這里，我們主要針對人臉識別系統(tǒng)中的圖像采集裝置所用到的窄帶濾光片進行分析，目的是幫助
使用者更好地了解窄帶濾光片的作用和使用方法，以便正確選擇窄帶濾光片的技術(shù)指標(biāo)。由于人
臉識別的計算量很大，目前都是基于黑白灰度圖像進行識別的。其圖像采集的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
光學(xué)特點
人臉識別的圖像采集裝置中，光源一般采用高功率的紅外二極管，波長以850nm和940nm居多。
為提高識別效率以及提高光的利用率，從光源選擇開始就要考慮到整體設(shè)計。雖然市面上購買的
LED標(biāo)稱值都是850nm或940nm，但在測量具體的LED產(chǎn)品中心波長時發(fā)現(xiàn)還是有不少偏差的。
以850nm的LED為例，其實際中心波長有835nm的，也有865nm的。由于人臉識別系統(tǒng)中采用
的光源為多顆大功率LED陣列，如果各個LED的中心波長不一致，所有LED的光譜在疊加之后，
綜合的光譜帶寬會展寬。單個850nm的LED帶寬在50nm左右，如果由于中心波長不一致，
多個LED疊加后的光譜帶寬將會變成很寬。這對后續(xù)的窄帶濾光片帶寬的選擇、能量利用率以
及信噪比的提高都是十分不利的。所以要求在選擇LED光源時，中心波長要一致。另外，LED
光源隨著工作溫度的升高，其中心波長是向長波漂移的，每升高10℃，LED的中心波長向長波
漂移1nm左右。而且隨著工作溫度的升高，LED的發(fā)光效率快速下降，當(dāng)升高到85℃左右時，
LED的輸出效率降到50%左右。因此要求LED光源的散熱效果良好。還有，在選擇LED發(fā)光管
的發(fā)散角時，以較小的發(fā)散角為好，這樣可以提高光源的能量利用率。
接收器 有什么特點？
?窄帶率選擇要注意什么？
窄帶濾光片主要是用來隔離干擾光，透過信號光，充分突顯有用信息，減小干擾信息，為后續(xù)的
圖像處理和識別奠定基礎(chǔ)。在目前，人臉識別主要應(yīng)用在各種場合的考勤和門禁系統(tǒng)。有的是安
裝在室內(nèi)光線較暗的地方，有的是安裝在較為明亮的地方。不同場合下，干擾光的強度是不同的，
因此對窄帶濾光片的要求也不同。
?
?窄帶濾光片的帶寬不是越窄越好，也不是越寬越好，要根據(jù)所處的環(huán)境及采用的光源共同決定。
850nm的紅外LED其帶寬在50nm左右，選擇窄帶濾光片時要考慮到光能量的利用率，所以不能
把窄帶濾光片的帶寬定得太窄，對于LED光源，15nm以下的帶寬就不大合適。一方面因為太窄
的帶寬將LED很大一部分較強的信號光拒之門外，另一方面因為太窄的帶寬使濾光片的有效使用
角度變得很小，有可能導(dǎo)致所拍的圖像中間亮邊緣暗的現(xiàn)象。經(jīng)過實踐檢驗，發(fā)現(xiàn)將LED的發(fā)光
強度可利用的門檻設(shè)在70%左右時，所拍攝的圖像仍具有相當(dāng)好的對比度，因此，窄帶濾光片的
帶寬可以選在30nm左右，見圖3中的陰影部分。對抗干擾要求稍高的，可選擇20nm帶寬的。從目
前用戶的反饋來看，激埃特光電生產(chǎn)的兩種主打850nm窄帶濾光片，一種是30nm帶寬的，另一種
是20nm帶寬的，后者選用的人比較多。
窄帶濾光片的截止范圍主要是根據(jù)接收器本身的響應(yīng)范圍和接收器所處環(huán)境中的干擾源波長范圍決定的。
接收器CCD的響應(yīng)范圍為400~1100nm。在人臉識別場合，干擾源主要是漫反射或散射的太陽光和周邊
的人造光源，跨越的波長范圍很廣，從紫外一直延伸到近紅外。綜合這兩者原因，人臉識別用的窄帶
濾光片的截止范圍可以確定為400~1100nm。
?
一般大家都會認(rèn)為窄帶濾光片的峰值透過率越高越好，大多數(shù)情況下這是正確的，但是在人臉識別應(yīng)用中，
情況并非總是如此。當(dāng)人臉識別裝置處在太陽光直射的環(huán)境下時，干擾光的強度非常大，與信號光相同波長
的干擾光也很強，這個干擾光是無法通過窄帶濾光片去除的。這時要提高抗干擾能力需要進一步增加LED光
的入射強度，使信號光的強度比干擾光的強度大數(shù)倍以上。增加LED光源的強度從實現(xiàn)方法上比較簡單，
只要增加LED的個數(shù)就行，但是當(dāng)LED光的能量強到一定值時，再加上來自與LED同波長的干擾光的能量，
CCD接收器的響應(yīng)很容易就飽和了，使圖像失真嚴(yán)重，即使通過軟件的辦法降低曝光量，也未必能解決這
個問題。這時，就需要窄帶濾光片在濾除截止區(qū)域的干擾光的同時，對信號光波段要起到一定的衰減作用，
根據(jù)實際情況會要求窄帶濾光片的峰值透過率為40%，或者60%，或者其他數(shù)值。
考慮到成本因素，目前人臉識別系統(tǒng)中用的CCD接收器以及對應(yīng)的透鏡組基本上是現(xiàn)成的，屬通用型的，
被廣泛用在網(wǎng)絡(luò)攝像頭或手機攝像頭上。而這種通用型的攝像頭的調(diào)焦范圍都比較小，如果在CCD前方
放置一片濾光片，就會引入多余的光程差，使成像模糊，當(dāng)這個光程差比較小時，通過微調(diào)焦距還能使圖
像清晰，但當(dāng)濾光片的厚度較大時，引入的光程差也較大，通過微調(diào)焦距有可能調(diào)不過來，導(dǎo)致圖像模糊。
因此，很多人都將濾光片放置在CCD攝像頭的鏡頭前方，而不是放在CCD傳感器的前方，因為這樣放置相
當(dāng)于濾光片沒有干預(yù)成像光路。但是，放在鏡頭前方的濾光片尺寸大，安裝不方便，又不美觀，所以許多
人都希望能把濾光片的面積變小，又能放置在CCD傳感器前方，內(nèi)置在攝像頭內(nèi)，既節(jié)約了濾光片的成本，
又不影響外觀。要想把濾光片置于攝像頭之內(nèi)，要求濾光片的厚度很薄，經(jīng)過實踐用0.55mm或0.7mm厚
的濾光片是合適的。
激埃特光電為了實現(xiàn)超薄設(shè)計，利用全介質(zhì)硬膜鍍膜技術(shù)成功實現(xiàn)了在0.2mm以上的玻璃基片上鍍制窄帶
濾光片的技術(shù)，具體產(chǎn)品應(yīng)用請聯(lián)系客服咨詢，我們?yōu)槟峁┤轿唤鉀Q方案。
