本发明公开了一种基于多子空间嵌入的头部姿态估计方法及系统,用于估计原始脸部图像的头部姿态,包括偏航角、俯仰角和滚转角,所述的方法包括HOG(Histogram of Oriented Gradient,方向梯度直方图)特征提取,GDCV(Generalized Discriminative Common Vectors,广义判别共同向量)特征降维,头部姿态欧拉角度多元回归三个阶段。第一阶段,对输入的人脸图像提取HOG特征。第二阶段使用广义判别共同向量方法对特征进行降维处理。第三阶段对头部姿态欧拉角度进行多元回归,这部分分为两个步骤分别是B样条拟和和多元线性回归。本发明减少了在头部姿态估计的过程中,非约束环境中的复杂背景、明暗、遮挡、大角度等难点的影响。