本實(shí)用新型涉及一種光源裝置，特別是涉及一種對(duì)人像采集進(jìn)行逆光補(bǔ)償?shù)墓庠囱b置。
背景技術(shù)：
人像采集系統(tǒng)是由人像采集攝像機(jī)，圖像處理模塊和輔助光源裝置組成的一種生物特征采集系統(tǒng)。用于人像采集的輔助光源裝置是采集系統(tǒng)的重要組成部分，直接影響著系統(tǒng)采集的人臉圖像清晰度和人像識(shí)別的準(zhǔn)確度。隨著系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境的變化，采集系統(tǒng)對(duì)輔助光源裝置的光照要求也不盡相同。輔助光源裝置的光照度太強(qiáng)會(huì)對(duì)人眼產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激，光照度太弱又會(huì)導(dǎo)致人像清晰度下降，尤其是在逆光環(huán)境中，更會(huì)導(dǎo)致人像采集系統(tǒng)無(wú)法正常使用。
目前，人像采集系統(tǒng)通常會(huì)對(duì)逆光環(huán)境采取兩種應(yīng)對(duì)措施：(1)采用延長(zhǎng)曝光時(shí)間或超寬動(dòng)態(tài)范圍攝像機(jī)的方式控制圖像質(zhì)量。但是這會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)的人臉成像會(huì)產(chǎn)生模糊的圖像，導(dǎo)致圖像效果不佳；(2)采用紅外攝像機(jī)、濾光片和紅外光源裝置采集人臉圖像。這種方式能夠消除逆光的影響，但是目前成熟的算法并不支持紅外人臉圖像的識(shí)別，并且紅外圖像清晰度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如可見(jiàn)光成像，識(shí)別準(zhǔn)確率會(huì)受到很大的影響。
因此，迫切需要一種能夠?qū)δ婀膺M(jìn)行補(bǔ)償，能夠使人像采集系統(tǒng)正常使用的裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的主要目的在于,提出一種可見(jiàn)光光源裝置，在人像采集過(guò)程中進(jìn)行逆光補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)圖像的正常采集。
本實(shí)用新型提出了一種對(duì)人像采集進(jìn)行逆光補(bǔ)償?shù)墓庠囱b置，該光源裝置包括依次連接的頻率校準(zhǔn)模塊、倍頻模塊、PWM控制模塊、LED驅(qū)動(dòng)電路、亮度調(diào)節(jié)模塊和LED光源；其中，所述亮度調(diào)節(jié)模塊與LED驅(qū)動(dòng)電路連接；所述頻率校準(zhǔn)模塊的輸入端與人像采集攝像機(jī)的頻閃燈輸出端連接。
其中，所述頻率校準(zhǔn)模塊包括頻率計(jì)算器及其外圍電路。
其中，所述倍頻模塊包括鎖相環(huán)及其外圍電路。
其中，PWM控制模塊包括PWM信號(hào)發(fā)生器及其外圍電路。
其中，所述亮度調(diào)節(jié)模塊5具有手動(dòng)調(diào)節(jié)旋鈕和亮度自適應(yīng)調(diào)節(jié)接口。
其中，所述LED驅(qū)動(dòng)電路包括LED驅(qū)動(dòng)電源，LED控制信號(hào)接收電路等。
其中，所述LED光源包括兩組可見(jiàn)光LED，在所述LED光源前放置漫反射板。
其中，所述的頻率校準(zhǔn)模塊，倍頻模塊和PWM控制模塊由分立模塊搭建。
其中，所述的頻率校準(zhǔn)模塊，倍頻模塊和PWM控制模塊由ARM處理器或單片機(jī)統(tǒng)一計(jì)算和控制。
本實(shí)用新型通過(guò)接收攝像機(jī)的頻閃觸發(fā)信號(hào)，進(jìn)而控制LED驅(qū)動(dòng)電路的模式，在攝像機(jī)采集圖像的瞬間同步提高LED光源亮度，達(dá)到增加人臉區(qū)域圖像亮度，提高圖像質(zhì)量的目的，在不增加曝光時(shí)間和動(dòng)態(tài)范圍的情況下通過(guò)可見(jiàn)光成像解決了人像采集逆光補(bǔ)償?shù)膯?wèn)題。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型的光源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了便于理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下述的說(shuō)明只是為了便于對(duì)實(shí)用新型進(jìn)行解釋?zhuān)蛔鳛閷?duì)其范圍的具體限定。
圖1為本實(shí)用新型的光源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，所述光源裝置包括依次連接的頻率校準(zhǔn)模塊1、倍頻模塊2、脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制模塊3、LED驅(qū)動(dòng)電路4和LED光源6；亮度調(diào)節(jié)模塊5與LED驅(qū)動(dòng)電路4連接；頻率校準(zhǔn)模塊1的輸入端與人像采集攝像機(jī)的頻閃燈輸出端連接。其中，所述的頻率校準(zhǔn)模塊，倍頻模塊和PWM控制模塊既可以由分立模塊搭建，也可以由ARM處理器或單片機(jī)統(tǒng)一計(jì)算和控制。
頻率校準(zhǔn)模塊1，其用于對(duì)接收到的固定頻率的攝像機(jī)頻閃觸發(fā)信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，并且校準(zhǔn)其誤差，保證PWM控制的光源能夠在攝像機(jī)曝光時(shí)間內(nèi)達(dá)到亮度最大值；頻率校準(zhǔn)模塊1優(yōu)選包括頻率計(jì)算器及其外圍電路，攝像機(jī)頻閃觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)單片機(jī)的外部中斷，單片機(jī)開(kāi)始計(jì)算攝像機(jī)的頻閃信號(hào)頻率f1，根據(jù)f1光源裝置輸出基頻f2。
倍頻模塊2，其接收所述頻率校準(zhǔn)模塊1得到的頻率數(shù)據(jù)后對(duì)信號(hào)進(jìn)行倍頻，所述倍頻模塊2包括鎖相環(huán)及其外圍電路，所述倍頻模塊2將產(chǎn)生一個(gè)高頻信號(hào)，防止光源產(chǎn)生強(qiáng)烈的閃爍感，避免對(duì)用戶(hù)的眼睛產(chǎn)生強(qiáng)烈刺激；倍頻模塊2是根據(jù)鎖相環(huán)原理搭建而成，倍頻模塊接收裝置基頻f2后產(chǎn)生倍頻信號(hào)f3，倍頻信號(hào)f3需要保證攝像機(jī)每次曝光時(shí)光源亮度是在峰值。
PWM控制模塊3，PWM控制模塊3接收到倍頻模塊2產(chǎn)生的高頻信號(hào)后，所述PWM控制 模塊3會(huì)生成PWM信號(hào)，在曝光時(shí)間內(nèi)提高光源亮度，快門(mén)關(guān)閉時(shí)降低光源亮度，從而在采集圖像時(shí)提高人臉區(qū)域亮度，消除逆光影響，但光源整體亮度處于平均值；PWM控制模塊3優(yōu)選包括PWM信號(hào)發(fā)生器及其外圍電路，PWM發(fā)生器接收到倍頻信號(hào)f3后產(chǎn)生PWM信號(hào)，PWM信號(hào)電平可以是TTL電平或CMOS電平，但必須保證能夠驅(qū)動(dòng)LED控制信號(hào)接收電路。
亮度調(diào)節(jié)模塊5，其具有手動(dòng)調(diào)節(jié)旋鈕和亮度自適應(yīng)調(diào)節(jié)接口，所述亮度調(diào)節(jié)模塊5既可以通過(guò)旋鈕手動(dòng)調(diào)節(jié)，又可以通過(guò)系統(tǒng)軟件進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)，從而擴(kuò)展了光源裝置的應(yīng)用范圍；通過(guò)亮度調(diào)節(jié)模塊可以改變LED光源6的平均亮度，以適應(yīng)不同的光照距離和光照環(huán)境。
LED驅(qū)動(dòng)電路4和LED光源6，所述LED光源6根據(jù)人像采集距離和采集環(huán)境可進(jìn)行功率和結(jié)構(gòu)的變化；LED驅(qū)動(dòng)電路包括LED驅(qū)動(dòng)電源，LED控制信號(hào)接收電路等。LED控制信號(hào)接收電路由PWM信號(hào)控制，實(shí)現(xiàn)LED光源根據(jù)PWM信號(hào)頻率頻閃的效果。LED光源優(yōu)選包括兩組可見(jiàn)光LED，在LED光源前放置漫反射板，LED發(fā)出的光通過(guò)漫反射板變得勻稱(chēng)、柔和。
為了實(shí)現(xiàn)在人像采集過(guò)程中進(jìn)行逆光補(bǔ)償，在不增加曝光時(shí)間、不對(duì)人眼產(chǎn)生明顯刺激的條件下提高人臉區(qū)域圖像亮度的目的，本實(shí)用新型提出的實(shí)施例主要包括以下步驟：
(1)光源裝置上電后由電源驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生用戶(hù)能夠接受的光亮度；
(2)光源裝置的頻率校準(zhǔn)模塊與人像采集攝像機(jī)的頻閃觸發(fā)端口連接，接收固定頻率的攝像機(jī)頻閃觸發(fā)信號(hào)；
(3)頻率校準(zhǔn)模塊對(duì)接收到的頻閃信號(hào)頻率f1進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算校準(zhǔn)結(jié)果f2發(fā)送至倍頻模塊；
(4)倍頻模塊產(chǎn)生相應(yīng)的倍頻信號(hào)f3，并且將f3發(fā)送至PWM控制模塊產(chǎn)生PWM信號(hào)輸出；
(5)PWM控制模塊與LED驅(qū)動(dòng)電路連接，驅(qū)動(dòng)LED光源發(fā)光，達(dá)到對(duì)人像采集進(jìn)行逆光補(bǔ)償?shù)淖饔谩?/p>
(6)亮度調(diào)節(jié)模塊與LED驅(qū)動(dòng)電路連接，可以手動(dòng)調(diào)節(jié)光源的光強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)光照度合適的光照環(huán)境。
本實(shí)用新型在人像采集過(guò)程中進(jìn)行逆光補(bǔ)償，在不增加曝光時(shí)間、不對(duì)人眼產(chǎn)生明顯刺激的條件下達(dá)到了提高人臉區(qū)域圖像亮度的目的。
本實(shí)用新型的可見(jiàn)光光源裝置，避免了在逆光條件下采集的人臉圖像背景亮度很高，但人臉區(qū)域光照度很低，導(dǎo)致人臉圖像無(wú)法識(shí)別的問(wèn)題。光源裝置通過(guò)對(duì)攝像機(jī)頻閃信號(hào) 的頻率計(jì)算和倍頻，相應(yīng)的控制PWM輸出，在攝像機(jī)曝光時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生高達(dá)6w的LED驅(qū)動(dòng)信號(hào)，在快門(mén)關(guān)閉時(shí)LED驅(qū)動(dòng)電路只有2w，使得光源平均光照度在50Lux左右，能夠避免對(duì)人眼產(chǎn)生刺激。在攝像機(jī)曝光時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生約150Lux的光源，攝像機(jī)能夠在1ms的曝光時(shí)間內(nèi)采集到清晰的人臉圖像，實(shí)現(xiàn)了對(duì)人像采集進(jìn)行逆光補(bǔ)償?shù)淖饔谩?/p>
可以理解的是，雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例披露如上，然而上述實(shí)施例并非用以限定本實(shí)用新型。對(duì)于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案作出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。