“战疫”利器—ZLG智能人脸识别测温解决方案
一、背景概述
体温筛查是新冠肺炎疫情监测和病例发现的主要手段之一 。随着各地陆续复工，写字楼、园区等上班场所和学校为测体温排起长队的现象多有出现 。如何既能完成体温排查，实现园区安全管理，又能减少对人们正常工作生活的影响，以及避免因排队测温引起的病毒传播风险，成为社会复工过程中的一个重要需求 。同时，在一些具有身份识别要求的特殊场所，如学校、居民小区，企业园区等，体温检测和门禁系统的联动也成为了当前的行业刚需 。针对现有测温系统所存在的局限性，ZLG推出红外测温+人脸识别+身份验证系统化解决方案 。该方案基于M1808 AI核心板，结合人脸识别和红外热成像技术，以非接触、无感知的方式，高效解决了在公共场所人员高度聚集、高流动性情况下的体温实时检测问题 。该方案可以帮助维持学校、酒店、机场车站、居民小区等公众聚集场所的秩序，除了可以阻止非法入侵和缩短搜索可疑人时间及收集数据外，还可以在复工热潮中进行体温检测，确保复工安全有效的进行 。
存在的行业需求：
·体温测量，体温异常报警;
·人脸门禁，刷脸检测体温同时联动门禁系统进出;
·实名登记，对进出人员进行身份登记，便于管理;
·实时上报体温数据，在后台可进行数据查询;
·未佩戴口罩的人员检测并实时报警;
·黑白名单确认报警，查出入侵者或失踪人员 。
需求场景
二、人脸识别原理
【“战疫”利器—ZLG智能人脸识别测温解决方案】 人脸识别是指利用分析比较人脸视觉特征信息进行身份鉴别的计算机技术，包括构建人脸识别系统的一系列相关技术，具体体现为人脸图像采集、人脸定位、人脸黑报名单识别、身份确认以及身份查找等 。从刷脸支付、门禁考勤、金融远程开卡到安防反恐、智慧社区等领域，人脸识别正在不断普及，市场不断扩大 。顺应市场需求，ZLG最新推出的M1808 AI核心板，片内集成高能效AI神经网络处理器NPU，算力高达3.0Tops，结合Z-Lab 资深算法团队研发的人脸识别算法，可有效助力用户人脸识别应用开发，降低研发成本 。
三、红外热成像测温原理
一切温度高于零度(-273.15℃)的物体都在不停地向周围空间发射红外能量 。其辐射特性、辐射能量的大小、波长分布等都与物体表面温度密切相关 。反过来,通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温的机理 。人体与其他生物体一样，自身也在向四周辐射释放红外能量，因此只要通过对人体自身辐射红外能量的测量就能准确地测定人体表面温度 。
四、智能人脸识别测温系统
ZLG提取各类实际应用场景中的共性需求，面向大型公共场所测温和传统门禁系统分别推出了智能人脸测温解决方案，具体如下所示 。
1. 大型公共场所
在大型公共场所，人流量大且密集，传统测量体温的方式包括水银温度计及红外体温枪等，缺点比较明显：需要时间，需要接触及配合 。针对现有测温系统所存在的局限性，ZLG推出基于M1808的大型公共场所红外热成像测温解决方案，以非接触、无感知的方式，可靠、高效地解决了在公共场所人员高度聚集、高流动性情况下的体温实时初筛检测问题，方案框图如下所示 。
大型公共场所红外测温
2. 传统门禁系统
针对传统刷卡门禁系统，ZLG智能人脸识别测温系统可实现红外测温与门禁系统的联动，为门禁系统增加智能测温人脸识别能力 。出入门禁不用携带考勤卡，人脸验证同步测温，方便快捷的同时，进一步提升了安全性和高效性，方案框图如下所示 。
红外测温联动人脸门禁
上述方案主控平台采用ZLG的M1808 AI核心板 。作为一款面向人工智能开发平台的产品，M1808 AI核心板旨在为用户提供“嵌入式”+“AI”解决方案平台，以AI算法赋能传统嵌入式硬件，内部集成的NPU提供最高3.0 TOPs AI算力 。在智能人脸识别测温系统方案中，ZLG M1808平台除了提供稳定可靠的硬件平台之外，同时免费提供基于应用数据集训练的人脸识别AI算法，既能够满足全自动化、多人群、远距离的测温需求，又能实现体温检测与人脸识别的技术同步及佩戴口罩时的识别问题，可快速识别体温异常人员并实时自动告警，最大程度保证验证结果的精准度 。
五、算法逻辑
该解决方案的算法主要技术点为人脸检测、关键点定位和红外测温三部分 。相关算法由ZLG算法团队自主研发，结合AI加速芯片的特性进行了针对性的优化，算法效率高 。该方案算法对输入图像进行人脸检测，如果检测到人脸，则会通过人脸关键点定位算法确定额头区域，进一步映射到热红外温度数据中，判断当前温度是否超过限定值 37.3 ℃，算法应用逻辑如下图所示 。
六、测试效果
ZLG红外热成像测温算法可实现人脸识别与测温同步进行，具体测试效果如下所示：
1. 检测到人脸，并读取区域温度，温度显示正常 。
2. 额头放置热水瓶，检测到人脸，体温显示异常状态并实时预警 。
七、核心优势
针对以上应用场景，本方案可归纳出如下几个核心优势：
1. 简洁高效：快速刷脸测温，体温37.3℃以上自动报警，节省了大量的人力物力，避免了交叉感染 。M1808平台内部集成NPU，提供3.0TOPs算力，结合Z-Lab 资深算法团队研发的人脸识别算法，可快速监测流动人群，实现异常体温实时报警，检测效率高，实时性强;
2. 精准可靠：有效解决ZLG人脸识别算法与体温检测的技术同步及佩戴口罩时的识别问题，可准确定位、快速锁定体温异常人员并实时自动告警，方便工作人员进行二次复检 。而且由于人脸识别技术具有识别的唯一性，身份鉴定不可仿冒，能很好地解决各企事业单位在安全管理方面存在的问题;
3. 稳定可持续：在精确测量体温并与人员进行匹配记录的基础上，可以同时完考勤记录管理、签入签出记录管理等，可持续性的对数据进行客观记录，同时ZLG也提供免费的云平台(ZWS-PaaS云平台)，支持数据透传转发以及完善的二次开发包，支持全私有化部署，并提供功能丰富的后台MIS系统进行统一管理;
4. 兼容性强：M1808平台具备丰富的外设接口资源，且具备强大的视频硬解码能力，能够轻松流畅的处理各类多媒体文件，使系统可以融合公共场所常用安防子系统，譬如视频监控、门禁、LED屏显、报警联动等系统，实现各子系统间资源共享，为公共卫生应急事件处理提供无感测温手段，并与关联安防系统之间形成联动管控机制 。
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