[发明专利]一种人脸识别用的调制光滤光装置和滤光方法

权利要求书

1.一种人脸识别用的调制光滤光装置，其特征在于，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(101)、摄像头(102)、图像采集模块(103)、图像预处理模块(104)；

该装置还包含电路连接所述控制器(101)的红外LED驱动电路(106)，和，电路连接所述红外LED驱动电路(106)的红外LED阵列(107)；

所述的摄像头(102)上设置有近红外滤光片(105)；

所述的控制器(101)包含电路连接的外同步信号发生器和分频整形电路。

2.如权利要求1所述的人脸识别用的调制光滤光装置，其特征在于，所述的红外LED阵列(107)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。

3.一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，其特征在于，该滤光方法包含以下步骤：

步骤1、控制器(101)中的外同步信号发生器输出一个外同步信号，送到摄像头(102)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(101)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(106)，执行步骤2.2；

步骤2.2、红外LED驱动电路(106)将开关脉冲信号放大为开关脉冲电流，驱动红外LED阵列(107)，执行步骤2.3；

步骤2.3、红外LED阵列(107)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(102)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(102)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(103)，执行步骤3.3；

步骤3.3、图像采集模块(103)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(104)，执行步骤3.4；

步骤3.4、图像预处理模块(104)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)；

由于红外LED阵列(107)发出的脉冲光的频率等于摄像头的帧频的1/2，在一段连续的视频中，任意相邻的两帧图像有一帧是在红外LED发光期间拍摄，另一帧图像是在红外LED不发光期间拍摄；

其中，Y1为红外LED发光期间拍摄到的图像中某个像素点的亮度信号，Y1包含了红外LED补光成分Y和日光成分Ys1；Y0为红外LED不发光期间拍摄到的图像中相应像素点的亮度信号，Y0中只包含日光成分Ys0；

连续两帧图像的时间间隔期间内日光成分的变化忽略不计，即Ys1＝Ys0；

通过计算，Y1-Y0＝Y+(Ys1-Ys0)＝Y，得到的仅仅是红外LED补光成分Y，彻底去除了图像中的日光成分；

将得到的每个像素点的差值亮度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。

4.如权利要求3所述的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，其特征在于，在滤光装置第一次运行之前的调试阶段执行如下步骤：

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。

5.一种人脸识别用的调制光滤光装置，其特征在于，该装置适用于不具有外同步输入端的摄像头，该装置包含：

依次电路连接的摄像头(102)、图像采集模块(103)、图像预处理模块(104)；

该装置还包含电路连接所述摄像头(102)的控制器(101)、电路连接所述控制器(101)的红外LED驱动电路(106)，和，电路连接所述红外LED驱动电路(106)的红外LED阵列(107)；

所述的摄像头(102)上设置有近红外滤光片(105)，滤除大部分可见光；

所述的控制器(101)包含电路连接的帧同步信号分离电路和分频整形电路。

6.如权利要求5所述的人脸识别用的调制光滤光装置，其特征在于，所述的红外LED阵列(107)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。