基于光计算的对象识别装置制造方法及图纸

本申请公开了一种对象识别装置，包括第一4f光学系统、对照光学系统、第一光敏探测器、第二光敏探测器以及比较器；所述第一4f光学系统用于根据第一输入对象输出具有第一光强的第一光信号，其中，所述第一输入对象包含目标对象；所述第一光敏探测器用于将所述第一光信号转换成第一电信号；所述对照光学系统用于根据所述第一输入对象输出具有第二光强的第二光信号，所述第二光强不等于所述第一光强；所述第二光敏探测器用于将所述第二光信号转换成第二电信号；所述比较器用于比较所述第一电信号以及所述第二电信号，根据所述第一电信号与所述第二电信号的比较结果输出已识别出所述目标对象的识别结果。目标对象的识别结果。目标对象的识别结果。

【技术实现步骤摘要】
基于光计算的对象识别装置


[0001]本专利技术涉及光学领域，尤其涉及基于光计算的对象识别装置。

技术介绍

[0002]对象识别在各种电子设备中有着广泛的应用，例如，在移动终端(如手机)，可以通过识别是否目标对象(如人脸)来进行各种操作，比如，在阅读界面，如果识别出人脸时可以保持屏幕常亮，方便用户阅读。
[0003]现有技术进行对象识别时，基本上都是通过摄像头来采集目标的图像，然后通过电子设备中内置的处理器来进行识别处理。但由于摄像头工作时需要消耗功能，同时，处理器在进行识别处理时需要进行大量的运算，也会消耗很多功耗，因此，电子设备总的功耗消耗比较大，特别是针对一些需要长时间开启对象识别的场景，功耗会更大，从而会影响电子设备的续航能力。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种对象识别装置，用于解决现有技术进行对象识别时功耗过大的问题。
[0005]第一方面，本申请公开了一种对象识别装置，包括第一4f光学系统、对照光学系统、第一光敏探测器、第二光敏探测器以及比较器；所述第一4f光学系统用于根据第一输入对象输出具有第一光强的第一光信号，其中，所述第一输入对象包含目标对象；所述第一光敏探测器用于将所述第一光信号转换成第一电信号；所述对照光学系统用于根据所述第一输入对象输出具有第二光强的第二光信号，所述第二光强不等于所述第一光强；所述第二光敏探测器用于将所述第二光信号转换成第二电信号；所述比较器用于比较所述第一电信号以及所述第二电信号，根据所述第一电信号与所述第二电信号的比较结果输出已识别出所述目标对象的识别结果。本实施例中，引入对照光学系统可以消除环境因素引起的干扰，为第一4f光学系统的对象识别提供一个基准，从而可以更准确地进行对象识别，此外，光学系统不需要消耗电，光敏探测器以及比较器在实现时很容易使用功耗非常低的电路实现，因此，相比于现有技术，降低了功率。
[0006]在第一方面一种可能的实现方式中，所述第一光强与所述第二光强的相对差值大于等于第一预设阈值，例如，可以大于50％。其中，相对差值可以用如下公式表示：(A-B)/B，或者(A-B)/(A+B)，或者(A-B)/A等，其中，A表示第一电信号的大小，B表示第二电信号的大小。当相对差值达到一定的阈值通过相对差进行比较，受环境的影响更小，可以更准确地进行识别，也更容易实现。
[0007]在第一方面一种可能的实现方式中，所述第一4f光学系统还用于根据第二输入对象输出具有第三光强的第三光信号，其中，所述第二输入对象不包含所述目标对象；所述第一光敏探测器还用于将所述第三光信号转换成第三电信号；所述对照光学系统还用于根据所述第二输入对象输出具有第四光强的第四光信号；所述第四光强不等于所述第三光强；
所述第二光敏探测器还用于将所述第四光信号转换成第四电信号；所述比较器还用于比较所述第三电信号以及所述第四电信号，根据所述第三电信号以及所述第四电信号的比较结果输出未识别出所述目标对象的识别结果。通过本实现方式，由于在所述输入对象不包括所述目标对象时输出未识别出对象的识别结果，因此，可以避免误识别。
[0008]在第一方面一种可能的实现方式中，所述第三光强与所述第四光强的相对差小于第二预设阈值。该阈值可以和前述第一预设阈值相同，或者也可以更小一些。通过相对差进行比较，受环境的影响更小，可以更准确地进行识别，也更容易实现。
[0009]在第一方面一种可能的实现方式中，所述第一4f光学系统为具有第一卷积运算能力的4f光学系统。通过该4f光学系统可以实现卷积运算，从而进行对象识别。
[0010]在第一方面一种可能的实现方式中，所述第一4f光学系统包括：按光路依次排列的第一光学镜组、第一相位片以及第二光学镜组；所述第一光学镜组包括一个或多个第一光学镜片，所述第一光学镜组的焦距为f；所述第二光学镜组包括一个或多个第二光学镜片，所述第二光学镜组的焦距为f；所述第一相位片与所述第一光学镜组的距离以及与所述第二光学镜组的距离都为f；所述第一相位片用于执行所述第一卷积运算。上述第一4f光学系统结构基于现有的4f光学系统的结构，并使用相位片来实现卷积运算，实现简单。
[0011]在第一方面一种可能的实现方式中，所述第一相位片具有以下两个特征中的至少一个：所述第一相位片各部分具有符合所述第一卷积运算的厚度，以及所述第一相位片各部分具有符合所述第一卷积运算的光的透过率。上述两个特征只具备其中任何一种时都能实现卷积运算，当两者都具备时，相当于可以为第一卷积运算提供更多的参数，因此，相当于卷积核的性能更好，最终识别效果也更好。
[0012]在第一方面一种可能的实现方式中，所述第一4f光学系统包括：按光路依次排列的第一光学镜组、第一相位片以及第二光学镜组；所述第一光学镜组包括一个或多个第一光学镜片，所述第一光学镜组的焦距为f；所述第二光学镜组包括一个或多个第二光学镜片，所述第二光学镜组的焦距为f；所述第一相位片与所述第一光学镜组的距离以及与所述第二光学镜组的距离都为f；所述第一相位片具有多个分区，每个分区用于对一种特定的目标对象进行卷积运算，其中，每个分区具有以下两个特征中的至少一个：分区中的各部分具有符合与分区对应的卷积运算的厚度，以及分区中的各部分具有符合与分区对应的卷积运算的光的透过率。通过设定不同分区，每个分区可以单独针对一种相似的样本进行训练来得到最终的相位片，这种训练方式相比于多种目标对象一起训练的方式，最后的识别率更高；整个第一4f光学系统可以在任何一个分区识别出所述目标对象时输出第一光信号，从而提高了识别率。
[0013]在第一方面一种可能的实现方式中，所述对照光学系统包括具有第二卷积运算能力的第二4f光学系统。对照光学系统也是具有卷积运算能力的4f光学系统，可以让整个装置的识别性能更好，因为即使其中一个4f光学系统识别得不是很准确，但只要另一个4f光学系统能够准确识别，那么，也会让两者的差满足一定的阈值，从而得到正确的识别结果。
[0014]在第一方面一种可能的实现方式中，所述第二4f光学系统包括：按光路依次排列的第三光学镜组、第二相位片以及第四光学镜组；所述第三光学镜组包括一个或多个第三光学镜片，所述第三光学镜组的焦距为f；所述第四光学镜组包括一个或多个第四光学镜片，所述第四光学镜组的焦距为f；所述第二相位片与所述第三光学镜组的距离以及与所述
第四光学镜组的距离都为f；所述第二相位片用于执行所述第二卷积运算。上述第二4f光学系统结构基于现有的4f光学系统的结构，并使用相位片来实现卷积运算，实现简单。
[0015]在第一方面一种可能的实现方式中，所述第二相位片具有以下两个特征中的至少一个：所述第二相位片各部分具有符合所述第二卷积运算的厚度，以及所述第二相位片各部分具有符合所述第二卷积运算的光的透过率。上述两个特征只具备其中任何一种时都能实现卷积运算，当两者都具备时，相当于可以为第二卷积运算提供更多的参数，因此，相当于卷积核的性能更好，最终识别效果也更好。
[0016]在第一方面一种可能的实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对象识别装置，其特征在于，包括第一4f光学系统、对照光学系统、第一光敏探测器、第二光敏探测器以及比较器；所述第一4f光学系统用于根据第一输入对象输出具有第一光强的第一光信号，其中，所述第一输入对象包含目标对象；所述第一光敏探测器用于将所述第一光信号转换成第一电信号；所述对照光学系统用于根据所述第一输入对象输出具有第二光强的第二光信号，所述第二光强不等于所述第一光强；所述第二光敏探测器用于将所述第二光信号转换成第二电信号；所述比较器用于比较所述第一电信号以及所述第二电信号，根据所述第一电信号与所述第二电信号的比较结果输出已识别出所述目标对象的识别结果。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一电信号的大小与所述第二电信号的大小的相对差大于等于第一预设阈值。3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述第一4f光学系统还用于根据第二输入对象输出具有第三光强的第三光信号，其中，所述第二输入对象不包含所述目标对象；所述第一光敏探测器还用于将所述第三光信号转换成第三电信号；所述对照光学系统还用于根据所述第二输入对象输出具有第四光强的第四光信号；所述第四光强不等于所述第三光强；所述第二光敏探测器还用于将所述第四光信号转换成第四电信号；所述比较器还用于比较所述第三电信号以及所述第四电信号，根据所述第三电信号以及所述第四电信号的比较结果输出未识别出所述目标对象的识别结果。4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第三电信号的大小与所述第四电信号的大小的相对差小于第二预设阈值。5.如权利要求1-4任一项所述的装置，其特征在于，所述第一4f光学系统为具有第一卷积运算能力的4f光学系统，所述第一4f光学系统用于基于所述第一卷积运算输出所述第一光信号。6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一4f光学系统包括：按光路依次排列的第一光学镜组、第一相位片以及第二光学镜组；所述第一光学镜组包括一个或多个第一光学镜片，所述第一光学镜组的焦距为f；所述第二光学镜组包括一个或多个第二光学镜片，所述第二光学镜组的焦距为f；所述第一相位片与所述第一光学镜组的距离以及与所述第二光学镜组的距离都为f；所述第一相位片用于执行所述第一卷积运算。7.如权利要求6所述的装置，其特征在于：所述第一相位片具有以下两个特征中的至少一个：所述第一相位片各部分具有符合所述第一卷积运算的厚度，以及所述第一相位片各部分具有符合所述第一卷积运算的光的透过率。8.如权利要求1-4任一所述的装置，其特征在于，所述第一4f光学系统包括：按光路依次排列的第一光学镜组、第一相位片以及第二光学镜组；所述第一光学镜组包括一个或多个第一光学镜片，所述第一光学镜组的焦距为f；
所述第二光学镜组包括一个或多个第二光学镜片，所述第二光学镜组的焦距为f；所述第一相位片与所述第一光学镜组的距离以及与所述第二光学镜组的距离都为f；所述第一相位片具有多个分区，每个分区用于对一种特定的目标对象进行卷积运算，其中，每个分区具有以下两个特征中的至少一个：分区中的各部分具有符合与分区对应的卷积运算的厚度，以及分区中的各部分具有符合与分区对应的卷积运算的光的透过率。9.如权利要求1-8任一项所述的装置，其特征在于，所述对照光学系统包括具有第二卷积运算能力的第二4f光学系统，所述第二4f光学系统用于基于所述第二卷积运算输出所述第二光信号。10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二4f光学系统包括：按光路依次排列的第三光学镜组、第二相位片以及第四光学镜组；所述第三光学镜组包括一个或多个第三光学镜片，所述第三光学镜组的焦距为f；所述第四光学镜组包括一个或多个第四光学镜片，所述第四光学镜组的焦距为f；所述第二相位片与所述第三光学镜组的距离以及与所述第四光学镜组的距离都为f；所述第二相位片用于执行所述第二卷积运算。11.如权利要求10所述的装置，其特征在于：所述第二相位片具有以下两个特征中的至少一个：所述第二相位片各部分具有符合所述第二卷积运算的厚度，以及所述第二相位片各部分具有符合所述第二卷积运算的光的透过率。12.如权利要求1-8任一项所述的装置，其特征在于，所述第二4f光学系统包括：按光路依次排列的第三光学镜组、第二相位片以及第四光学镜组；所述第三光学镜组包括一个或多个第三光学镜片，所述第三光学镜组的焦距为f；所述第四光学镜组包括一个或多个第四光学镜片，所述第四光学镜组的焦距为f；所述第二相位片与所述第三光学镜组的距离以及与所述第四光学镜组的距离都为f；所述第二相位片具有多个分区，每个分区用于对一种特定的目标对象进行卷积运算，其中，每个分区具有以下两个特征中的至少一个：分区中的各部分具有符合与分区对应的卷积运算的厚度，以及分区中的各部分具有符合与分区对应的卷积运算的光的透过率。13.如权利要求1-8任一项所述的装置，其特征在于，所述对照光学系统包括光强平均器件；所述光强平均器件用于对环境光的强度进行平均后输出给所述第二光敏探测器。14.如权利要求1-13任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括分光片，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾冰，王晓波，崔昕，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：