基于人臉識(shí)別測(cè)溫門(mén)禁的社區(qū)疫情防控平臺(tái)

王榆心 王彥青 賓茂梨 鄧杰銘

摘 要：為推進(jìn)疫情防疫階段工作的進(jìn)行，響應(yīng)習(xí)近平主席號(hào)召，在結(jié)合小區(qū)目前已成型的人臉識(shí)別智能門(mén)禁、紅外熱成像測(cè)溫已有相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用紅外測(cè)溫技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，無(wú)線通信組網(wǎng)技術(shù)，以及云服務(wù)平臺(tái)技術(shù)，通過(guò)對(duì)人臉識(shí)別測(cè)溫智能門(mén)禁、業(yè)主手機(jī)APP和疫情防控平臺(tái)相關(guān)功能的研發(fā)，提出一種構(gòu)建帶紅外人臉識(shí)別門(mén)禁、疫情防控管理、熱成像體溫檢測(cè)、可視云對(duì)講等功能的社區(qū)疫情防控平臺(tái)的方案，該疫情防控平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)社區(qū)人員管理和有效的協(xié)助社區(qū)疫情防控工作的推展。

關(guān)鍵詞：智能門(mén)禁;紅外人臉識(shí)別;可視云對(duì)講;云服務(wù)平臺(tái);

0 引言

“基于人臉識(shí)別測(cè)溫智能門(mén)禁的社區(qū)疫情防控平臺(tái)”是從居民小區(qū)生活最基礎(chǔ)小區(qū)門(mén)禁管理入手，利用物聯(lián)網(wǎng)，AI智能、云計(jì)算等科技手段，對(duì)小區(qū)門(mén)禁升級(jí)改造，建立一套先進(jìn)的疫情防控平臺(tái)，既能提升小區(qū)安全防范，又能護(hù)衛(wèi)居民身體健康。

1 社區(qū)疫情防控平臺(tái)的研究

“基于人臉識(shí)別測(cè)溫智能門(mén)禁的社區(qū)疫情防控平臺(tái)“研究的主要內(nèi)容，包括人臉識(shí)別測(cè)溫智能門(mén)禁機(jī)、業(yè)主手機(jī)APP和社區(qū)疫情防控平臺(tái)。測(cè)溫智能門(mén)禁主要包括：測(cè)溫門(mén)禁聯(lián)動(dòng)、測(cè)溫精度研究、外來(lái)人員管理、門(mén)禁管理模式;業(yè)主手機(jī)APP主要包括：疫情信息查詢(xún)、隔離人員管理、健康情況上報(bào)、外來(lái)人員登記;疫情防控平臺(tái)主要包括：疫情防控管理、疫情信息發(fā)布、疫情數(shù)據(jù)管理、平臺(tái)數(shù)據(jù)安全。

2 社區(qū)防疫平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)研究

2.1人臉識(shí)別與熱成像測(cè)溫的門(mén)禁聯(lián)動(dòng)控制技術(shù)研究

在疫情防控期，為了對(duì)人員進(jìn)出的嚴(yán)格管理，通過(guò)對(duì)人臉識(shí)別測(cè)溫智能門(mén)禁機(jī)的軟件定制，保留安全性高和不接觸等優(yōu)點(diǎn)的人臉識(shí)別開(kāi)門(mén)方式，并在人臉識(shí)別的同時(shí)進(jìn)行體溫檢測(cè)，只能人臉驗(yàn)證和體溫測(cè)試兩個(gè)條件都通過(guò)的業(yè)主才能開(kāi)戶小區(qū)大門(mén)，進(jìn)入小區(qū)。如果測(cè)溫超過(guò)設(shè)置的正常值，將被拒絕進(jìn)入小區(qū)，并自動(dòng)上報(bào)至社區(qū)疫情防控平臺(tái)，通知物業(yè)、社區(qū)、街道的工作人員進(jìn)行處理。人臉識(shí)別測(cè)溫智能門(mén)禁在進(jìn)門(mén)的同時(shí)進(jìn)行體溫測(cè)試，相對(duì)人工測(cè)溫，效率更高，特別適合人流量比較大的小區(qū)、單位等出入口，不容易產(chǎn)生人員聚集。而且設(shè)備自動(dòng)測(cè)溫，既不用人與人之間接觸，也不會(huì)人與設(shè)備接觸，切斷了檢測(cè)過(guò)程中通過(guò)人與人，人與設(shè)備進(jìn)行傳染的渠道[4]。人臉識(shí)別與熱成像測(cè)溫的門(mén)禁聯(lián)動(dòng)流程如圖1所示。

2.2提升人臉識(shí)別測(cè)溫智能門(mén)禁機(jī)在室外測(cè)溫精度技術(shù)的研究

紅外熱成像也是通過(guò)檢測(cè)人體表面（額頭）的熱輻射進(jìn)行測(cè)溫。人臉識(shí)別智能門(mén)禁機(jī)是安裝在室外，室外環(huán)境和測(cè)試目標(biāo)距離都成為了影響熱成像人體測(cè)溫測(cè)溫精度的重要因素。需要一種能夠根據(jù)環(huán)境自適應(yīng)的紅外熱成像技術(shù)[5]，才能保證設(shè)備能夠真正在小區(qū)中應(yīng)用。具體需要解決的問(wèn)題如下：

第一，環(huán)境的影響。由于人臉識(shí)別測(cè)溫智能門(mén)禁機(jī)是安裝在室外，為了解決室外環(huán)境對(duì)測(cè)溫精度的影響，人臉識(shí)別測(cè)溫智能門(mén)禁機(jī)增加環(huán)境溫度檢測(cè)模塊，優(yōu)化熱成像測(cè)溫模塊的溫度漂移補(bǔ)償算法[6]，將環(huán)境溫度做為一個(gè)變量，輸入至溫度漂移補(bǔ)償算法中，從而輸出更為精準(zhǔn)的測(cè)量溫度[4]，而且通過(guò)后期大量的測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行不斷優(yōu)化，不斷提升測(cè)溫模塊對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性。

第二，其它發(fā)熱源的干擾。在熱成像測(cè)溫模塊掃描范圍，有可能存在其它發(fā)熱源，如水杯，熱水袋等，從而干擾到人體測(cè)溫。人臉識(shí)別測(cè)溫智能門(mén)禁機(jī)在測(cè)溫時(shí)，采用紅外人臉識(shí)別算法，采用LBP算子提取紅外臉的紋理特征，然后使用HOG算子提取原始紅外臉的邊緣特征。最后，應(yīng)用多核學(xué)習(xí)（MKL）融合紋理特征和邊緣特征，實(shí)現(xiàn)只針對(duì)人臉進(jìn)行測(cè)溫，這樣就可以規(guī)避其它發(fā)熱源引起的測(cè)溫干擾。

第三，測(cè)溫距離控制。熱成像測(cè)溫模塊都會(huì)有一個(gè)理想的測(cè)溫距離，如果距離過(guò)遠(yuǎn)，則會(huì)出現(xiàn)測(cè)溫?cái)?shù)值偏低。為了保證測(cè)溫的準(zhǔn)確性，根據(jù)紅外目標(biāo)輻射理論，對(duì)熱成像測(cè)溫距離變化對(duì)測(cè)溫精度的影響的研究提出的一種減少測(cè)量距離影響的理論公式：

公式中T為物體溫度，T 為消除距離影響后最終測(cè)量的溫度， 為灰度值相對(duì)誤差[7]。

通過(guò)攝像頭對(duì)距離進(jìn)行識(shí)別和劃分范圍，提示測(cè)試目標(biāo)在設(shè)定的距離范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)溫，沒(méi)有進(jìn)入設(shè)定距離范圍測(cè)試的體溫不予采納并不開(kāi)啟大門(mén)。

人臉識(shí)別測(cè)溫智能門(mén)禁機(jī)通過(guò)對(duì)以上關(guān)鍵技術(shù)的研究和應(yīng)用，保障了測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。提升測(cè)溫精度的技術(shù)流程如圖2所示。

3結(jié)論

在疫情防控期間，通過(guò)人臉識(shí)別測(cè)溫智能門(mén)禁機(jī)，在開(kāi)門(mén)時(shí)自動(dòng)測(cè)量居民體溫，與云服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，相對(duì)人工測(cè)溫，無(wú)需接觸病人，不會(huì)人員聚集，不容易相互傳染，而且體溫異常人員，系統(tǒng)自動(dòng)上報(bào)，是一種高效、無(wú)感、安全的病患篩查方式，能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)的人員篩查和防疫管控，徹底響應(yīng)習(xí)主席的號(hào)召，牢牢地守住社區(qū)的防線，能夠有效的協(xié)助社區(qū)疫情防控工作的推展。

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（重慶郵電大學(xué) 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)化控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 重慶 400065）