“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)復工，寫字樓、園區(qū)等上班場所和學校為測體溫排起長隊的現(xiàn)象多有出現(xiàn)。如何既能完成體溫排查，實現(xiàn)園區(qū)安全管理，又能減少對人們正常工作生活的影響，以及避免因排隊測溫引起的病毒傳播風險，成為社會復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時檢測問題。該方案可以幫助維持學校、酒店、機場車站、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，還可以在復工熱潮中進行體溫檢測，確保復工安全有效的進行。

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)進出；

●   實名登記，對進出人員進行身份登記，便于管理；

●   實時上報體溫數(shù)據(jù)，在后臺可進行數(shù)據(jù)查詢；

●   未佩戴口罩的人員檢測并實時報警；

●   黑白名單確認報警，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行身份鑒別的計算機技術(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、身份確認以及身份查找等。從刷臉支付、門禁考勤、金融遠程開卡到安防反恐、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3.0Tops，結(jié)合Z-Lab 資深算法團隊研發(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，便能準確地測定它的表面溫度，這就是紅外輻射測溫的機理。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，人臉驗證同步測溫，方便快捷的同時，進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，同時免費提供基于應(yīng)用數(shù)據(jù)集訓練的人臉識別AI算法，既能夠滿足全自動化、多人群、遠距離的測溫需求，又能實現(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時自動告警，最大程度保證驗證結(jié)果的精準度。

五、算法邏輯

該解決方案的算法主要技術(shù)點為人臉檢測、關(guān)鍵點定位和紅外測溫三部分。相關(guān)算法由ZLG算法團隊自主研發(fā)，結(jié)合AI加速芯片的特性進行了針對性的優(yōu)化，算法效率高。該方案算法對輸入圖像進行人臉檢測，如果檢測到人臉，則會通過人臉關(guān)鍵點定位算法確定額頭區(qū)域，進一步映射到熱紅外溫度數(shù)據(jù)中，判斷當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現(xiàn)人臉識別與測溫同步進行，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)并實時預警。

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 資深算法團隊研發(fā)的人臉識別算法，可快速監(jiān)測流動人群，實現(xiàn)異常體溫實時報警，檢測效率高，實時性強；

2.   精準可靠：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，可準確定位、快速鎖定體溫異常人員并實時自動告警，方便工作人員進行二次復檢。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)進行客觀記錄， 同時ZLG也提供免費的云平臺（ZWS-PaaS云平臺），支持數(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)進行統(tǒng)一管理；

4.   兼容性強：M1808平臺具備豐富的外設(shè)接口資源，且具備強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)動管控機制。