《走過這段路,並非理所當然》
過去兩個月,我們曾經恐慌疫苗短缺,彼此爭奪,權勢者匡列自己人先打⋯⋯直到日本捐贈、美國捐贈、特別是三大慈善機構終於獲准捐贈,我們才從人性的污濁泥淖中,爬了出來。
過去兩個月,中央與地方權鬥,北農、環南市場群聚感染,人們想到的是嗆聲和搶麥克風。
但這兩個月,我們可以慢慢走出來,並非靠著這些噪音。
公衞專家學者要求普篩,經過一年爭執,最好的專家被政府孤立,近期終於同意了。
北農爆發群聚感染,最危險時默默走入病毒區域,進行核酸檢測的是台北榮總團隊。那是一個週末,由副院長陳威明帶隊,他們犧牲假期,大熱天之下,包得像棕子,全副武裝。
走進市場前,拿起一個小小的運動飲料,即傳照片給我,表示「感恩」。這是多麼偉大的情操,又多麼謙虛的人格。(圖一)我受之有愧。
過去兩個月,北榮團隊冒險深入多個病毒區,沒有人搶麥克風。沒有人宣揚自己的功積。
過去兩個月,公衞專家及若干台灣僅存的知識份子,選擇勇敢對抗威權。
過去兩個月,以霸氣知名的大企業家吞下所有的不合理,掏出可以炒五十棟豪宅的資金,盼求全政府支持,只為完成救人的使命。那背後是多麼強的大愛與意志。
過去兩個月,在台灣最痛且最恐慌的兩個月,他們共同圖繪了另一個台灣,人性自私恐慌的另一面台灣。
於是我們共同目睹搶奪疫苗、不承認政策錯誤的無情領導、網軍攻擊迫害言論自由尤其科學專業的現象,⋯⋯終究,那只是台灣一時籠罩的烏雲。
烏雲密佈,終有散盡之時。
以下是:也算高齡了,但仍駐守北榮專責醫院副院長高壽延,傳來他的專責醫院駐守日記:分享他點點滴滴的日記,讓人們知道,我們大多數的人,可以一一度過危機,因為這塊土地上仍有許多奉獻者。
* 6/29 週二
全國54例 台北 20例
B107 12/30 剛到108 趁大夥交完班空檔和護理長哈啦了些言不及義話題,才驚覺自己沒有戴N95,可能是因為108是口外病房,多年來慣了、潛意識裡在108䕶理站心情會比較放鬆。
趕緊換上N95和明主任繼續今日行程。離開108時看到牆上快20年前的心血,不勝唏噓。
看看思源7~11F專責病房、應是回不去原狀了,未來五官科(Eye、ENT、OS)專科病房何去何從,在原先Cov疫情前的全院病房空間配置規劃中、並無此節,看來勢須再作調整。
今天多了一位由T031轉入疑似其它病毒感染重症患者,1天內肺變白 、30多歲 heavy smoker,二採陰,狀況不佳、原因仍待查。每天吞吐吸納的肺、平日真要善待它!
B097 CU 7/17、 分子雖愈來愈小,今天97卻特別熱鬧,不巧的是少掉的數字不是轉輕症,而是CPR後往生。
另一位急送思源OR負壓手術室氣切,平日慣例是由OR派人接,Cov現況特殊,而是由三位醫師護理師全套披掛親自由9F送至思源3F手術室。
為了坐那一部電梯(應該是坐3號)和找人先來控管電梯問題,大概略事折騰了一下。原則上、常規性工作如一,碰上了特殊狀況時,才知問題何在。
簡言之、平常有Cov病人要轉上來的時候都會預先通知,所以事先安排專人控管特定電梯、不是問題,但是緊急要往下運送的時候,才出現狀況。
一個患者就是如此,可見平日做消防的演練更是重要,小狀況定要當場解決。
笑咪咪的婉明副護理長不忘我們離去前説,昨晚大夜熱爆了,但不知原因為何。
97CU是電動門、遇上隨病患移送後面的消毒外包人員,還真拿他沒辦法,電動門有兩個開法,一種是使用按鈕、一種是使用暴力。他選了後者、自己推開門出去😄。
B098 13/36 正巧 軾旋護理師已換好裝入艙,提水壺入房給病人房間裡倒水,倒完後要把空壷拿到門口,由另一位外面護理師把艙外的水壺裡的水在門口倒入內艙水壼裡,我不是在繞口令、S O P就是這樣!
B087 17/34 目前維持一人一間其實比較好照顧,也是因為居隔檢疫的關係。每天都有意外!
預定7月4日解隔的15位中又出現一位陰轉陽,確診後只得轉107,可見得在專責病房不要小看檢疫病人,Cov說變臉就變臉,一定要以同規格標準的重裝備伺候、才能保證萬無一失。
B077 12/22
佩瑩副護理長很慎重介紹現況後,看到兩位專責住院醫師在護理站,問了他們、再兩天他們也要"解隔"了。
值完後,回到原單位。
B078 8/22 張婉筠副護理長提到,一大早送走了一位病患。
難怪前兩天聽住院醫師説光接新病人就蠻辛苦的;78就等同是急診重症的後送單位,其實照護工作的確並不輕鬆。
並非Cov確診就比較難照顧,像78的肺炎+高齡+重病,光收了8位就夠嗆了,另一方面照護時身上穿戴的的也是差不多一樣。一位中年患者猛咳又有心肌炎,挺麻煩的。反而是肺部呼吸道症狀重的病人,病況不好時,需10分鐘才能換了衣服進去抽啖。
RCU 6/18 今天也走了一位NonCov。護理長穿著便服月底拿來加班,要完成一些文書作業,真辛苦。改裝後的新CU、進來易走,臨離去時、因為要轉個彎,突然找不到門在哪裡。
巧遇眼科理長、暫時調去支援精神科,好給別的護理長年中休個假,聽起來,左臂做做復健針灸𢓭好多了。可喜可賀!
* 6/30 週三
防疫日記
晨防疫會:
院長表示疫情趨緩個案減少、改善疫苗殘劑注射流程、協助北市府北農篩檢。
討論事項:
~常規麻醉支援專責插管;一般專責插管先送重症,麻醉支援144、031、CVSB 防護完整。
如何擴大至所有專責病房與緊急插管檢討。
院長總結:
1、馬副、侯副院長主持,共同與麻醉及相關部門研商訂出SOP於專責病房插管妥適流程,協助麻醉進行迅速安全之病患插管。
2、疫苗有效率服務、非常感謝家醫等相關部門。
3、北市北農篩檢由威明副院長帶隊、7月1日前往。
4、行政部門加強紙本公文一>電子公文比率。
*下班前馬副院長表示已完成麻醉插管協調任務,制定SOP規範*
2PM全國55例 北市20例
專責病房日記:
下班離峰時段到思源專責,小夜入艙、白班離開了、護理站冷清許多,倒是多處見到月底交班中的住院醫師。
叮嚀他們最佳的防疫,要靠自己做好防護SOP。
B107 10/30 僅7臥床了,工作是專責護理師全了、但還是要年輕有力氣點的護理師去作翻身比較合適。
記得清潔大隊求才、不就是考背沙包跑50米嗎?💪😆⋯⋯不好笑。
CVSB 4/6
4位醫護同處理一位葉克膜患者。
B097 7/17
出到剩7位,副護表示、這些多bed ridden..。😞
B098 12/36、 看來每個病房都比昨天更少了,對國家疫情真是好事,但每個病房剩下的多是"重裝特種部隊"病患,頑強抵抗,挑戰!
B087 17/34、交班中的住院醫師也提到長照這批、能解隔前、快要再做一次PCR,希望事不過三,前面出現兩個陽性的、故事就到此為止,則甚幸。
B077 12/22
護理長打趣、我不到她不下班。
小弟強烈虛榮心油然而生,奉上雞肉照一張供覽閲。看到病房休息室裡一大堆善心人士當日捐贈的高卡飲用食品,疫情结束,姐妹們的BMl🤨⋯⋯不胖死才怪。
B078 6/22
幾位二採陰的胸腔重症轉出,回到CM加強照護、勉強鬆口氣,但見護理長一人還沒下班在電腦前整理月底的報表。
* 7/1 週四
~有月/有日/幸無年~
~最近NBA東西區決賽、太難看了,每隊5個人在場上鬥牛,全是單打~
~北榮戰疫、今天威明副軍團出征北農愈來愈精彩~
全國<50、北市20
T031、 外艙5、負壓2
裡外多插管重症,外艙並無生理監視器,差不多CU患者的病情、多是高齡重症、然照顧確是不方便。
B107 10/ 30 此時不大變動的分子,代表的住院中病患的高齡與難癒,即便解隔,也是全身系統性問題多。就須時日消化,希望不是消失。
CVSB 3/6 護理人員在CU中工作負荷量原本很大,尤其是護理長眼看著處理葉克膜患者問題時、臨時需要更多人手,在專責小規模的CU裡真會捉襟見肘,那護理長承擔的壓力就更多了。
能前去多聽聽、也當作是一個讓她們釋放壓力的出口。
B097 7/17 97CU也是如此,摩術數字停在7,多是極高齡;好多時候副護理長也是要披掛上陣、協助翻身、照護、諸般雜務,擔任救火隊,婉明副護理長依舊笑容可趜如是説。
B098 12/36 護理長也表示、未來病人太少的病房,會依疫情趨緩的現象作整併,這應該也是免不了的。
阿長來自B118、也相當關心未來思源11F的何去何從。117/118這兩個單人房病室過去曾經在已走入歷史的時代、經歷許多風華。
記得自己還是住院醫師時,偶爾就會見到大批大直七海官邸的衞隊人員出現在此。主治醫師時奉命來給已彌留的老夫人拔搖搖欲墜的牙齒,還沒到牙就不見了、引起家屬和醫護一陣恐慌,最後發現是藏在舌下。
B087 18/34、7月4日就是這15位長照老人家再篩檢的日子,前兩天出現一位陰轉陽,大夥殷殷期盼結果順利。要費事披戴、進進出出為許多位病患每兩小時的翻身和防止很多已經壓紅了的屁股惡化,如履薄冰。
B077 14/22 還見兩人一室,剩下一個夫妻檔 ,真鶼鰈情深,太太已呈陰性、還要繼續留下在裡面照顧先生。聽副護理長説在專責的護理長居然沒有一個月600NT的補助。這又似乎有些奇怪了,需要進一步瞭解。
B078 7/22 這病房、出入換率高,多重症病患、照顧真是辛苦,副護理長上午一進艙直到4PM才出來吃中飯。
著藍衣褲的住院醫師也跟著跑出來加入阿長行列,直說肺炎高齡重症多,簡直就是急診部的E I C U,然而整個病房照護設施、又遠不如ICU。它的存在確是為急診一採陰的重症患者找到一個暫時"中途島",等二採陰後上轉。
上:忙碌交班中的T031
中:進艙前98護理師
下:一湯匙一口的協助臥床病人餵食。
* 7/3 週六
防疫日記
全國 本土76 北市48例
今日北榮重點:
1、承接公路總局1500員工+外送人員、週末順利完成施打疫苗。
2、北榮篩檢快打部隊清晨出發環南市場;國家社會需要時、北榮責無旁貸。
一早、其實也不早了,7點半至孝威館看看今天週末北榮承接政府任務、大量施打公路總局駕駛同仁和快遞外送人員(Food Panda、Uber eat⋯),現場來得人真不少,幸好幾個部門、護理部明主任、社工室陳寶民主任和向主秘和許多有經驗的同仁都在、辛苦支援的分局駐區警員、院內警衞、許多志工也駕輕就熟、指揮協調非常順暢。
凡事起頭難,雖然八點前已排至大門口,但裡面幾個大棚子報到等待區、直通孝威館內有冷氣設備,施打區一樓大廳和內部幾間韻律體操室都放好位子、供大家坐定,由護理師走動施打;畢竟家醫陳曾基部主任和陳育群科主任指揮疫苗施打過去在平日已有相當經驗,當時頭一回85yr老人家疫苗施打的塞車現象早不復見,過程非常流暢。
開始打了段時間,孝威最大間的施打室已坐滿、坐定,當工作人員一喊"張先生"請舉手,結果滿屋子人的手全舉起了,原來電腦資料安排是按照姓氏規劃的。
同一個時候、陸續看到北榮同仁在環南辛苦篩檢的數字和新聞陸續傳至手機,孝威這時也非常順暢,跳出放心的數字,北榮南北戰線狀況穩定,孝威的來訪媒體也愈來愈多,差不多是時候了,接著黃副、侯副院長都陸續會到,小弟一身輕衣勁裝短褲球鞋,還是當個快閃族,和同仁小別,深深一鞠躬致謝趕緊回去做家事、接著準備帶女兒去學開車。
最令人印象深刻的是、公路總局的員工和外送員多少可以直接從樣子區分得出來,當然外送多年輕人、頭髮長些、偶有刺青、小胖子男女皆有,但他們都是默默的社會基層、關鍵服務業的大眾,少了他們、大家都會很不方便,年輕人只要願意外出工作就該要鼓勵!
工作人員不斷用手提廣播器、提醒大家熱天打完回去休息了,要記得先拿瓶冰筒裡的水喝掉。這批辛苦年輕人(有些也不小了)、搞不好打完就接著要上工、記得騎車騎慢點,還要多喝水。
最不捨的是一位50多歲男性外送員、稍胖、平日少醫療控制,大熱天老遠騎個摩托車才到了、坐下一量血壓就>200,接著頭暈就立刻送急診⋯,現在在神經加護病房,幸好這是在醫院裡。
多少基層、為了維持家庭生計又想到要有平安的身體,跑來注射疫苗。
誠如最後陳曾基主任晚間留言,1212總局員工+外送員,疫苗全數施打完畢、一支殘劑不剩。稍感安慰!
[註]107 年騎乘機車造成人員當場或24 小時 內死亡案件之死亡人數①881 人,占整體 道路交通事故死亡人數(1,493 人)59.0 %,死亡率②為每10 萬人口3.7 人。~當中又以年輕人居多,別忘了當時外送員可沒現在那麼多。~
專責病房:
晨護理部明主任在孝威忙至中午自己先去巡一趟。
小夜時段,先搞定其他事了,自己再快走一趟,去聽聽輿情打打屁😆、那當然早已洗好澡、又換了另一套乾淨輕衣勁裝"去嚇人。不然會臭死人、戴N95都會聞得見。回家自然要再沖一回。
B107 9/30、 幾位同仁在䕶理站、她們耳聞幾個病室因為病人數少了,要作合併,目前就屬10F的後勤區、大小、位置都相當寬敞,應優先保留,我也一定把意見反應。確實在所有病室的員工後勤區域、只有這間病房可以聞到麥當勞🍔和炸雞香味。
CVSB 3/6 小夜leader見到我、提了一下稍晚從97CU要上轉入一位,兩個葉克膜的都還在,目前思源專責、就這病室的6間獨立加護床位有前室,最符合遠距監控的加護中心規格。比B097的17CU床理想,不過未來有機會、就一定要再修繕提升規格成標準負壓,目前尚屬微負壓,氣流外排。
B097CU 6/17、 重症集中的病室,小大夜間往生了一位極高齡。
敬業的醫護人員態度,面對再不容易的病情、大家還是盡力而為,目前這現象多少正也反應了台灣的醫療現況。
也是真佩服亞東醫院前後收了那麼多加護重症,這大概和現任林芳郁院長過去是心臟血管外科權威的"超前部署"有點關係吧!
台大醫院首當萬華熱區、其實能先快速內控篩檢、維持正常運作又收了那麼多病患、著實不容易,不愧是台大!
回憶5月中時、自己所屬的北榮一警覺情況不對了,許院長也隨即緊急召集防疫會,把戰況急迫性升至最高,動員+動工、在CDC要求的期限內交出了全院1/10床數的246張全國最多的專責病床數,緊接著隨著救護車每天將患者一批批送至,一層層開出專責病房至今,不過也才2個月。回去真該看看"危機總動員"這部老電影!
B098 11/30 包括98和其他專責病房多位參與出征環南市場篩檢的護理師,趁住院病患少了些、專責區年輕護理師的特質,就是生怕自己閒下來被調來調去、不怕忙、不畏艱險、見義勇為、連CPR時都奮力到自己N95口罩都鬆掉。
B087 18/34 剩14位頤園長照高齡,正好一人一間了,已預定好了未來幾天要篩檢和注射疫苗流程,希望別再有陰轉陽!屆時87很容易再清空,方便調整。
B077 13/22
思源頭一個成為戰區的77病房依舊靜靜的擔任守門人,兩人一間的夫妻、一位同樣默默的照顧另一位的復原。待久暫出不了院的多不年輕,就讓專責同仁的努力、讓時間來消化病情的好轉,當高齡醫學遇上Cov照護。想起一部好來𡡅影片"當沙莉遇見哈利",保証專責的年輕醫護沒聽過這部電影!
B078 6/22
78每日病患數的浮動最大,送來等待二採陰各科重症有時待上2~3日才送得出各自專科病房,高齡全人重病照護大不易。
回首,北榮上下展現的領導效率、團隊紀律、動員協調、和行動力,讓我們身為北榮一份子為榮。
⋯⋯⋯⋯
因為以上這些人,我們以身為台灣人為榮!
道路交通事故 e化系統 在 台灣物聯網實驗室 IOT Labs Facebook 的最佳貼文
機器學習識別特徵阻絕代測 上鏈回送監理資料庫防竄改
人臉辨識加酒精鎖阻酒駕 串區塊鏈上傳比對告警
2021-05-24社團法人台灣E化資安分析管理協會元智大學多媒體安全與影像處理實驗室
本文將介紹酒精防偽人臉影像辨識系統,結合了人臉辨識、酒精鎖以及區塊鏈應用,以解決酒駕問題,並透過監控系統避免代測狀況發生。且利用區塊鏈不可修改的特性,將車輛與人臉資料串上區塊鏈,以確保駕駛人的不可否認性。
長長期以來「酒駕」都是一個很嚴肅且必須被重視的議題,儘管在2019年立法院修法酒駕及拒絕酒測的罰則,但是抱持僥倖心態的人還是數不勝數,導致因酒駕釀成車禍的悲劇還是一再重演,讓不少的家庭因此破滅。
據統計,從2015年到2018年的酒駕取締件數都逾10萬件,而因為酒駕車禍的死亡人數逾百人。在2019年酒駕新制上路以後,2020年警方酒駕取締件數有明顯下降至約6萬件,雖然成功達到嚇阻效果,但是死亡人數仍與去年前年持平,可見離完全遏止酒駕還有很長的路需要努力。
立法院於2018年三讀通過了「道路交通管理處罰條例部分條文修正案」,酒駕者必須重新考照,並且只能駕駛具有酒精鎖(Alcohol Interlock)的車輛,所謂酒精鎖,屬於車輛點火自動鎖定裝置,在汽車發動前必須進行酒測,通過才能將汽車發動,而且在每45分鐘至60分鐘後酒精鎖系統就會要求駕駛人在一定時間內進行重新酒測,以便防範在行車過程中有飲酒的情況發生,若駕駛人未遵守其要求,車子就會強制熄火並鎖死,必須回酒精鎖服務中心才能將鎖解開。
由於法案的方式無法完全遏止酒駕,因此許多創新科技或是企業致力於研究相關科技來解決酒駕的問題。
其中本田(Honda)汽車與日立(Hitachi)公司研發出手持型酒精含量檢測裝置,讓駕駛人必須在駕駛之前都先進行酒測,若酒精濃度超標就會將汽車載具上鎖,藉此避免酒駕意外或事故發生,且該技術結合了智慧鑰匙功能,若偵測到酒測值超標,車輛中的顯示面板將會發出警告訊號告知駕駛人,避免酒駕上路之問題。
另一方面則是解決酒精殘值之問題,因為有許多駕駛人都會認為,休息一下後,身體也無感到不適,即駕車出門,等到駕駛人被警方臨檢時才知道酒測未通過,因此收到罰單,甚至是吊銷駕照處罰等。
根據醫學研究指出,酒精是在人體體內由肝臟代謝,實際代謝時間必須看體質以及飲酒量而定。台灣酒駕防制社會關懷協會建議,喝酒後至少要10至20小時後再駕車比較安全。多數人無具備酒精代謝時間的觀念,導致駕駛人貿然上路,待意外發生或罰單臨頭時,已經為時已晚。
背景知識說明
本文介紹的方法為酒精鎖結合攝影鏡頭進行人臉辨識,並將人臉特徵資料與車輛資料串上區塊鏈,並利用區塊鏈不可篡改的特性,來避免駕駛人在解鎖酒精鎖時發生他人代測的問題。
由於人臉辨識技術具備防偽性、身分驗證的特性,因此將酒精鎖的技術結合人臉辨識,便可確認為駕駛本人。
何謂人臉辨識
人臉辨識技術屬於生物辨識的一種,基於人工智慧、機器學習、深度學習等技術,將大量人臉的資料輸入至電腦中做為模型訓練的素材,讓電腦透過演算法學習人類的面部特徵,藉以歸納其關聯性最後輸出人臉的特徵模型。
目前人臉辨識技術已經遍佈在日常生活之中,其應用面廣泛,最為常見的應用即為智慧型手機的解鎖、行動支付如LINE Pay、Apple Pay等,其他應用還包括行動網路銀行、網路郵局、社區大樓門禁管理系統、企業監控系統、機場出入關、智能ATM、中國天眼系統等。一般來說,人臉辨識皆具備以下幾個特性:
‧ 普遍性:屬於任何人皆擁有的特徵。
‧ 唯一性:除本人以外,其他人不具相同的特徵。
‧ 永續性:特徵不易隨著短時間有大幅的改變。
‧ 方便性:人臉辨識容易實施,設備容易取得,如相機鏡頭。
‧ 非接觸性:不須直接接觸儀器,也可以進行辨識,這部分考量到衛生問題以及辨識速度。
人臉辨識透過人臉特徵的分析比對進行身分的驗證,別於其他生物辨識如虹膜辨識、指紋辨識,無須近距離接觸,也可以精準地辨識身分,且具有同時辨識多人的能力。因應新冠肺炎疫情肆虐全球,人臉辨識技術也被用來管理人來人往的人流。人臉辨識的儀器可以搭配紅外線攝影機來測量人體體溫,在門禁進出管制系統中,利於提高管理效率,有效掌握到進出人員的身分,以及幫助衛生福利部在做疫調時更容易掌握到確診病患行經的足跡。
人臉辨識的步驟
人臉辨識的過程與步驟,包括人臉偵測、人臉校正、人臉特徵值的摘取,進行機器學習與深度學習、輸出人臉模型,從影像中先尋找目標人臉,偵測到目標後會將人臉進行預處理、灰階化、校正,並摘取特徵值,接著人臉資料交給電腦進行機器學習與深度學習運算,最後輸出已訓練好的模型。相關辨識的步驟,如圖1所示。
人臉偵測
基於Haar臉部檢測器的基本思想,對於一個一般的正臉而言,眼睛周圍的亮度較前額與臉頰暗、嘴巴比臉頰暗等其他明顯特徵。基於這樣的模式進行數千、數萬次的訓練,所訓練出的人臉模型,其訓練時間可能為幾個小時甚至幾天到幾周不等。利用已經訓練好的Haar人臉特徵模型,可以有效地在影像中偵測到人臉。
Python中的Dilb函式庫提供了訓練好的人臉模型,可以偵測出人臉的68個特徵點,包括臉的輪廓、眉毛、眼睛、鼻子、嘴巴。基於這些特徵點的資料就能夠進行人臉偵測,如圖2~4所示。圖中左上角的部分是偵測到的分數,若分數越高,代表該張影像就越可能是人臉,右側括弧中的編號代表子偵測器的編號,代表人臉的方向,其中0為正面、1為左側、2為右側。
人臉的預處理
偵測到人臉後,要針對圖片進行預處理。通常訓練的影像與攝影鏡頭拍出來的照片會有很大的不同,尤其會受到燈光、角度、表情等影響,為了改善這類問題,必須對圖片進行預處理以減少這類的問題,其中訓練的資料集也很重要:
‧ 幾何變換與裁剪:將影像中的人臉對齊與校正,將影像中不重要的部分進行裁切,並旋轉人臉,並使眼睛保持水平。
‧ 針對人臉的兩側用直方圖均衡化:可以增強影像中的對比度,可以改善過曝的影像或是曝光不足的問題,更有效地顯示與取得人臉目標的特徵點。
‧ 影像平滑化:影像在傳遞的過程中若受到通道、劣質取樣系統或是受到其他干擾導致影像變得粗糙,藉由使用圖形平滑處理,可以減少影像中的鋸齒效應和雜訊。
人臉特徵摘取
關於人臉特徵摘取,相關的技術說明如下:
‧ 歐式距離:人臉辨識是一個監督式學習,利用建立好的人臉模型,將測試資料和訓練資料進行匹配,最直觀的方式就是利用歐式距離來計算所有測試資料與訓練資料之間的距離,選擇差距最小者的影像作為辨識結果。由於人臉資料過於複雜,且需要大量的訓練集資料與測試集資料,會導致計算量過大,使辨識的速度過於緩慢,因此需要透過主成分分析法(Principal Components Analysis,PCA)來解決此問題。
‧ 主成分分析法:主成分分析法為統計學中的方法,目的是將大量且複雜的人臉資料進行降維,只保留影像中的主成分,即為影像中的關鍵像素,以在維持精確度的前提下加快辨識的速度。先將原本的二維影像資料每列資料減掉平均值,並計算協方差矩陣且取得特徵值與特徵向量,接著將訓練集與測試集的資料進行降維,讓新的像素矩陣中只保留主成分,最後則將降維後的測試資料與訓練資料做匹配,選擇距離最近者為辨識的結果。由於影像資料經過了降維的步驟,因此人臉辨識的速度將會大幅度地提升。
‧ 卷積神經網路:卷積神經網路(Convolutional Neural Network,CNN)是一種神經網路的架構,在影像辨識、人臉辨識至自駕車領域中都被廣泛運用,是深度學習(Deep Learning)中重要的一部分。主要的目的是透過濾波器對影像進行卷積、池化運算,藉此來提取圖片的特徵,並進行分類、辨識、訓練模型等作業。在人臉辨識的應用中,首先會輸入人臉的影像,再透過CNN從影像提取像素特徵並轉換成特定形式輸出,並用輸出的資料集進行訓練、辨識等等。
何謂酒精鎖
酒精鎖(圖5)是一種裝置在車輛載體中的配備,讓駕駛人必須在汽車發動前進行酒測,通過後才能將車輛發動。且每隔45分鐘至60分鐘會發出要求,讓駕駛人在時間內再次進行檢測。
根據歐盟經驗,提高罰款金額以及吊銷駕照只有在短期實施有效,只有勸阻的效果,若在執法上不夠嚴謹,被吊照者會轉變成無照駕駛,因此防止酒駕最有效的方法就是強制讓駕駛人無法上路,這就是「酒精鎖」的設計精神。
在本國2020年3月1日起酒駕新制通過後,針對酒駕犯有了更明確且更嚴厲的規定,在酒駕被吊銷駕照者重考後,一年內車輛要裝酒精鎖,未通過酒測者無法啟動,且必須上15小時的教育訓練才能重考,若酒駕累犯三次,要接受酒癮評估治療滿一年、十二次才能重考。
許多民眾對於「酒精鎖」議論紛紛,懷疑是否會發生找其他人代吹酒精鎖的疑慮,為防範此問題,酒精鎖在啟動後的五分鐘內重新進行吹氣,且汽車在行駛期間的每45至60分鐘內,便會隨機要求駕駛重新進行酒測,如果沒有通過測量或是沒有測量,整合在汽車智慧顯示面板的酒精鎖便會發出警告,並勸告駕駛停止駕車。
對於酒精鎖的實施,目前無法完全普及到每一台車子,而且對於沒有飲酒習慣的民眾而言,根本是多此一舉,反而增加不少麻煩給駕駛。若還有每45~60分鐘的隨機檢測,會導致多輛汽車必須臨時停靠路邊進行檢測,可能加劇汽車違規停車的發生頻率。
認識區塊鏈
區塊鏈技術是一種不依賴於第三方,透過分散式節點(Peer to Peer,P2P)來進行網路數據的存儲、交易與驗證的技術方法。本質上就是一個去中心化的資料庫,任何人在任何時間都可以依照相同的技術標準將訊息打包成區塊並串上區塊鏈,而這些被串上區塊鏈的區塊無法再被更改。區塊鏈技術主要依靠了密碼學與HASH來保護訊息安全,也是賦予區塊鏈技術具有高安全性、不可篡改性以及去中心化的關鍵。區塊鏈相關概念,如圖6所示。
區塊鏈的原理與特性
可以將區塊鏈想像成是一個大型公開帳本,網路上的每個節點都擁有完整的帳本備份,當產生一筆交易時,會將這筆交易廣播到各個節點,而每個節點會將未驗證的交易HASH值收集至區塊內。接著,每個節點進行工作量證明,選取計算最快的節點進行這些交易的驗證,完成後會把區塊廣播給到其他節點,其他節點會再度確認區塊中包含的交易是否有效,驗證過後才會接受區塊並串上區塊鏈,此時就無法再將資料進行篡改。
關於區塊鏈的特性,可分成以下四部分做說明:
1. 去中心化:區塊鏈其中一個最重要的核心宗旨,就是「去中心化」,區塊鏈採用分散式的點對點傳輸,該概念架構中,節點與節點之中沒有所謂的中心,所有的操作都部署在分散式的節點中,而無須部署在中心化機構的伺服器,一筆交易或資料的傳輸不再需要第三方的介入,因此又可以說每個節點就是所謂的「中心」。這樣的結構也加強了區塊鏈的穩定性,不會因為其中的部分節點故障而癱瘓整個區塊鏈的結構。
2. 不可篡改性:透過密碼學與雜湊函數的運用來將資料打包成區塊並上鏈,所有區塊都有屬於它的時間戳記,並依照時間順序排序,而所有節點的帳本資料中又記錄了完整的歷史內容,讓區塊鏈無法進行更改或是更改成本很高,因此使區塊鏈具備「不可篡改性」,並且同時確保了資料的完整性、安全性以及真實性。
3. 可追溯性:區塊鏈是一種鏈式的資料結構,鏈上的訊息區塊依照時間的順序環環相扣,這便使得區塊鏈具有可追溯的特性。可追本溯源的特性適用在廣泛的領域中,如供應鏈、版權保護、醫療、學歷認證等。區塊鏈就如同記帳帳本一般,每筆交易記錄著時間和訊息內容,若要進行資料的更改,則會視為一筆新的交易,且舊的紀錄仍會存在無法更動,因此仍可依照過去的交易事件進行追溯。
4. 匿名性:在去中心化的結構下,節點與節點之間不分主從關係,且每個節點中都擁有一本完整的帳本,因此區塊鏈系統是公開透明的。此時,個人資料與訊息內容的隱私就非常重要,區塊鏈技術運用了HASH運算、非對稱式加密與數位簽章等其他密碼學技術,讓節點資料在完全開放的情況下,也能保護隱私以及用戶的匿名性。
區塊鏈與酒精鎖
由於區塊鏈的技術具備去中心化、記錄時間以及不可篡改的特性,且更加強酒精鎖的檢測需要身分驗證的保證性。當進行酒精鎖檢測解鎖時,系統記錄駕駛人吹氣時間以及車輛的相關資訊,還有人臉特徵資料打包成區塊並串上區塊鏈。因此,在同一時間當監控系統偵測到當前駕駛人與吹氣人不同時,此時區塊鏈中所記錄的資料便能成為一個強而有力的依據,同時也能讓其他的違規或違法事件可以更容易進行追溯。
酒駕防偽人臉辨識系統介紹
為了解決酒精鎖發生駕駛人代測的問題,酒精鎖產品應導入具有身分驗證性的人臉辨識技術。酒駕防偽人臉辨識系統即為駕駛人在進行酒精鎖解鎖時,要同時進行人臉辨識,來確保駕駛人與吹氣人為同一人。
在駕駛座前方的位置會安裝攝影鏡頭,作為駕駛的監控裝置。進行酒測吹氣的人臉資料將會輸入到該系統中的資料庫儲存,並將人臉資料以及酒測的時間戳記打包成區塊串上區塊鏈,當汽車已經駛動時,攝影鏡頭將會將當前駕駛人畫面傳回系統進行人臉比對驗證。如果驗證成功,會將通過的紀錄與時間戳一同上傳至區塊鏈,若是系統偵測到駕駛人與吹氣人為不同對象,系統將發出警示要求駕駛停車並重新進行檢測,並同時將此次異常的情況進行記錄上傳到區塊鏈中。
如果駕駛持續不遵循系統指示仍持續行駛,該系統會將區塊鏈的紀錄傳送回給開罰的相關單位,並同時發出警報以告知附近用路人該車輛處於異常情況,應先行迴避。且該車輛於熄火後,酒精鎖會將車輛上鎖,必須聯絡酒精鎖廠商或酒精鎖服務中心才能解鎖。相關的系統概念流程圖,如圖7所示。
區塊鏈打包上鏈模擬
在進行酒測解鎖完畢以及進行人臉資料儲存後,會透過CNN將影像轉換輸出成128維的特徵向量作為人臉資料的測量值,接著將128個人臉特徵向量資料取出,並隨著車輛資訊一起打包到同一個區塊,然後串上區塊鏈。取出的人臉特徵資料,如圖8所示。
要打包成區塊和上鏈的內容,包括了人臉特徵資料、車牌號碼、酒測解鎖時間點等相關輔助資料,接著透過雜湊函數將相關的資料打包成區塊。以車牌號碼ABC-1234為例,圖9顯示將車輛資料和人臉資料進行區塊鏈的打包,並進行HASH運算。
將人臉資料和車輛相關資料作為一次的交易內容,並打包區塊,經過HASH後的結果如圖10所示,其中prev_hash屬性代表鏈結串列指向前一筆資料,由於這是實作模擬情境,並無上一筆資料,其中messages屬性代表內容數,一筆代表車牌資料,另一筆則為人臉資料。time屬性則代表區塊上鏈的時間點,代表車輛解鎖的時間點。
情境演練說明
話說小禛是一間企業的上班族,平時以開車為上下班的交通工具,他的汽車配置了酒駕防偽影像辨識系統,以下模擬小禛下班後準備開車的情境。
已經下班的小禛今天打算從公司開車回家,當小禛上車準備發動車子時,他必須先拿起安裝在車上的酒測器進行吹氣,並將臉對準攝影鏡頭讓系統取得小禛的人臉影像。小禛在汽車發動前的人臉影像,如圖11所示。
待攝影鏡頭偵測到小禛的人臉後,接著系統便會擷取臉上五官的68個特徵點,如圖12所示。然後,相關數據再透過CNN轉換輸出成128維的特徵向量作為人臉資料的測量值,如圖13所示。
酒精鎖通過解鎖後,車輛隨之發動,解鎖成功的時間點將會記錄成時間戳記,隨著影像與相關資料串上區塊鏈。在行駛途中,設置在駕駛座前方的鏡頭將擷取目前駕駛的人臉,以取得駕駛人的128維人臉特徵向量測量值,並且與汽車發動前所存入的人臉資料進行比對,藉以判斷目前的駕駛人與剛才的吹氣人臉是否為同一位駕駛。當驗證通過後,也會再將通過的紀錄與時間戳上傳至區塊鏈中,如此一來,區塊鏈的訊息內容便完整記載了這一次駕車的紀錄,檢測通過的示意圖如圖14所示。
系統通過辨識後,便確認了駕駛人的身分與吹氣人一致。且透過時戳的紀錄和區塊鏈的輔助,也確保了駕駛的不可否認性。若有其他違規事件發生時,區塊鏈的紀錄便成為一個強而有力的依據來進行追溯。
如此一來,便可以預防小禛喝酒卻找其他人代吹酒測器的情況發生。在駕駛的途中,如果有需要更換駕駛人,必須待車輛靜止時,從車載系統發出更換駕駛要求,再重新進行酒測以及重複上述流程,才可以更換駕駛人。如果沒有按照該流程更換駕駛,系統將視為異常情況。
結語
酒駕一直是全球性的問題,將有高機率導致重大交通事故,造成人員傷亡、家庭破碎,進而醞釀後續更多的社會問題,皆是酒駕所引發的不良效益。為了解決酒駕的問題,各個國家都有不同的酒駕標準或是法律規範,但是大部分國家的規範和制度都只有嚇阻作用卻無法完全遏止。在不同的國家防止酒駕的方式不盡相同,有的國家如新加坡,透過監禁及鞭刑來遏止酒駕犯,又或者是薩爾瓦多,當發現酒駕直接判定死刑,這樣的制度雖嚇阻力極強,但是若讓其他國家也跟進,會造成違憲或是違反人權等問題。因此,各國都在酒駕的問題方面紛紛投入研究,想要達到零酒駕的社會。
為達成此理想,本文介紹了基於區塊鏈的酒駕防偽辨識系統,利用酒精鎖搭配人臉辨識技術以及區塊鏈技術,使有飲酒的駕駛人無法發動汽車。且該系統搭載在行車電腦中,結合攝影鏡頭的監控對駕駛進行酒測防制管理,將人臉資料、酒精鎖、解鎖時間點與相關資訊打包成區塊並上鏈。基於區塊鏈技術內容的不易篡改,可加強駕駛人的不可否認性,當汽車發生異常情況時,便能利用有效且可靠的依據進行追溯。人工智慧和物聯網時代已經來臨,透過酒駕防偽辨識系統來改善酒駕問題,在未來能夠普及並結合法規,智慧汽車以及智慧科技的應用將會帶給人們更安全、更便利的社會。
附圖:圖1 人臉辨識的步驟。
圖2 人臉特徵點偵測(正臉)。
圖3 人臉特徵點偵測(左側臉)。
圖4 人臉特徵點偵測(右側臉)。
圖5 酒精鎖。 (圖片來源:https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Guardian_Interlock_AMS2000_1.jpg with Author: Rsheram)
圖6 區塊鏈分散式節點的概念圖。
圖7 系統概念流程圖。
圖8 取出人臉128維特徵向量。
圖9 儲存車輛相關資料及人臉資料到區塊。
圖10 HASH後及打包成區塊的結果。
圖11 汽車發動前小禛的人臉影像。
圖12 小禛的人臉影像特徵點。
圖13 小禛的人臉特徵向量資料。
圖14 系統通過酒測檢測者與駕駛人為同一人。
資料來源:https://www.netadmin.com.tw/netadmin/zh-tw/technology/CC690F49163E4AAF9FD0E88A157C7B9D
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