CN106778600A - 基于均匀光源的人脸识别装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种均匀光源的人脸识别装置。包括数据处理器(1)、用于釆集人脸图像并传输给所述数据处理器(1)进行图像处理的成像装置(2)，还包括将人脸成像在所述成像装置(2)上的光学系统(3)，其特征在于，所述光学系统(3)包括摄像镜头(4)以及设置在摄像镜头(4)旁或周围的均匀光源产生装置(5)，所述均匀光源产生装置(5)包括发光器件(6)、将发光器件(6)产生的光通过折射、绕射或反射出去形成间接均匀光源的均匀光源装置(7)。本发明由于釆用了均匀光源装置，使得照射到人脸部的光线更加均匀，成像效果好，有助于提高识别质量和处理速度，对人眼睛不会带来刺激，提高识别过程中的舒适度。

Description

基于均匀光源的人脸识别装置

技术领域

本发明涉及身份识别系统，更具体地说，涉及一种采用均匀光源的人脸识别系统。

背景技术

作为一种生物特征识别技术，人脸识别技术广泛应用于身份识别，例如应用于门禁、考勤、监控等系统中。

目前的人脸识别系统通常都采用红外或可见光源，其发出的光直接照射人脸，从人脸反射进入红外镜头再传送到红外图像传感器。采用这种直射式光源的人脸识别系统存在一个缺陷，由于光源为点光源且直射，照到脸部的光线不均匀，影响成像效果，从而对身份识别产生不良影响，并且会对人眼睛带来刺激，产生识别过程中的不舒适。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术人脸识别系统存在的上述光线不均匀、成像效果差、对人眼有刺激的缺陷，提供一种采用均匀光源的人脸识别系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于均匀光源的人脸识别装置，包括数据处理器、用于采集人脸图像并传输给所述数据处理器进行图像处理的成像装置，还包括将人脸成像在所述成像装置上的光学系统，所述光学系统包括摄像镜头以及设置在镜头旁或周围的均匀光源装置，所述均匀光源装置包括发光器件、将发光器件产生的光通过折射、绕射或反射出去形成间接均匀光源的均匀光源产生装置。

在本发明的基于均匀光源的人脸识别装置中，所述发光器件包括红外发光器件或蓝光发光器件或紫外发光器件。

在本发明的基于均匀光源的人脸识别装置中，所述发光器件和所述均匀光源产生装置安装在一个空腔内，其中，所述发光器件安装在空腔的任意侧，所述均匀光源产生装置构成空腔的底板，所述均匀光源装置还包括可透射与所述发光器件所发射光波的光谱相匹配的光波的均匀光源面板。

在本发明的基于均匀光源的人脸识别装置中，所述均匀光源装置有多个。

在本发明的基于均匀光源的人脸识别装置中，还包括用于检测环境光的传感器及与其相连的控制电路，用于根据环境光条件决定启用所述均匀光源装置中的一个或几个。

在本发明的基于均匀光源的人脸识别装置中，所述镜头包括普通摄像镜头和设置在其前面的与所述发光器件所发射光波的光谱相匹配的滤光片，所述滤光片为带通型或截止型的滤光片，其通带带宽与发光器件发射的光波的带宽相匹配。

在本发明的基于均匀光源的人脸识别装置中，所述摄像机镜头包括普通摄像镜头和镀在其上的与所述发光器件所发射光波的光谱相匹配的滤光膜，所述红外滤光膜为带通型或截止型的滤光膜，其通带带宽与发光器件发射的光波的带宽相匹配。

在本发明的基于均匀光源的人脸识别装置中，所述均匀光源产生装置包括镜面反光腔体，所述发光器件安装在发光板上，且所述发光板放置在所述镜面反光腔体的底部，镜面反射腔体的内表面是由能形成镜面反射的金属材料制成；镜面反射腔体内还设置有用于将发光板的发射光和镜面反射腔体内表面的反射光向外反射到镜头所对准方向的主反射面。

在本发明的基于均匀光源的人脸识别装置中，所述镜头安装在所述主反射板的中部。

在本发明的基于均匀光源的人脸识别装置中，所述镜面反光腔体的光线出口部位设置有滤光片，所述滤光片为带通型或截止型的滤光片，其通带带宽与发光器件发射的光波的带宽相匹配。

实施本发明的基于均匀光源的人脸识别装置，具有以下有益效果：由于采用了均匀光源装置，使得照射到人脸部的光线更加均匀，成像效果好，有助于提高识别质量和处理速度，对人眼睛不会带来刺激，提高识别过程中的舒适度。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明基于均匀光源的人脸识别装置的结构示意图；

图2是本发明基于均匀光源的人脸识别装置中的成像装置的结构示意图；

图3是本发明基于均匀光源的人脸识别装置中均匀光源装置的结构示意图；

图4是根据本发明的另一实施例的均匀光源装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的基于均匀光源的人脸识别装置包括成像装置2和数据处理器1。其中，数据处理器1包括模数转换模块11、中央处理单元15及数据库模块13。成像装置2用于采集人脸部位图像并传输给数据处理器1。数据处理器1中的模数转换模块11将模拟信号的图像转换成数字信号并传送到中央处理器15进行处理，数据库13存储图像数据供中央处理器15调用。中央处理器15根据图像数据的处理结果可发送信号到外界设备9，以控制外界设备9的操作。例如外界设备9可以是门禁系统的门开关装置、银行提款机的吐币装置、软件接口或报警装置等。

如图2所示，在本发明的一实施例中，基于均匀光源的人脸识别装置中的成像装置2包括光学系统3。该光学系统3包括镜头4以及设置在镜头4周围的均匀光源装置5。在另一实施例中，均匀光源装置5设置镜头4的侧边(图中未示出〉，例如可设置在上方、下方、左侧、右侧、左上方、右上方、左下方、右下方等，可示具体应用而定。

图3是根据本发明一实施例的均匀光源装置5的示意图。如图3所示，均匀光源装置5包括由反射装置7、均匀光源面板8构成的腔体，腔体中设置有若干个发光器件6。反射装置7、均匀光源面板8的设计使得发光器件6产生的光通过折射、绕射或反射形成间接的均匀光源，也就是形成漫散射光。值得说明的是，虽然图3中示出的是4个发光器件6，但本发明不局限于这种设置，也就是说，发光器件6的数量和位置可以根据实际应用的需要来设置。可以是更多或更少，安装位置可以是在腔体的一侧或两侧或四侧。

另外，除了图2所示的将镜头4与均匀光源装置5集成在一起的方式外，还可以分散地设置多个均匀光源装置5，如分别设置在镜头4的四周。在控制方面，还可以加上环境光传感器，并将其与控制电路相连，使得控制电路能够根据检测到的环境光条件，控制多个均匀光源装置5中的一个或几个接通电源发出光波。

本发明的发光器件6包括但不限于红外发光器件或蓝光发光器件或紫外发光器件。

在一个实施例中，发光器件6采用红外发光二极管。作为优选，可采用散光式红外发光二极管。

在一个实施例中，发光器件6采用蓝光发光二极管。作为优选，可采用散光式蓝光发光二极管。

在一个实施例中，发光器件6采用紫外发光二极管。作为优选，可采用散光式紫外发光二极管。

在一个实施例中，反射装置7是一块光反射板，均匀光源面板8是内表面带有细小钻石纹、圆形小凸点或螺旋纹等的透明面罩。光反射板是由具有多面漫反射光源的材料制成，具有对点光源发射的光束进行漫反射的作用，点光源经过光反射板反射后形成多方向的均匀光源。出来的均匀光再通过前面的透明面罩或光散射薄膜后更加均匀、柔和。

在一个实施例中，可以不用均匀光源面板8，直接将反射装置7制做成散光屏、柔光板、漫反射光伞等。

在图4所示的实施例中，均匀光源装置400包括镜面反光腔体410、设置在镜面反光腔体410底部的发光板406、在镜面反光腔体410上方与发光板406之间呈一角度(如45度)设置的主反射面板4 07和设置在镜面反光腔体410光线出口处的滤光片409。其中，摄像镜头4安装在主反射板407的中部。需要说明的是，主反射面板407与发光板406之间的位置关系不限于图4所示。如本领域技术人员所知悉，任何可以将发光器件的发射光、镜面反光腔体410内表面的反射光向外反射到摄像镜头4对准的拍摄方向的位置关系均适用。

发光板4 06上安装有多个发光器件。在工作过程中，发光板4 06发出的光波经过镜面反射产生均匀光源。镜面反射腔体41 0内表面是由能形成镜面反射的金属材料制成。发光板4 06发出的光波，经过镜面反射腔体410内部多面的反射，最后由主反射面4 07反射出均匀光源。主反射面407反射出的均匀光源做为人脸识别的主光源，经过人脸部反射的光线进入摄像机最后形成人脸视频信号。

在本实施例中，均匀光源可以是各种颜色的光源，如红外光、蓝光、紫外光等等，滤光片可以是与光源颜色相对应的滤光片，通过选择不同的滤光片而得到不同的光源。

作为选择，滤光片409也可以由镀在摄像镜头上的滤光膜替代，而光线出口处可以加上前述的透明面罩或光散射薄膜。

作为选择，本发明基于均匀光源的人脸识别装置中的镜头4可以是镜头前加装有红外滤光片的普通摄像镜头。例如该红外滤光片是可滤除可见光且通过红外光的带通型或截止型红外滤光片，其通带带宽与发光器件6发射的红外光波的带宽相匹配。或者镜头4也可是在普通摄像镜头上镀一层红外滤光膜。该红外滤光膜可滤除可见光且通过红外光，其通带带宽与发光器件6发射的红外光波的带宽相匹配。

作为选择，本发明基于均匀光源的人脸识别装置中的镜头4可以是镜头前加装有蓝光滤光片的普通摄像镜头。例如该蓝光滤光片是可通过蓝光且滤除其它波长光波的带通型或截止型蓝光滤光片，其通带带宽与发光器件6发射的蓝光光波的带宽相匹配。或者镜头4也可是在普通摄像镜头上镀一层蓝光滤光膜。该蓝光滤光膜可通过蓝光且滤除其它波长的光波，其通带带宽与发光器件6发射的蓝光光波的带宽相匹配。

作为选择，本发明基于均匀光源的人脸识别装置中的镜头4可以是镜头前加装有紫外滤光片的普通摄像镜头。例如该紫外滤光片是可滤除可见光且通过紫外光的带通型或截止型紫外滤光片，其通带带宽与发光器件6发射的紫外光波的带宽相匹配。或者镜头4也可是在普通摄像镜头上镀一层紫外滤光膜。该紫外滤光膜可滤除可见光且通过紫外光，其通带带宽与发光器件6发射的紫外光波的带宽相匹配。

Claims (10)

1.一种基于均匀光源的人脸识别装置，包括数据处理器(1)、用于采集人脸图像并传输给所述数据处理器(1)进行图像处理的成像装置(2)，还包括将人脸成像在所述成像装置(2)上的光学系统(3)，其特征在于，所述光学系统(3)包括摄像镜头(4)以及设置在镜头(4)旁或周围的均匀光源装置(5)，所述均匀光源装置(5)包括发光器件(6)、将发光器件(6)产生的光通过折射、绕射或反射出去形成间接均匀光源的均匀光源产生装置(7)。

2.根据权利要求1所述基于均匀光源的人脸识别装置，其特征在于，所述发光器件(6)包括红外发光器件或蓝光发光器件或紫外发光器件。

3.根据权利要求2所述基于均匀光源的人脸识别装置，其特征在于，所述发光器件(6)和所述均匀光源产生装置(7)安装在一个空腔内，其中，所述发光器件(6)安装在空腔的任意侧，所述均匀光源产生装置(7)构成空腔的底板，所述均匀光源装置(5)还包括可透射与所述发光器件(6)所发射光波的光谱相匹配的光波的均匀光源面板(8)。

4.根据权利要求1所述基于均匀光源的人脸识别装置，其特征在于，所述均匀光源装置(5)有多个。

5.根据权利要求4所述基于均匀光源的人脸识别装置，其特征在于，还包括用于检测环境光的传感器及与其相连的控制电路，用于根据环境光条件决定启用所述均匀光源装置(5)中的一个或几个。

6.根据权利要求1-5中任何一项所述基于均匀光源的人脸识别装置，其特征在于，所述镜头包括普通摄像镜头(4)和设置在其前面的与所述发光器件所发射光波的光谱相匹配的滤光片，所述滤光片为带通型或截止型的滤光片，其通带带宽与发光器件(6)所发射的光波的带宽相匹配。

7.根据权利要求1-5中任何一项所述基于均匀光源的人脸识别装置，其特征在于，所述摄像机镜头包括普通摄像镜头(4)和镀在其上的与所述发光器件所发射光波的光谱相匹配的滤光膜，所述红外滤光膜为带通型或截止型的滤光膜，其通带带宽与发光器件(6)所发射的光波的带宽相匹配。

8.根据权利要求1所述基于均匀光源的人脸识别装置，其特征在于，所述均匀光源产生装置(7)包括镜面反光腔体(410)，所述发光器件(6)安装在发光板(406)上，且所述发光板(406)放置在所述镜面反光腔体(410)的底部，镜面反射腔体(410)的内表面是由能形成镜面反射的金属材料制成；镜面反射腔体(410)内还设置有用于将发光板(406)的发射光和镜面反射腔体(410)内表面的反射光向外反射到镜头(4)所对准方向的主反射面(407)。

9.根据权利要求8所述基于均匀光源的人脸识别装置，其特征在于，所述镜头(4)安装在所述主反射板(407)的中部。

10.根据权利要求9所述基于均匀光源的人脸识别装置，其特征在于，所述镜面反光腔体(410)的光线出口部位设置有滤光片，所述滤光片为带通型或截止型的滤光片，其通带带宽与发光器件(6)发射的光波的带宽相匹配。