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熱成像進(jìn)入AI人工智能時代!精準(zhǔn)紅外人臉識別
熱成像的優(yōu)點(diǎn):第一、可以“看到”的距離非常遠(yuǎn),熱成像攝像機(jī)的成像不受環(huán)境光的限制,長焦距的熱成像攝像機(jī)能觀測3千米以上的人員和6千米以上的車輛。第二、熱成像的隱蔽性非常強(qiáng),完全是被動地接收信號,不主動發(fā)射探測信號,不容易被反偵察手段發(fā)現(xiàn)。同時,熱成像識別隱蔽目標(biāo)能力非常強(qiáng)。第三、不受雨、雪、霧、霾等環(huán)境影響,穿透能力強(qiáng)。在惡劣天氣條件下的成像效果幾乎不受影響。為什么是幾乎呢?雨大了透過減弱。第四、全天候工作,不受強(qiáng)光和低照的干擾。不會像其他夜視設(shè)備那樣受可見光強(qiáng)光干擾。
而低照度攝像機(jī)在沒有環(huán)境光的情況下不能成像。第五、消防“眼睛”。可及早發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患。一般的火災(zāi)都是由不明顯的隱火引發(fā)的,熱成像儀能及時發(fā)現(xiàn)電器、煤層、糧倉等異常高溫點(diǎn),及時報警。例如在秸稈焚燒治理中,熱成像屢立戰(zhàn)功。第六、熱像儀可“透視”。熱成像是具有一定的穿透性的,可以穿透衣服(較輕薄的衣服)、塑料袋、煙霧、霧霾等。熱成像是“老花眼”熱成像儀雖然相當(dāng)于一雙穿透黑夜之眼,但這雙眼睛其實(shí)是雙“老花眼”。熱成像能夠呈現(xiàn)物體的基本輪廓,讓操控者判斷大概物體屬性。但是,無法看得和可見光一樣清晰。所以我們常常說:熱成像監(jiān)控視頻不能用于法庭取證。
AI+熱成像人臉識別熱成像和低照度雙光相結(jié)合,可通過AI的深度學(xué)習(xí)技術(shù)加持,實(shí)現(xiàn)在黑暗中準(zhǔn)確識別人臉。當(dāng)使用熱成像照相機(jī)拍攝面部圖像時,主要的挑戰(zhàn)在于捕獲的熱圖像必須與目標(biāo)人物的常規(guī)可見圖像的監(jiān)視圖像庫相匹配。需要將構(gòu)建出來的圖像與數(shù)據(jù)庫中的已知面部進(jìn)行匹配,才能識別出目標(biāo)。這項(xiàng)熱成像人臉識別技術(shù)在追捕逃犯、打擊恐怖分子、夜間作戰(zhàn)方面有很大的用武之地;诖,美國陸軍研究實(shí)驗(yàn)室開發(fā)出了一套基于深度學(xué)習(xí)的 AI 識別系統(tǒng)。通過卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的處理,熱圖像中人的眼睛、鼻子、嘴唇等的邊界被標(biāo)記出來,從而可以確定出人臉的整體形狀。接下來,非線性回歸模型將這些特征映射到相應(yīng)的面孔樣貌中。
這種被稱為“多區(qū)域合成”的系統(tǒng)通過損失函數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練,熱圖像和可見圖像之間的誤差會被最小化,從而可以構(gòu)建出一個相對準(zhǔn)確的人臉圖像。從熱圖像中合成可見光圖像是異質(zhì)人臉識別中十分有前景的一項(xiàng)方法,可以利用已有的在可見光人臉數(shù)據(jù)庫上訓(xùn)練的面部識別軟件,并且更有效地進(jìn)行跨光譜匹配。論文提出了一個利用全局和局部五官來增強(qiáng)判別性的可見光人臉圖像合成方法。上圖:熱紅外圖像與可見光圖像的跨模態(tài)匹配任務(wù)一直是異質(zhì)人臉識別的一項(xiàng)重要挑戰(zhàn)。
從熱成像合成的可見光圖像與可見光圖像則可能夠進(jìn)行更有效的跨光譜匹配和判斷?绻庾V識別主要有兩類方法:
1、直接跨光譜識別;
2、跨光譜合成識別。使用多區(qū)域進(jìn)行跨光譜識別實(shí)驗(yàn)結(jié)果合成方法對比合成圖像與真實(shí)圖像(頂部)的對比:熱圖像 - 可見光合成效果(中間)極化圖像 - 可見光合成效果(底部)
關(guān)鍵點(diǎn)檢測對比:
1、真實(shí)圖像(頂部);
2、熱圖像 - 可見光合成效果(中間);3、極化圖像 - 可見光合成效果(底部)。識別效果對比如下表:可以看到,目前基于熱成像技術(shù)多區(qū)域合成的模型精度和常規(guī)成像精度都超過了 80%。熱成像人臉識別的關(guān)鍵點(diǎn)在于建立龐大的人臉識別數(shù)據(jù)庫。用新數(shù)據(jù)和已有數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對,同時,AI通過不斷深入學(xué)習(xí)提高識別準(zhǔn)確率。
紅外熱成像測溫儀在人流量大、密集型區(qū)域,如學(xué)校、商場、銀行、證券交易所、影院、集市等公共場所;采用篩查型測溫方式,快速實(shí)現(xiàn)對發(fā)熱人員篩查,避免手工篩查造成的人員擁擠和聚集。在接近人流通過的出入口區(qū)域,設(shè)置雙光譜測溫攝像機(jī),鏡頭對準(zhǔn)出入通道,測溫攝像機(jī)設(shè)置一個接近發(fā)熱(譬如:37.3℃)的報警閥值,當(dāng)人流中有達(dá)到或超過這個閥值,后端平臺報警提醒工作人員,可以對發(fā)熱可疑人員進(jìn)行二次測溫,既能快速篩查,也可避免工作人員一對一近距離接觸式測溫工作,形成交叉感染的風(fēng)險。
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