顔決済システムを使用すると、顧客はカメラを見るだけで取引を承認できます。このテクノロジーは高速で正確な顔認識に依存しており、これはカメラ モジュールに依存します。標準的な Web カメラとは異なり、顔決済端末は幅広い照明条件で動作し、顔の細かい特徴をキャプチャする必要があり、多くの場合、なりすまし防止 (生体検出) が組み込まれています。この記事では、コンパクトな組み込みセンサーからカスタム OEM カメラ モジュール設計まで、これらのシステムで使用されるカメラ モジュールについて説明します。
1. CMOSカメラモジュール – コアセンサー
ほぼすべての顔決済端末には cmos カメラ モジュールが使用されています。 CMOS センサーは、低消費電力、高速読み出し、優れた画質を手頃なコストで提供します。顔認識の場合、センサーには少なくとも 2 MP (1080p) の解像度が必要ですが、目の隅や肌の質感などの詳細な特徴をキャプチャするには、多くの場合 5 MP 以上の解像度が必要です。グローバル シャッター センサーは、ユーザーが頭をわずかに動かしたときのモーション ブラーを排除するため、推奨されます。
人気のあるセンサーには、Sony IMX290 (2 MP、優れた低照度) や IMX415 (8 MP、4K) などがあります。これらは、端末のディスプレイの後ろに収まるミニカメラ モジュールに統合されています。
2. PC ベースのシステム用 USB カメラ モジュール (UVC)
一部の顔支払いシステムは、認識ソフトウェアを実行する標準的な PC またはタブレット上に構築されています。これらの場合、UVC 準拠の USB カメラ モジュールが最も簡単な選択です。プラグアンドプレイ UVC カメラ モジュールは、カスタム ドライバーなしで Windows、Linux、または Android 上ですぐに動作します。端末開発者は、標準の Web カメラ API (OpenCV、MediaPipe) を使用してフレームをキャプチャできます。
ただし、USB ではわずかな遅延が発生し、組み込みインターフェイスよりも多くの電力を消費します。大量の決済端末の場合は、通常、組み込みソリューションが好まれます。
3. OEM カメラ モジュール – 決済端末用にカスタマイズ
ほとんどの顔専用決済端末は、既製の Web カメラを備えて設計されていません。代わりに、製品の機械的、光学的、セキュリティ要件に合わせて調整された OEM カメラ モジュールを使用します。 OEM カメラ モジュールを使用すると、メーカーは次のことが可能になります。
一般的なユーザー距離 (30 ～ 80 cm) に適した特定のレンズ (視野、絞り、焦点距離) を選択してください。
生体検出用の赤外線 (IR) フィルターを統合します。多くの場合、別個の IR カメラと照明器が使用されます。
端末のスリムな筐体内に収まる小型 PCB にカメラを埋め込みます。
長期的な可用性と数千台のユニットにわたって一貫した画質を確保します。
たとえば、決済端末には 2 つの OEM カメラ モジュールが含まれる場合があります。1 つは顔照合用の可視光カメラ、もう 1 つはなりすまし (印刷された写真やマスク) を検出するための IR カメラです。
4. スペースに制約のある設計向けのミニカメラモジュール
最新の決済端末はコンパクトで、多くの場合、画面と本体の比率はスマートフォンと似ています。ミニカメラモジュール (通常は 5 mm × 5 mm 以下) を、大きなノッチを作らずにディスプレイの上に配置できます。これらの小型モジュールは、ウェーハレベルの光学部品と COB アセンブリを使用して、小さな設置面積を実現します。同じ CMOS センサー技術を共有していますが、レンズは通常固定焦点で、40 cm から 1 m までの距離に最適化されています。
ミニカメラモジュールは医療用途の内視鏡カメラモジュールにも使用されていますが、有料版では防水や滅菌は必要ありませんが、一貫した色再現と良好なダイナミックレンジ（逆光シーン）が必要です。
5. プロトタイピングおよび少量システム用の UVC カメラ モジュール
小規模な導入や顔認識アルゴリズムのテストには、UVC カメラ モジュールが最適です。開発者は、高品質の USB カメラ (グローバル シャッター付き 1080p モジュールなど) を購入して、Raspberry Pi または産業用 PC に接続できます。 UVC 標準により、カメラがビデオ デバイスとして認識されることが保証され、開発者は認識ソフトウェアに集中できます。設計が完成したら、量産用の OEM カメラ モジュールに移行できます。
顔決済カメラの主な要件
| 要件 | なぜそれが重要なのか |
|---|---|
| 高解像度 (2‑8 MP) | 顔の細かい特徴を捉えて正確にマッチングします。 |
| 優れた低照度パフォーマンス | 薄暗い店舗や屋外のキオスクで使用できます。 |
| ワイドダイナミックレンジ（WDR） | 窓や明るいディスプレイからのバックライトを処理します。 |
| グローバルシャッター (推奨) | 頭のわずかな動きによるモーションブラーを回避します。 |
| IRカメラ+照明器 | 生存検出 (スプーフィング対策) 用。 |
| 40～100 cm で固定焦点 | ユーザーは端末から自然な距離に立ってください。 |
| コンパクトなサイズ | スリムな決済端末ハウジングにフィットします。 |
内視鏡カメラモジュールの関係
内視鏡カメラ モジュールは、体内の医療検査用に設計されており、直径が非常に小さく、柔軟性があり、防水性があります。顔用決済端末は内視鏡モジュールを使用しませんが、小型化技術 (チップオンボード、小型レンズ) は同様です。どちらの分野も、裏面照射型センサーや低電力動作などの cmos カメラ モジュール技術の進歩の恩恵を受けています。
結論
顔決済システムは、画質、速度、サイズ、セキュリティのバランスをとった特殊なカメラ モジュールに依存しています。最も一般的な選択肢は次のとおりです。
cmosカメラモジュール– すべての最新カメラの基礎となるセンサー技術。
OEMカメラモジュール– 端末の光学系、サイズ、活性要件に合わせてカスタム設計されています。
ミニカメラモジュール– 品質を犠牲にすることなく、スペースに制約のある端末向け。
USBカメラモジュール/UVCカメラモジュール– プロトタイピング、少量システム、開発で使用されます。
内視鏡カメラモジュールは決済端末には直接使用されませんが、同じ CMOS テクノロジーと小型化原理が適用されます。顔決済システム用のカメラを選択するときは、解像度、低照度でのパフォーマンス、グローバル シャッター、およびなりすまし防止のための IR 機能を優先してください。大量生産の場合、OEM カメラ モジュールが最適な投資です。
顔決済端末またはその他のコンピューター ビジョン アプリケーション用のカスタム OEM カメラ モジュールが必要な場合は、シンシアにお問い合わせください。当社は、お客様の正確な要件に合わせた cmos カメラモジュールベースのソリューションを設計および製造します。
