本发明实施例公开了一种基于深度学习的人脸微表情识别系统，包括对输入图像进行人脸微表情识别、且包括特征特征提取模块和图像识别模块的深度网络模型。特征提取模块用于提取图像识别特征，包括深度特征提取子模块和判别性特征提取子模块；深度特征提取子模块依次包括第一卷积层及多个空洞卷积模块；空洞卷积模块用于对第一卷积层输出的卷积结果进行数据处理并输出深度特征；判别性特征提取子模块用于利用基于判别性区域提议网络得到的多个判别性区域对深度特征进行裁剪，并将裁剪后的特征进行特征放大，以作为图像识别特征。图像识别模块对图像识别特征进行微表情识别并输出识别结果。本申请可高效、快速、准确地实现人脸微表情的识别。