[发明专利]一种人脸识别用的调制光滤光装置和滤光方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种人脸识别用的调制光滤光装置和滤光方法，属于生物识别技术领域。

背景技术

在一般的人脸识别系统中，为了克服日光对人脸识别的干扰，普遍使用了红外LED作为补光光源，由稳压或恒流驱动的红外LED发射一定波长的近红外光，如常用的850纳米波长，照射在被识别的人脸上，配合中心波长850纳米的近红外滤光片，滤除了除中心波长之外的绝大部分光线，由此获得具有一定光照稳定性的近红外图像，供识别模块进行识别。这种补光滤光方法的缺点是：红外LED发射的是波长和强度恒定不变的近红外光线，与日光中的红外线叠加，由于日光中含有丰富的红外线，而且其能量远远大于红外LED补光的能量，虽然能够滤除大部分可见光，所获取的近红外图像中不可避免地含有日光的成分，而随着日光的强弱变化、日光照射角度的变化，对人脸识别的性能造成明显的影响，限制了人脸识别在室外的应用。

目前的模拟摄像头一般都是PAL制式的，输出的是一个模拟复合视频信号，由模拟视频信号、复合同步信号、复合消隐信号组成。其中的模拟视频信号才是真正的图像信号。

复合同步信号是控制电视机的电子枪对电子偏转的，包含了行同步信号和帧同步信号，复合消隐信号是在图像换行和换场电子枪回扫时不发射电子。由于人眼看到的图像大于等于24Hz时人才不会觉得图像闪烁，所以PAL制式输出的图像是25Hz，即每秒钟有25幅画面，说的专业点就是每秒25帧，其中每一帧有625行。

发明内容

本发明提供的一种人脸识别用的调制光滤光装置和滤光方法，消除了日光对人脸识别造成的干扰，提高了人脸识别在室外日光下的性能。

为了达到上述目的，本发明提供一种人脸识别用的调制光滤光装置，该装置适用于具有外同步输入端的摄像头，该装置包含：

依次电路连接的控制器、摄像头、图像采集模块、图像预处理模块；

该装置还包含电路连接所述控制器的红外LED驱动电路，和，电路连接所述红外LED驱动电路的红外LED阵列；

所述的摄像头上设置有近红外滤光片，滤除大部分可见光；

所述的控制器包含电路连接的外同步信号发生器和分频整形电路；

所述的控制器中的外同步信号发生器产生一个外同步信号输出到摄像头的外同步输入端，作为摄像头的帧频来实现同步；

所述的控制器中的分频整形电路将外同步信号的频率降为1/2，经整形后得到开关脉冲信号，将该开关脉冲信号输出到红外LED驱动电路；

所述的红外LED驱动电路将开关脉冲信号放大，控制红外LED阵列发光，在脉冲的高电平时，红外LED发光；在脉冲的低电平时，红外LED不发光；

所述的红外LED阵列包含若干组并联的红外LED组，每个红外LED组包含若干串联的红外LED和一个限流电阻；

所述的图像采集模块接收摄像头输出的模拟视频信号，并转换为数字视频信号输出到图像预处理模块；

所述的图像预处理模块连续不断地将接收到的相邻两帧图像的亮度信号作差值运算，并将差值信号生成一幅新的图像，将新的图像输入到人脸识别模块，完成人脸识别。

本发明还提供一种适用于具有外同步输入端的摄像头的人脸识别用的调制光滤光方法，该滤光方法包含以下步骤：

步骤1、控制器中的外同步信号发生器输出一个外同步信号，送到摄像头的外同步输入端，同时执行步骤2.1和步骤3.1；

步骤2.1、控制器中的分频整形电路将外同步信号的频率降为1/2，经整形后得到开关脉冲信号，将该开关脉冲信号输出到红外LED驱动电路，执行步骤2.2；

步骤2.2、红外LED驱动电路将开关脉冲信号放大为开关脉冲电流，驱动红外LED阵列，执行步骤2.3；

步骤2.2.1、根据红外LED特性调节串联的限流电阻，使流过每个红外LED的电流为该LED允许的最大电流；

步骤2.3、红外LED阵列发出经开关脉冲信号调制的近红外光照射在人脸上；

步骤3.1、摄像头将外同步信号作为帧频来实现同步拍摄，执行步骤3.2；

步骤3.2、摄像头拍摄到经过近红外滤光片的人脸视频，输出模拟视频信号给图像采集模块，执行步骤3.3；

步骤3.3、图像采集模块采集连续的模拟视频信号，经A/D转换为一帧一帧的数字视频图像信号，输出到图像预处理模块，执行步骤3.4；

步骤3.4、图像预处理模块连续不断地将相邻两帧图像的每一像素点的亮度信号逐一作差值运算，获得亮度差值信号Y1-Y0：

Y1-Y0＝(Y+Ys1)-Ys0＝Y+(Ys1-Ys0)；