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超窄带滤光片和人脸识别技术的共同应用

点击次数:311 发布时间:2019-07-08
   超窄带滤光片和人脸识别技术的共同应用
  人脸识别技术是对人的脸部特征信息进行识别,它是一种生物识别技术。用图像采集装置采集含有人脸的图像或视频流,并根据图像自动检测和跟踪人脸,并对人脸进行特征定位、提取,通过比对辨识达到识别不同人身份的目的。人脸识别的运算是非常巨大的,而初始图像质量的好坏以及算法优劣对识别效率有决定性的影响。针对人脸识别系统中的图像采集装置所用到的超窄带滤光片进行分析,可帮助使用者更好地了解窄带滤光片的作用和使用方法,以便正确选择窄带滤光片的技术指标。
  由于人脸识别的计算量很大,目前都是基于黑白灰度图像进行识别的。超窄带滤光片选择的注意事项:
  超窄带滤光片主要是用来隔离干扰光,透过信号光,充分突显有用信息,减小干扰信息,为后续的图像处理和识别奠定基础。在目前,人脸识别主要应用在各种场合的考勤和门禁系统。有的是安装在室内光线较暗的地方,有的是安装在较为明亮的地方。不同场合下,干扰光的强度是不同的,因此对窄带滤光片的要求也不同。
  选择窄带滤光片时要考虑到光能量的利用率,所以不能把窄带滤光片的带宽定得太窄,对于LED光源,15nm以下的带宽就不大合适。一方面因为太窄的带宽将LED很大一部分较强的信号光拒之门外,另一方面因为太窄的带宽使滤光片的有效使用角度变得很小,有可能导致所拍的图像中间亮边缘暗的现象。经过实践检验,发现将LED的发光强度可利用的门槛设在70%左右时,所拍摄的图像仍具有相当好的对比度,因此,窄带滤光片的带宽可以选在30nm左右。对抗干扰要求稍高的,可选择20nm带宽的。
  超窄带滤光片中心波长的确定:
  从理论上说,窄带滤光片与选用的LED中心波长重合。但是,这里有两个因素,一个是入射角度效应,另一个是LED本身的发热问题,这两个因素对窄带滤光片的中心波长选择会产生细微调整。首先来看角度效应,在实际摄像过程中,从人脸上反射过来的光到达滤光片总有一定的角度范围,比如在±10°以内,这样入射到滤光片的光线不但有0°的,也有0-10°之间的,当窄带滤光片在遇到带角度的光线入射时,窄带滤光片的中心波长将向短波方向移动。这两个影响因素促使我们在确定窄带滤光片的中心波长时,应该考虑到使用过程中的变动因素。所以,事先应将窄带滤光片的中心波长定在比LED的中心波长大5nm左右。这样,兼顾了0°-10°左右时的入射情况,同时,也考虑了温升导致LED中心波长上移的情况。
  超窄带滤光片厚度的选择:
  考虑到成本因素,目前人脸识别系统中用的CCD接收器以及对应的透镜组基本上是现成的,属通用型的,被广泛用在网络摄像头或手机摄像头上。而这种通用型的摄像头的调焦范围都比较小,如果在CCD前方放置一片滤光片,就会引入多余的光程差,使成像模糊,当这个光程差比较小时,通过微调焦距还能使图像清晰,但当滤光片的厚度较大时,引入的光程差也较大,通过微调焦距有可能调不过来,导致图像模糊。因此,很多人都将滤光片放置在CCD摄像头的镜头前方,而不是放在CCD传感器的前方,因为这样放置相当于滤光片没有干预成像光路。但是,放在镜头前方的滤光片尺寸大,安装不方便,又不美观,所以许多人都希望能把滤光片的面积变小,又能放置在CCD传感器前方,内置在摄像头内,既节约了滤光片的成本,又不影响外观。要想把滤光片置于摄像头之内,要求滤光片的厚度很薄,实践表明0.55mm或0.7mm厚的滤光片是合适的。
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