CN201159817Y - 850纳米红外发光二极管主动照明的抗干扰成像装置 - Google Patents

850纳米红外发光二极管主动照明的抗干扰成像装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供了一种850纳米红外发光二极管主动照明的抗干扰成像装置，涉及生物识别、安全监控和摄影设备技术领域。包括阵列成像探测器，其特征在于设有中心波长850纳米红外发光二极管主动照明结构，该中心波长850纳米红外发光二极管主动照明结构的光源前面设有光束散射板，上述阵列成像探测器的前面设有能透过中心波长850纳米红外光的光学滤光片。本实用新型的特点是：利用红外光进行主动照明，使用光束散射板提高图像信噪比和均匀性，使所获得的图像具有信噪比高、均匀性高、清晰度高、对比度高等优点，从而可有效提高图像识别的准确度和识别率，技术上具有独特性。可广泛应用于人脸识别、指纹识别等生物识别领域。

Description

850纳米红外发光二极管主动照明的抗干扰成像装置
技术领域
本实用新型涉及生物识别、安全监控和摄影设备技术领域，具体是一种850纳米红外发光二极管主动照明的抗干扰成像装置。
背景技术
指纹识别、人脸识别、虹膜识别技术已经开始广泛应用于门禁、考勤、银行柜员、存物柜、保险柜(箱子)、POS机、计算机登录认证、护照检验登机、银行监狱押运车、学籍管理、选举投票等。这些生物识别技术通过采集指纹、人脸和虹膜的图像，与数据库中模板进行比对判断识别对象的身份，其拒真率、认假率是系统的关键性能指标。生物识别系统所采集的识别对象的图像具有高的信噪比和数据一致性是实现优良的生物识别性能的前提。其中，信噪比反映的是图像中信号与环境光扰动、电路暗电流的比值；而数据一致性是指在不同时刻、不同环境光下，所采集的识别对象图像数据差异小。
为了提高图像数据一致性，部分生物识别企业已经采取了可见光照明的方法，也有企业采用红外光主动照明方法，用光学滤光片抑制或者截止照明光束以外的环境光，相比可见光照明方法，红外光照明方法以隐蔽性强、对识别对象视觉系统刺激小的优点成为主要发展方向。目前一般使用850nm二极管灯作为主动照明光源，该技术对图像数据一致性有一定的改善和提高。
而在图像信噪比方面，采用红外二极管灯主动照明实际在改善图像数据一致性的同时牺牲了图像信噪比的指标，因而造成的识别效果并不理想。因为环境日光和照明灯光经过墙体多次反射所形成的照明光束的结构十分均匀，而为了改善图像数据一致性、滤除环境光干扰采取主动照明的方法，由于识别系统主机尺寸限制和出于美学的考虑不能把主动照明灯布置在很大范围区域内，所形成的照明光束结构性和方向性很强。经过试验验证，只有把识别对象限制在指定距离和方位上才能实现较好的识别。识别对象距离主机太近则光线太强，太远则光线太弱，而左右移动也会导致图像数据变化很大识别困难。
由于生物识别系统采集的图像数据受环境光干扰会发生变化，而为了改善图像数据一致性采取的主动照明方法又对其信噪比不利，这种矛盾目前没有得到很好的克服，严重限制了识别准确度等关键技术指标。特别是非接触识别技术，如人脸识别，因为识别准确度这一关键指标不理想、不稳定，早晨注册的人脸到中午就不认识或者认错的几率很高，该技术的推广应用受到极大限制。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种850纳米红外发光二极管主动照明的抗干扰成像装置，利用红外光进行主动照明，使用光束散射板提高图像信噪比和均匀性，使所获得的图像具有信噪比较高、均匀性较高、清晰度较高、对比度较高等优点，从而可有效提高图像识别的准确度和识别率。可广泛应用于人脸识别、指纹识别等生物识别领域。
本实用新型的主要技术方案是：一种850纳米红外发光二极管主动照明的抗干扰成像装置，包括阵列成像探测器，其特征在于设有中心波长850纳米红外发光二极管主动照明结构，该中心波长850纳米红外发光二极管主动照明结构的光源前面设有光束散射板，上述阵列成像探测器的前面设有能透过中心波长850纳米红外光的光学滤光片。
所述的能透过中心波长850纳米红外光的光学滤光片装在阵列成像探测器镜头的光敏面前及镜头的后面为佳，也可装在该镜头的前面。
所述的中心波长850纳米红外发光二极管主动照明结构中可设有1个或多个红外发光二极管。
所述的光束散射板为全息散射板或外表面或内部设有漫反射结构的透明物体。
所述的外表面或内部设有漫反射结构的透明物体可为单面或双面毛玻璃，或单面或双面毛有机玻璃，或单面或双面毛透明塑料等。
所述的阵列成像探测器式为CCD或CMOS探测器等。
所述的阵列成像探测器的信号输出端与面相识别模块、面相识别系统、监视器或计算机相连为佳。
其基本原理是：850纳米红外发光二极管发出的光束经过光束散射板散射后照明目标，目标反射光束含有环境光和主动照明光，经过光学滤光片滤除对阵列成像探测器敏感的环境光谱成分只保留主动照明光，经过阵列成像探测器，以获得信噪比高、照明均匀的目标图像。
本实用新型的有益效果是：克服了已有技术之不足，利用红外光进行主动照明，使用光束散射板提高图像信噪比和均匀性，使所获得的图像具有信噪比较高、均匀性较高、清晰度较高、对比度较高等优点，从而可有效提高图像识别的准确度和识别率，技术上具有独特性。可广泛应用于人脸识别、指纹识别等生物识别领域。
以下结合实施例作详述，但不作为对本实用新型的限定。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图1中，1为光束散射板，2为850纳米红外发光二极管主动照明结构，3为(能透过中心波长850纳米红外光的)光学滤光片，4为阵列成像探测器，41为(阵列成像探测器4的)镜头。
具体实施方式
参见图1，该850纳米红外发光二极管主动照明的抗干扰成像装置，包括阵列成像探测器4，其特征在于中心波长850纳米(如用功率谱中心波长为850nm±10nm)红外发光二极管(灯)主动照明结构2，该中心波长850纳米红外发光二极管主动照明结构2的光源前面设有光束散射板1，光源可设1个或2个，或几个(图中为2个)发光二极管(灯)，最好与阵列成像探测器4制成一体；上述阵列成像探测器4的前面设有能透过中心波长850纳米红外光的光学滤光片3，所述的能透过中心波长850纳米红外光的光学滤光片3装在阵列成像探测器4的光敏面前及镜头的后面。所述的光束散射板1为全息散射板或外表面或内部设有漫反射结构的透明透明物体。所述的外表面或内部设有漫反射结构的透明物体可为单面或双面毛玻璃。所述的阵列成像探测器4为CCD或CMOS探测器。所述的阵列成像探测器4的信号输出端可与面相识别模块、面相识别系统、监视器和计算机相连(图中略)。

Claims (7)

1、一种850纳米红外发光二极管主动照明的抗干扰成像装置，包括阵列成像探测器(4、41)，其特征在于设有中心波长850纳米红外发光二极管主动照明结构(2)，该中心波长850纳米红外发光二极管主动照明结构(2)的光源前面设有光束散射板(1)，上述阵列成像探测器(4)的前面设有能透过中心波长850纳米红外光的光学滤光片(3)。
2、根据权利要求1所述的850纳米红外发光二极管主动照明的抗干扰成像装置，其特征在于所述的能透过中心波长850纳米红外光的光学滤光片(3)装在阵列成像探测器(4)的光敏面前及镜头的后面或前面。
3、根据权利要求1所述的850纳米红外发光二极管主动照明的抗干扰成像装置，其特征在于所述的中心波长850纳米红外发光二极管主动照明结构(2)中设有1个或多个红外发光二极管。
4、根据权利要求1所述的850纳米红外发光二极管主动照明的抗干扰成像装置，其特征在于所述的光束散射板(1)为全息散射板或外表面或内部设有漫反射结构的透明物体。
5、根据权利要求4所述的850纳米红外发光二极管主动照明的抗干扰成像装置，其特征在于所述的外表面或内部设有漫反射结构的透明物体为单面或双面毛玻璃、毛有机玻璃或打毛的透明塑料。
6、根据权利要求1所述的850纳米红外发光二极管主动照明的抗干扰成像装置，其特征在于所述的阵列成像探测器(4)为CCD或CMOS探测器。
7、根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的850纳米红外发光二极管主动照明的抗干扰成像装置，其特征在于所述的阵列成像探测器(4)的信号输出端与面相识别模块、面相识别系统、监视器或计算机相连。
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