Sejas atpazīšanas ierīces ir visur — no viedtālruņa atbloķēšanas un iekāpšanas lidmašīnā līdz pircēju identificēšanai mazumtirdzniecības veikalā. Aiz ekrāna kameras modulis fiksē jūsu seju, un algoritmi pārvērš jūsu funkcijas digitālā veidnē. Kameras moduļa izvēle tieši ietekmē atpazīšanas ātrumu, precizitāti un uzticamību. Šajā rakstā mēs izpētām visbiežāk lietotos kameru moduļus, ko izmanto sejas atpazīšanas ierīcēs, tostarp HD kameras moduli, USB kameras moduli, OEM kameras moduli, raspberry pi kameras moduli un pamatā esošo cmos kameras moduļa tehnoloģiju.
Kāpēc sejas atpazīšanai ir nepieciešami specializēti kameras moduļi
Atšķirībā no standarta tīmekļa kameras, sejas atpazīšanas kamerai:
Uzņemiet smalkas detaļas (acis, deguna kontūras, ādas tekstūru) parastā 30–100 cm attālumā.
Strādājiet dažādos apgaismojumos: spilgtā saules gaismā, blāvos gaiteņos vai pat tumsā (izmantojot infrasarkano staru).
Ir mazs latentums, lai nodrošinātu reāllaika atbildi.
Bieži iekļaujiet infrasarkano (IR) sensoru, lai atšķirtu īstu seju no fotoattēla vai maskas (dzīvības noteikšana).
Tāpēc kameras modulis ir rūpīgi jāizvēlas, ņemot vērā izšķirtspēju, jutību, dinamisko diapazonu un dažreiz globālo aizvaru.
1. CMOS kameras modulis — visas sejas atpazīšanas sirds
Gandrīz katra sejas atpazīšanas ierīce izmanto CMOS kameras moduli, jo CMOS sensori piedāvā zemu jaudu, lielu ātrumu un vadības loģikas integrāciju. Sensors pārvērš gaismu elektriskos signālos; šīs konversijas kvalitāte nosaka galīgo attēlu. Galvenās CMOS kameras moduļa specifikācijas sejas atpazīšanai ietver:
Izšķirtspēja– Vismaz 2 MP (1080p), lai tvertu pietiekami daudz sejas vaibstu; 5 MP vai 8 MP (4K) augstas drošības lietojumprogrammām.
Pikseļu izmērs– Lielāki pikseļi (2,0 µm vai vairāk) uzlabo veiktspēju vājā apgaismojumā.
Globālais aizvars– Izvairās no kustības izplūšanas, kad persona nedaudz kustina galvu; ritošais aizvars var būt pieņemams, ja objekts nekustas.
IR jutība– Daudzām ierīcēm ir īpaša IR kamera (arī uz CMOS balstīta) dzīvīguma noteikšanai.
Populāri cmos kameras moduļu sensori sejas atpazīšanai ir Sony IMX290 (2 MP, lielisks vājā apgaismojumā), IMX219 (8 MP, izmanto daudzās izstrādes platēs) un IMX415 (4K).
2. HD kameras modulis — skaidras identifikācijas standarts
HD kameras modulis (720p vai 1080p) ir visizplatītākā sejas atpazīšanas termināļu izšķirtspēja. 1080p nodrošina pietiekami detalizētu informāciju, lai uzticami kartētu sejas orientierus, neradot pārmērīgus datus. HD kameras moduli ar globālo aizvaru un IR izgriezuma filtru (dienas lietošanai) var savienot pārī ar atsevišķu IR jutīgu moduli darbam naktī.
Piemēram, viedajā durvju slēdzenē ar sejas atpazīšanu parasti ir integrēts 1080p HD kameras modulis, kas uzņem krāsainus attēlus dienā un pārslēdzas uz IR režīmu (ar noņemamu infrasarkanā starojuma filtru) naktī. Modulis ir pietiekami mazs, lai ietilptu slēdzenes korpusā.
3. USB kameras modulis — Plug-and-Play datorsistēmām
Daudzas sejas atpazīšanas sistēmas, jo īpaši tās, ko izmanto piekļuves kontroles vai darba laika uzskaites termināļos, ir veidotas ap standarta datoru vai viena borta datoru. USB kameras modulis ar UVC (USB video klases) atbilstību ir vienkāršākais integrācijas ceļš. Tā parādās kā standarta tīmekļa kamera, un programmatūra var uzņemt kadrus, izmantojot OpenCV, MediaPipe vai pielāgotu SDK. Priekšrocības:
Nav draiveru izstrādes — darbojas jau sākotnēji operētājsistēmās Windows, Linux, Android.
Viegli izveidot prototipu un pārbaudīt.
Plašs izšķirtspējas klāsts (no 720p līdz 4K).
Tomēr USB pievieno dažas milisekundes latentuma un patērē vairāk enerģijas nekā iegultais interfeiss. Liela apjoma komerciāliem termināļiem bieži vien priekšroka tiek dota OEM kameras modulim.
4. OEM kameras modulis — īpaši izstrādāts komerciāliem produktiem
Sērijveidā ražotos sejas atpazīšanas termināļos (piemēram, lidostu e-vārtos, banku bankomātos ar sejas pārbaudi) tiek izmantots OEM kameras modulis. OEM kameras modulis ir pielāgots produkta mehāniskajām, optiskajām un drošības prasībām. Ieguvumi ietver:
Pielāgots objektīvs– Īpašs redzes lauks (piemēram, 60 grādi, lai aptvertu cilvēku no 40 cm līdz 1 m) un fiksēts fokuss, kas optimizēts tipiskajam darba attālumam.
Divu sensoru integrācija– Redzamās gaismas CMOS kameras modulis un IR kameras modulis uz vienas plates, bieži vien ar sinhronizētiem apgaismotājiem (balta LED un IR LED).
Mazs nospiedums– Modulis iekļaujas plānā rāmī.
Ilgtermiņa pieejamība– Ražotājs garantē piegādi gadiem ilgi.
OEM kameras modulī bieži ir iekļauts iebūvēts ISP (attēla signālu procesors), kas veic trokšņu samazināšanu, automātisku baltā balansu un ekspozīcijas kontroli pirms apstrādātā attēla nosūtīšanas uz resursdatoru.
5. Raspberry Pi kameras modulis — prototipu veidošanai un neliela apjoma izvietošanai
Izstrādātāji un sistēmu integratori bieži izmanto raspberry pi kameras moduli, lai izveidotu sejas atpazīšanas sistēmu prototipu. Oficiālā Raspberry Pi kamera (piemēram, 3. kameras modulis) tiek savienota, izmantojot MIPI CSI-2 interfeisu, un izmanto Sony IMX708 sensoru (12 MP, 4K). Izmantojot Raspberry Pi 4 vai 5, varat palaist atvērtā pirmkoda sejas atpazīšanas bibliotēkas (sejas atpazīšana, OpenCV, dlib) reāllaikā. Tas ir lieliski piemērots:
Universitātes pētījumi.
Maza mēroga piekļuves kontroles sistēmas (piemēram, kopdarba telpai).
Algoritmu novērtēšana pirms pārejas uz pielāgotu OEM kameras moduli.
Raspberry pi kameras modulis ir CMOS kameras modulis ar slīdošu slēģu, kas ir pieņemams objektiem, kas kustas lēni, taču var aizmiglot ātri ejošu cilvēku. Liela ātruma lietojumprogrammām labāka ir ārējā globālā slēdža kamera.
Galvenās funkcijas, kas jāmeklē sejas atpazīšanas kameras modulī
| Funkcija | Svarīgums |
|---|---|
| 1080p vai augstāka izšķirtspēja | Uztver pietiekami daudz sejas detaļu |
| Globālais aizvars (ieteicams) | Novērš kustības izplūšanu |
| Laba veiktspēja vājā apgaismojumā | Darbojas vājā vidē |
| IR jutība (ar ICR) | Iespējo nakts atpazīšanu |
| Plašs dinamiskais diapazons (WDR) | Apstrādā fona apgaismojuma ainas (piemēram, ieeja pret sauli) |
| Fiksēts fokuss ar lielu lauka dziļumu | Nav autofokusa aizkaves; lietotājs var stāvēt dažādos attālumos |
| Zems latentums | Reāllaika atsauksmes |
Piemērs: tipisks sejas atpazīšanas terminālis
Apsveriet viedo biroja durvju slēdzeni. Iekšpusē ir OEM kameras modulis, kas satur:
1080p cmos kameras modulis ar 3,6 mm objektīvu (redzes lauks 70 grādi), fiksēts fokuss no 40 cm līdz 80 cm.
Divas baltas gaismas diodes dienas apgaismojumam un divas 850 nm IR gaismas diodes naktī.
Īpašs IR filtrs, kas automātiski pārslēdzas atkarībā no apkārtējās gaismas.
USB kameras moduļa mikroshēma (UVC) vienkāršai savienošanai ar slēdzenes galveno procesoru.
Šis modulis uzņem sejas attēlu, procesors izvelk funkcijas vektoru, un 0,5 sekunžu laikā durvis tiek atbloķētas. To pašu moduli var izmantot dzīvīguma noteikšanai, mirgojot IR gaismas diodes un analizējot atspulgus.
Secinājums
Sejas atpazīšanas ierīces balstās uz dažādiem kameru moduļiem atkarībā no lietojuma mēroga, veiktspējas vajadzībām un izmaksu mērķiem. CMOS kameras modulis ir universāls pamats — izvēlieties vienu ar atbilstošu izšķirtspēju, vāja apgaismojuma spēju un globālu aizvaru kustīgiem objektiem. HD kameras modulis (1080p) ir standarta izšķirtspēja. Uz datoru balstītām vai pārnēsājamām sistēmām visērtākais ir USB kameras modulis (UVC). Masveidā ražotiem komerciāliem produktiem OEM kameras modulis piedāvā pielāgošanu un ilgtermiņa piegādi. Izstrādātāji, kas veido prototipus par budžetu, bieži sāk ar raspberry pi kameras moduli, pirms pāriet uz pielāgotu dizainu.
Izvēloties kameras moduli sejas atpazīšanai, piešķiriet prioritāti attēla kvalitātei paredzamajā apgaismojumā, zemam latentumam un, ja nepieciešams, IR iespējai dzīvīguma noteikšanai. Pareizi izvēlēts kameras modulis ir pirmais solis ceļā uz precīzu, ātru un drošu sejas autentifikāciju.
Ja jums ir nepieciešams pielāgots sejas atpazīšanas kameras modulis — no kompakta USB kameras moduļa līdz pilnībā integrētam OEM kameras modulim — sazinieties ar Sincere. Mēs projektējam un ražojam uz cmos kameru moduļiem balstītus risinājumus drošībai, piekļuves kontrolei un viedām mazumtirdzniecības lietojumprogrammām.
