БЕСТЕНЕВОЙ ОСВЕТИТЕЛЬ ЛИЦА ЧЕЛОВЕКА

Полезная модель относится к средствам для освещения объектов фотосъемки и преимущественно может быть использована в качестве бестеневого осветителя с целью получения такой биометрической характеристики человека, как изображение его лица в системах, использующих распознавание личности, или в системах оформления различных видов документов, содержащих биометрическую информацию об их владельцах.
При регистрации изображения лица в качестве биометрической характеристики человека для целей распознавания личности или оформления различных видов документов, содержащих биометрическую информацию об их владельцах, одним из наиболее важных требований является обеспечение равномерного и бестеневого освещения лица человека
Требования к конструкции и расположению осветителей при получении такой биометрической характеристики человека, как изображение его лица, определены международным стандартом ISO\IEC 19794-5 (Information technology - Biometric data interchange formats. Part 5: Face image data. Amendment 1: Conditions for taking photographs for face image data).
Так, например, из указанного стандарта известен набор для освещения лица субъекта в условиях фотостудии (Information technology - Biometric data interchange formats. Part 5. Face image data. Amendment 1: Conditions for taking photographs for face image data, fig В.4), который содержит фронтальный источник света в виде лампы с параболическим отражателем, ось диаграммы направленности которого расположена по отношению к оптической оси фотокамеры в вертикальной плоскости под углом 35° и в горизонтальной плоскости под углом не более 45°, боковую отражающую панель, установленную вертикально сбоку от субъекта со стороны, противоположной расположению источника света, и фронтальную отражающую панель, установленную спереди ниже лица субъекта.
Из указанного стандарта также известен набор для освещения лица субъекта в условиях фотостудии (Information technology - Biometric data interchange formats Part 5: Face image data. Amendment 1: Conditions for taking photographs for face image data, fig. В.5), который содержит два фронтальных источника света в виде ламп с параболическими отражателями, оси диаграммы направленности которых расположены по отношению к оптической оси фотокамеры в вертикальной плоскости под углом 35° и в горизонтальной плоскости под углом не более 45°, и фронтальную отражающую панель, установленную спереди ниже лица субъекта.
Недостатками указанных известных наборов являются существенное количество крупногабаритных элементов набора, размещаемых вокруг субъекта, что требует значительной площади рабочего помещения и позволяет применять их только в условиях фотостудии, а также существенное энергопотребление источником света, поскольку он выполнен в виде лампы, обладающей низким коэффициентом полезного действия, и размещается на расстоянии 1,2-2,5 м от лица субъекта.
Из указанного стандарта, кроме того, известна фотокабина для освещения и регистрации изображения лица субъекта (Information technology - Biometric data interchange formats. Part 5: Face image data. Amendment 1: Conditions for taking photographs for face image data, fig. B.7), которая содержит окрашенные в белый цвет стены и потолок, выполняющие функцию отражателей для обеспечения равномерного освещения лица субъекта, фотокамеру, установленный на потолке кабины источник света общего освещения кабины, два фронтальных источника света в виде ламп с отражателями, оси диаграммы направленности которых расположены по отношению к оптической оси фотокамеры в вертикальной плоскости под углом 35° и в горизонтальной плоскости под углом не более 45°, фронтальный источник света для подсветки снизу, установленный спереди ниже лица субъекта, и источник света для подсветки фона, установленный снизу за спиной субъекта съемки.
Недостатками указанной известной фотокабины являются ее существенные габариты, что требует значительной площади рабочего помещения, а также значительное количество энергоемких источников света в виде ламп, обладающих низким коэффициентом полезного действия и размещаемых на расстоянии 0,7-1,5 м от лица субъекта.
Наиболее близким по конструкции к настоящей полезной модели следует считать осветитель, который использован в известном устройстве для получения изображения донца патронной гильзы огнестрельного оружия (RU 2174251, 2001). Указанный известный осветитель содержит корпус с отверстием для объектива камеры регистрации изображения, светодиоды, установленные в корпусе концентрично с отверстием для объектива, и источник электропитания.
Указанный осветитель, являющийся ближайшим аналогом, имеет компактное моноблочное исполнение и поэтому не требует значительной площади рабочего помещения. Использование в его конструкции светодиодов, обладающих по сравнению с лампами существенно большим коэффициентом полезного действия, позволяет обеспечить снижение энергопотребления.
Вместе с тем, недостатками осветителя, являющегося ближайшим аналогом, являются недостаточно равномерное освещение объекта съемки и ограниченные функциональные возможности, не позволяющие использовать его для бестеневого освещения при получении изображения лица человека.
Задачами настоящей полезной модели являются повышение степени равномерности освещения объекта съемки и расширение функциональных возможностей осветителя, заключающееся в обеспечении возможности его использования для бестеневого освещения лица человека
Поставленные задачи решены, согласно настоящей полезной модели, тем, что бестеневой осветитель лица человека, содержащий, в соответствии с ближайшим аналогом, корпус из светонепроницаемого материала с отверстием для объектива камеры регистрации изображения лица человека, светодиоды, установленные в корпусе концентрично отверстию для объектива, и источник электропитания, отличается от ближайшего аналога тем, что он снабжен установленным в окне корпуса концентрично отверстию для объектива светопроницаемым рассеивателем в форме кольца, наружный диаметр которого составляет 1,1-2,0 от максимально возможного значения размера головы взрослого человека при виде спереди, а внутренний диаметр составляет 0,2-0,7 от наружного диаметра.
При этом источник электропитания выполнен в виде вторичного источника электропитания или в виде аккумуляторной батареи
Во-первых, снабжение бестеневого осветителя лица человека светопроницаемым рассеивателем в форме кольца, установленным в окне корпуса концентрично отверстию для объектива, обеспечивает более равномерное освещение объекта съемки, которым является лицо человека, благодаря оптическим свойствам светопроницаемого рассеивателя.
Во-вторых, снабжение бестеневого осветителя лица человека установленным в окне корпуса концентрично отверстию для объектива светопроницаемым рассеивателем в форме кольца, наружный диаметр которого составляет 1,1-2,0 от максимально возможного значения размера головы взрослого человека при виде спереди, обеспечивает более равномерное освещение периферийных участков лица человека, а также отсутствие теней около глазных впадин, около ушей, около носа и под подбородком. Эта же причина обеспечивает расширение функциональных возможностей осветителя, заключающееся в обеспечении возможности его использования для бестеневого освещения лица человека
И, в-третьих, снабжение бестеневого осветителя лица человека установленным в окне корпуса концентрично отверстию для объектива светопроницаемым рассеивателем в форме кольца, наружный диаметр которого составляет 1,1-2,0 от максимально возможного значения размера головы взрослого человека при виде спереди, а внутренний диаметр составляет 0,2-0,7 от наружного диаметра, приводит к тому, что бестеневой осветитель не испускает оптическое излучение из своей области вокруг отверстия для объектива камеры, ограниченной окружностью с диаметром 0,2-0,7 от наружного диаметра рассеивателя. В результате этого центральная часть лица человека, которая содержит поверхности, расположенные при регистрации его изображения перпендикулярно оптической оси камеры регистрации, например, поверхности щек, лба и кончика носа, освещается только сбоку оптическим излучением, рассеянным рассеивателем. Поэтому исключается нормальное падение оптического излучения на поверхности лица, расположенные при регистрации его изображения перпендикулярно оптической оси камеры регистрации, и, следовательно, попадание в объектив камеры зеркально отраженного оптического излучения. В объектив камеры попадает оптическое излучение, диффузно отраженное поверхностью лица человека В результате этого на зарегистрированном изображении лица распределение освещенности оказывается более равномерным и не возникают блики, в иных условиях обусловленные нормальным падением оптического излучения на поверхности лица, расположенные при регистрации его изображения перпендикулярно оптической оси камеры регистрации. Это же обстоятельство предотвращает возникновение бликов на зарегистрированном изображении в случае, когда субъект съемки пользуется очками.
Указанные диапазоны возможных значений наружного и внутреннего диаметров рассеивателя определены авторами настоящей полезной модели опытным путем.
Отмеченное свидетельствует о решении декларированных выше задач настоящей полезной модели благодаря наличию у бестеневого осветителя лица человека перечисленных выше отличительных признаков.
На чертеже показан вертикальный разрез бестеневого осветителя лица человека, где 1 - корпус, 2 - рассеиватель, 3 - светодиоды, 4 - отверстие для объектива и 5 - полость для камеры.
Бестеневой осветитель лица человека содержит цилиндрический по форме корпус 1, который выполнен из листового металла или светонепроницаемого листового полимерного материала. В корпусе 1 выполнено кольцеобразное окно, в котором установлен светопроницаемый рассеиватель 2, выполненный в форме кольца, например, из листового полимерного материала Наружный диаметр рассеивателя 2 составляет 1,1-2,0 от максимально возможного значения размера головы взрослого человека при виде спереди, а внутренний диаметр составляет 0,2-0,7 от наружного диаметра. Поскольку по имеющимся у авторов настоящей полезной модели сведениям максимально возможное значение размера головы взрослого человека при виде спереди составляет 32 см, наружный и внутренний диаметры рассеивателя 2 составляют, например, соответственно 46 см и 23 см.
В стенке корпуса 1, в которой выполнено кольцеобразное окно с рассеивателем 2, концентрично с ними выполнено отверстие 4 для объектива, а с противоположной стороны корпуса 1 выполнена открытая полость 5 для камеры. В полости 5 для камеры размещены элементы для крепления камеры, которые на чертеже не показаны.
Бестеневой осветитель лица человека содержит светодиоды 3, которые выполнены с возможностью испускания оптического излучения видимого диапазона длин волн и установлены в корпусе 1 концентрично отверстию 4 для объектива напротив рассеивателя 2 равномерно по окружности и радиусу рассеивателя 2.
Кроме того, бестеневой осветитель лица человека содержит источник электропитания (на чертеже не показан), который может быть выполнен в виде вторичного источника электропитания или аккумуляторной батареи, подключен к светодиодам 3 и установлен в корпусе 1 или вне его.
Бестеневой осветитель лица человека используют следующим образом. Устанавливают и закрепляют камеру для регистрации изображения лица в полости 5 для камеры так, чтобы ее объектив бы расположен в отверстии 4 для объектива. Устанавливают бестеневой осветитель напротив лица субъекта съемки на расстоянии 0,7-2,5 м так, чтобы ось отверстия 4 для объектива и, следовательно, оптическая ось камеры для регистрации были направлены, например, на кончик носа субъекта съемки. При этом правильность установки камеры и бестеневого осветителя контролируют на основании изображения лица, формируемого камерой.
При включении бестеневого осветителя светодиоды 3 начинают испускать оптическое излучение видимого диапазона длин волн, которое проходит через рассеиватель 2, рассеивается им и падает на лицо субъекта съемки. Часть падающего оптического излучения диффузно и зеркально отражается поверхностью лица субъекта съемки, причем благодаря выбранным значениям диаметров рассеивателя 2, а также относительному положению отверстия 4 для объектива, светодиодов 3 и рассеивателя 2 в объектив камеры попадает оптическое излучение, диффузно отраженное лицом субъекта съемки, что предотвращает возникновение бликов на зарегистрированном изображении. Регистрацию изображения лица субъекта съемки осуществляет камера.
Таким образом, полезная модель обеспечивает повышение степени равномерности освещения объекта съемки и расширение функциональных возможностей осветителя, заключающееся в обеспечении возможности его использования для бестеневого освещения лица человека.