单像素红外成像测温仪：提升体温检测效率与精准度
2025-12-06 11:14:43 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
新型单像素红外成像测温仪（SPIRIT）的核心创新在于聚焦人体内眼角——即眼睑交汇处、鼻梁两侧的眼角部位，可以提升体温检测效率与精准度。
魁北克国立科学研究院（INRS）的研究团队研发出一款新型红外热像仪，有望提升公共场所人体发烧（体温）检测的效率与精准度。
传统的红外热像仪通过测量人体额头或脸颊温度来实现体温检测，但此类测量容易受到化妆、佩戴口罩、出汗乃至空气流动的干扰。
据麦姆斯咨询报道，近期，魁北克国立科学研究院Jinyang Liang教授带领的研究团队研发出一款新型单像素红外成像测温仪（SPIRIT），该红外热像仪的核心创新在于利用先进的计算成像算法+单像素探测，测量人体内眼角（即眼睑交汇处、鼻梁两侧的眼角部位）的温度，从而提升体温检测效率与精准度。相关研究成果以“Single-pixel infrared imaging thermometry maps human inner canthi temperature”为题发表于Nature Communications期刊上。
单像素红外成像测温仪（SPIRIT）原理图
Jinyang Liang在接受加拿大通讯社采访时介绍：“我们采用了完全非常规的测温方式，通过单个像素实现人体温度测量。这本质上是一套计算成像系统，能够突破现有技术的局限，例如传统红外热像仪的限制。”
单像素红外成像测温仪的编码策略
单像素红外成像测温仪性能的量化
Jinyang Liang继续说道：“无论是传统体温计还是红外测温设备，它们测量对象均为人体皮肤覆盖的区域。若被测者存在出汗、化妆等情况，测量结果的准确度会大打折扣。科学文献已证实，人体内眼角是精准测温的最佳部位之一。该区域测得的温度与人体核心体温贴合度更高，而核心体温是反映人体生理状态的关键指标。”
利用单像素红外成像测温仪绘制的人体内眼角的温度图
尽管人体内眼角具有不易被遮挡的优势，但双眼的内眼角区域面积狭小且间距较远。即使技术细节对普通人而言较为复杂，但我们的红外成像测温仪通过单一红外像素结合光编码系统与计算机重建技术，成功解决了这一难题。
据论文介绍，单像素红外成像测温仪将检测资源100%聚焦于最可靠的测量区域，无需依赖昂贵或复杂的系统配置。Jinyang Liang表示，传统的红外热像仪“如同用大炮打蚊子——绝大多数像素并未得到有效利用，属于资源浪费，而实际用于测温的像素也未必能满足精度需求。”
相比之下，Jinyang Liang团队在Nature Communications期刊发表的研究显示：“单像素红外成像测温仪可在15秒内完成人体内眼角温度的被动成像测绘，图像整体尺寸为11至13像素，温度分辨率为0.3摄氏度。”
Jinyang Liang补充说：“单像素红外成像测温仪将其整个视场完全对准人体内眼角区域，既提升了体温测量效率，又降低了因背景干扰混合导致的温度读数误差。这款新型测温仪还能检测到与日常活动、性别及佩戴眼镜相关的不到1摄氏度的温差，从而为公共卫生筛查（例如流感发烧筛查）提供更精准的评估依据。”
研究人员还意外发现，单像素红外成像测温仪成功检测到一名初始无发烧症状志愿者的发烧发作及进展过程。研究过程中他们还观察到：人体双眼内眼角的温度存在细微差异；男女之间的内眼角温度也存在差异；并且该温度在一天中持续波动。
不过，这款新型测温仪大规模部署应用前仍需克服若干障碍。例如，目前被测者需保持静止15秒才能完成测温读数，这在机场等人员流动密集的场景中实用性欠佳。一旦技术完善，该系统可整合至现有工作流程中。Jinyang Liang说：“旅客通过海关时本就需要进行拍照留存，可以同步完成测温。”
展望未来，单像素红外成像测温仪有望部署于学校、医疗机构、火车站或工作场所。研究人员希望，其高精度特性能减少误报（假阳性结果）数量，进而降低不必要检测带来的压力与成本损耗。
Jinyang Liang团队还在探索单像素红外成像测温仪在其它疾病（例如人体炎症、循环系统疾病及乳腺癌）检测方面的应用，或在低能见度环境（例如雾、烟及遮挡场景）下的目标检测。其它的潜在应用领域包括红外天文学、大气观测及先进材料表征。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-64125-3
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