Czy można rozpoznać twarz na podstawie obrazu termicznego? Tak, jeśli zaangażuje się do tego głębokie sieci neuronowe – udowodnili naukowcy z Politechniki Gdańskiej przy współpracy z Intelem. Liczą, że ich rozwiązanie znajdzie zastosowanie w medycynie, np. do rozpoznawania zarażonych wirusem
– W naszych badaniach wykorzystujemy uczenie maszynowe i analizę obrazów – mówi nam prof. Jacek Rumiński z Katedry Inżynierii Biomedycznej na Wydziale Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki PG.
Zadaniem algorytmów uczenia maszynowego jest poprawa jakości obrazów termograficznych, tak aby uzyskać czysty obraz, bez zakłóceń, tłumaczy naukowiec.
Badacze postanowili sprawdzić m.in. w jakim zakresie można rozpoznawać twarz z różnych obrazów termograficznych. Algorytmy uczono na dwóch różnych zestawach danych, materiałach wideo od 70 ochotników. Pierwszy z nich zawierał zarejestrowane sekwencje obrazów termograficznych od 30 osób, drugi składał się z sekwencji uzyskanych od 40 ochotników. Przeprowadzone eksperymenty na każdym z zestawów danych wykazały dużą dokładność rozpoznawania twarzy: odpowiednio 82,14 proc. i 99,50 proc. Różnice dokładności związane były z dużo większą jakością obrazów z drugiego zestawu danych.
Wstępne wyniki pokazały więc, że sztuczna inteligencja daje duże możliwości w zakresie rozpoznawania twarzy. Jednak badania muszą być jeszcze zweryfikowane na większej liczbie obrazów i w różnych warunkach.
Wyniki badania mogą być zastosowane w medycynie, na przykład do szybkiego i bezdotykowego sprawdzania parametrów życiowych u dużej grupy osób jednocześnie
Jak twierdzi prof. Rumiński na podstawie tych badań można wywnioskować, że obrazy termograficzne wysokiej jakości pozwalają zidentyfikować szczegóły, które mogą być charakterystyczne dla danej osoby. Oznacza to potencjalną możliwość rozpoznawania twarzy na podstawie obrazów zarejestrowanych przez kamerę termograficzną. – Wprawdzie one się zmieniają pod wpływem czynników środowiskowych, ale pewne elementy pozostają niezmienne i można je wykorzystać do analizy twarzy – tłumaczy prof. Rumiński.
Wyniki badania mogą być zastosowane w medycynie, na przykład do szybkiego i bezdotykowego sprawdzania parametrów życiowych u dużej grupy osób jednocześnie.
– Podobnie jak w przeszłości, tak i teraz mamy problemy z różnego rodzaju wirusami, infekcjami, epidemiami etc. etc. i jednym z elementów screeningu jest badanie temperatury. (…) Rejestracja obrazów twarzy może pomóc zdiagnozować, czy osoba ma podwyższoną temperaturę, czy ma przyspieszony oddech – zaznacza specjalista.
Według niego rozpoznawanie twarzy na podstawie obrazu termograficznego pozwoliłoby w przyszłości dowiedzieć się, gdzie taka osoba, w otaczającym ją ruchu komunikacyjnym, powędrowała. A to oznacza wiedzę o skali rozprzestrzeniania się na przykład wirusa.
Taka detekcja mogłaby być zastosowana na lotniskach w razie zagrożenia epidemią, gdzie osoby z podwyższoną temperaturą byłyby wychwytywane z tłumu. A droga, jaką taka osoba pokonała, byłaby oceniana pod kątem ryzyka zakażenia.
Ponadto kamera termograficzna mogłaby być wykorzystywana w telemedycynie. – Proszę sobie wyobrazić, że siadam przed komputerem i w ramach samodiagnostyki albo telespotkania z lekarzem odbywa się badanie. Niczego nie musimy do siebie podłączać, wystarczy kamera w zakresie promieniowania widzialnego oraz kamera termiczna, które patrzą na mnie. Nie wprowadzam żadnych danych, gdyż rozpoznają mnie na podstawie profilu składającego się z detekcji twarzy oraz dokumentacji medycznej. Badanie zostaje przeprowadzone, a jego wynik bezpośrednio przekazany lekarzowi – opisuje prof. Rumiński.
Specjalista prognozuje, że w przyszłości kamery wraz z inteligentnym systemem mogłyby rozpoznawać stany emocjonalne i poziom stresu u pacjentów, na podstawie rozkładu temperatury na twarzy.