Cinque secondi sono tanti o pochi? Bere un caffè caldo non basta, strisciare la tessera e andare al lavoro è tanto. Ma a volte anche a causa di un tale ritardo si formano code ai posti di blocco, soprattutto al mattino. Ora adempiamo alle prescrizioni per la prevenzione del COVID-19 e iniziamo a misurare la temperatura a tutti coloro che entrano? Il tempo di passaggio aumenterà di 3-4 volte, per questo apparirà una folla e invece di combattere il virus otterremo le condizioni ideali per la sua diffusione.
Per evitare che ciò accada, è necessario organizzare le persone in coda o automatizzare questo processo. Nella seconda opzione, è necessario misurare la temperatura di un gran numero di persone contemporaneamente, senza gravarle di ulteriori azioni. Questo può essere fatto aggiungendo un sistema di videosorveglianza ed eseguire più azioni contemporaneamente: identificare i volti, misurare la temperatura e determinare la presenza di una maschera. Abbiamo parlato di come funzionano tali sistemi alla nostra conferenza “"e ve lo diremo più in dettaglio sotto il taglio.
Dove vengono utilizzati i sistemi di imaging termico?
Una termocamera è un dispositivo ottico-elettronico che “vede” nello spettro infrarosso. Sì, questa è la stessa cosa dei film d'azione sulle forze speciali e dei film sul Predator, che colora magnificamente la solita immagine nei toni del rosso e del blu. In pratica, non c'è nulla di insolito in questo e sono ampiamente utilizzati: le termocamere determinano la posizione e la forma degli oggetti che emettono calore e ne misurano la temperatura.
Nell'industria, le termocamere vengono utilizzate da tempo per monitorare le temperature sulle linee di produzione, sulle apparecchiature industriali o sulle condutture. Spesso le termocamere possono essere viste attorno al perimetro di oggetti gravi: i sistemi di imaging termico “vedono” il calore emesso da una persona. Con il loro aiuto, i sistemi di sicurezza rilevano l'ingresso non autorizzato in un edificio anche nel buio più completo.
A causa del COVID-19, le termocamere vengono sempre più integrate con sistemi di identificazione biometrica per il controllo degli accessi. Ad esempio, integrato in "» (una soluzione completa di Rostelecom, sviluppata e prodotta in Russia) i dispositivi di imaging termico possono misurare la temperatura delle persone, tracciare i movimenti ed evidenziare le persone con temperature elevate.
Non esistono standard obbligatori per l'uso dei sistemi di imaging termico in Russia, ma esiste uno standard generale , secondo il quale è necessario monitorare la temperatura di tutti i visitatori e dipendenti. E i sistemi di imaging termico lo fanno quasi istantaneamente, senza richiedere ulteriori azioni da parte di dipendenti e visitatori.
Come funzionano i sistemi per la misurazione della temperatura in streaming senza contatto
La base del sistema è un complesso di imaging termico costituito da imaging termico e termocamere convenzionali, racchiuse in un alloggiamento comune. Se stai camminando lungo un corridoio e una telecamera grassoccia a due occhi ti fissa in faccia, questa è una termocamera. I burloni cinesi a volte li rendono bianchi e aggiungono piccole “orecchie” per farli sembrare più simili ai panda.
Sono necessarie ottiche semplici per l'integrazione con BioSKUD e il funzionamento degli algoritmi di riconoscimento facciale - per identificare e verificare la disponibilità di dispositivi di protezione individuale (maschere) per chi entra. Inoltre, è possibile utilizzare una telecamera convenzionale per monitorare la distanza tra le persone o tra le persone e le apparecchiature. Nel software, le informazioni video sui risultati della misurazione vengono visualizzate in una forma familiare all'operatore.
Affinché la termocamera reagisca solo alla temperatura delle persone, contiene già un algoritmo di rilevamento dei volti. L'apparecchio legge la temperatura da una matrice termica nei punti giusti, in questo caso nella zona della fronte. Senza questo “filtro”, la termocamera si attiverebbe su tazze di caffè caldo, lampadine a incandescenza, ecc. Ulteriori funzioni includono il monitoraggio della presenza di dispositivi di protezione e il mantenimento della distanza.
Tipicamente, all'ingresso dei locali, i sistemi di imaging termico sono integrati con sistemi di controllo e gestione degli accessi. Il complesso si collega a un server, che elabora i dati in arrivo utilizzando algoritmi di analisi video e li trasmette a una workstation operatore automatizzata (AWS).
Se una termocamera rileva una temperatura elevata, una normale fotocamera scatta una foto del visitatore e la invia al sistema di controllo per l'identificazione nel database dei dipendenti o dei visitatori.
Calibrazione di sistemi di imaging termico: dai campioni di riferimento al machine learning
Per impostare e gestire la misurazione della temperatura senza contatto in streaming, viene solitamente utilizzato corpo nero assoluto (ABL), che a qualsiasi temperatura assorbe la radiazione elettromagnetica in tutte le gamme. Viene installato nel campo visivo della termocamera e viene utilizzato per calibrare la termocamera. Il corpo nero mantiene una temperatura di riferimento di 32–40 °C (a seconda del produttore), con la quale l'apparecchiatura viene “controllata” ogni volta che misura la temperatura di altri oggetti.
È scomodo utilizzare un sistema del genere. Pertanto, affinché la termocamera funzioni correttamente, il corpo nero deve riscaldarsi alla temperatura desiderata per 10-15 minuti. In una struttura, il complesso di imaging termico era spento di notte e al mattino il corpo nero non aveva il tempo di riscaldarsi adeguatamente. Di conseguenza, tutti coloro che entravano nel turno avevano una temperatura elevata all’inizio del turno. Più tardi l'abbiamo capito e ora il sistema di imaging termico non è spento di notte.
Attualmente stiamo sviluppando una tecnologia sperimentale che ci permette di fare a meno del corpo nero. Si è scoperto che la nostra pelle è vicina nelle sue caratteristiche a un corpo completamente nero e il viso di una persona può essere utilizzato come standard. Sappiamo che la maggior parte delle persone ha una temperatura corporea di 36,6°C. Se, ad esempio, monitori persone con la stessa temperatura per 10 minuti e consideri questa temperatura a 36,6 °C, puoi calibrare la termocamera in base ai loro volti. Questa tecnologia, implementata con l'aiuto dell'intelligenza artificiale, mostra buoni risultati, non peggiori dei sistemi di imaging termico con corpo nero.
Laddove viene ancora utilizzato il corpo nero, l’intelligenza artificiale aiuta a calibrare le termocamere. Il fatto è che la maggior parte dei sistemi di imaging termico richiedono l'installazione manuale della termocamera e il suo adattamento al corpo nero. Ma poi, quando le condizioni cambiano, la calibrazione deve essere ripetuta, altrimenti le termocamere iniziano a mostrare deviazioni di temperatura o reagiscono ai visitatori con una temperatura normale. La calibrazione manuale è una vera gioia, quindi abbiamo sviluppato un modulo basato sull'intelligenza artificiale, che è responsabile del rilevamento del corpo nero e regola tutto da solo.
È possibile mascherarsi dagli algoritmi?
L’intelligenza artificiale e l’apprendimento automatico sono spesso utilizzati nella biometria senza contatto. L’intelligenza artificiale è responsabile del rilevamento dei volti in un flusso per misurare la temperatura, ignorando gli oggetti estranei (una tazza di caffè o tè caldo, elementi di illuminazione, dispositivi elettronici). Ebbene, addestrare algoritmi per riconoscere i volti che indossano mascherine è un must per qualsiasi sistema dal 2018, anche prima del coronavirus: in Medio Oriente le persone coprono una parte significativa del proprio volto per motivi religiosi, e in molti paesi asiatici lo fanno da tempo. mascherine usate per proteggersi dall'influenza o dallo smog urbano. Riconoscere un volto seminascosto è più difficile, ma anche gli algoritmi stanno migliorando: oggi le reti neurali rilevano i volti che indossano la maschera con la stessa probabilità di un anno fa senza maschera.
Sembrerebbe che le mascherine e altri dispositivi di protezione individuale avrebbero dovuto diventare un problema di identificazione. Ma in pratica, né la presenza di una maschera, né un cambiamento nell'acconciatura o nella forma degli occhiali influiscono sull'accuratezza del riconoscimento. Gli algoritmi per il rilevamento dei volti utilizzano punti della zona occhio-orecchio-naso che rimangono aperti.
L’unica situazione di “fallimento” nella nostra pratica riguarda il cambiamento del proprio aspetto attraverso la chirurgia plastica. Una dipendente dopo un intervento di chirurgia plastica non è riuscita a passare attraverso i tornelli: gli elaboratori biometrici non sono riusciti a identificarla. Ho dovuto aggiornare la foto in modo che l'accesso tramite la geometria facciale funzionasse di nuovo.
Capacità dei sistemi di imaging termico
La precisione della misurazione e la sua velocità dipendono dalla risoluzione della matrice della termocamera e dalle sue altre caratteristiche. Ma dietro ogni matrice c'è un software: un algoritmo di analisi video è responsabile di identificare gli oggetti nell'inquadratura, identificarli e filtrarli.
Ad esempio, l'algoritmo di uno dei complessi misura contemporaneamente la temperatura di 20 persone. La capacità del complesso è di 400 persone al minuto, sufficiente per l'utilizzo in grandi imprese industriali, aeroporti e stazioni ferroviarie. Allo stesso tempo, le termocamere registrano la temperatura fino a una distanza di 9 metri con una precisione di più o meno 0,3 °C.
Esistono complessi più semplici. Tuttavia, possono anche affrontare i loro compiti in modo efficace. Una soluzione è integrare una termocamera nel telaio del metal detector. Questo set di attrezzature è adatto per posti di blocco con un piccolo flusso di visitatori - fino a 40 persone al minuto. Tali apparecchiature rilevano i volti delle persone e misurano la temperatura con una precisione di 0,5 °C a una distanza massima di 1 metro.
Problemi quando si lavora con le termocamere
La misurazione della temperatura senza contatto delle persone in un flusso non può ancora essere definita perfetta. Ad esempio, se una persona è rimasta a lungo all'aperto con tempo freddo, all'ingresso la termocamera mostrerà una temperatura di 1–2 °C inferiore a quella reale. Per questo motivo, il sistema potrebbe consentire l’ingresso nella struttura alle persone con temperature elevate. Questo può essere risolto in diversi modi, ad esempio:
- a) creare un corridoio termico in modo che prima di misurare la temperatura le persone si adattino e si allontanino dal gelo;
- b) nelle giornate gelide, aggiungere 1–2 °C alla temperatura di tutti i passeggeri in arrivo - questo però farà sospettare chi è arrivato in macchina.
Un altro problema è il prezzo dei sistemi di imaging termico di precisione. Ciò è dovuto all'elevato costo di produzione di una matrice di imaging termico, che richiede una calibrazione precisa, ottiche al germanio, ecc.
Fonte: habr.com