人臉識(shí)別濾光片技術(shù)
2019-09-04 12:48:34
隨首我國(guó)人工Ai智能的高潮迭起，讓人臉識(shí)別技術(shù)飛速發(fā)展。有關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到2020年，人臉識(shí)別的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到2000億，其中通關(guān)安防產(chǎn)品達(dá)到約700億，在線支付達(dá)到500億。
人臉識(shí)別技術(shù)
人臉識(shí)別技術(shù)是對(duì)人的臉部數(shù)字信息特征進(jìn)行生物識(shí)別的一種光學(xué)技術(shù)。其原理是利用掃描裝置采集含有人臉的圖像或視頻流，并對(duì)人臉部進(jìn)行特征提取、定位、通過比對(duì)達(dá)到識(shí)別不同人身份的目的。這整個(gè)過程的運(yùn)算是非常巨大的，采集圖像質(zhì)量的好壞以對(duì)識(shí)別效率有至關(guān)重要的影響。本文我們主要對(duì)人臉識(shí)別技術(shù)系統(tǒng)中所用到的窄帶濾光片產(chǎn)品加以解釋，以幫助人臉識(shí)別技術(shù)系統(tǒng)的開發(fā)者和使用者更好地了解其作用和使用方法，以便正確選擇窄帶濾光片的技術(shù)指標(biāo)。
人臉識(shí)別窄帶濾光片帶寬的確定
窄帶濾光片的帶寬要根據(jù)所處的環(huán)境及采用的光源共同決定，并不是說越窄越好，盡快越窄的價(jià)格越高，比如850nm的紅外LED其帶寬在50nm左右，選擇窄帶濾光片時(shí)要考慮到光能量的利用率，就不能把窄帶濾光片的帶寬定得太窄，對(duì)于LED光源，15nm以下的帶寬就不大合適。因?yàn)樘膸拰ED很大部分較強(qiáng)的信號(hào)光阻擋了，另一方面會(huì)使有效使用角度變小，導(dǎo)致所拍的圖像中間亮邊緣暗。經(jīng)過多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)將LED的光強(qiáng)度控制在70％左右，所拍到的圖像對(duì)比度還原性很好，如此換算下來，窄帶濾光片的帶寬可以選在30nm左右，而對(duì)抗干擾要求稍高的，可選擇20nm帶寬。從我公司客戶的反響，瑞誠(chéng)光電生產(chǎn)的850nm窄帶濾光片，一種是20nm帶寬的，另一種是30nm帶寬的，20nm帶寬選用的人比較多。
人臉識(shí)別窄帶濾光片中心波長(zhǎng)的確定
理論上，窄帶濾波片與LED的中心波長(zhǎng)最佳匹配。然而，我們前面提到的兩個(gè)因素，一個(gè)是入射角效應(yīng)，另一個(gè)是LED本身的加熱問題。這兩個(gè)因素促使我們?cè)诖_定窄帶濾波器的中心波長(zhǎng)時(shí)考慮窄帶濾波片的使用變化。因此，窄帶濾波片的中心波長(zhǎng)應(yīng)預(yù)先確定為比LED的中心波長(zhǎng)大5nm左右。這樣，就可以考慮0到10之間的入射角度問題。同時(shí)，還考慮了溫度升高導(dǎo)致LED中心波長(zhǎng)向上移動(dòng)的情況。
人臉識(shí)別窄帶濾光片截止范圍的確定
主要根據(jù)接收機(jī)本身的響應(yīng)范圍和接收機(jī)所在環(huán)境中干擾源的波長(zhǎng)范圍確定窄帶濾波片的截止范圍。一般的響應(yīng)范圍為400-1100nm。在面部識(shí)別的情況下，干擾源主要是散射或散射的陽光和周圍的人造光源，其跨越寬范圍的波長(zhǎng)，從紫外線到近紅外。結(jié)合這兩個(gè)原因，可以確定用于人臉識(shí)別的窄帶濾光片的截止范圍為400-1100納米。
人臉識(shí)別窄帶濾光片截止深度的確定
理論上，截止范圍內(nèi)透過率越低越好，但考慮到生產(chǎn)成本和實(shí)際需要，應(yīng)在合理的范圍內(nèi)選擇截止深度。在人臉識(shí)別系統(tǒng)中，當(dāng)窄帶濾光片的截止透過率小于1％時(shí)，可以清楚地反映干涉光的隔離效果。瑞誠(chéng)光電生產(chǎn)的用于人臉識(shí)別的窄帶濾光片的截止透過率小于0.5％，對(duì)于環(huán)境中干擾光強(qiáng)度特別高的應(yīng)用，我們還可以提供具有更高截止深度的窄帶濾光片，以滿足客戶的需求。
人臉識(shí)別窄帶濾光片峰值透過率的確定
一般認(rèn)為窄帶濾光片的峰值透過率越高越好，但在人臉識(shí)別應(yīng)用中，情況并不總是如此。當(dāng)人臉識(shí)別裝置處于陽光直射環(huán)境中時(shí)，干涉光的強(qiáng)度很大，與信號(hào)光波長(zhǎng)相同的干涉光也很強(qiáng)。這種干涉光不能通過窄帶濾波片消除。為了提高LED光的抗干擾能力，有必要進(jìn)一步提高LED光的入射強(qiáng)度，使信號(hào)光強(qiáng)比干涉光強(qiáng)幾倍以上。增加LED光源的強(qiáng)度相對(duì)比較簡(jiǎn)單，只要增加LED的數(shù)量，但當(dāng)LED光源的能量足夠強(qiáng)到一定值時(shí)，再加上與LED波長(zhǎng)相同的干涉光能量，CCD接收器的響應(yīng)很容易飽和，即使通過軟件減少曝光，也會(huì)使圖像失真嚴(yán)重。此時(shí)需要窄帶濾波片濾除截止區(qū)的干涉光，根據(jù)實(shí)際情況要求窄帶濾光片的峰值傳輸率為40％或60％或其他數(shù)值。
瑞誠(chéng)光電生產(chǎn)的人臉識(shí)別濾光片，利用全介質(zhì)硬膜鍍膜技術(shù)成功實(shí)現(xiàn)了在0.5mm以上的玻璃基片上鍍制窄帶濾光片，使之可以內(nèi)置于攝像頭里面，由于未采用吸收型的顏色玻璃作基底，所以濾光片的穩(wěn)定性好，不容易發(fā)霉發(fā)霧，適合于強(qiáng)光（太陽光）有干擾下工作；透過率高達(dá) 92％，儀器光衰減系數(shù)小，有效提升工作距離和光強(qiáng)度，彌補(bǔ)LED紅外燈的不穩(wěn)定；實(shí)際截止率高，垂直入射時(shí)在強(qiáng)紅外燈下無穿透現(xiàn)象，截止值可達(dá)OD5以上。
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