थर्मल इमेजिंग नियंत्रण: थर्मामीटर, कोरोना वायरस और गैर-जिम्मेदार कर्मचारियों के खिलाफ संपर्क रहित बायोमेट्रिक्स

पाँच सेकंड बहुत हैं या थोड़ा? गर्म कॉफी पीना ही काफी नहीं है, कार्ड स्वाइप करके काम पर लग जाना काफी है। लेकिन कभी-कभी इतनी देरी के कारण भी चौकियों पर कतारें लग जाती हैं, खासकर सुबह के समय। आइए अब COVID-19 की रोकथाम के लिए आवश्यकताओं को पूरा करें और प्रवेश करने वाले प्रत्येक व्यक्ति का तापमान मापना शुरू करें? इससे गुजरने का समय 3-4 गुना बढ़ जाएगा, इससे भीड़ उमड़ेगी और हमें वायरस से लड़ने के बजाय उसके फैलने के लिए आदर्श स्थितियां मिलेंगी. 

ऐसा होने से रोकने के लिए, आपको या तो लोगों को एक कतार में व्यवस्थित करना होगा या इस प्रक्रिया को स्वचालित करना होगा। दूसरे विकल्प में, बड़ी संख्या में लोगों पर अतिरिक्त कार्यों का बोझ डाले बिना, उनका तापमान एक साथ मापना आवश्यक है। यह वीडियो निगरानी प्रणाली जोड़कर किया जा सकता है ऊष्मीय प्रतिबिम्ब और एक साथ कई क्रियाएं करें: चेहरों की पहचान करें, तापमान मापें और मास्क की उपस्थिति निर्धारित करें। हमने अपने सम्मेलन में इस बारे में बात की कि ऐसी प्रणालियाँ कैसे काम करती हैं”महामारी के खिलाफ बायोमेट्रिक्स"और हम आपको कट के तहत और अधिक विस्तार से बताएंगे।

थर्मल इमेजिंग सिस्टम का उपयोग कहाँ किया जाता है?

थर्मल इमेजर एक ऑप्टिकल-इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है जो इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम में "देखता" है। हां, यह एक्शन फिल्मों से लेकर तेजतर्रार विशेष बलों और प्रीडेटर के बारे में फिल्मों के समान है, जो सामान्य छवि को लाल और नीले रंग में खूबसूरती से रंगती है। व्यवहार में, इसमें कुछ भी असामान्य नहीं है और इनका उपयोग काफी व्यापक रूप से किया जाता है: थर्मल इमेजर्स गर्मी उत्सर्जित करने वाली वस्तुओं की स्थिति और आकार निर्धारित करते हैं और उनका तापमान मापते हैं।

उद्योग में, थर्मल इमेजर्स का उपयोग लंबे समय से उत्पादन लाइनों, औद्योगिक उपकरणों या पाइपलाइनों पर तापमान की निगरानी के लिए किया जाता रहा है। अक्सर थर्मल इमेजर्स को गंभीर वस्तुओं की परिधि के आसपास देखा जा सकता है: थर्मल इमेजिंग सिस्टम उस गर्मी को "देखते" हैं जो एक व्यक्ति उत्सर्जित करता है। उनकी मदद से, सुरक्षा प्रणालियाँ पूर्ण अंधकार में भी किसी सुविधा में अनधिकृत प्रवेश का पता लगा लेती हैं। 

COVID-19 के कारण, पहुंच नियंत्रण के लिए थर्मल इमेजिंग कैमरों को बायोमेट्रिक पहचान प्रणालियों के साथ तेजी से एकीकृत किया जा रहा है। उदाहरण के लिए, "में एकीकृतबायोस्कुड» (रोस्टेलकॉम का एक व्यापक समाधान, जो रूस में विकसित और निर्मित है) थर्मल इमेजिंग उपकरण लोगों के तापमान को माप सकते हैं, आंदोलन को ट्रैक कर सकते हैं और ऊंचे तापमान वाले व्यक्तियों को उजागर कर सकते हैं। 

रूस में थर्मल इमेजिंग सिस्टम के उपयोग के लिए कोई अनिवार्य मानक नहीं हैं, लेकिन एक सामान्य मानक है Rospotrebnadzor अनुशंसाजिसके मुताबिक सभी आगंतुकों और कर्मचारियों के तापमान पर नजर रखना जरूरी है. और थर्मल इमेजिंग सिस्टम कर्मचारियों और आगंतुकों से अतिरिक्त कार्रवाई की आवश्यकता के बिना, लगभग तुरंत ऐसा करते हैं।

गैर-संपर्क तापमान माप स्ट्रीमिंग के लिए सिस्टम कैसे काम करते हैं

प्रणाली का आधार एक थर्मल इमेजिंग कॉम्प्लेक्स है जिसमें थर्मल इमेजिंग और पारंपरिक कैमरे शामिल हैं, जो एक सामान्य आवास में पैक किए गए हैं। यदि आप किसी गलियारे से गुजर रहे हैं और एक मोटा दो आंखों वाला कैमरा आपको घूर रहा है, तो यह एक थर्मल इमेजर है। चीनी मसखरे कभी-कभी उन्हें सफेद बनाते हैं और उन्हें पांडा जैसा दिखने के लिए छोटे "कान" जोड़ते हैं। 

BioSKUD के साथ एकीकरण और चेहरे की पहचान एल्गोरिदम के संचालन के लिए सरल प्रकाशिकी की आवश्यकता होती है - प्रवेश करने वालों के लिए व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण (मास्क) की उपलब्धता की पहचान करने और जांच करने के लिए। इसके अतिरिक्त, एक पारंपरिक कैमरे का उपयोग लोगों के बीच या लोगों और उपकरणों के बीच की दूरी पर नज़र रखने के लिए किया जा सकता है। सॉफ़्टवेयर में, माप परिणामों के बारे में वीडियो जानकारी ऑपरेटर के परिचित रूप में प्रदर्शित की जाती है।

थर्मल इमेजर केवल लोगों के तापमान पर प्रतिक्रिया कर सके, इसके लिए इसमें पहले से ही एक चेहरा पहचान एल्गोरिदम शामिल है। उपकरण थर्मल मैट्रिक्स से तापमान को सही बिंदुओं पर पढ़ता है - इस मामले में, माथे क्षेत्र में। इस "फ़िल्टर" के बिना, थर्मल इमेजर गर्म कॉफी के कप, गरमागरम प्रकाश बल्ब आदि पर चालू हो जाएगा। अतिरिक्त कार्यों में सुरक्षात्मक उपकरणों की उपस्थिति की निगरानी करना और दूरी बनाए रखना शामिल है। 

आमतौर पर, परिसर के प्रवेश द्वार पर, थर्मल इमेजिंग सिस्टम को एक्सेस कंट्रोल और प्रबंधन सिस्टम के साथ एकीकृत किया जाता है। कॉम्प्लेक्स एक सर्वर से जुड़ता है, जो वीडियो एनालिटिक्स एल्गोरिदम का उपयोग करके आने वाले डेटा को संसाधित करता है और उन्हें एक स्वचालित ऑपरेटर वर्कस्टेशन (एडब्ल्यूएस) तक पहुंचाता है। 

यदि एक थर्मल इमेजिंग कैमरा ऊंचे तापमान का पता लगाता है, तो एक नियमित कैमरा आगंतुक की तस्वीर लेता है और इसे कर्मचारियों या आगंतुकों के डेटाबेस के साथ पहचान के लिए नियंत्रण प्रणाली को भेजता है। 

थर्मल इमेजिंग सिस्टम का अंशांकन: संदर्भ नमूनों से लेकर मशीन लर्निंग तक

स्ट्रीमिंग गैर-संपर्क तापमान माप को स्थापित करने और संचालित करने के लिए, इसका उपयोग आमतौर पर किया जाता है पूर्णतः काला शरीर (एबीएल), जो किसी भी तापमान पर सभी श्रेणियों में विद्युत चुम्बकीय विकिरण को अवशोषित करता है। इसे थर्मल इमेजिंग कैमरे के दृश्य क्षेत्र में स्थापित किया गया है और इसका उपयोग थर्मल इमेजर को कैलिब्रेट करने के लिए किया जाता है। ब्लैकबॉडी 32-40 डिग्री सेल्सियस (निर्माता के आधार पर) का संदर्भ तापमान बनाए रखता है, जिसके साथ हर बार अन्य वस्तुओं के तापमान को मापने पर उपकरण की "जांच" की जाती है।

ऐसी प्रणाली का उपयोग करना असुविधाजनक है। इसलिए, थर्मल इमेजर के सही ढंग से काम करने के लिए, ब्लैक बॉडी को 10-15 मिनट के लिए वांछित तापमान तक गर्म करना होगा। एक सुविधा में, थर्मल इमेजिंग कॉम्प्लेक्स रात में बंद कर दिया गया था, और सुबह ब्लैकबॉडी को ठीक से गर्म होने का समय नहीं मिला। परिणामस्वरूप, शिफ्ट में प्रवेश करने वाले प्रत्येक व्यक्ति का शिफ्ट की शुरुआत में तापमान बढ़ा हुआ था। बाद में हमने इसका पता लगाया, और अब थर्मल इमेजिंग सिस्टम रात में बंद नहीं होता है।

हम वर्तमान में एक प्रायोगिक तकनीक विकसित कर रहे हैं जो हमें ब्लैकबॉडी के बिना काम करने की अनुमति देती है। यह पता चला कि हमारी त्वचा अपनी विशेषताओं में पूरी तरह से काले शरीर के करीब है, और किसी व्यक्ति के चेहरे को मानक के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। हम जानते हैं कि अधिकांश लोगों के शरीर का तापमान 36,6 डिग्री सेल्सियस होता है। यदि, उदाहरण के लिए, आप 10 मिनट के लिए समान तापमान वाले लोगों को ट्रैक करते हैं और इस तापमान को 36,6 डिग्री सेल्सियस मानते हैं, तो आप उनके चेहरे के आधार पर थर्मल इमेजर को कैलिब्रेट कर सकते हैं। कृत्रिम बुद्धिमत्ता की मदद से कार्यान्वित यह तकनीक अच्छे परिणाम दिखाती है - ब्लैकबॉडी वाले थर्मल इमेजिंग सिस्टम से भी बदतर नहीं।

जहां ब्लैकबॉडी का अभी भी उपयोग किया जाता है, कृत्रिम बुद्धिमत्ता थर्मल इमेजर्स को कैलिब्रेट करने में मदद करती है। तथ्य यह है कि अधिकांश थर्मल इमेजिंग सिस्टम को थर्मल इमेजर की मैन्युअल स्थापना और ब्लैक बॉडी में इसके समायोजन की आवश्यकता होती है। लेकिन फिर, जब स्थितियां बदलती हैं, तो अंशांकन फिर से करना पड़ता है, अन्यथा थर्मल इमेजर्स तापमान विचलन दिखाना शुरू कर देते हैं या सामान्य तापमान वाले आगंतुकों पर प्रतिक्रिया करना शुरू कर देते हैं। मैन्युअल अंशांकन बहुत आनंददायक है, इसलिए हमने कृत्रिम बुद्धिमत्ता पर आधारित एक मॉड्यूल विकसित किया है, जो ब्लैक बॉडी का पता लगाने के लिए जिम्मेदार है और सब कुछ स्वयं समायोजित करता है। 

क्या एल्गोरिदम से खुद को छिपाना संभव है?

संपर्क रहित बायोमेट्रिक्स में अक्सर कृत्रिम बुद्धिमत्ता और मशीन लर्निंग का उपयोग किया जाता है। एआई विदेशी वस्तुओं (एक गर्म कप कॉफी या चाय, प्रकाश तत्व, इलेक्ट्रॉनिक्स) को नजरअंदाज करते हुए, तापमान को मापने के लिए एक धारा में चेहरों का पता लगाने के लिए जिम्मेदार है। खैर, मास्क पहनने वाले चेहरों को पहचानने के लिए प्रशिक्षण एल्गोरिदम 2018 से किसी भी प्रणाली के लिए जरूरी रहा है, यहां तक ​​​​कि कोरोनोवायरस से पहले भी: मध्य पूर्व में, लोग धार्मिक कारणों से अपने चेहरे का एक महत्वपूर्ण हिस्सा ढंकते हैं, और कई एशियाई देशों में वे लंबे समय तक फ्लू या शहरी धुंध से बचाव के लिए मास्क का उपयोग करें। आधे-छिपे चेहरे को पहचानना अधिक कठिन है, लेकिन एल्गोरिदम में भी सुधार हो रहा है: आज तंत्रिका नेटवर्क उसी संभावना के साथ मास्क पहने हुए चेहरों का पता लगाते हैं जैसे एक साल पहले बिना मास्क के होते थे।

ऐसा प्रतीत होता है कि मास्क और अन्य व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण पहचान में समस्या बन गए होंगे। लेकिन व्यवहार में, न तो मास्क की उपस्थिति और न ही केश या चश्मे के आकार में बदलाव पहचान की सटीकता को प्रभावित करता है। चेहरों का पता लगाने के लिए एल्गोरिदम आंख-कान-नाक क्षेत्र के बिंदुओं का उपयोग करते हैं जो खुले रहते हैं। 

हमारे अभ्यास में एकमात्र "विफलता" स्थिति में प्लास्टिक सर्जरी के माध्यम से किसी की उपस्थिति को बदलना शामिल है। प्लास्टिक सर्जरी के बाद एक कर्मचारी टर्नस्टाइल से गुजरने में असमर्थ था: बायोमेट्रिक प्रोसेसर उसकी पहचान करने में असमर्थ थे। मुझे फ़ोटो को अपडेट करना पड़ा ताकि चेहरे की ज्यामिति द्वारा पहुंच फिर से काम कर सके।

थर्मल इमेजिंग सिस्टम की क्षमताएं

माप की सटीकता और इसकी गति थर्मल इमेजर मैट्रिक्स के रिज़ॉल्यूशन और इसकी अन्य विशेषताओं पर निर्भर करती है। लेकिन किसी भी मैट्रिक्स के पीछे सॉफ्टवेयर होता है: एक वीडियो एनालिटिक्स एल्गोरिदम फ्रेम में वस्तुओं की पहचान करने, उन्हें पहचानने और फ़िल्टर करने के लिए जिम्मेदार होता है। 

उदाहरण के लिए, किसी एक कॉम्प्लेक्स का एल्गोरिदम एक ही समय में 20 लोगों के तापमान को मापता है। परिसर की क्षमता प्रति मिनट 400 लोगों तक है, जो बड़े औद्योगिक उद्यमों, हवाई अड्डों और रेलवे स्टेशनों पर उपयोग के लिए पर्याप्त है। वहीं, थर्मल इमेजर्स प्लस या माइनस 9 डिग्री सेल्सियस की सटीकता के साथ 0,3 मीटर तक की दूरी पर तापमान रिकॉर्ड करते हैं। 
सरल संकुल हैं। हालाँकि, वे अपने कार्यों को प्रभावी ढंग से निपटा भी सकते हैं। एक समाधान थर्मल इमेजर को मेटल डिटेक्टर फ्रेम में एकीकृत करना है। उपकरणों का यह सेट उन चौकियों के लिए उपयुक्त है जहां आगंतुकों का प्रवाह कम है - प्रति मिनट 40 लोगों तक। ऐसे उपकरण लोगों के चेहरे का पता लगाते हैं और 0,5 मीटर तक की दूरी पर 1 डिग्री सेल्सियस की सटीकता के साथ तापमान मापते हैं।

थर्मल इमेजर्स के साथ काम करते समय समस्याएँ

किसी धारा में लोगों का गैर-संपर्क तापमान माप अभी तक सही नहीं कहा जा सकता है। उदाहरण के लिए, यदि कोई व्यक्ति ठंड के मौसम में लंबे समय से बाहर है, तो प्रवेश द्वार पर थर्मल इमेजर वास्तविक तापमान से 1-2 डिग्री सेल्सियस कम तापमान दिखाएगा। इस वजह से, सिस्टम ऊंचे तापमान वाले लोगों को सुविधा में प्रवेश करने की अनुमति दे सकता है। इसे विभिन्न तरीकों से हल किया जा सकता है, उदाहरण के लिए:

• ए) एक थर्मल कॉरिडोर बनाएं ताकि तापमान मापने से पहले लोग अनुकूलन करें और ठंढ से दूर चले जाएं;
• बी) ठंढे दिनों में, आने वाले सभी यात्रियों के तापमान में 1-2 डिग्री सेल्सियस जोड़ें - हालांकि, इससे कार से आने वाले लोग संदेह के दायरे में आ जाएंगे।

एक अन्य समस्या सटीक थर्मल इमेजिंग सिस्टम का मूल्य टैग है। यह थर्मल इमेजिंग मैट्रिक्स के उत्पादन की उच्च लागत के कारण है, जिसके लिए सटीक अंशांकन, जर्मेनियम ऑप्टिक्स आदि की आवश्यकता होती है। 

स्रोत: www.habr.com