Je päť sekúnd veľa alebo málo? Vypiť horúcu kávu nestačí, prejsť kartou a ísť do práce je veľa. Niekedy sa však aj kvôli takémuto meškaniu tvoria na kontrolných bodoch rady, najmä ráno. Teraz splníme požiadavky na prevenciu COVID-19 a začneme merať teplotu všetkým vstupujúcim? Čas prechodu sa zvýši 3-4 krát, kvôli tomu sa objaví dav a namiesto boja s vírusom získame ideálne podmienky na jeho šírenie.
Aby ste tomu zabránili, musíte buď zorganizovať ľudí vo fronte, alebo tento proces zautomatizovať. Pri druhej možnosti je potrebné odobrať teplotu veľkému počtu ľudí naraz, bez toho, aby ste ich zaťažovali ďalšími úkonmi. To sa dá dosiahnuť pridaním video monitorovacieho systému a vykonať niekoľko akcií naraz: identifikovať tváre, merať teplotu a určiť prítomnosť masky. O tom, ako takéto systémy fungujú, sme hovorili na našej konferencii ““ a pod strihom vám to povieme podrobnejšie.
Kde sa používajú termovízne systémy?
Termokamera je opticko-elektronické zariadenie, ktoré „vidí“ v infračervenom spektre. Áno, ide o to isté z akčných filmov o rozbehnutých špeciálnych jednotkách a filmov o Predátorovi, ktorý nádherne vyfarbuje bežný obraz do červených a modrých tónov. V praxi na tom nie je nič nezvyčajné a využívajú sa pomerne široko: termokamery určujú polohu a tvar predmetov vyžarujúcich teplo a merajú ich teplotu.
V priemysle sa termokamery už dlho používajú na sledovanie teplôt na výrobných linkách, priemyselných zariadeniach alebo potrubiach. Termokamery možno často vidieť po obvode vážnych predmetov: termovízne systémy „vidia“ teplo, ktoré človek vyžaruje. Bezpečnostné systémy s ich pomocou odhalia neoprávnený vstup do objektu aj v úplnej tme.
Kvôli COVID-19 sa termovízne kamery čoraz viac integrujú do biometrických identifikačných systémov na kontrolu prístupu. Napríklad integrovaný do „» (komplexné riešenie od Rostelecomu, ktoré je vyvinuté a vyrábané v Rusku) termovízne zariadenia dokážu merať teplotu ľudí, sledovať pohyb a zvýrazniť jedincov so zvýšenou teplotou.
V Rusku neexistujú žiadne povinné normy pre používanie termovíznych systémov, ale existuje všeobecný , podľa ktorého je potrebné sledovať teplotu všetkých návštevníkov a zamestnancov. A termovízne systémy to robia takmer okamžite, bez toho, aby od zamestnancov a návštevníkov vyžadovali ďalšie akcie.
Ako fungujú systémy na streamingové bezkontaktné meranie teploty
Základom systému je termovízny komplex pozostávajúci z termovízie a klasických kamier, ktoré sú zabalené v spoločnom kryte. Ak idete po chodbe a do tváre vám hľadí bacuľatá dvojoká kamera, toto je termokamera. Čínski vtipkári ich niekedy robia bielymi a pridávajú malé „uši“, aby vyzerali skôr ako pandy.
Na integráciu s BioSKUD a fungovanie algoritmov rozpoznávania tváre je potrebná jednoduchá optika – na identifikáciu a kontrolu dostupnosti osobných ochranných prostriedkov (rúšok) pre vstupujúcich. Okrem toho je možné použiť konvenčnú kameru na monitorovanie vzdialenosti medzi ľuďmi alebo medzi ľuďmi a zariadením. V softvéri sa videoinformácie o výsledkoch merania zobrazujú vo forme známej operátorovi.
Aby termokamera reagovala len na teplotu osôb, obsahuje už aj algoritmus detekcie tváre. Zariadenie sníma teplotu z tepelnej matrice v správnych bodoch – v tomto prípade v oblasti čela. Bez tohto „filtra“ by sa termokamera spustila pri šálkach horúcej kávy, žiarovkách a pod. Medzi ďalšie funkcie patrí monitorovanie prítomnosti ochranných prostriedkov a udržiavanie vzdialenosti.
Typicky sú pri vstupe do priestorov termovízne systémy integrované so systémami kontroly a riadenia prístupu. Komplex sa pripája k serveru, ktorý spracováva prichádzajúce dáta pomocou video analytických algoritmov a prenáša ich na automatizovanú operátorskú pracovnú stanicu (AWS).
Ak termovízna kamera zaznamená zvýšenú teplotu, tak bežná kamera návštevníka odfotí a odošle do riadiaceho systému na identifikáciu s databázou zamestnancov alebo návštevníkov.
Kalibrácia termovíznych systémov: od referenčných vzoriek po strojové učenie
Zvyčajne sa používa na nastavenie a prevádzku streamovaného bezkontaktného merania teploty absolútne čierne telo (ABL), ktorý pri akejkoľvek teplote pohlcuje elektromagnetické žiarenie vo všetkých rozsahoch. Inštaluje sa v zornom poli termovíznej kamery a slúži na kalibráciu termokamery. Čierne teleso si udržiava referenčnú teplotu 32–40 °C (v závislosti od výrobcu), s ktorou sa zariadenie „kontroluje“ pri každom meraní teploty iných predmetov.
Je nepohodlné používať takýto systém. Aby teda termokamera fungovala správne, musí sa čierne teleso zohriať na požadovanú teplotu 10–15 minút. V jednom zariadení bol termovízny komplex v noci vypnutý a ráno sa čierne teleso nestihlo poriadne zohriať. Výsledkom bolo, že každý vstupujúci do zmeny mal na začiatku zmeny zvýšenú teplotu. Neskôr sme na to prišli a teraz sa termovízny systém v noci nevypína.
V súčasnosti vyvíjame experimentálnu technológiu, ktorá nám umožňuje zaobísť sa bez čierneho telesa. Ukázalo sa, že naša pokožka je svojimi vlastnosťami blízka úplne čiernemu telu a ako štandard sa dá použiť tvár človeka. Vieme, že väčšina ľudí má telesnú teplotu 36,6 °C. Ak napríklad 10 minút sledujete ľudí s rovnakou teplotou a túto teplotu určíte na 36,6 °C, potom môžete termokameru kalibrovať na základe ich tváre. Táto technológia implementovaná s pomocou umelej inteligencie vykazuje dobré výsledky – nie horšie ako termovízne systémy s čiernym telesom.
Tam, kde sa stále používa čierne teleso, pomáha pri kalibrácii termovízií umelá inteligencia. Faktom je, že väčšina termovíznych systémov vyžaduje manuálnu inštaláciu termokamery a jej prispôsobenie čiernemu telu. Ale potom, keď sa zmenia podmienky, treba kalibráciu urobiť znova, inak termokamery začnú ukazovať teplotné odchýlky alebo reagovať na návštevníkov normálnou teplotou. Manuálna kalibrácia je taká radosť, preto sme vyvinuli modul založený na umelej inteligencii, ktorý má na starosti detekciu čierneho telesa a všetko sám upraví.
Je možné zamaskovať sa pred algoritmami?
V bezkontaktnej biometrii sa často využíva umelá inteligencia a strojové učenie. AI je zodpovedná za detekciu tvárí v prúde na meranie teploty, pričom ignoruje cudzie predmety (horúca šálka kávy alebo čaju, osvetľovacie prvky, elektronika). Tréningové algoritmy na rozpoznávanie tvárí s maskami sú nevyhnutnosťou každého systému od roku 2018, dokonca aj pred koronavírusom: na Blízkom východe si ľudia zakrývajú značnú časť svojich tvárí z náboženských dôvodov a v mnohých ázijských krajinách už dlho používali masky na ochranu pred chrípkou či mestským smogom. Rozpoznať napoly skrytú tvár je ťažšie, ale zlepšujú sa aj algoritmy: dnes neurónové siete detegujú tváre s maskami s rovnakou pravdepodobnosťou ako pred rokom bez masiek.
Zdá sa, že masky a iné osobné ochranné prostriedky sa mali stať problémom pri identifikácii. Ale v praxi ani prítomnosť masky, ani zmena účesu či tvaru okuliarov neovplyvňuje presnosť rozpoznávania. Algoritmy na detekciu tvárí používajú body z oblasti očí, uší a nosa, ktoré zostávajú otvorené.
Jediná „neúspešná“ situácia v našej praxi zahŕňa zmenu vzhľadu prostredníctvom plastickej chirurgie. Zamestnankyňa po plastickej operácii nemohla prejsť cez turnikety: biometrické procesory ju nedokázali identifikovať. Musel som aktualizovať fotografiu, aby opäť fungoval prístup pomocou geometrie tváre.
Možnosti termovíznych systémov
Presnosť merania a jeho rýchlosť závisí od rozlíšenia matice termokamery a jej ďalších charakteristík. Ale za každou maticou je softvér: algoritmus analýzy videa je zodpovedný za identifikáciu objektov v snímke, ich identifikáciu a filtrovanie.
Napríklad algoritmus jedného z komplexov meria teplotu 20 ľudí súčasne. Kapacita komplexu je až 400 osôb za minútu, čo stačí na využitie vo veľkých priemyselných podnikoch, letiskách a vlakových staniciach. Termokamery zároveň zaznamenávajú teplotu na vzdialenosť až 9 metrov s presnosťou plus mínus 0,3 °C.
Existujú jednoduchšie komplexy. Dokážu sa však aj efektívne vyrovnať so svojimi úlohami. Jedným z riešení je integrácia termokamery do rámu detektora kovov. Táto sada zariadení je vhodná pre kontrolné body s malým tokom návštevníkov - do 40 osôb za minútu. Takéto zariadenie rozpozná tváre ľudí a meria teplotu s presnosťou 0,5 °C na vzdialenosť až 1 metra.
Problémy pri práci s termovíznymi kamerami
Bezdotykové meranie teploty ľudí v potoku zatiaľ nemožno nazvať dokonalým. Ak je človek napríklad dlhší čas vonku v chladnom počasí, pri vstupe termokamera ukáže teplotu o 1–2 °C nižšiu ako je skutočná. Z tohto dôvodu môže systém umožniť vstup do zariadenia osobám so zvýšenou teplotou. Dá sa to riešiť rôznymi spôsobmi, napr.
- a) vytvoriť tepelný koridor, aby sa ľudia pred meraním teploty prispôsobili a vzdialili sa od mrazu;
- b) v mrazivých dňoch pripočítajte 1–2 °C k teplote všetkých prichádzajúcich pasažierov – tým sa však dostanú do podozrenia tí, ktorí pricestovali autom.
Ďalším problémom je cenovka presných termovíznych systémov. Je to spôsobené vysokými nákladmi na výrobu termovíznej matrice, ktorá si vyžaduje presnú kalibráciu, germániovú optiku atď.
Zdroj: hab.com