魁北克國立科學研究院（INRS）的研究團隊研發出一款新型紅外熱像儀，有望提升公共場所人體發燒（體溫）檢測的效率與精準度。
傳統的紅外熱像儀通過測量人體額頭或臉頰溫度來實現體溫檢測，但此類測量容易受到化妝、佩戴口罩、出汗乃至空氣流動的干擾。
據麥姆斯咨詢報道，近期，魁北克國立科學研究院Jinyang Liang教授帶領的研究團隊研發出一款新型單像素紅外成像測溫儀（SPIRIT），該紅外熱像儀的核心創新在于利用先進的計算成像算法+單像素探測，測量人體內眼角（即眼瞼交匯處、鼻梁兩側的眼角部位）的溫度，從而提升體溫檢測效率與精準度。相關研究成果以“Single-pixel infrared imaging thermometry maps human inner canthi temperature”為題發表于Nature Communications期刊上。
單像素紅外成像測溫儀（SPIRIT）原理圖
Jinyang Liang在接受加拿大通訊社采訪時介紹：“我們采用了完全非常規的測溫方式，通過單個像素實現人體溫度測量。這本質上是一套計算成像系統，能夠突破現有技術的局限，例如傳統紅外熱像儀的限制?！?/span>
單像素紅外成像測溫儀的編碼策略
單像素紅外成像測溫儀性能的量化
Jinyang Liang繼續說道：“無論是傳統體溫計還是紅外測溫設備，它們測量對象均為人體皮膚覆蓋的區域。若被測者存在出汗、化妝等情況，測量結果的準確度會大打折扣?？茖W文獻已證實，人體內眼角是精準測溫的最佳部位之一。該區域測得的溫度與人體核心體溫貼合度更高，而核心體溫是反映人體生理狀態的關鍵指標?！?/span>
利用單像素紅外成像測溫儀繪制的人體內眼角的溫度圖
盡管人體內眼角具有不易被遮擋的優勢，但雙眼的內眼角區域面積狹小且間距較遠。即使技術細節對普通人而言較為復雜，但我們的紅外成像測溫儀通過單一紅外像素結合光編碼系統與計算機重建技術，成功解決了這一難題。
據論文介紹，單像素紅外成像測溫儀將檢測資源100%聚焦于最可靠的測量區域，無需依賴昂貴或復雜的系統配置。Jinyang Liang表示，傳統的紅外熱像儀“如同用大炮打蚊子——絕大多數像素并未得到有效利用，屬于資源浪費，而實際用于測溫的像素也未必能滿足精度需求?！?/span>
相比之下，Jinyang Liang團隊在Nature Communications期刊發表的研究顯示：“單像素紅外成像測溫儀可在15秒內完成人體內眼角溫度的被動成像測繪，圖像整體尺寸為11至13像素，溫度分辨率為0.3攝氏度?！?/span>
Jinyang Liang補充說：“單像素紅外成像測溫儀將其整個視場完全對準人體內眼角區域，既提升了體溫測量效率，又降低了因背景干擾混合導致的溫度讀數誤差。這款新型測溫儀還能檢測到與日?；顒?、性別及佩戴眼鏡相關的不到1攝氏度的溫差，從而為公共衛生篩查（例如流感發燒篩查）提供更精準的評估依據。”
研究人員還意外發現，單像素紅外成像測溫儀成功檢測到一名初始無發燒癥狀志愿者的發燒發作及進展過程。研究過程中他們還觀察到：人體雙眼內眼角的溫度存在細微差異；男女之間的內眼角溫度也存在差異；并且該溫度在一天中持續波動。
不過，這款新型測溫儀大規模部署應用前仍需克服若干障礙。例如，目前被測者需保持靜止15秒才能完成測溫讀數，這在機場等人員流動密集的場景中實用性欠佳。一旦技術完善，該系統可整合至現有工作流程中。Jinyang Liang說：“旅客通過海關時本就需要進行拍照留存，可以同步完成測溫?！?/span>
展望未來，單像素紅外成像測溫儀有望部署于學校、醫療機構、火車站或工作場所。研究人員希望，其高精度特性能減少誤報（假陽性結果）數量，進而降低不必要檢測帶來的壓力與成本損耗。
Jinyang Liang團隊還在探索單像素紅外成像測溫儀在其它疾?。ɡ缛梭w炎癥、循環系統疾病及乳腺癌）檢測方面的應用，或在低能見度環境（例如霧、煙及遮擋場景）下的目標檢測。其它的潛在應用領域包括紅外天文學、大氣觀測及先進材料表征。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41467-025-64125-3
