王榆心 王彥青 賓茂梨 鄧杰銘

摘 要：為推進疫情防疫階段工作的進行，響應習近平主席號召，在結合小區(qū)目前已成型的人臉識別智能門禁、紅外熱成像測溫已有相關技術的基礎上，利用紅外測溫技術、物聯(lián)網(wǎng)技術，無線通信組網(wǎng)技術，以及云服務平臺技術，通過對人臉識別測溫智能門禁、業(yè)主手機APP和疫情防控平臺相關功能的研發(fā)，提出一種構建帶紅外人臉識別門禁、疫情防控管理、熱成像體溫檢測、可視云對講等功能的社區(qū)疫情防控平臺的方案，該疫情防控平臺可以實現(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。

關鍵詞：智能門禁;紅外人臉識別;可視云對講;云服務平臺;

0 引言

“基于人臉識別測溫智能門禁的社區(qū)疫情防控平臺”是從居民小區(qū)生活最基礎小區(qū)門禁管理入手，利用物聯(lián)網(wǎng)，AI智能、云計算等科技手段，對小區(qū)門禁升級改造，建立一套先進的疫情防控平臺，既能提升小區(qū)安全防范，又能護衛(wèi)居民身體健康。

1 社區(qū)疫情防控平臺的研究

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

2 社區(qū)防疫平臺關鍵技術研究

2.1人臉識別與熱成像測溫的門禁聯(lián)動控制技術研究

在疫情防控期，為了對人員進出的嚴格管理，通過對人臉識別測溫智能門禁機的軟件定制，保留安全性高和不接觸等優(yōu)點的人臉識別開門方式，并在人臉識別的同時進行體溫檢測，只能人臉驗證和體溫測試兩個條件都通過的業(yè)主才能開戶小區(qū)大門，進入小區(qū)。如果測溫超過設置的正常值，將被拒絕進入小區(qū)，并自動上報至社區(qū)疫情防控平臺，通知物業(yè)、社區(qū)、街道的工作人員進行處理。人臉識別測溫智能門禁在進門的同時進行體溫測試，相對人工測溫，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。而且設備自動測溫，既不用人與人之間接觸，也不會人與設備接觸，切斷了檢測過程中通過人與人，人與設備進行傳染的渠道[4]。人臉識別與熱成像測溫的門禁聯(lián)動流程如圖1所示。

2.2提升人臉識別測溫智能門禁機在室外測溫精度技術的研究

紅外熱成像也是通過檢測人體表面（額頭）的熱輻射進行測溫。人臉識別智能門禁機是安裝在室外，室外環(huán)境和測試目標距離都成為了影響熱成像人體測溫測溫精度的重要因素。需要一種能夠根據(jù)環(huán)境自適應的紅外熱成像技術[5]，才能保證設備能夠真正在小區(qū)中應用。具體需要解決的問題如下：

第一，環(huán)境的影響。由于人臉識別測溫智能門禁機是安裝在室外，為了解決室外環(huán)境對測溫精度的影響，人臉識別測溫智能門禁機增加環(huán)境溫度檢測模塊，優(yōu)化熱成像測溫模塊的溫度漂移補償算法[6]，將環(huán)境溫度做為一個變量，輸入至溫度漂移補償算法中，從而輸出更為精準的測量溫度[4]，而且通過后期大量的測溫數(shù)據(jù)進行不斷優(yōu)化，不斷提升測溫模塊對環(huán)境的適應性。

第二，其它發(fā)熱源的干擾。在熱成像測溫模塊掃描范圍，有可能存在其它發(fā)熱源，如水杯，熱水袋等，從而干擾到人體測溫。人臉識別測溫智能門禁機在測溫時，采用紅外人臉識別算法，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，應用多核學習（MKL）融合紋理特征和邊緣特征，實現(xiàn)只針對人臉進行測溫，這樣就可以規(guī)避其它發(fā)熱源引起的測溫干擾。

第三，測溫距離控制。熱成像測溫模塊都會有一個理想的測溫距離，如果距離過遠，則會出現(xiàn)測溫數(shù)值偏低。為了保證測溫的準確性，根據(jù)紅外目標輻射理論，對熱成像測溫距離變化對測溫精度的影響的研究提出的一種減少測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量的溫度， 為灰度值相對誤差[7]。

通過攝像頭對距離進行識別和劃分范圍，提示測試目標在設定的距離范圍內(nèi)進行測溫，沒有進入設定距離范圍測試的體溫不予采納并不開啟大門。

人臉識別測溫智能門禁機通過對以上關鍵技術的研究和應用，保障了測溫數(shù)據(jù)的準確性。提升測溫精度的技術流程如圖2所示。

3結論

在疫情防控期間，通過人臉識別測溫智能門禁機，在開門時自動測量居民體溫，與云服務系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互，相對人工測溫，無需接觸病人，不會人員聚集，不容易相互傳染，而且體溫異常人員，系統(tǒng)自動上報，是一種高效、無感、安全的病患篩查方式，能夠實現(xiàn)精準的人員篩查和防疫管控，徹底響應習主席的號召，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。

參考文獻：

[1]張博.堅決守住社區(qū)這道防線[N]. 河北日報，2020-02-12（002）.

[2]童云.利用大數(shù)據(jù)推動疫情精準防控[N]. 學習時報，2020-03-20（003）.

[3]黃媛媛.基于云技術的智慧社區(qū)服務系統(tǒng)的研究[D].杭州電子科技大學，2017.

[4]張作鵬.紅外熱成像技術對急性上感發(fā)熱患者的測溫研究[C]. 中國光學學會紅外與光電器件專業(yè)委員會，2017：140-143.

[5]孫恒.基于NFC技術和云服務的新型門禁系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J].實驗室研究與探索，2016，35（01）：114-120.

[6]廖冬.基于人臉識別技術的可視對講門禁系統(tǒng)應用研究[D].廣東工業(yè)大學，2013.

[7]Xiong X. Research and development of face recognition system based on ARM architecture[C]//2018 International Conference on Intelligent Transportation， Big Data & Smart City （ICITBS）. IEEE， 2018： 113-116.

（重慶郵電大學 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與網(wǎng)絡化控制教育部重點實驗室 重慶 400065）