Контрола на термичка слика: бесконтактна биометрика против термометри, коронавирус и неодговорни вработени

Дали пет секунди се многу или малку? Да се ​​напиеш топло кафе не е доволно. Но, понекогаш и поради ваквото доцнење, на контролните пунктови се создаваат редици, особено наутро. Сега да ги исполниме барањата за спречување на СОВИД-19 и да почнеме да ја мериме температурата на сите што влегуваат? Времето на поминување ќе се зголеми за 3-4 пати, поради тоа ќе се појави гужва и наместо да се бориме со вирусот, ќе добиеме идеални услови за негово ширење. 

За да спречите тоа да се случи, треба или да ги организирате луѓето во редица или да го автоматизирате овој процес. Во втората опција, неопходно е да се измери температурата на голем број луѓе одеднаш, без да се оптоваруваат со дополнителни дејства. Ова може да се направи со додавање на систем за видео надзор термичка слика и извршете неколку дејства одеднаш: идентификувајте лица, измерете ја температурата и утврдете присуство на маска. Разговаравме за тоа како функционираат таквите системи на нашата конференција “Биометрика против пандемијата„и ние ќе ви кажеме подетално под кројот.

Каде се користат системите за термичка слика?

Термички снимач е оптичко-електронски уред кој „гледа“ во инфрацрвениот спектар. Да, ова е истото од акционите филмови за брзите специјални сили и филмовите за Предаторот, кои прекрасно ја обојат вообичаената слика во црвени и сини тонови. Во пракса, нема ништо необично во тоа и тие се користат доста широко: термичките снимки ја одредуваат положбата и обликот на предметите што емитуваат топлина и ја мерат нивната температура.

Во индустријата, термалните слики долго време се користат за следење на температурите на производните линии, индустриската опрема или цевководите. Честопати, термалните слики можат да се видат околу периметарот на сериозните предмети: системите за термичка слика ја „гледаат“ топлината што ја испушта човекот. Со нивна помош, безбедносните системи откриваат неовластено влегување во објект дури и во целосен мрак. 

Поради СОВИД-19, камерите за термичка слика се повеќе се интегрираат со биометриски системи за идентификација за контрола на пристапот. На пример, интегриран во "BioSKUD» (сеопфатно решение од Ростелеком, кое е развиено и произведено во Русија) уредите за термичка слика може да ја мерат температурата на луѓето, да го следат движењето и да ги истакнуваат поединците со покачени температури. 

Во Русија нема задолжителни стандарди за употреба на системи за термичка слика, но постои општо Препорака на Роспотребнадзор, според кој е потребно да се следи температурата на сите посетители и вработени. И системите за термичка слика го прават тоа речиси веднаш, без да бараат дополнителни активности од вработените и посетителите.

Како функционираат системите за стриминг бесконтактно мерење на температурата

Основата на системот е комплекс за термички слики составен од термички слики и конвенционални камери, кои се спакувани во заедничко куќиште. Ако одите по коридор, а густа камера со две очи ве зјапа во лице, ова е термичка слика. Кинеските шегобијци понекогаш ги прават бели и додаваат мали „уши“ за да изгледаат повеќе како панди. 

Потребна е едноставна оптика за интеграција со BioSKUD и функционирање на алгоритми за препознавање лица - за да се идентификува и провери достапноста на лична заштитна опрема (маски) за оние што влегуваат. Дополнително, може да се користи конвенционална камера за следење на растојанието помеѓу луѓето или помеѓу луѓето и опремата. Во софтверот, видео информациите за резултатите од мерењето се прикажуваат во форма позната на операторот.

За да може термичкиот апарат да реагира само на температурата на луѓето, тој веќе содржи алгоритам за откривање лице. Опремата ја чита температурата од термичка матрица на вистинските точки - во овој случај, во областа на челото. Без овој „филтер“, термичката слика би активирала на шолји топло кафе, светилки со вжарено, итн. Дополнителните функции вклучуваат следење на присуството на заштитна опрема и одржување на растојание. 

Вообичаено, на влезот во просториите, системите за термичка слика се интегрирани со системи за контрола на пристап и управување. Комплексот се поврзува со сервер, кој ги обработува дојдовните податоци користејќи алгоритми за видео аналитика и ги пренесува до автоматизирана работна станица на операторот (AWS). 

Ако камерата за термичка слика детектира покачена температура, тогаш обична камера го фотографира посетителот и ја испраќа до контролниот систем за идентификација со базата на податоци на вработени или посетители. 

Калибрација на системи за термичка слика: од референтни примероци до машинско учење

Обично се користи за поставување и управување со мерење на бесконтактна температура на стриминг апсолутно црно тело (ABL), кој на која било температура апсорбира електромагнетно зрачење во сите опсези. Тој е инсталиран во видното поле на камерата за термичка слика и се користи за калибрирање на термосликарот. Црното тело одржува референтна температура од 32–40 °C (во зависност од производителот), со која опремата се „проверува“ секогаш кога ја мери температурата на другите предмети.

Незгодно е да се користи таков систем. Значи, за термичката слика да работи правилно, црното тело мора да се загрее до саканата температура 10–15 минути. Во еден објект, комплексот за термичка слика беше исклучен ноќе, а наутро црното тело немаше време да се загрее правилно. Како резултат на тоа, сите што влегуваа во смената имаа покачена температура на почетокот на смената. Подоцна го сфативме тоа, а сега системот за термичка слика не е исклучен ноќе.

Во моментов развиваме експериментална технологија која ни овозможува да работиме без црното тело. Се покажа дека нашата кожа по своите карактеристики е блиска до целосно црно тело, а лицето на една личност може да се користи како стандард. Знаеме дека повеќето луѓе имаат телесна температура од 36,6 °C. Ако, на пример, ги следите луѓето со иста температура 10 минути и ја земате оваа температура на 36,6 °C, тогаш можете да ја калибрирате термичката слика врз основа на нивните лица. Оваа технологија, имплементирана со помош на вештачка интелигенција, покажува добри резултати - не полоши од системите за термичка слика со црно тело.

Онаму каде што црното тело сè уште се користи, вештачката интелигенција помага во калибрирањето на термалните слики. Факт е дека повеќето системи за термичка слика бараат рачна инсталација на термосликарот и негово прилагодување на црното тело. Но, тогаш, кога ќе се променат условите, калибрацијата треба да се направи повторно, инаку термичките слики почнуваат да покажуваат температурни отстапувања или да реагираат на посетителите со нормална температура. Рачната калибрација е голема радост, па затоа развивме модул базиран на вештачка интелигенција, кој е одговорен за откривање на црното тело и сама подесува сè. 

Дали е можно да се маскирате од алгоритми?

Вештачката интелигенција и машинското учење често се користат во бесконтактната биометрика. ВИ е одговорна за откривање на лица во поток за мерење на температурата, игнорирајќи ги туѓите предмети (жешка шолја кафе или чај, елементи за осветлување, електроника). Па, тренирањето алгоритми за препознавање лица кои носат маски е задолжително за секој систем од 2018 година, дури и пред коронавирусот: на Блискиот Исток, луѓето покриваат значителен дел од нивните лица од религиозни причини, а во многу азиски земји тие долго време користеле маски за заштита од грип или урбан смог. Препознавањето на полускриено лице е потешко, но алгоритмите исто така се подобруваат: денес невронските мрежи откриваат лица кои носат маски со иста веројатност како пред една година без маски.

Се чини дека маските и другата опрема за лична заштита требало да станат проблем во идентификацијата. Но, во пракса, ниту присуството на маска, ниту промената на фризурата или обликот на очилата не влијае на точноста на препознавањето. Алгоритмите за откривање лица користат точки од областа око-уво-нос кои остануваат отворени. 

Единствената „неуспешна“ ситуација во нашата практика вклучува промена на изгледот преку пластична хирургија. Вработена по пластична операција не можела да помине низ турникетите: биометриските процесори не можеле да ја идентификуваат. Морав да ја ажурирам фотографијата за повторно да функционира пристапот по геометријата на лицето.

Способности на системите за термичка слика

Точноста на мерењето и неговата брзина зависат од резолуцијата на матрицата на термосликарот и нејзините други карактеристики. Но, зад секоја матрица постои софтвер: алгоритам за видео аналитика е одговорен за идентификување на објекти во кадарот, нивно идентификување и филтрирање. 

На пример, алгоритмот на еден од комплексите ја мери температурата на 20 луѓе во исто време. Капацитетот на комплексот е до 400 луѓе во минута, што е доволно за употреба во големите индустриски претпријатија, аеродроми и железнички станици. Во исто време, термалните слики снимаат температура на растојание до 9 метри со точност од плус или минус 0,3 °C. 
Има поедноставни комплекси. Сепак, тие исто така можат ефикасно да се справат со своите задачи. Едно решение е да се интегрира термичка слика во рамката на металниот детектор. Овој сет на опрема е погоден за контролни пунктови со мал проток на посетители - до 40 луѓе во минута. Таквата опрема ги открива лицата на луѓето и ја мери температурата со точност од 0,5 °C на растојание до 1 метар.

Проблеми при работа со термички слики

Мерењето на бесконтактната температура на луѓето во поток сè уште не може да се нарече совршено. На пример, ако некое лице е надвор долго време на ладно време, на влезот термичкиот апарат ќе прикаже температура 1–2 °C пониска од реалната. Поради ова, системот може да дозволи луѓе со покачени температури да влезат во објектот. Ова може да се реши на различни начини, на пример:

• а) создадете термички коридор така што пред мерење на температурата, луѓето се прилагодуваат и се оддалечуваат од мразот;
• б) во мразните денови, додајте 1–2 °C на температурата на сите патници кои доаѓаат - сепак, тоа ќе ги натера оние што пристигнале со автомобил да бидат под сомнеж.

Друг проблем е цената на прецизните системи за термичка слика. Ова се должи на високата цена за производство на матрица за термичка слика, која бара прецизна калибрација, германиумска оптика итн. 

Извор: www.habr.com