紅外熱成像在冠狀病毒篩查中的應用

2020年初，一種新型冠狀病毒在新聞中被報道出來。病毒爆發的中心位於中國湖北省武漢市。有報道稱，在中國全部地區都有病例後，病毒感染正在蔓延。更嚴重的擔心是它在中國農曆新年後因爲人口流動帶來的傳播的可能性。中國境外也出現了確診病例。

當今世界是如此緊密地聯繫在一塊兒，任何一種傳染病都有可能在全世界範圍內快速傳播。可是，有一些方法能夠防止其擴散以提升公共安全。因爲這種病毒最可能和最多見的傳播途徑之一是經過航空旅行，所以機場已成爲檢查的重要關卡。過去，篩查過程要求對每一個人進行全面檢查，不管他們是否生病。這多是一個冗長且效率較低的過程，所以經過技術來使該過程更加有效變得十分必要。

使用帶有紅外傳感器的攝像機進行機場檢查（來源全球新聞）

使用攝像頭和傳感器提供的技術能夠幫助機場更快地進行乘客篩查。將紅外傳感器用做帶有攝像頭系統的熱掃描儀，雖然沒法肯定病毒的存在，但能夠檢測出乘客是否有潛在危險。這是經過檢測入口處乘客的體溫來進行的。紅外傳感器能夠感應人和動物的體熱。藉助包括攝像頭和顯示器的視覺系統，它能夠顯示信息。若是傳感器檢測到乘客的體溫偏高，則將引發檢測人員的關注。根據一項研究顯示：

"人的體溫升高或發燒狀態一般是判斷許多嚴重感染的可靠指標」。

若是乘客顯示體溫偏高，就須要在另外一邊進行測試和進一步觀察。這些熱掃描儀還可用於篩查全部旅客，而不只僅是從中國出發的旅客。

檢測體溫

紅外線以熱的形式從人體發出。咱們沒法用肉眼看到它，由於它發出不一樣波長的光。在電磁頻譜上，頻率範圍很廣，從低頻無線電波到高頻伽馬射線。咱們能夠看到的光譜部分屬於可見光。從理論上講，人體輻射的熱量越多，能夠檢測到的紅外光就越多。

所以，紅外傳感器用於熱掃描儀。傳感器檢測其顏色發出的熱量。顏色實際上不是在可見光下的顏色，而是用於識別身體溫度的顏色。計算機算法用於生成表明溫度刻度的調色板。例如，與較低的溫度相比，較高的溫度可使用不一樣的調色板突出顯示。開發人員能夠爲低於36–37攝氏度（98–100華氏度）的常溫建立調色板。對於攝氏37度以上的溫度，使用不一樣的顏色將使篩查儀警覺。

來源FLIR

當在機場進行旅客檢查時，體溫高於37攝氏度的人員可能會顯示紅色。這將使檢查人員可以將那些乘客區分開來，以進行醫療專業人員的進一步檢查。與讓篩查員爲每位乘客使用溫度計相比，這能夠更快地將高風險人士與其餘人隔離。

熱像儀

熱像儀是令人類可以進行熱量檢測的設備。你沒法經過下載應用程序進行安裝，這須要一個實際的熱像儀（也做爲熱像儀出售）。熱像儀取代了可見光的400-700 nm（納米）範圍，對大約1,000 nm（1μm）到大約14,000 nm（14μm）的波長敏感。這些設備在零售商店中並不普及，可是能夠在專門的電子商店或在線商店訂購。大多數熱像儀都用於工業、科研、或者出於執法目的的應用。

用於智能手機的紅外攝像機的零售版（來源HTI）

紅外相機是消費者可以使用的一種熱成像相機。有些產品可使用Android或iOS經過USB鏈接（微型USB或USB-C）到智能手機。雖然它很酷，但其應用僅限於普通用戶。

菲律賓機場正在使用的這種熱像儀（來源ANC新聞）

在日本，研究者開發了「具備報警功能的車身表面溫度篩查」系統，旨在檢測機場流感攜帶者的發燒狀況。它須要一個可視圖像、熱圖像和等溫圖像來比較溫度。該圖像將顯示哪些乘客的體溫偏高，從而使檢查人員可以迅速將他們與其餘乘客隔離開。這也能夠用於冠狀病毒的篩選。

來源Avio

熱成像

從熱像儀生成的熱圖像也稱爲熱譜圖。它們顯示物體發射、透射和反射的紅外能量。這能夠經過入射輻射功率來表示，它與發射、透射和反射的輻射相關。

IRP =入射輻射功率

ERP =發射輻射功率

TRP =發射輻射功率

RRP =反射輻射功率

IRP = ERP + TRP + RRP

在熱成像中，傳感器須要檢測發射率或物體或身體發出的紅外輻射量。在紅外光下捕獲圖像，而後將其轉換爲人類可見的格式（一般爲JPEG）。這會逐像素顯示圖像，所以它將顯示出大量輻射的區域。這能夠解釋爲體內高溫或發燒。

在機場使用

自埃博拉和SARS爆發以來，世界各地的機場都採起了更嚴格的篩查政策。並不是全部的機場都天天使用熱掃描儀，可是當出現病毒爆發等突發衛生事件時，熱像儀是一種有效的工具。熱熱掃描儀的使用不會散發任何會影響人體健康的有害輻射，還能夠經過使用AI的分析軟件來協助對乘客進行篩查，從而提供一種更高效、安全地幫助篩查人員識別高危乘客的方法。

熱像儀沒法檢測到病毒。它們只是檢測乘客是否出現體溫偏高的儀器。廣泛狀況下，發燒是人體出現病毒感染的跡象，所以將其檢測出來可有效保護沒受感染的羣體。這能夠極大地幫助安檢人員防止可能影響普通人羣的高風險乘客入境。

因爲這些系統是非接觸式的，所以也下降了篩選人員感染病毒的風險。這使檢查人員能夠專一於識別高風險乘客，如出體溫偏高的乘客就能夠及時將他們轉介給待命的醫療專業人員進行進一步檢查。事實證實，這是提供高水平安全性的有效篩選方法。

原文連接：https://medium.com/0xmachina/applying-infrared-thermography-for-coronavirus-screening-ee5b2dc8a6cb

歡迎點擊「京東雲」瞭解更多精彩內容。

以上信息來源於網絡，由「京東雲開發者社區」公衆號編輯整理，不表明京東雲立場。