人脸识别滤光片技术
2019-09-04 12:48:34
随首我国人工Ai智能的高潮迭起，让人脸识别技术飞速发展。有关机构预测，到2020年，人脸识别的市场规模将达到2000亿，其中通关安防产品达到约700亿，在线支付达到500亿。
人脸识别技术
人脸识别技术是对人的脸部数字信息特征进行生物识别的一种光学技术。其原理是利用扫描装置采集含有人脸的图像或视频流，并对人脸部进行特征提取、定位、通过比对达到识别不同人身份的目的。这整个过程的运算是非常巨大的，采集图像质量的好坏以对识别效率有至关重要的影响。本文我们主要对人脸识别技术系统中所用到的窄带滤光片产品加以解释，以帮助人脸识别技术系统的开发者和使用者更好地了解其作用和使用方法，以便正确选择窄带滤光片的技术指标。
人脸识别窄带滤光片带宽的确定
窄带滤光片的带宽要根据所处的环境及采用的光源共同决定，并不是说越窄越好，尽快越窄的价格越高，比如850nm的红外LED其带宽在50nm左右，选择窄带滤光片时要考虑到光能量的利用率，就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。因为太窄的带宽将LED很大部分较强的信号光阻挡了，另一方面会使有效使用角度变小，导致所拍的图像中间亮边缘暗。经过多项实验，发现将LED的光强度控制在70％左右，所拍到的图像对比度还原性很好，如此换算下来，窄带滤光片的带宽可以选在30nm左右，而对抗干扰要求稍高的，可选择20nm带宽。从我公司客户的反响，瑞诚光电生产的850nm窄带滤光片，一种是20nm带宽的，另一种是30nm带宽的，20nm带宽选用的人比较多。
人脸识别窄带滤光片中心波长的确定
理论上，窄带滤波片与LED的中心波长最佳匹配。然而，我们前面提到的两个因素，一个是入射角效应，另一个是LED本身的加热问题。这两个因素促使我们在确定窄带滤波器的中心波长时考虑窄带滤波片的使用变化。因此，窄带滤波片的中心波长应预先确定为比LED的中心波长大5nm左右。这样，就可以考虑0到10之间的入射角度问题。同时，还考虑了温度升高导致LED中心波长向上移动的情况。
人脸识别窄带滤光片截止范围的确定
主要根据接收机本身的响应范围和接收机所在环境中干扰源的波长范围确定窄带滤波片的截止范围。一般的响应范围为400-1100nm。在面部识别的情况下，干扰源主要是散射或散射的阳光和周围的人造光源，其跨越宽范围的波长，从紫外线到近红外。结合这两个原因，可以确定用于人脸识别的窄带滤光片的截止范围为400-1100纳米。
人脸识别窄带滤光片截止深度的确定
理论上，截止范围内透过率越低越好，但考虑到生产成本和实际需要，应在合理的范围内选择截止深度。在人脸识别系统中，当窄带滤光片的截止透过率小于1％时，可以清楚地反映干涉光的隔离效果。瑞诚光电生产的用于人脸识别的窄带滤光片的截止透过率小于0.5％，对于环境中干扰光强度特别高的应用，我们还可以提供具有更高截止深度的窄带滤光片，以满足客户的需求。
人脸识别窄带滤光片峰值透过率的确定
一般认为窄带滤光片的峰值透过率越高越好，但在人脸识别应用中，情况并不总是如此。当人脸识别装置处于阳光直射环境中时，干涉光的强度很大，与信号光波长相同的干涉光也很强。这种干涉光不能通过窄带滤波片消除。为了提高LED光的抗干扰能力，有必要进一步提高LED光的入射强度，使信号光强比干涉光强几倍以上。增加LED光源的强度相对比较简单，只要增加LED的数量，但当LED光源的能量足够强到一定值时，再加上与LED波长相同的干涉光能量，CCD接收器的响应很容易饱和，即使通过软件减少曝光，也会使图像失真严重。此时需要窄带滤波片滤除截止区的干涉光，根据实际情况要求窄带滤光片的峰值传输率为40％或60％或其他数值。
瑞诚光电生产的人脸识别滤光片，利用全介质硬膜镀膜技术成功实现了在0.5mm以上的玻璃基片上镀制窄带滤光片，使之可以内置于摄像头里面，由于未采用吸收型的颜色玻璃作基底，所以滤光片的稳定性好，不容易发霉发雾，适合于强光（太阳光）有干扰下工作；透过率高达 92％，仪器光衰减系数小，有效提升工作距离和光强度，弥补LED红外灯的不稳定；实际截止率高，垂直入射时在强红外灯下无穿透现象，截止值可达OD5以上。
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