[发明专利]用于人脸识别的红外滤光片及制作方法

说明书

技术领域

本发明属于生物特征识别领域，涉及到一种人脸识别的关键部件即红外滤光片，所述红外滤光片具有窄带、高截止深度两个重要特性。在采用外加红外主动光源的人脸识别系统中，能够有效保障人脸图像的光照条件恒定不变。 

背景技术

生物特征识别技术被列为21世纪对人类社会带来革命性影响的十大技术之一。生物特征识别技术是目前最为方便、安全的身份识别技术，认定的是人本身，不需要身外的标识物。生物特征识别技术利用人的生理特征和行为特征进行身份识别，主要有指纹识别、人脸识别、虹膜识别、步态识别等。 

人脸识别作为当前生物特征识别领域的一大热点，与目前广泛应用的指纹识别技术相比，有着直观性、方便性、非接触性、友好性、用户接受度高等显著优点。但是，在可见光环境下，当识别时的环境光线与注册登记时的不同时，识别性能会显著下降，无法满足实际产品应用的要求。研究表明同一个人在不同光线下的特征差异，甚至大于在同一光线下不同人之间的特征差异。虽然目前有许多光线补偿、 归一化等处理方法，但实际效果并不明显有效，而且比较复杂。因此，基于可见光图像的人脸识别技术，对环境光线的影响有着难以克服的缺陷。 

专利号为“ZL 200520022878.1”的“一种用于人脸识别的图像获取装置”，提出了一种采用外加红外主动光源的人脸识别图像获取装置，但该专利所列出的“与所述红外光源波长相匹配的用于抑制或滤除可见光的滤片或镀膜”，以及“所述滤光片或镜头镀膜为可见光抑制且红外光通过的带通型或长通截止型红外滤光镜片或镀膜”，它仅仅是考虑了滤除可见光的需要，并没有考虑到同样需要滤除其他红外光线，而且没有阐明整体滤除效果与红外滤光镜片或镀膜的规格参数之间的直接关系。 

太阳光的光谱能量分布如图1所示。太阳光的光谱可以划分为以下几个波段：波长小于400nm的称为紫外波段，400nm～750nm的称为可见光波段，而波长大于750nm的则称为红外波段，它还可以细分为近红外750nm～25um和远红外25um～1000um两个波段。从图中可以看出，尽管太阳光的波长范围很宽，但绝大部分的能量却集中在220nm～4.0um的波段内，占总能量的99％。其中可见光波段约占43％，红外波段约占48.3％，紫外波段约占8.7％。由此可见，在太阳光中，除了可见光，红外光的能量也非常强，因此，上述专利中“所述滤光片或镜头镀膜为可见光抑制且红外光通过的带通型或长通截至型红外滤光镜片或镀膜”，在有太阳的晴朗天气条件下，即使在室内环境中，所述滤光片也不能有效保证光线的恒定不变，达不到实际效果。 

常用照明灯的光谱能量分布如图2所示。在人脸识别的实际应用环境中，除了考虑太阳光线，其次还要考虑照明灯的影响。常见照明灯有日光灯和白炽灯两种，它们所发出的光线，在可见光部分，日光灯光线的光谱是离散脉冲式的，而白炽灯的光谱是连续式的。但在红外光部分，白炽灯比日光灯要强得多，因此，同样需要红外镀膜滤光片屏蔽这部分红外光线。 

红外光透射玻璃的光谱透过率曲线如图3所示。红外光透射玻璃的基本特性是红外光透射、吸收可见光，呈现长通截止特性，上述专利就是采用该种红外光透射玻璃，但根据图1和图2所述，简单红外光透射玻璃的长通截止特性，是不能够滤除太阳光线和灯光中的其他红外光线的，从而不能有效保障人脸图像的光照条件恒定不变。图4中的HWBxxx中的xxx表示50％点的起始波长，波长单位为纳米。随着红外光透射玻璃厚度的增加，对可见光的吸收抑制深度越强，当然与此同时对红外光的透射也有所降低，厚度和起始波长是选择红外光透射玻璃的两个重要指标参数。 

常用图像传感芯片的光谱响应曲线如图4所示。CCD和CMOS是两种常见的图像传感技术，虽然两者的光谱响应曲线的形状大体相似，但在红外部分存在两个明显差异，一是CMOS的响应强度比CCD的响应要好，例如，在850nm处，CMOS的响应为0.8，CCD的响应为0.4。二是随着波长的增加，响应强度的衰减速度，CMOS比CCD要缓慢。由于红外发光二极管的中心波长主要分为850nm和940nm两类，因此，红外人脸识别选择中心波长为850nm的红外发光二极管、CMOS图像传感芯片， 效果最佳。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，在采用外加红外主动光源的人脸识别系统中，提供一种能够有效保障人脸图像的光照条件恒定不变的红外滤光片。