關(guān)于人臉識別的大多數(shù)可用研究都出于明顯的原因而涉及對可見或近紅外（NIR）光譜成像。紅外熱成像提供了一種不同的方法和途徑從人臉識別（HFR）系統(tǒng)中進(jìn)行精確體溫篩查。通常，盡管姿勢，表情和光照條件發(fā)生了巨大的變化，人類仍可以以合理的準(zhǔn)確識別熟悉的面孔。由于計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)不斷受到可見光譜中人臉識別系統(tǒng)的啟發(fā)，因此自然而然地應(yīng)用了紅外熱成像并研究如何提高精確體溫篩查。

由于依賴于某些陰影和形狀提示來處理面部圖像，因此人類難以應(yīng)付某些種類的改變，例如照相底片或倒置。類似地，由于紅外熱圖像形成過程，紅外熱圖像將對人類對象提出一些顏色和形狀提示挑戰(zhàn)。因此，了解生理學(xué)和紅外熱成像過程是解釋任何發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵。心臟在整個(gè)身體中循環(huán)血液，并通過軟組織從環(huán)境傳導(dǎo)熱量。新陳代謝過程和靜脈池排出的冷卻中，皮膚上的溫度變化很小。這些變化是由于血液從底層血管（而不是骨骼或核心）向皮膚灌注的熱量所致，這些血管保持在相對恒定的溫度下。人體皮膚的近乎理想的發(fā)射率（通常在0.91-0.98之間）是獲得這些熱信號作為紋理信息的主要因素。

圖為紅外熱成像人臉識別

較好的紅外熱成像位置是由很少的身體組織或頭發(fā)覆蓋的高度暴露的皮膚區(qū)域。具體而言，諸如脂肪沉積物和頭發(fā)的固有生理特性會(huì)導(dǎo)致熱像儀觀察到的熱模式變化，以影響精確體溫篩查。例如，脂肪組織導(dǎo)致脈管系統(tǒng)與周圍組織之間的對比度減小。由于呼吸和環(huán)境的原因，覆蓋開放腔或突出的皮膚較薄區(qū)域（即下嘴，鼻子和耳朵）也代表了具有高度熱變異性的面部區(qū)域。

那如何提高紅外熱成像的人臉識別能力？長期以來，計(jì)算機(jī)視覺研究人員一直試圖在算法設(shè)計(jì)中模仿強(qiáng)大的人臉識別系統(tǒng)。然而，在與紅外熱成像有關(guān)的人臉識別領(lǐng)域中，很少進(jìn)行研究。人臉和自動(dòng)臉部識別結(jié)果的關(guān)鍵在于理解可見圖像和紅外熱圖像形成過程之間的差異。傳統(tǒng)的人臉識別實(shí)驗(yàn)依靠可見光譜或紅外光譜進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，由于在這些波長下皮膚的發(fā)射率低，因此需要光源。熱光譜中接近理想的人類皮膚發(fā)射率將面部轉(zhuǎn)換為光源和圖像源。與之有關(guān)的是，由于生理，環(huán)境和心理而引起的皮膚表面熱分布的變化影響可見光譜人臉識別和AFR實(shí)驗(yàn)中通常存在的顏色和形狀提示的出現(xiàn)。

在實(shí)驗(yàn)室中使用紅外熱圖像進(jìn)行人臉識別實(shí)驗(yàn)期間，發(fā)現(xiàn)去除下臉比使用整張臉可獲得更好的識別結(jié)果。這些測試包括標(biāo)準(zhǔn)的面部識別算法，結(jié)果表明，根據(jù)從某些解剖學(xué)界標(biāo)得出的遮擋量，實(shí)時(shí)地，面部熱變化最大的區(qū)域是空氣在皮膚瓣上流動(dòng)的區(qū)域以及覆蓋大型淺表動(dòng)脈的區(qū)域，前者較大。下頜的去除顯著改善了人臉識別結(jié)果，這是因?yàn)槊娌康钠溆鄥^(qū)域在每次治療之間更可能保持穩(wěn)定。其余區(qū)域是鼻子，額頭和眉毛，當(dāng)將部分裁剪與整個(gè)面部溫度記錄圖相比較時(shí)，紅外熱成像的最佳識別性能出現(xiàn)，能夠進(jìn)行精確體溫篩查。