專利名稱：基于紅外led的調(diào)制光補(bǔ)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于紅外LED的調(diào)制光補(bǔ)光裝置，屬于生物識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
人臉識(shí)別門禁必須白天黑夜都能正常工作，而白天和黑夜光線的動(dòng)態(tài)變化范圍非 常大，夏日陽光下環(huán)境照度達(dá)50000LuX-120000LuX，夜間路燈時(shí)僅為0. lLux，星光夜里約 為0.00035LUX。對(duì)比是50萬倍到3億倍。普通攝像機(jī)只具有3 1動(dòng)態(tài)范圍，寬動(dòng)態(tài)攝像 機(jī)達(dá)到100 1左右，在這種情況下用作人臉識(shí)別的攝像頭無論是否具有自動(dòng)調(diào)整曝光功 能或者通過攝像頭本身的電子快門已不可能適應(yīng)這么寬的照度范圍，也就無法達(dá)到控制圖 像效果的作用。在一般的人臉識(shí)別系統(tǒng)中，為了克服日光對(duì)人臉識(shí)別的干擾和解決黑暗環(huán)境中的 照明問題，普遍使用了紅外LED(發(fā)光二極管)作為主動(dòng)補(bǔ)光光源，由穩(wěn)壓或恒流驅(qū)動(dòng)的紅 外LED發(fā)射近紅外光，照射在被識(shí)別的人臉上，配合近紅外濾光片，以此獲得具有一定光照 穩(wěn)定性的近紅外圖像，供人臉識(shí)別模塊進(jìn)行識(shí)別。加了紅外LED和紅外濾鏡后，雖然人臉識(shí)別性能有所改善，但是穩(wěn)壓或恒流驅(qū)動(dòng) 的紅外LED的光照度是固定不變的，以一種不變的光照度來應(yīng)對(duì)非常大的環(huán)境光線的動(dòng)態(tài) 范圍，仍然不能得到滿意的圖像，對(duì)人臉識(shí)別的性能造成明顯的影響。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供的一種基于紅外LED的調(diào)制光補(bǔ)光裝置，使用脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)電源來給 紅外LED供電，能根據(jù)環(huán)境照度自動(dòng)調(diào)節(jié)紅外LED的亮度，使得照射在人臉上的近紅外照度 與環(huán)境照度達(dá)到一定的正向比例關(guān)系，在一定程度上彌補(bǔ)環(huán)境光照和紅外LED的光照對(duì)比 問題，提高了人臉識(shí)別性能。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種基于紅外LED的調(diào)制光補(bǔ)光裝置，包含依次電路連接的光傳感器、分壓電阻、控制電路、紅外LED驅(qū)動(dòng)電路和紅外LED陣 列；光傳感器與分壓電阻串聯(lián)組成電阻分壓電路；該調(diào)制光補(bǔ)光裝置還包含分別電路連接所述控制電路的穩(wěn)壓電路、晶振電路和復(fù) 位電路；所述的光傳感器采集可見環(huán)境光，轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬量電阻值；所述的電阻分壓電路通過電阻分壓的方式將光傳感器輸出的模擬量電阻值轉(zhuǎn)換 為模擬電壓值；本發(fā)明的控制電路進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換、計(jì)算高電平占空比、輸出PWM脈沖信號(hào)來控制紅 外LED陣列中的紅外LED亮和滅的時(shí)間比例，從而調(diào)整輸出的紅外光的強(qiáng)度；所述的紅外LED驅(qū)動(dòng)電路在控制電路的控制下，將PWM脈沖信號(hào)放大后，驅(qū)動(dòng)紅外 LED陣列；[0014]所述的紅外LED陣列包含若干組并聯(lián)的紅外LED組，每個(gè)紅外LED組包含若干串 聯(lián)的紅外LED和一個(gè)限流電阻；工作時(shí)，每個(gè)紅外LED流過的電流根據(jù)所選用的紅外LED額 定電流來確定，通過調(diào)節(jié)限流電阻使所選用的紅外LED達(dá)到額定工作電流值；所述的穩(wěn)壓電路提供穩(wěn)定的電壓給控制電路及其他元器件供電；所述的晶振電路為控制電路提供時(shí)鐘脈沖；所述的復(fù)位電路可在調(diào)試時(shí)或者故障時(shí)令調(diào)制光補(bǔ)光重新啟動(dòng)。本發(fā)明通過光傳感器檢測(cè)戶外可見環(huán)境光的強(qiáng)度，然后由控制電路輸出PWM(脈 寬調(diào)制)脈沖控制紅外LED陣列，使紅外LED陣列發(fā)出與戶外環(huán)境光強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的紅外光， 達(dá)到更好的補(bǔ)光效果，從而進(jìn)一步提高人臉識(shí)別的性能，本發(fā)明功能強(qiáng)、性能可靠、電路簡(jiǎn) 單、成本低、智能化水平高。
圖1是本發(fā)明提供的一種基于紅外LED的調(diào)制光補(bǔ)光裝置的電路結(jié)構(gòu)示圖。
具體實(shí)施方式
以下根據(jù)圖1，具體說明本發(fā)明的較佳實(shí)施方式如圖1所示，為一種基于紅外LED的調(diào)制光補(bǔ)光裝置，該裝置包含依次電路連接的光傳感器101、分壓電阻102、控制電路103、紅外LED驅(qū)動(dòng)電路 104和紅外LED陣列105 ；光傳感器101與分壓電阻102串聯(lián)組成電阻分壓電路；該調(diào)制光補(bǔ)光裝置還包含分別電路連接所述控制電路103的穩(wěn)壓電路106、晶振 電路107和復(fù)位電路108 ；所述的光傳感器101可選用光電二極管、光電晶體管、光敏電阻、紅外線傳感器、 紫外線傳感器、光纖式光電傳感器、色彩傳感器、CCD(電荷耦合器件)和CMOS(互補(bǔ)金屬氧 化物半導(dǎo)體)圖像傳感器等；本發(fā)明選用最簡(jiǎn)單的光傳感器光敏電阻，光敏電阻的輸出特性為線性模擬量電阻 輸出；所述的光敏電阻采集可見環(huán)境光，轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬量電阻值；所述的電阻分壓電路通過電阻分壓的方式將光傳感器輸出的模擬量電阻值轉(zhuǎn)換 為模擬電壓值；本發(fā)明的控制電路103選用單片機(jī)電路，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換、計(jì)算占空比、輸出PWM脈 沖信號(hào)來控制紅外LED陣列中的紅外LED亮和滅的時(shí)間比例，從而調(diào)整輸出的紅外光的強(qiáng) 度；在本發(fā)明中采用了單片機(jī)輸出PWM脈沖來控制紅外LED的方式，在脈沖的高電平 時(shí)，紅外LED發(fā)光，在脈沖的低電平時(shí)，紅外LED不發(fā)光，當(dāng)脈沖的頻率大于IOOKHz時(shí)，相對(duì) 于攝像機(jī)的快門來說，脈沖的頻率很高，在一幅圖像的曝光周期中，包含了多個(gè)脈沖的信號(hào) 周期，其脈沖高電平占空比越大，發(fā)光的時(shí)間越長(zhǎng)，累積的紅外光平均亮度越強(qiáng)，反之，脈沖 高電平占空比越小，發(fā)光的時(shí)間越短，累積的紅外光平均亮度越弱，在一幅圖像中的曝光量 是相當(dāng)于紅外LED —直在發(fā)光，其平均亮度受到脈沖占空比的控制；所述的紅外LED驅(qū)動(dòng)電路104在控制電路103的控制下，將PWM脈沖信號(hào)放大后，驅(qū)動(dòng)紅外LED陣列；所述的紅外LED陣列105由若干串紅外LED并聯(lián)組成，每5個(gè)紅外LED串聯(lián)后再 串連一個(gè)限流電阻；工作時(shí)，每個(gè)紅外LED流過的電流根據(jù)所選用的紅外LED額定電流來確 定，通過調(diào)節(jié)限流電阻使所選用的紅外LED達(dá)到額定工作電流值；所述的穩(wěn)壓電路106提供穩(wěn)定的電壓給控制電路103及其他元器件供電；所述的晶振電路107為控制電路103提供時(shí)鐘脈沖；所述的復(fù)位電路108可在調(diào)試時(shí)或者故障時(shí)令調(diào)制光補(bǔ)光重新啟動(dòng)。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的 描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的 多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求1.一種基于紅外LED的調(diào)制光補(bǔ)光裝置，其特征在于，該裝置包含依次電路連接的光傳感器(101)、分壓電阻(102)、控制電路(103)、紅外LED驅(qū)動(dòng)電路 (104)和紅外 LED 陣歹Ij (105)；所述的光傳感器(101)與分壓電阻(102)串聯(lián)組成電阻分壓電路。
2.如權(quán)利要求1所述的基于紅外LED的調(diào)制光補(bǔ)光裝置，其特征在于，所述的調(diào)制光補(bǔ) 光裝置還包含分別電路連接所述控制電路(10 的穩(wěn)壓電路(106)、晶振電路(107)和復(fù)位 電路(108)。
3.如權(quán)利要求1所述的基于紅外LED的調(diào)制光補(bǔ)光裝置，其特征在于，所述的紅外LED 陣列(10 包含若干組并聯(lián)的紅外LED組，每個(gè)紅外LED組包含若干串聯(lián)的紅外LED和一 個(gè)限流電阻。
4.如權(quán)利要求1所述的基于紅外LED的調(diào)制光補(bǔ)光裝置，其特征在于，所述的光傳感 器(101)選用光電二極管、光電晶體管、光敏電阻、紅外線傳感器、紫外線傳感器、光纖式光 電傳感器、色彩傳感器、CCD電荷耦合器件和CMOS互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器中的任意一種。
5.如權(quán)利要求4所述的基于紅外LED的調(diào)制光補(bǔ)光裝置，其特征在于，所述的光傳感器 (101)優(yōu)選光敏電阻。
6.如權(quán)利要求1所述的基于紅外LED的調(diào)制光補(bǔ)光裝置，其特征在于，所述的控制電路 (103)采用單片機(jī)。
專利摘要一種基于紅外LED的調(diào)制光補(bǔ)光裝置，該裝置包含依次電路連接的光傳感器、分壓電阻、控制電路、紅外LED驅(qū)動(dòng)電路和紅外LED陣列，還包含分別電路連接所述控制電路的穩(wěn)壓電路、晶振電路和復(fù)位電路。通過光傳感器檢測(cè)戶外可見環(huán)境光的強(qiáng)度，然后由控制電路輸出PWM(脈寬調(diào)制)脈沖控制紅外LED陣列，使紅外LED陣列發(fā)出與戶外環(huán)境光強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的紅外光，達(dá)到更好的補(bǔ)光效果，從而進(jìn)一步提高人臉識(shí)別的性能。
文檔編號(hào)H05B37/02GK201869399SQ20102025291
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月6日
發(fā)明者唐堅(jiān), 朱學(xué)曦 申請(qǐng)人:上海洪劍智能科技有限公司