红外热成像在冠状病毒筛查中的应用

2020年初，一种新型冠状病毒在新闻中被报道出来。病毒爆发的中心位于中国湖北省武汉市。有报道称，在中国所有地区都有病例后，病毒感染正在蔓延。更严重的担忧是它在中国农历新年后由于人口流动带来的传播的可能性。中国境外也出现了确诊病例。

当今世界是如此紧密地联系在一起，任何一种传染病都有可能在全世界范围内快速传播。但是，有一些方法可以防止其扩散以提高公共安全。由于这种病毒最可能和最常见的传播途径之一是通过航空旅行，因此机场已成为检查的重要关卡。过去，筛查过程要求对每个人进行全面检查，无论他们是否生病。这可能是一个冗长且效率较低的过程，因此通过技术来使该过程更加有效变得十分必要。

使用带有红外传感器的摄像机进行机场检查（来源全球新闻）

使用摄像头和传感器提供的技术可以帮助机场更快地进行乘客筛查。将红外传感器用作带有摄像头系统的热扫描仪，虽然无法确定病毒的存在，但可以检测出乘客是否有潜在危险。这是通过检测入口处乘客的体温来进行的。红外传感器可以感应人和动物的体热。借助包括摄像头和显示器的视觉系统，它可以显示信息。如果传感器检测到乘客的体温偏高，则将引起检测人员的关注。根据一项研究显示：

"人的体温升高或发烧状态通常是判断许多严重感染的可靠指标”。

如果乘客显示体温偏高，就需要在另一边进行测试和进一步观察。这些热扫描仪还可用于筛查所有旅客，而不仅仅是从中国出发的旅客。

检测体温

红外线以热的形式从人体发出。我们无法用肉眼看到它，因为它发出不同波长的光。在电磁频谱上，频率范围很广，从低频无线电波到高频伽马射线。我们可以看到的光谱部分属于可见光。从理论上讲，人体辐射的热量越多，可以检测到的红外光就越多。

因此，红外传感器用于热扫描仪。传感器检测其颜色发出的热量。颜色实际上不是在可见光下的颜色，而是用于识别身体温度的颜色。计算机算法用于生成代表温度刻度的调色板。例如，与较低的温度相比，较高的温度可以使用不同的调色板突出显示。开发人员可以为低于36–37摄氏度（98–100华氏度）的常温创建调色板。对于摄氏37度以上的温度，使用不同的颜色将使筛查仪警觉。

来源FLIR

当在机场进行旅客检查时，体温高于37摄氏度的人员可能会显示红色。这将使检查人员能够将那些乘客区分开来，以进行医疗专业人员的进一步检查。与让筛查员为每位乘客使用温度计相比，这可以更快地将高风险人士与其他人隔离。

热像仪

热像仪是使人类能够进行热量检测的设备。你无法通过下载应用程序进行安装，这需要一个实际的热像仪（也作为热像仪出售）。热像仪取代了可见光的400-700 nm（纳米）范围，对大约1,000 nm（1μm）到大约14,000 nm（14μm）的波长敏感。这些设备在零售商店中并不普及，但是可以在专门的电子商店或在线商店订购。大多数热像仪都用于工业、科研、或者出于执法目的的应用。

用于智能手机的红外摄像机的零售版（来源HTI）

红外相机是消费者可使用的一种热成像相机。有些产品可以使用Android或iOS通过USB连接（微型USB或USB-C）到智能手机。虽然它很酷，但其应用仅限于普通用户。

菲律宾机场正在使用的这种热像仪（来源ANC新闻）

在日本，研究者开发了“具有报警功能的车身表面温度筛查”系统，旨在检测机场流感携带者的发烧情况。它需要一个可视图像、热图像和等温图像来比较温度。该图像将显示哪些乘客的体温偏高，从而使检查人员能够迅速将他们与其他乘客隔离开。这也可以用于冠状病毒的筛选。

来源Avio

热成像

从热像仪生成的热图像也称为热谱图。它们显示物体发射、透射和反射的红外能量。这可以通过入射辐射功率来表示，它与发射、透射和反射的辐射相关。

IRP =入射辐射功率

ERP =发射辐射功率

TRP =发射辐射功率

RRP =反射辐射功率

IRP = ERP + TRP + RRP

在热成像中，传感器需要检测发射率或物体或身体发出的红外辐射量。在红外光下捕获图像，然后将其转换为人类可见的格式（通常为JPEG）。这会逐像素显示图像，因此它将显示出大量辐射的区域。这可以解释为体内高温或发烧。

在机场使用

自埃博拉和SARS爆发以来，世界各地的机场都采取了更严格的筛查政策。并非所有的机场都每天使用热扫描仪，但是当出现病毒爆发等突发卫生事件时，热像仪是一种有效的工具。热热扫描仪的使用不会散发任何会影响人体健康的有害辐射，还可以通过使用AI的分析软件来协助对乘客进行筛查，从而提供一种更高效、安全地帮助筛查人员识别高危乘客的方法。

热像仪无法检测到病毒。它们只是检测乘客是否出现体温偏高的仪器。普遍情况下，发烧是人体出现病毒感染的迹象，因此将其检测出来可有效保护没受感染的群体。这可以极大地帮助安检人员防止可能影响普通人群的高风险乘客入境。

由于这些系统是非接触式的，因此也降低了筛选人员感染病毒的风险。这使检查人员可以专注于识别高风险乘客，如出体温偏高的乘客就可以及时将他们转介给待命的医疗专业人员进行进一步检查。事实证明，这是提供高水平安全性的有效筛选方法。

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

欢迎点击“京东云”了解更多精彩内容。

以上信息来源于网络，由“京东云开发者社区”公众号编辑整理，不代表京东云立场。