CN109886197A - 一种人脸识别双目三维相机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种人脸识别双目三维相机，包括三维深度信息处理器电路板单元和红外带通滤波片，三维深度信息处理器电路板单元和红外带通滤波片之间设置有左摄像头、右摄像头、红外泛光照明器和红外散斑投射器；所述三维深度信息计算处理电路板单元，用于接收由左摄像头和右摄像头生成的图像信号，并根据左摄像头和右摄像头的视差，由三角函数关系解算出图像的深度信息，从而生成三维图像，再输出被检测人脸的二维照片和三维图像。本发明通过左右两个摄像头拍摄人脸的红外图像，利用双目视差原理，生成人脸的深度数据，最终输出人脸的三维和二维图像，用于人脸识别。
Description
技术领域
本发明涉及人脸识别技术，尤其涉及一种人脸识别双目三维相机。
背景技术
目前在人脸识别领域，主要有三种技术方案：单目2D人脸识别相机，应用在安防监控，闸机卡口，金融ATM等场合；基于单目结构光的人脸识别三维相机，主要应用在手机，例如iPhoneX；基于TOF的人脸识别三维相机，主要应用在手机。
单目2D人脸识别相机，光照环境适应性差：弱光或者强光环境下不能正常工作；属于二维识别，无法解决照片/视频欺骗问题；无法解决拍摄角度和遮挡问题，例如人脸旋转，局部遮挡，墨镜遮挡等；
基于单目结构光的人脸识别三维相机，光照环境适应性差：强光下不能正常工作；结构复杂，成本高；
基于TOF的人脸识别三维相机，图像分辨率低，精度低，目前技术不成熟。
发明内容
本发明的目的在于，提出了一种人脸识别双目三维相机，以解决现有人脸识别技术存在的上述问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种人脸识别双目三维相机，其包括三维深度信息处理器电路板单元和红外带通滤波片，所述三维深度信息处理器电路板单元和红外带通滤波片之间设置有左摄像头、右摄像头、红外泛光照明器和红外散斑投射器；
三维深度信息计算处理电路板单元，用于接收由左摄像头和右摄像头生成的图像信号，并根据左摄像头和右摄像头的视差，由三角函数关系解算出图像的深度信息，从而生成三维图像，再输出被检测人脸的二维照片和三维图像；
所述红外泛光照明器，用于给被检测人脸提供红外补光照明，保证相机在弱光环境下能够正常工作；
所述红外散斑投射器，用于给被检测人脸增加纹理，便于三维深度信计算做特征匹配，能够有效解决双目视觉计算中特征点不足导致无法生成完整三维图像的问题；
所述红外带通滤波片，具有只允许特定波段红外光通过的特性，对红外成像无影响，可见光不可穿透。
优选地，所述三维深度信息计算处理电路板单元具体用于：
控制开启红外泛光照明器和红外点阵投射器，以及初始化左右两个摄像头，获取左右两张二维图像；并对左右两个摄像头的获取图像进行图像特征点匹配，生成视差图，然后根据视差图计算出特征点图像深度信息；对特征点的深度信息进性基本滤波、平滑、根据人脸对称性进行布局补齐操作，最终通过数字接口输出三维图像和二维图像；数字接口优选为USB接口和以太网接口。
优选地，该相机还包括固定支架，所述固定支架用于固定所述左摄像头、右摄像头、红外泛光照明器、红外散斑投射器、三维深度信息处理电路单元和红外带通滤波器，保证相机的各组件在使用过程中的相对位置不变。
本发明通过左右两个摄像头拍摄人脸的红外图像，利用双目视差原理，生成人脸的深度数据，最终输出人脸的三维和二维图像，用于人脸识别。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种人脸识别双目三维相机结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的一种人脸识别双目三维相机结构示意图。如图1所示，该双目三维相机包括：左摄像头，右摄像头，红外泛光照明器，红外散斑投射器，三维深度信息处理器电路板单元，红外带通滤波片和固定支架组成。
左摄像头/右摄像头为单通道敏感摄像头，能够对人脸进行成像。单通道红外立体成像，可以有效解决人脸识别领域存在人脸照片/视频欺骗问题。
红外泛光照明器为红外面光源照明器，可以给被检测人脸提供红外补光照明，保证相机在弱光环境下能够正常工作；红外光波长优选为850nm或者940nm。红外泛光照明器的使用，配合单通道摄像头，能够避免环境光线对成像的影响；弱光和户外强光环境下，均可以正常使用。另外，红外线补光能够穿透市面大部分墨镜，相机能够看清墨镜下的人脸眼睛部分的特征。
红外散斑投射器为红外光规则光斑或者随机光斑投射器，用于给被检测人脸增加纹理，便于三维深度信计算做特征匹配，能够有效解决双目视觉计算中特征点不足导致无法生成完整三维图像的问题；红外光波长优选为850nm或者940nm。
三维深度信息计算处理电路板单元：能够接收左右摄像头的图像信号，然后根据左右摄像头的视差，由三角函数关系解算出图像的深度信息，从而生成三维图像，最终通过USB或者以太网接口输出被检测人脸的二维照片和三维图像。
红外带通滤波片：具有只允许特定波段红外光通过的特性，对红外成像无影响，可见光不可穿透。三维相机可以安装在红外带通滤波片后面，利用其可见光不可穿透的特性，将整个人脸识别相机很好的隐藏起来，人眼完全不可见，可达到消除镜头感的目的。
固定支架为将左/右摄像头/泛光照明器/红外散斑投射器/三维深度信息处理电路单元/红外带通滤波器固定的刚性支架，保证相机的各组件在使用过程中的相对位置不变。
具体地，三维深度信息计算处理电路板单元通过以下步骤输出三维图像和二维图像：
步骤一：三维深度信息计算处理电路板单元控制开启红外泛光照明器和红外点阵投射器；
步骤二：三维深度信息计算处理电路板单元初始化左右两个摄像头，获取左右两张二维图像；
步骤三：三维深度信息计算处理电路板单元对左右两个摄像头的获取图像进行图像特征点匹配，生成视差图，然后根据视差图计算出特征点图像深度信息；
步骤四：三维深度信息计算处理电路板单元对特征点的深度信息进性基本滤波、平滑、根据人脸对称性进行布局补齐等操作，最终通过USB或者以太网接口输出三维图像和二维图像。
本发明实施例通过左右两个摄像头拍摄人脸的红外图像，利用双目视差原理，生成人脸的深度数据，最终输出人脸的三维和二维图像，用于人脸识别。三维和二维混合人脸识别结果，识别可靠性比单纯的二维人脸识别或者三维人脸识别要高；
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种人脸识别双目三维相机，其特征在于，包括三维深度信息处理器电路板单元和红外带通滤波片，所述三维深度信息处理器电路板单元和红外带通滤波片之间设置有左摄像头、右摄像头、红外泛光照明器和红外散斑投射器；
所述三维深度信息计算处理电路板单元，用于接收由左摄像头和右摄像头生成的图像信号，并根据左摄像头和右摄像头的视差，由三角函数关系解算出图像的深度信息，从而生成三维图像，再输出被检测人脸的二维照片和三维图像；
所述红外泛光照明器，用于给被检测人脸提供红外补光照明，保证相机在弱光环境下能够正常工作；
所述红外散斑投射器，用于给被检测人脸增加纹理，便于三维深度信计算做特征匹配，能够有效解决双目视觉计算中特征点不足导致无法生成完整三维图像的问题；
所述红外带通滤波片，具有只允许特定波段红外光通过的特性，对红外成像无影响，可见光不可穿透。
2.根据权利要求1所述的双目三维相机，其特征在于，所述三维深度信息计算处理电路板单元具体用于：
控制开启红外泛光照明器和红外点阵投射器，以及初始化左右两个摄像头，获取左右两张二维图像；并对左右两个摄像头的获取图像进行图像特征点匹配，生成视差图，然后根据视差图计算出特征点图像深度信息；对特征点的深度信息进性基本滤波、平滑、根据人脸对称性进行布局补齐操作，最终通过数字接口输出三维图像和二维图像；所述数字接口包括USB接口和以太网接口。
3.根据权利要求1所述的双目三维相机，其特征在于，还包括固定支架，所述固定支架用于固定所述左摄像头、右摄像头、红外泛光照明器、红外散斑投射器、三维深度信息处理电路单元和红外带通滤波器，保证相机的各组件在使用过程中的相对位置不变。
4.根据权利要求1所述的双目三维相机，其特征在于，左摄像头、右摄像头、红外泛光照明器和红外散斑投射器组装在三维深度信息处理电路单元上。
5.根据权利要求1所述的双目三维相机，其特征在于，所述红外光波长包括850nm和940nm。
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