窄带滤光片在人脸识别中的应用

人脸识别技术是对人的脸部特征信息进行识别，它是一种生物识别技术。用图像采集装置采集含有人脸的图像或视频流，并根据图像自动检测和跟踪人脸，并对人脸进行特征定位、提取，通过比对辨识达到识别不同人身份的目的。

人脸识别的运算是非常巨大的，而初始图像质量的好坏以及算法优劣对识,别效率有决定性的影响。这里，我们主要针对人脸识别系统中的图像采集装置所用到的窄带滤光片进行分析，口的是帮助使用者更好地了解窄带滤光片的作用和使用方法，以便正确选择窄带滤光片的技术指标。

窄带滤光片中心波长的确定
窄带滤光片与选用的LED中心波长重合是很优的。但是，我们在前面提到过两个因素，一个是入射角度效应，另一个是LED本身的发热问题，这两个因素对窄带滤光片的中心波长选择会产生细微调整。

首先来看角度效应，在实际摄像过程中，从人脸上反射过米的光到达滤光片总有一定的角度范围，比如在土10以内，这样入射到滤光片的光线不但有0°的，也有0~10°之向的，当窄带滤光片在遇到带角度的光线入射时，窄带滤光片的中心波长将向短波方向移动，例如对0°λ射时中心波长为850nm的窄带滤光片，当入射角是10时，中心波长就移到了847nm。

再来看热效应，当LED的温度升高10C时，LED的中心波长将向长波方向移动1nm。这两个影响因素促使我们在确定窄带滤光片的中心波长时，应该考虑到使用过程中的变动因素。所以事先应将窄带滤光片的中心波长定在比LED的中心波长大5nm左右。这样兼顾了0°到10°左右时的入射情况，同时也考虑了温升导致LED中心波长上移的情况。

峰值透过率的确定

一般大家都会认为窄带滤光片的峰值透过率越高越好，大多数情况下这是正确的，但是在人脸识别应用中，情况并非总是如此。当人脸识别装置处在太阳光直射的环境下时，干扰光的强度非常大，与信号光相同波长的干扰光也很强，这个干扰光是无法通过窄带滤光片去除的。

这时耍提高抗干扰能力需要进一.步增加LED光的入射强度，使信号光的强度比干扰光的强度大数倍以E。增加LED光源的强度从实现方法上比较简单，只要增加LED的个数就行，但是当LED光的能量强到一定值时，再加上来自与LED同波长的干扰光的能量，CCD接收器的响应很容易就饱和了，使图像失真严重，即使通过软件的办法降低曝光量，也未必能解决这个问题。

这时就需要窄带滤光片在滤除截止区域的干扰光的同时，对信号光波段要起到一定的衰减作用，根据实际情况会要求窄带滤光片的峰值透过率为40%，或者60%，或者其他数值。

滤光片厚度的选择考虑到成本因素，日前人脸识别系统中用的CCD接收器以及对应的透镜组基本上是现成的，属通用型的，被广泛用在网络摄像头或手机摄像头E。

而这种通用型的摄像头的调焦范围都比较小，如果在CCD前方放置一片滤光片，就会引入多余的光程差，使成像模糊，当这个光程差比较小时，通过微调焦距还能使图像清晰，但当滤光片的厚度较大时，引入的光程差也较大，通过微调焦距有可能调不过来，导致图像模糊。

因此很多人都将滤光片放置在CCD摄像头的镜头前方，而不是放在CCD传感器的前方，因为这样放置相当于滤光片没有干预成像光路。

但是放在镜头前方的滤光片尺寸大，安装不方便，义不美观，所以许多人都希望能把滤光片的面积变小，义能放置在CCD传感器前方，内置在摄像头内，既节约了滤光片的成本，又不影响外观。要想把滤光片置于摄像头之内，要求滤光片的厚度很薄，经过实践用0. 55mm或0.7mm厚的滤光片是合适的。