Уређаји за препознавање лица су свуда – од откључавања паметног телефона и укрцавања у авион до идентификације купаца у малопродаји. Иза екрана, модул камере снима ваше лице, а алгоритми претварају ваше карактеристике у дигитални шаблон. Избор модула камере директно утиче на брзину, тачност и поузданост препознавања. У овом чланку истражујемо најчешће модуле камере који се користе у уређајима за препознавање лица, укључујући ХД модул камере, УСБ модул камере, ОЕМ модул камере, Распберри пи модул камере и основну технологију ЦМОС модула камере.
Зашто су за препознавање лица потребни специјализовани модули камере
За разлику од стандардне веб камере, камера за препознавање лица мора:
Снимите фине детаље (очи, контуре носа, текстуру коже) на типичној удаљености од 30-100 цм.
Радите у различитим осветљењима: јаком сунчевом светлу, пригушеним ходницима или чак мраку (користећи инфрацрвено).
Имајте мало кашњење да бисте пружили одговор у реалном времену.
Често укључује инфрацрвени (ИР) сензор за разликовање правог лица од фотографије или маске (детекција живота).
Стога, модул камере мора бити пажљиво одабран за резолуцију, осетљивост, динамички опсег, а понекад и глобални затварач.
1. ЦМОС модул камере – срце свих препознавања лица
Скоро сваки уређај за препознавање лица користи модул ЦМОС камере јер ЦМОС сензори нуде малу снагу, велику брзину и интеграцију контролне логике. Сензор претвара светлост у електричне сигнале; квалитет ове конверзије одређује коначну слику. Кључне спецификације за модул ЦМОС камере за препознавање лица укључују:
Резолуција– Најмање 2 МП (1080п) за снимање довољно црта лица; 5 МП или 8 МП (4К) за апликације високе безбедности.
Величина пиксела– Већи пиксели (2,0 µм или више) побољшавају перформансе при слабом осветљењу.
Глобални затварач– Избегава замућење покрета када особа лагано помера главу; ролетне могу бити прихватљиве ако субјект мирује.
ИЦ осетљивост– Многи уређаји имају наменску ИР камеру (такође засновану на ЦМОС-у) за детекцију живости.
Популарни сензори модула ЦМОС камере за препознавање лица укључују Сони ИМКС290 (2 МП, одлично слабо осветљење), ИМКС219 (8 МП, користи се у многим развојним плочама) и ИМКС415 (4К).
2. Модул ХД камере – Стандард за јасну идентификацију
Модул ХД камере (720п или 1080п) је најчешћа резолуција за терминале за препознавање лица. 1080п пружа довољно детаља за поуздано мапирање обележја лица без генерисања претераних података. Модул ХД камере са глобалним затварачем и ИР филтером (за дневну употребу) може да се упари са засебним модулом осетљивим на ИР за ноћни рад.
На пример, паметна брава за врата са препознавањем лица обично интегрише модул ХД камере од 1080п који снима слике у боји дању и прелази у ИР режим (са уклоњивим ИР-сеченим филтером) ноћу. Модул је довољно мали да стане у кућиште браве.
3. УСБ модул камере – Плуг-анд-Плаи за системе засноване на рачунару
Многи системи за препознавање лица, посебно они који се користе за контролу приступа или терминале за праћење радног времена, изграђени су око стандардног рачунара или рачунара са једном плочом. УСБ модул камере са УВЦ (УСБ Видео Цласс) усаглашеношћу је најлакши пут за интеграцију. Појављује се као стандардна веб камера, а софтвер може да снима оквире користећи ОпенЦВ, МедиаПипе или прилагођени СДК. Предности:
Нема развоја драјвера – ради из кутије на Виндовс, Линук, Андроид.
Лако за прототип и тестирање.
Широк распон резолуција (од 720п до 4К).
Међутим, УСБ додаје неколико милисекунди кашњења и троши више енергије од уграђеног интерфејса. За комерцијалне терминале великог обима, ОЕМ модул камере се често даје предност.
4. ОЕМ модул камере – Дизајниран по мери за комерцијалне производе
Серијски произведени терминали за препознавање лица (нпр. е-гатес аеродрома, банкомати банака са верификацијом лица) користе ОЕМ модул камере. ОЕМ модул камере је прилагођен механичким, оптичким и безбедносним захтевима производа. Предности укључују:
Цустом ленс– Специфично видно поље (нпр. 60 степени за покривање особе од 40 цм до 1 м) и фиксни фокус оптимизован за типично радно растојање.
Интеграција са два сензора– Модул ЦМОС камере за видљиво светло и модул ИР камере на истој плочи, често са синхронизованим осветљивачима (бела ЛЕД и ИР ЛЕД).
Мали отисак– Модул се уклапа у танак оквир.
Дугорочна доступност– Произвођач гарантује снабдевање годинама.
ОЕМ модул камере често укључује уграђени ИСП (процесор сигнала слике) који врши редукцију шума, аутоматски баланс белог и контролу експозиције пре слања обрађене слике хосту.
5. Распберри Пи модул камере – за израду прототипа и примену малог обима
Програмери и систем интегратори често користе распберри пи модул камере за прототип система за препознавање лица. Званична Распберри Пи камера (нпр. Цамера Модуле 3) повезује се преко МИПИ ЦСИ‑2 интерфејса и користи Сони ИМКС708 сензор (12 МП, 4К). Са Распберри Пи 4 или 5, можете да покрећете библиотеке за препознавање лица отвореног кода (Фаце Рецогнитион, ОпенЦВ, длиб) у реалном времену. Ово је савршено за:
Универзитетско истраживање.
Системи контроле приступа малог обима (нпр. за радни простор).
Процена алгоритама пре преласка на прилагођени ОЕМ модул камере.
Распберри пи модул камере је модул ЦМОС камере са покретним затварачем, што је прихватљиво за субјекте који се споро крећу, али може замаглити особу која брзо хода. За апликације велике брзине, боља је спољна камера са глобалним затварачем.
Кључне карактеристике које треба тражити у модулу камере за препознавање лица
| Феатуре | Важност |
|---|---|
| 1080п или већа резолуција | Снима довољно детаља о лицу |
| Глобални затварач (препоручено) | Елиминише замућеност покрета |
| Добре перформансе при слабом осветљењу | Ради у мрачним окружењима |
| ИЦ осетљивост (са ИЦР) | Омогућава препознавање ноћног времена |
| Широки динамички опсег (ВДР) | Управља сценама са позадинским осветљењем (нпр. улаз против сунца) |
| Фиксни фокус са великом дубином поља | Нема кашњења аутофокуса; корисник може стајати на различитим удаљеностима |
| Мала латенција | Повратне информације у реалном времену |
Пример: Типичан терминал за препознавање лица
Размислите о паметној брави на вратима канцеларије. Унутра се налази ОЕМ модул камере који садржи:
Модул ЦМОС камере од 1080п са сочивом од 3,6 мм (видно поље 70 степени), фиксним фокусом од 40 цм до 80 цм.
Две беле ЛЕД за дневно осветљење и две 850 нм ИР ЛЕД за ноћно осветљење.
Наменски ИР филтер који се аутоматски пребацује на основу амбијенталног светла.
Чип УСБ модула камере (УВЦ) за једноставно повезивање са главним процесором браве.
Овај модул снима слику лица, процесор издваја вектор карактеристика и у року од 0,5 секунди врата се откључавају. Исти модул се може користити за детекцију живости трептањем ИР ЛЕД диода и анализом рефлексије.
Закључак
Уређаји за препознавање лица ослањају се на различите модуле камере у зависности од обима апликације, потреба за перформансама и циљаних трошкова. Модул ЦМОС камере је универзална основа – изаберите онај са одговарајућом резолуцијом, могућношћу слабог осветљења и глобалним затварачем за субјекте у покрету. Модул ХД камере (1080п) је стандардна резолуција. За ПЦ-базиране или преносиве системе, УСБ модул камере (УВЦ) је најпогоднији. За комерцијалне производе масовне производње, ОЕМ модул камере нуди прилагођавање и дугорочно снабдевање. Програмери који праве прототипе са ограниченим буџетом често почињу са распберри пи модулом камере пре него што пређу на прилагођени дизајн.
Када бирате модул камере за препознавање лица, дајте приоритет квалитету слике у очекиваном светлосном окружењу, малом кашњењу и, ако је потребно, ИЦ могућностима за детекцију живости. Добро одабран модул камере је први корак ка тачној, брзој и безбедној аутентификацији лица.
Ако вам је потребан прилагођени модул камере за препознавање лица – од компактног УСБ модула камере до потпуно интегрисаног ОЕМ модула камере – контактирајте Синцере. Дизајнирамо и производимо решења заснована на ЦМОС модулу камере за безбедност, контролу приступа и паметне малопродајне апликације.
