Cinco segundos é muito ou pouco? Não basta tomar café quente, anexar um cartão e ir trabalhar - muito. Mas às vezes até por causa desse atraso, filas são formadas nos pontos de controle, principalmente pela manhã. Agora vamos cumprir os requisitos para a prevenção de COVID-19 e começar a medir a temperatura de todos os que entram? O tempo de passagem aumentará de 3 a 4 vezes, por isso, aparecerá uma multidão, e ao invés de combater o vírus, teremos condições ideais para sua propagação.
Para evitar que isso aconteça, você precisa organizar as pessoas em uma fila ou automatizar esse processo. Na segunda opção, é necessário ler a temperatura de um grande número de pessoas ao mesmo tempo, sem carregá-las com ações adicionais. Isso pode ser feito adicionando um termovisor ao sistema de vigilância por vídeo.e realizar várias ações ao mesmo tempo: identificar rostos, medir temperatura e determinar a presença de uma máscara. Falamos sobre como esses sistemas funcionam em nossa conferência " Biometrics Against Pandemic " e contaremos mais detalhes sobre o assunto.
Onde os sistemas de imagem térmica são usados?
Um termovisor é um dispositivo optoeletrônico que "vê" o espectro infravermelho. Sim, isso é exatamente o que vem dos filmes de ação sobre forças especiais arrojadas e filmes sobre o Predador, que pinta lindamente uma imagem comum em tons de vermelho e azul. Na prática, não há nada de incomum nisso e eles são amplamente utilizados: com os termovisores, eles determinam a posição e a forma de objetos que emitem calor e medem sua temperatura.
Na indústria, os termovisores há muito são usados para monitorar temperaturas em linhas de produção, equipamentos industriais ou dutos. Muitas vezes, as imagens térmicas podem ser vistas ao longo do perímetro de objetos sérios: os sistemas de imagens térmicas "vêem" o calor que uma pessoa emite. Com a ajuda deles, os sistemas de segurança detectam a entrada não autorizada em um objeto, mesmo na escuridão absoluta.
Devido ao COVID-19, os termovisores estão cada vez mais integrados a sistemas de identificação biométrica para controle de acesso. Por exemplo, dispositivos de imagem térmica integrados ao BioSKUD (uma solução abrangente da Rostelecom, que está sendo desenvolvida e produzida na Rússia) podem medir a temperatura das pessoas, rastrear o movimento e destacar indivíduos com alta temperatura.
Não existem padrões obrigatórios para o uso de sistemas de imagem térmica na Rússia, mas existe uma recomendação geral da Rospotrebnadzor , segundo a qual é necessário controlar a temperatura de todos os visitantes e funcionários. E os sistemas de imagem térmica fazem isso quase instantaneamente, sem exigir ações adicionais dos funcionários e visitantes.
Como funcionam os sistemas de medição de temperatura sem contato
A base do sistema é um complexo de imagens térmicas que consiste em imagens térmicas e câmeras convencionais, que são embaladas em uma caixa comum. Se você estiver andando pelo corredor e uma câmera rechonchuda de dois olhos estiver olhando para o seu rosto, este é o termovisor. Os brincalhões chineses às vezes os fazem em uma caixa branca e adicionam pequenas "orelhas" para torná-los mais parecidos com pandas.
Óticas simples são necessárias para integração com "BioSKUD" e operação de algoritmos de reconhecimento facial - para identificação e verificação da disponibilidade de equipamentos de proteção individual (máscaras) para pessoas que chegam. Além disso, por meio de uma câmera convencional, você pode monitorar a distância entre pessoas ou entre pessoas e equipamentos. No software, as informações de vídeo sobre os resultados da medição são exibidas de uma forma familiar ao operador.
Para que o termovisor reaja apenas à temperatura das pessoas, ele já possui um algoritmo de detecção de rosto. O equipamento lê a temperatura da matriz térmica nos pontos certos - neste caso, na testa. Sem esse "filtro", o termovisor seria acionado por xícaras de café quentes, lâmpadas incandescentes, etc. Funções adicionais incluem monitorar a presença de equipamentos de proteção e manter distância.
Normalmente, na entrada das instalações, os sistemas de imagens térmicas são integrados aos sistemas de controle e gerenciamento de acesso. O complexo é conectado ao servidor, que processa os dados de entrada usando algoritmos de análise de vídeo e os transfere para a estação de trabalho automatizada do operador (AWP).
Se uma câmera de imagem térmica detecta uma temperatura elevada, uma câmera convencional tira uma foto do visitante e a envia ao sistema de controle para identificação com a base de funcionários ou visitantes.
Calibração de sistemas de imagem térmica: de amostras de referência ao aprendizado de máquina
Para configurar e operar a medição de temperatura de streaming sem contato, geralmente é usado um corpo absolutamente preto (corpo preto) , que absorve radiação eletromagnética em todas as faixas e em qualquer temperatura. Ele é instalado no campo de visão da câmera de imagem térmica e é usado para calibrar o termovisor. No corpo negro, a temperatura de referência é mantida em 32–40 ° C (dependendo do fabricante), com a qual o equipamento é “verificado” a cada vez através da medição da temperatura de outros objetos.
É inconveniente usar tal sistema. Portanto, para que o termovisor funcione corretamente, o corpo negro deve ser aquecido até a temperatura desejada por 10-15 minutos. Em uma instalação, o complexo de imagens térmicas era desligado à noite e, pela manhã, o corpo negro não tinha tempo para se aquecer adequadamente. Como resultado, todos os que entraram no início do turno tiveram uma temperatura elevada. Mais tarde descobrimos, agora o complexo de imagens térmicas não é desligado à noite.
Atualmente, estamos desenvolvendo uma tecnologia experimental que permite prescindir do corpo negro. Descobriu-se que nossa pele se aproxima de um corpo absolutamente negro em suas características, e o rosto de uma pessoa pode ser usado como referência. Sabemos que a maioria das pessoas tem temperatura corporal de 36,6 ° C. Por exemplo, se você rastrear pessoas com a mesma temperatura por 10 minutos e considerar essa temperatura como 36,6 ° C, poderá calibrar o termovisor por seus rostos. Essa tecnologia, implementada com a ajuda de inteligência artificial, mostra bons resultados - não piores do que os sistemas de imagens térmicas com corpo negro.
Onde o corpo negro ainda é usado, a inteligência artificial ajuda na calibração dos termovisores. O fato é que a maioria dos sistemas de imagem térmica envolve a instalação manual de um termovisor e seu ajuste ao corpo negro. Mas então, quando as condições mudam, a calibração tem que ser feita novamente, caso contrário os termovisores começam a mostrar a temperatura com desvios ou responder aos visitantes com temperatura normal. A calibração manual ainda é uma alegria, por isso desenvolvemos um módulo baseado em inteligência artificial que é responsável por detectar fluidos corporais negros e configurar tudo sozinho.
É possível se disfarçar de algoritmos
A inteligência artificial e o aprendizado de máquina são frequentemente usados em biometria sem contato. O AI é responsável por detectar faces no fluxo para medir a temperatura, ignorando objetos estranhos (uma xícara de café ou chá quente, elementos de iluminação, eletrônicos). Bem, o treinamento de algoritmos para reconhecimento de rostos em máscaras é obrigatório em qualquer sistema desde 2018, mesmo antes do coronavírus: no Oriente Médio, as pessoas cobrem uma parte significativa de seus rostos por motivos religiosos e, em muitos países asiáticos, as máscaras são usadas há muito tempo para proteger contra gripe ou poluição urbana. É mais difícil reconhecer uma face meio oculta, mas os algoritmos também estão melhorando: hoje, as redes neurais detectam faces mascaradas com a mesma probabilidade de um ano atrás, sem máscaras.
Parece que máscaras e outros equipamentos de proteção individual deveriam ter se tornado um problema de identificação. Mas, na prática, nem a presença de uma máscara, nem uma mudança no penteado ou formato dos óculos afetam a precisão do reconhecimento. Os algoritmos de detecção de rosto usam pontos olho-orelha-nariz que permanecem abertos.
A única situação de "falha" de nossa prática está associada a uma mudança na aparência com o auxílio da cirurgia plástica. Após a cirurgia plástica, a funcionária não conseguiu passar pelas catracas: os processadores biométricos não conseguiram identificá-la. Tive que atualizar a foto para que o acesso à geometria do rosto funcionasse novamente.
Possibilidades de sistemas de imagem térmica
A precisão da medição e sua velocidade dependem da resolução da matriz do termovisor e de suas outras características. Mas por trás de qualquer matriz existe um software: o algoritmo de analítica de vídeo é responsável por identificar os objetos no quadro, para sua identificação e filtragem.
Por exemplo, o algoritmo de um dos complexos mede a temperatura de 20 pessoas ao mesmo tempo. A capacidade do complexo é de até 400 pessoas por minuto, o suficiente para ser utilizado em grandes empreendimentos industriais, aeroportos e estações de trem. Nesse caso, os termovisores registram a temperatura a uma distância de até 9 metros com uma precisão de mais ou menos 0,3 ° C.
Existem complexos mais simples. No entanto, eles também podem lidar com suas tarefas com eficácia. Uma solução é integrar o termovisor na estrutura do detector de metais. Esse conjunto de equipamentos é adequado para checkpoints com um pequeno fluxo de visitantes - até 40 pessoas por minuto. Esse equipamento detecta o rosto das pessoas e mede a temperatura com precisão de 0,5 ° C a uma distância de até 1 metro.
Problemas ao trabalhar com termovisores
A medição sem contato da temperatura das pessoas no riacho ainda não pode ser chamada de perfeita. Por exemplo, se uma pessoa ficou muito tempo fora de casa em tempo frio, na entrada o termovisor mostrará a temperatura 1–2 ° C mais baixa que a real. Por causa disso, o sistema pode permitir que pessoas com temperatura elevada entrem no objeto. Isso pode ser resolvido de diferentes maneiras, por exemplo:
- a) criar um corredor de calor para que antes de medir a temperatura as pessoas se adaptem e se afastem da geada;
- b) em dias gelados acrescente 1–2 ° C à temperatura de todos os que chegam - porém, desta forma, quem chegar de carro ficará sob suspeita.
Outro problema é o preço dos sistemas de imagem térmica de precisão. Isso se deve ao alto custo de produção da matriz de imagem térmica, que requer calibração precisa, óptica de germânio, etc.