热成像控制:针对温度计,冠状病毒和不负责任的员工的非接触式生物识别



五秒钟是多少?喝热咖啡是不够的,仅凭一张卡片就可以上班。但是有时甚至由于这样的延迟,尤其是在早上,在检查站会形成队列。现在让我们满足预防COVID-19的要求,并开始测量所有进入者的温度吗?传播时间将增加3-4倍,因此,将出现人群,而不是与病毒作斗争,我们将获得理想的传播条件。 



为防止这种情况发生,您需要将人员安排在队列中,或者使此过程自动化。在第二个选项中,必须一次读取大量人员的体温,而又不给他们增加其他操作。这可以通过视频监控系统中添加热成像仪来完成。并立即执行多项操作:识别人脸,测量温度并确定口罩的存在。在我们的会议“大流行的生物识别技术会议上,我们讨论了此类系统的工作原理,并将在削减后向您详细介绍。



在哪里使用热成像系统?



热成像仪是一种“可见”红外光谱的光电设备。是的,这与动作电影中关于冲破特种部队的电影和关于捕食者的电影是一回事,它们以红色和蓝色色调精美地绘制了普通图像。实际上,没有什么不寻常的地方,它们的用途非常广泛:通过热像仪,它们可以确定发热物体的位置和形状并测量其温度。



在工业上,热成像仪长期以来一直用于监视生产线,工业设备或管道中的温度。经常可以在重要物体的周围看到热像仪:热像仪系统“看到”人散发出来的热量。在他们的帮助下,即使在绝对黑暗的环境中,安全系统也可以检测到未经授权的物体进入。 



由于使用了COVID-19,热成像仪正越来越多地与生物识别系统集成在一起以进行访问控制。例如,集成到BioSKUD(Rostelecom的全面解决方案,在俄罗斯开发和生产)中的热成像设备可以测量人员的体温,跟踪运动并突出高温人物。 





俄罗斯没有使用热成像系统的强制性标准,但Rospotrebnadzor提出了一项一般性建议,根据该建议,必须控制所有访客和员工的体温。热成像系统几乎可以立即执行此操作,而无需员工和访客采取其他措施。



流式非接触温度测量系统如何工作





该系统的基础是一个热成像综合系统,由热成像和常规摄像机组成,它们装在一个普通的外壳中。如果您正沿着走廊走去,而一个丰满的两眼相机正看着您的脸,那就是热像仪。中国的恶作剧者有时将它们制成白色外壳,并加上小“耳朵”,使其看起来更像熊猫。 



与“ BioSKUD”集成以及面部识别算法的操作需要简单的光学器件-用于识别和验证传入人员的个人防护设备(面罩)的可用性。此外,通过常规摄像机,您可以监控人与人之间或人与设备之间的距离。在软件中,有关测量结果的视频信息以操作员熟悉的形式显示。





为了使热像仪仅对人的温度做出反应,它已经具有用于检测人脸的算法。设备在正确的位置(在这种情况下,在额头上)从热矩阵读取温度。如果没有此“过滤器”,热成像仪将由杯热咖啡,白炽灯泡等触发。其他功能包括监视保护设备的存在并保持距离。 



通常,在场所入口处,热成像系统与访问控制和管理系统集成在一起。该综合系统连接到服务器,该服务器使用视频分析算法处理传入的数据,并将其传输到操作员的自动化工作站(AWP)。 



如果红外热像仪检测到温度升高,则传统热像仪会拍摄访客的照片,并将其发送到控制系统,以便与员工或访客的身份进行识别。 



热成像系统的校准:从参考样品到机器学习



为了设置和运行非接触式流式温度测量,通常使用绝对黑体(黑体),该黑体在任何温度下均会吸收所有范围的电磁辐射。它安装在热像仪的视场中,用于校准热像仪。在黑体中,参考温度保持在32–40°C(取决于制造商),每次使用该参考温度都会“检查”设备,以测量其他物体的温度。





使用这样的系统是不方便的。因此,为使热像仪正常工作,黑体必须预热10-15分钟至所需温度。在一个站点上,热成像系统在晚上关闭,而在早晨,黑体没有时间进行适当的热身。结果,所有在班次开始时进入的人的温度都升高了。后来我们弄清楚了,现在热成像设备无法在夜间关闭。



我们目前正在开发一种实验技术,该技术可以消除黑体。事实证明,我们的皮肤在特性上接近绝对黑体,可以将人的脸作为参考。我们知道大多数人的体温为36.6°C。例如,如果跟踪具有相同温度的人10分钟,并将该温度设为36.6°C,则可以通过他们的脸部校准热像仪。在人工智能的帮助下实施的这项技术显示出了良好的效果-并不比带有黑体的热成像系统差。



在仍在使用黑体的地方,人工智能有助于校准热成像仪。事实是,大多数热成像系统都需要手动安装热成像仪并将其调整为黑体。但是,当条件改变时,必须再次进行校准,否则热像仪将开始显示温度偏差或以正常温度响应访客。手动校准仍然是一种乐趣,因此我们开发了基于人工智能的模块,该模块负责检测黑体液并自行配置所有内容。 



是否有可能伪装成算法



人工智能和机器学习通常用于非接触式生物识别技术。 AI负责检测流中的人脸以测量温度,而忽略异物(一杯热咖啡或茶,照明元件,电子设备)。好吧,自2018年以来,甚至在冠状病毒爆发之前,任何系统都必须具备训练识别口罩中面部的算法的能力:在中东,人们出于宗教原因遮盖了大部分面部,并且在许多亚洲国家,口罩长期以来一直被用来防止流感或城市烟雾。识别半隐藏的脸更加困难,但是算法也在不断改进:如今,神经网络以与一年前相同的概率检测到被遮盖的脸而没有遮盖。





口罩和其他个人防护设备似乎已经成为身份识别的问题。但是实际上,无论是戴口罩,还是改变眼镜的发型或形状,都不会影响识别精度。面部检测算法使用保持开放的眼耳鼻点。 



我们实践中唯一的“故障”情况是在整形手术的帮助下外观发生了变化。整形手术后,该员工无法通过旋转栅门:生物识别处理程序无法识别她。我必须更新照片,以便再次访问面部几何。



红外热像仪的可能性



测量精度及其速度取决于热成像仪矩阵的分辨率及其其他特性。但是,在任何矩阵的背后都有软件:视频分析算法负责识别帧中的对象,对其进行识别和过滤。 



例如,复合体之一的算法可同时测量20个人的体温。该综合大楼的容量高达每分钟400人,足以用于大型工业企业,机场和火车站。在这种情况下,热成像仪可在最远9米的范围内以正负0.3°C的精度记录温度。 

有更简单的复合体。但是,他们可以有效地完成任务。一种解决方案是将热成像仪集成到金属探测器框架中。这样的设备适用于访客流量很少的检查站-每分钟最多40人。这种设备可检测人的面部并在最远1米的距离内以0.5°C的精度测量温度。



使用热像仪时的问题



尚未对流中人员的温度进行非接触式测量。例如,如果一个人在寒冷的天气中长时间呆在外面,在热像仪的入口处将显示比实际温度低1-2°C的温度。因此,该系统可以允许温度升高的人进入物体。这可以通过不同的方式解决,例如:



  • a)建立一个热通道,以便人们在测量温度之前适应并远离霜冻;

  • b)在霜冻的日子里,所有进来的气温都会增加1-2°C-但是,这样开车来的人会受到怀疑。



另一个问题是精密热成像系统的价格标签。这是由于热成像矩阵的生产成本高,需要精确的校准,锗光学器件等。 



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