简单来说是对人种进行一个简单的判断，如果测试的人种与训练数据中的人种不一致，就不采用机器比对而使用人工审核，或进行其他操作。所以人种判断对人脸识别或人脸比对算法的使用具有重要的意义。

目前，对种族的判断大体上可以分为基于肤色的方法和基于三维图像的方法。

(1)基于肤色的种族判断方法

基于肤色的种族判断方法指的是对人脸图像的肤色进行分析，进而判断该图像的人脸是偏黑色，偏白色或是偏黄色等。通过肤色判断种族的方法是一种基于图像处理的方法，该方法容易受到外界环境的干扰，尤其是光照的变化对肤色的判断影响较大。

所以，使用基于肤色的方法判断种族容易受到光照等外界环境的影响，鲁棒性较差。

(2)基于三维图像的种族判断方法

该方法是通过人脸的三维点云描述人脸信息，尤其是人脸器官的信息，根据不同人种的五官等特点进行种族识别。该步骤首先获取人脸点云，然后按照深度信息将获得的原始三维点云映射为深度图像，使用滤波器进行相应的噪声去除。然后根据获取的深度图像结合不同人种的特点进行特征编码描述或者分类。

基于三维图像的种族判断方法，首先需要3D图像采集设备等获取三维人脸点云图像，采集设备获取较难，造价较高，并且3D人脸模型较难获得。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于二维人脸图像的种族判断方法、装置、介质及设备，本发明使用二维图像进行人种分类，结合深度学习方法，具有较高的准确率和较强的稳定性，同时输入数据获取较为方便，解决了三维图像获取困难，采集设备成本高的缺点。

本发明提供技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种基于二维人脸图像的种族判断方法，所述方法包括：

使用人脸检测和关键点定位方法，获得人脸图像的关键点；

将关键点对齐到指定的坐标位置，在对齐后的图像上，截取指定宽度和指定高度的图像，并进行归一化，得到脸部图像；

将脸部图像输入卷积神经网络，提取脸部特征，并对所述脸部特征进行多元回归，得到黑色人种、白色人种和黄色人种的概率。