“戰(zhàn)疫”利器—ZLG智能人臉識別測溫解決方案

一、背景概述

體溫篩查是新冠肺炎疫情監(jiān)測和病例發(fā)現(xiàn)的主要手段之一。隨著各地陸續(xù)復(fù)工，寫字樓、園區(qū)等上班場所和學(xué)校為測體溫排起長隊(duì)的現(xiàn)象多有出現(xiàn)。如何既能完成體溫排查，實(shí)現(xiàn)園區(qū)安全管理，又能減少對人們正常工作生活的影響，以及避免因排隊(duì)測溫引起的病毒傳播風(fēng)險，成為社會復(fù)工過程中的一個重要需求。同時，在一些具有身份識別要求的特殊場所，如學(xué)校、居民小區(qū)，企業(yè)園區(qū)等，體溫檢測和門禁系統(tǒng)的聯(lián)動也成為了當(dāng)前的行業(yè)剛需。針對現(xiàn)有測溫系統(tǒng)所存在的局限性，ZLG推出紅外測溫+人臉識別+身份驗(yàn)證系統(tǒng)化解決方案。該方案基于M1808 AI核心板，結(jié)合人臉識別和紅外熱成像技術(shù)，以非接觸、無感知的方式，高效解決了在公共場所人員高度聚集、高流動性情況下的體溫實(shí)時檢測問題。該方案可以幫助維持學(xué)校、酒店、機(jī)場車站、居民小區(qū)等公眾聚集場所的秩序，除了可以阻止非法入侵和縮短搜索可疑人時間及收集數(shù)據(jù)外，還可以在復(fù)工熱潮中進(jìn)行體溫檢測，確保復(fù)工安全有效的進(jìn)行。

存在的行業(yè)需求：

●   體溫測量，體溫異常報警；

●   人臉門禁，刷臉檢測體溫同時聯(lián)動門禁系統(tǒng)進(jìn)出；

●   實(shí)名登記，對進(jìn)出人員進(jìn)行身份登記，便于管理；

●   實(shí)時上報體溫數(shù)據(jù)，在后臺可進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢；

●   未佩戴口罩的人員檢測并實(shí)時報警；

●   黑白名單確認(rèn)報警，查出入侵者或失蹤人員。

需求場景

二、人臉識別原理

人臉識別是指利用分析比較人臉視覺特征信息進(jìn)行身份鑒別的計算機(jī)技術(shù)，包括構(gòu)建人臉識別系統(tǒng)的一系列相關(guān)技術(shù)，具體體現(xiàn)為人臉圖像采集、人臉定位、人臉黑報名單識別、身份確認(rèn)以及身份查找等。從刷臉支付、門禁考勤、金融遠(yuǎn)程開卡到安防反恐、智慧社區(qū)等領(lǐng)域，人臉識別正在不斷普及，市場不斷擴(kuò)大。順應(yīng)市場需求，ZLG最新推出的M1808 AI核心板，片內(nèi)集成高能效AI神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器NPU，算力高達(dá)3.0Tops，結(jié)合Z-Lab 資深算法團(tuán)隊(duì)研發(fā)的人臉識別算法，可有效助力用戶人臉識別應(yīng)用開發(fā)，降低研發(fā)成本。

三、紅外熱成像測溫原理

一切溫度高于零度（-273.15℃）的物體都在不停地向周圍空間發(fā)射紅外能量。其輻射特性、輻射能量的大小、波長分布等都與物體表面溫度密切相關(guān)。反過來,通過對物體自身輻射的紅外能量的測量，便能準(zhǔn)確地測定它的表面溫度，這就是紅外輻射測溫的機(jī)理。人體與其他生物體一樣，自身也在向四周輻射釋放紅外能量，因此只要通過對人體自身輻射紅外能量的測量就能準(zhǔn)確地測定人體表面溫度。

四、智能人臉識別測溫系統(tǒng)

ZLG提取各類實(shí)際應(yīng)用場景中的共性需求，面向大型公共場所測溫和傳統(tǒng)門禁系統(tǒng)分別推出了智能人臉測溫解決方案，具體如下所示。

1.   大型公共場所

在大型公共場所，人流量大且密集，傳統(tǒng)測量體溫的方式包括水銀溫度計及紅外體溫槍等，缺點(diǎn)比較明顯：需要時間，需要接觸及配合。針對現(xiàn)有測溫系統(tǒng)所存在的局限性，ZLG推出基于M1808的大型公共場所紅外熱成像測溫解決方案，以非接觸、無感知的方式，可靠、高效地解決了在公共場所人員高度聚集、高流動性情況下的體溫實(shí)時初篩檢測問題，方案框圖如下所示。

大型公共場所紅外測溫

2.   傳統(tǒng)門禁系統(tǒng)

針對傳統(tǒng)刷卡門禁系統(tǒng)，ZLG智能人臉識別測溫系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)紅外測溫與門禁系統(tǒng)的聯(lián)動，為門禁系統(tǒng)增加智能測溫人臉識別能力。出入門禁不用攜帶考勤卡，人臉驗(yàn)證同步測溫，方便快捷的同時，進(jìn)一步提升了安全性和高效性，方案框圖如下所示。

紅外測溫聯(lián)動人臉門禁

上述方案主控平臺采用ZLG的M1808 AI核心板。作為一款面向人工智能開發(fā)平臺的產(chǎn)品，M1808 AI核心板旨在為用戶提供“嵌入式”+“AI”解決方案平臺，以AI算法賦能傳統(tǒng)嵌入式硬件，內(nèi)部集成的NPU提供最高3.0 TOPs AI算力。在智能人臉識別測溫系統(tǒng)方案中，ZLG M1808平臺除了提供穩(wěn)定可靠的硬件平臺之外，同時免費(fèi)提供基于應(yīng)用數(shù)據(jù)集訓(xùn)練的人臉識別AI算法，既能夠滿足全自動化、多人群、遠(yuǎn)距離的測溫需求，又能實(shí)現(xiàn)體溫檢測與人臉識別的技術(shù)同步及佩戴口罩時的識別問題，可快速識別體溫異常人員并實(shí)時自動告警，最大程度保證驗(yàn)證結(jié)果的精準(zhǔn)度。

五、算法邏輯

該解決方案的算法主要技術(shù)點(diǎn)為人臉檢測、關(guān)鍵點(diǎn)定位和紅外測溫三部分。相關(guān)算法由ZLG算法團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)，結(jié)合AI加速芯片的特性進(jìn)行了針對性的優(yōu)化，算法效率高。該方案算法對輸入圖像進(jìn)行人臉檢測，如果檢測到人臉，則會通過人臉關(guān)鍵點(diǎn)定位算法確定額頭區(qū)域，進(jìn)一步映射到熱紅外溫度數(shù)據(jù)中，判斷當(dāng)前溫度是否超過限定值 37.3 ℃，算法應(yīng)用邏輯如下圖所示。

六、測試效果

ZLG紅外熱成像測溫算法可實(shí)現(xiàn)人臉識別與測溫同步進(jìn)行，具體測試效果如下所示：

1.   檢測到人臉，并讀取區(qū)域溫度，溫度顯示正常。

2.   額頭放置熱水瓶，檢測到人臉，體溫顯示異常狀態(tài)并實(shí)時預(yù)警。

七、核心優(yōu)勢

針對以上應(yīng)用場景，本方案可歸納出如下幾個核心優(yōu)勢：

1.   簡潔高效：快速刷臉測溫，體溫37.3℃以上自動報警，節(jié)省了大量的人力物力，避免了交叉感染。M1808平臺內(nèi)部集成NPU，提供3.0TOPs算力，結(jié)合Z-Lab 資深算法團(tuán)隊(duì)研發(fā)的人臉識別算法，可快速監(jiān)測流動人群，實(shí)現(xiàn)異常體溫實(shí)時報警，檢測效率高，實(shí)時性強(qiáng)；

2.   精準(zhǔn)可靠：有效解決ZLG人臉識別算法與體溫檢測的技術(shù)同步及佩戴口罩時的識別問題，可準(zhǔn)確定位、快速鎖定體溫異常人員并實(shí)時自動告警，方便工作人員進(jìn)行二次復(fù)檢。而且由于人臉識別技術(shù)具有識別的唯一性，身份鑒定不可仿冒，能很好地解決各企事業(yè)單位在安全管理方面存在的問題；

3.   穩(wěn)定可持續(xù)：在精確測量體溫并與人員進(jìn)行匹配記錄的基礎(chǔ)上，可以同時完考勤記錄管理、簽入簽出記錄管理等，可持續(xù)性的對數(shù)據(jù)進(jìn)行客觀記錄， 同時ZLG也提供免費(fèi)的云平臺（ZWS-PaaS云平臺），支持?jǐn)?shù)據(jù)透傳轉(zhuǎn)發(fā)以及完善的二次開發(fā)包，支持全私有化部署，并提供功能豐富的后臺MIS系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理；

4.   兼容性強(qiáng)：M1808平臺具備豐富的外設(shè)接口資源，且具備強(qiáng)大的視頻硬解碼能力，能夠輕松流暢的處理各類多媒體文件，使系統(tǒng)可以融合公共場所常用安防子系統(tǒng)，譬如視頻監(jiān)控、門禁、LED屏顯、報警聯(lián)動等系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)間資源共享，為公共衛(wèi)生應(yīng)急事件處理提供無感測溫手段，并與關(guān)聯(lián)安防系統(tǒng)之間形成聯(lián)動管控機(jī)制。